Текст
                    химия и жизнь
научно-популярный журнал академии наун ссср
2
1975


*\ i *»
химия и жизнь Ежемесячный научно-попупярный журнап Академии наук СССР • № 2 ^ Издается с 196S года февраль 1975 Архив М. В. Ломоносов О ДОЛЖНОСТИ ЖУРНАЛИСТОВ. С. В. Рогожин, В. Б. Толстогузов, В. В. Станцо, Г. Л. Слонимский ВСЕ ОБ ИСКУССТВЕННОЙ ИКРЕ Вещи и вещества Размышления Д. Н. Финкельштейн ЭФФЕКТ ОТСУТСТВИЯ, ИЛИ НЕКОТОРЫЕ ФАКТЫ И РАЗМЫШЛЕНИЯ О ЧИСТОТЕ МЕТАЛЛОВ 18 Портреты Элемент №... В. Зяблов СТРАНИЦЫ ИЗ ЖИЗНИ ХИМИКА БОРОДИНА В. Л. Лебедев ОТКУДА В МОРЕ ЛЕД? А. Зубек ПОЛЬСКИЙ ГЕЛИЙ 25 34 42 Ф. Морзе 44 НЕ СТАЛА ЛИ ФИЗИКА СЛИШКОМ ЗАМКНУТОЙ? Бывший президент Американского физического общества — о месте физиков в современном мире М. В. Волькенштейн ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ ЕДИНО. Мнение советского ученого 48 ВЫБОРЫ В АКАДЕМИЮ 50 ~52 Проблемы и методы современной науки Л. Д. Бергельсон БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ Пятая статья цикла: мембраны и рак Г. Т. Фрумин КАПЛЯ-ВУЛКАН 59
Проблемы и метод-4 современной науки С. С. Бацанов 61 ВЧЕРА НА ЗАВОДЕ ПРОИЗОШЕЛ ВЗРЫВ... Действие ударной волны взрыва заменяет многостадийные, дорогостоящие химические процессы М. Златковский ПЛАКАТ ПРЕДУПРЕЖДАЕТ 66 Проблемм ' методы современной нчуки В. М. Кириллова, В. А. Кузьмищев РАДУГА В МЕТАЛЛЕ Анодное окисление помогает узнавать новое о структуре металлов и сплавов 69 Бопеэни * ле арстыа О. Либкин РЕПЛАНТАЦИЯ —ШАГ ЗА ШАГОМ Документальный рассказ о том, как хирурги пытались приживить оторванную ногу и почему это не удалось 76 ricrej[:_ir toie-ji М. Пигарева ИЗГНАНИЕ КЛЕЩЕЙ ИЗ КУРЯТНИКА 86 WdHiici ка А. Травин АПЕЛЬСИН ГЕНАМИ 90 С ПРИШПОРЕННЫМИ А. И. Козулин КАК БЫСТРО СЧИТАТЬ 100 Рэй Брэдбери Я ПОЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТЕЛО 104 Зсмпя i se об^ отепи С. Старикович СОБАЧЬЯ ЖИЗНЬ Собака редко ошибается в людях. Зато люди частенько ошибаются в собаках... 116 НА ОБЛОЖКЕ: фрагмент плаката польского художника И. Мрощака, экспон ировавшегос.ч на V Международном б пенале плаката в Варшаве в тематическом разделе «Вода есть жизнь» (к статье «Плакат пред у п реждает» ). НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ воспроизведен лишь небольшой фрагмент картины Лукаса Кранаха Старшего < Портрет Катарины Мекленбургской» A514) — фрагмент, имеющий прямое отношение к теме статьи «Собачья жизнь» ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ КНИГИ ФОТОИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... КОНСУЛЬТАЦИИ ПЕРЕПИСКА 16 23 39, 73 88 65 81 84 92 113 114 125 128
О должности журналистов... л/' X В 1750 году, в первом томе «Новых Записок Императорской Санктпе- тербургской Академии Наук», были опубликованы ' «Meditationes de ca- loris et frigoris causa», «Размышления о причине теплоты и холода») академика Михаила Ломоносова. «Новые Записки» привлекли / -1
благосклонное внимание ученой жительно отозвался о Ломоносове. Европы, но в одном лейпцигском Разгневанный Ломоносов написал журнале трактат о теплоте был под- в Берлин влиятельному Леонарду вергнут разносной критике. Эйлеру, прося его вмешаться, а ког- Узнав об этом, Ломоносов заявил да Эйлер в дружеском письме по- в собрании академиков, что лейп- советовал ему не обращать внима- цигский журналист ' взялся не за ния на «нечистоплотных газетчи- свое дело: не понял сути его теории ков», Ломоносов обнародовал его и приписал ему взгляды, которых письмо, чем едва не восстановил он, Ломоносов, - не высказывал, против себя знаменитого матема- Вскоре (осенью 1754 г.) в Эрланге- тика. не некто Иоганн Арнольд защитил Затем Ломоносов сочинил и от- диесертацию «О невозможности правил в Германию трактат, кото- объяснить теплоту посредством вра- рый мы воспроизводим с некото- щательного движения частиц». Об рыми сокращениями. Трактат напи- этом событии публику оповестил сан по-латыни в начале 1755 г. Ори- журнал «Беспристрастный Гамбург- гинал его утрачен. Французский пе- ский Корреспондент». Бесприст- ревод был разыскан в XIX веке ис- растный корреспондент превознес до ториком русской науки А. А. Куни- небес Арнольда и крайне пренебре- ком. О ДОЛЖНОСТИ ЖУРНАЛИСТОВ В ИЗЛОЖЕНИИ ИМИ СОЧИНЕНИИ, НАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ СВОБОДЫ РАССУЖДЕНИЯ Всякий знает, как стали значительны и быстры успехи наук с тех пор, как было сброшено иго рабстаа и место его заступила свобода суждения. Но нельзя не знать также, что злоупотребление этой свободой было причиной весьма ощутительных зол, число которых однако ж не было бы так велико, если бы большая часть пишущих не смотрела на свое авторство как на ремесло и на средство к пропитанию, вместо того, чтобы иметь в виду точное и основательное исследование истины. Оттого-то и происходит столько излишне самонадеянных выводов, столько странных систем, столько противоречивых мнений, столько заблуждений и неясностей, что науки были бы давно подавлены этой грудою хлама, если б ученые общества не старались соединенными силами противодействовать такому бедствию... Те, которые присвоили себе звание журналистов без особого дарования и расположения, не сделали бы этого, если б, как было уже замечено, их не подстрекнул к тому голод и не заставил их судить и рядить о том, чего они не разумеют. Дело дошло до того, что нет столь дурного сочинения, которого бы не расхвалил и не превознес какой- нибудь журнал, и наоборот, как бы превосходен ни был труд, его непременно очернит н растерзает какой-нибудь ничего не злающий или несправедливый критик. Количество журналов так умножилось, что уже некогда было бы читать книги полезные и нужные или самому думать н трудиться, если б кто захотел собирать у себя н только перелистывать- «Эфемериды», сУченые записки», «Литературные записки», «Библиотеки», «Коммен-
тарии и другие периодические издания этого рода. Журналист сведущий, проницательный, справедливый и скромный сделался чем-то вроде феникса... Критикам необходимо предписать точные границы, в которых им следует оставаться, не переступая оных ни под каким видом. Итак, вот правила, которыми нужным считаем заключить это рассуждение и которые советуем затвердить хорошенько как лейпцигскому журналисту, так и всем его собратьям. 1. Кто берется сообщать публике содержание новых сочинений, должен наперед взвесить свои силы, ибо он предпринимает труд тяжелый и весьма сложный, которого цель не в том, чтобы передавать вещи известные и истины общие, но чтоб уметь схватить новое и существенное в сочинениях, принадлежащих иногда людям самым гениальным. Говорить о них неверно и нерассудительно — значит подвергать себя презрению и осмеянию, значит уподобляться карлику, который хотел бы поднять на своих плечах горы. 2. Чтобы быть в состоянии произнести приговор истинный и справедливый, надобно освободить свой ум от всякого предрассудка, от всякого предубеждения и не требовать, чтобы авторы, которых мы беремся судить, рабски подчинялись идеям, господствующим над нами... 4. Журналист не должен торопиться порицать гипотезы. Они позволительны в предметах философских, и это даже единственный путь, которым величайшие люди успели открыть истины самые важные. Это как бы порывы, доставляющие им возможность достигнуть знаний, до которых умы низкие и пресмыкающиеся в пыли никогда добраться не могут. 5. Особенно же пусть журналист запомнит, что всего бесчестнее для него красть у кого-либо из своих собратьев высказываемые ими мысли и суждения и присваивать их себе, как будто бы он сам придумал их, тогда как ему едва известны заглавия книг, которые он уничтожает. Так бывает часто с наглым рецензентом^ который отваживается делать извлечения из сочинений физических и медицинских. 6. Журналисту позволяется опровергать то, что по его мнению заслуживает того..., но кто уже раз берется за то, должен вполне ознакомиться с мыслями автора. Одни сомнения и произвольные вопросы не дают этого права, ибо нет такого невежды, который не мог бы предложить гораздо более вопросов, нежели сколько самый сведущий человек в состоянии разрешить. Журналист не должен особенно воображать, что непонятное и необъяснимое для него таково же и для автора... 7. Наконец, Он никогда не должен иметь слишком высокого мнения о своем превосходстве, о своем авторитете и о достоинстве своих суждений. Выполняемое им дело само по себе уже неприятно для самолюбия тех, кого оно затрагивает; было бы с его стороны очень неблагоразумно оскорблять нх намеренно и вынуждать к обнаружению его бессилия.
Все об искусственной икре Вскоре после публикации интервью с академиком А. Н. Несмеяновым |«Химия и жизнь», 1974, № 9) в редакцию стали приходить письма с вопросами, касающимися многих аспектов химии и технологии искусственных пищевых продуктов, и с просьбой рассказать подробно и обстоятельно о первом таком продукте — искусственной зернистой икре. Среди вопросов бып и такой: «А где она — искусственная икра! Слышим мы о ней давно. Слышим, но не видим...». Публикуя эту подборку статей, редакция рассчитывает ответить на все ипи почти все читательские вопросы про икру. Про икру На вопрос, почему первым искусственным продуктом, сделанным в нашем институте, стала черная икра, академик А. Н. Несмеянов однажды ответил так: «Икра это... реклама, что ли. Важно было доказать, что химия вкупе с биохимией способны дать и столь экзотический продукт». Но есть и другая сторона проблемы. Человеку недостает белковых продуктов питания, и в то же время известны белковые вещества, полноценные по аминокислотному составу, но в силу тех или иных причин не используемые в пищу. Происходит это потому, что мы не умеем готовить из этих белков вкусные, недорогие, удобные для употребления продукты. Но и' это только полдела. Важно убедить потребителя (а потребители это и мы с вами), что такие продукты можно и нужно есть. А- это не так просто. Опыт показывает, что даже весьма просвещенные во всех других отношениях люди сразу же утрачивают способность мыслить логически, когда им предлагают попробовать какой-либо незнакомым продукт. Что же говорить о большинстве населения развивающихся стран, для которых нехватка, белка — особенно острая проблема. Мы достаточно часто и по разным поводам говорим: «Дело вкуса». Но иногда «дело вкуса» оборачивается серьезной экономической и социальной проблемой. Белковые изоляты дрожжей, уже получаемые в опытно-промышленных масштабах, так же как и белок молока казеин, по аминокислотному составу более чем доброкачественны. Однако люди их не едят. Не вкусно! И кроме того, в силу порожденных традицией психологических барьеров человека трудно заставить есть вещи, несъедобные с точки зрения его предков. В некоторых странах Европы белый гриб считается несъедобным, и его не собирают, как мы не кладем в корзинку мухоморы... Искусственная икра — продукт деликатесный; ей легче, чем другим искусственным пищевым продуктам, преодолеть психологический барьер. Кроме того, искусственная пища должна быть значительно дешевле своего натурального аналога... Работы по созданию искусственной икры начались в Институте элементоорганических соединений в 1963 году. Сейчас они по существу закончены: есть полупромышленная установка, создана современная технология производства, позволяющая вырабатывать тонны искусственной икры. Словом, исследования закончены, дело за производственниками. Что же такое искусственная икра? Она содержит: белка растительных масел рыбьего жнра . . . поваренной солн воды 10—1596, 8-15%, 1-3%, 3.5-5%, 65-750^,
Первая установка для производства искусственной нкры работала непосредственно в ИНЭОС. На снимке часть этой установки — узел обработки гранул икры растворами различных реагентов Эта установка, для получения искусственной икры (ее назвали «ЧИБИС») демонстрировалась на ВДНХ. Название «ЧИБИС» расшифровывается так: черная икра белковая искусственная По аминокислотному составу она близка к наиболее высококачественным продуктам питания. Отношение содержания суммы незаменимых аминокислот в продукте (Е) к общему содержанию азота (N) также показывает, что искусственная зернистая икра относится к наиболее полноценным пищевым продуктам. Приведем отношение E/N для некоторых продуктов. Куриное яйцо — 3,22, молоко— 3,20, мясо — 2,79, рыба — 2,76, пшеничная мука — 2,02. Для искусственной икры этот показатель равен 2,96. Объясняется это прежде всего составом тех веществ, из которых готовится искусственная зернистая икра. А делается она в основном из казеина и желатины, показатели E/N которых равны 3,25 и 1,01 соответственно. Казеин невкусен. Но его пищевая и биологическая ценность весьма высоки благодаря значительному и хорошо сбалансированному содержанию незаменимых аминокислот. Кроме того, казеин содержит (в качестве примесей) немало витаминов, минеральных солей и других полезных веществ. Желатина сама по себе не может удовлетворить нашу потребность в белке, так как не содержит одной из незаменимых аминокислот — триптофана. Это, однако, не мешает широко использовать ее в пищевой промышленности. Да и дома, готовя, например, заливное, мы добавляем в него желатину — как превосходный студнеобра- зователь. Между прочим, большинство традиционных продуктов питания с точки зрения физической химии представляет собой именно студни. Студни определенного состава, определенной структуры, с определенным комплексом физико-химических свойств. Зернистая икра — тоже студень, только гранулированный. Следовательно, создавая искусственную икру, разрабатывали способы приготовления гранулированного студня с определенным комплексом физико-химических свойств. Получать гранулированные студни желатины позволяет прием, предложенный еще в 1915 году профессором П. Ашкенази. Он готовил концентрированные растворы желатины и вместе с ней — питательных или биологически активных веществ. Капли такого 7
раствора падали в охлажденное масло или органический растворитель и там затвердевали. Этот старый прием и был использован при получении искусственной икры, поскольку икринки — это застудневевшие капли. Правда, получаемые таким путем гранулы не имеют оболочки, без которой икра — не икра. Но тут помогла другая старая работа. Еще в 1867 году известный немецкий химик М. Траубе .показал, что под действием танина на поверхности студней желатины образуется довольно плотная пленка. Происходит поверхностное дубление. Сам танин для приготовления искусственной икры не годится, он дает очень грубые на вкус оболочки. Но дубильные вещества содержатся во многих растениях, в том числе в чае. Поэтому желатиновые гранулы дубят, обрабатывая их экстрактами зеленого чая или же отходами чайногс производства (грубый лист, ветки и т. п.). Дубильные вещества зеленого чая (тани- ды) обладают капилляроукрепляющим действием. Их относят к группе веществ, объединенных под названием витамина Р. В процессе работы над икрой выяснилась еще одна интересная деталь. Оказалось, что та- ниды зеленого чая слегка активизируют ферменты желудочно-кишечного тракта — пепсин и химотрипсин. Когда Траубе проводил свои опыты с кусочками желатинового студня, покрытыми оболочками, он обратил внимание на сходство протекающих при этом осмотических явлений с теми, которые наблюдаются в живых клетках. За сто лет наши знания о структуре клеточных оболочек и природе транспортных процессов в клетке неизмеримо выросли, и столь грубая модель уже не представляет интереса. Но приготовление искусственных продуктов питания—это Чо- же своего рода биомоделирование: здесь, хотя бы в самых общих чертах, воспроизводится структура растительной или животной ткани, в данном случае икринки. И здесь модель Траубе вполне подходит. После того как икринка покрыта оболочкой, ее нужно окрасить в естественный серо-черный цвет, и здесь опять первостепенную роль играют введенные на предыдущей стадии таниды. Взаимодействие их с солями трехвалентного железа приводит к 8 образованию веществ черного цвета. Недаром же для получения черных чернил издавна пользовались танидами растительного происхождения. Готовя искусственную икру, окраску ей придают промывкой гранул в водных растворах солей пищевых кислот, содержащих трехвалентное железо. На этом, собственно, заканчивается получение икринок. Икринок, но не икры. Для получения готового продукта вводят еще поваренную соль, глутамат натрия, растительное масло, рыбий жир и другие ароматические и вкусовые добавки. Ими могут быть как натуральные, так и синтетические вещества. Синтетические ароматизирующие композиции были разработаны после детального анализа состава летучих веществ натуральной зернистой икры. Множество икринок превращают в икру с помощью белково-масляной эмульсии, которая обволакивает икринки и связывает их в общую массу. Здесь мы сталкиваемся с парадоксами психологии потребителя, без учета которой нельзя рассчитывать на то, что искусственный продукт «пойдет». Приступая к работе над искусственной икрой, мы прежде всего познакомились с ГОСТами на натуральную икру и ориентировались, конечно, на икру высшего сорта. Вот что сказано о ней в ГОСТе: «Консистенция (передел) — икра сухорассыпчатая, икринки легко отделяются друг от друга». Такую икру мы и сделали, заслужив одобрение специалистов. Но когда мы давали попробовать наш продукт сотрудникам и лаборантам (так сказать, простым смертным), то люди, которые ГОСТов не читают и икру высшего сорта едят далеко не каждый день, в один голос говорили: «Икра у вас хорошая, но очень уж рассыпчатая. Плохо, что икринки легко отделяются одна от другой, соскальзывают с ножа... Натуральная икра — более цельная». Вот и пришлось нам переводить искусственную икру из высшего сорта в первый, чтобы сделать ее похожей на ту, которая знакома большинству людей. Эмульсию для склеивания икринок готовят из казеина и растительного масла. Интересен принцип стабилизации такой эмульсии. В раствор казеина добавляют немного свекловичного пектина, а в масле дисперги-
г22 Ч Принципиальная схема существующей опытно-промышленной установки для производства 200—400 кг искусственной икры в смену: 1 — аппарат для приготовления белкового раствора, 2 — фильтр, 3 — баки-накопители, 4 — дозирующее устройство, 5 — гранулятор, 6 — центрифуга, 7 — аппарат для отмывки гранул, 8 — устройство для сортировки гранул, 9 — ванна с дубящим раствором, 10 — ванна для отмывки гранул от дубителя, 11 — ванна с красителем, 12 — ванна для отмывки гранул от избытка красителя, 13 — ванна с раствором поваренной соли, 14 — аппарат для приготовления дубящего раствора, 15 — аппарат для приготовления раствора красителя, 16—аппарат для приготовления солевого раствора, 17 — транспортер, 18 — смеситель, 19 — дозаторы компонентов кулинарной обработки, 20— расфасовка, 21 —емкость для формующей жидкости, 22 — насос, 23 — теплообменник для приема формующей жидкости руют раствор уксуснокислого кальция. В процессе эмульгирования пектин и кальций (в форме ионов) контактируют друг с другом, образуя на поверхности жировых шариков защитный слой студневидного пек- тината кальция. Таким путем получают эмульсию, не расслаивающуюся в течение многих месяцев. А чтобы эмульсия не была заметна на фоне икринок, ее подкрашивают теми же чайным экстрактом и раствором соли трехвалентного железа. Добавляют эмульсию в количестве 8—12% от веса икры. Не нужно думать, что роль белково-мас- ляной эмульсии сводится лишь к склеиванию икринок. В эмульсию вводят ароматизирующие добавки, которые с ее помощью более равномерно распределяются по массе продукта, и в результате улучшаются его вкус и запах. Вероятно, здесь стоит упомянуть и об одном казусе, послужившем поводом к некоторым усовершенствованиям искусственной икры. Несколько лет назад один из гостей института, попробовав искусственной икры, решил унести немного ее, чтобы угостить кого-то из ближних. Он сложил бумажный пакетик, вложил в него немного икры и сунул пакет в карман. Домой он принес какую-то темно-серую густую жидкость лишь запахом напоминавшую икру. Произошло это потому, что в то время получали икринки с недостаточно прочной и термостойкой оболочкой. Она не могла удерживать содержимое икринки после того, как плавился желатиновый студень (примерно 30° С). Сейчас задача увеличения теплостойкости икры решена. Как? Об этом мы пока не будем рассказывать. Но получаемая ныне икра способна выдержать в течение часа температуру 45° С. По консистенции и цвету искусственная икра практически не отличается от натуральной. Размер отдельных икринок строго сферической формы — 3—4 мм в диаметре. Вкус и запах продукта приятные, с отчетливо выраженным рыбным оттенком. В нашем кратком описании процессов получения икры опущены все операции промывки промежуточных продуктов. Эти операции при кажущейся их простоте таят в себе много любопытного с физико-химической точки зрения, но об этом как-нибудь в другой раз. Первая опытная установка по производ- 9
сТЁу искусственной икры была спроектирована и построена у нас в институте. Ее производительность была 2—4 кг икры в час. Позже во ВНИИЭКИПродмаш при участии специалистов нашего института была создана опытно-промышленная установка, переданная в ведение Министерства рыбного хозяйства СССР. Доктор химических наук С. в. РОГОЖИН, кандидат технических иаук В. Б. ТОЛСТОГУЗОВ Где икра? Скоро сказка сказывается — не скоро дело делается. Присказка ЧАСТЬ ПЕРВАЯ-ПАТЕТИЧЕСКАЯ Над документом, датированным 25 марта 1966 года, гриф «Утверждаю» и подпись министра рыбного хозяйства СССР Александра Акимовича Ишкова. Документ № 1 — «Протокол дегустационного совещания по рассмотрению образцов икры зернистой пищевой, изготовленной Институтом элемеитооргаиических соединений АН СССР, состо- -явшегося в Министерстве рыбного хозяйства СССР». Прошу прощения у читателей за сложность оборотов^ .хотя документ ине песня, слова из~ него тоже не выбросишь. На этом совещании присутствовали 41 че ловек — 40 специалистов и 1 корреспондент. Оставим корреспондента в покое: ои свое дело сделал — выдал репортаж. Сорок специалистов тоже, казалось, свое дело сделали, но об этом позже. Сорок специалистов представляли: Министерство рыбного хозяйства СССР, Министерство пищевой промышленности СССР, Министерство торговли СССР, Министерство рыбного хозяйства РСФСР, Комитет стандартов, мер н измерительных приборов, Комитет по делам изобретений и откры- Институт элемеитооргаиических соединений АН СССР, Институт питания АМН СССР, ВНИРО — Институт рыбного хозяйства и океанографии, Внешнеторговое объединение «Лицензнн- торг» и другие весьма почтенные организации. Участники совещания дегустировали искусственную нкру, сравнивали ее с натуральной, обменивались мнениями. Сводились эти мнения к следующему (цитирую протокол): «Всеми выступающими отмечена большая работа, проведенная специалистами Института элемеитооргаиических соединений АН СССР по разработке способа получения «Икры зернистой пищевой». При положительной оценке образцов икры по внешнему виду было отмечено некоторое отличие ее от натуральной икры как по вкусу, так и по биологической ценности. Необходимо продолжить работу над наибольшим приближением вкуса икры к натуральной. При этом следует рассматривать икру зернистую пищевую как самостоятельный продукт под названием, отличающимся от принятого наименования икры натуральной, с другим художественным оформлением упаковки». Прервем на этом цитату: раз уж речь зашла о художественном оформлении упаковки, значит, вопрос, делать нли не делать искусственную икру в промышленных масштабах, ни у кого не вызывал сомнения. Делать, конечно, и поскорее, и побольше... Подтверждает это и первый пункт заключительной части того же документа, где черным по белому записано: «Постановили: 1. Изготовленная «Икра зернистая пищевая» заслуживает внимания как пищевой продукт и после доработки ее вкуса, максимально приближающегося к натуральной икре, может быть рекомендована для массового производства». О том, что вкус продукта был доработан, как то рекомендовало совещание, могу свидетельствовать, руководствуясь собственным опытом (впрочем, небольшим). 10
Дело было прошлой осенью, в первых числах октября. В Химках иа опытно-промышленной установке Московского портового хладокомбината сделали по усовершенствованной технологии несколько партий искусственной зернистой икры. Как раз в те дни мне удалось побывать на комбинате и попробовать ej?o новую продукцию (в количестве, слегка превышающем 0,5 чайной ложечки). Автор, естественно, не профессиональный дегустатор, и специфический термин «послевкусие» был знаком ему лишь благодаря пьесе Л. Зорина «Варшавская мелодия». Если помните, герой зтой пьесы — винодел, и, рассказывая своей подруге об отличиях хорошего вниа от среднего, он прежде всего поминает это самое послевкусие. Послевкусие— приятное ощущение во рту, остающееся и после вкушення,— кроме внна дают и некоторые другие продукты, в том числе натуральная икра. Послевкусие от той полуложечки искусственной икры сохранялось по меньшей мере минут двадцать, и в отлнчие от участников дегустационного совещания 1966 года я лнчно не уловил разницы во вкусе натуральной и искусственной икры. Поэтому и для меня вопрос «выпускать — не выпускать» имеет лишь один ответ, положительный. ЧАСТЬ ВТОРАЯ — АДАЖИО (Напомним, что этот музыкальный термин означает «медленно» —медленнее, чем анданте, которое тоже означает «медленно») Нынешняя икрометная машина (выражение академика А. Н. Несмеянова) — четвертая по счету. До нее были три: пилотная установка в ИНЭОС, установка «ЧИБИС» на ВДНХ и опытно-промышленная установка на Московском желатиновом заводе, которая некоторое время выпускала искусственную икру под названием «Искра». Двухсотграммовые баночки с «Искрой» продавались в одном из московских продовольственных магазинов на Саратовской улице и стоили по 2 рубля 10 копеек; в магазине они и е залеживались*. Казалось, первая ласточка сделает весну. Оказалось, совсем иначе. Впрочем, проследим все по порядку. Документ № 2— письмо министра мясиой н молочной промышленности С. Ф. Антонова президенту АН СССР М. В. Келдышу от 25 февраля 1967 года: «Министерство мясной и молочной промышленности СССР согласно организовать промышленное производство белкового продукта типа икры по технологии, разработанной Институтом элементоорганических соединений АН СССР. Прошу Вашего указания о передаче Техническому управлению министерства (члену Коллегии т. Бируля Е. Г.) технической документации, технологических схем, параметров и технических требований для разработки конструкции промышленной установки по производству белкового продукта типа икры». И через два года появилась «Искра». Но — ненадолго. Документ № 3 — письмо директора ИНЭОС академика А. Н. Несмеянова министру мясной и молочной промышленности СССР С. Ф. Антонову и директору Московского желатинового завода В. В. Кувшинни- кову от 18 ноября 1969 года: «В связи с пуском первой опытно-промышленной установки для получения искусственной икры Институт элементоорганических соединений АН СССР считает необходимым обратить Ваше внимание на ряд очень важных вопросов. Искусственная белковая икра по существу является первым полностью искусственным пищевым продуктом, и, следовательно, поступающая потребителю икра должна быть самого высокого качества, так как по ней будет определяться отношение людей к важном научно-технической проблеме. В связи с этим необходимо строжайшее соблюдение условий ее получения, кулинарной обработки и использование только высококачественного исходного сырья, соответствующего утвержденным ГОСТам. Представляя собой белковый продукт со значительным содержанием воды, искусственная икра — благоприятная среда для развития многих микроорганизмов. В связи с этим должно быть обеспечено соблюдение самых строгих санитарных правил при ее производстве, даже мелкое нарушение ко- 11
торых должно быть основанием к отнесению сформованной партии икры в брак. В частности, ИНЭОС АН СССР обращает внимание на необходимость регулярной ежедневной санитарной обработки всей установки в соответствии с технологическим регламентом, после получения каждой партии икры. Для этой же цели институт считает невозможным выпуск икры потребителю без микробиологического контроля с обязательным оформлением на каждую партию заводского микробиологического паспорта». Нужно ли говорить, что требования, содержащиеся в этом письме, совершенно обоснованны. Но столь же очевидно, что выполнение их привело бы к заметному усложнению производства. Результаты вндны из документа №4 — ответного письма министра пищевой промышленности СССР С. Ф. Антонова директору ИНЭОС академику А. Н. Несмеянову от 21 января 1970 г.: «Уважаемый Александр Николаевич! Как Вам известно, руководство и ученые Мин- мясомолпрома СССР с большим вниманием отнеслись к Вашему предложению об организации производства нового белкового продукта типа икры. Создана экспериментальная установка, на которой выработано около 100 кг продукта. На проведенных дегустациях, в сопоставлении с натуральной икрой, новый продукт по вкусу, аромату и консистенции оценен в 2,7 балла (при 5-балльной системе оценки качества). При недостаче на внутреннем рынке натуральной икры, стремление восполнить ее выпуском в продажу неполноценного белкового заменителя может вызвать неблагожелательное отношение покупателей. Ваши дополнительные требования к организации производства, вносящие существенные поправки к ранее сформулированным условиям микробиологического контроля, исключают возможность производства этого продукта иа действующих мясокомбинатах и молочных заводах. Учитывая все вышеизложенное, Министерства мясной if молочной промышленности и рыбного хозяйства СССР внесли в Совет Министров СССР предложение о нецелесообразности организации промышленной выработки белкового продукта типа икры». Вот ведь как бывает: в "процессе работы новой установки, на которой делается принципиально новый продукт, выявились дополнительные трудности. Это естественно и закономерно. А вот реакция на них, по-моему, не естественная: «неполноценный белковый заменитель...» «исключает возможность производства...». Комментария здесь требует, наверное, лишь одна цифра. 2,7 балла по пятибалльной шкале — это мало. Двойка с плюсом, по школьным понятиям, илн, с натяжкой, тройка с минусом! Истоки столь низкой оценки в какой-то степени проясняет документ № 5—письмо руководителя отдела Всесоюзного научно- исследовательского института консервной н овощесушильной промышленности (ВНИИКОП) В. П. Ефимова. Письмо не личное — официальное! Оно адресовано в ИНЭОС. «На дегустации 17 декабря 1969 года, где присутствовала представитель ВНИИ КО П т. Павлова Л. С, была представлена партия искусственной икры значительно более низкого качества, чем обычные образцы, представляемые Институтом элементоорга- инческих соединений АН СССР. Икра, по- видимому, была излишне задублена, в результате чего окраска ее была интенсивно- черной, а сам продукт по органолептическим свойствам — жестким. Нашим представителем на дегустации было заявлено, что представленный на дегустацию образец икры значительно более низкого качества, чем образцы, которые приходилось ему когда-либо дегустировать». Тем не менее именно после дегустации 17 декабря (сравните даты!) Министерство мясной и молочной промышленности посчитало свое участие в проблеме искусственной икры законченным н свернуло опытное производство на Московском желатиновом заводе.. Как говорят шоферы, «Искра» в баллон ушла... Министерство рыбного хозяйства СССР отнеслось к трудностям роста более деловито. Об этом свидетельствует, в частности, документ №6 — отрывок нз «Протокола де- 12
густационного совещания при Министерстве рыбного хозяйства СССР от 28 октября 1971 года». В этом протоколе, в части «Постановили», есть пункт, гласящий: «Управлению производства рыбной продукции и новой технологии (т. Бутысину) разработать мероприятия по организации производства белковой икры на предприятиях МРХ СССР и представить на утверждение министру». ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ — РОНДО (Рондо — музыкальное произведение оживленного характера, в котором главная тема повторяется несколько раз и ей противопоставляются несколько побочных тем) Создание новой опытно-промышленной установки по производству искусственной икры (производительностью 200—400 кг в смену) было поручено Всесоюзному научно-исследовательскому и экспериментально-конструкторскому институту продовольственного машиностроения. В целом институт с заданием справился. Уже два года на Московском портовом хладокомбинате в Химках время от времени работает достаточно современная установка, в которой производственный процесс идет, по свидетельству специалистов, безотказно. Это, конечно, не означает, что в процессе обкатки и опытной эксплуатации установки не выявились новые трудности, и все, абсолютно все, сделано так, что хоть сегодня начинай штамповать икру центнерами. Дело-то принципиально новое. Получают* не просто искусственный продукт — продукт питания! Те же проблемы микробиологического контроля и санитарной обработки машины, которые обнаружились при эксплуатации установки на желатиновом заводе, актуальны и здесь. В одной из опытных партий икры обнаружили кишечную палочку. Откуда она взялась, не ясно. Возможно, что из сырья: технические условия на желатину, оказывается, допускают присутствие в ней этого микроорганизма (в минимальных, правда, количествах). Возможно, что из воды: воду хладокомбинат берет из артезианской скважины... Партию забраковали, а что дальше? Может быть, икряные растворы следует готовить на кипяченой воде? Не знаю — не специалист. Но п проект-то такая подготовка воды не заложена, значит, неизбежны переделки на ходу, изменения технологических регламентов и инструкций, а все это занимает время. Вообще артезианская вода поставила перед икряным производством несколько непредвиденных трудностей. Необычный соляной состав воды мешает получать искусственную икру с той термостойкостью, которая получалась в опытных работах ИНЭОС... Автор не склонен преувеличивать трудности производства вообще и трудности водо- подготовки в частности. Технически они вполне преодолимы. Но любое изменение технологии требует времени... После передачи всех икряно-производст- венных дел в ведение Министерства рыбного хозяйства возникла и принципиальная сложность. Столкнувшись не раз и не два с трудностями своевременного получения высококачественного пищевого казеина, руководители министерства решили, что будущие производства искусственной икры должны работать на иной белковой основе. Источником белка должны стать дешевые рыбопродукты, например рыбный белок, который делают из кнлькн, хамсы и прочей рыбьей мелочи. Позиция министерства логична: в ее основе стремление обеспечить будущее производство независимой и постоянной сырьевой базой. А казеин (это подтвердили специалисты-молочники) — продукт сезонный, на молочных заводах его производят лишь весной и летом, в период наибольшей лактации, и получать пищевой казеин куда сложнее, чем технический. Кильку же ловят круглый год... В ИНЭОСе проделали опыты с рыбной пастой, присланной институту объединением «Каспрыба», и пришли к выводу, что пока менять технологию и сырье не следует. В принципе это возможно и разумно, но раствор, полученный из рыбной пасты, содержал лишь 2,5—3% белка, а для производства икры нужно по меньшей мере 10-15%. Позже, правда, во Всесоюзном научно-исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) методом ферментативного гидролиза сумели полу- 13
чить 15—20%-ные растворы белка. Вместо казеина в этой работе нспользовалн каспийскую кильку и мойву нз Баренцева моря. Одновременно ВНИРО предложил заменить синтетические ароматизаторы «мидий- иым бульоном» и продуктами, полученными из молок. Как сообщали в министерство руководители этой работы заведующая лабораторией новых белковых продуктов ВНИРО Н. И. Рехина н старший научный сотрудник М. В. Новикова, икра, полученная на рыбном гидролизате, «имела хороший вид и вкус и была положительно оценена дегустаторами». Из разговоров с заместителем министра рыбного хозяйства СССР С. А. Студенецким автор понял, что министерство прочно взяло курс на рыбный белок. Повторяю, мне эта позиция не кажется нелогичной. Боюсь только, что это еще отодвинет реальные сроки промышленного производства искусственной икры. Очевидно, нужно продолжать доводку опытно-промышленной установки на казеиновых растворах, добиться стабильно высокого качества казеиновой белковой нкры и параллельно «доводить до ума» новые виды белкового сырья. Иначе все опять отодвинется на неопределенные сроки, и на закономерный читательский вопрос —«Где же искусственная икра?» — придется, как и сегодня, давать уклончивые ответы... В. В. СТАНЦО, специальный корреспондент «Химии и жизни» ОТ РЕДАКЦИИ Редакция «Химии и жизни» берет под контроль дальнейший ход дел с производством искусственной пищи, и в частности искусственной икры. Ибо эта проблема — и химии, и жизни. О том, как продвигается решение этой проблемы, мы будем периодически информировать читателей. жЛш 14 Синтетическая пища: первые шаги Рассказывает доктор химических наук Г. Л. СЛОНИМСКИЙ Мое первое соприкосновение с проблемой синтетической пищи произошло весной или летом 1963 года. На состоявшемся тогда ученом совете ИНЭОСа Александр Николаевич впервые рассказал об этой проблеме и сообщил, что в рамках его лаборатории в этом направлении уже ведутся кое- какие работы, а именно работы группы Василия Менандровича Беликова по синтезу аминокислот и Риммы Владимировны Головни по расшифровке и синтезу запахов пищи. Тогда я спросил: почему уделяется такое внимание сырью и запаху и совершенно игнорируется вкус? На это Александр Николаевич ответил, что вкус не представляет интереса, поскольку он легко комбинируется из четырех основных компонентов — сладкого, соленого, горького и кислого. То есть сахара, соли, хинина или кофеина и какой-нибудь пищевой кислоты. На это я возразил, что у вкуса есть не только химическая сторона, но и физическая: вкус определяется не только химическим составом пищи, но и ее механическими свойствами, ее структурой. Ведь вкусовые рецепторы расположены на языке неравномерно, и мне кажется, что вовсе не безразлично, будут ли они действовать порознь или вместе, рождая соответствующий вкусовой аккорд. Александр Николаевич быстро отреагировал на мое замечание и сказал, что согласен с такой постановкой вопроса. Но только кто будет этим заниматься? И тут вызвался я, поскольку, давно занимался физикой полимеров, а и белки — полимеры, и полисахариды — полимеры... Спустя несколько дней мы с Александром Николаевичем обсудили эту проблему уже более конкретно, и я у себя в лаборатории сделал первый эксперимент. Мы взяли какой-то пищевой белок — какой именно, не помню — и сделали из него что-то врэдо вермишели, лапши и макарон, пользуясь обычными способами формования полимеров. Когда эти макаронные изделия высохли, я отнес их Александру Николаевичу. Он немедленно, с ошеломившей меня скоростью, отправил их в рот, пожевал и сказал: «Ничего!» Конечно, это был лишь первый опыт, ведь все эти вещи надо варить или жарить. А это значит, что возникает
вопрос о поведении подобных систем в водной и масляной средах при высоких температурах, — то есть при варке и жарке,— а также в присутствии различных кулинарных добавок. Александр Николаевич был явно доволен тем, что работа началась. Возможно, что он, встречая затаенные улыбки, не был вполне уверен, что и я отнесся к его идее всерьез.' А еще немного спустя, встретив меня в коридоре старого здания ИНЭОСа — новое еще только строилось, — сказал: «Знаете, если вы серьезно этим занялись, то мне кажется, что следовало бы начать с чего-то такого, что ошеломило бы людей и дало бы нам возможность пробить стену недоверия к искусственной пище». Я ответил, что это было бы действительно хорошо, но что именно такое можно было бы сделать? Тут Александр Николаевич и говорит: «Ну, например, зернистую икру!» А когда я с ним согласился, он как-то странно на меня посмотрел— с удивлением, что ли... Почему я с такой легкостью решил заняться делом, которое и самому Александру Николаевичу, видимо, казалось фантастическим? Я не увидел в этой задаче ничего такого, что выходило бы за рамки обычной технологии переработки полимеров. Скажем, шусть у нас есть (раствор белковых веществ, из которых мы хотим сформировать икринки. Пусть капельки этого раствора летят через длинную трубу, через которую пропускается навстречу горячий воздух. Тогда можно ожидать, что эти капельки сварятся, как яйцо всмятку, то есть превратятся (в икринку. Правда, все оказалось сложнее, чем я это представлял с самого начала. Выяснилось, что очень маленькую капельку принципиально невозможно «сварить всмятку»: она или вообще остается жидкой, или же затвердевает целиком. Но в принципе эта неудача не изменила подхода к решению проблемы — создать капельку с оболочкой. Меня взяло за живое. Неужели мы, научившись делать из полимеров сложнейшие вещи, не придумаем, как сделать капельку с оболочкой? Я собрал своих сотрудников и сказал им, что мы непременно должны справиться с этой Задачей. Правда, потом мне довелось случайно услышать такой разговор: «Ну, наш шеф сбрендил, хочет икру метать!» В первую очередь к работе была привлечена Вера Александровна Ершова, работавшая со мной еще с давних пор. С ней мы начали промывать белковые капельки — раз с температурой не вышло, попробуем обрабатывать их различными реагентами. Но капельки, коагулируя, разрывались в клочья. И тогда возникла мысль использовать в качестве среды, в которой образуются капельки, не воду, а какой-нибудь другой, не смешивающийся с ней органический растворитель. Не желая откладывать дело в долгий ящик, я взял бензол — он первым подвернулся под руку — под вопль Веры Александровны: «Григорий Львович, что вы делаете? Разве можно формовать пищевой продукт в бензоле?» Разумеется, для первых опытов было безразлично, каким растворителем пользоваться (потом мы стали использовать вазелиновое и растительные масла). Точно так же, как было безразлично, какой использовать белок — сначала мы работали с белком куриных яиц, потом перешли на казеин. Мы с Верой Александровной сразу же обнаружили, что в бензоле капельки получаются очень аккуратные, причем не слипаются друг с другом. Осталось придумать способ, позволяющий эти капельки фиксировать, создавать у них достаточно прочную оболочку. Вот на этом этапе я пригласил к нам в лабораторию Владимира Борисовича Толстогузова, который до этого работал в Менделеевском институте; к этим исследованиям подключился также и другой сотрудник нашей лаборатории, Евгений Евгеньевич Браудо. Именно тогда был использован такой прием. В белковую смесь, служащую для формования, вводился желатин. С помощью шприца раствор по капелькам вводился в охлажденное вазелиновое масло, и полученная взвесь выдерживалась в холодильнике до застудневания. После этого икринки отмывались от вазелинового масла и обрабатывались раствором дубителя — экстрактом зеленого чая. Так получались студнеобразные шарики, покрытые плотной оболочкой. Теперь оставалось немногое, цвет и запах. Проблема цвета была решена просто: в раствор вводились следы трехвалентного железа, которые давали черную окраску при взаимодействии с задубленными икринками (вспомним черные чернила из дубовых орешков). А нужный запах придала вытяжка из селедки и немного рыбьего жира. Осталось только добавить соли и витамины — и икра была готова. Потом началась отработка технологического варианта, ее возглавил Сергей Васильевич Рогожин; были созданы опытные «икрометные» установки, стали использоваться синтетические отдушки. Были «получены авторские свидетельства, патенты за границей. ...Одним из первых лабораторных образцов искусственной икры я угощал друзей в ночь на Новый год (это был 1965-й). Все были предупреждены, что участвуют в дегустации синтетического продукта; все ели и хвалили. А потом просили сознаться, что я их разыгрываю. Записал В. ЖВИРБЛИС 15
последние Черные дыры По предложению академика Я. Б. Зельдовича черные дыры искали, прежде всего, в системах двойных звезд. ПТКШЛТкН Логика поиска такова: если обычная звезда и черная * " дыра образуют двойную систему, вращаясь на небольшом расстоянии друг от друга вокруг общего центре Поиски черных тяжести, то могучее притяжение черной дыры будет дыр во Вселенной вытягивать вещество из обычной звезды. По мере при- завершились ближения к черной дыре, звездное вещество разгоня- открытием трех ется почти Д° скорости света и начинает вращаться таких космических вокруг черной дыры. При этом возникает мощное из- объектов лучение в рентгеновском диапазоне, которое и может Авторы открытия быть зарегистрировано. У этого излучения есть харак- советские астроиомы терная особенность — интенсивность его, из-за быстро- и математики. го вРаЩениЯ вещества вокруг черной дыры, изменяется с большой частотой, порядка 1000 раз в секунду. Значит, чтобы найти черную дыру следует искать двойную систему, у которой одна звезда излучает видимый свет, а вторая светит в рентгеновских лучах, -и к тому же эта вторая звезда должна быть достаточно массивной. К нынешнему времени в космосе обнаружено уже 160 источников рентгеновского излучения. Десять из них — двойные звезды. Особый интерес вызывает двойная звезда Лебедь Х-1 <в созвездии Лебедя. Рентгеновское излучение этой системы промоду- лировано с частотой около 1000 герц, как и предсказывает теория для черной дыры (см. «Химию и жизнь», 1974, № 10. — Ред.). Но действительно ли рентгеновское излучение Лебедя Х-1 возникает из-за того, что вещество обычной звезды вытягивается черной дырой? Можно ли найти еще какие-то веские доказательства существования в этой системе черной дыры? Сотрудники Государственного астрономического института имени Штернберга и Института прикладной математики АН СССР В. М. Лютый, Р. А. Сюняев и Н. И. Шакура решили исследовать свечение Лебедя Х-1 в видимом свете. Теория говорит, что если рядом с обычной звездой находится черная дыра, то под действием гигантского притяжения звезда вытягивается в сторону черной дыры, приобретая форму эллипсоида. При вращении всей системы такая звезда поворачивается к Земле то большой, то малой осью эллипсоида, и яркость ее то возрастает, то уменьшается. Наблюдения советских ученых показали, что свечение системы Лебедь Х-1 в видимом свете действительно меняется —с тер и од ом в несколько дней, амплитуда колебаний яркости достигает 0,2 звездной величины1 Спектральные измерения свидетельствуют, что в видимом свете излучает только одна звезда этой системы. Эксперимент позволил оценить также массу невидимого компонента. Оказалось, что она лежит в интервале .от 5 до 10 солнечных масс. Согласно современной теории, холодное тело такой массы имеет только одно устойчивое состояние — состояние черной дыры. Таким образом, все характерные особенности рентгеновского и видимого излучения, предсказанные теорией для системы «обычная звезда — черная дыра» действительно наблюдаются в системе Лебедь Х-1. Вслед за этой системой были изучены еще две двойные звезды — Лебедь Х-2 и Скорпион Х-1. В их излучении много общего с излучением Лебедя Х-1 и, наверное, здесь тоже замешаны черные дыры... Кандидат физико-математических наук Г ВОРОНОВ
известия Энергия клетки — для вируса или Вирус, проникая в клетку, заставляет ее воспринимать вирусную ДНК как новый ген самой клетки. В результате обмен веществ в клетке может перестраиваться на новые рельсы — на производство вирусных частиц. ПООТИВ НСГО^ Существует даже образное выражение: «Вирус — это Вирусная инфекция отражается на синтезе ДНК о митохондриях. взбесившийся ген». Определенно установлено, что в перестройке работы клетки участвуют ферментные системы, расположенные в ядре и цитоплазме. Но в последнее время появились основания думать, что перестройка этим не ограничивается. Накопилось немало свидетельств того, что вторжение вируса отражается ilia работе тех генов, которые содержатся в митохондриях (митохондрии поставляют клетке энергию в виде молекул АТФ). В частности, было отмечено, что при некоторых вирусных инфекциях начинают активизироваться ферменты, ведущие синтез митохондриальной ДНК. Четкие доказательства этой роли вирусов получены недавно сотрудниками Марбург- ского университета (ФРГ) К. Радзаком и М. Альбрингом. Была проведена серия опытов, в которых клетки мышей заражали вирусом герпеса. Варьируя условия опыта, исследователи ясно показали, что в инфицированных клетках начинается усиленный синтез митохондриальной ДНК («FEBS Letters», 1974, т. 4, с. 136). Такие же результаты были получены К. Радзаком и X. Фрайзом еще в 1972 г., но на другом объекте — на культуре опухолевых клеток человека ХеЛа. В работе 74-го года особенно важно, что Радзак и Альбринг провели исследования не только на клетках, но и на изолированных митохондриях, и получили тот же результат. То, что одинаковый эффект стимуляции синтеза митохондриальной ДНК обнаружен в клетках двух разных организмов, убедительно свидетельствует, что он не случаен. Какова же его роль в жизни зараженной клетки? Информации получено пока немного, и можно лишь строить предположения. Например, не исключено, что митохондрия начинает вырабатывать больше ДНК в связи1 с тем, что клетке, подвергнувшейся вирусному нападению, требуется больше энергий, а значит, митохондриям приходится поставлять больше АТФ. Но для производства АТФ требуются ферменты, а информация о некоторых из них записана как раз в митохондриальной ДНК. Значит, чем больше ДНК, тем быстрее могут синтезироваться эти ферменты. Правда, еще нельзя уверенно сказать, на какие нужды расходуется вырабатываемая энергия—на борьбу клетки с вирусами или наоборот — на синтез новых вирусных частиц. Словом, проделанная работа ставит новые вопросы. Но уже. сейчас можно' определенно утверждать, что прояснился новый, возможно очень важный, факт во взаимоотношениях вируса и клетки. С одной стороны, он свидетельствует о сложном регу- ляторном действии вируса на клетку: вирус способен влиять на генетический аппарат, расположенный не только в ядре, но и в цитоплазме. С другой стороны, ор, возможно, подскажет пути борьбы с вирусными инфекциями (например, путем направленного влияния на митохондрии клеток). Т. ОСТРОУМОВА, С. ОСТРОУМОВ 17
Эффект отсутствия, ИЛИ НЕКОТОРЫЕ ФАКТЫ И РАЗМЫШЛЕНИЯ О ЧИСТОТЕ МЕТАЛЛОВ Кандидат химических наук Д. Н. ФИНКЕЛЬШТЕЙН С чего все началось? На рубеже второй половины нашего века как бы вдруг вспыхнул интерес к металлам таких степеней чистоты, какие прежде были свойственны лишь эталонным образцам весом в несколько граммов, а то и доли грамма. Прежде это были всего только коллекционные экспонаты — примечательные, но, увы, почти бесполезные. Теперь же многие исследовательские организации и, более того, целые отрасли промышленности стали проявлять к чистым металлам отнюдь не платонический интерес. Время показало, что интерес этот порожден не преходящим поветрием моды, что, как пишут в газетах, это — требование времени, требование прогресса. Еще в первой трети XX века выкристаллизовался взгляд на природные материалы и продукты их переработки как на конгломераты, где основным компонентам сопутствует свита рассеянных и примесных элементов. Владимир Иванович Вернадский писал, что ^каждое природное тело — это микрокосмос и что «эффект присутствия» малых примесей часто бывает очень и очень серьезным. А обратное явление— эффект отсутствия, если k-можно так выразиться? Вспомним, к примеру, что вольфрам долгое время не находил применения, поскольку он не поддавался механической обработке. Но стоило очистить его лишь от части примесей (произошло это полвека назад), и из вольфрама стали волочить тончайшую проволоку — «волоски» электроламп. И десятки лет назад инженеры- электрохимики знали, что малые примеси германия и кобальта катастрофически расстраивают процесс осаждения цинка на катодах. Знали и другие подобные факты. Но — ограничивались их констатацией. Лишь во второй половине века явилась надобность вновь и вновь изучать свойства решительно всех металлов — при условии все возрастающей их чистоты. Главная причина этого «движения за чистоту» очевидна: у металлов большинство свойств по мере углубления очистки меняется и порой меняется скачкообразно. Глубокая очистка преображает металлы. Существует ли общая первооснова переменчивости свойств и где она? По теории —да, существует. Если попытаться ответить одной фразой на второй вопрос, то первопричина кроется в том, что каждый примесный атом, взаимодействуя с основным веществом, вносит свою лепту в создание нового уровня энергии электронов — иного, чем он был бы у вещества беспримесного или с другими примесями. ПРЕОБРАЖЕНИЕ ПРИВЫЧНОГО Будучи очищенными до «пяти-вось- ми «девяток» (содержание примесей Ю-3—10 6%), все металлы предстали в новом свете. Включая и известные с древних времен. Считавшиеся раньше легкой добычей коррозии железо и цинк оказались устойчивыми к действию кислорода, к морской воде. Для многих из нас первым знакомством с цинком был простой школьный опыт: вытеснение водорода из 19
кислоты. Но то был грязный цинк. Нетрудно убедиться, что, чем чище цинк, тем хуже он растворяется в кислотах. А 99,999 %-ный цинк вообще не реагирует с кислотой и, конечно же, водорода из нее не вытесняет. Подобным же образом ведут себя многие металлы. Часто это связано с тем, что металл образует с примесью гальванические микропары, провоцирующие коррозию. Или другой пример. На протяжении столетий тугоплавкие металлы— хром, тантал, ниобий, титан, вольфрам, молибден — считались очень твердыми и хрупкими. На самом деле они оказались мягкими и пластичными; их можно ковать на холоде, раскатывать в фольгу. Пластичность им придала очистка, прежде всего очистка от кислорода, водорода, азота. Это преображение очень ценное: именно хрупкость препятствовала широкому внедрению этих металлов в технику. ПО ТРЕБОВАНИЮ ТЕХНИКИ Звездный час чистых металлов пробил, когда начала зарождаться атомная энергетика. Ей понадобились очень чистые уран, алюминий и магний, а затем еще многие металлы — цирконий, натрий, калий, литий, бериллий, висмут, свинец, ртуть... И все — очень чистые (чтобы не нарушалась заданная плотность нейтронного потока). Содержание некоторые особо вредных ■примесей (Gd, Sm, Eu, В, Cd, In) не должно было превышать Ю-5—10-6%, и эту задачу металлурги и технологи смогли решить. Еще более жесткие требования (вплоть до Ю-11 % содержания отдельных примесей) у полупроводниковой техники. Таковы ее требования к металлам (Al, Pb, Au, Ag, In, Ga, Bi, Sb), используемым при синтезе сложных полупроводников. И не только для этого. Свинец служит разбавителем для индия, вплавляемого в германий, а золотая и серебряная паутина соединяет активные и пассивные элементы полупроводниковых приборов. Примеси (в концентрациях, превышающих допустимые) подавляют или искажают процессы переноса электронов, происходящие в веществе... Успехи, достигнутые ради атомной и полупроводниковой техники, вызвали отзвуки в других отраслях производства. Выяснилось, например, что тугоплавкие металлы, свободные от определенных примесей и газовых включений, обладают повышенной механической и химической стойкостью, полезной для ракетной техники. Чистые металлы с различными комплексами свойств понадобились авиации, автоматике, химической индустрии. Качественно новые старые металлы работают ныне в самых разных условиях. При очень высоких и очень низких температурах в химически- и радиационно-агрессивных средах, при экстремальных физико- механических нагрузках. Чистота используемых материалов — залог чистоты получаемых продуктов. К примеру, в аппаратах из высокочистого титана сейчас получают химикаты, медикаменты и биопрепараты небывалой прежде чистоты. Характерно, что и на стадии рафинирования титана нужны многие материалы повышенной чистоты... Чистота порождает чистоту. ГЕОМЕТРИЯ КАЧЕСТВА Всего полстолетия назад главными для любого конструкционного материала, любого металла и сплава были физико-механические характеристики. Теперь же на авансцене все чаще оказываются электрические, магнитные, теплофизпческие параметры, многие специальные свойства, а еще чаще — комплексы свойств. И для достижения этих комплексов технику очистки приходится все более и более совершенствовать. Вот простой пример. Трансформаторная сталь должна 20
му же самые трудноудаляемые примеси гнездятся как раз между границами зерен. Отсюда, интерес; к монокристаллам. Промышленность уже вырабатывает монокристаллы большинства металлов и множества сплавов. Плотность дислокаций Б них в тысячи раз меньше, чем в поликристаллических веществах. Не будем касаться здесь методов и техники получения монокристаллов — это другая тема. Отметим лишь, что техника выращивания монокристаллов делается все более разнообразной и разноаспектной. Разрабатываются, в частности, способы получения дефектных монокристаллов. Дефекты в них существуют, но работают на нас. Они могут быть распределены равномерно «или, наоборот, локально, с заданной плотностью или геометрией. Такие кристаллы позволят по-новому решать конструктивные и технологические задачи. Особо ценными свойствами обладают металлы с направленными пушками'дислокаций. Более известны монокристаллы в виде тончайших нитей и пленок, получаемые из газовой фазы. Нити микронной толщины привлекают внимание прежде всего прочностью, близкой к теоретической (у железных нитей более 1000 кг/мм2, что почти на два порядка больше прочности обычного технического железа). Они также отличаются большой химической и термической Фотографии двух молибденовых прутков наглядно иллюстрируют влияние степени очистки на свойства металла. Обычный технический молибден при изгибе растрескивается, что хорошо видно на фото слева. Пруток, изготовленный из «молибденового монокристалла, очищенного зонной плавкой, уожно завязать в узел содержать кремний. Издавна ее легируют ферросилицием. Однако вместе с нужным кремнием этот сплав привносил в сталь и многие посторонние примеси. Это ухудшало электрические и магнитные качества стали, но с этим мирились: очистка ферросплава существовавшими методами делала высококачественную трансформаторную сталь слишком дорогой. Лишь появление новых способов очистки веществ (следствие общего «движения за чистоту») позволило решить и эту конкретную проблему. Сегодня химической чистоты материала иногда уже недостаточно. Он еще должен быть и физически чистым — монокристаллическим с оптимальными концентрациями дефектов решетки — дислокаций, вакансий, межузел ьных атомов. Структурные несовершенства, так же как и примеси, сказываются на свойствах твердых тел. Поликристаллическое тело — это как бы живая мозаика, в которой сложно взаимодействуют (Кристаллы основного вещества, примеси, границы зерен и блоков, дефекты решетки. К то- 21
стойкостью. Электронная промышленность использует монокристаллические пленки, в сотни и тысячи раз более тонкие, чем острие бритвы. Часто превращенные в тончайшую пленку металлы приобретают новые качества. Так, высокочистый ниобий (в виде тонкой пленки, нанесенной на медную основу) может быть сверхпроводником не только постоянного, но и переменного тока. АБСТРАКТНЫЕ А, В, С И КОНКРЕТНЫЙ AI В нашей стране принято разделять чистые материалы на классы А, В и С . Каждый класс делится еще на две-четыре подгруппы. К классу А относят вещества с содержанием примесей Ю-1—Ю~2%, а к классу В — Ю-3—10-6%, В класс С входят вещества ультравытокой чистоты, в них суммарное содержание •примесей ограничено пределами 10-7_10-1°%. Далеко не все металлы удается получать ультрачистыми. Но уже сегодня в класс С вошли такие металлы, как индий, свинец, ртуть, олово, сурьма. К высшему рангу они приходят через череду процессов химической, а затем и физической очистки. Положительное влияние все возрастающей чистоты лучше всего проследить на примере какого-либо одного металла — конкретного и обычного. Возьмем, <к -примеру, алюминий. Уже первичный технический металл довольно чист: в нем, согласно ГОСТу, по меньшей мере 99,7% алюминия. Следующие ступени занимают промышленные продукты высокой чистоты: четыре марки, отвечающие содержанию 99,95— 99,97—99,99 и 99,995% алюминия. Все это — многотоннажные продукты, потребляемые строительной индустрией, судостроением и самолетостроением, электротехникой, химическим машиностроением, пп- 22 щевой и фармацевтической промышленностью. И вот что характерно для перехода от технического продукта к промышленному алюминию класса В (99,999% А1). Чем чище алюминий, тем он легче, правда, ненамного. Но иногда и небольшое уменьшение веса сооружений и изделий очень важно. (Пример — самолет.) С чистотой повышается температура плавления алюминия, растет его теплопроводность и электропроводность, снижается температура рекристаллизации. По мере увеличения чистоты растет отражательная способность полированного алюминия. Металл высших марок отражает более 90% падающего света, а рядовой — около 80%. Перед серебром у него два преимущества: хорошо отражает не только видимую, но и ультрафиолетовую часть спектра и не темнеет от сероводорода и других газов. Особо чистым алюминием покрывают отражающие поверхности рефлекторов, прожекторов, зеркал. Значительную часть вырабатываемого алюминия высших марок используют для нанесения защитных покрытий. Ибо увеличение степени чистоты очень сильно — в 10—25 раз! — повышает устойчивость алюминия к коррозии. Суть дела тут в характере . окисной пленки, которой алюминий мгновенно покрывается на воздухе. Ее толщина— доли микрона. На высокочистом алюминии пленка плотна, непрерывна и намертво сцеплена с металлом, повторяя в нижних атомных слоях строение его решетки. Если же в металле присутствуют примеси (особенно медь, ртуть, железо, магний), 1вэзникают гальванические микропары. Продукты электрохимических процессов разрыхляют окисную пленку. Именно непрерывность окисной пленки — причина вентильного эффекта (пропускания тока в одном направлю
нии), характерного лишь для алюминия высших марок. Только такой металл пригоден для изготовления алюминиевых выпрямителей тока. С ростом чистоты металл становится мягче и пластичнее, фольгу проще делать из чистого алюминия. Минимальная толщина обычной фольги 13—15 микрон, а чистейший алюминий можно раскатать до 2— 3 микрон. Можно было бы рассказать о многих «экзотических»* применениях чистого алюминия, но не о том эта статья. Очень важно, что движение за чистоту как неотъемлемая часть научно-технического прогресса имеет всеобщий характер. Его философскую сущность мы вправе видеть в непрестанно усиливающейся тенденции снижать энтропию во всем, что создает человек. Перспективные технологические процессы, при всей их разнохарактерности, объединяет общая черта: их высокая упорядоченность. Естественно, что с ними гармонируют и высо- коупоря'дочен"ные (малоэнгропий- ные) объекты их приложения, то есть вещества возрастающей чистоты. Вот почему таким доствоверным представляется прогноз о большом будущем чистых металлов. Книги Книга для чтения по неорганической химии Выпущенную издательством «Просвещение» в конце 1974 года «Книгу для чтения по неорганической химии», несмотря на 100-тысячный тираж, купить уже практически невозможно — она была распродана мгновенно. В чем же причина такой популярности? Прежде всего это свидетельствует о постоянном дефиците на подобную литературу, ведь последний раз такая «Книга для чтения» была выпущена 15 лет назад, к тому же втрое меньшим тиражом. И она в значительной степени устарела. Составитель нового сборника н авторы проделали большую работу, чтобы создать современное учебное пособие для внешкольного чтения, отвечающее новой учебной программе по химии. Вышедшая в свет первая часть «Книги для чтения по неорганической химии» в общих чертах соответствует построению учебника по неорганической химии для 7—8 классов. Готовящиеся к изданию две следующие части составлены по программе для 9—10 классов. В сборнике более 50 статей, и большинство из них написано специально для нового издания. Книга ни в коей мере не заменяет школьного учебника, а слч- жнт дополнением к нему. При этом большее внимание уделено как раз тем вопросам, которые в учебнике освещены вскользь или только упомянуты. Так, фтору в учебнике отведено всего несколько строк, а в сборнике ему посвящены две статьи. В то же время основаниям и солям уделено меньшее внимание: их свойства подробно рассмотрены в учебнике. В «Книге для чтения» почти нет формул — и это тоже сильно отличает ее от обычного учебного пособия. Статьи большей частью короткие, по нескольку страниц. Тот же читатель, который захочет узнать больше о заинтересовавшей его области химии, может обратиться к приведенному и конце книги списку литературы (кстати, его следовало бы сделать более подробным и разбить по темам) . Одно из достоинств книги — исторический подход, которым руководствовался составитель сборника. Современная химия — не набор готовых фактов и рецептов, а наука, прошедшая большой путь развития, преодо- , левшая этапы ошибочных гипотез, заблуждений и тупиков. В этом смысле интересны основные проблемы химии середины XVII века, сформулированные Робертом Бойлем в виде вопросов, которые живо напоминают нам знаменитые 95тезисов Лютера. И если Лютер выступил против догматов католической церкви, то Бойль — против считавшихся непререкаемыми в науке схоластических представлений. По выражению Ф. Энгельса, «Бойль делает из химии науку». Убедительно показаны трудности преодоления учеными психологических барьеров, связанных с появлением новых идей. Раскрывается связь истории химии со всей историей человеческого общества. Как пишет один из крупнейших хими- 23
ков современности Лайнус Папинг, «если бы идеиАво- гадро были приняты и 1821 г., история химии, а также мировая история были бы, несомненно, совсем иными». Но атомно-молеку- лярная теория Авогадро завоевала признание лишь после I860 года... Приведенные в сборнике краткие биографии многих выдающихся ученых помогут формированию у молодого поколения любви и преданности науке. Сборник построен так, что не обязательно читать все статьи подряд: каждый найдет то, что в наибольшей степени соответствует его интересам и вкусам. Интересного же в этой книге много — и не только для школьника. Можно с уверенностью сказать, что ее с удовольствием будут читать и студенты, и инженеры, и научные работники. Книга полна разнообразными практическими сведениями: о том, как устроена и работает стоящая у нас на кухне газовая плита, как опасны для человека чистый кислород и сероводород, кат ких сортов серную кислоту выпускает наша промышленность, почему ленинградцы при стирке тратят значительно меньше мыла, чем москвичи... Мы узнаем множество интересных подробностей из истории открытия новых элементов, электрона, радиоактивности. Например, мало кто знает, что радиоактивность была открыта за 30 лет до Беккереля, но члены Парижской Академии наук не придали значения этому явлению. Или о древнекитайском химическом трактате VIII века, в котором говорится о том, что атмосфера состоит из двух веществ, причем металлы, сера и уголь соединяются только с одним из этих веществ; оно встречается также в связанном виде в ряде минералов. Но ведь это прямое указание иа азот и кислород! Для многих будет любопытен «перевод* алхимических рецептов на современный химический язык: таинственные преобразования «черного дракона, пожирающего свой хвост и превращающегося в зеленого льва и человеческую кровь», оказываются просто реакциями соединении свинца, известными сейчас и школьнику. Можно проследить но книге, как менялось с развитием иауки отношение к средневековой алхимии. Вслед за полным ее отрицанием как «лженауки» появилась и другая крайняя точка зрения, вызванная крупными успехами химии на рубеже XIX и XX веков, по которой превращение «несовершенного» металла в золото — такая же техническая задача для алхимиков, как синтез сложнейших природных веществ для современных ученых, а пресловутый философский камень — всего лишь катализатор. На самом деле это, конечно, не так, но алхимики сыграли свою роль, благодаря им были открыты и изучены новые вещества, накоплен большой зап-ас экспериментальных данных и появились предпосылки для рождения химии как иауки. И теория флогистона, вопреки распространенному мнению, сыграла положительную роль. Основываясь на ней, ученые открыли хлор, водород, кислород. «Флогистиче- ское учение обобщило 'множество реакций (окисления), н это было уже очень важным шагом в иауке» (Д. И. Менделеев). Рассказано в книге и об истории химического языка. В том числе и о таком курьезе: в 1869 году комиссия по разработке рациональной русской химической номенклатуры рассматривала предложение называть вещества по имени, отчеству и фамилии — при этом бертолетову соль следовало величать калием хлорови- чем трехкисловым! Несколько слов о недостатках книги. К ним относится некоторый разнобой в транскрипции иностранных фамилий (Гук и Хук) и в датах жизни ученых. Сведения об исследованиях газов, о процессе горении встречаются в шести статьях, что неизбежно приводит к повторам. Не всегда оправданна последовательность расположения материала. Так, после статей об алхимии и периоде возникновения химической науки рассказывается об атомистах древности; после истории становления атом- ио-молекулярного учения идет описание опытов Лавуазье. Есть в книге досадные опечатки и неточности: так, 1 ангстрем определен как стотысячная доля миллиметра (стр. 175), неверно подсчитана длина волны электрона (стр. 289). Книга хорошо иллюстрирована (гравюры, рисунки, графики, диаграммы), однако далеко не всегда в тексте есть ссылки на иллюстра: ции: к тому же подписи к рисункам нередко бывают слишком кратки, и это снижает их познавательную ценность. Хотелось бы, чтобы II и III части книги, выхода которых с нетерпением ожидают все, кто прочел I часть, были от подобных недочетов свободны. И. ЛЕЕНСОН 24
Страницы из жизни химика Бородина В. ЗЯБЛОВ Имя Бородина не нуждается в рекомендациях — едва ли найдется человек, который бы не слышал об этом гениальном композиторе. Известно и то, что Бородин был химиком. Правда, это воспринимается скорее как недоразумение: даже сами химики толком не знают, чем занимался Бородин-ученый. Его научные статьи рассеяны по старым журналам, которые не найти в большинстве библиотек, а слава музыканта затмила репутацию талантливого самобытного химика, которой Бородин пользовался при жизни. Между тем, оценка его исследований с современной точки зрения показывает, что некоторые из них были пионерскими, опережающими свою эпоху. 25
...Самыми счастливыми годами в жизни Александра Порфирьевича Бородина были 1861-й и 1862-й. К этому времени он уже набрался изрядного умения в стеклодувном деле, в постановке эксперимента, и зрелым химиком успешно продолжал стажировку в гейдельбергской лаборатории Эрленмейера. В это же время в Гейдельберге работали его друзья — молодые естественники Менделеев и Сеченов. Здесь же Бородин познакомился и со своей будущей женой Екатериной Сергеевной Протопоповой — талантливой пианисткой, приехавшей из России лечиться от туберкулеза. Осенью 1861 года состояние здоровья Екатерины Сергеевны ухудшилось, и врачи посоветовали ей перебраться в Италию. Бородин поехал провожать невесту. Против обыкновения, он был невесел: предполагалось, что он только поможет ей обосноваться в Пизе и сразу вернется в Гейдельберг. А расставаться не хотелось. И тут во-время вмешалась удача, не оставлявшая его в молодые годы: местные химики, которым Бородин из вежливости нанес визит, в последний момент предложили русскому коллеге не уезжать, а остаться работать в очень неплохо оборудованной лаборатории. У них была даже платиновая посуда, необходимая ему для одного важнейшего начинания! И Бородин остался. Позднее, в официальном отчете о командировке, он объяснял это отсутствием денег: прусская почта, мол, задержала перевод. Вероятно, в этом пункте автор отчета слегка слукавил. Замысел, для которого требовалась платиновая посуда, выходил из ряда обычных химических синтезов. К тому времени уже накопилось изрядное количество данных о свойствах разных элементов, и лучшие химические умы искали зависимости между ними. Итогом этих поисков стало открытие Менделеевым в 1869 году Периодического закона. Но до таблицы Менделеева было далеко, когда 25-летний врач-ординатор 2-го Петербургского сухопутного госпиталя Александр Бородин защитил докторскую диссертацию «Об аналогии действия мышьяковой кислоты с фосфорной на человеческий организм». Исследование было медицинским, однако само заглавие выдавало автора с головой: по призванию он — химик, думающий о природе веществ и их превращений. Впрочем, фосфор и мышьяк были уже изучены достаточно детально, и сходство их химических свойств было очевидным. Теперь же, спустя три года, Бородин обратился к элементу, который можно было считать неизвестным. Во всяком случае пришлось ждать более 20 лет, пока фтор не удалось получить в свободном виде. О фторе было известно настолько мало, что химики затруднялись даже сказать, чей он родственник: то ли кислорода, то ли хлора. Дело в том, что фториды щелочных металлов легко соединяются с фтористым водородом, образуя устойчивые двойные соли — бифториды, например KF-HF. Последнее было известно еще Берцелиусу. Однако причины этого явления могли быть различными. Либо такие соли представляют собой что-то вроде кристаллогидратов, в которых вместо кристаллизационной воды содержится фтористый водород — тогда фтор одновалентен и его можно считать аналогом хлора. Либо фтористый водород является двухосновной кислотой (подобно серной), а бифторид есть ее кислая соль — тогда его формулу надо бы писать как KMF и считать фтор аналогом кислорода. Для разрешения этой проблемы Бородин избрал чрезвычайно оригинальный путь. Если фтористый водород действительно может быть кристаллизационным, нужно получить какое-нибудь жидкое и летучее соединение фтора и посмотреть, не будет ли оно соединяться с фтористым водородом. А раз летучее, так лучше всего органическое. Говорить не приходится, что органические соединения фтора тогда были неизвестны вообще. Вот для этого-то и нужна была платиновая реторта: в стекле, с которым фтористый водород реагирует, проделать задуманное было нельзя. В эту реторту, вынесенную на веранду (в лаборатории не было хорошей вентиляции), Бородин поместил хлористый бензоил и бифторид калия. При нагревании смеси вначале выделялся белый дым (фтористый водород, кипящий при 19° С), затем отогналась бесцветная жидкость. Тер-
мометр, защищенный платиновой трубкой, показал, что она кипит при 161,5° С и атмосферном давлении 745 мм ртутного столба. Уравнение происшедшей реакции в современном написании выглядит так: С6Н5 COCI + KF-HF ^С6Н5 COF + KCI + HF В записи Бородина — несколько иначе: С14Н502С1 + FIK.FIH = С 14 Н502П + KCI + FIH Фтор обозначен символом F1 (от немецкого названия этого элемента — флуор), да и эквивалентный вес углерода и кислорода еще не утрясен окончательно, так что в составе остатка бензоила очутилось удвоенное число их атомов. Итак, в ходе синтеза фтористый бензоил не дал двойного соединения с HF. Не наблюдалось никакого взаимодействия и при смешении этих веществ без нагревания. Значит, связывание с HF не есть неотъемлемое свойство фтора, а присуще лишь его кристаллическим солям, так же как многим солям, образующим, например, кристаллогидраты. Выводы: HF — одноосновная кислота, а фтор во всех органических и неорганических соединениях подобен хлору, что вскоре и подтвердилось пропиской этого малоисследованного элемента в девятой клеточке таблицы Менделеева, на его законном месте родоначальника семьи галогенов. А заодно было синтезировано первое фтороргани- ческое соединение, причем способ его получения — обмен хлора на фтор — стал впоследствии (лет 60 — 70 спустя) одним из самых общих и широко употребительных. Воздух Италии оказался целебным для Екатерины Сергеевны. До отъезда в Россию молодые люди исходили пешком все окрестности Пизы, слушали итальянские песни, играли на органе старинного собора... Время было счастливым не только для Бородина. Это был золотой век всех химиков. Начиналась эпоха великих открытий, когда чуть ли не каждый год появлялись новые химические материки, а небольшие острова наносились на карту мимоходом, без упоминания даже имени первооткрывателя. Так случилось и с реакцией, которую Бородин открыл еще в 27 лет, за полтора года до поездки в Италию. Зная, что серебряная соль бензойной кислоты при действии брома превращается в бромбенэойную кислоту, он решил проверить, пригодна ли эта реакция для броми- рования насыщенных кислот. Тогда считалось, что атом серебра имеет сильное сродство к брому и поэтому связывает один его атом, а другой атом брома соединяется с органической молекулой. В наше время это называют электрофильным содействием: ион серебра координируется с молекулой брома, вследствие чего атом брома, не связанный с серебром, приобретает частичный положительный заряд (его обозначают значком 6 + ) и вступает в реакцию гораздо активнее: соо0 соон 8+ 8+ Н^^^к^Н Н^^^Н Ag...Br - Br + I |] - 1 || + AgBr """"' Н Н
Прогресс теории налицо, но с точки зрения экспериментатора, вознамерившегося исследовать эту реакцию, мало что изменилось: и в наше время следовало бы приготовить серебряные соли кислот и осторожно прибавлять к ним бром. Правда, Бородин не стал лить на соли эту агрессивную жидкость, а не спеша пропускал в сосуд ее пары. При такой технике соль масляной кислоты и в самом деле бронировалась. Результат соответствовал ожиданию. Это, конечно, было отрадно, но химику зачастую приятнее разочароваться, получив нечто неожиданное, столкнувшись с неизвестностью: нельзя не признать, что многие замечательные реакции были открыты в результате постановки опытов, от которых ждали чего-то очень обыкновенного. Так случилось и при соприкосновении паров брома с серебряной солью не масляной, а уксусной кислоты. Начал выделяться газ, и по окончании реакции в сосуде не осталось никаких органических веществ, а только чистейшее бромистое серебро. Значит, реакция не пошла предписанным ей образом: СН3 COOAg + Br2 *► ВгСН2 СООН + AgBr Что же за газы выделялись из сосуда? Оказалось, что один из них — СОг, образующий осадок с баритовой водой, а другой — бромистый метил, СН3Вг. Значит, произошло следующее: СН3 COOAg + Br2 ^СН3 Вг + С02 + AgBr Теперь-то мы знаем, в чем тут дело: реакция пошла по окислительному пути. Ацетат-ион был окислен бромом до радикала: СН3СОО"Ад + Вг2 ^СН3 СОО# + Br# + AgBr В мягких условиях этот радикал может соединиться с атомом брома, и тогда выделяется промежуточный продукт реакции — ацетилгипсбромит СНзСООВг. В более жестких условиях отщепляется СОг, а уж метильный радикал реагирует с радикалом брома немедленно: СН3СОО"+ Вг* ^СН3 + С02 + Вг" »-СН3Вг Бородин опубликовал краткое сообщение об этой работе в местном журнале (дело было в Париже), и на этом' дело закончилось. Спустя же 70 с лишним лет оказалось, что эта реакция представляет собой общий (и очень удобный) метод синтеза разнообразнейших галоидных алкилов. Эпоха великих открытий миновала, и этому заново открытому острову было торжественно присвоено имя новых исследователей — супругов Хунсдикер. Профессор химки, доктор медицины, генерал и знаменитый композитор Бородин большую честь дня проводил у лабораторного стола, собственноручно ставя опыты. В те времена (да и только ли в те?) многие считали это занятие совсем не профессорским.
Охлаждая альдегиды до 0е С, он осторожно прибавлял к ним металлический калий. Реакция происходила легко, но выделять ее продукты было весьма затруднительно. Часто так случается и сейчас — что же говорить о времени, когда нэ сущестзовэло даже фракционной перегонки в вакууме (колба Клайзена появилась лишь в 90-х годах)? Кроме того, получались вещества, меняющие свойства при хранении: приходилось изучать эти изменения (одно из наблюдений длилось 3 года)... Бородин не торопился, и это его подвело: едва он успел в 1872 году доложить свои результаты на заседании физико-химического общества, как появилась статья знаменитого французского химика Вюрца об удвоении уксусного альдегида под действием оснований. В современной записи (Вюрц не совсем точно изображал структурные формулы, а о механизме реакции, конечно, и понятия не имел) это выглядит так: сн3 сн = о ~*— - сн2 сн = о + н2о оне Анион, образующийся после отрыва от молекулы альдегида подвижного протона, атакует С = 0-груплу второй его молекулы: * е СНЧСН + СН,СН ■►СН-СН - СН2СН Н20 СНяСН-СНоСН е Зп 2н 3ie 2и —- I и +он 0 0 0° О ОН О Полученное вещество, которое Вюрц назвал «альдол» (то есть алдегидН-алкоголь), при нагревании в токе воздуха отщепляет воду, превращаясь в ненасыщенный крото- новый альдегид: сн3сн - сн2сн = о 6°oc»ch3ch = сн сн=о | -н,о он 2 Бородин тоже получил альдол, но уступил приоритет его открытия Вюрцу. Вещества же, полученные им из валерианового и энантового альдегидов, были аналогичны к ротонов ом у альдегиду: содержали удвоенное против исходного соединения число атомов углерода и по одному атому кислорода. В общем виде кротоновая конденсация (так была названа эта реакция позднее) может быть записана так: R I 2RCH2 CH=0 *-RCH2CH = С СН=0 В случае уксусного альдегида R — это атом водорода, в случае валерианового — группа С3Н7, а энантового — С5Н,|. Однако помимо веществ с удвоенным числом атомов углерода Бородин выделил и другие — с учетверенным. Вюрц же ничего подобного не наблюдал. Лишь в 1943 году выяснилось, что именно происходит в действительности при уплотнении альдегидов. Альдол никогда не получается с выходом более 66%; остальное представляет собой продукт не удвоения, а утроения уксусного альдегида, так называемый гемиаце- таль, который образуется из альдола и уксусного альдегида в результате последова-
Тельного Присоединения гидроксильных групп к карбонильным: У \ / \2 /СНХ2 СН3СН СН=0 СНоСН СН=0 СНоСН СНОН I I II он ► о он *~ о о Q,W СН СН чсн3 сн3 сн3 Вещества учетверенного веса, описанные Бородиным, не были ни кислотами, ни щелочами, ни альдегидами. Можно было бы предположить, что Бородин немного ошибся в анализе и на самом деле получал вещества утроенного веса. Но попробуем проверить анализы Бородина. Соединение, полученное из валерианового альдегида, при троекратном сожжении показало следующие количества углерода и водорода: 66,31 и 11,69; 66,44 и 11,65; 66,53 и 11,71%* Это почти идеально соответствует брутто-формуле вещества С20Н42С5. Бородин пишет, что вещество получено в результате присоединения двух молекул воды к «учетверенному» валериановому альдегиду. Давайте предположим, что в действительности он был утроен (то есть получился гемиацеталь по приведенной выше схеме), а воды присоединилось не две молекулы, а одна, так что получилось вещество С15Н32О4. Если рассчитать содержание в нем водорода, то результат вполне сойдется с цифрами Бородина: в таком соединении водорода было бы 11,59%* Однако содержание углерода будет отличаться более чем на процент: здесь его лишь 65,22%* Едва ли в столь тщательно выполненном анализе возможна такая большая погрешность. Гораздо вероятнее, что в условиях реакции с металлическим калием гемиацеталь образовался за счет не исходного валерианового альдегида, а при участии продукта его конденсации: С3Н7 с3н7 о\\^ с3н7 сн2снснсн=о + с3н7сн2сн —»-с3н7сн2сн сн он он с-с3н7 о о сн=о сн C3H7C = OHOH2G3H7 Такое вещество имеет формулу СгоНздОз, и образование его дигидрата понятно: одна молекула воды присоединилась по двойной связи, а другая связывается с ОН-группой и атомом кислорода с помощью водородных связей: R СН Н RCH2CH CH-0>-Thn R-C— CHCH2R (он н; Аль дольной конденсацией открывается, пожалуй, одна из самых блестящих глав
классической органической химии. В 80-е годы Клайзен, Перкин, Вислиценус и другие химики осуществили немало виртуозных синтезов, в которых карбонильные соединения конденсировались не сами с собой, а с разнообразными партнерами. В результате стали доступны едва ли не все классы органических соединений, а теоретическая химия обогатилась такими важнейшими понятиями, как кислотность связей С—Н и таутомерия. Если реакция шла долго, и ее можно было оставить без надзора, Бородин уходил в свою квартиру, расположенную в одном коридоре с лабораторией, и садился за рояль. День его был насыщен до предела: приходилось уделять время не только химии и музыке. Еще было чтение лекций и ведение лабораторных занятий в Медико-хирургической (ныне Военно-медицинской) академии, кафедру химии в которой он унаследовал после смерти своего учителя Зинина. Преподавал он и на Женских врачебных курсах, одним из основателей которых он был. А еще были заботы о хозяйственных делах кафедры, хлопоты о неимущих или попавших в полицию -за «беспорядки» студентах... В последнем случае приносил пользу генеральский чин, к которому Бородин относился весьма иронически. Профессорским своим достатком он тоже дорожил мало, и если лаборатория нуждалась в ляписе, серебряные ложки из его сервиза немедленно отправлялись в азотную кислоту. А поскольку средства отпускались весьма скупо, ему одно время приходилось нанимать служителя за свой счет. ... Когда Александр Порфирьевич и Екатерина Сергеевна проездом попали в Баден, у невесты прорезался неожиданный интерес к рулетке, и ее скромные денежные фонды начали быстро таять. Александр Порфирьевич вдруг подошел к ней, отозвал в сторону и взволнованно рассказал некую трагическую историю, из которой следовало, что он остался без гроша и жизнь его зависит от немедленного займа. Разумеется, Екатерина Сергеевна тут же вручила жениху всю свою наличность. Причина «трагедии» прояснилась, едва их поезд отошел от баденского вокзала: спасенные деньги были со смехом возвращены владелице. Кто после этого осмелится утверждать, что находчивость не приносит пользы! Мало того, находчивость иногда помогала ему отстаивать интересы науки: в 1873 году на съезде российских естествоиспытателей в Казани Бородин официально принес благодарность местной городской думе за предоставление средств для устройства магнитной обсерватории. Это было остроумной находкой, поскольку прижимистая дума деньги и впрямь пообещала, а вот давать не торопилась. Профессор же Бородин — якобы по незнанию — возьми да поблагодари! Пришлось дать... Принято считать, что Бородин написал всего одну оперу — «Князь Игорь». На самом деле опер было две: до «Князя Игоря» были «Богатыри», опера-пародия. Мелодически и сюжетно в ней очень смешно дублировалась «Рогнеда» Серова, к которой отчасти приложимо то, что Чаадаев сказал об одном славянофиле: он был одет настолько по- русски, что народ на улицах принимал его за персианина. Однако Бородин никогда не обращал свое остроумие на осмеяние слабостей окружающих. Эта черта — так же, как мнительность и раздражительность, делающие многих талантливых людей невыносимыми для окружающих — была ему совершенно чужда. А ведь впечатлителен Бородин был необычайно: когда сообщили, что его любимое детище — Женские курсы — запрещены солдафонами из военного ведомства, которым была подчинена Академия, он расплакался как ребенок... При таком поверхностном описании невольно формируется идиллическое представление об этаком стопроцентном счастливчике, которому легко быть хорошим человеком. Между тем обстоятельства его бытия были отнюдь не радужными.
Внебрачный сын пожилого князя Гедианова, он до 10 лет числился крепостным своего собственного отца, который, лишь умирая, дал ему вольную. Родители при крещении были записаны ему фиктивные — камердинер отца «Порфирий Ионов Бородин и законная жена его Татьяна Григорьевна», так что настоящую свою мать, Авдотью Константиновну, он всю жизнь называл тетушкой. Впрочем, она была чрезвычайно заботлива и делала все возможное, чтобы дать своим детям образование. Когда подошло время поступать в Академию, выяснилось, что Бородин как бывший дворовый человек не имеет права учиться в высшей школе. Однако Авдотья Константиновна сумела фиктивно приписать его к купечеству третьей гильдии. Когда прения и счастливые годы заграничной стажировки, Бородин остался один на один с грудой дел — творческих и нетворческих — и тяжело больной женой... Почти каждое лето начиналось поисками дачи. Дело это было далеко не простым. Деревня должна была стоять в сухом и тихом месте (это понятно), но кроме того, в округе не допускалось и слухов о волках или разбойниках — Екатерина Сергеевна была чрезвычайно мнительна. Когда же наконец находилось подходящее место, оно, естественно, оказывалось такой глухоманью, что рояля там в глаза не видели. Впрочем, в конце концов привозили рояль, а до тех пор Бородин обрабатывал накопленные за год научные результаты и собирал гербарии (это было его единственное «хобби»). Бородины были в высшей степени общительны и гостеприимны, их друзьями быстро становились жившие по соседству сельские учителя, другие дачники. Иногда удавалось и поработать над новыми произведениями, благо Екатерина Сергеевна, его первейший музыкальный советчик, была рядом (большую часть зимы она проводила в Москве — петербургский климат был для нее невыносим). Их дом никогда не пустовал. Своих детей у Бородиных не было, и они взяли на воспитание двух девочек. Кроме того, всегда гостили ученики Александра Порфирьевича, а также родственники, близкие или дальние знакомые, попавшие в стесненные обстоятельства,— всех в этом доме встречали приветливо. Выспаться ночью ему почти не удавалось даже в каникулы: Екатерина Сергеевна смертельно боялась темноты, и поэтому по ночам собирала гостей. А хозяин дома, конечно, должен был их занимать. Может показаться, что речь идет о мелочах, но ведь это продолжалось многие годы... Вот распорядок дня Бородина еще в Гейдельберге — по дневнику Екатерины Сергеевны: «с 5 утра до 5 вечера—химическая лаборатория, с 5 до 8 наши с ним прогулки по горам, с 8 или 9 до 12— музыка в зале Гофманского пансиона». Со временем расписание изменилось только в том, что отпали прогулки по горам: в Петербурге не было ни гор, ни свободного времени. И то, что легко переносилось в молодости, в зрелые годы стало разрушать здоровье. В результате многолетней работы на износ пришла бессонница, нервное переутомление, а за ними и болезнь сердца. «... Он заявил со своей обычной шутливой галантностью, что если я так люблю фрак, то он всегда будет приходить ко мне во фраке, чтобы всегда мне нравиться. Последние слова он произнес растягивая и вдруг (...) упал во весь рост» (из воспоминаний М. В. Доброславиной, друга семьи Бородиных). Медики, профессора, присутствовавшие на устроенном Бородиным костюмированном балу, были бессильны: разорвалась одна из изношенных до предела сердечных артерий. Ему было всего 53 года, и несколько удивительных по мощи новых музыкальных произведений он успел лишь сыграть друзьям, но не записать. Принято завидовать средневековым ремесленникам, не знавшим разделения труда на скучные однообразные операции. Всю работу — от замысла и заготовки материала до шлифовки готового (штучного, неповторимого) изделия — мастер делал своими руками, и это приносило ему радость. Это было и производство, это было и искусство. В наше время тоже есть люди, работе которых присуща та же счастливая цельность. Это химики. Химик сам придумывает реакцию, сам обдумывает постановку опыта, сам
наблюдает за его ходом, сам выделяет конечные продукты, сам определяет их строение... В процессе исследования ему, конечно, тоже приходится производить немало унылых операций, но интерес к конечному результату скрашивает труд. В среде химиков существует понятие «красивая реакция». В этом, казалось бы, далеком от научной четкости эмоциональном определении заложена строгая оценка информативности результатов исследования. Красивой считается такая реакция, которую трудно предсказать на основе общих представлений. Если химику посчастливилось открыть нечто неожиданное, появляется соблазн разработать «золотую жилу» до дна — изучить как можно больше аналогичных случаев. Поэтому после одной яркой, красивой работы часто следуют десятки других — рутинных, понятных с первого взгляда любому, кто знаком с той, первой. Когда молодой Бородин с помощью красивой реакции получил из уксуснокислого серебра бромистый метил, видимо, не требовалось большого воображения, чтобы понять, что точно так же можно сделать метил йодистый, метил хлористый, а также разнообразные этилы, пропилы, изолроп'илы... Средней руки профессор там бы и поступил: изучал бы эту реакцию всю жизнь, закрепил бы рядом с ней свое имя в учебниках, оставил бы после себя целую плеяду учеников, нагревающих серебряные соли с чем-нибудь еще этаким. Бородин был человеком иного склада: строгий вкус артиста не позволял ему 'изменять творчеству. И потом — кто бы тогда сделал фтористый бенэоил? Можно сказать, что в этом Бородин-музыкант помогал Бородину-химику. И не говоря худого слова о беззаветных тружениках, отдающих целую жизнь одной реакции, следует подчеркнуть: развитие науки приостановится без исследователей-артистов, идеи которых становятся обиходными лишь после детальной разработки последователями. Кроме трех работ, о которых было рассказано, Бородин опубликовал еще 17. Это не много, но все они сделаны им собственноручно: под публикациями учеников он не подписывался. И все эти работы забыты. Они не повторяют одна другую: видимо, удовлетворение, которое Бородин получал, делая неизвестное известным, было для него дороже, чем престиж и слава. Слова Бородина о самом себе — «композитор, ищущий неизвестности», несмотря на шутливый оттенок, пожалуй, точнее всего характеризуют все его творчество, в том числе и научное. Дело не только в том, что он не любил шумной славы. По призванию Бородин был исследователем—и в химии, и в искусстве искал живого, неизвестного. Поэтому и научное творчество его было так многообразно. Представьте себе, что композитор Бородин, сочинивший в девять лет свою первую польку, всю жизнь так бы и сочинял бальные танцы. Пожалуй, мы никогда бы не услышали «Половецких плясок»! 9 Химия и жи.шь Л? 2
■Cam--* *
Откуда в море лед? Кандидат географических наук В. Л. ЛЕБЕДЕВ Начиная с XVI века Европа одну за другой снаряжает экспедиции, имеющие предписание пройти под парусами па север между Гренландией и Шпицбергеном и следовать через Северный полюс кратчайшим путем в Тихий океан. Проходят столетия, варьируются конечные цели пути — Япония, Китай, Индия,— меняется оснащенность экспедиций, но каждый раз повторяется одно и то же: суда затираются льдами между Шпицбергеном и Гренландией, практически в одной и той же точке. Например, в 1607 году экспедиция Г. Гудзона достигла лишь 80°23' с. ш., в 1766 году экспедиция В. Чичагова — 80с26' и 80°30' с. ш., в 1773 году экспедиция Д. Фипса — 80°48' с. ш., в 1818 году экспедиция Д. Франклина — 80°34' с. ш. Почему же неудачный опыт одних экспедиций не останавливал последующие? Откуда такая уверенность в успехе? ЧЕГО СТОИТ ПЛОХАЯ ТЕОРИЯ Жители побережья давно подметили, что море иногда замерзает за одну ночь, но при этом образуется лед (названный поморами иочемерж), совершенно не похожий на звонкий лед пресных водоемов. Этот лед, по словам Ломоносова, «гибок и судам не вреден», «от ветру в чепуху разбивается». Действительно, молодой морской лед (теперь его зовут нилас) образует у берегов покров, изгибающийся па морской волне подобно резиновому ковру. Однако этот ковер непрочный и рыхловатый, не выдерживающий веса человека. Молодой морской лед разрушается ветром, выносится в море, и лишь с началом зимы у берега устанавливается прочный покров — припай. Но к этому времени в воде появляется уже немало льдин, переносимых течением и ветром с места на место, и поэтому трудно решить, сформировался ли припай из приносного льда или же он возник из местной морской воды. А что видели с судов? Плавали в старину обычно летом, редко осенью. В это время в море встречаются так называемые паковые льды, прошедшие годовой цикл развития (осень, зиму, весну, лето) или несколько таких циклов. Эти старые льды замечательны тем, что по всем признакам почти неотличимы от пресных льдин рек и озер, разве что зачастую больших размеров. Эти льдины толстые, покрытые снегом, населенные иногда морским зверем. При низкой температуре твердость пакового льда иногда бывает такой, что о него расплющиваются свинцовые пули. Есть ли связь между паковым льдом и пиласом? Анализ, доступный ученым прошлого, показал, что это льды вроде бы разного происхождения: паковый лед оказался пресным, а нилас — соленым. Еще более определенные результаты дали лабораторные опыты по замораживанию морской воды. Такие опыты делали западные ученые; делал их и Ломоносов. Он писал: «Многократно повторяя опыты, я нашел, что вода, в которой растворено столько же соли, сколько ее содержится в равном количестве морской воды, даже при самом сильном холоде не замерзает до твердого и чистого льда, но лишь застывает как некое сало, непрозрачное и сохраняющее соленость воды. То же произошло с настоящей морской водой, доставленной мне по моей просьбе одним моим хорошим приятелем с Нордкапа. Отсюда следует, что крепкий, прозрачный и пресный лед, из коего состоят ледяные поля, не может образоваться в самом море. Ибо, если морская вода не образует прозрачного и чистого льда в малом сосуде, где холод равномерно действует на стоячую воду, то сколь менее это возможно в глубоком море, которое всегда находится в движении, где воздух и холод воздействуют только с поверхности, но на большей глуби- 2* 35
не всегда теплее под влиянием подземного огня... Взвесив все это, вряд ли кто сочтет правдоподобным, чтобы большие ледяные поля и горы брали свое начало в самом море». Но если мешающий судам паковый лед не «берет свое начало» в море, то откуда он? Ученые объясняли: он образуется из речных вод, втекающих в море. Л как много такой воды и, соответственно, образующегося из нее льда? Было подсчитано: столько, что он сможет покрыть от 1/12 до 1/10 площади Ледовитого океана. Значит, путь судам закрывают лишь льды речного происхождения, принесенные течением и ветром. Нужно обойти эти полосы, языки льда, и путь через Северный полюс свободен! Так научное заблуждение, положенное в основу начальственных предписаний, обрекло на лишения и неудачи многочисленные экспедиции на протяжении более двух сотен лет... КАК ЗАМЕРЗАЕТ МОРСКАЯ ВОДА Опыты Ломоносова каждый может легко повторить сам. Морская вода содержит больше всего хлористого натрия — поваренной соли: а всего в каждом килограмме такой воды растворено около 35 г солей. Чтобы приготовить раствор, похожий на морскую воду, возьмите столовую ложку соли A7—18 г) и растворите эту порцию.в 0,5л воды. Налейте этот раствор в пробирку, вывесьте за окно и понаблюдайте за тем, как он будет замерзать. В учебниках химии можно прочесть, что при замерзании разбавленных растворов вначале выделяется в твердом виде чистый растворитель, например в случае водного раствора — чистый лед. Так как по Мере выделения льда концентрация раствора увеличивается, то температура замерзания пе остается постоянной, а постепенно понижается *. Зависимость температуры замерзания от количества растворенного вещества описывается в простых случаях законами Рауля. Согласно этим законам, точка замерзания зависит не от веса растворенного вещества, а от концентрации его молекул. Например, * К Л. Глинка. Общая химия. Изд-во «Химия», 1971, стр. 245. добавление в воду 3,4 г перекиси водорода понизит точку замерзания так же, как и добавление 34,2 г сахара (число молекул в этих весовых количествах одинаково). Поскольку состав настоящей морской воды довольно сложен, точка ее замерзания определяется по специальным эмпирическим формулам и таблицам. Вот выборка из такой таблицы, где концентрация солен дана в граммах на 100 г раствора: Концентрация солей 0 5,0 10,0 15,0 20,0 Температура замерзания °С 0,0 —2,8 —6,4 —10,5 —15,8 Если замораживать пробу морской воды в небольшом сосуде, то каждой температуре будет соответствовать определенное количество твердой и определенное количество жидкой фазы (чем меньше последней, тем выше в ней концентрация соли). Вот как меняется количество жидкой фазы при замораживании морской воды: Температура пробы, СС Жидкая фаза, % 43 ■5 —10 ,0 23,4 — 15 18,6 —20 14,8 —30 4,4 То есть па морозе в минус 5° С около поло: вины пробы составит жидкий рассол, в котором плавают кристаллы льда; в целом такая проба по консистенции будет напоминать суп. При понижении температуры проба станет напоминать кашу разной степени густоты. Окончательное исчезновение жидкой фазы в пробе настоящей океанской воды произойдет лишь ниже минус 55° С. МОРЕ — НЕ ПРОБИРКА Вот послойная соленость двух морских льдин. Возраст первой (I)—60 часов, второй (II) — полтора года: Глубина слоя, см 0 20 60 100 Соленость, % I 2,50 1,20 — — II 0,019 0,021 0,046 0,099 36
Это значит, что морской лед возникает из соленой воды, но в нем происходит процесс самоопреснения, и через год-два оп приобретаем такие свойства, словно образовался из пресной воды рек. Но почему экспериментаторам не удавалось получить из морской воды пресный лед? Если бы условия замерзания воды в море совпадали с условиями в пробирке, то морской лед и вправду был бы «судам не вреден» и легко разваливался под форштевнями парусников. Однако одно обстоятельство — большая глубина реального океана — существенно меняет эти условия. Прежде всего, из-за этого обстоятельства отодвигаются сроки льдообразования. Температура, при которой пресная вода достигает наибольшей плотности, равна плюс 4° С, а температура ее замерзания —■ 0°С. У морской воды дело обстоит иначе: чем вода холоднее, тем она и тяжелее (при равной солености). Поэтому морская вода, охлаждаясь, сначала погружается до настоящего дна или до «жидкого дна», создаваемого где-то на глубине плотными водами повышенной солености (в Арктике и Антарктике такие воды расположены на расстоянии 100—200 метров от поверхности), и Лишь после этого начинает замерзать. Поэтому часто можно наблюдать замерзшие озера рядом с открытым морем. Попятно теперь, почему море начинает замерзать не по всей поверхности, а от берегов — из-за меньшей глубины, а не как раньше думали, из-за пресного берегового стока. Впрочем, этот первый этап замерзания моря дает тот же результат, что и опыт в пробирке: суп из ледяных кристаллов, называемый салом. Вода при этом как бы густеет, и волны становятся пологими. Первые мореплаватели, незнакомые со льдом (например, греческий путешественник Пифей в 325 году до н.э.), так и писали о «сгущенном» море, «густой и плотной» воде. Но на следующем этапе замерзания в глубоком море происходит процесс, невозможный в малом сосуде,— удаление из молодого льда избыточных солей. Когда концентрация солей повышается, еодэ на поверхности становится тяжелее воды нижележащих слоев и возникает плотностная конвекция. При этомч избыток солей, возникающий при выделении льда, уносится в глубь моря, а температура замерзания па поверхности остается неизменной. Ледяные кристаллы на поверхности воды возникают во все большем количестве, всплывают и смерзаются друг с другом, образуя пилас; между кристаллами остаются промежутки, заполненные морской водой (поэтому такой лед и имеет соленый вкус). Соленость свежего льда — величина непостоянная, зависящая от скорости образования новых кристаллов льда, от интенсивности перемешивания морской воды, но она приблизительно вдвое меньше солености морской воды. Оставшихся включений рассола оказывается достаточно, чтобы придать морскому льду эластичность, способность изгибаться на волне и под ногами людей. Если море начинает замерзать у берега из-за малой глубины, то у берега же может возникнуть и первый сплошной ледяной покров — в открытом море этому мешают волнение и ветер (там образуются лишь небольшие льдины округлых очертаний с валиками по краям — блинчатый лед). Когда морозы крепчают, лед претерпевает изменения. Рассол в его порах выморажива- ется, и вместо сплошной сети жидких просветов создаются изолированные солевые ячейки. Лабораторные опыты показали, что эти ячейки способны мигрировать в теле льда, продвигаясь в ту сторону, где теплее. Происходит это в результате того, что на той стенке ячейки, где теплее, лед подтаивает, а па той, где холоднее намерзает, и ячейка движется к теплу. Например, во время одного из опытов в пробирках был заморожен раствор поваренной соли с концентрацией 3,3%. После этого пробирки помещались вертикально; у нижнего конца поддерживалась температура минус 20° С, у верхнего—минус 2е С. Через пять-шесть часов оказалось, что вверху концентрация соли повысилась в среднем до 3,9%, а внизу уменьшилась до 2,9%. В морских условиях тоже создается температурный градиент, который заставляет солевые ячейки двигаться вниз, в результате чего рассол переходит изо льда в морскую воду. Ведь если нижняя часть льда соприкасается с водой и имеет температуру 37
Замерзания минус 1,91° С при солености 3,5%, то верхняя часть соприкасается с холодным воздухом и имеет близкую к нему температуру. 150 ЛЕТ СПУСТЯ... Когда же и кем была впервые установлена опытным путем возможность самоопресне- нпя морского льда? «1820 года февраля 5, находясь в широте южной 68°58', долготе 15°52' западной, при 4° мороза, я вывесил на открытый воздух в равной высоте от поверхности моря две жестянки, одну подле другой, налив первую пресной, а другую соленою водою». Это русский капитан Ф. Беллинсгаузен повторяет в Антарктике опыты Ломоносова. Он пишет далее: «...лед от пресной воды был многим плотнее, а лед соленой воды, хотя той же толщины, но рухлее и состоял из горизонтальных плоских тонких слоев...». Там, где Ломоносов опыт прекращал, Беллинсгаузен его продолжил, дав возможность рассолу вытекать изо льда: «Когда сей рухлый лед поставили в тени стоймя и оставшаяся на оном соленая вода стекла, тогда по растаянии льда, она оказалась почти пресною и ежели бы я имел более терпения дать обтечь Ъсей соленой воде, то без сомнения от растаявшего льда происшедшая была бы совершенно пресная... Таковой опыт, вопреки многим писателям, доказывает, что из соленой воды составляется лед также, как и из пресной, для сего нужно несколько градусов более мороза». Казалось бы, все стало ясным. Ио — ирония судьбы! — и по сей день ученые подчас забывают о том, что морской лед образуется не так-то просто. ...1968 год. Москва, Второй океанографический конгресс. Докладываются результаты исследования переохлаждения морской воды в районе дрейфа американской арктической станции. Демонстрируются карты, на . которых обозначены зоны, охлажденные ниже точки замерзания. Но почему веселое оживление в зале? Докладчик обескуражен. А это старина морской лед сыграл очередную шутку. Совсем незадолго до конгресса сотрудник Арктического и Антарктического института В. А. Спичкин показал: в этих случаях переохлаждение морской воды было лишь кажущимся — оно вызывалось тем, что на глубине до 15 метров рассеяно множество мелких кристаллов льда, которые, попадая в пробы, искажают результаты анализов. Достаточно поставить фильтры на заборниках воды, как соленость проб повышается и не приходится говорить ии о каком переохлаждении. Кто знает, сколько еще сюрпризов в запасе у столь знакомого нам морского льда... НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ДЕЛО ЗА МАЛЫМ... В журнале «Физика атмосферы и океана» A974, № 8) появилось сообщение, озаглавленное весьма обнадеживающе: «О единственности решения задачи прогноза погоды на сфере». В нем строго математически доказано, что у задачи только одно решение; а если так, то. поскольку Земля — шар. рано или поздно мы будем получать единственно верный прогноз. • Вот только когда?.. ЗОЛОТОИСКАТЕЛИ ВО ФРАНЦИИ Во Франции существует, как ни странно, целая армия золотоискателей- любителей. Эти энтузиасты проводят свои отпуска и выходные дни с лотками для промывки золота, просеивая горы песка на берегах рек, считавшихся некогда золотоносными. Предприимчивые издатели даже выбросили на книжный рынок «Справочник золотоискателя во Франции», где объясняется, чем следует обзавестись золотоискателю-новичку. В Париже существует специальная фирма, в которой можно приобрести полный комплект снаряжения для искателей удачи. 38
o_. ДНК: целый мир кристаллов Наиболее полные сведения об атомной структуре вещества позволяет собрать рентгеноструктурный анализ, и самый удобный объект для такого анализа — монокристаллы. Исследователям, изучающим дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), не удавалось до сих пор получить крупные кристаллы из ее молекул. Дело в том, что двойная спираль ДНК — жесткая структура, к тому же молекулы ДНК очень длинные и заставить их кристаллизоваться трудно. Поэтому работать приходится с молекулами ДНК, ориентированными в гелях, пленках, волокнах. Эти исследования дают сведения, далеко не полные по сравнению с тем, что может дать изучение кристаллической структуры. Не так давно в харьковском Физико-техническом институте низких температур АН УССР нам удалось впервые получить крупные (размером до одного миллиметра) кристаллы ДНК. Эти работы выполнены в лаборатории доктора физико-математических наук Б. Я. Сухаревского и кандидата медицинских наук В. Н. Васильченко. Руководитель работ академик АН УССР Б. И. Верки н. Для того чтобы получить кристалл, молекулу ДНК дробят на части с помощью ультразвука и обрабатывают полученные фрагменты цетавлоном (цетилтриметил аммоний- бромидом). ДНК в виде цетавлоновой соли становится, вероятно, менее жесткой и обретает способность образовывать кристаллы. Вот как это происходит. В растворе возникают кристаллы, похожие на палочки с утолщениями на концах (фото 1).- В некоторых случаях из этих палочек формируются правильные шестиугольники (фото 2). Готовые шестиугольники приобретают все более совершенную форму (фото 3). Иногда на этой стадии процесс роста кристаллов останавливается. А иногда он идет дальше, и образуется дендритная кристаллическая * структура, центром которой, служит .уже упоминавшийся шестиугольник (фото 4). Лепестки этого экзотического цветка повторяют ориентацию сторон шестиугольника. 39
40
^ W<s> Ф Форма растущих кристаллов ДНК зависит от условий эксперимента. Если рост идет очень быстро, то образуются так называемые сферолиты, которые состоят из множества тонких, радиально расположенных игольчатых кристаллов (фото 5). Темный крест, пересекающий сферолиты, появляется по чисто оптическим причинам, поскольку фотографии кристалпов сделаны в поляризованном свете. При меньшей скорости роста возникают дендриты, напоминающие листья папоротника (фото 6), ипи кристаллы, похожие по форме на веретено, завернутое в полупрозрачную оболочку (фото 7). Есть в этом мире экзотики и совсем скромные с виду ограненные кристаллы (фото 8), которые, кстати, наиболее удобны для исследований. На многие вопросы сейчас еще трудно дать ответ. Неясно, например, как именно из молекул ДНК строится кристалл, какова степень упорядоченности этих молекул в кристаллической решетке, достаточна ли она для того, чтобы можно было вести рентгеноструктурный анализ на отдельных монокристаллах. Исследования продолжаются. Но главный результат ясен уже сейчас: из молекул ДНК можно выращивать кристаллы. В. ОСИКА, Т. ПЯТИГОРСКАЯ Фотографии выполнены авторами на оптическом микроскопе МИН-8. Увеличение: фото 1, 2, 3, 5, 7, 8 — 300 раз; фото 4, 6 —130 раз. 41
Элемент №... щ 4,00 Польский гелий Адам ЗУБЕК Довольно неожиданно Польша оказалась среди первых стран мира по запасам гелия. Насколько ценен этот благородный газ, читателям «Химии и жизни» известно из прошлых публикаций *. Поэтому я буду предельно краток. Гелий — один из самых легких газов, собственно, второй по плотности после водорода. Но в отличие от водорода он не взрывоопасен и не горюч. Отсюда интерес к гелию как к газу, которым можно заполнять дирижабли, аэростаты, воздушные шары различного назначения... Гелио-кислородные смеси пригодны для дыхания. Легким гелиевым воздухом дышат водолазы, а в будущем им, возможно, воспользуются и космонавты, хотя 'у него есть серьезный недостаток -по сравнению с обычным воздухом. Это большая теплопроводность... Жидкий гелий — самая холодная из всех известных жидкостей: температура конденсации гелия рекорд- * Подробный материал об элементе № 2 опубликован в № 12 за 1966 г. и в первой книге «Популярной библиотеки химических элементов».— «Водород — хром», М., 1971. но низкая — минус 268,98° С. Сверхнизкие температуры пока необходимы для получения сверхпроводимости. Кроме того, жидкому гелию свойственна сверхтекучесть. Интерес к этим двум явлениям, важным и для теории и для практики, — основа интереса физиков к жидкому гелию... И наконец, гелий — истинно инертный газ, который пока не удалось заставить образовать какие-либо истинные химические соединения. Не случайно инертность гелия используют при создании искусственных защитных атмосфер, в которых, например, сваривают титан и цирконий, получают сверхчистые и полупроводниковые материалы... Словом, и для современной науки, и для современной техники гелий очень и очень важен. До последнего времени интерес польских ученых к гелию ограничивался главным образом проблемами низких и сверхнизких температур. Научные центры в Кракове и Вроцлаве (о них «Химия и жизнь» тоже писала — в № 10 за 1968 год) работают во многих направлениях, так или иначе связанных с жидким гелием. В частности, во Вроцлаве в Институте низких температур и структурных исследований изучали электрические свойства сверхчистого алюминия в условиях сверхнизких температур. Результаты этих исследований нашли применение в электротехнике. Это только один пример — из числа не самых эффектных, но самых простых. Интерес к гелию в Польше вспыхнул с новой силой после того, как недалеко от города Острув- Великопольски были найдены довольно необычные месторождения природного газа. Острувский газ помимо метана и других углеводородов содержит более 40% азота. Это плохо: для энергетики азот — балласт. Но этот же природный газ содержит 0,4% гелия. Казалось бы, совсем немного - меньше полпро- 42
Цента. Но для гелия это очень и очень много. Для этого газа уровень рентабельности (то есть уровень, при котором имеет смысл извлекать гелий и вообще эксплуатировать месторождение) почти на ? порядок ниже. Если в природной газовой смеси всего 0,05% гелия, то такой газ уже считается достаточно богатым. Сейчас главный производитель гелия в мире — Соединенные Штаты Америки. Их «гелиевая квота» среди капиталистических стран превышает 90%- США — одна из немногих стран, где гелий сейчас производится в избытке. Тем не менее правительство США закупает излишки гелия, и они хранятся в подземных резервуарах, ибо специалисты считают, что к 2000 году и США начнут ощущать нехватку- гелия. Большинству же стран Европы гелия не хватает п сейчас. По гелиеносностн Острувское месторождение природного газа не уступает лучшим американским месторождениям. И хотя сегодня в * Польше гелий не может пользоваться слишком уж большим спросом (почему — понятно из приведенного выше перечня основных применений этого газа), отказ от производства польского гелия означал бы непростительную бесхозяйственность. Проблема освоения запасов и производства гелия вошла в число ключевых проблем народного хозяйства республики. Во-первых, польский гелий станет немаловажным продуктом экспорта. Во-вторых, он может и должен «сделать карьеру» непосредственно в Польше. Мне довелось беседовать по этому поводу с директором Института экспериментальной физики при Вроцлавском университете профессором Богданом Суяком. Он считает, что уже в ближайшем будущем ^ в польской промышленности может произойти «малая гелиевая революция». Защитные гелиевые среды помогут значительно повысить качество многих продуктов польской металлургии. Будет свой дешевый гелий, и станет целесообразно заполнять им целые цехи, где, например, готовится прокат сильно окисляющихся металлов. Будет дешевый гелий — совершеннее станет продукция нашей электронной промышленности. Появится возможность еще шире развернуть исследования по физике низких температур и физике твердого тела в условиях сверхнизких температур, а также по физиологии дыхания. В более отдаленной перспективе — использование гелия при подъеме затонувших судов, а заполненных гелием аэростатов — для разгрузки судов вдали от причалов. С помощью гелия можно будет сооружать навесы и крыши над большими пространствами, бороться с пожарами в шахтах. Вновь всколыхнувшийся интерес к дирижаблям как к транспортному средству тоже работает на нас: без гелия дирижаблестроение бесперспективно. Словом, работа польскому гелию найдется — ну нас в стране, и у наших постоянных друзей ■— в странах СЭВ, и, видимо, в других странах. Перевод с польского В. И. ЧЕСТНОГО 43
4 •' !! "• и •-■ л ©,'П »>» rVsYvi i F J Г^ВЧтЛ:^ |^Д'T;i I Fw^fS^kV » Г #i i^Ssx 1iD|J МиГ lCij vl I [ j , an \LJ 1 K' ^u IN 1 ar '' f [J fi* * i 1 Jl. ».*" 4Ч'.<? Pi) HffilL 1? »4 'Л41 Г -1ft К 1 ■»! f «HA i» ' ~'Mi •Л \ 4 " 4 M J i v4 w< h 1 Iff I1 r I?--! m:\ i ■ i:j : '.«• *1 n iiiJiiNiiiiHi-ne siiiiiHiiiiiiiiiiii^ll - лиши*? .-, •« int. , »«».iSft ^>
Размышления Не стала ли физика слишком замкнутой? «Что-то физики в почете...» — эта строка из давнего стихотворения Бориса Слуцкого стала крылатой. Но время идет быстро, и многое меняется в мире, в том числе и в естественных науках. На передний план вышли сейчас космические исследования, молекулярная биология, рациональное использование природных ресурсов и охрана среды, некоторые другие научные направления. Не устарела ли физика! Какое место занимает она сейчас в ряду естественных наук! Покидая пост президента Американского физического общества в 1973 году, профессор Филипп МОРЗЕ обратился к своим коллегам с речью, посвященной именно этим вопросам. Предлагаем вниманию читателей ее сокращенный перевод. За последние несколько лет у нас в стране положение физики — или физиков — существенно ухудшилось. В отличие от предшествующих десятилетий финансирование «Ворота Фитц-Рэндолфа» в городке Принстонского университета (США, штат Нью-Джерси) закрыты... Не закрывайте вашу дверь, физики! — призывает своих коллег профессор Морзе физических исследований не только не возросло, но в некоторых, весьма важных областях даже уменьшилось. Эта неожиданная динамика может оказаться зловещей и для целых научных направлений, и для отдельных ученых. А для наших молодых коллег, еще не имеющих постоянного места работы, положение может оказаться просто катастрофическим. ФИЗИКИ МОГУТ ДЕЛАТЬ НЕЧТО БОЛЬШЕЕ, ЧЕМ ПРОСТО СОХРАНЯТЬ СЕБЯ Я могу привести несколько цифр, иллюстрирующих ситуацию. За 1972 год в США получили ученую степень доктора * примерно 1 400 физиков, а в 1970 и .1971 годах было выпущено по 1 600 докторов. И это число имеет тенденцию уменьшаться. В ближайшие годы оно может дойти до 1200. Мне представляется, что через ближайшие четы- ре-пять лет около 1000 физиков у нас будут вынуждены заниматься поисками постоянной работы, которая позволила бы им хоть отчасти применять свои знания. Есть ли у этих ученых надежда занять место в серьезном научном учреждении, там, где занимаются настоящей наукой? В США существует около трех тысяч факультетов с постоянными должностями для физиков. В редких случаях факультеты эти растут; чаще они, наоборот, становятся меньше. Данные, которыми я располагаю, указывают на то, что всякий новый доктор, желающий работать в области физики, имеет лишь один шанс из пяти оказаться на постоянной работе в рамках какого-либо физического института и менее одного шанса из двух стать постоянным сотрудником академического учебного заведения. Что же делать? Стоит ли отказаться от достигнутых рубежей в подготовке научных кадров? Уверен, что идти на такое сокращение — шаг неправильный. Пожалуй, мое заявление может звучать как отчаянный призыв экс- президента Американского физического общества, как еще одна риторическая по- * Звание, примерно соответствующее нашему научному званию кандидата физико- математических наук.— Ред. 45
пытка убедить, что нецелесообразно уменьшать число квалифицированных специалистов. Но хочу, чтобы меня правильно поняли. Физики могут делать нечто большее, чем просто сохранить самих себя: квалифицированный физик способен к глубокому научному обобщению. Я уверен, что США нуждаются в том, чтобы каждый год у нас появлялось более тысячи новых молодых коллег. Тогда мы сможем вернуться к тому положению, которое существовало последние сто лет, когда мы лидировали во многих новых областях науки и намечали пути практического применения научных результатов. РАСШИРЯТЬСЯ, А НЕ ЗАМЫКАТЬСЯ Общая тенденция в физике ясно сводится к возрастающему самозамыканию в узкой области исследований. Что же можно сделать, чтобы противостоять этой тенденции? Мне представляется, что каждая отдельная мера не будет достаточно эффективной. Усилия должны быть направлены и на то, чтобы убедить других, и на то, чтобы изменить многие собственные наши взгляды и представления. Я хочу сказать о возможностях применения фиизки. Время от. времени каждому из ученых предоставляется случай для выступления перед непрофессиональной аудиторией, И именно там вполне уместно рассказать, что физик далеко не всегда бьется над опасными либо бесполезными загадками. Стоит подчеркнуть, что развитие физики влечет за собой не только усложнение жизни, но и более глубокое понимание природы, а следовательно, большую возможность планировать разумное использование природы. Думаю, было бы весьма полезным для нас убедить и себя, и других в нашей многосторонности, в нашей способности достигать глубокого понимания в разнообразных областях фундаментальной и прикладной науки. Каждый из нас должен принять участие в расширении круга своих интересов. Те, кто занимается преподаванием, должны иметь это в виду, вырабатывая у студентов более широкий подход к физике. И конечно, наиболее действенным способом убеждения будет переключение большинства из нас на исследования в областях, отличных от тех, где мы по традиции работаем до сих пор. Я вовсе не имею в виду, что нужно обязательно заниматься только практическими приложениями науки. Некоторые ученые сочтут такую деятельность достойным вознаграждением для себя, другие, возможно, будут считать себя удовлетворенными лишь в том случае, если будут работать над постижением фундаментальных закономерностей. Ведь это тоже очень важно. Фарадей сказал однажды по поводу электромагнитной теории, когда она еще только зарождалась: «Наступит день, когда с нее будут брать налог». Тут самое важное — выбрать подходящую область деятельности, где необходимы физические методы и где могли бы быть использованы коллективные возможности физиков. Избранные области вовсе не обязательно должны быть модными; ведь моды меняются... ФИЗИКИ ОБОБЩАЮТ НАУКУ Вторжение в новые области знаний — это традиция физиков. В двадцатые и тридцатые годы мы исследовали атомы и молекулы, и нам удалось лрийти к большему пониманию их природы по сравнению с тем, что знали до нас химики. Двадцать пять лет назад наша деятельность в области физики твердого тела завершилась созданием транзистора, который революционизировал связь и обработку информации. Потом мы проникли и в королевство металлургов. Самый последний наш набег состоялся в область космических иследований. Еще перед второй мировой войной астрофизикой занимался Ханс Бете; можно упомянуть его углеродный цикл, первые работы по внутреннему строению звезд, по применению квантовой и статистической механики к расчету прозрачности и уравнению состояния при экстремальных значениях температуры и давления. Астрофизика или, иначе говоря, космическая физика стала одной из современнейших наук в связи с возросшим объемом наших знаний по физике 46
плазмы и использованием техники, заимствованной из многих иных областей физики. Но и другие области естествознания, где ранее всегда активно работали физики и которые сейчас сданы на откуп другим ученым, заслуживают того, чтобы мы вновь обратили на них внимание. Но уже с новой техникой и новым подходом. В таком положении находится, например, акустика, представляющая собой вполне достойное поле деятельности. В тридцатые годы новое электронное оборудование и теоретические методы, разработанные для исследования квантовых явлений, помогли омоложению акустики. По-видимому, наступило время для новой инъекции. Совокупность проблем рассеяния и излучения звука при турбулентности заслуживает большего внимания. Тут открываются возможности для фундаментальных экспериментальных и теоретических исследований, а также для практических приложений — в связи с проблемой шума реактивных двигателей, например. Еще одно обширное поле деятельности — Земля. Джон фон Нейман потратил немало времени на изучение сложнейшей проблемы земной атмосферы. Он пришел к выводу, что техника накопления информации и возможности счетных машин пока еще не позволяют нам серьезно решить эту проблему. Вполне вероятно, что сейчас уже стоит заняться этим. Конечно, в этой области работают многие весьма квалифицированные метеорологи, но появление в их среде физиков со свежим взглядом на вещи может содействовать успеху. Менее обжитая область, но взывающая о внимании к себе, — подземные воды. Некоторая часть вод скапливается под землей спустя неделю после сильного дождя; а ведь есть воды, которые находятся там со времен последнего оледенения... Прежде чем мы полностью осознаем влияние, которое оказывает на жизнь наша перелицовка поверхности Земли, нам обязательно надо узнать, что же происходит с водой под землею. При этом важно буквально все: обилие новых данных, новые теории фильтрации, течения и просачивания, адекватная техника измерений. Наука о внутренних областях Земли начала уже омолаживаться. Это связано с новыми открытиями в тектонике, с последними измерениями дна океана. Но еще требуются многочисленные специалисты очень высокого класса, чтобы развить и закрепить эти успехи. Изучение причин и характера движений земной коры, влияния этих движений на земной магнетизм и дрейф континентов требует совместных усилий большого числа первоклассных умов, свободно владеющих различными аспектами современной физики. Заняться нужно также и теми областями, где не требуется новых достижений физики, но где с успехом могут быть использованы физические методы иследований. Я имею в виду анализ операций и системный анализ. Операция есть часть деятельности людей или машин, повторно выполняющих задание, регулируемое определенными правилами и имеющее заданную цель. Операцией, например, является транспорт; операцию представляет собой кровообращение— распределение крови, динамика потока. Операции можно измерять, с ними можно экспериментировать. Для них можно строить математические теории, сравнивать их с опытом, предсказывать их поведение при изменении правил игры или внешних условий. Не стану спорить, исследования такого рода довольно далеки от фундаментальных проблем физики. И тем не менее общий подход и методы, применяемые в этих областях, очень близки к тем, что используются в физике. Нередко теории, относящиеся к упомянутым прикладным проблемам, имеют интересные параллели с физическими теориями. К примеру, уравнения, описывающие автомобильный поток на дорогах, аналогичны уравнениям, описывающим поток сжимаемой жидкости; уравнения, описывающие время прибытия самолета в аэропорт, очень близки к уравнениям, использованным Ю. Вигнером для распределения уровней энергии в сложных ядрах. Весьма заманчивы возможности, которые открываются при изучении экономических систем. Например, изучение потребностей в энергетических ресурсах, оптимальных пропорций между ценой и прибылью требует привлечения людей с серьезными теорети- 47
ческими познаниями, хорошо знакомых с техникой, а именно это характерно для хороших физиков. Мы должны доказать всем, что можем работать как физики, как люди, способные обобщать научные достижения, как люди, желающие энергично браться за совершенно новые задачи и заинтересованные в любой отрасли знания, где могут быть при ложи мы наши количественные методы. Положительных результатов вполне можно добиться, если мы поднимем глаза от того, что делаем сейчас, оглядимся вокруг и найдем, чем мы можем содействовать тому, чтобы к физике вернулась ее исконная универсальность. Перевод с английского В. А. УГАРОВА (из журнлла «Physics. Today») Естествознание едино... Член-корреспондент АН СССР М. В. ВОЛЬКЕНШТЕЙН ЧТО ТАКОЕ ФИЗИКА Статья профессора Морзе затрагивает комплекс вопросов, относящихся и к содержанию современной науки, и к ее организации. Это действительно единый комплекс, ибо оптимальная организация исследований требует ясного понимания путей развития физики и естествознания в целом. Как определить предмет физики, науки, изучающей материальный Мир, начиная с элементарных частиц и кончая галактиками и всей вселенной? Примем следующее определение: физика — это установление количественных закономерностей, характеризующих все виды материи и способы взаимодействий и движений материальных тел. Задача физики состоит именно в нахождении наиболее общих законов (природы, в выяснении целостности материального мира. Столь широкий смысл физика приобрела после введения понятия поля, после того как было установлено двуединство материи-вещества и материи- поля. Особое значение здесь имели два фундаментальных открытия Эйнштейна — эквивалентность массы и энергии, следующая из частной теории относительности, и прямая связь геометрии с физикой, вытекающая из общей теории относительности. Исходя из такого определения, мы должны считать, что общая задача физики — построение теоретических основ всех областей естествознания. Сказанное не означает тождества двух понятий — естествознания и физики. Эти понятия совпадали во времена Аристотеля. Сейчас существуют разные области естествознания, прежде всего физика, химия и биология — великие науки, разнящиеся предметами и методами исследования. Надо думать, что, несмотря на исторический характер любой классификации наук, это деление сохранится надолго. И в то же время именно физика создает теоретические основы любой естественной науки, углубляя и расширяя ее. Так это было в химии: природа химической связи и химической реакции раскрыта квантовой механикой, термодинамикой и статистической физикой; так это, видимо, скоро будет и в биологии. Тем самым роль физики во всех областях науки чрезвычайно важна, и она непрерывно возрастает. В сущности, это и имеет в виду Морзе, когда говорит о способности квалифицированного физика к глубокому научному обобщению. ЧТО ТАКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ Современная радиотехника и электротехника — четко определенная область знаний, располагающая хорошо разработанными теоретическими и экспериментальными методами. Каждому физику ясно, что любая радиоэлектронная система работает в полном соответствии с общими законами физики — с электродинамикой. Электродинамика — теоретическая основа электро- и радиотехники. Никому, однако, не придет в голову пользоваться уравнениями Максвелла для расчета конкретной сети. Для этого существуют гораздо более простые и удобные приемы. Ситуация, сложившаяся в химии, имеет сходный характер. Современная квантовая химия, то есть квантовая механика молекул (тем самым физика), позволяет рассчитывать распределение электронной плотности, реакционную способность и другие характеристики даже весьма сложных молекул. Расчеты эти непросты и трудоемки, они требуют большой затраты машинного времени. Понимая их принципиальную возможность, химик тем не менее гораздо быстрее и легче по- 48
лучит необходимую информацию при помощи химических методов, непосредственно предназначенных для изучения химических реакций, для анализа и синтеза вещества. Образуя теоретическую основу химии, физика не может подменить эту науку. Структура сложной молекулы и ее химические свойства устанавливаются, конечно, не путем сложных расчетов, но химическими методами. Роль физики в химии не ограничивается, однако, созданием теоретических основ. Непрерывно открываются новые химические явления, синтезируются новые вещества. Каждый этап развития химии должен быть осмыслен теоретически, а это невозможно сделать без физики. Такое осмысление ведет к прорывам в новые области. Следовательно, химия и физика находятся в состоянии динамической взаимосв язи, и само установление физических основ химии не носит статического характера. В биологии дело обстоит много сложнее прежде всего потому, что живые тела, начиная с самой малой клетки, гораздо сложнее объектов неживой природы. Сейчас лишь закладываются основы биофизики. Но уже становится ясным, что физика в ее современном состоянии может в принципе объяснить не только явления, происходящие на молекулярном уровне организации, не только строение и свойства белков и нуклеиновых кислот, но и наиболее глубокие и важные свойства клеток и организмов. Главная особенность живой природы состоит в ее историзме, в развитии организма, в биологической эволюции в целом. Эти явления сейчас уже подвергаются физическому анализу, и не без успеха. В речи Морзе роль физики в развитии биологии даже не упоминается. Но эта роль исключительно важна. Само создание молекулярной биологии оказалось возможным в результате взаимодействия биологии с физикой и химией. Фундаментальные проблемы, стоящие перед человечеством в области медицины, сельского хозяйства, охраны окружающей среды, не могут быть решены без непосредственного участия физики. ЗАМКНУТОСТЬ ФИЗИКИ И ФИЗИЧЕСКИЙ СНОБИЗМ Профессор Морзе говорит о возрастающей тенденции к самозамыканию в физике. Объем знаний чрезвычайно возрастает, и физику, занимающемуся, скажем, элементарными частицами, нелегко входить в другую область. Однако наряду со специализацией, то есть с «самозамыканием», имеется и непрерывно усиливается не менее мощная тенденция к взаимодействию физики с другими науками. В этом залог дальнейшего развития и естествознания, и техники. Морзе говорит о способности физиков «достигать глубокого понимания в самых разнообразных областях фундаментальной и прикладной науки». Это, конечно, правильно. Однако в приведенном утверждении таится некая опасность. Физика — наиболее общая часть естествознания и наиболее разработанная как точная наука. Соответственно для физика привычны строгое мышление, точность определений и выводов, 'количественные, а не качественные суждения, владение математическим аппаратом. Сознающий это физик зачастую страдает своеобразным снобизмом; относясь без должного понимания и уважения к химии или биологии, он полагает, что может «с налету» решить возникающие в этих науках проблемы, опираясь на свои физические знания. Это не имеет ничего общего с действительностью. Сама формулировка физической задачи, относящейся к биологии, требует глубоких биологических и биохимических знаний, которые далеко не всегда уже добыты наукой. Физик может успешно работать в любой области естествознания, лишь учитывая взаимодействие наук, их интеграцию. Он ничего не может сделать «извне», путем «набегов», О которых говорит Морзе. В' связи со сказанным встает важная проблема подготовки таких кадров исследователей-физиков, которые понимают и чувствуют величие содержания и методов химии, биологии, других наук. До сих пор в среде физиков слишком распространено ложное представление о химии как о сскухоннои науке», о своде рецептов и описаний. К сожалению, в наших вузах физики не получают никакого представления о глубоких принципах и громадных возможностях современной химии. Еще хуже обстоит дело с биологией. Зараженный снобизмом физик вообще не считает зоологию и ботанику науками. Неизбежное объединение естествознания, развивающегося под знаком физики, рано или поздно приведет к тому, что исследователь будет прежде всего естествоиспытателем, натуралистом, а уже потом физиком, химиком или биологом. РОЛЬ ФИЗИКИ Из изложенного следует, что значение физики для дальнейшего развития естествознания и техники будет возрастать при условии глубокого взаимопроникновения наук. Роль физики, вопреки тому, что говорит профессор Морзе, не сводится к обобщениям. Нельзя рассуждать так: вы, химики или биологи, накапливайте факты, а мы, физики, их обобщим. Нет, на достаточно высоком этапе развития любой науки начинается построение ее теоретических основ во взаимодействии с 49
физикой, а не путем передачи физикам добытых фактов для их «внешнего» обобщения. В то же время не только теоретико-физические идеи, но и новые экспериментальные методы, создаваемые физикой, приводят к важным открытиям в любой области науки. Например, парамагнитный резонанс, открытий физиком Е. К. Завойским, оказался ценнейшим методом исследования для химии, а позднее и для молекулярной биологии. Научно-техническея революция приводит к необходимости участия физиков во всех областях наук, техники, народного хозяйства. В статье профессора Морзе приведен ряд убедительных примеров. Но, как уже сказано, это участие физиков в «не физике» ставит новые задачи в подготовке кадров, в перестройке научного мировоззрения. КАДРЫ ФИЗИКОВ Трудности нахождения физиком своего места в обществе, описанные Морзе, характеризуют ситуацию, сложившуюся в США, но не положение в Советском Союзе. Мне не известны случаи работы квалифицированных физиков не по специальности, и потребности нашей науки, техники, народного хозяйства, высшего и среднего образования в физиках далеки от насыщения. Все эти области общественной деятельности непрерывно расширяются, поэтому такого насыщения и не (предвидится. Сказанное не означает, однако, что все проблемы здесь решены. Они сводятся к тому, что работа физиков должна приносить наибольшие плоды везде и всюду. Для этого необходимы прежде всего изменения в подготовке кадров. Развитие науки и культуры происходит неравномерно, и проходит немало времени между новыми достижениями в науке и включением этих достижений в учебные программы школ и вузов. Ускорение научно- технического прогресса требует большей гибкости в подготовке специалистов, постоянного обновления учебных планов. Все это должно начинаться уже в средней школе. Соответственно очень серьезные задачи стоят перед физическими факультетами педагогических вузов, программы которых перегружены методикой физики и педагогикой в ущерб изучению современной экспериментальной и теоретической физики. Это, однако, особая тема, требующая специального серьезного рассмотрения. Профессор Морзе говорит о физиках. Роль их действительно особая. Но интеграция наук, их взаимопроникновение происходит всесторонне, и те же проблемы перестройки научного мировоззрения во имя этой интеграции стоят и перед химиками, и перед биологами, геологами, техниками и т. д. Естествознание в конечном счете едино, и уйти от этого невозможно. Информация Выборы в Академию Состоялись очередные выборы в Академию иаук СССР. Мы представляем читателям новых действительных членов (академиков) и членов-корреспондентов АН СССР, избранных в ноябре 1974 г. по отделениям, входящим в Секцию хнмнко-технологнче- ских и биологических иаук. ОТДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Академики: ЖУКОВ Борис Петрович (химия). Род. в 1912 г. Крупный ученый в области технической химии. Заслуженный деятель науки и техники РСФСР. Герой Социалистического Труда. Лауреат Государственных премий СССР. ФОКИН Александр Васильевич (химия). Род. в 1912 г. Крупный ученый в области органической, элементоорганической и прикладной химии. Основные работы — в области химии фторорганических соединений. Заместитель Главного ученого секретаря Президиума. АН СССР. Лауреат Ленинской премии. Члены-корреспонденты: НОВИКОВ Сергей Сергеевич (химия). Род. в 1909 г. Видный ученый, известный свои- 50
ми работами в химии углеводородов и их каталитических превращений. Заведующий отделом Института орга-нической химии им. Н. Д. Зелинского АН СССР. БЕЛЕЦКАЯ Ирина Петровиа (химия). Род. в 1933 г. Известный ученый в области теоретической органической химии, профессор химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова. КАЗАНСКИЙ Владимир Борисович (физическая химия). Род. в 1931 г. Видный специалист в области гетерогенного катализа, спектроскопии н хемосорбции. Заместитель директора Института органической химии им. Н. Д. Зелинского АН СССР. МОЛИН Юрий Николаевич (химия). Род. в 1934 г. Видный ученый в области физической химии, известный своими работами по применению радиоспектроскопических методов для решения химических проблем. Директор Института химической кинетики и горения СО АН СССР. ПЛАТЭ Николай Альфредович (химия высокомолекулярных соединений). Род. в 1934 г. Видный ученый в области физико- химии полимеров, заведующий лабораторией МГУ им. М. В. Ломоносова. ОТДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Академик: ДЕВЯТЫХ Григорий Григорьевич (неорганическая химия). Род. в 1918 г. Крупный ученый в области неорганической химии, один из ведущих советских специалистов по теории и практике получения неорганических веществ и материалов особой чистоты. Заместитель директора Института химии АН СССР (г. (Горький). Члены-корреспонденты: ПОРАИ-КОШИЦ Михаил Александрович (неорганическая химия). Род. в 1918 г. Известный ученый в области структурной химии. Заведующий лабораторией Института общей и неорганической химии им. Н. С. Кур- накова АН СССР. КУНАЕВ Аскар Минлиахмедович (физико- химия и технология неорганических материалов). Род. в 1929 г. Видный ученый в области металлургии черных и цветных металлов. Президент АН Казахской ССР. МАЛИНИН Андрей Юрьевич (физико-хи- мия и технология неорганических материалов). Род. в 1930 г. Крупный специалист в области создания материалов для микроэлектроники. Лауреат Ленинской премии. РЕШЕТНИКОВ Федор Григорьевич (физи- ко-химия и технология неорганических материалов). Род. в 1919 г. Видный ученый в области металлургии редких и радиоактивных металлов. Лауреат Государственной премии СССР. ОТДЕЛЕНИЕ БИОХИМИИ, БИОФИЗИКИ И ХИМИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Академики: КОЛОСОВ Михаил Николаевич (биохимия, молекулярная биология). Род. в 1927 г. Крупный ученый в области биооргаииче- ской химии и молекулярной биологии, известный своими pa-ботами по химии и биохимии антибиотиков и нуклеиновых кислот. Заведующий лабораторией Института биоорганической химии АН СССР. МИШУСТИН Евгений Николаевич (микробиология). Род. в 1901 г. Крупный ученый в области общей и сельскохозяйственной микробиологии. Заведующий отделом Института микробиологии АН СССР. Заслуженный деятель науки РСФСР. Дважды Лауреат Государственной премии СССР. Члены-корреспонденты: БУТЕНКО Раиса Георгиевна (клеточная биология). Род. в 1920 г. Видный ученый в области клеточной биологии. Заведующая лабораторией Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР. СКУЛАЧЕВ Владимир Петрович (биохимия). Род. в 1935 f. Видный ученый, известный работами в области биохимии энергетического обмена. Заведующий Межфакультетской лабораторией биооргаииче- ской химии МГУ им. М. В. Ломоносова. ХЕСИН-ЛУРЬЕ Роман Вениаминович (биохимия, энзимология). Род. в 1922 г. Видный ученый в области биохимии, известлый работами по энзимологии генетических процессов. Руководитель сектора Института атомной энергии им. И. В. Курчатова. ОТДЕЛЕНИЕ ФИЗИОЛОГИИ Академик: КОСТЮК Платон Григорьевич (физиология). Род. в 1924 г. Крупный ученый в области физиологии н биофизики нервной системы. Директор Института физиологии им. А. А. Богомольца АН УССР. Академик АН УССР Окончание на стр. 65
Проблемы и методы современной науки Биологические мембраны V. Мембраны и рак Член-корреспондент АН СССР Л. Д. БЕРГЕЛЬСОН В предыдущих публикациях этой серии («Химия и жизнь», 1972, № 3, 4; 1973, № 11) мы рассказали о том, как устроены мембраны живой клетки, как они работают, как возникли первые биологические мембраны в ходе эволюции органических молекул. Но изучение мембран представляет не только теоретический интерес. В последнее время стало ясно, что от правильного функционирования клеточных мембран во многом зависит нормальная жизнедеятельность организма, и с изменением свойств мембран связаны многие заболевания. Среди них и такое, как рак. За последние два десятилетия мы узнали о молекулярной природе жизни больше, чем за все предыдущие столетия. Постоянно ускоряются темпы исследований во всех областях биологической науки, в том числе и в области изучения раковых заболеваний. И последние данные здесь говорят о том, что превращение нормальной клетки в раковую сопровождается серьезными изменениями в структуре и функционировании клеточных мембран. Давно известно, что однотипные клетки живого организма способны прилипать друг к другу — как^бы склеиваться. Каким образом происходит такое склеивание, мы знаем еще очень мало. По-видимому, здесь играют важную роль ионы двухвалентных металлов, главным образом кальция: они могут соединяться с отрицательно заряженными группировками на поверхности двух разных клеток, скрепляя их между собой. Об этом красноречиво говорит следующий эксперимент. Эмбрионы амфибий обрабатывали этилендиаминтетрауксусной кислотой — веществом, крепко связывающим ионы кальция. При этом эмбриональная ткань распадалась на отдельные клетки. Когда же к ним добавляли ионы кальция, они вновь объединялись, и эмбрион возобновлял свое развитие. Ионы кальция — не единственный агент, способный склеивать наружные мембраны клеток. Существуют и другие мембранные «клеи», по-видимому, белковой природы. Об этом говорит тот факт, что ткани распадаются на отдельные клетки, !когда их юбрабатывают ферментом трипсином, расщепляющим белки. «Трипсинизирование» тканей — один из основных методов получения клеток для их культивирования в лабораторных условиях. А некоторые исследователи полагают, что клетки склеиваются благодаря полисахаридным веществам, выделяемым ими в наружную среду. Одно из первых наблюдений, прямо указавших на различие свойств наружных мембран нормальных и опухолевых клеток, и было сделано еще 30 лет назад при изучении этого процесса склеивания. Американский ученый Д. Р. Коумен занимался тем, что отделял склеенные клетки друг от друга с помощью микроманипулятора и измерял необходимое для этого усилие. Он заметил, что разделить опу-
холевые .клетки намного легче (иногда в 10 раз), чем нормальные. Очевидно, это явление можно объяснить по-разному: либо наружные мембраны раковых клеток менее прочны, либо они скрепляются менее прочным «клеем», либо число мест склеивания у таких мембран меньше или они занимают меньшую площадь, либо происходит и то, и другое, и третье. Рассмотрение некоторых опухолей в электронном микроскопе показало, что число мест сцепления у них действительно меньше, чем у нормальных клеток; впрочем, это, естественно, не исключает других факторов. Другие, более косвенные доказательства различий в свойствах наружных мембран нормальных и раковых клеток дала иммунология. Надежды на возможность создания противоракового иммунитета возникли еще в начале века. «Рак в принципе излечим» — такое категорическое высказывание содержалось IB отчете, mipe дета в легоном в 1906 году нью-йоркским врачом X. Р. Гейлордом Департаменту здравоохранения США. На чем было основано столь оптимистическое заявление? Гейлорд нашел, что мыши, которые сами но себе, спонтанно излечились от привитого им рака, оказались невосприимчивыми к болезни, когда им вторично прививали ту же раковую ткань. Они приобрели иммунитет к раку — точно так же, как организм, перенесший то или иное инфекционное заболевание, становится к нему невосприимчивым. Оказалось, что иммунитет к тому или иному виду рака приобретают не только самопроизвольно излечившиеся животные, но и животные, которым вводили раковые клетки в небольшом числе, недостаточном для развития опухоли, или же раковые клетки, предварительно убитые рентгеновскими лучами. Не заболевали вторично раком и животные, избавившиеся от опухоли благодаря оперативному вмешательству или лучевой терапии. Эти эксперименты как будто открывали прямой путь к профилактике рака. Однако вскоре выяснилось, что животные, которые приобрели иммунитет к определенной привитой им опухоли, затем так же часто, как и неиммунизированные, заболевают «своим собственным» раком. Правда, это не означает, что организм вообще не способен бороться с «собственными» раковыми клетками. Напротив, исследования последнего времени показали, что подавление общего иммунитета ускоряет рост опухоли и способствует образованию метастазов. Отдельная раковая клетка в организме живет под постоянной угрозой быть узнанной и уничтоженной иммунными силами самого организма. Но «иммунологическое узнавание» зависит от поверхности клеток. Поверхность защитного антитела, вырабатываемого организмом, находится в структурном соответствии с определенной частью антигена, расположенного на поверхности чужой клетки (как правило, каждое антитело имеет два участка, соединяющиеся с антигеном). Поэтому тот факт, что раковые клетки могут быть узнаны антителами, является еще одним убедительным доказательством того, что их наружные мембраны чем-то отличаются от мембран нормальных клеток. С другой 'стороны, у раковых клеток подавлена или совсем отсутствует способность узнавать друг друга, присущая клеткам здоровым. Нормальные клетки обычно проявляют большую разборчивость в установлении межклеточных связей и контактов. Например, если смешать клетки различных видов губок, то они сами собой рассорти- 53
руются и в конце концов соберутся в агрегаты, а губки-химеры из разных сортов клеток при этом не образуются. Клетки млекопитающих также избегают контактов с чужаками — даже с клетками другого органа того же организма. Так, если смешать культуры клеток печени и почек, то через некоторое время и они рассор- тируются, образовав раздельные агрегаты (так называемые органоиды), которые напоминают исходные органы даже своей тонкой структурой (рис. 1). Раковые же клетки ведут себя иначе. Они почти или совсем неспособны узнавать себе подобных. И если взаимное узнавание клеток зависит ют свойств 'их ооверхности (по- видимому, именно так оно и есть), то это еще раз свидетельствует, что наружные мембраны нормальных и раковых клеток отличаются друг от друга какими-то очень существенными свойствами. Всем известен миф о прикованном к скале Прометее, у которого орел каждый день вырывал кусок печени. Герой стойко переносил эту варварскую операцию, и печень у него за сутки вырастала вновь до прежнего размера. Современные биологи бесчисленное множество раз про- 54 веряли этот миф на лабораторных крысах. Если удалить у крысы до двух третей печени, она не умирает, и печень быстро регенерирует. Рост ее продолжается до тех пор, пока печень не приобретает своего первоначального размера. В этот момент дальнейший рост прекращается: все клетки печени как будто приняли команду «стоп!» и ей подчинились. Подобное торможение наблюдается не только в процессах роста и регенерации, но и при движении клеток. Если поместить клетку в стеклянный сосуд с плоским дном, то она начинает перемещаться по дну сосуда. Но как только путешественница встретит на своем пути другую блуждающую клетку, обе они останавливаются. Поэтому такое свойство нормальных клеток получило название контактного торможения. Выяснилось, что при установлении контакта между клетками прекращаются не только их механические движения. Одновременно начинают меняться и биохимические процессы, протекающие в глубинах клетки. Эти изменения могут привести к остановке синтеза ДНК» в результате чего клетки перестают делиться. Таким путем контактное торможение защищает культуры клеток от угрозы перенаселенности. Как только клетки покроют дно сплошным слоем, в котором все они находятся в контакте, дальнейшее деление и рост клеток прекращаются. А в организме контактное торможение — это не что иное, как механизм, ограничивающий рост органов и тканей. Не будь его, рост продолжался бы безгранично. 1 При совместном выращивании .культур клеток двух разных органов (почки и печени) через некоторое время происходит сортировка клеток и образуются раздельные агрегаты (органоиды)
Именно это и происходит с опухолевыми клетками. При культивировании в чашках они не реагируют на встречу со 'своими собратьями, а продолжают делиться и расти, пока хватает питания. А в организме? В организме безудержное размножение опухолевых клеток не прекращается до самой смерти хозяина. В чем причина отсутствия контактного торможения у опухолевых клеток? Не раздается сигнал «стоп»? Может быть, клетки «онемели» и потеряли способность подавать этот сигнал? Или они, наоборот, «оглохли» и его не воспринимают? Ответить на этот вопрос попытался американский исследователь Стокер. Он выращивал по отдельности культуру нормальных клеток (фибробластов) и культуру злокачественных клеток, полученных из тех же фибробластов под влиянием вируса (трансформированных фибробластов). При этом нормальные клетки объединялись друг с другом в определенные упорядоченные структуры, а трансформированные фибробласты продолжали жить как неорганизованные одиночки. Однако когда он смешивал эти культуры, трансформированные фибробласты послуш- нормальныр нлетни клетни,трансформированные но выстраивались вдоль структур, образованных нормальными клетками (рис. 2). Таким образом, нормальные клетки как будто могут управлять раковыми, придавать им элементы организации. Стокер сделал вывод, что если нормальные клетки способны подавать и принимать какие:то команды, то раковые клетки (по крайней мере, некоторые из них) команды хотя и не подают, но все еще способны ее принять. Иными словами, они хотя и «онемели», но не «оглохли» полностью. Поэтому-то в опухоли клетки растут бесконтрольно (команды нет), -но кодда «в нормальной ткани появляются отдельные раковые клетки, то их рост еще может контролироваться окружающими нормальными. Эта гипотеза объясняет тот давно известный факт, что обычно опухоль развивается лишь тогда, когда число раковых клеток достигает определенной критической величины. Но в любом случае все эти данные свидетельствуют о различии свойств поверхности раковых и нормальных клеток, то есть их наружных мембран. Существуют важные различия и в проницаемости мембран раковых и нормальных клеток. Клетки некоторых опухолей, как уже установлено, отличаются большей проницаемостью наружных мембран по сравнению с нормальными. Советские исследователи Ю. М. Васильев и А. Г. Маленков связывают эти изменения проницаемости с тем обстоятельством, что раковые клетки образуют меньше межклеточных контактов, вследствие чего их мем- 2 Одна из особенностей злокачественных клеток — беспорядочный рост, неспособность образовывать правильные структуры. Но если смешать культуры злокачественных и нормальных клеток, то злокачественные клетки, следуя примеру нормальных, выстраиваются вдоль образованных ими структур 55
бра.ны -имеют большую свободную поверхность. Это обстоятельство, с одной стороны, делает жизнь раковых клеток более трудной, так как заставляет их мембранные насосы работать более интенсивно, чтобы постоянно поддерживать неравновесное распределение ионов между цитоплазмой и окружающей средой. Но с другой стороны, повышенная проницаемость раковых клеток может обеспечить им лучшее питание. Известно, например, что раковые клетки намного быстрее, чем нормальные, «поедают» глюкозу и аминокислоты из окружающей среды. До сих пор мы говорили о различиях в наружных мембранах нормальных и опухолевых клеток. Однако есть также немало данных, показывающих, что в опухолевых клетках изменены и внутриклеточные мембраны. Согласно одной из теорий рака, развитой в основном немецким биохимиком О. Варбургом, предпосылкой злокачественного роста является повреждение мембранных систем митохондрий. Еще в 1923 г. Варбург обнаружил, что раковые клетки потребляют меньше кислорода и вырабатывают больше молочной кислоты, чем нормальные. Большинство нормальных клеток способно регулировать образование молочной кислоты в зависимости от количества получаемого кислорода: если кислорода достаточно, производство молочной кислоты «сокращается. У раковых клеток эта регуля- торная способность обычно потеряна. Очевидно, расположенная в мембранах митохондрий цепь ферментов, сжигающих глюкозу (так называемая дыхательная цепь), у раковых клеток каким-то образом повреждена. Неполноценность мйто- хондриальных мембран в раковых клетках подтвердила также электронная микроскопия: в клетках многих опухолей число и размер митохондрий меньше, чем в нормальных клетках, а поверхность их мембран менее развита. Число митохондрий падает, и повреждение дыхания усиливается с увеличением злокачественности и скорости роста опухоли. По Варбургу, повреждение митохондриальной дыхательной цепи и играет решающую роль в возникновении рака. Надо, однако, сказать, что впоследствии были обнаружены такие формы рака, при которых дыхательная цепь клетки работает исправно... В раковых клетках в той или иной степени заметны отличия и другого типа внутренних мембран — так называемых мембран эндоплазматиче- ской сети: в клетках многих опухолей эндоплазматическая сеть менее развита по сравнению с нормой. В нормальных клетках большая часть рибосом — субклеточных частиц, где происходит объединение аминокислот в белковую цепочку, — прикреплена к мембранам эндоплазматиче- ской сети. В клетках же опухолей таких «прикрепленных» рибосом меньше, иногда они вообще отсутствуют, и все рибосомы свободно плавают в цитоплазме. Во многих опухолях отмечены также отклонения в работе различных ферментов, прикрепленных к мембранам эндо- плазматической сети. По всей видимости, во всех этих дефектах виноваты не рибосомы или ферменты, а сами мембраны. Пока никому еще не удалось обнаружить в мембранах раковых клеток каких-либо особых компонентов, которые отсутствовали бы в мембранах нормальной клетки (похоже, что раковые клетки вообще никаких специальных веществ не производят). Это не означает, что их мембраны должны быть одинаковыми. Ведь из одинаковых кирпичей или даже крупных строительных блоков можно построить здания совсем различной архитектуры. Действительно, имеются данные, показывающие, что по крайней мере некоторые особенности мембран ра- 56
ковых клеток обусловлены тем, что обычные мем'брая'ные кирпичи уложены в них 'по 'иному «чертежу». Как правило, наружные мембраны клеток несут суммарный отрицательный заряд. Его можно определить методом электрофореза: если суспензию клеток поместить в электрическое поле, то клетки начнут двигаться к положительному полюсу. Поскольку скорость их движения в этих условиях зависит от заряда на единицу поверхности, можно по величине электрофоретической подвижности рассчитать электрический заряд клеток. Такие, исследования показали, что раковые клетки всегда более отрицательны, чем нормальные (рис. 3). Если же клетки некоторых форм рака (например, лейкозные клетки) перед опытом обработать нейраминидазой — ферментом, отщепляющим отрицательно заряженную молекулу нейраминовой кислоты, входящей в состав мембранных липидов и белков, то электрофоретическая подвижность клеток упадет до нормального уровня. Отсюда можно сделать вывод, что носителем избыточного отрицательного заряда раковых клеток служит именно нейраминовая кислота. Однако химический анализ показал, что общее содержание нейраминовой кислоты в раковых клетках бывает не выше, а иногда даже ниже, чем в нормальных. Значит, избыточный отрицательный заряд раковых клеток объясняется не повышением общего содержания нейраминовой кислоты, а иным распределением ее в клетке. Очевидно, у раковых клеток доля нейраминовой кислоты, связанной с наружной мембраной, больше, чем у нормальных; зато во внутренних частях клетки ее соответственно меньше. Другой факт, свидетельствующий о перераспределении мембранных кирпичей в раковых клетках, был обнаружен в нашей лаборатории. Совместно с Э. В. Дятловицкой мы подробно исследовали липиды наружных и внутренних мембран различных опухолей и нашли, что по химическому строению они не отличаются от мембранных липидов нормальных клеток. Нет никаких, специальных раковых мембранных липидов, и вполне возможно, что нет и особых раковых мембранных белков. Однако одно отличие в липидном составе все же выявилось. В нормальных клетках различные липиды всегда распределены неравномерно между отдельными типами мембран: у каждого типа мембран свой особый липидный состав. По характерным чертам «липидного лица» мембраны митохондрии не спутаешь с мембранами эндоплазматической ' сети, а мембрану ядра — с плазматической мембраной. В раковых же клетках (по крайней'мере,'В .некоторых) эти различия почти или совсем отсутствуют, все мембраны становятся «на одно лицо», и такое выравнивание липидного состава мембран тем заметнее, чем быстрее растет опухоль и чем 3 Раковые клетки отличаются большей подвижностью в электрическом поле, чем нормальные, так как их поверхность имеет более высокий отрицательный заряд 57
она злокачественнее. Дезорганизация липидной композиции может оказаться ответственной за многие изменения в свойствах мембран опухолевых клеток. Хотя факторы, вызывающие подобные нарушения, пока до конца не выяснены, эти данные показывают, каким образом параметры мембран могут меняться даже в том случае, если мембраны построены из одинаковых кирпичиков или блоков. Некоторые исследователи сегодня полагают, 'что чуть ли ие все биологические особенности раковых клеток в конечном счете являются следствием изменения их мембран. Один из известнейших биохимиков мира, лауреат Нобелевской премии Р. Холли недавно высказал гипотезу, что изменения, происходящие в мембранах,--это и есть первопричина возникновения рака. Такие изменения могут быть спровоцированы различными факторами: воздействием химических веществ, вирусов или излучения, механическими повреждениями и т. д. Под действием этих факторов может измениться какой- либо один из компонентов мембран, например одна из молекул мембранных белков. Такое, на первый взгляд незначительное, изменение может повлиять на весь ход биосинтеза мембран, вызывая целую цепь событий, коренным образом меняющих условия существования клетки. Изменятся, скажем, проницаемость и транспортные системы мембран, в результате чего улучшатся условия питания клеток и они получат преимущества по сравнению с нормальными; изменятся доступность клеточных рецепторов для гормонов, условия работы ферментных систем... Эти изменения в свою очередь могут иметь еще более далеко идущие последствия. Правда, большинство ученых считает ггитютезу о первичной роли мембран в происхождении рака недостаточно обоснованной. Они полагают, что сами по себе ни изменения клеточных мембран, ни отклонения в «социальном поведении» клеток не могут быть ответственны за превращение нормальной клетки в опухолевую. Ведь и в норме свойства мембран нередко меняются в широких пределах, а «асоциальные субъекты» встречаются и среди нормальных клеток (например, некоторые клетки крови). Сегодня мы еще не можем ответить на вопрос, предшествуют ли изменения мембран злокачественному перерождению клеток или же сопутствуют ему. Но, как бы то ни было, ясно, что многие биологические особенности раковых клеток связаны с нарушениями работы и структуры клеточных мембран. Поэтому 'изучение " этих (изменений — одна из важнейших задач в области исследования рака. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КЛЕТКИ ИА ПРИВЯЗИ Б производственных процессах, идущих с участием ферментов, все шире используется иммобилизация фермента: его молекулы «прицепляют» к разнообразным подложкам, например бумаге, или к стеклянным бусинкам, или к какому-нибудь синтетическому полимеру. Это повышает стабильность ферментов, позволяет неоднократно их использовать, упрощает их удаление из реакционной смеси. В последнее время усиленно разрабатывается идея иммобилизации целых живых «рабочих» клеток микроорганизмов, со всем .их ферментным набором. Как сообщает журнал «Известия АН СССР, серия биологическая» A974, № 3), такие работы ведутся в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР. Первые полученные результаты показывают, что клетки бактерий и низших грибов, «посаженные» в по- лиакриламидный гель, сохраняют жизнеспособность и в значительной мере ферментативную активность. 58
Капля-вулкан Кандидат химических наук Г. Т. ФРУМИН В 1953 году американские химики Дж. Льюис и Г. Пратт обнаружили явление, строгого объяснения которому не удалось найти и по сей день. Они изучали изменение поверхностного натяжения жидкости в ходе экстракции, для чего воспользовались одним из классических приемов определения этой величины — так называемым методом висячей капли. * Название достаточно точно отражает суть эксперимента: в момент, когда капля отрывается от кончика капилляра, ее вес компенсирует силы поверхностного натяжения. Обычно этот метод применяли для измерения поверхностного натяжения на границе раздела жидкость — воздух; в данном случае исследователи измеряли поверхностное натяжение на границе раздела жидкость — жидкость, выдавливая из иглы медицинского шприца в воду раствор уксусной 'кислоты в четырех- хлористом углероде. Пока концентрация раствора не Превышала 4%, экстракция шла, как положено: уксусная кислота спокойно диффундировала из четыреххло- ристого углерода в воду (рис. 1). Но когда содержание уксусной кислоты <_ было доведено до 4%, картина вдруг резко изменилась: капля стала напоминать действующий вулкан, в разных ее частях возникали сильные извержения, кислота с большой ско- Пока концентрация уксусной кислоты мала, экстракция происходит путем молекулярной диффузии 2 При повышении концентрации уксусной кислоты возникает спонтанная поверхностная конвекция ростью покидала органическую фазу. А при концентрации в 10% число извержений возросло настолько, что их стало невозможно наблюдать по отдельности (рис. 2). Эти самопроизвольно возникающие вихри в десятки раз увеличивали скорость экстракции. 59
Законы молекулярной диффузии не предусматривали возможности подобного явления; нельзя было объяснить его и конвективной диффузией, поскольку в условиях опыта жидкость никто не перемешивал. Именно самопроизвольность, спонтанность составляла главную особенность процесса, который вследствие этого получил название спонтанной поверхностной конвекции (или спонтанной межфазной турбулентности, поскольку на границе раздела фаз самопроизвольно возникают завихрения). Авторы открытия объяснили возникновение спонтанной поверхностной конвекции так. При переходе растворенного вещества из капли в окружающую среду в некоторых случаях может выделяться тепло. Идеально равномерно диффузия не происходит, а даже небольшая неравномерность перехода вещества из фазы в фазу обернется несколько неравномерным разогревом поверхности капли. В результате неравномерно изменится и поверхностное натяжение, возникнет конвекция, которая усилит неравномерность диффузии. А неравномерная диффузия приведет к еще более неравномерному выделению тепла... Эта гипотеза вроде бы подтвердилась экспериментально: при переходе уранилнитрата из воды в органический растворитель (тепловой эффект есть) происходила спонтанная поверхностная конвекция, в то время как при переходе этого же вещества из органической фазы в воду (теплового эффекта нет) явление не наблюдалось. Но потом были обнаружены случаи, когда спонтанная поверхностная конвекция происходила вне зависимости от выделения тепла... Но может быть, все гораздо проще? Ведь если диффузия происходит немного неравномерно, то неравномерно будет меняться концентрация вещества, а с ним и поверхностное натяжение; следствием этого также может оказаться «раскачка» конвекции. Увы, и на этот раз опыт не подтвердил гипотезу: поверхностно- неактивный йод переходит из воды в бутилацетат отнюдь не путем диффузии: словно огненная лава, устремляется он в органическую среду. Еще одна попытка объяснить явление. Неравномерность диффузии должна приводить к возникновению неравномерностей плотности раствора. Более тяжелые части раствора будут опускаться вниз, вызывая конвекцию и спонтанную межфазную турбулентность. Опытным путем, однако, было установлено, что конвективная неустойчивость возникает и в том случае, когда вверху расположены менее плотные слои жидкости. Наконец, многие (но опять-таки далеко не все) экспериментальные факты объясняет гипотеза, согласно которой спонтанная поверхностная конвекция возникает в тех случаях, когда свободная энергия экстрагируемого вещества в растворе превышает свободную энергию этого же вещества, находящегося на поверхно- # сти раздела фаз. Поиски теории этого вроде бы простого явления продолжаются. Интерес исследователей объясняется не только их стремлением во что бы то ни стало раскрыть его механизм, но и тем, что знание рождает умение. А возможность резко ускорить экстракцию сулит большие практические выгоды для многих химических производств. 60
Проблемы и методы современной науки Вчера на заводе произошел взрыв... Доктор химических наук С. С. БАЦАНОВ Еще лет десять назад сообщение о взрыве на заводе могло означать лишь одно — несчастье. Сегодня же есть заводы, где на утренней планерке дежурный сообщает: «Вчера на заводе произведено сто взрывов». А в ответ слышит: «Почему так мало?- Надо усилить работу взрывного участка!» ► Это заводы, на которых взрывы происходят не в результате аварий, а строго по плану, выполняя роль своеобразного инструмента для обработки веществ и материалов. С помощью взрыва сваривают различные материалы, штампуют сложные или крупногабаритные изделия, упрочняют детали и конструкции, прессуют металлические и керамические порошки, синтезируют алмазы и боразон, получают пье- зоэлектрики и катализаторы повышенной активности... НЕТ ХУДА БЕЗ ДОБРА Поиски все новых и новых взрывчатых веществ (ВВ) ведутся уже более ста лет; ученые и инженеры изучают их свойства и находят им новые области применения. При ^ этом традиционным направлением работы химиков остается синтез все более и более мощных ВВ; физики продолжают изучать распространение ударных волн в различных сре- ДаХ; техники, как и прежде, ищут все более совершенные методы разрушения различных преград. Одним словом, главной профессией взрыва все еще остается разрушение. Успехи, достигнутые в этом направлении, весьма впечатляющи. Химики синтезировали ВВ, имеющие скорость детонации около 10 км/сек; физики изучили прохождение ударных, волн почти через все доступные для исследования простые тела; техники научились метать с помощью В В твердые тела со скоростью до 15 км/сек, а газы— до 100 км/сек. Однако при изучении следов разрушения взрывом приходилось сталкиваться со странными фактами. Еще во время второй мировой войны было подмечено, что взрыв способен накрепко соединять раз: личные материалы. В окрестностях действующих вулканов находили не только механически раздробленные, но и химически измененные (например, обезвоженные) минералы; такие же последствия взрывов были замечены и после аварий на лабораторных установках высокого давления. Особенно много фактов о действии взрыва на вещество накапливалось в результате изучения последствий ядерных испытаний. В лабораториях созидающее действие взрыва начали систематически исследовать со второй половины нашего века. Прежде всего взрыв применили для изготовления крупных монокристаллов. Первые опыты такого рода проводились во Франции накануне второй мировой войны: внутрь прочной стальной бомбы, содержащей смесь окислов, .помещали заряд ВВ, который создавал в установке сверхвысокое давление, способствовавшее синтезу кристаллических соединений. А в 1956 году Ю. Н. Рябинин, сотрудник Института химической физики АН СССР, предложил помещать стальную бомбу внутрь заряда ВВ. 61
Таковы основные истоки той системы взглядов и приемов, которую сейчас можно назвать химией ударного сжатия. ПОЧЕМУ ЖЕЛЕЗО? Рябинин создал свою установку для решения вполне определенной задачи: он пытался методом ударного сжатия превратить графит в алмаз. Однако все его опьГты оказались неудачными. Рябинин предполо-" жил, что причина кроется в кратковременности воздействия высокого давления: за время взрыва атомы, видимо, просто не успевают про- диффундировать к новым положениям в кристаллической решетке. Правда, в том же 1956 году (появилось сообщение о том, что при ударном сжатии железа происходит тот же фазовый переход, какой раньше наблюдался в статических опытах, то есть в случае железа атомы вели себя одинаково как при кратковременном взрыве, так и при продолжительной нагрузке. Это противоречие объяснили так: в пластичных металлах ' атомы более подвижны, в жестких же диэлектриках они перегруппировываются неохотно. В результате ученые начали активно исследовать взрывные методы обработки металлов (в частности, сварку взрывом), а на диэлектрики почти никто особого внимания обращать не стал. Однако через пять лет положение резко изменилось: в 1961 году удалось экспериментально показать, что при ударном сжатии графит все же способен превращаться в алмаз. Значит, вывод о бесперспективности изучения ударного сжатия диэлектриков был преждевременным. ЧЕМ ХОРОШ ВЗРЫВ Но чем все же прельстил химиков взрывной метод воздействия на вещество? Прежде всего, фантастическими 62 давлениями, которых удается легко достичь. Если на статических установках в повседневной практике можно пользоваться давлениями в сотни тысяч атмосфер, а давления в миллионы атмосфер удается получать лишь в исключительных случаях, то во взрывных экспериментах давления в миллионы атмосфер рассматриваются как обычные, а в рекордных опытах уже достигнуты давления в десятки миллионов атмосфер. Немаловажное достоинство взрывного метода — простота и дешевизна техники. Если- пресс, создающий в заметном объеме давление 1—2 миллиона атмосфер, стоит миллионы рублей и представляет собой уникально сложную конструкцию, обслуживать которую должны десятки квалифицированных специалистов, то,, чтобы получить такое же давление в динамическом эксперименте, приходится тратить едва десять рублей, причем два лаборанта за день могут поставить несколько десятков опытов. Конечно, взрывной эксперимент имеет свои недостатки. Главный из них — кратковременность процесса: ведь мало произвести взрыв, нужно еще за миллионные доли секунды измерить физико-химические "свойства вещества. Но эту сложность удалось преодолеть: теперь •разработаны измерительные устройства, с -помощью которых за 'время взрыва удается и снять оптический опектр, и определить показатель преломления, и изучить кристаллическую структуру. А не служит ли кратковременность действия взрыва помехой и для самого воздействия на вещество? Вспомним неудачные опыты Ря- бинина... ВРЕДЯТ ДЕФЕКТЫ Последующие опыты позволили выяснить, почему при ударном сжатии
графит не всегда удается превратить в алмаз. Было замечено, что для получения алмаза лучше всего использовать природный цейлонский графит с кристаллической структурой, которая легче всего перестраивается в алмазную. А затем удалось установить, что степень превращения графита в алмаз прямо пропорциональна совершенству исходной кристаллической структуры: чем больше дефектов содержит кристалл, тем неохотнее перегруппировываются атомы в условиях кратковременного ударного воздействия. Более тщательно это явление было исследовано на примере нитрида бора. Обычный синтетический нитрид бора имеет структуру графита, причем в его кристаллической решетке содержится чрезвычайно много дефектов; после ударного сжатия в этих образцах удается обнаружить лишь следы алмазной формы нитрида бора — ценного абразива, боразона. Но если подвергнуть исходный материал высокотемпературному отжигу (то есть нагреть до высокой температуры и затем медленно остудить), в результате которого большинство дефектов «залечивается», то эффективность взрывной обработки резко возрастает, выход алмазной формы нитрида бора повышается. Так было доказано, что энергия ударной волны прежде всего расходуется на залечивание дефектов, и если их много, то превращения одной кристаллической формы в другую может и не произойти. Так что кратковременность взрыва сама по себе не есть недостаток: она мешает лишь в конкретных обстоятельствах, при определенных условиях, которые поддаются контролю экспериментатора. А ЕСЛИ ДЕФЕКТОВ МНОГО? Существуют два принципиальных метода повышения прочности вещества. Один из них заключается в том, чтобы ликвидировать все дефекты, создать идеальную кристаллическую структуру. Другой способ заключается в том, чтобы резко увеличить число дефектов: когда нарушений регулярной структуры становится очень много, они перестают оказывать влияние на прочность материала. Второй путь повышения прочности издавна используется в порошковой металлургии. Мелко измельченный материал помещают в форму, прессуют, а затем спекают. Взрывное обжатие позволяет не только избавиться от необходимости спекать материал: при миллионах атмосфер частицы сразу сливаются в монолит. Но одним уплотнением действие взрывной волны не ограничивается. Как уже говорилось, взрыв может залечить дефекты кристаллической решетки и способствовать ее перестройке. Однако одновременно кристаллическая решетка дробится на блоки размерами в сотни а.нгстрем, и эти блоки хаотически смещаются относительно друг друга — возникает множество микроскопических дефектов. В 'результате прочность материала повышается в 2—5 «раз (см. рису- «ок<на стр. 64). Генерация дефектов структуры с помощью ударных волн оказалась полезной при создании катализаторов высокой активности. Способ: ность этих веществ ускорять химические реакции во многом определяется именно кристаллическими дефектами. Поэтому, например, каталитическая активность двуокиси титана повышается после обработки взрывом в 100—1000 раз. ЕСЛИ РАЗДРОБИТЬ... ВЗРЫВ Одна из специфических задач, возникших перед исследователями при использовании взрывного метода создания сверхвысоких давлений, заключается в следующем. Весь взрыв длится миллионные доли секунды; фронт взрывной вол- 63
Ны проходит через каждую точку вещества за промежуток времени еще в миллион раз меньший. Но после того как давление спадает, вещество оказывается нагретым; температура же понижается медленно, в течение секунд, и за это время структура вещества, возникшая в момент взрыва, успевает измениться. Можно ли уменьшить разогрев вещества, способный свести на нет те структурные изменения, которые «вещество претерпело ib результате воздействия сверхвысокого давления? Тепло, выделяющееся при импульсном сжатии измельченного материала, складывается из двух основных частей. Одна часть — это тепло, образующееся при уплотнении порошка в результате взаимного трения частиц; другая часть тепла рождается при уплотнении упаковки атомов самого вещества. Естественно, мы в состоянии уменьшить лишь выделение тепла вследствии трения частиц. Этого можно добиться, например, предварительной прессовкой образца. Однако обычными методами достичь стопроцентного заполнения объема материалом не удается, и поэтому при ударном обжатии тепло все равно выделяется. направление движенил ударной волны Когда ударная волна распространяется в кристаллическом веществе, она вызывает в нем различные изменения (схема вверху). Сначала невозмущенное вещество (а) резко, за Ю-12— 10— U секунды, сжимается до давления в миллионы атмосфер; зона повышения давления (б) имеет толщину всего 100—1000 ангстрем, именно здесь происходит дробление кристалла на микроскопические блоки. Затем следует зона стабильного высокого давления (в); в этих условиях вещество находится достаточно долго, и его кристаллическая структура совершенствуется. В зоне разгрузки (г) давление постепенно спадает, в этот момент происходят пластические деформации и образуются дефекты. Внизу изображен ход изменения давления (р) в образце с течением времени (т) Коренным образом эту проблему решил следующий остроумный прием. Если образец подвергнуть действию не одной мощной ударной волны, а серии слабых взрывов, то после прохождения первой ударной волны вещество так спрессуется, что вторая и последующая волны пойдут уже по практически монолитному образцу. А так как при постепенном сжатии уменьшается и тепло, выделяющееся .при деформации кристаллической решетки, суммарный эффект оказывается еще более значительным. Как создать серию быстро следующих друг за другом ударных волн? Эта задача была решена про- 64
сто: оболочку, в которой помещалось вещество, сделали многослойной— из материалов с различной скоростью распространения ударной волны. Метод дробления взрыва еще только входит в практику, но можно не сомневаться, что в ближайшем будущем с его помощью удастся решить многочисленные практические проблемы, стоящие перед химией ударного сжатия. Мы намеренно не коснулись многих процессов, протекающих в веществе при воздействии ударной волны, ограничившись только теми областями применения метода ударного сжатия, которые сулят ре- Выборы в Академию (Окончание. Начало — на стр. 50) Член-корреспондент: ПИРУЗЯН Лев Арамович (физиология, медицинская биофизика). Род. в 1937 г. Видный ученый в области медицинской биофизики. Заведующий отделом Института химической физики АН СССР. Директор Научно-исследовательского института по биологическим испытаниям химических соединений Министерства медицинской промышленности СССР. ОТДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ Академики: ГИЛ Я РОВ Меркурий Сергеевич (зоология). Род. в 1912 г. Крупный ученый-зоолог, широко известный своими трудами в области энтомологии. Заведующий лабораторией Института эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова АН СССР. Дважды лауреат Государственной премии СССР. РЕМЕСЛО Василий Николаевич (генетика и селекция). Род. в 1907 г. Ведущий ученый в области селекции и семеноводства альные практические результаты в ближайшем будущем. В стадии исследований находятся такие явления, протекающие в ударной волне, как полимеризация органических и неорганических молекул, синтез пьезокерамических материалов, ферритов, магнитных интерметаллических соединений... Конечная цель всех этих поисков заключается в том, чтобы заменить многостадийные дорогостоящие химические процессы одноактным дешевым физическим воздействием. Поэтому с каждым годом на химических заводах будут все чаще греметь взрывы, свидетельствующие о гом, что производство идет успешно. пшениц. Директор Мироновского научно-исследовательского института селекции и семеноводства пшеницы (гор. Мироновка Киевской обл). Заслуженный деятель науки УССР. Герой Социалистического Труда. Лауреат Ленинской промни. СОКОЛОВ Владимир Евгеньевич (зоология). Род. в 1928 г. Крупный ученый в области зоологии позвоночных. Директор Института эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова АН СССР. Члены-корреспонденты: КРУШИНСКИЙ Леонид Викторович (общая биология). Род. в 1911 г. -Видный ученый-биолог, специалист в области биологии поведения. Заведующий лабораторией Биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. ТАТАРИНОВ Леонид Петрович (общая биология). Род. в 1926 г. Известный ученый-биолог, специалист в области палеонтологии. Старший научный сотрудник Института эволюционной морфологии и экологии животных им. А. Н. Северцова АН СССР. Редакция поздравляет вновь избранных действительных членов и членов-корреспондентов Академии наук СССР. 3 Химия и жизнь № 2 65
г Плакат предупреждает Вот уже десять лет, раз в два года, в Варшаве организуется Биенале плаката— международный смотр-конкурс художников-плакатистов. В прошлом году состоялся пятый такой конкурс, и впервые значительную часть экспозиции составили плакаты, посвященные одной из насущнейших проблем нашего времени — охране окружающей среды. В одном из залов разместились 164 плаката, объеди- 66
ненных единой темой: «Вода есть жизнь». Эта тема была избрана по рекомендации ЮНЕСКО. Через репродукторы в этот зал постоянно передавали «музыку воды» — шелест дождя, рев водопада, мерные звуки падающих капель... А главным действующим лицом были сами плакаты. Некоторые из них воспроизведены на этих страницах: семь работ десяти художников из пяти стран... Это небольшая часть экспозиции — меньше одной десятой. И очень отрадно, что в борьбу за чистоту окружающей среды включились художники-плакатисты многих стран. По экспонатам «водного» зала можно проследить некоторые тенденции в современном искусстве, плаката. Первая: у художников-плакатистов появилась новая постоянная тема. Вторая: стремление большинства авторов к предельной лаконичности, к максимуму выразительности при минимуме изобразительных средств. Третья: омоложение искусства плаката — на первые роли вышли художники, которым еще нет и тридцати. Почти все победители конкурса молоды. И еще на одно обстоятельство следует обратить внимание. Международная выставка плакатистов, на которой впервые так широко и всерьез затронуты проблемы среды, не случайно организована в столице Польской Народной Республики. И для национальных выставок, организуемых Союзом польских художников, характерны гражданская ак- 1«н1 vrnl.inki»n *-. vcf N«i4 htr ».ц» ни:hert ИИ t» t Wtnrlrb. 1И>Й тивность, постоянное внимание к самым важным социальным и нравственным проблемам. И как следствие — к проблемам охраны Работа, отмеченная I премией на V Международном бненале плаката в Варшаве. Авторы Дитрих Шайде и Юрген Сток (ГДР) Александр Иоффе н Аркадий Гершман <СССР). «Жизнь» Барбара и Хольм Хейнке (ГДР). «Вода для пнтья». II премия. Томас Гамбке (ФРГ). «Мнлая домохозяйка! Ваш стиральный порошок превращает чистую воду в сточные воды...» 67
Казимир Копестинскн (Польша). Без подписи. . _ , Премия жюри }Ц *^ 6 Ринальдо Кутнни (Италия). «Вода есть жизнь» Станислав Пуделько (Польша). «Н2ОМО». Ill премия природы. С большим успехом прошли в Польше три национальных выставки плаката на тему «Что нам делать с Балтикой»... По-видимому, актуальные проблемы экологии будут и впредь занимать заметное место в залах Биенале плаката в Варшаве. Во всяком случае, в программе следующего смотра-конкурса (лето 1976 года) будет тема чистоты воздуха. М. ЗЛАТКОВСКИЙ * , £ ь<су 'gk^t'^^bJ 68
Проблемы и методы современной науки Радуга в металле В. М. КИРИЛЛОВА, В. А. КУЗЬМИЩЕВ Казалось бы, что общего между серым куском металла и радугой или, скажем, многоцветьем живого растения. Общее тем не менее есть. Радуга, как справедливо заметил поэт, соткана из светящихся брызг, растение состоит из клеток, любой металл — тоже из своего рода клеток — зерен и субзерен. Во всех металлических материалах наряду с зернами основного металла есть и зерна примесей или соединений металла с этой примесью. Примеси могут портить металл, а могут и облагораживать. Важно знать, местоположение и форму примесных зерен. Они способны рассказать о качестве и свойствах металла очень и очень многое. Еще в 1В31 году выдающийся русский металлург П. П. Аносов впервые использовал микроскоп для исследования структуры металла. Это помогло ему раскрыть тайну старинного булата. Аносов протравливал кислотой полированную поверхность образца дамасской стали и разглядывал эту поверхность в микроскоп в отлаженном свете. Позже на помощь исследователям пришла еще и фотокамера, и, вероятно, мало кто из читателей «Химии и жизни» никогда не видел микрофотографий металлических структур — они есть даже в учебниках. Но чем дальше шло металловедение в познании структуры металлов, выявлении в них различных фаз и примесей, тем больше росла потребность в новых, более зорких способах исследования. Все более сложные картины вырисовывались в поле зрения микроскопа, и не все в них было понятно, и не все видно отчетливо. Многое могло бы упростить цветовое выделение определенных структур ■— им, кстати, широко пользуются микробиологи и медики, окрашивающие препараты специальными красителями. С металлами оказалось сложней. Однако сейчас уже известно несколько способов окрашивания частиц исследуемого металла. Способы разные, но в основе их лежит одно и то же явление — образование на полированной поверхности окисных пленок. Здесь нам могут резонно возразить: по большей части окислы не отличаются разнообразием окраски, откуда же цветная гамма? Но вспомните: радужную окраску мы значительно чаще видим не на небе, а под ногами — в луже, куда попало несколько капель масла или бензина. Сама пленка бесцветна или почти бесцветна, цветовую гамму создает nipa солнечных лучей на границе между пленкой и водой и в самой пленке, разные участки которой отличаются по толщине. На подобных же принципах основана и радужная игра металлических образцов, (полезная для металловедения. Возьмем кусок какого-либо металла, отполируем его и нагреем в вакууме до 300— 500° С. После этого впустим в вакуумную камеру немного кислорода или воздуха: в этих условиях каждое зернышко на поверхности металла покроется окисной пленкой определенного состава и толщины, поэтому в лучах света разные фазы материала будут различаться по цвету. Иногда можно обойтись и без вакуумных установок. В лаборатории тугоплавких и редких металлов Института металлургии АН СССР (руководитель лаборатории член-корреспондент I Принципиальная схема установки для анодного окисления металлов (пояснения в тексте) 69
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 V Спектры окрашивания вольфрама в зависимости от напряжения Углерод в литом тантале. Видны значительные скопления неметаллических включений — карбидов тантала. Увеличено в 2000 раз Углерод в литом вольфраме в виде отдельных мелких включений карбида вольфрама. Увеличено, в 4000 раз. Такие включения обнаруживаются только методом анодного окисления Кислород (в составе очень крупных включений — окислов), обнаруженный в поверхностных слоях танталовой гайки, долго работавшей при высокой температуре в среде гелия, загрязненного кислородом. Увеличено в 2000 раз 70
Так выглядит структура сплава вольфрама с углеродом после анодного окисления при напряжении 50 в. Голубые эериа — вольфрам, светлые — эвтектическая прослойка с W2C. Увеличено в 2000 раз Это эвтектика в сплаве W — С после направленной кристаллизации. Коричневые зерна и волокна — вольфрам, светлые волокна — W2C 8 Структура сплава Nb— Nb3AI после анодного окисления при 140 в. Зеленый фон — это ниобий, светлые елочки —иитерметаллическое соединение Nb3AI. Увеличено в 800 раз АН СССР Е. М. Савициий) для получения цветных картин иа металле используют анодное окисление. Образец вольфрама, тантала или ниобия полируют, а затем опускают в фосфорную кислоту. Составляют электрическую цепь (рис. 1), в которой исследуемый образец служит аиодом, и нвчииают пропускать по цепи постоянный ток. В зависимости от напряжения металлы окрашиваются сиачале в желтый, в эвтем в коричневый, фиолетовый, синий, голубой и зеленый цвета, образуя индивидуальные спектры. Непряжение продолжает расти, и при определенном его значении (разном для разных металлов) металл обесцвечивается, ио ненадолго. Если напряжение еще увеличить, металл вновь окрасится, появится второй спектр, как правило, отличающийся от первого (рис. 2). Важно, что цветовые спектры для вольфрама, ниобия и тантала сдвинуты относительно друг друга: 7^
вольфрам начинает окрашиваться уже при напряжении 10 вольт, тантал — 20, а ниобий — лишь при 50. Для получения полной и достоверной информации об исследуемом металле его, как правило, подвергают анодному окислению во всем интервале напряжений обоих цветовых спектров. Образующиеся цветные картины рассказывают о многом, например о количестве примесей в металле. Для тугоплавких металлов самые вредные примеси — углерод, кислород, азот и водород, образующие неметаллические включения — карбиды, окислы, нитриды и гидриды. Очень важно знать, где и как расселяются в металле эти примеси, вступают ли они во взаимодействие с ним. Выяснено, что если примеси много, то образованные ею включения располагаются и внутри зерен металла, и между ними. Такие включения легко обнаружить и после обычного химического травления, и после анодного окисления (это хорошо видно на рис. 3). Иначе обстоит дело, когда примесей ничтожно мало. Взгляните на рис. 4. Это вольфрам, содержащий десятитысячные доли процента углерода. С помощью обычного химического травления карбиды не обнаружить, но если подвергнуть металл анодному окислению, то вольфрам покроется окисной пленкой, а светлые неокрашенные включения четко видны в микроскоп на фоне окрашенного металла. Этим же способом установили, что танта- ловые детали, долго работавшие при высоких температурах в среде гелия, загрязненного очень малыми количествами кислорода, пропитываются этим кислородом насквозь: окислы образуются не только в поверхностных слоях детали (рис. 5), но и внутри ее. Установить это удалось опять-таки лишь с помощью анодного окисления. Если наряду с включениями в металле есть поры, то после обычного химического -травления они выглядят под микроскопом так же, как включения. А после анодного окисления поры и включения под микроскопом легко различить. Если примесь в металл вводят специально, то ее справедливо считают уже не примесью, а легирующей добавкой. Так, при определенном содержании углерода между зернами вольфрама образуется прослойка, 72 состоящая из вэаимосцепленных кристалликов вольфрама и карбида вольфрама. Это не твердый раствор, а эвтектика. Можно получать сплавы вольфрама с углеродом, состоящие исключительно из зерен эвтектики. Можно заставить эти зерна расти в одном направлении. Тогда это будет направленная эвтектика с переплетающейся, волокнистой структурой. Различить компоненты эвтектик часто бывает очень трудно. Но если такие сплавы подвергнуть анодному окислению, то в микроскоп можно увидеть и крупицы вольфрама, окрашенные в определенный цвет, и совершенно непохожие на него кристаллы карбида (рис. 6 и 7). Так же просто определить вид и местонахождение многих химических соединений, образуемых металлами, например фазу Nb3Al в сплаве Nb—Nb3AI. В результате анодного окисления при 140 вольтах зерна ниобия окрасились в зеленый цвет. На этом* зеленом фоне стали отчетливо видны светлые елочки Nb3Al (рис. 8). Конечно, этими примерами не исчерпываются возможности анодного окисления в металловедении. Оно применимо не только к тугоплавким металлам. Можно подобрать растворы, в которых окрашиваются такие металлы, как титан, ураи, цирконий, гафний, иттрий, торий, хром, некоторые лантаноиды... Такие цветные картинки помогают узнавать новое о структуре металлов и сплавов.
Фотоинформация «Ощущение было такое, будто кто-то вдруг схватил наш самолет за крылья и принялся его трясти. Хоть я и был пристегнут ремнями к креслу второго пилота, я ударился головой о потолок рубки. Самолет перестал подчиняться пилоту. Нас бросило сначала в одну сторону, а потом, через несколько секунд, — в другую»... Так описывает один из исследователей встречу в воздухе с турбулентными потоками-вихрями, которые срываются с крыльев впереди летящего самолета. О том, что такие потоки существуют, было известно давно. Их можно увидеть невооруженным глазом: например, когда самолет летит на большой высоте, образуемый кристалликами льда в струе выхлопных газов инверсионный след, попадая в поток, закручивается спиралью. Это хорошо заметно на фотографии справа, сделанной с летевшего сев кильватер» другого самолета. В последнее время выяснилось, что подобные турбулентные потоки представляют большую опасность для самолетов, летящих позади. Дело в том, что энергия вихрей прямо зависит от массы самолета, за которым они возникают. Такие воздушные гиганты, как «Боинг-747» или «Дуглас DC-10», порождают мощные вихри, которые сохраняют силу на расстоянии до 15 миль. Если в такой воздушный след попадет легкий самолет, авария почти неизбежна. Изучением подобных явлений сейчас усиленно занимаются во многих странах мира. На следующей странице мы воспроизводим две фотографии, сделанные на специальной исследовательской установке Федеральной авиационной администрации США в штате Нью-Джерси. 73
Когда рядом с мачтой, на высоте 60 м, пролетает тяжелый самолет «Локхид L-1011», вихрь подхватывает струи цветного дыма. и они повторяют его очертания. Фото из журнала «Scientific American»
Это очень похоже на шлифованный агат — камень так и просится в модное кольцо или брошку. Однако происхождение этого камня куда более прозаично. Он извлечен из мочевого пузыря... Раньше лечение мочекаменной болезни обычно заканчивалось удалением камня, который потом преподносили больному на память. Теперь врачи все чаще подвергают удаленные камни тщательному анализу: это позволяет рекомендовать специальные приемы долечивания болезни и профилактики ее дальнейших обострений. Особенно большую помощь оказывает определение примесей, содержащихся в камнях, методом инфракрасной спектроскопии. Анализы, проведенные урологами из Йенского университета на аппаратуре знаменитого завода «Карл Цейсе Йена», показали, что лишь четверть всех камней, образующихся в мочевом пузыре, имеет однородную структуру. Остальные состоят из наслоений, по химическому составу которых можно прочесть всю историю болезни и установить индив иду альные особенности ее у данного больного. Фото из журнала «Йенское обозрение» 75
Болезни и лекарства Реплантация — шаг за шагом Рекомендовать эту операцию для применения в широкой хирургической практике и тем более популяризировать ее в немедицинской литературе преждевременно. Из сборника «Пересадка конечностей». 1973 О хирургической практике спорить нет резона: специалистам виднее. Что же до популяризации, то она совсем не обязательно должна превозносить и расхваливать, а рассказ о проблеме преждевременным быть не может. Реплантация — пересадка собственного органа, возвращение его на прежнее место—удается сейчас далеко не всегда: около восьмидесяти таких операций описано в литературе, удачных — менее сорока. Это и побуждает врачей относиться с особой осторожностью к каждой публикации о ее успехах. Им знакомы и робкие уговоры родственников, и настоятельные звонки — «ведь вы можете, об этом и в газетах писали...». Врачи могут многое, но, увы, не всё. В опециализирова'Н'НОЙ клинике, при своевременной доставке больного у самой опытной бригады хирургов шансов на успех реплантации менее пятидесяти процентов. Так что речь пойдет не об успехах — о сложностях. Два года назад профессор И. А. Беличенко, известный специалист по сосудистой хирургии, только что проведший реплантацию руки (неудачную), посоветовал мне заняться этой темой, сообщил исходные сведение и добавил: «Познакомьтесь с ярославской операцией. Они приживили голень, это посложнее руки, и, кажется, благополучно...». Я воспользовался этим советом. 25 октября 1972 года учащийся профтехучилища Е. на мотоцикле пытался обогнать автобус и столкнулся с идущим навстречу грузовиком. В тяжелом состоянии доставлен в Ярославскую городскую клиническую больницу им. Н. В. Соловьева. Можно ликвидировать малярию и оспу, можно предупреждать полио- миэлит и туберкулез, но что делать с травмами? Несмотря на все призывы к осторожности, число их что- то заметно не уменьшается. И проблема эта намного острее, чем большинство из нас себе представляет. Наверное, изобрести вакцину все же проще, чем убедить человечество проявлять осторожность... Диагноз выглядел так: тяжелый шок, большая потеря крови, отрыв правой голени на уровне коленного сустава. Был созван экстренный консилиум специалистов медицинского института. Было время, когда о трансплантации писали много: операции Барнарда на сердце, пересадки почки, отчаянные попытки пересадить печень и легкое... А потом интерес к теме стал понемногу угасать. Пересадка почки стала распространенной клинической операцией; все остальное при колоссальных затратах- и усилиях давало слишком малый эффект. Преодолеть иммунологический барьер при современном уровне знаний невозможно, и в результате — отторжение за отторжением. Несмотря на химические препараты и сыворотки, подавляющие иммунитет, несмотря на стерильные палаты и круглосуточные дежурства. Реплантацию, возвращение утраченного органа, почему-то обошли вниманием. Может быть, потому, что без сердца человек жить не может,
без ноги или руки — отчего же. Однако по хирургической и биохимической своей сути эта операция ничуть не проще, а в чем-то даже сложнее— конечность, строго говоря, не орган, а часть тела, состоящая из разнообразных тканей, и все надо соединить: нужно время, много времени. А его- то как раз обычно и не хватает. С момента аварии прошло сорок минут. Больного начали выводить из шока. Сорок минут — не так много. Есть шансы на успех. Когда к тканям не поступает кровь, несущая кислород, обмен веществ резко нарушается. Он не прекращается (уж лучше бы прекратился!), но продолжается в анаэробных условиях, без кислорода. Полного окисления не происходит, и в результате образуются токсичные вещества. Если соединить сосуды, восстановить кровообращение, то яды разнесутся по всему организму— и надеяться уже не на что. Профессор А. Г. Лапчи'нский, ©первые наблюдавший это явление на собаках, назвал его трансплантационным токсикозом. Академик В. В. Коваиови его ученики выделили и изучили токсин. Специалисты не пришли к единому мнению, сколько времени может пройти до начала операции, чтобы они была безопасной. Во всяком случае, время это исчисляется часами. И хотя сорок минут — немного, медлить нельзя! Голень охлаждали пузырями со льдом. Кровеносные сосуды в течение полутора часов промывали физиологическим раствором с гепарином, витаминами, антибиотиками. Охлаждение замедляет обмен веществ; значит, готовить операцию можно без спешки, хотя и быстро. А раствор должен хоть отчасти вымыть яды и, главное, удалить из сосудистого русла все сгустки, иначе закупорка потом неизбежна. (В той неудачной реплантации, «которую -проводил И. А. Беличенко, так, ik сожалению, и -произошло: тромб закрыл артерию, вновь стали скапливаться яды, и руку пришлось ам-путиро- (вать.) Сосуды промывают тщательно, большими шприцами. Есть и особые аппараты — с охлаждением и искусственным кровообращением, созданные А. Г. Лапчинским. В Ярославле такой установки не было. Однако знаменитый американский хирург Рональд Молт, который в 1962 году впервые вернул человеку руку, тоже пользовался шприцами; двенадцатилетний мальчик, которого он оперировал, стал уже взрослым. С шоком удалось справиться. Пострадавшему 16 лет, организм крепкий. Другие части тела тяжело не травмированы. Решено приступить к реплантации. Работают, собственно, три бригады: одна занимается конечностью, другая— раной, третья — самим больным: возмещает потерю крови, восстанавливает кислотно-щелочное равновесие, вводя солевые растворы, снимает шоковое состояние, обезболивает. И лишь после того как все это сделано, можно приступить к операции. Впрочем, правильно ли назвать ее просто операцией? Их ведь четыре: соединить кости, соединить сосуды, соединить мышцы, соединить нервы. И времени — в обрез. Длинными титановыми стержнями соединили бедренную кость с большой берцовой. Годится любой способ остеосинте- за — соединения костей, лишь бы он был скорым и надежным. Некоторые травматологи отдают предпочтение штифтам из нержавеющей стали. В ярославской клинике, возглавляемой профессором Н. К. Митюниным, принято использовать титановые стержни; вскоре кости были плотно и неподвижно соединены. Подколенная артерия сшита в двух местах сосудосшивающим аппаратом УСЦ-3. Затем сшиты подколенная и большая подкожная вены. 77
Самое главное сделано. От того, насколько надежно сосуды очищены от тромбов и как они соединены, зависит, в конечном итоге, результат операции. Ангиохирурги —специалисты по сосудистой хирургии — считают реплантацию своей областью, .и, кажется, им никто не возражает. Сосуды соединили механическим швом —танталово-ниобиевыми скобками. Профессор Ю. В. Новиков и его ассистенты работали быстро: через пять часов в голени начала циркулировать кровь. Пять часов — и в самом деле хорошее время. Рональд Молт на свою знаменитую, самую первую реплантацию потратил восемь часов. Концы большеберцового нерва соединены, в них введен новокаин. Поврежденные мышцы удалены. Наложены швы. Пока все идет нормально. Хорошо бы, конечно, сразу сшить и нервы, но можно оставить это и до лучших времен. А травмированные мышцы удалить необходимо, чтобы токсичные продукты их распада не отравили организм. (Естественно, эти заметки — не пособие по реплантации, и здесь опущены десятки подробностей, названий медикаментов, хирургических и профилактических процедур. Скажу лишь, что больному перелили за это время более полутора литров донорской крови.) На тыльной артерии стопы появился отчетливый пульс. Температура кожи повышается. Значит, сшитые артерии и вены пропускают кровь. Операция закончена. Сказать, что дело сделано, — рано. Часть дела, и неизвестно даже — большая или меньшая. Еще только предстоит подавить интоксикацию (а она будет, никуда не денешься), предупредить образование тромбов, поддерживать электролитный баланс, бороться с инфекцией и так далее, и так далее. А (потом .многомесячные упражнения, чтобы восстановить функции конечности: чтобы 78 нога ходила или рука работала. Иначе зачем 'все «было затевать, кому нужен живой протез; механический и то лучше. Сразу после операции была начата анти- коагулянтная терапия: гепарин каждые четыре часа, потом каждые восемь часов. После травмы свертывающая система крови активизировалась. В местах соединения сосудов кровь также может коагулировать, осаждаться. Поэтому — гепарин и вновь гепарин, который препятствует свертыванию: кажется, в сосудистой хирургии это лекарство номер один. И под постоянным контролем, чтобы свертывающая способность не упала слишком низко — все-таки рана должна заживать. К концу первых суток пришитая голень начала отекать. Состояние больного продолжало оставаться тяжелым; критическими были пятые сутки: отмечены выраженные явления интоксикации. К этому были готовы. Ежедневно, чтобы «обновить» кровь, вводили до пяти литров жидкостей: плазмы, электролитных растворов, собственно крови. В голени активизировались проте- олитические ферменты — те, что разрушают белки; их блокировали специальными препаратами. И еще продукты искаженного обмена вызывают аллергическую реакцию, поэтому больному давали классические димедрол и хлористый кальций, а также стероидные гормоны. И, понятно, витамины и антибиотики. В общем, ничего особенного: круг препаратов примерно одинаков в каждой реплантации. Но до чего же этих 'препаратов много! Приведи мы перечень полностью, с дозировками и порядком введения, не хватило бы журнальной страницы. На восьмой день отек начал спадать, на пятнадцатый от него почти ничего не осталось. В середине ноября появились первые сообщения об удачной реплантации* «Пять часов
длилась операция, о которой теперь уже можно сказать уверенно: успешная»,—написано в одной из центральных газет. Не рано ли? Впрочем, надежда на успех есть: кровь проходит через сшитые сосуды, пульс на голени прощупывается, температура обеих стоп одинакова. 4 января хирурги сшили больному концы большеберцового нерва, которые до этого времени были просто совмещены. Это — последний этап операции. До сих пор конечность была лишена нервной связи с организмом, она жила как бы автономно, не подчиняясь сигналам центральной нервной системы. Но и теперь она не скоро будет воспринимать сигналы и выполнять приказы: на иннервацию уйдет еще не один месяц. Спустя четыре месяца после операции состояние больного было по-прежнему хорошим. Он мог уже стоять, опираясь иа приживленную голень, ходил на костылях, начал делать несложные упражнения. В перерыве очередного совещания хирургов в Москве Юрий Васильевич Новиков показал мне снимки: симпатичный парень улыбается, демонстрирует студентам ногу, задрав штанину больничной пижамы. «Повезло нам с пациентом, — сказал Юрий Васильевич.—Уж так он старается нам помочь». — «Но разве есть такие, что противоборствуют врачам?» — «Понимаете, эти ежедневные процедуры, повторные операции, боль — все это надо уметь вынести. Ведь были случаи, когда больные требовали ампутировать уже приживленную голень — не могли больше терпеть». — «А ваш больной не попросит?» — «Нет». На 123-й день состояние больного Е. резко ухудшилось. Пульс на реплантированной голени перестал прощупываться, кожа холодная. Лекарственные препараты улучшения не принесли. С помощью рентгеноконтрастных веществ сделали артериограмму. Она показала, что артерия сжаласьичуть выше места соединения оборвалась. Нужна срочная операция. Примерно в эти же дни в одной из газет появился очерк под названием «Держится парень бодро». В нем, как, впрочем, и в некоторых других, немеднцинских публикациях, имя и фамилия больного были названы полностью. В программах хирургических совещаний, на демонстрациях в сугубо медицинском кругу он просто больной Е. Это не только традиция, это этика и, если хотите, перестраховка... Сосуд вскрыли, удалили поврежденный участок и на его место вшили отрезок вены, взятый у самого больного,— это называется аутовенозной пластикой. Выявлена и причина непроходимости: артерия зажата грубыми рубцами, возникшими при заживании раны. Это казалось маловероятным. Готовились к тому, что почки могут не справиться с нагрузкой, что сосуд закупорится тромбом, что возникнут биохимические сдвиги... Но чтобы так просто, даже, быть может, глупо: рубец сжал артерию! А ведь столько уже поставлено экспериментов на животных, и клинический опыт есть; казалось бы, техника операции отработана, так нет же — еще один нюанс. Может быть, решающий. Я видел этот рентгеновский снимок: светлый жгутик артерии сминался и утонылался. После операции он должен был придти в норму. Однако из-за того, что снабжение кровью на время прекратилось, вновь стали возникать токсичные продукты обмена. Из приживленной голени они беспрепятственно проникали в организм. Несмотря на повторную операцию, интоксикация нарастала. Спустя несколько часов возникла угроза для жизни. Уважаемые коллеги-журналисты, следующие строки я адресую вам. С популяризацией успехов в медици- 79
не действительно не надо спешить. Лучше отойти на расстояние и оглядеться. Многое может измениться и показаться иным. Поспешные суждения здесь не просто наивны — они вредны, ибо с ними связывают надежды на здоровье близких людей. И еще: уж если врачи проставляют в статьях и отчетах, имеющих выход вовне, только инициал больного, стоит ли раскрывать имя в газетах и журналах? Тем более, что редко кто затрудняет себя узнать мнение больного на этот счет. «Пожалуй, лучше не писать об этой реплантации, — сказал мне К)рий Васильевич Новиков. — Все- таки операция новая, неясностей много. Повремените». С тех пор прошло два года. Будем считать, что запрет снят за давностью. На 124-й день после реплантации из-за угрозы общей интоксикации приживленную голень пришлось ампутировать. Принять такое решение было нелегко, но оно — единственно возможное. Из-за нарушения обменных процессов слишком много ядовитых веществ разнеслось по организму, и если оставить источник опасности — реплантированную голень, — последствия могут оказаться трагическими. Итак, ампутация. В реестре реплантаций появится еще одна галочка 'в графе «.с «еудачным -исходом». Хотя, «конечно, можно утешать себя тем, что не сердце пересаживали и не почку; мало ли на свете людей с протезами? Е. сейчас тоже с протезом, ходит, привык. После ампутации не врачи его — он их успокаивал: стоит ли расстраиваться, жодв >ведь, даже почти здоров... А что дальше? Дальше надо отрабатывать технику реплантации. Чтобы не повторять прежних ошибок, надо вновь и вновь ставить эксперименты на животных, выбирая из сотен вариантов операции тот единство венный, который даст пусть не сто, но хотя бы девяносто процентов гарантии. И еще надо понять биохимические закономерности (а тут непочатый край работы, известны пока только азы); тогда и подготовка к операции, и лечение будут не эмпи- г рическими, а глубоко обоснованными и потому точными. Наконец, настала пора создать сеть специализированны* центров, где постоянно дежурили бы и травматологи, и хирурги, умеющие оперировать на сосудах, и анестезиологи. Все это делается, и будут новые реплантации. Только не стоит опережать события и заранее трубить в фанфары. Мы готовы подождать год или даже десяток лет, пока синтезируют некое вещество, весьма полезное промышленности. Но мы хотим, чтобы грипп лечили — сейчас, чтобы инфаркт предотвращали — сейчас, чтобы пересадки удавались — сейчас. Однако болезни — как крепости: когда не удается взять приступом, берут осадой, продвигаясь вперед шаг { за шагом. Что ж, еще один шаг сделан. о. либкин P. S. Когда статья уже ушла в набор, сотрудники Московского научно-исследовательского института скорой помощи им. Н. В. Склифосовского разреши лн автору упомянуть о первой в нашей стране удачной реплантации» руки. У больной С. была оторвана рука на уровне верхней трети плеча, почти у сустава. Бригаде хирургов во главе с В. Л. Леменевым, руководителем группы экстренное сосудистой хирургии, и В. Г. Те: ряевым (ныне главным хирургом Москвы) удалось восстановить кровообращение в руке через 7 часов после травмы. Оборванную плечевую артерию соединили сегментом собственной вены пострадавшей, причем с одной стороны — иа сосудосшива- ющем аппарате, а с другой — вручную, из-за сложности травмы. На следующий день после операции больную поместили в барокамеру Института клинической и экспериментальной хирургии. Гипербарическая окснгеиация (повышенное давление плюс обогащение тканей кисл'ородом) в значительной мере способствовала приживлению. Сейчас функции руки восстановились еще не полностью, нужна длительная тренировка, однако С уже чувствует приживленную руку до запястья и может сгибать и разгибать пальцы. Операция была сделана 3 марта 1974 г.. то есть почти год назад. По прошествии такого времени можно, наверное, назвать ее успешной.
Из писем в редакцию Что такое сплав Вуда? Все знают, что это легкоплавкий сплав. А каков его точный состав и температура плавления? Их, наверное, можно найти в специальной литературе... Попробуем. -В «Краткой химической энциклопедии» упоминается «эвтектика 49,41 % Bi, 27,61% Pb, 12,8% Sn, 10.02% Cd, температура плавления 70° С». В книгах А. М. Захарова «Диаграмма состояний четверных систем» (М., 1964) и В. Я. Аносова и С. А. Погодина «Основные начала физико-химического анализа» (М.—Л., 1947) состав эвтектики не приводится, но указана ее точка плавления: 69° С. Эти данные можно считать совпадающими. Однако в учебнике Г. Реми «Курс неорга- . нической химии» (М., 1963) говорится: «Самый низкоплавкий (эвтектический) сплав из этих металлов плавится при 60° С; он состо. ит из 15 вес. ч. Bi, 8 вес. ч. Pb, 4 вес. ч. Sn и 3 вес. ч. Cd (сплав Липовица). Состав примерно тот же, а температура плавления на 10е ниже1 Дальше — хуже. Литературные данные по легкоплавким сплавам я для удобства даже свел в таблицу. В таблице обращает на себя внимание следующее: 1. Из двенадцати просмотренных мною книг восемь упоминают сплав Вуда, одна — еллав Липовица, одна — сплав Розе, одна — сплав Гутри, в одной из книг сплав именуется эвтектикой без чьей-либо фамилии и, наконец, в одной называется просто — легкоплавким сплавом. 2. Состав сплава Вуда меняется в широких пределах. 3. В большинстве руководств указаны точки плавления, как будто бы речь идет об индивидуальном веществе, а не об эвтектике. 4. Особенно впечатляет сплав Гутри, плавящийся * ниже 45° С. Я сам приготовив этот сплав и пытался проверить температуру конца кристаллизации, получилось 69° С. В чем же дело? Может, кто- нибудь попытается прокомментировать всю эту неразбериху? Bi Состав сплава Pb Sn Cd Т. пл. °С Название . Литер тура 49,41 27,67 12,88 10,02 70 Эвтектика 1 50 27 13 10 60 Эвтектика; 4 сплав Липовица 50 50 50 60 47 ,Й 50 50 33,4 67 70 44—57 27 25 25 15 19,4 25 25 33,0 17 — 25-28 13 12,5 12,5 15 19,9 25 25 19,2 8 18 10 12,5 12,5 10 13,5 — — 14,4 8 12 13—14 6—14 70 60,5 65 70 Без названия 5 » 5 СплаЕ Вуда 6 » 7 Ниже 45 Сплав Гутри 7 94 — 65,5 71 68,5 70 Сплав Розе 7 Сплав Вуда 8 » 9 » 10 » 11 » 4,12 ЛИТЕРАТУРА 1. Краткая химическая энциклопедия, т. 1. М., 1961. 2. А. М. Захаров. «Диаграмма состояния четверных систем», М., 196*. 3. В. Я. Амосов, С. А. Погодин. «Основные начала физико-химического анализа». М.—П., 1974. 4. Г. Реми. «Курс неорганической химии», М., 1963. 5. Б. В. Некрасов. «Основы общей химии», т. 1, М., 1969. 6. «Справочник химика», 1-е изд., - м.—Л.. 1952. 7. «Справочник химика», 2-е изд., т. 3, М.—Л., 1962. 8. Изобретатель и рационализатор». 1973, № 11. 9. П. И. Воскресенский. «Техника лабораторных работ». М., 196?. 81
Ю. Ю. В. Карикин, И. И. Ангелов. «Чистые химические реактивы», М.. 1955. 11. М. А. Иванова. М. А. Конова. «Химический демонстрационный эксперимент», М., 1969. 12. К. Неницеску. «Общая химия», М.. 1968. В. НАЛБАНДЯН, студент, Ростов-на-Дону Письмо В. Налбаидяиа комментирует кандидат химических наук В. Р. ПОЛИ- ЩУК. Я с удовольствием ознакомился с проведенным В. Налбандяном исследованием весьма противоречивых данных о составе сплава В уда, указанных составителями различных справочных изданий. Наилучший выход из создавшегося положения, решил я поначалу, установить, а что же подразумевал под «сплавом Вуда» сам знаменитый Роберт Вуд. Однако выяснить его мнение не удалось, несмотря на наличие полной библиографии всех работ ученого. В списке нет работы о приготовлении сплава; очевидно, Вуд не счел нужным посвятить ему специальную статью, а лишь где-то упомянул — мимоходом. Тогда я обратился к более надежным старым справочникам. В «Технической энциклопедии», изданной в 192В году (т. 3), написано: сплав Вуда— висмута 50,10%» свинца 24,90, олова 14,20, кадмия 10,В; температура плавления 70° С; сплав Липови- ца (даю металлы в той же последовательности — В. П.) — 50, 27, 13 и 10%, Тпл 70° С; сплав Розе E2,50, 32,0, 15,50%, кадмия нет), Тил 96° С. И только немецкое руководство «UII- глапп Enzyklope die der technichen Chemie», изданное в 1931 году (т. 3), признается, что сплав Вуда и Липовица — одно и то же. Что же тогда такое — сплав Вуда? Очевидно, истина в последней графе таблицы, составленной В. Нал- бандяном, где приведены цифры «от и до». В указанные там пределы вписываются почти все противоречивые справочные данные. Пределы, вероятнее всего, соответствуют техническим условиям на сплав Вуда, выпускаемый промышленностью. А что же за таинственный сплав Гутри, который в эти пределы не попадает? Такие сплавы тоже есть, но в них кроме перечисленных четырех металлов входит еще галлий или индий, которые составители справочников почему-то забыли внести в таблицы. Путаница в именах изобретателей связана скорее всего с обычаем в разных странах приписывать изобретения различным лицам: то, что американцы приписывают Буду, немцы отдают Липовицу. Все это еще раз подтверждает, что составление справочников весьма ответственное дело. Меня взволновал опыт 2 С огромным интересом прочитал статью В. А. Михайлова «Мои опыты с магнитной водой». Меня особенно заинтересовал и даже взволновал опыт 2 — с чисткой зубов. Я студент Московского медицинского стоматологического института, и мне особенно близок и понятен этот опыт. Стоматологи всего мира бьются сейчас над тем, как лучше удалять зубной камень. Были испробованы различные методы, в том числе удаление зубного камня ультразвуком и добавлением в зубные пасты щелочей. Такими способами удается достичь положительных результатов, но они чреваты осложнениями. Например, нередко ускоряется истирание эмали. Поэтому многие стоматологи отказались от подобных попыток и применяют механическое удаление зубного камня: вручную различными инструментами — скребками и гладилками. Механический метод также имеет свои недостатки, особенно в тех случаях, когда больной страдает парадонтозом. При этом заболевании десны порой атро- фичны, корни зубов обнажены, и такие зубы при механическом удалении зубного камня очень легко выдернуть. Достоинства метода Михайлова очевидны. Надо только проверить отдаленные результаты действия магнитной воды на ткани зуба. Но я не согласен с В. А. Михайловым в том, что омагниченная вода способна восстанавливать пораженные участки зубной эмали. В мировой стоматологической практике пока не известно ни одного такого случая. Думаю, что этого и быть не может. Дело в том, что- эмаль в эмбриональном развитии молочного зуба, а затем в постэмбриональном периоде постоянного зуба строится специальными клетками — адамантобластами. После прорезывания зуба адамантобластов уже нет, и поэтому строить и восстанавливать эмаль уже нельзя. Можно лишь остановить ее разрушение. В. КОЛЕСНИКОВ, Москва Откуда в уравнении дроби Под таким названием в ноябрьском номере «Химии и жизни» за 1972 год была опубликована заметка Ю. Сырейщикова, Ю. Яцен- ко, А. Сырейщикова и А. Зыкина, в которой приводилось обнаруженное авторами уравнение, связывающее атомную массу А Природного элемента (представляющего собой смесь изотопов) с его положени- 82
ем в таблице Д. И. Менделеева, то есть с атомным номером Z: 0,6Z3— 1.89Z — 1 п 1 ^^ а 1 159 (здесь величина YA ' "~ п сумма атомных масс, возведенных в степень 1/1,159, всех п элементов, расположенных в таблице от водорода до элемента с атомным номером Z). Авторы объясняют возникновение в уравнении необычных дробных коэффициентов и необычного дробного показателя степени тем, что в момент создания элементов между А и Z существовала простая зависимость (коэффициенты и показатель степени были либо целыми числами, либо простыми дробями, или же выражались через числа л и е), однако в ходе последующих радиоактивных превращений, приведших к возникновению разнообразных изотопов, соотношение усложнилось и приняло современный вид. Однако я обратил внимание на то, что коэффициенты и показатель степени в приведенном уравнении как раз и могут быть выражены через числа л и е: 1 0,6^-7^^0,6065; 1 е 6 л 1,89 «=* 0, 6л т —— я« / — (=& & 1,905; 1,1,159 & 0,8628 «* "J" ^ «* 0,8652. Поэтому уравнение, выражающее зависимость между А и Z, можно записать так: е z- + m-\ ГB]а«"). о. n Числа л и е суть трансцендентные числа, они могут быть выражены лишь бесконечной непериодической десятичной дробью. Поэтому не исключено, что величины зарядов и атомных масс элементов Периодической системы тоже суть числа трансцендентные. Если, конечно, верна предлагаемая зависимость. Н. Л. ГРУШКО, Днепропетровск Как сохранили рог бухарского оленя В журнале «Химия и жизнь» № 7 за 1974 год в разделе €сКонсультации» был приведен рецепт сохранения костей мамонта с помощью ксилола и толуола. Мы эту рекомендацию не считаем удачной, так как подобная пропитка без связующих веществ может привести к разрушению изделий из костей. В последние годы для тех же целей стали широко применять различные синтетические смолы, например поливинилацетат- ные лаки, растворы поли- бутилметакрилата, клеи БФ-4, БФ-6. Для сохранения старинных вещей из костей и мамонтовых бивней наиболее пригоден препарат, состоящий из воска и канифоли. Причем соотношение этих двух компонентов можно менять в широких пределах, в зависимости от состояния предмета. Чем больше в смеси канифоли, тем больше прочности придает она изделию из кости. Увеличение же количества воска делает массу текучей, она размягчается при сравнительно невысокой температуре и с ней легко работать. Иногда воск заменяют парафином. Этот состав более универсален и прост, поэтому его чаще применяют при реставрации различных археологических материалов — обугленного дерева, растительных остатков. В 1972 году сотрудники нашего института М. Кам- баров и В. Рузанов сумели сохранить уникальный памятник эпохи неолита — рог бухарского оленя, датированный V—N1 тысячелетием до новой эры. Рог был извлечен из глубокой шахты, из которой когда-то добывали кремень. Открыта она была в предгорьях Каратау — у селения Учгут Навоинского района Бухарской области. Из рогов делали орудия для рытья шахт и добычи кремня. Когда рог нашли, весь он состоял из мелких кусочков неопределенной формы. Реставраторам пришлось собирать эти кусочки в единое целое. Сначала они закрепили предмет ацетоновым раствором по- ^ибутилметакрилата и спиртовым раствором клея БФ-4, а затем применили смесь из воска и канифоли. С момента реставрации прошло более двух лет, но это на изделии никак не отразилось: рог прекрасно сохранился. А. А. АБДУРАЗАКОВ, Институт археологии Академии наук УзССР 81
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КОМАНДА —УКОЛ Надо ли говорить, как важно в военном деле незаметно для неприятеля подать своим условный сигнал или команду? Американский журнал «Electronic Design» A974, N° 10) сообщает оловом средстве тайной сигнализации—без звука и света. На кожу руки или ноги человека, которому адресо-1 вана команда, например! командира танка, наклады-1 вается пластмассовая коро-1 бочка с двумя электрЪдами.1 На электроды по -проводам! или с помощью радиосвязи! подаются электрические им-1 пульсы. Кожу начинает слег-1 ка покалывать — это и есть! условный сигнал. I СВЕТЯЩИЕСЯ АЛМАЗЫ Алмазы бесспорно очень красивые камни. Немногим, однако, известно, что они к тому же способны испускать разноцветное свечение. Происходит такое под действием ультрафиолетового! излучения (один из методов! исследования кристаллов) .1 Как сообщает реферативный! сборник «Алмазы и сверх-1 твердые материалы» A974,1 № I), якутские алмазы пос-1 ле облучения-ультрафиоле-1 том светились по-разному:! ,одни сине-голубым светом,! другие — зеленым, третьи —I желтым и четвёртые — оран-1 жевым. Была и группа кри-1 сталлов, которая не свети-1 лась вовсе. Ничего таинст-1 венного здесь нет, все дело! .в примесях металлов. Боль-! .те всего их было в камнях,] дававших оранжевую люми-1 несценцию, примеси видны! даже простым глазом: кри-1 сталлы желтовато-бурые. I Алмазы с зеленым свечением! содержали довольно много! меди и кремния, а излучав-1 шие желтый свет — больше] хрома и никеля. В тех же,| что совсем не светились,! примесей было меньше| всего. I ИНДИЙ В СЕРДЦЕ 7 I Ученые нсследовательско- I го атомного центра в Юлихе I (ФРГ) разработали метод I распознавания симптомов I инфаркта миокарда на самой I ранней стадии. Суть метода в следующем: в кровь I вводят радиоактивный 1индий-113 и в течение двух- |трех минут наблюдают за I прохождением изотопа че- I рез сердце. Динамика прохождения препарата через I «мотор» характеризует деятельность сердечных мышц. |Дозы облучения, которые I получает пациент при таком (обследовании, не выше, чем 1при рентгеноскопии. [колокол, ° [потерявший голос I Насыщенный отходами производства и выхлопными] ■ газами автомобилей воздух [крупных городов наносит [вред не только здоровью! Iлюдей, от его загрязнения! | страдают даже колокола. I | Знаменитый японский коло-1 |кол на одном из храмов в! I Киото, история которого на-1 ■ считывает более девяти ве-| |ков, недавно перестал зво-| I нить. Двуокись серы и дру-| I гие химические вещества! I настолько разрушили тто-1 |верхность металла, что ко-1 |локол потерял голос. I i подогревающее [стекло (Польские специалисты изго-| |товили опытную партию! (стеклянных сосудов с элект-1 |рическим подогревом. Изнут-1 |ри на стекло нанесен слой! |токопроводяшего материала! |с большим сопротивлением. | | Стеклянный сосуд подклю-| |чают к электросети, и три! |литра воды в нем закипают] II за две минуты. I НЕ ВСЕГДА ЯДОВИТ Ч ,И МЫШЬЯК... I | Ядовитые свойства мышь-1 |яка давно известны. Высо-1 |кой токсичностью отличается! |и чистый мышьяк, и многие! его соединения. Поэтому те-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ I перь почт! совсем не при-1 I меняются пользовавшиеся! I когда-то большой популяр-I I ностью лекарства и пестици-| I ды, содержащие мышьяк. I I Однако исследования, про-] I веденные казанскими хими-| I ками («Доклады АН СССР»,] I 1974, т. 218, № 2), показы- I па ют, что выносить мышьяку] I окончательный приговор, I пожалуй, рановато. Синте- I змрованы неизвестные ранее I мышьякорганичеекпе соеди- I нения — алкиламмонневые I соли арсоновых кислот, ток- I епчность которых не так уж I велика. Многие вещества I этой группы не накаплива- I ются в организме и не обла- I дают канцерогенными свой- I ствами. Авторы исследова- I ния высказывают надежду, I что могут быть получены I и другие малотоксичные I мышьякорганические соеди- I'нения, которые найдут при- I менение в медицине и вете- I ринарии. КОМАРЫ ПРОТИВ КОМАРОВ I Один из механизмов, регулирующих численность популяций водных животных в природе,— это подавление роста и развития организмов под действием веществ- ингибиторов, вырабатываемых их собратьями. Такие ингибиторы выделяют в воду, например, личинки ко_- маров. Эксперименты, проведенные сотрудниками Института экологии растений и животных Уральского научного центра АН СССР («Доклады АН СССР», 1974, т. 218, № 2), показали, что в поде из сосуда, где жило очень много комариных личинок, другие личинки того же вида хуже растут, и смертность их в такой воде выше. Не исключено, что изучение химической природы выделяемых личинками веществ-регуляторов позволит использовать их для борьбы с комарами вместо ядохимикатов. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТ1. ОТОБСЬСДУ УПРОЧНЕННАЯ ^ БУТЫЛКА |В Австралии проведены испытания пневматических гусениц, предназначенных для сельскохозяйствен ны,\ машин. «Гибрид» металлической гусеницы с пневматиче- S ской резиновой шиной представляется специали- ». стам весьма перспективным. я Уменьшается давление на грунт, растет скорость. Пнев- могусеницы меньше вредят i посевам, когда машина про- fi ходит по междурядьям * ] Чтобы пивные бутылки f Iменьше бились при перевозке, их наружную поверх- fc ■ность предлагают покрывать ■тонкой пластмассовой плен- л |кой. В Японии создана авто- 5 ■матическая установка, ко- j! [торая моет бутылки, затем j [подогревает их и наносит ' ]на нагретую поверхность !тонкий слой полиэфирной 4 |смолы. Здесь же пленка j [затвердевает, и бутылка v ■охлаждается. Производи- f ■тельность установки — ." 1150 000 «облагороженных» ? [бутылок в день. |МЕДЬ В ГЛАЗУ ^ ^ У Если частица меди ^ попадет в глаз, она может по- ■вредить зрение, и не нанеся ; [механической травмы: ионы jj |зтого металла, проникнув в J ■ стекловидное тело, вызывают в сетчатке необратимые изменения и как следст- р |вие — слепоту. I Чтобы вовремя обнаружить ионы меди в глазном ■ яблоке, предложено исполь- jj |зовать способность метал- а ■лов при облучении рентге^ 3 |новскими квантами давать » ■ характеристический рентге- 5 ■ повский спектр («New 8 ■ Scientist», 1974, т. 63, t ■№ 910). Характер спектра \ ■позволяет выделить сигналы j ■ меди на фоне сигналов дру- I |гих элементов, а интенсив- В ■ ность линий — определить ее I (содержание. I I ТРАКТОР ^ |НА ПНЕВМАТИЧЕСКИХ I ГУСЕНИЦАХ
141
Изгнание клещей из курятника Нередко на домашних птицах паразитируют клещи, например птичьи, аргасо- вые, перьевые, гамазовые. Птичий клещ нападает в основном на кур, но может нападать и на индеек, цесарок, голубей и даже на млекопитающих, в том числе и человека. Эти насекомые нередко становятся переносчиками возбудителей энцефалита и спирохетоза кур. У птиц, зараженных клещом, ухудшается аппетит, они теряют в весе и хуже несут яйца. У молод- На свете больше 10 000 видов клещей. Распространены они повсеместно (правда, большинство предпочитает сушу). Один клещи приносят вред, другие — пользу: участвуют в образовании почвы, перерабатывают растительные остатки, уничтожают некоторых вредных насекомых. И все же большая часть клещей доставляет человеку, животным и растениям одни иеприятиости. Здесь изображены некоторые представители клещей: I — пузатый клещ, няка развивается анемия, отчего цыплята нередко гибнут. Продолговато - овальное тело птичьего клеща обычно окрашено в красновато- коричневый цвет и покрыто короткими щетинками; хорошо развиты ноги. Клещи паразитируют на птицах только ночью, а днем они прячутся в укрытии. Чтобы обнаружить, есть ли в помещении клещи, на белый лист бумаги кладут содержимое гнезда и внимательно рассматривают его невооруженным глазом; клещи довольно легко различимы — это очень подвижные существа. Поэтому паразиты расползаются по всему птичнику и могут находиться и на предметах ухода за птицами. Борьбу с птичьими клещами ведут в два этапа. Но прежде всего зараженный птичник освобождают от птиц. Во время предварительной обработки помещение опрыскивают 0,5%-ным водным раствором хлорофоса, он вредит злакам, а у людей вызывает сенную чесотку; 2 — водяной клещ арреиурус, паразитирующий на рыбах; 3 — амбарный клещ калоглифус, который портит зерно; 4 — пастбищный клещ дермацентор, нападающий на грызунов и на крупный рогатый скот, человеку он передает энцефалит; 5 — галловый клещ, этот клещ повреждает растения; 6 — краснотелка, личинки ее опасны — оии вызывают у человека дерматит, а взрослые особи приносят пользу: поедают яйца вредных насекомых; 0,3%-ной водной эмульсией трихлорметафоса-3 или 0,02%-ной водной эмульсией ДДВФ (расход растворов и эмульсий составляет 200—400 мл на 1 м2 обрабатываемой площади). Когда обработка закончена, птичник как следует вычищают. Следующий этап — основная обработка помещения, ее делают так же, как и предварительную, но большими дозами инсектицидов. Наиболее эффективными для таких операций считают 2%-ный водный раствор хлорофоса B г на 1 м2), 1—2%-ную эмульсию трихлорметафоса-3 A—2 г на 1 м2). Применяют и более сильные инсектициды. Аргасовый клещ внешне отличается от птичьего. Тело его плоское, овальной формы, окрашено в желтовато-серый цвет. В отличие от взрослых паразитов личинки этого клеща нападают на птиц в любое время суток и сидят на них несколько дней. Взрослым же особям достаточно про- 7 — водяной клещ пиона; 8 — клещ-сенокосец опилиоакарус, он поедает растительные остатки; 9— перьевой клещ, который паразитирует иа птицах вообще и на курах в частности; 10—железница, она нападает иа собак; 11 — ачблиомма; 12 — панцирный клещ, паразитирующий на разных домашних животных; 13 — гамазовый клещ, этот клещ вредит птице, а также служит переносчиком энцефалита и разных видов лихорадки; 14 — лабидокарпус; 15 — чесоточный клещ 87
быть на птице от 30 минут до 3 ночных часов. После каждого такого сеанса кро- вососания самка может произвести на свет от 2 до 130 яиц. Эти клещи не боятся низких температур, но зато чувствительны к повышенной влажности. Бороться с ними мСжно точно так же, как и с птичьими. Кроме того, считается эффективной обработка птичника инсектицидным дымом шашек НБК-17 МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ Международный нефтяной конгресс. Май. Япония, Токио. Конференция по технологии морской добычи нефти. Май. США, Хьюстон. 17-е пленарное заседание Европейсиого комитета по бетону. Май. Португалия, Лиссабон. Конференция по лазерной технике и ее применению. Май. США, Вашингтон. Конференция по технике высоких давлений. Май. Великобритания, Лондон. 3-й европейский конгресс Международной ассоциации по радиационной защите. Май. Нидерланды, Амстердам. 1-й конгресс Всемирной ассоциации психиатров. Май. Австралия, Мельбурн. КНИГИ В ближайшее время выходят в издательстве «Химия»: Н. Н. Авгуль, А. В. Киселев, Д. П. Пошкус. Адсорбция газов и паров иа однородных поверхностях. 3 р. 24 к. Ю. И. Александров. Точная B г на 1 м2 помещения при экспозиции 3 часа). Повторную операцию рекомендуют проводить через трое суток. В теплое время года помещение можно 5— 6 раз обработать гексахло- рановым дымом с интервалами в 25—30 дней. Для истребления аргасовых клещей нередко используют и 4%-ный раствор гексахлорана. Растворителями для приготовления такого раствора могут служить керо- криометрия органических веществ. 1 р. 51 к. В. Н. Зрелов, Е. П. Серегин. Жидкие ракетные топлива. 1 р. 26 к. Е. Н. Иванов. Пожарная защита открытых технологических установок.. 71 к. B. А. Киреев. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. Изд. 2-е. 2 р. 76 к. И. М. Кореимаи. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. Изд. 2-е. 2 р. 10 к. Б. Д. Мельник. Инженерный справочник по технологии неорганических веществ. Графики и номограммы. Изд. 2-е. 1 р. 83 к. К. Манопов, Д. Назаров, И. Лилов. У химии свои за- иоиы. Пер. с болгарского. 1 р. 32 к. Основы автоматизации химических производств. 1 р. 95 к. Г. М. Островсиий, Ю. М. Волин. Моделирование сложных химико-технологических схем. 2 р. 24 к. C. 3. Погостин. Материальное стимулирование работников химической промышленности. 51 к. Б. А. Розеиберг, В. И. Ир- жаи, Н. С. Ениколопян. Меж- цепиой обмен в полимерах. 2 р. 24 к. Справочник по пожарной безопасности и противопо- син, соляровое или веретенное масло. Расход растворов — 20—40 мл на 1 м^. Тем, кто собирается воспользоваться нашими советами, напоминаем: при работе с перечисленными вы- г ше инсектицидами следует быть особенно осторожными — нельзя допускать, чтобы они попадали на птиц или в их корм1 Кандидат сельскохозяйственных наук М. ПИГАРЕВА жарной защите иа предприятиях химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. 2 р. 11 к. Справочник по пластическим массам. Под. ред. В. М. Катаева, В. А. Попова и Б. И. Сажина. Изд. 2-е. В двух томах. Т. 1. 1 р. 99 к. А. Д. Степухович, В. А. Улиц- / иий. Кинетика и термодииа- * мика радикальных реакций крекинга. 1 р. 94 к. И. М. Уорд. Механические свойства твердых полимеров. Пер. с английского. 2 р. 66 к. М. Шетц. Силиконовый каучук. Пер. с чешского. ВЗ к. Перечисленные издания можно приобрести в местных книжных магазинах или через магазины «Книга — почтой», высылающие техническую литературу. Издательства и редакции книг не высылают. Список магазинов «Книга—почтой» приведен в газете «Книжное обозрение», 1974, № 39. ВЫСТАВКИ Красители, используемые в производстве товаров народного потребления J«MH- d ТЕРХИМ-75»]. В выставке принимают участие страны- члены Совета Экономической Взаимопомощи. 19—26 февраля. Москва, Выставоч- 88
ный зал Торгово-промышленной палаты СССР (Сокольнический вал, 1а). Оборудование и аппаратура для телевидения и кинематографии («ТЕЛЕКИНОТЕХНИКА»]. Международная специализированная выстав- ' ка. 18—27 февраля. Москва, парк «Сокольники», павильон № 5. Японские промышленные роботы. Устроитель — Японское общество содействия внешней торговле «Дже- тро». 8—17 апреля. Москва, парк «Сокольники», павильон № 3. ВДНХ СССР В павильоне «Химия» Академии наук СССР в марте и апреле будет работать межотраслевая тематическая выставка «Порошковая металлургия». Во время работы выставки на ВДНХ будут проведены: 5-е всесоюзное совещание по порошковой металлургии (март); школа «Опыт изготовления спеченных мета л покера- мических изделий для хими- г_ ческого и нефтяного машиностроения» (апрель). ПРЕМИИ Премия имени В. Г. Хлопина 1974 года присуждена кандидатам химических наук Б. Ф. МЯСОЕДОВУ, Е. С. ПАЛЬ- ШИНУ и А. В. ДАВЫДОВУ {Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского АН СССР) за серию работ по аналитической химии протактиния. НАЗНАЧЕНИЯ М. М. МИЛЮТИН назначен заместителем Министра химической промышленности. Я С. НАСРИДДИНОВА назначена заместителем Министра промышленности строительных материалов СССР. Академик В. Е. Соколов утвержден главным редакто- ром «Зоологического журнала». Кандидат сельскохозяйственных наук А. Д. ВОЛКОВ утвержден заместителем директора Института леса Карельского филиала АН СССР. НОВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ Для развития исследований по научным основам рационального использования и воспроизводства лесных ресурсов Западной Сибири в Новосибирске организован Отдеп леса Института леса и древесины Сибирского отделения АН СССР (Красноярск). Основное направление работ нового отдела — повышение продуктивности лесов Западной Сибири и их рациональное использование. При Институте экономики и организации промышленного производства СО АН СССР организована Тувинская экономическая лаборатория в гор. Кызыле. Новая лаборатория будет проводить исследования по проблемам развития и размещения производительных сил Тувинской АССР, по геоло- го-зкономической оценке минерального сырья по социально - экономическим проблемам труда и уровня жизни населения Тувы. СООБЩЕНИЕ Совет Министров РСФСР принял Постановление «О порядке признания водных объектов памятниками природы или культуры». По этому постановлению памятниками природы признаются редкие и достопримечательные водные объекты — реки, озера или их части, участки моря, родники, водопады, гейзеры и т. д., которые ранее не объявлены заповедными и в то же время представляют собой характерные или уникальные примеры природных условий отдельных зон и физико-географических областей, ценные в научном, культурно- познавательном и оздоровительном отношениях. Передача их под охрану оформляется «Охранным обязательством». Учет таких водных объектов поручен Всероссийскому обществу охраны природы. ОБЪЯВЛЕНИЕ В издательстве «Наука» выходит в свет книга «Методы элементоорганической химии. (Типы метаппооргани- ческих соединений переходных металлов». Эта монография, написанная сотрудниками Института элементоор- ганических соединений АН СССР, представляет собой исчерпывающий обзор по химии органических соединений переходных металлов. Заказы на книги издательства «Наука» принимаются во всех магазинах «Академкнига». Адреса магазинов «Книга — почтой»: 117463 Москва, Мичуринский проспект, 12; 197110 Ленинград, Петрозаводская ул., 7. НИЖНЕКАМСК. ВСТРЕЧА С ЧИТАТЕЛЯМИ В конце прошлого года в новом промышленном центре Татарии — Нижнекамске работала выездная бригада «Химии и жизни». В Центральной химической лаборатории Нижнекамского нефтехимического комбината состоялась встреча с читателями. Сотрудники «Химии и жизни» рассказали о планах журнала, ответили на вопросы собравшихся. Редакция благодарит организаторов встречи и работников комбината, принявших в ней участие. 89
Апельсин с пришпоренными генами Апельсины человек выращивает с очень давних пор. Хорошо известно, что плоды эти содержат множество самых разнообразных полезных веществ, например витамин С и провитамин А, целый набор органических кислот, микроэлементы, пектины. О пищевой ценности цитрусовых написаны сотни статей, монографии, сведениями о них заполнены учебники. Все эти сведения мы повторять не станем, а расскажем лишь о некоторых новшествах, которые в недалеком будущем, возможно, будут применять при выращивании апельсинов, а затем, вероятно, и других фруктов и овощей. Известно, что селекционеры всего мира неустанно трудятся над выведением новых сортов растений. Они стремятся получить такой набор генов, чтобы плоды этих растений обладали наиболее выигрышными товарными характеристиками — ценными пищевыми свойствами и привлекательным видом, а также хорошо переносили хранение. Но, кроме селекции, есть «кое-что еще — Генри Иокояма из Сельскохозяйственной службы штата Калифорния высказал такую точку зрения («Science», 1974, т. 184, № 4137): далеко не всегда, вероятно, нужна бесконечная тонка за новыми сортами, в некоторых случаях было бы достаточно как бы пришпорить старые сорта; а для этого необходимо активизировать работу их генов с помощью особых веществ — биорегуляторов. Биорегуляторы есть в растительных и животных организмах; эти веществе управляют различными обменными процессами. Один из простейших растительных биорегуляторов— легкодоступный этилен. Его давно уже пытались применить для обработки овощей, но он действует малоизбирательно. Иокояме и его сотрудникам удалось обнаружить новые биорегуляторы, а также в-
некоторых случаях установить механизм их действия на растения. Вообще-то, одна из задач, решением которой занимались в Калифорнийской сельскохозяйственной службе, состояла, как ни странно, в том, чтобы найти способ окрашивания апельсинов естественным путем. Дело в том, что в США и в некоторых других странах покупатели отказываются приобретать апельсины, если они обладают недостаточно яркой оранжевой окраской. Во Франции, в частности, такие плоды нередко подкрашивают, и красители, которые применяют для подобных целей, не всегда так уж безвредны. Перед исследователями стояла еще одна задача. По заказу фирм, торгующих натуральными соками, они должны были попытаться увеличить содержание провитамина А в плодах, чтобы потом и в соке его получалось больше. Синтезом каротиноидов, окрашивающих плоды, тоже управляют биорегуляторы. Но возможно, что по какой-то причине их в растении образуется мало. Идея экспериментаторов заключалась в том, чтобы с помощью этих веществ воздействовать на апельсины извне и тем самым заставить плоды изменить свой цвет. Первым из растительного сырья — тех же апельсинов и других цитрусовых — выделили биорегулятор B-лара-диэтиламиноэток- сибензаль^пара-метоксиацетофенои. Когда очень небольшие количества его нанесли на поверхность апельсина, плод начал быстро оранжеветь, так как в его корке усиленно синтезировались каротиноиды. За 10 дней контакта с биорегулятором количество их возросло в 16 раз. Но слишком много красителя — тоже плохо, а кроме того, в корках образовывались не только оранжевые, но и красные каротиноиды, например ликопен, который придает окраску помидорам. Поэтому из оранжевых цитрусовые стали почти бордовыми. Разборчивые покупатели с опаской стали бы обходить прилавки с такими апельсинами. В дальнейшем была найдена другая группа биорегуляторов. Некоторые из них, например, диэтилоктиламин и диэтилнонил- амин, усиливали образование только оранжевых каротиноидов и всего в два—пять раз по сравнению ' с обычными плодами. После обработки этими биорегуляторами апельсины приобретали красивый ярко- оранжевый цвет, причем, интенсивней становилась окраска не только кожуры, но и мякоти. Извлеченный из нее сок тоже 'получался ярко-оранжевым, и содержание провитамина А в нем было больше, чем в обычных апельсинах. Затем были выделены вещества, которые к тому же способны усиливать и аромат цитрусовых, в особенности лимонов. Однако далеко не все найденные биорегуляторы авторы «называют по имени», слишком важными оказались эти соединения, и о них предпочитают умалчивать, пока не будут получены патенты. Механизм действия рестительных биорегуляторов, выделенных Иокоямой, ясен еще не во всех деталях. Однако установлено, что различные биорегуляторы действуют совершенно по-разному. Одни из них дере- прессируют некоторые гены растений. Другие биорегуляторы, наоборот, блокируют процессы, протекающее в растеняч. Например, уже упомянутый B-пара-диэтил- аминоэтоксибензаль)-пара -метоксиацетофе- нон приостанавливал последующие превращения гамма-каротина и там самым способствовал накоплению красителя в растительной ткани. В направленном изменении свойств плодов сделаны пока только первые шаги. Однако исследователи уже сейчас предсказывают, что в будущем откроется весьма заманчивая перспектива. С помощью биорегуляторов окажется возможным улучшать и зерно, например увеличивать в нем содержание белка или отдельных аминокислот. Может, однако, возникнуть вполне естественный вопрос: не вредны ли упомянутые вещества для человека? Иокояма считает, что нет, не вредны. Во- первых, биорегуляторы, с которыми он работает, получены из плодов, с давних пор употребляемых человеком в л ищу. А во- вторых, фрукты и овощи будут обрабатывать очень небольшими количествами этих веществ. А. ТРАВИН 91
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК А казалось бы, одно семейство... Одно вещество в избытке Универсальные весы в действии Противогаз на пробирку Растения под током Вниманию юных химиков! В очередной раз подводим итоги заочного соревнования. Победителями нашего конкурса стали: Григср Аветисян, ученик 10-го класса школы № 29, Ереван; Александр Сиротинин, выпускник красноярской школы № 27. Г. Аветисян прислал в редакцию заметку-расследование «Что за странные кристаллы!», А. Сиротинин — «картину», нарисованную на бумаге горящей сурьмой («Следы невиданных частиц»). И с заметкой, и с «картиной» вы могли познакомиться в первом номере журнала. Поздравляем победителей и вновь напоминаем: заочное соревнование юных химиков продолжается. Кто пришлет в редакцию самый интересный материал! ДОМАШНЯЯ ЛАБОРАТОРИЯ А казалось бы, одно семейство... Amygdalus communis varietas amara = Amygdalus communis varietas dulcis+Cerasus Пусть вас не смущают латинские слова, вынесенные в эпиграф. Это не мудрое изречение римлян и не отрывок из средневековой алхимической книги, а всего лишь названия трех растений, которым суждено сыграть главную роль в нашем эксперименте. И вовсе не случайно три названия записаны в виде уравнения: в этом есть определенный химический смысл. Какой именно, вы узнаете, дочитав заметку до конца. В Средней Азии и Закавказье встречается в диком виде растение из семейства. розоцветных, называемое горьким миндалем (латинское его имя — Amygdalus communis varietas amara). Из семян этого растения получают горькоминдальное масло, его используют в медицине. Горький миндаль употребляют и в пищу, но в небольшом количестве, как добавку — у горьких семян миндальный аромат выражен намного сильнее, чем у сладких. Если вам удастся достать несколько зернышек горького миндаля, то можно поставить с ними любопытный '': уб ЮНЫЙ ХИМИК
опыт. Снимите с семян оболочку, растолките пх с 5— 10 мл воды и профильтруйте полученную эмульсию. 5- -10 капель фильтрата смешайте с несколькими каплями 107о-ного раствора едкого натра до щелочной реакции (проба с фенолфталеином), прибавьте одну каплю раствора железного купороса, нагрейте до кипения и снова профильтруйте. Теперь прибавьте к фильтрату 5—6 капель соляной кислоты до кислой реакции и одну каплю хлорного железа. Сразу же образуется красивый темно-синий оса- ток. Давайте разберемся, какие реакции шли в нашем эксперименте. В горьком миндале содержится глико- зит амигдалии (это слово произошло от латинского названия растения). В присутствии воды и под действием фермента эмульсина, содержащегося в семенах горького миндаля, амигдалии разлагается на глюкозу, бензойный альдегид и синильную кислоту: СбН5-CHCN-0 • С12Н2,0,о+ 2Н20 * 2С6Н,206 + - CeHsCHO + HCN- Когда мы прибавили едкий натр, то образовался цианистый натрий: HCN-fNaOH = NaCN + H20. (Вас может испугать, что в этих реакциях образуются очень ядовитые вещества. 'Однако причин для беспокойства нет — количества веществ ничтожно малы.) После того как мы прибавили железный купорос, получилось цианистое железо; оно взаимодействует с избытком цианистого натрия. Так образуется желе- зистосиперодистый натрий: 2NaCN + FeS04 = = Na2S04 + Fe(CNJ, Fe(CNJ+4NaCN = = Na4[Fe(CNN] • Это вещество в кислой среде в присутствии иона трехвалентного железа мгновенно образует осадок берлинской лазури: 3Na4[Fe(CNN]+4FeCl3 = aI2NaCf + Fe4[Fe(CNN]3 I Согласитесь, что опыт интересен; но беда в том, что горький миндаль не так легко достать. Не поедешь же в Среднюю Азию специально для того, чтобы поставить химический опыт... Однако амигдалин содержатся не только в горьком миндале, но и в семенах многих других растений из семейства розоцветных. Например, в семенах вишни (Cerasus), а также сливы, персика, черешни. Попробуйте провести те же операции, скажем, с семенами вишни или сливы, только не из варенья или компота, а из свежих или замороженных плодов. К сожалению, после прибавления хлорного железа синий осадок не выпадает. Ошибка? Нет, закономерность. Только причину мы объясним чуть .позже. Возьмите несколько зернышек сладкого миндаля (Amygdalus communis varie- tas dulcis)—за ннмн никуда ехать не придется, это тот миндаль, что продается в магазинах. Все, что вы делали с горьким миндалем, проделайте со сладким. Увы, и в этом случае синий осадок не образуется. Другая разновидность миндаля — другие и свойства... А теперь поступите следующим образом: смешайте рабные количества зернышек сладкого миндаля и вишни (или сливы), растолките их с водой и вновь повторите опыт. Как только вы прибавите хлорное железо, вновь (наконец-то!) выпадет темно-синий осадок. Пора объяснить, в чем дело. А дело в том, что амигдалин разлагается водой на Клуб Юный химик 93
глюкозу, бензальдегид и синильную кислоту только в присутствии фермента эмульсина. В семенах вишни и сливы этого фермента нет, и поэтом\ опыт был безрезультатным. В семенах дожить амигдалин и дове- же сладкого миндаля фер- сти опыт до конца. мент эмульсии есть, зато нет самого амигдалина. И лишь соединив те и другие семена, мы смогли раз- Теперь-то вам смысл эпиграфа-* Ю. ВЛАДИМИРОВ ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ! Одно вещество в избытке На экзамене по химии вам, возможно, придется встретиться с задачами на избыток одного пз реагирующих веществ или, как их называют проще, «на избыток». Хорошо ли вы умеете их решать? Экзаменационный опыт подсказывает: к сожалению, не всегда. Тогда давайте решать вместе. Прежде всего вспомним, что отношения масс втщеетв, участвучощих и образующихся в химической реакции, постоянны для каждой нары веществ. (Это правило — прямое следствие из законов постоянства состава и сохранения массы.) Запишем уравнение произвольной необратимой реакции: аА+ + bB = nN+qQ. Тогда — С{, В тк ГДв С4. "N in — масса тв г т 5 • ГЛа nv данного Q вещества, С,. где постоянная. Но чему же равны вес эти постоянные? Они равны отношениям молекулярных (атомных) масс соответствующих веществ (с учетом стехиометрнческих коэффициентов в уравнении реакции). Следовательно, для тон же реакции можно записать шесть соотношений: аМл аМл С' bAV 2 "^ " Т' Д': \\ — это молекулярные (или атомные) массы. Например, для реакции Ва(ОНJ+ +2НС1 = ВаС12 + 2Н20 соотношения будут иметь такой вид: тВа(ОНJ Мва(ОНJ •'на 2М на и т. д. Применим эти рассуждения к решению конкретных задач «на избыток». Скажем, вот такой: В раствор, содержащий 27 г хлорной меди, всыпали 12 г железных опилок. Сколько меди образовалось? Уравнение реакции: Fe + CuCl2=Cu+FeCI2. Поскольку количества исходных веществ взяты наугад, то скорее всего одно из них прореагировало полностью (оно взято в недостатке), а часть другого осталась (взято в избытке). Но какое вещество в недостатке и какое в избытке? Определим весовые отношения rriFe н nicucu по уравнению реакции и по условию задачи mFe щ CuCI2 ^С MFe м, CuCI, JJ6 134' <0,42 (по уравнению реакции); mFe 12 -=-2у-^0,44 '"CuCI, (по условию задачи). Совершенно ясно, что железо взято в избытке. Значит, расчет надо вести по количеству хлорной меди. А теперь попробуйте самостоятельно решить две более сложные задачи и потом сверьтесь с нашими решениями. ЗАДАЧА 1 Смешали два раствора, содержащие равные весовые количества едкого натра и азотном кислоты. Какова реакция полученного раствора: кислая, щелочная или нейтральная? ЗАДАЧА 2 80 мл 21%-ного раствора серной кислоты (d=l.l5) смешали с 16,3 г едкого натра. Какие вещества и в каких количествах содержатся в растворе? (Решения — на стр. 98) 94 1ИМИК
к. ЛОВКОСТЬ РУК Универсальные весы в действии VII. ВСПОМНИМ АРХИМЕДА! 8 прошлом году, в третьем номере журнала, мы рассказали о том, как сделать дома универсальные весы, а впоследствии описали различные физико-химические опыты с ними. Если вы в этом году впервые подписались на «Химию и жизнь», то советуем взять в библиотеке этот номер журнала и ознакомиться с нехитрым устройством весов; наши опыты с ними еще не закончены. Сейчас мы займемся гидростатическим взвешиванием. Этот способ основан на знакомом каждому законе Архимеда. Но одно дело знать формулировку закона, совсем другое применить его на практике. А ведь у этого закона очень много практических приложений; так, с помощью гидростатического взвешивания определяют важнейшую физическую характеристику твердых тел и жидкостей — плотность (d, г/см3). Размерность говорит о том, что плотность — это количество массы в единице объема, или концентрация массы. Но зачем измерять ее, ведь плотности почти всех веществ и материалов уже измерены и помещены в справочники? Да хотя бы затем, чтобы познакомиться с методом гидростатического взвешивания. А заодно попытаемся ответить на два вопроса: как обойти трудности, которые порой возникают при использовании этого, казалось бы, простого метода, и в каких случаях он вообще неприменим. Но прежде чем приступить к борьбе с трудностями, поставим опыт для тренировки. Целью его будет проверка закона Архимеда. ОПЫТ 1 Проще всего проверить закон так: сравнить заранее измеренный объем какого- нибудь инертного твердого тела с его же объемом, найденным по потере веса после погружения в воду. Если вы установите, что объемы равны, значит, вы работали аккуратно и лишний раз подтвердили справедливость классического закона. Для опыта надо прежде всего изготовить тело известного объема — цилиндрик, кубик, призму, шарик из любого материала, скажем, из металла, пластмассы, стекла. Важно, чтобы материал был сплошным, а не пористым, и не имел бы раковин. Тело должно иметь по возможности строгую геометрическую форму. Размер его значения не имеет, но для удобства рекомендуем объем около 1—2 см3 (при условии, что ваши весы позволяют взвешивать с точностью до 0,001 г) — например, цилиндр диаметром около 8 мм и длиной 20—25 мм. После изготовления измерьте тело, лучше всего штангенциркулем, с точностью до 0,1 мм и вычислите объем. Затем приклейте кусочек тонкой проволоки или капроновой лески и подвесьте тело к левому плечу коромысла весов, а внизу поставьте обычный стакан (см. рисунок). Взвесьте те- „уЬ юный мнм„ 95
ло сначала в воздухе, а затем повторите взвешивание, погрузив тело в воду. Для этого налейте в стакан столько дистиллированной воды, чтобы тело оказалось на 2—3 мм ниже поверхности воды. Разница между весом в воздухе и весом в воде численно должна быть равна вычисленному вами объему; потерей веса тела в воздухе, а также погруженной частью проволоки можно пренебречь. 8 заключение этого опыта определите плотность материала — сначала расчетным путем, а потом по данным гидростатического взвешивания. Перейдем к трудностям. ОПЫТ 2 Необходимо определить плотность твердого тела в виде порошка. В принципе это делается так. На левое плечо коромысла подвесьте стеклянную или металлическую чашечку и погрузите ее в жидкость (как в первом опыте). После уравновешивания весов края чашечки должны быть ниже уровня жидкости на 2—3 мм. Заранее взвесьте •пробирку с 1—2 г порошка с точностью до 0,001 г и пересыпьте его в чашечку прямо через поверхность жидкости. Не забудьте затем взвесить пустую пробирку, чтобы определить величину навески. Для большей точности опыта надо определить и влажность порошка. Уравновесьте весы — таким образом вы найдете вес порошка в жидкости, а затем подсчитайте его плотность. Для такого взвешивания не всегда легко подобрать жидкость. Она должна хорошо смачивать порошок, и в то же время порошок не должен в ней ни растворяться (даже в малой степени), ни вступать в химическое взаимодействие. Обычно удается обойтись двумя жидкостями: водой и каким- либо чистым органическим растворителем (бензолом, толуолом, гексаном и т. п.). Можно взять и керосин, но потребуется отдельно измерить его плотность. Вообще же органические растворители более универсальны, чем вода,— они хорошо смачивают практически все поверхности, и гидрофобные и гидрофильные, благодаря низкому поверхностному натяжению и малой вязкости. И они менее реакционноспо- собны, чем вода. Советуем вам для опытов с порошками взять сначала кусок обычного стекла и часть его превратить в порошок, измельчив в ступке. Плотность взятого стекла определите по целому кусочку любой формы и по порошку, пользуясь в качестве жидкости дистиллированной водой. . Вслед за тем тот же опыт повторите с органическим растворителем; в качестве порошка советуем взять поваренную соль. А затем определите плотность некоторых органических веществ: крахмала, белка, сахара (возьмите для этого картофельную муку, пищевую желатину и сахарный песок). Для этих опытов годится только органический растворитель. Результаты своих измерений сравните с литературными данными. ОПЫТ 3 Необходимо определить плотность твердого тела с пористой структурой. В этом случае кусочек пористого тела взвешивается и затем пропитывается (лучше под вакуумом) водой или органическим растворителем и взвешивается в этой жидкости. Далее следует обычный расчет плотности. Ошибки возникают в тех случаях, когда тело имеет хотя бы частично закрытую пористость или же раковины и другие дефекты. В таких случаях прямое измерение становится невозможным. Для определения истинного значения плотности есть только один путь — превратить вещество в порошок и найти его плотность, как в опыте 2. Если истинная плотность пористого материала известна, то с помощью гидростатического взвешивания можно оценить степень пористости как открытого, так и закрытого типа. Подумайте, как это сделать. В качестве объектов для определения истинной плотности пористого тела рекомендуем кусочки тканей, кожи, фильтровальной бумаги, пористого стекла, неглазу- рованной керамики. Учтите, что воду можно применить только для стекла и керамики. ОПЫТ 4 Он непосредственно связан с предыдущим. Мы познакомимся с новым понятием — кажущейся плотностью. Этот показатель имеет смысл только в отноше- 96 Клуб Юный химик
нии пористых, рыхлых и сыпучих материалов; его нередко используют в технике. Кажущаяся плотность (L = Р = у (г см3), где Р—-вес вещества, а V — объем, в котором это вещество распределено. Плотность «упаковки» вещества в объеме V может быть самой различной; правильнее говорить в этом случае об удельном весе, а не о плотности. (В технике существует также обратное понятие «объемный вес»: вес одного кубометра какого-либо материала.) При определении d,; пористого материала измеряют объем тела, ограниченный его внешней поверхностью. Для этого тело погружают в ртуть, находящуюся 8 градуированной трубке, например в бюретке. Возьмите несколько кусочков ткани различной выработки — более плотные и менее плотные, кусочки пенопласта, микропористой резины, фанеры и т. п. Приготовьте из них образцы в виде полосок размером 1X5 см и взвесьте их. Затем измерьте объем образцов. Для этого в мерный цилиндр на 10—15 мл или в бюретку на 25 мл налейте ртуть до середины. Укрепите образцы на железной проволоке диаметром 1,5— 2 мм и погружайте их в ртуть; по поднятию мениска ртути определите объем образцов. Погружать полоски нужно всегда на одну и ту же глубину, чтобы исключить влияние объема проволоки (его определяют заранее). Теперь, когда известны вес и объем образцов, легко вычислить их кажущуюся плотность. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. ПОМНИТЕ, ЧТО ПАРЫ РТУТИ ЯДОВИТЫ, РАБОТАТЬ СО РТУТЬЮ НАДО АККУРАТНО. Чтобы не разлить ее на пол или на стол, мерный цилиндр или бюретку со ртутью обязательно поставьте на какой-нибудь поднос; удобно, например, взять большую фотографическую ванночку. В. ПЧЕЛИН ДОМАШНЯЯ ЛАБОРАТОРИЯ Противогаз на пробирку Предлагаю предельно простое устройство для обезвреживания газов при домашних опытах. Я называю его «противогазом на пробирку». Состоит оно из таблеток активированного угля (продается в аптеке) и ваты, вложенных в пробирку так, как показано на рисунке. Очень интересно наблюдать, как в слое угля исч/еэает «лисий хвост» двуокиси азота. Александр МОЛОТКОВ, выпускник саратовской школы № 4 От редакции. Иногда при получении того или иного газа явственно ощущается неприятный запах, несвойственный самому газу. Причина — в примесях, которые содержатся в реактивах. Например, примесь мышьяка 8 цинке приводит к тому, что прги взаимодействии с кислотой образуется не только водород, но и его летучее соединение с мышьяком — арсин. Чтобы очистить газы от примесей, химики применяют особые методы порой довольно сложные. В домашних условиях советуем вам применять способ, предложенный А Молотковым 97
ЧТО НОВОГО В МИРЕ Растения под током Есть новость, которая касается жизни растений. Симой важной стороны этой жизни — фотосинтеза, благодаря которому зеленые растения под действием света усваивают углекислый газ, превращая его в различные органические вещества. Казалось бы, все, что может влиять на фотосинтез, уже изучено: и длительность освещения, и яркость света, и концентрации углекислоты, и температура. Но все же нашлось нечто, чему прежде не" придавали значения (что, разумеется, не мешало растениям зеленеть и плодоносить в течение миллионов лет). Этим неведомым фактором оказалось электричество. Растения крепко связаны с землей и вместе с нею заряжены по отношению к атмосфере, как правило, отрицательно. А в атмосфере всегда есть заряженные частицы — аэрононы (большей частью с положительным зарядом). И поэтому в растениях возникает электрический ток. Вряд ли он никак не влияет на жизнь растений, но до недавнего времени этого никто не изучал. Этот пробел теперь восполнен. Исследователи из Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева установили,' что фотосинтез идет тем быстрее, чем больше разность потенциалов между растением и атмосферой. Если потенциалы одинаковы, то растение вовсе перестает поглощать углекислоту. А когда растение заряжено сильно, то, вопреки всем законам, оно поглощает углекислоту даже в темноте! У обычных огурцов под напряжением 200 вольт фотосинтез увеличился вдвое. Но когда в воздухе было много отрицательных ионов, фотосинтез замедлился. К овсу приложили потенциал в минус 90 вольт, и вес колосьев увеличился в конце опыта на 44% по сравнению с контролем. Л еще у тех же огурцов образовалось в четыре раза больше завязей, и когда контрольные огурцы были совсем маленькими, с наэлектризованных уже снимали урожай. Конечно, все это только первые опыты, которые обязательно будут продолжены: надо понять до конца физическую и химическую сущность явления. Будем надеяться, что со временем в «Химии и жизни» появится обстоятельная статья на эту тему. Но уже сейчас ясно, что электризацию можно использовать для увеличения урожаев. Может быть, уже в недалеком будущем в утренней метеосводке станут сообщать: в воздухе преобладают положительные ионы, полярность — такая-то. И агрономы, включив ток, переведут движки реостатов, чтобы растения получили полную порцию любимой ими углекислоты... о. ольгин Решения задач (См. стр. 94) ЗАДАЧА I Сначала уравнение реакции: NaOH+HN03=NaN03+H20. Если в избытке кислота, то реакция среды будет кислой, если щелочь — То щелочной; если же кислота и щелочь взяты в стехно- 98 Клуо Юный химик
метрическом соотношении, то в растворе будет только нейтральная соль (она образована сильной кислотой н сильным основанием и поэтому не гндролнзуется). Иными словами, если HlNaOH ж ^HNOs •>С, то реакция щелочная; ™NaQH niHNOs <С, то реакция кислая; -—- = С, то реакция нейтральная. По условию задачи, — ^ 1, уравнению реакции С ~ mHNOs Теперь рассмотрим все возможные варианты. 1 mHaS04=l 225. В этом случае образует- mNaOH ' ся только средняя соль. 2 2§2l_2 45 Тогда образуется толь- HlNaOH ко кислая соль. 3. м 2к 4>2,45. В растворе помимо кислой HlNaOH солн будет находиться избыточная кислота. mN он * растворе кроме средней а по соли будет находиться избыточная шелочь. ii 63 а затем те же отно- R4 Mhnos =0,63. Значит, реакция раствора будет щелочной. Прежде чем перейти к следующей задаче, сформулируем общее правило для решения задач «на избыток». Сначала надо определить отношение масс исходных веществ по условию задачи!—-1 шенпя, но по уравнению реакции] Если —->С то первое вещество в нзбыт- ^ тв ' ке, а второе в недостатке н все дальнейшие расчеты необходимо вестн по второму веществу. Если —— <С то в недостатке пер- тв вое вещество (и расчеты нужно вести по нему). Если —— = С то вещества взяты в тв точных отношениях; расчеты можно вести по любому нз веществ. ЗАДАЧА 2 В условии этой задачи умышленно названы сильная кислота н сильное основание, чтобы образовавшаяся соль не подвергалась гидролизу — это усложнило бы решение. Тем не менее у задачи есть своя трудность: здесь может идти не одна, а две реакции: H2S04+2NaOH=Na3S04+2H20, H2S04+NaOH = NaHS04+H20. Сначала подсчитаем С для первой н вто- ^ рой реакции: С,= С,= МНа8Р4 2МыаОН Мна8Р4 MNaOH = 1,225; = 2,45. 5. 1,225<™H2S°4<2,45. В этом случае niNaOH в растворе будут находиться и средняя, и кислая соли. С каким же вариантом мы встретились? Определим сначала, сколько серной кислоты содержится в растворе: ^Раствора = Vd = 80-1,15 = 92 г; 21-92 1л о "iHasCU = НКХГ = 19,3 г; mHiS04_ 19.3^ mNaOH 16,3 Это означает, что в растворе находится смесь средней солн Na2S04 н избыток щелочи. Значит, расчет надо вестн по количеству серной кислоты. "lHaSQ4 MH2SO4 . mNaaS04 ~~ MNaaSCU ' 19,3-142 оо mNaaSOi = gg = 28 г; MHaSCU MH2SO4 . HlNaOH "" 2MnbOH ' HlNaOH =' 19,3-2*40 98 = 15,8 r. В избытке осталось 16,3— 15,8=0,5 г щелочи. Итак, в растворе содержится 28 г Na2S04 и 0,5 г избыточной шелочн. Н. А. ПАРАВЯН Клуб ЮйЫи Химии 4* 99
100
Как быстро считать ЭВМ И РУССКИЕ СЧЕТЫ Электронно-вычислительные машины не освободили нас от необходимости считать — в уме, на клочке бумаги, с помощью логарифмической линейки, на счетах. Считают в аналитических лабораториях и магазинах, бухгалтериях и цехах, на складах и на школьных уроках. Самые сложные и ответственные расчеты теперь выполняют, конечно, ЭВМ, но на последних этапах решения научных, экономических, финансовых, производственных задач человек, как правило, должен вооружиться карандашом и бумагой, счетами, линейкой, арифмометром. Кто станет, например, вычислять молекулярный вес сложного вещества на ЭВМ, если можно выписать атомные веса и сложить их столбиком, как поступают в начальной школе? А сколько есть еще других простых и нехитрых расчетов, перепоручать которые машине просто нелепо... И вот перед глазами операторов и лаборантов-химиков, цеховых технологов и физиков-ядерщиков, школьников и экономистов, исследователей и бухгалтеров, продавцов и геологов плывут колонки цифр. Всем, кто с ними имеет дело, невольно вспоминаются цирковые выступления счетных феноменов, или сверхвычислителей, которые решают арифметические задачи со скоростью, сопоставимой с быстродействием ЭВМ. Разумеется, не быстродействующей ЭВМ, вроде «Минск-32», а старенького лампового «Урала». Но и это незаурядно. Итак, в электронный век все-таки приходится считать. Значит, этот труд надо облегчить. И потому полезно разобраться, как считает счетный феномен. ТРИ ГИПОТЕЗЫ Существуют три гипотезы, пытающиеся объяснить загадку сверхвычислителя. Гипотеза I. У счетного феномена особый, исключительно экономный способ решения задач, который дает выигрыш во времени. Это, пожалуй, самая слабая гипотеза. Ведь цирковые сверхвычислители решают элементарные арифметические задачи, типа АХ В. Трудно предположить, что человечество, тысячелетиями считающее в уме, не додумалось до секретного сверхбыстрого способа и не включило его в учебники по арифметике. Гипотеза II. Где-то в центральной нервной системе счетного феномена есть блоки переработки информации, обладающие повышенной пропускной способностью. Сверхвычислитель считает, как простые смертные, только скорее, потому что его блоки быстрее срабатывают. Гипотеза III. To, что мы считаем последовательно, счетный феномен вычисляет параллельно. Задачу АХВХСХП обычный человек решит в три действия, а сверхвычислитель— в два: сначала одновременно выполнит операции АХВ и CXD, а потом перемножит полученные произведения. В общем, цирковой артист этого жанра способен, как Юлий Цезарь, решать одновременно, по меньшей мере две задачи. ВЫИГРЫШ — ДВА ТАКТА Сотрудник Лаборатории математических методов в биологии Московского государственного университета А. В. Коганов предпринял экспериментальную проверку третьей гипотезы, объясняющей быстродействие сверхвычислителя его способностью решать параллельные задачи. Вот суть этих опытов. Оператору предъявляют на табло несколько чисел. Человек должен нейти среди них наибольшее и нажать на красную кнопку, если число четное, или на зеленую, если нечетное. Как работает оператор? Прежде всего он сравнивает первое число (A) со вторым (Б), затем первое с третьим (B) и так далее. Каждое сравнение (такт) пусть занимает t секунд. Нетрудно убедиться, что для правильного выбора самого большого числа из шести требуется пять тактов, а значит, 5t секунд (рис. 1). 101
@ф • Й 1 Для выбора максимального числа из шести цифр необходимо произвести пять логических операций сравнения О © © О ® О V/ V/ V/ i © и © И такой спогоб пыбора не д;|ет никакого выигрыша во времени © © о ф о Но есть и другой операторский прием: разбить шесть чисел на три пары, выбрать в каждой паре большее число и так далее (рис. 2). Этот способ можно сравнить с таблицей спортивного турнира, проводимого по олимпийской системе. Однако получить таким методом какой-нибудь выигрыш, как явствует из рисунка, не удается: те же пять тактов, те же 5t секунд. Предоставляем читателю возможность просмотреть другие способы группировки чисел и убедиться, что быстрее задача не решается. В строгом виде это печальное обстоятельство изображается так: 1 (п— 1) -J(k-1) Если не думать о мгновенье свысока, можно сэкономить 2t секунд где Т — число необходимых для решения тактов, п — число чисел (в нашем случае 6), к — число одновременно сравниваемых цифр (у нас 2), а перевернутые скобки означают, что в случае дробного результата его округляют до большего целого числа. Итак, Т = 5, выше головы не прыгнешь... А что если выполнить две операции одновременно, параллельно, как это показано на рис. 3? Тогда поиск сложится из трех тактов и займет 3t секунд. В нашем случае выигрыш будет мизерным, но, если не думать о мгновенье свысока и вспомнить, что сверхвычислители оперируют очень большими числами, можно признать такой выигрыш достаточно весомым. СВЕРХВЫЧИСЛИТЕЛИ ЖИВУТ СРЕДИ НАС А. В, Коганов задавал испытуемым-операторам ряды чисел, причем длина этих рядов все время возрастала. Если запараллеленная работа «счетных блоков» возможна, в какой- то момент увеличение длины численного ряда не приведет к увеличению времени решения. Таким был замысел исследователя. И вот какие он получил результаты. Пять испытуемых обнаружили линейную зависимость времени решения от длины ряда— они явно работали по примитивной последовательной методи-ке. А у семерых на графиках оказались самые настоящие плато: когда ряд вырос до В—10 цифр, наступало некое насыщение — время решения уже не зависело от длины ряда. Вероятно, операторы из этой семерки параллельно выполняли несколько операций. Такому вы- 102
4 У работающих последовательно время решения задачи пропорционально длине численного ряда 8-10 п 5 Плато на графике свидетельствует t о возможности выполнения некоторых операций параллельно Психология и сероуглерод Десятки тысяч люден работают в наши дни с весьма вредными веществами в исследовательских лабораториях и на производстве. Зная об опасности, они в большинстве своем ее избегают. Но, к сожалению, бывают и случаи отравлений — иногда из-за небрежности работников, иногда из-за недостаточной техники безопасности. Дело осложняется еще и тем, что явные симптомы отравления далеко ие всегда проявляются сразу. Чаще всего работающий на вредном производстве набирает опасную дозу постепенно. Нельзя ли почувствовать угрозу q самом начале? Недавно появились сообщения о психологических методах ранней диагностики отравления («Вопросы психологии», 1974, № 2). На заводе вискозного волокна, где, как из- , вестно, без сероуглерода пока не обходятся, врачи-психологи обследовали 128 рабочих. 50 человек из них никогда не имели дела с этим ядовитым веществом, 50 человек по роду своей работы с ним соприкасались, но иа здоровье не жаловались, у 28 прежде слу- воду не противоречит и тот факт, что все плато рано или поздно вновь переходили в участки с линейной зависимостью: даже очень хорошие вычислители — не машины. ПРАКТИЧЕСКИЕ ВЫВОДЫ Можно ли утверждать, что гипотеза III бесспорно доказана? Вряд ли. Можно лишь считать доказанным, что параллельное выполнение счетных операций в наших мозговых блоках переработки информации вполне возможно. А раз так, следует подумать о поисках лучших вычислителей для тех сфер деятельности, где быстрый счет пока необходим. Пользуясь методом Коганова, можно отбирать операторов, кассиров, бухгалтеров. Возможно, уже сейчас стоит создавать наиболее благоприятные условия для параллельного счета и конструировать соответствующим образом операторские пульты и мнемосхемы в химических и металлургических цехах, составлять удобные таблицы и бланки для химических анализов и протоколов опытов. А может быть, психологи и школьные учителя смогут обучать сверхбыстрому счету самых обыкновенных людей? Ведь все мы немного Цезари... Врач-психолог А. И. КОЗУЛИН чалпсь отравления. С помощью специальных тестов у всех рабочих из последней группы врачи-психологи обнаружили явные расстройства реакции, зрения и памяти. Психологические отклонения, правда, менее заметные, были отмечены и во II группе — у людей, которые чувствовали себя пока вполне прилично. А у обследованных из I группы II реакция, и зрение, и память оказались в норме. В общем, психологам удалось обнаружить едва заметные следы интоксикации, когда очевидных признаков сероуглеродного отравления иет и в помиие. Но стоит ли доводить дело до этого? Когда пснхологнческие тесты обнаружат первые признаки отравления, человека нужно немедленно отстранить от работы с вредным веществом — до полного выздоровления. Учитывая, что подобные результаты получены и с некоторыми другими веществами, психологи предлагают использовать тестирование и для диагностики на предприятиях, и для установления лредельно допустимых норм содержания вредных веществ в воздухе. Ю. ИВАНОВА 103
104
Бабушка!.. Я помню, как она родилась. Постойте, скажете вы, разве может человек помнить рождение собственной бабушки? И все-таки мы помним этот день. Ибо это мы, ее внуки — Тимоти, Агата и я, Том, помогли ей появиться на свет. Бабушка, милая бабушка, прекрасная электрическая сказка нашего детства... Когда на горизонте вспыхивают зарницы, а зигзаги молний прорезают небо, ее имя огненными буквами отпечатывается на моих смеженных веках. В мягкой тишине ночи мне по-прежнему слышится мерное тиканье и жужжание. А иногда я вдруг чувствую на губах улыбку, которой она нас научила... Хорошо, хорошо, нетерпеливо прервете меня вы, расскажите же наконец, как все произошло, как «родилась» на свет эта ваша, черт побери, столь замечательная, столь удивительная и невероятная бабушка. Случилось это в ту неделю, когда всему пришел конец... Умерла мама. В сумерках черный лимузин уехал, оставив отца и нас троих на дорожке, потерянно глядевших на лужайку перед домом. Нет, думали мы, это не прежняя лужайка, хотя на площадке для крокета все так же валяются деревянные шары и молотки, стоят дужки ворот — все, как три дня назад, когда на крыльцо, спотыкаясь, вышел отец и сказал нам. А вот лежат ролики, принадлежавшие мальчугану — этим мальчуганом был я. Но это время безвозвратно ушло. На старом дубе висят качели, но Агата не решится встать на них — качели не выдержат, оборвутся и упадут. А наш дом? О боже... Мы с опаской бросили взгляд на приоткрытую дверь, страшась эха, которое могло прятаться в коридорах, тех гулких звуков пустоты, которые мгновенно поселяются в доме, как тр ль ко из него вынесли мебель и ничто уже не смягчает голосов и шумов, наполняющих дом, когда в нем живут люди. Самая мягкая и уютная, самая главная и прекрасная принадлежность нашего дома исчезла из него навсегда. * Дверь медленно растворилась. Нас встретила тишина. Пахнуло сыростью — должно быть, забыли закрыть дверь погреба. Но ведь у нас нет погреба! — Ну вот, дети... — промолвил отец. Мы застыли на пороге. К дому подкатила большая канареечно-желтая машина же*ч Клары. Нас словно ветром сдуло — мы бросились в дом и разбегалась по своим комнатам. Мы слышали их голоса — они кричали и спорили, крича** и спорили. Пусть дети живут у меня! — кричала тетя Клара. — Ни за что! Они скорее согласятся умерэть! — отвечал отец. Хлопнула дверь. Тетя Клара уехала. Мы чуть было не заплясали от радости, но во время опомнились и тихонько спустились вниз. Отец сидел, разговаривая сам с собой или, может быть, с бледной тенью мамы — как в те времена, когда она была здорова и была с нами. Звук громко хлопнувшей двери вспугнул тень, и она исчезла. Отец потерянно бормотал, глядя >в свои пустыэ ладони: — Пойми, Энн, детям нужен кто-то... Я люблю их, видит небо, но мне надо работать, чтобы прокормить нас всех. И ты любишь их, Энн, я знаю, но тебя нет с нами. А Клара? Нет, это просто невозможно. Ее любовь... угнетает. Няньки, прислуга- Отец горестно вздохнул. И мы вздохнули вслед за ним, вспомнив, как нам не везло на нянек, воспитатель- f^ ниц, да и просто служанок. Мы, дети, были для них лишь частью дома, мебелью, кото- Сокращенный перевод Татьяны ШИНКАРЬ. Рассказ будет напечатан в книге Р Брэдбери «Солнце и тень», выходящей в издательстве «Молодая гвардия v. 105
рую следовало чистить и выколачивать, весной и осенью менять обивку и ежегодно вывозить куда-нибудь на взморье для большой стирки. — Дети, нам нужна... — вдруг тихо произнес отец. Нам пришлось придвинуться как можно ближе, чтобы расслышать слово, произнесенное почти шопотом: —... Бабушка. — Но все наши бабушки давно умерли! — с беспощадной логикой девятилетнего мальчишки воскликнул Тимоти. — С одной стороны, это так, но с другой... Мы оторопели. Какие странные, какие загадочные слова говорит наш отец! — Взгляните-ка вот на это, — сказал он наконец и протянул нам сложенный в гармошку яркий рекламный проспект. Мы уже не раз видели его в руках отца и особенно часто в последние дни. — «Я пою электрическое тело» *, — Тимоти первым вслух прочел то, что было написано на обложке и, прищурившись, вопросительно посмотрел на отца: — Это что еще такое? — Читай дальше. Агата и я почему-то виновато оглянулись, словно испугались, что сейчас войдет мама и застанет нас за чем-то недостойным. Но мы тут же закивали головами: да, да, пусть Тимоти читает дальше. — «Фанто...» — «Фанточини», — не выдержав, подсказал отец. — «Фанточини Лимитед... Для тех, кто измучен недобросовестными няньками и сиделками, кто устал от приходящей прислуги, от которой приходится прятать початую бутылку вина, кому надоели советы преисполненных добрых намерений дядей и теток...» — Да, добрых... — протянула Агата. — «...Мы создали и продолжаем совершенствовать модель человека-робота, электрическую бабушку марки АС-ДСУ на микросхемах, перезаряжающуюся...» — Бабушку!? — «...Это Игрушка и вместе с тем нечто большее, чем просто игрушка. Это Электрическая Бабушка фирмы Фанточини. Она создана с величайшим тщанием и заряжена огромной любовью и нежностью к вашим детям... Она будет чутко откликаться на все, что происходит не только в огромном мире вокруг вас, но и в вашем крохотном мирке. Она будет послушна малейшему прикосновению рук и подарит чудесный мир сказок тем, кто в этом так нуждается...» — Так нуждается... — прошептала Агата. Да, да нуждается, печально подумали мы все. Ведь это же о нас, конечно, о нас! — «Мы не предлагаем ее счастливым семьям, где все живы и здоровы, где родители сами хотят воспитывать и наставлять своих детей, формировать их характеры, искоренять недостатки, дарить любовь и ласку. Ибо никто не заменит детям отца или мать. Но есть семьи, где смерть, злой недуг или увечье кого-либо из родителей грозят разрушить счастье семьи и отнять у детей детство. Приюты не помогут вам...» — Довольно! — воскликнул отец. — Не надо больше. — Почему? — удивился Тимоти. — А я только-только начал понимать, как это здорово! — Не будем больше говорить об этом, дети, — сказал отец, прикрывая глаза рукой. — Это была безумная мысль... — Совсем не такая уж плохая, отец, — возразил я и посмотрел на Тима. — Я хочу сказать, что, если, черт побери, это правда и они действительно попробовали создать такую штуку, то это все же получше нашей тетушки Клары, а? * «Я пою электрическое тело» («I Sing Body Electric») — название известного стихотворения Уолта Унтмена — Прим. персе.
Боже мой, что тут началось! Давно мы так не смеялись. Пожалуй, несколько месяцев. Конечно, я сморозил глупость, но все так и покатывались со смеху, стонали и охали, да и я сам, открыв рот, радостно завизжал, бог знает отчего. Когда мы наконец отдышались и пришли в себя, взоры наши как по команде устремились к рекламному проспекту Фанточини Лимитед. — Ну? — сказал я. — Я, я... — Сживаясь, неуверенно начала Агата. — Надо решать, нечего волынить, — решительно промолвил Тим. — Идея сама по себе совсем неплоха, — важно согласился я. — Я... я только хотела сказать, — снова начала Агата, — если вам так уж хочется, можете попробовать. Но когда вы, мальчишки, наконец, перестанете болтать ерунду и когда... когда же наша настоящая мама вернется домой? Удар пришелся в самое сердце. Мы охнули, мы окаменели. Я не уверен, что кто- либо из нас смог уснуть в эту ночь. Скорее всего мы проплакали до утра. А утро выдалось ясное и солнечное. Вертолет поднял нас над небоскребами, и не успели мы опомниться, как он высадил нас на крыше одного из них с надписью: «Фанточини». — А что это такое? — спросила Агата. — Фанточини — это по-итальянски куклы-фантомы. Куклы из сказок и снов, — пояснил отец. Зашумев винтом, вертолет взмыл вверх и, на мгновение накрыв нас своей тенью, исчез из виду. Лифт так стремительно упал вниз, что внутри похолодело. Мы вышли и ступили на движующуюся дорожку, которая словно мостик легла через синюю реку ковра, и вдруг очутились перед большим прилавком со множеством всяких надписей, например: «Часовая мастерская», «Фанточини — наша специальность», «Зайчик на стене — это очень просто»*. — Зайчик? Я сложил пальцы и задвигал ими — получился заяц, шевелящий ушами. — Это заяц, а вот волк. А это крокодил. — Это каждый умеет, — сказала Агата. Где-то тихо играла музыка. За стеной глухо работали какие-то механизмы. Вокруг нас в ящиках и в стенных нишах, а то просто свешиваясь с потолка на шнурах и проволоке, везде были куклы и марионетки, бумажные, на каркасах из тонких щепочек, куклы с острова Бали, напоминающие бумажного змея. Словно повешенные еретики на перекрестках дорог в ■средневековой Англии, подумал я, гордый тем, что не совсем забыл учебник истории. Агата недоверчиво моргала, озираясь. Наконец, недоверие сменилось страхом, потом отвращением. — Если они все такие, тогда уйдем отсюда. — Тс-с, — остановил ее отец. — Ты однажды подарил мне такую глупую куклу, помнишь, два года назад, — запротестовала Агата. — Все веревки сразу перепутались. Я выбросила ее в окно. — В таком случае постараемся подобрать без веревок, — вдруг услышали мы голос и с удивлением уставились на человека за прилавком. А он, словно гробовщик, хорошо знающий свое дело, глядел на нас серьезно, без тени улыбки. Будто знал, что дети не очень-то доверяют тем, кто слишком охотно улыбается. Они безошибочно чуют подвох. Все так же без улыбки, но отнюдь не мрачно, а приветливо и просто человек представился: — Гвидо Фанточини, к вашим услугам. Вот что мы сделаем, мисс Агата Саймоне, одиннадцати лет... Вот это да! Он прекрасно видел, что Агате никак не может быть больше десяти.
Но, умышленно прибавив ей год, он попал в точку — Агата на глазах выросла по меньшей мере на вершок. — Вот, держи. Он вложил ей в ладонь маленький золотой ключик. — Это чтобы заводить их? Вместо веревок, да? — Ты угадала, — кивнул ом. — Так я вам и поверила, — фыркнула Агата. — Сама увидишь. Это ключик от вашей Электрической Бабушки. Вы сами выберете ее, сами будете заводить. Это надо делать каждое утро, а вечером обязательно отпускать пружину. И следить за этим поручается тебе. Ты будешь хранительницей этого ключа, Агата. И он посильнее прижал его к ладони Агаты, которая продолжала разглядывать ключ с прежним недоверием. Я же не спускал глаз с этого человека. А он лукаво подмигнул мне, словно хотел сказать: «Не совсем так, но занятно, не правда ли?» И тут я не выдержал и тоже подмигнул ему, пока Агата разглядывала ключик. — А куда же его вставлять? — Придет время, все узнаешь. Может, в живот или подмышку, а может, в левую ноздрю или в правое ухо. Все это он произнес без тени улыбки. Это было получше всяких улыбок. Человек вышел из-за прилавка. — А теперь пожалуйте сюда. Осторожно. Вот на эту бегущую дорожку. Как по воде. Вот так. — И он помог нам с неподвижной дорожки ступить на другую, движущуюся, которая с тихим шелестом, словно река, текла мимо. Она понесла нас мимо зеленых ковровых лугов, таинственных ниш, под своды загадочных темных пещер, где чьи-то голоса, как эхо, повторяли все, что мы говорили. — Слышите? — промолвил хозяин. — Это все женские голоса. И вы можете выбрать любой из них, тот, что больше всего вам понравится... С удивлением и страхом прислушивались мы к голосам, низким и высоким, звонким и глуховатым, ласковым и чуточку строгим и назидательным. Агата все время отставала, она все пробовала идти в обратном направлении. — Скажите что-нибудь, — предложил хозяин, — если хотите, можете крикнуть. — Эй-эй! Вы там, слышите? Это я, Тимоти! — А что мне сказать? — спросил я и вдруг закричал: — На помощь! Спасите! Только Агата, упрямо сжав губы, продолжала шагать против течения. Отец взял ее за руку. — Отпусти меня!—закричала она. — Я не хочу, чтобы мой голос попал туда, не хочу, не хочу! — Отлично. — Хозяин коснулся пальцем трех циферблатов на небольшом приборе, который держал в руках. На бумажной ленте возникли три кривые, они переплетались, сливались и снова расходились, — наши голоса и выкрики. Хозяин щелкнул переключателем, и мы услышали, как голоса, вылетев, ударились о своды пещер, отскочили, разлетелись и повисли в воздухе, заглушая все остальное: вот он повернул рукоятку в одну, другую сторону, и мы услышали легкое, как вздох, восклицание мамы, еле различимое и почти не узнаваемое, и недовольное ворчание отца, бранившего статью в газете, а затем его умиротворенный голос после глотка доброго вина. Хозяин все время вертел и переключал что-то, и вокруг нас плясали то еле различимые шепоты, то громкие звуки, словно вспугнутая вспышкой света мошкара. Но вот она прекратила свой испуганный пляс, успокоилась, осела. И в тишине явственно прозвучал голос: — Нефертити. Тимоти замер, я тоже застыл на месте. Даже Агата прекратила свои бесплодные попытки идти против течения.
— Нефертити? — переспросил Тим. — Что это такое? — недовольно воскликнула Агата. — Я знаю! — воскликнул я. Хозяин одобряюще кивнул мне. — Нефертити, — шепотом произнес я, — в древнем Египте означало «прекраснейшая из всех явилась нам». > «Прекраснейшая из всех явилась нам», — повторил Тимоти. — Нефер-ти-ти, — протянула Агата. Взоры наши погрузились в мягкий бездонный полумрак, откуда донесся этот удивительно нежный, ласковый и добрый голос. Она была там. И, судя по голосу, она была прекрасна... Вот как это было. Во всяком случае, таким было начало. Голос решил все. Почему-то именно он показался нам самым главным. Конечно, нам не безразлично было и многое другое, например ее рост и вес. Мы не хотели костлявой и угловатой — чтобы не набивать об нее синяки и шишки, толстой — чтобы не утонуть и не задохнуться в ее объятиях, словно в пуховой перине. Ее руки, когда они будут прикасаться к нам или вытирать испарину с наших горячих лбов во время болезни, не должны быть холодными, как мрамор, или обжигать, как раскаленная печь. Мы хотели, чтобы они были теплыми, как тельце цыпленка, когда утром вынимаешь его из-под крыла наседки. Только и всего. А цвет волос нашей бабушки? Агата, как всякая девчонка, имела на сей счет твердое мнение, которым не очень-то собиралась делиться с нами. Но мы с Тимоти сами уступили ей право выбирать из тех тысяч образцов, что украшали стены, словно разноцветные струйки дождя. Это, однако, ничуть не обрадовало Агату, но, понимая, как опасно полагаться на мальчишек в таком деле, она велела нам отойти в сторону и не ь мешать ей. Что и говорить, в фирме Шанточини работали умные люди. Они заставили нас ждать. Они знали, что победа еще не одержана. Мы не были еще готовы. Увы, до этого было еще далеко. Особенно, если говорить об Агате. Ложась вечером в постель, она тут же отворачивалась к стене и, бог знает, что она там видела. Только по утрам находили на обоях следы прикосновения ее пальцев, силуэты крохотных существ, то прекрасных, то зловещих, как в кошмарном сне. А Шанточини выжидали. В нервном напряжении прошел июнь. Минул июль, полный тягостного молчания. На исходе был август. Вдруг 29-го Тимоти сказал: — Какое-то странное у меня сегодня предчувствие... И не сговариваясь, мы после завтрака вышли на лужайку. Возможно, мы заподозрили что-то, когда слышали, как отец вчера вечером с кем-то говорил по телефону, или от нас не укрылись осторожные взгляды, которые он бросал то на небо, то на шоссе перед домом. А может, виною был ветер, от которого в!ю ночь вздувались и трепетали занавески в спальне, словно хотели нам что-то сказать. ^ Так или иначе, мы с Тимом были на лужайке, а голова Агаты, делавшей вид, будто ей решительно все рав.но, мелькала где-то на крыльце за горшками с геранью. Мы словно не замечали ее, нашу сестренку. Мы знали, стоит нам вспугнуть ее, она тут же убежит. Поэтому мы смотрели на небо. А на нем были лишь птицы да далекий росчерк реактивного самолета. Мы не забывали также поглядывать на шоссе, по ко- 109
торому мчались машины. Ведь любая из них могла замедлить ход, повернуть и доставить нам... Нет, нет, ведь мы ничегошеньки не ждем, ничего! В полдень мы с Тимоти по-прежнему валялись на лужайке, жевали травинки. В час дня Тимоти вдруг часто-часто заморгал глазами. И вот тут-то все и произошло, с невероятной точностью и молниеносной быстротой. Словно Шанточини передался весь накал нашего нетерпения, и они безошибочно выбрали момент. Будто учуяв, что нашему долгому ожиданию вот-вот готов прийти конец и что такое может случиться каждую минуту, каждую секунду, и тогда все исчезнет и будет забыто, словно никогда ничего и не было, именно в это решающее мгновение, так чутко почувствованное и угаданное, облака над нашим домом расступились и пропустили вертолет, словно мифические небеса колесницу бога Аполлона. Колесница медленно опускалась на крыльях потревоженного воздуха, горячие струи его, тут же остывая, вздыбили наши волосы, захлопали складками одежды так громко, словно кто-то разразился аплодисментами, а волосы Агаты, стоявшей на крыльце, были похожи'на трепещущий флаг. Испуганной птицей вертолет еле коснулся лужайки, чрево его разверзлось и на траву упал внушительных размеров ящик. И не дав времени ни на приветствие, ни на прощанье, еще сильнее взвихрив воздух, вертолет тут же рванул вверх, и, словно небесный дервиш, унесся дальше, чтобы где-то еще проделать столь же фантастический трюк. Какое-то время Тимоти и я глядели на ящик. Но когда мы увидели прикрепленный к его верху из грубых сосновых досок маленький ломик, мы уже больше не раздумывали и бросились к ящику; орудуя ломиком, мы принялись с треском отрывать одну доску за другой. Увлеченный этим занятием, я не сразу заметил, что Агаты нет на крыльце. Подкравшись, она с любопытством наблюдала за нами. Как хорошо, что она не видела, как увозили маму на кладбище, не видела гроба и свежей могилы. Она слышала слова прощания в церкви, но самого ящика, деревянного ящика, так похожего на этот... к счастью, она не видела! Отскочила последняя доска. Мы с Тимоти ахнули! Агата, стоявшая теперь совсем рядом, тоже не удержалась от возгласа удивления. Потому что в большом ящике из грубых сосновых досок лежал подарок, о котором можно только мечтать. Отличный подарок для любого из смертных, будь ему семь или все семьдесят семь. Сначала просто не было слов и совсем перехватило дыхание, но потом мы разразились поистине дикими воплями восторга. Потому, что в ящике лежала... мумия! Вернее, пока перед нами был саркофаг. — Не может быть! — Тимоти чуть не заплакал от счастья. — Не может быть! — повторила Агата. — Да, да, мумия! — Наша, наша собственная?! — Конечно, наша! — А что, если не наша? Если они ошиблись? — И заберут ее обратно?.. — Ни за что! — Смотрите, настоящее золото! И настоящие иероглифы! Потрогайте! — Дайте мне «потрогать! — Точь-в-точь такая, как в музее! Мы говорили все разом, перебивая друг друга. Золотая маска на саркофаге смотрела на нас, чуть улыбаясь, словно радовалась вместе с нами и готова была ответить на этот порыв и охотно принимала нашу любовь, которая, нам казалось, навсегда ушла из наших сердец, но вот вернулась и вспыхнула с новой силой при первом лучике солнца. Ибо лицо ее было солнечным ликом, отчеканенным из чистого золота, с тонким из-
гибом ноздрей, с нежной и вместе с тем твердой линией рта. Ее глаза сияли небесно- голубым, нет, аметистовым, лазоревым светом или скорее сплавом всех этих цветов, а тело было испещрено изображениями львов, человеческих глаз и птиц, похожих на воронов, а золотые руки, сложенные на груди, держали плеть — символ повиновения и огромный цветок, что означало любовь и добрую волю, когда плеть вовсе уже не нужна... Глаза наши жадно впились в иероглифы, и вдруг мы увидели... Мы сразу поняли... — Эти знаки, ведь они... Вот птичий след, вот змея!.. Да, да они говорили совсем не о прошлом. В них было будущее. Это была первая в истории мумия, таинственные письмена которой сообщали не о том, что было прежде, а о том, что должно свершиться через месяц или через три, через год или спустя века! Она не оплакивала то, что безвозвратно ушло. Нет. Она приветствовала яркое сплетение грядущих дней и событий, записанных, хранимых, ждущих, когда наступит их черед, их мгновенье, и можно будет протянуть руку, взять их и полностью насладиться ими. Мы благоговейно встали на колени перед этим грядущим и возможным временем. Руки протянулись, сначала одна, потом другая, пальцы робко коснулись, стали ощупывать, пробовать, гладить, легонько обводить контуры чудодейственных знаков. — Вот я, смотрите! Это я в шестом классе, — закричала Агата (сейчас она была в пятом). — Видите, эту девочку. У нее такие же волосы и коричневое платье. — А вот я в колледже, — уверенно сказал Тимоти. — И я... в колледже, — тихо, с волнением промолвил я. — Вот этот увалень в очках. Конечно же, это я, черт побери! — И я смущенно хмыкнул. На саркофаге были наши школьные зимы, весенние каникулы, осень с золотом, медью и багрянцем опавших листьев, рассыпанных по земле словно монеты, и над всем этим символ солнца, вечный лик дочери бога Ра, неугасимого светила на нашем горизонте, и наши тени, уходящие в счастливое и далекое будущее. — Вот здорово! — хором воскликнули мы, читая и перечитывая книгу нашей судьбы, прослеживая линии наших жизней и нашей любви, таинственные убегающие зигзаги, то пропадающие, то возникающие вновь. — Вот здорово! И, не сговариваясь, мы ухватились за сверкающую крышку саркофага, приподняли ее и отложили в сторону. И конечно... В саркофаге была настоящая мумия! Такая же, как ее изображение на крышке, но только еще прекрасней и желанней, ибо она совсем уже походила на живое существо, запеленутое в новый, чистый холст, а не в истлевшие, рассыпающиеся в пыль погребальные одежды. Лицо ее скрывалось под еще одной золотой маской. А чистые ленты холста, в который она была завернута, были испещрены иероглифами. На каждой из них — свои иероглифы: вот для девочки десяти лет, а эти для девятилетнего мальчика и мальчика тринадцати лет. Каждому из нас свои иероглифы! Мы растерянно переглянулись и вдруг рассмеялись. Нет, не думайте, никто из нас не сказал ничего смешного. Просто вот что пришло нам в голову. Если она завернута в холст, а на холсте-то — мы, значит, получается, что он завернута в нас. Ну и пусть, какая разница! Все равно это здорово придумано, и тот, кто это придумал, знал, что теперь никто из нас не останется в стороне. Мы бросились к мумии, и каждый потянул за свою полоску холста, которая разворачивалась как волшебный серпантин. Вскоре на лужайке были горы холста. А она лежала неподвижно, дожидаясь своего часа. — Она мертвая! — вдруг закричала Агата. — Мертвая! — И в ужасе рванулась прочь. ш
Я вовремя схватил ее. — Глупая. Она ни то, ни другсИЬ — не живая и не мертвая. У тебя ведь есть ключик. Где он? — Ключик? — Вот балда! — закричал Тим. — Да тот, что тебе дал этот человек в магазине. Чтобы заводить ее! Рука Агаты уже шарила за воротом, где на цепочке висел символ нашей новой веры. Она рванула его, коря себя, и ругая, и вот он уже лежит на ее потной ладошке. — Ну давай, вставляй же его! — нетерпеливо крикнул Тимоти. — Куда? — Вот дуреха! Он же тебе сказал: в ухо, подмышку. Дай сюда ключ. Он схватил его и, задыхаясь от нетерпенья и досады, что сам не знает, где найти заветную скважину, стал обшаривать мумию с ног до головы, тыча в нее ключом. Где, где же она заводится? И вдруг, отчаявшись, он ткнул ключом в живот мумии, туда, где по его предположению, должен же быть у нее пупок. И, о чудо! Мы услышали жужжание. Электрическая Бабушка открыла глаза! Жужжание и гул становились громче. Словно Тим ткнул палкой в осиное гнездо. — Отдай! — закричала Агата, сообразив, что Тимоти отнял у нее всю радость пер- вооткрытия. — Отдай ключ! Она выхватила у него ключик. Ноздри нашей бабушки шевельнулись — она дышала! Это было так же невероятно, как если бы из ее ноздрей повалил пар или полыхнул огонь. — Я тоже хочу! — не выдержал я и, вырвав у Агаты ключ, с силой повернул его... Дзинь! Уста чудесной куклы разомкнулись. — Я тоже! — Я! — Я! Бабушка внезапно поднялась и села. Мы в испуге отпрянули. Окончание в следующем номере
II и Сигнал в компьютер посылает корова Сельское хозяйство многих стран испытывает острую нехватку рабочих рук. И если в полеводстве машины в какой-то степени позволяют выйти IIл положения, то и животного детве проблема стоит очень остро. Чтобы получать хорошие удои, к каждой короне нужен индивидуальным подход, а это невозможно, если на сто животных приходится однн-два работника. Па недавней сельскохозяйственной выставке в Англии была показана действующая электронная система для ухода за коровами, позволяющая вести хозяйство индустриальными методами, с большим размахом н в то же время учитывать нужды и чаяния каждой буренки. Обслуживаемые электронной системой коровы носят между рогами маленькие опознавательные передатчики, как прежде носили колокольчики. Передатчики сообщают электронно-вычислительной машине о каждом шаге животного. Компьютер же помнит все о всех коровах: чем они болели, когда телились, какой корм предпочитают, какой у каждой аппетит, какие прописаны лекарства. По команде ЭВМ над стойлами стель- ъ пых и больных животных загораются специальные сигнальные лампочки. По команде ЭВМ автоматически идет донка, раздача кормов н лекарств. В свою очередь датчики, установленные в кормушках и доильных аппаратах, сообщают в компьютер, сколько корова поела корма, сколько дала молока. А самые важные, обобщенные сведения о стаде ЭВМ с помощью телетайпа передает в контору фермы. Создатели системы .«ЭВМ — корова» не сомневаются в ее полезности п эффективности. Единственное, что их тревожит, это надежность электронных блоков в специфических условиях коровника, где есть вода, дезинфицирующие средства н прочие агрессивные вещества. Коровник — не машинный .■VII Ч*. Располневшие воробьи Перед дальней дорогой перелетные птицы понемногу накапливают жир — в пути с питанием плохо. Но что побуждает ласточек и зябликов толстеть, какая биохимическая перестройка идет в их организмах? Возможно (и это мнение разделяют многие специалисты), причина ■- в усиленной секреции гормона пролактина. У млекопитающих этот гормон стимулирует выработку молока. Когда же перелетным птицам вводят пролактин в неподходящее время, скажем, в середине лета, то они начинают вести себя точь-в-точь как перед отлетом и постепенно жиреют. Ну а если ввести пролактин птицам, которые никуда не улетают, - что тогда? Такой эксперимент был поставлен недавно в Зоологическом институте АН СССР. Гормон вводили самым обычным домовым воробьям. Воробей, как известно, птица не особо полная; в среднем в каждом воробушке не более 8% жира. А после инъекций птицы стали заметно прибавлять в весе, причем их жирность, определенная по специальной методике, оценивалась баллом «много». Порой птицы прибавляли в весе на 22%, что при малом их размере составляет около 6 г. Словом, на домовых воробьев пролактин действует так же, как на их перелетных родственников. Но у тех и других этот гормон вырабатывается и сам по себе. Видимо, у перелетных птиц перед путешествием секреция пролактина возрастает, а у оседлых — пет. Известны случаи, когда оседлые птицы ни с того ни с сего проявляют тягу к перемене мест и предпринимают дальние путешествия. \W пролактин ли тому виною? Г. МАРКОВ Tt3
Н0Р0..^1И_ IE-1 I ■ Jb 1И| iKriL. \__4l II Чай и зубы Рекламные плакаты утверждают: «Тот, кто кофе утром пьет, целый день не устает». Тем не менее врачи призывают не злоупотреблять кофе. Целебные свойства натурального виноградного вина признаны диетологами всего мира. Тем не менее злоупотребление вином, даже натуральным, — причина многих бед. Некоторые люди не могут нить молоко, и не в силу привычки, а потому что их организм не усваивает молочный сахар. И только у одного распространен нейшего напитка медики не нашли пока серьезных противопоказаний для кого бы то ни было. Как нетрудно догадаться, речь идет о чае. О его тонизирующих и целебных свойствах, о чаепитиях в разных странах и технологии обработки чайного листа «Химия и жизнь» рассказывала в первом номере за 1968 год, и вряд ли здесь стоит повторяться. Однако полгода назад английский журнал «Medical News» (№ 23 от 10 нюня 1974 г.) сообщил о чае нечто новое. Как установил профессор Л. Хардвик (Манчестерский университет), чай весьма полезен для зубов. Дело в том, что он содержит примерно столько же соединений фтора, сколько вода после специальной обработки фторидами, а микродозы фтора — классическое и радикальное средство предотвращения кариеса. Сейчас профессор Хардвик выясняет, как влияет на зубы сладкий чай, сохраняется ли благотворное действие чая и в присутствии извечного разрушителя зубов — сахара. В. СТАНИЦЫН Пишут, что... 114 „.получено соединение, содержащее связь ксенон - азот («Chemical and Engineering News», т. 52, № 24, с. 16)... ...у крыс, больных диабетом, пораженная печень восстанавливается быстрее, чем у здоровых животных («Бюллетень экспериментальной биологии и медицины», 1974, До 2, с. 83)... ...температура ядра Юпитера равна 300 000° С («Aviation Week and Space Technology», т. !0I. № I!, c. 40)... ...метод селективного гальванического золочения корпусов полупроводниковых приборов позволяет экономить 95% драгоценного металла («Electronics Weekly», № 718, с. 14)... ...способность к подражанию наиболее ярко выражена у овец, причем в одинаковой степени как со стороны особи по отношению к стаду, так и со стороны стада но отношению к особи («Вопросы психологии». 1974, № 2. с. 105).. ...лизоцим человека избирательно угнетает клетки опухолей («Антибиотики», 1974, № !.с83)... ...химический лазер, использующий для накачки взрывную реакцию фтора с водородом, выделяет в импульсе длительностью 30 нсек энергию в 2300 джоулей («Nuclear News», т. 17, № |0 с. 83)... ...лягушки могут питаться мышами («Природа», 1974 Ло 8, с. 125)...
НОРОТНИЕ ЗАМЕТНИ НОРОТКИЕ ЗАМЕТНИ KOPOTKHL ЗАМ1.ГКИ Застегните! Пишут, что. .витамин С снижает содержание холестерина в крови («Medical News», т. 6, № 37, с. !)... .. сейчас используется около 90% всей меди, добытой человечеством с древнейших времен («Newsweek», 27 мая 1974 г , с. 4) ...разрабатывается технология переработки старых газет в глюкозу («The Financial Times», № 26503, с. 12)... ...созданы термостойкие волокна из окиси алюминия и окиси циркония («Chemical and Engineering News», т. 52, Л» 18, с. 24)... ...из спор шампиньонов Aga- ricus bisporus можно получать антибиотики («Science News», т. 106, с. 73) . ...станки для опороса повышают выживаемость поросят («Feedstuffs», т. 46, Л« 26, с. 15) Из дежурного газетного очерка на медицинскую тему: «Профессор Н. отошел от операционного стола, вытер- со лба капельки пота и устало сказал ассистенту: «Зашивайте...». Не исключено, что в недалеком будущем та же фраза будет заканчиваться иным, неожиданным словом: застегните. По крайней мере так уверяет австралийский изобретатель Клод Каучич, который рекомендует хирургам отказаться от традиционных швов, а взамен предлагает найлоновую ленту, покрытую с одной стороны липким слоем и хорошо пристающую к коже. А на другой стороне ленты — зубчики и особое устройство вроде замка на молнии. Перед операцией лепту «прижимают к оперируемому участку и прямо через нее делают разрез. А когда операция окончена, две половинки ленты застегивают, и края разреза плотно смыкаются. У угон «молнии» есть по меньшей мере два преимущества перед обычным швом. Во-первых, застегнуть намного быстрее, чем зашить. И во-вторых, от иглы остается на теле заметный след, от ленты след совсем слабый. Правда, под лентой заживление может идти медленнее, поскольку доступ воздуха затруднен. Но с этим можно справиться: ленту делают со множеством мелких отверстий, через которые воздух проникает к коже; примерно через месяц ленту можно снять. Все бы хорошо, да вот неизвестно, как к угому новшеству отнесутся сами хирурги... Г. БОРОДИН ...для уменьшения утечки радиоактивных веществ из реактора японского атомного судна «Муцу» использовалась пастообразная смесь вареного риса и кристаллического бора («Агентство «Рейтер», 4 сентября 1974 г.)... ...яд кобры уменьшает образование некрозов при инфаркте миокарда («Medical News», т. 6, № 32, с. I)... . .бактерии Agrobacterium tumorifaciens вызывают злокачественные опухоли у дурмана вонючего («Science News», т. 106, с. 41)... 115
»**m Чем ,i» i t _ иГМ i Собачья жизнь Говорю, ежели бы у тебя был самый что ни на есть верный друг... который сыздетства. То за сколько бы ты его примерно продал? Л. И. КУПРИН. Белый пудель Где-тс на пятом или шестом месяце жизни собака навечно отдает свою привязанность одному человеку. И взрослеющий щенок уже не просто милое создание, а существо, преисполненное любви и преданности Довольно часто бывает, что одним вашим знакомым он начинает оказывать знаки внимания, а других сторонится. Задумайтесь над этим: собаки редко ошибаются в людях. Зато люди частенько ошибаются в собаках чувство собственного достоинства принимают за неуживчивость, совестливую собаку обвиняют в слабохарактерности и, наоборот, непомерно жалеют четвероногого симулянта. fi6
Собаки жпв\т возле нас уже 40 тыеич лет. Петь песики размером чуть ли не со стакан и 60-килограммовые гиганты. Откуда же они взялись? Дебаты по этому поводу еще не закончены. Одни зоологи полагают, что собаки это не что иное, как одомашненные волки, другие утверждают, что родословное древо собак идет от шакалов, третьи —- что в собаках течет кровь и тех и других животных. Есть и точка зрения, будто собака произошла новее не от волка и не от шакала, а от животных, бывших общими предками для всех этих хищников. Сам процесс одомашнивания тоже пока в тумане—то ли умнейший человек племени иод май ил осиротевших волчат или шакалят, решив, что нз них получатся превосходные сторожа, то ли было так, что никто никого не приручал. Просто па заре становления человечества первобытные стан собак охотились вместе с первобытными же людьми - помогали загонять добычу. А люди в благодарность оставляли им часть добычи, выделяли паи. Иными словами, в те далекие времена люди и собаки сотрудничали на равных. II кто кою одомашнил, сказать тр\дно. Собаки вошли в человеческое общежитие не как безответная скотина, а как активный сотрудник во время охоты и при охране имущества. Сама жизнь заставила их разговаривать, вернее, общаться с людьми па расстоянии. Получается, что собаки изобрели лай взамен нашей речи, взамен второй сигнальной системы. Например, бывалый охотник ио лаю гончих знает, как обстоит дело в данный момент. Любой нз нас без всякого усилия различает злобный лай и лай, которым псы приветствуют друзей, мы улыбаемся радостному заливистому лаю п приходим в печаль от унылого тявканья. И кто знает, если бы на расшнфровк\ собачьего языка было бы затрачено столько же усилий, как на изучение сигнализации дельфинов, не смогли бы мы уже теперь вести беседу с нашими четвероногими друзьями? Никак не могу поверить, что человеческая речь, жесты и мимика для толковой, одаренной собаки только тогда имеют значение, когда отдаются команды, когда звучит сигнал, вызывающий якобы лишь рефлекторное действие. И сколько бы ни упрекали меня в антропоморфизме, все же расскажу об одном случае. Когда моя семья переехала в новый дом на окраине Москвы. вокр>г еще стояли неказистые хибарки с садиками. Дни их были сочтены — район быстро застраивался. Когда владельцам одной из хибарок предложили благоустроенную квартиру, они затеяли мерзкий спор: брать ли с собой овчарку, долго и верно сторожившую их сад и имущество. Спор длился не один день. И закончился он плохо собака умерла. Д\огут сказать, что она умерла от старости И от голода. По почему она отказалась от еды? Почему она тоскли- IIо глядела на хозяев, а те стыдливо отворачивались от укоряющих собачьих глаз? По- моему, пес понял, что происходит и не смог пережить предательства. Среди собак встречаются подлые твари, но предательство собаки — дело неслыханное. Наоборот, ради бесконечно обожаемого хозяина они готовы на все. Борис Рябинин в книге «О любви к живому» рассказывает про величественнейший поступок собаки, хозяев - которой фашисты бросили в концлагерь. Сеттер Сильва каким-то немыслимым образом нашла лагерь, куда заточили ее хозяев. Она прорыла ход иод колючей проволокой и по ночам (днем застрелит охрана!) приносила вконец изголодавшимся людям то косточку с остатками мяса, то сырую морковку. Сама Сильва была худа как скелет. Еще в древние времена воспевали преданность собаки. Например, Плутарх славил Лкламфита — пса, который уплыл в море вслед за своим господином, не взявшим его па корабль. А единственному оставшемуся к живых боевому псу, спасшему Коринф от внезапной атаки врагов, нз казны была выдана дорогая награда: массивный серебрян- пый ошейник с надписью: «Защитник и спаситель Коринфа». Какой же тогда ошейник (золотой, бриллиантовый?) нужно было надеть на Дика? Эта овчарка в трудные годы Великой Отечественной войны по запаху взрывчатки обнаружила 12 тысяч немеиких мни и огромн>ю бомбу с часовым механизмом, спрятанную фашистами в фундаменте Павловского дворца под Ленинградом. Талант и выдержка Дика спасли жизнь тысячам советских солдат. Грустно, что про Дика никто не написал стихов или таких возвышенных строк, какие посвящены дру- 117
V* т I тому герою — сенбернару Барри, жившему более ста лет назад. Да и серебряного ошейника Дик не носил.., Хорошая собака-ищейка — это точный прибор, и обращаться с ней надо именно как с тонным прибором. Р X. РАИТ. Наука о запахах В этих словах для собак иет ничего унизительного— точными приборами дорожат, берегут их как только могут. Наш живой прибор вовсе не чемпион по объему обонятельных луковиц: у человека они занимают 0,125 см3, у кошки —0,375, у собаки — 1,25, а у лошади целых 5,0 см3. Но острота обоняния зависит не только от объема луковиц, а и от размера их поверхности. Эту поверхность увеличивают выступы. Специалисты именуют их этмоидальными раковинами. У копытных животных восемь таких раковин, у ежа пять, у человека лишь две, а у собаки шесть основных и несколько добавочных. Строение обонятельных органов изучено хорошо, но все же, как именно собака ию- хает, еще доподлинно неизвестно. На этот счет есть лишь гипотезы. Гипотезы эти довольно сложные, и читателям их описание может показаться скучным. Но это всего два абзаца. Начнем по порядку. Изнутри собачий нос всегда мокрый, он покрыт жидкостью, активно поглощающей газообразные вещества. Эта жидкость захватывает очень малую толику молекул: остальные проходят в легкие. Однако этой малой толики собаке вполне достаточно, чтобы унюхать, чем пахнет. Что же происходит с этими молекулами? Думают, что запах зависит от адсорбционных свойств веществ, и обонятельные клетки различают вещества именно по этим их свойствам. Есть и точка зрения, будто запах любого вещества предопределен молекулярными колебаниями: молекулы, поглощенные пигментом обонятельных клеток, вибрируют, и благодаря их вибрации пигмент меняет цвет. С этой точки зрения получается, что механизм восприятия запаха сходен с механизмом восприятия цвета. Новейшее предположение по поводу работы собачьего 118
носа состоит в том, что в напичканных ферментами обонятельных клетках под влиянием молекул пахучего вещества могут идти обратимые изменения белков, что влечет за собой смену электропотенциалов, которые передаются по нервным волокнам. Все еще больше запутывается, если вспомнить, что собаки сортируют запахи — выделяют из них нужный. У нас более сильный запах забивает остальные, а собака распознает капроновую кислоту в смеси других жирных кислот или гетерогенных веществ. Если четвероногому прибору дать фенамин, то через полчаса нюх еще более обострится. Действует фенамин довольно долго — несколько часов. Кофеин тоже повышает чувствительность собачьего носа. А чтобы собака лучше дифференцировала, различала запахи, ей можно дать смесь фенамина с раствором брома. Запах запаху рознь: степень чувствительности собачьего носа пропорциональна количеству углеродных атомов в молекуле вещества, которым она заинтересовалась. И при всем том собака мало чувствительна к растительным запахам. Это и хорошо — сенного насморка у нее не бывает. Это и плохо — возможно, что собака не знает, как пахнут розы или ландыш. А собственно говоря, чем это плохо? Эволюция специально настроила ее нос на вещества животного происхождения, на запах добычи. Для раздражения обонятельной клетки собачьего носа хватит одной-единственной молекулы масляной кислоты. Иныки словами, к этому компоненту пота он-а в миллион раз чувствительнее человека. И чем больше взмокло преследуемое собакой животное, тем сильнее этот аппетитный с точки зрения нашего четвероногого друга запах. Мы живем в мире запахов. Запахи бывают жесткими и нежными, приятными и отталкивающими, они радуют и раздражают нас. Они меняют настроение и глубинную деятельность организма. Например, благоухание жаркого не только увеличивает слюноотделение; сами того не зная, мы начинаем быстрее дышать. Есть и более странные воздействия: запах камфары повышает чувствительность к зеленому цвету, запах аммиака усиливает боль. Вероятно, у собаки все это во сто крат острее. Мир запахов от нее неотделим — после перерезки обонятельных путей собака обычно не живет более месяца. Ищейки находят бандитов по запаху, оставленному их подметками. Это знают все. Но не всем известно, что на каждом отпечатке обуви преступников остается по крайней мере 2,5м молекул алифатических кислот, выделенных ступней и проникших сквозь подметку и швы ботинка. С городского асфальта эти молекулы улетучиваются быстрее, чем с поросшей травой тропинки, где пес может взять след даже через сутки после происшествия. Боковой ветер относит улетучивающиеся молекулы запаха: собака бежит рядом со следом и на поворотах теряет его. Дождь вообще смывает частицы запаха, и собака впадает в растерянность. Зато снег ей мешает мало: при снегопаде розыскная собака чует след, даже если его замело 12-сантиметровым сугробом. Зрение у собак неважное. Они не могут разглядывать Луну двумя глазами и вообще подслеповаты — человека увидят, когда он подойдет на 300 метров. Очень часто уверяют, будто природа обидела собак еще и тем, что не позволила им любоваться красками, что у них якобы черно-белое зрение. По всей вероятности, конец этому нелепому заблуждению положила монография В. К. Шепелевой «Очерки функциональных свойств анализаторов диких млекопитающих» («Наука», 1971 г.). Шепелева не только обобщила разрозненные сведения, но и провела опыты с несколькими видами животных. Хорек Пуся до того был замучен сменой условий эксперимента, что обиделся, залез на шкаф и просидел там десять часов. Нервы у собак Жучки и Кокоши оказались покрепче, хотя экспериментатор всячески старался сбить их с толку. Например, зеленый цвет то ничем не «пах», то отдавал камфарным или тополевым маслами. И все-таки Жучка и Кокоша, когда было нужно, отличали зеленый цвет от четырех других цветов различной интенсивности. Есть собаки умные, сметливые, веселые... и дуры набитые, понурые флегмы, никогда не приобретающие сметки. Л. П. САБАНЕЕВ. Календарь природы Никому не хочется иметь дело с глупой собакой. И не из-за этого ли сошло на нет племя мосек — тех, кто в баснях лаял на 119
слона. Говорят, что моськи были на редкость злы и бестолковы. Великий знаток собак и охотничьего дела Сабанеев на первое место по смышлености ставил именно охотничьих собак. Брэм предпочитал пуделей, хотя отдавал должное уму, мужеству, доброте и силе ньюфаундлендов. Но и собак других пород Брэм не обижал. Вот его слова из редкостного, еще не сокращенного издания 1866 года: «Бывают бульдоги, которые по своей понятливости могли бы соперничать с пуделем. Я сам, например, знал такого. Он доставлял много удовольствия своим умом, знал множество штук и понимал, так сказать, каждое слово. Так, хозяин мог посылать его за разными вещами, и он приносил всегда то, что ему приказывали. Если ему говорили «ступай за каретой!», он отправлялся на площадь, где стояли извозчики, вскакивал в один из экипажей и лаял до тех пор, пока кучер не трогался с места; если тот ехал не туда, куда было нужно, собака начинала снова лаять или, выскочив, бежала впереди лошадей и останавливалась у ворот своего дома. Этот бульдог страстно любил баварское пиво и безошибочно отличал его от всех других сортов». В нашн дни услуги такого гениального бульдога были бы поистине неоценимы: он смог бы в суматошные праздники сделать невозможное — подогнать к дому такси. Зато при виде столба и четвероногие гении, и бездари моментально соображают, что надо делать: ритуальному обрызгиванию столбов и камней в собачьей жизни отведено почетное место. На это тратится много сил и времени. Это древний, освященный веками обычай; Чем он порожден, не очень-то понятно. То ли с помощью брызг предки собак держали между собой связь во время длительной облавы; то ли брызги выполняли роль пограничных знаков — очерчивали территорию стаи. Так это или иначе, но любая уважающая себя собака сначала ознакомится со всеми предыдущими объявлениями, и только после этого оставит свою подпись. Волки в подобных случаях поступают более основательно: и ногу задирают, и стараются подвесить помет на ветку куста. Почему именно подвесить? Для этого есть уважительная причина: на земле такая визитная карточка быстро исчезнет, а на ветке она недоступна жукам-навозникам. В наше время задирание ноги выглядит осколком дикой жизни. Есть и еще несколько таких пережитков. Например, прежде чем улечься на мягком коврике, собака даже самых благородных кровей крутится — утрамбовывает место ночлега и поудобнее укладывает хвост, который часто вообще отрублен. (Отрубание хвоста тоже своего рода дикость, но уже не собачья, а людская.) А вот почему собаки валяются на падали, и вовсе неясно. Раньше думали, что это очень товарищеский поступок — по надушенной шерсти коллеги могут узнать об источнике пропитания. Но теперь такая точка зрения поколеблена: собака пачкает шерсть и на несъедобных отбросах. Сомнительна и версия, будто собаки для того валяются в нечистотах, чтобы отбить собственный завах, от которого приходит в ужас добыча. Ведь запах демаскирует хищника тогда, когда он притаился в засаде, когда жертва может учуять угрозу и убежать. А предки собак добывали пропитание, не из засады, а в сумасшедшей гонке, и в этой беготне пахни— не пахни, мало что изменится.
Собак любят почти все. К сожалению, в некоторых азиатских странах их разводят на мясо. Впрочем, может, с собачьей точки зрения лучше какое-то время пожить в тепле, сытости и довольстве и угодить на стол, чем всю жизнь таскать нарты по обледенелой тундре? Ездовые собаки до самой своей старости возят на нартах людей и грузы. А вот на Новой Гвинее и щенки, и пожилые собаки сами ездят на людях: любовь к собакам здесь так велика, что островитяне всюду носят их с собой на руках или в заплечном мешке. Правда, собаки на острове некрупные и добровольная ноша не тяжела. Себаки ловят воров, тянут нарты и лезут в заплечный мешок потому, что, еще пребывая в диком состоянии, они привыкли к коллективизму, к дисциплине стаи. За множество поколений они приобрели врожденную потребность (!) подчиняться вожаку. В заботливом и в то же время строгом хозяине они видят сверхвожака, приказ которого священен. Поэтому-то и советуют, чтобы до кониа подчинить себе не в меру строптивого четвероногого друга, сделать так, как в необозримо далеком прошлом мог сделать только могучий вожак, — поднять за холку и хорошенько встряхнуть К этому страшному наказанию нужно прибегать лишь в исключительных случаях, чтобы не сломить волю собаки. Побои же Для нее чаще всего нелепы и непонятны: при завоевании иерархии — чина в стае — собаки не бьют друг друга. А щенки вообще пользуются дипломатической неприкосновенностью — они пахнут по-детски, у них еще не вырабатываются половые гормоны. Вся собака была, можно сказать, одно лекарство Л. Б РЭМ. Жизнь животных У Бдама перечислено великое множество снадобий, в которые верили средневековые и более древние эскулапы. Так, собачья кожа избавляла от излишней потливости ног. Шерсть, завернутая в тряпицу и приложенная ко лбу, унимала головную боль. Печень собаки рекомендовали от бешенства, но не следовало упускать из виду, что печень должна принадлежать собаке одного пола с укусившей. Живая собака, приложенная к груди, оказывала необыкновенные услуги в грудных болезнях. Людям очень полезно пить собачье молоко. Если в это молоко добавить селитры, то оно спасет от проказы, а если в собачье молоко примешать золы, то оно ускоряет рост волос и облегчает трудные роды. Умеряет же рост волос моча молодых собак. Если бросить в огонь левый верхний клык, то зубная боль исчезнет, как только рассеется дым. В солидном «Руководстве к фармакогнозии», которое в 1858 году было напечатано в Санкт-Петербурге типографией Академии наук, есть такие слова: «Собачий жиръ (axungia Canis) былъ употребляемъ противъ бугорчатой чахотки легкихъ. Онъ при обыкновенной температуре полужидокъ, зернистъ, желтовато-белаго цвета, безъ запаха, жирнаго вкуса... Еще въ аптекахъ держали собачий калъ (album graecum S. magnesia animalis); его собирали в марте отъ собакъ, питавшихся преимущественно костями, и употребляли противъ перемежающейся лихорадки, истерики и др. болезней». Вполне возможно, что истеричного пациента охватит столбняк, если ему скажут, чем именно его лечат. 121
В народном же способе избавления от туберкулеза заложен более глубокий смысл: пока фармакологи не придумали фтивазида и стрептомицина, очаг туберкулезной инфекции в легких действительно тушили барсучьим салом и собачьим жиром. Практика показала, что лучше всего такое лечение помогало в холодное время года. Недавние исследования раскрыли секрет: выяснилось, что в х'олода в легких окисляются жиры, принесенные кровью. Оболочка палочки Коха сложена жирами, и когда рядом оказываются близкие по строению жирные кислоты (собачий жир как раз и обладает этим свойством), то они замещают жиры в оболочке бактериальной клетки и микроб теряет жизнеспособность. Собаки лечили нас и своими слезами. Мы пользовались лизоинмом — антисептиком, благодаря которому на собаке «заживает все как на собаке». Лизоцим убивает болезнетворные микроорганизмы, и, зализывая рану, собака стерилизует ее отменным образом — в слюне много лизоцима. Но во рту собаки могут быть и неприятные вещи — ли- зоцнм не всесилен. И для нужд здравоохранения лизоцнм добывали из собачьих слез. Иными словами, собаки немало поплакали для нашего здоровья. Плакали они до тех пор, пока не выяснилось, что лизоцим проще добывать из куриных яиц. Собаки не одних нас снабжали лекарствами, испокон веков они заботились и о себе. Об этом твердит людская молва, это подтверждают и прямые опыты. Например, от рыбьей кости, вонзившейся в глотку, собаки «принимали» листья зеленого и сизого щетинника. Действовало это растение энергично — собаки быстро выздоравливали. А между тем щетинник не занесен ни в один список лекарственных растений. В подобных ситуациях собаки прибегали и к помощи пырея, а в качестве слабительного употребляли полынь. Вообще-то собаки используют множество растений: от листьев петрушки до древесных почек и мха. Кто не наслышан о превеликой пользе закаливания. Некоторые не только слушают мудрые советы, но по утрам лезут под холодный душ. Так вот, после бодрящей процедуры, растирая тело полотенцем, следует думать не о чем-то постороннем, а о собаках. Ибо научная история закаливания нача- 122 лась в 1881 году с опытов А. Назарова на собаках. С той поры утекло много холодной воды, но феномен Назарова от этого не прояснился. Назаров обнаружил удивительный факт: если собаку ежедневно на 15 минут окунать в холодную воду (+10°), то вначале температура ее тела будет падать. А по- 7 том это явление исчезнет — собака закалилась. Для полной кондиини ей хватает 7— 10 процедур. Подобное происходит и с нами. Однако это не делает понятным физиологический механизм распространеннейшего и прозаического явления. Непонятно главное— почему через десять сеансов собака перестает мерзнуть. Фнзнолог А. Д. Слоним полагает, что закаленный организм не меняет интенсивность выработки тепла, а просто уменьшает теплоотдачу с помощью сосудистой терморегуляции. Любопытно, что собаки и люди лучше закаливаются, если в крови достаточно аскорбиновой кислоты (ви- тимина С). Опыты продолжаются — надо же все-таки знать, как именно закаливаются собаки. Желудок собаки — не мусоропровод! П. ТЕИХМАН. Болезни собак Высказывание, конечно, верное, хотя о му- * соропроводе мечтают не только несчастные бродячие псы, но и их избалованные лакомствами квартирные собратья. И самое странное, что те и другие готовы слопать самые •♦ омерзительные отбросы. Бродячих собак к этому вынуждает голодная сиротская жизнь, а квартирных — хозяева. Живущие в комфорте четвероногие часто маются витаминной и минеральной недостаточностью. При первой возможности они ныряют в помойку, чтобы восполнить этот биохимический пробел. В отбросах их привлекают еще и низшие соединения белка, нейтрализующие избыток кислот, который образуется при однообразной диете. Особенно часто такое случается с молодыми собаками. Они-то больше всего и падки на запах аммиака. Короткий кишечник собаки плохо приспособлен к перевариванию вегетарианских блюд, зато с куском мяса ее желудочные i соки разделываются в два счета. Этому помогают крепкие челюсти, которые тоже не приспособлены к манной каше, и множество слюнных желез — околоушные, подъязыч-
ные и подчелюстные. Кишки у собаки не свободно болтаются (попробуйте побегать с болтающимся животом), а привязаны брыжжейкой. Она словно многожильный кабель — в ней проходят кровеносные сосуды и нервы. Как и у всех животных, кровь по собачьему телу гонит сердце. И вот что примечательно, левая половина ее сердца выполня: ет гораздо большую работу, чем правая, мышцы здесь в два раза толще. Сопоставьте: наше любящее сердце —слева и мощная левая половина сердА собаки. Право, не на этом ли держится наша сердечная дружба? Конечно, не на этом. Но если в зверинцах и у цирковых дрессировщиков бытует мнение, что путь к сердцу зверя лежит че-- рез желудок, то к собакам подобное правило применимо только с серьезными оговорками. Многие владельцы собак не дают своим подопечным подкрепиться сырым мясом, мол, от этого собака становится злее. Конечно, эту суеверие — доброкачественное сырое мясо принесет собаке только пользу, ее психика не пострадает Кормить собаку мясом — удовольствие не из дешевых. Но увы, пока у нас собачьи консервы не выпускают. А жаль, это не только бы облегчило бюджет соба ко владельцев, а пошло бы и на пользу государству: собаки ели бы собачью пищу, а не человеческую. Ибо для собачьего стола сгодились бы и многие миллионы тушек белок, сусликов, ондатр, которых добывают ежегодно и просто выбрасывают. А сколько отходов рыбоперерабатывающих предприятий не пропало бы зря! В собачьи консервы нетрудно ввести необходимую животным зелень, микроэлементы, витамины и минеральные вещества. Это сделает корм сбалансированным. А пока квартирные псы нередко впадают в меланхолию по причине обильного, но неправильного меню. Лучший способ избавить четвероногого друга от хандры и потери аппетита — это прогуляться с ним по богатым зеленью лесу или лугу, он сам найдет то, что ему нужно. На фоне всего этого непонятным кажется завидное здоровье собак-камчадалов, которые долгие века ели практически одну рыбу, и собак на острове Хуан-Фернандес — те не глотали ничего, кроме тюлеиины, В прошлом веке во французском департаменте Бордо собаки пристрастились к пожиранию винограда. И владелец виноградника имел полное право повесить любого пса, гуляющего без намордника. В очень многих странах бродячие собаки вообще питались и питаются бог знает чем. Одичавших собак магометане считали нечистыми, как, впрочем, и всех животных, поедавших падаль. Правоверным было запрещено общаться с этими парнями. Но если собака становилась ручной, то дело коренным образом менялось — нечистым оставался лишь ее мокрый нос. ЭПИЛОГ На 12-м году жизни на лбу собаки пробивается седина. Пес вскоре уходит из жизни, хотя борется изо всех сил, чтобы подольше побыть с хозяином. Рекорд долголетия, по всей вероятности, принадлежит охотничьей собаке одного английского лесника: пес Адъютант скончался 20 ноября 1963 года, прожив 27 лет н три месяца. Адъютант вел бесхитростный, простой образ жизни на лоне природы. Иное дело Ветерок. Эту маленькую беспородную собаку трясли на вибростендах, заточали в барокамеру, ему делали хитроумные хирургические операции. И все же четвероногий ветеран космонавтики, ныне находящийся на пенсии, весной 1974 года стал отцом. Один из щенков похож на папу как две капли воды. А между тем ласковый, терпеливый и мудрый Ветерок в 1966 году на спутнике «Кос- мос-110» 22 суток провел в радиационном поясе Земли и, следовательно, получил сильную дозу облучения. Многих лет жизни тебе, Ветерок... Наверное, добрым людям, писавшим о безвременной кончине жившего в горах сенбернара Барри, и С. Образцову, поставившему чудесный и тревожный фильм «Кому он нужен, этот Васька?», где Барри предстает перед зрителями увековеченным в камне, будет приятно узнать из письменного свидетельства тех лет, что трагическая смерть Барри от руки человека, принявшего его за волка, это вымысел, легенда наших дней. Текст Шейтлпна, .посвященный Барри, я нашел в книге прошлого века, ее не возьмешь в районной библиотеке. Поэтому позволю себе процитировать изрядный кусок. К тому 123
же слова Шейтлина так великодушны и поэтичны, что ими и следует завершить разговор о собаках. «Да, Барри, ты был лучшая из собак, лучшее из всех животных! Ты был большой, разумной собакой. Ты спас жизнь более чем сорока людей. С корзинкой хлеба и бутылкой вина на шее ты каждый день выходил из монастыря в метель и оттепель, чтобы искать занесенных снегом и засыпанных лапинами... Ты, как человек с нежной душой, умел, должно быть, молча выражать свое участие, потому что иначе маленький мальчик, вырытый тобой, не осмелился бы взобраться к тебе на спину и дать нести себя... По как же могли понимать тебя спасенные тобой? Как умел ты ободрить и утешить их? Я бы хотел дать тебе язык, чтобы люди могли поучиться у тебя... И трудился ты неутомимо, не требуя ни похвал, ни благодарности, целых двенадцать лет. Я имел честь познакомиться с тобой. Разумеется я почтительно снял перед тобой шляпу. Ты в это время играл с товарищем, как играют между собой тигры. Мне очень хотелось подойти к тебе поближе, но ты заворчал на незнакомого человека. Я же знал уже тогда тебя и твое имя и его славу. Будь я в беде, ты бы, конечно, не стал на меня ворчать. Теперь ты умер, и тело твое стоит в бернском музее. Город хорошо сделал, чго, когда ты состарился, стал слаб и не мог больше служить людям, кормил тебя и берег, пока ты не умер. Кто уви^т теперь в музее твое чучело, должен снять шляпу и купить твой портрет, и под стеклом повесить его на стене своей комнаты. Пусть покажет он своим детям и ученикам картину, где с ребенком на спине ты стоишь и звонишь у ворот монастыря, и пусть скажет им — делайте и вы то же, что делала эта собака». С. СТАРИКОВИЧ (. ~ %, /л 124
кл МЕТАЛЛ НА ПЛАСТМАССАХ Созданы ли какие-нибудь новые методы металлизации пластмасс! Г. И. Сомов, Магнитогорск Еще недавно технология нанесения металлов на полимеры была чрезвычайно сложной и требовала применения специального дорогостоящего оборудования. Сейчас же во Всесоюзном научно-исследовательском и экспериментально- конструкторском институте торгового машиностроения (лаборатория пластмасс и покрытий) создан совершенно новый способ нанесения металлов на пластмассы, который позволяет металлизировать любые материалы. Сначала на пластмассовую деталь наносят тонкий слой C0—40 микрон) токопроводящего покрытия, в состав которого входит, в частности, акриловая смола, бутилацетат, спирт и карбонильный никель, он-то и придает покрытию свойство проводника. Когда слой покрытия подсохнет, на деталь можно наносить любые металлы — медь, никель, хром. Испытания показали, что токопро- водящий слой очень прочно скрепляется с пластмассой, поэтому металлическое покрытие, наносимое поверх него, ничем не хуже тех, которые получали раньше. Новый метод к тому же намного проще и дешевле. По дорогам нашей страны уже ездят автомобили с эмблемой '«Москвич» не из металла, а из металлизированной пластмассы. ЭМУЛЬГАТОРОВ ИЗВЕСТНО МНОГО... Мне хотелось бы знать, какие бывают эмульгаторы! П. И. Титов, Кривой Рог Эмульгаторы — это вещества, с помощью которых получают устойчивые эмульсии. Применяют такие эмульсии в самых разных областях техники, например r пищевой промышленности, в производстве мыла, в гальваническом деле. Эмульгаторов известно довольно много. Одни из них растворимы в воде, это гидрофильные эмульгаторы. К ним относятся натриевые и калиевые соли высших жирных кислот, например стеараты и олеаты. Гидрофильными эмульгаторами могут также служить елкил- сульфаты, алкилсульфона- ты. Все эти вещества способствуют образованию эмульсий типа «масло в воде» (мельчайшие капли масла в воде). Кроме того, для стабилизации эмульсий этого типа применяют казеин, альбумин, желатин, декстрин, а также высокодисперсные порошки. Эмульсии типа «вода в масле» (мельчайшие капельки воды в масле) можно получить с помощью олео- фильных, то есть растворимых в масле, эмульгаторов. К ним относятся кальциевые, магниевые и алюминиевые соли тех же высших жирных кислот, а также смолы и воски. Применяют для получения подобных эмульсий еще и сажу, твердые битумы и сульфиды тяжелых металлов, например PbS, MoS2. КАК ВЫВЕСТИ С ТКАНИ БЕЛКОВЫЕ ПЯТНА Мне говорили, что сейчас есть специальный препарат для выведение пвтен белкового характера. Что это за вещество1 Р. И. Пенкина, Калужская обл. Наиболее эффективным для удаления белковых пятен (крови, молока, мороженого) сейчас считают «Сульфо- пан», в состав которого входит специальный ферментный препарат — «Панкреатин», способный разлагать белок. Кроме «Панкреатина» в «Сульфопане» есть сульфат натрия, тринатрийфос- фат и стиральный порошок «Новость». Сам же препарат для чистки тоже выпускают в виде порошка. Перед употреблением «Сульфопана» необходимо приготовить из него чистящий раствор. Для этого берут 1 вес. ч. порошка и 4 вес. ч. дистиллированной или кипяченой воды. К 100 мл такого раствора приливают 2 мл 10%-ного нашатырного спирта (рН 8— 8,5). Полученную смесь нагревают на водяной бане или в кастрюле с горячей водой до 35—40° С (при более сильном нагреве препарат теряет | активность). В подогретый раствор погружают загрязненный участок вещи и оставляют ее там на час. Затем пятно отстирывают в. мыльной воде, подогретой до 30—45° С, после чего тщательно прополаскивают чистой водой. Если вещь сильно загрязнена белковыми веществами, ее следует замочить в ванне, в которую налит раствор, содержащий по 20 г «Сульфопана» в каждом литре воды. В него вливают еще 10%-ный нашатырный спирт — по 5 мл на каждый литр раствора. Температура жидкости — 40° С. Вещь должна пролежать в таком растворе 10—12 часов, затем ее стирают как обычно. Если и после удаления пятен крови остался желтоватый след (от солей железа, содержащихся в крови), ткань можно очистить препаратами для удаления ржавчины. Кроме «Сульфопана» белковые пятна выводят и другие препараты. Например, смесь 1 вес ч. «Панкреатина» (продается в аптеках), 3 вес. ч. глицерина и 5 вес. 125
ч. воды. Смесью смазывают пятно и оставляют на ткани в течение 1,5—2 часов, после чего ткань прополаскивают теплой водой с нашатырным спиртом. Пригодна и другая смесь: 2 вес. ч. буры, 2 вес. ч. 10%-ного нашатырного спирта и 20 вес. ч. воды. Обработанный ею участок ткани с пятном затем прополаскивают чистой водой. Можно воспользоваться и раствором, который готовят, добавляя к холодной воде нашатырный спирт — по 5 г на литр воды. В нем вещь должна пролежать не менее 2 часов. Белые ткани с пятнами погружают в 10%-ный раствор гипосульфита и держат в нем, пока пятна не исчезнут. Затем вещь прополаскивают холодной водой. ПОЧЕМУ ПОТЕМНЕЛИ ЛОЖКИ В прошлом году я купила серебряные вилки и ложки в Ювелирторге. Однажды ложки после того, как ими ели суп, пролежали неломы- тые до вечера и позеленели. Почему это случилось, ведь ложки серебряные! 3. Т. Емельяненко, Калуга Рассмотрите внимательно ложки и вилки в сильную лупу. Если они серебряные, то на них должно быть клеймо пробирного надзора: пятиконечная звезда, на фоне которой изображены серп и молот, цифры и русская буква. Буква — это шифр пробирной инспекции, а цифры обозначают пробу серебра. Скорее всего на описанных читательницей 3. Т. Емельяненко ложках стояла цифра 875, потому что из сплава этой пробы чаще всего делают серебряные ювелирные бытовые изделия. Как известно, проба 875 означает, что в 1000 весовых частей сплава содержится 875 весовых частей серебра, остальное же — медь. Такого количества меди вполне достаточно, чтобы ложки, пролежав целый день немытыми, потемнели. ЗОЛОТЫЕ СОЛИ В ФОТОГРАФИИ Где раньше в фотографии применяли золотые соли! Для чего! Как их достать! А. Ф. Семенуха, Кривой Рог Соли золота применяют в фотографии и сейчас. Их, например, вводят в фотографическую эмульсию, чтобы повысить ее светочувствительность. Этот процесс именуют «золотой сенсибилизацией». Сенсибилизацией фотоэмульсий занимаются на заводах, изготавливающих фотопленку. Это сложная операция, требующая специальных знаний, оборудования и реактивов. Фотолюбителям такая работа не под силу. Соли золота применяют также и для тонирования фотобумаги. Фотографии, которые обработаны этим способом, приобретают красивые коричневые или красно-коричневые оттенки. Обычно для тонирования фотобумаги применяют хлорное золото. И эту работу фотолюбитель не сможет выполнить. А кроме того, золото ведь драгоценный металл, соединения его дороги и обычно в широкую продажу не поступают. ЧТО ТАКОЕ БИФИДУМБАКТЕРИН Прошу рассказать о препарате бифидумбактерин. Что он собой представляет! Г. Хромов, Ростов-на-Дону Бифидумбактерин представляет собой высушенную взвесь живых бифидобакте- рий. Свое название эти бактерии получили из-за внешнего вида — они похожи на палочки с раздвоенными концами, а по латыни раздвоенный — bifidus. Бифидобактерии — представители кишечной флоры каждого здорового человека. В его организме они играют немаловажную роль; например вырабатывают уксусную и молочную кислоты, благодаря которым в кишечнике создается кислая среда, препятствующая размножению различных болезнетворных микробов — стафиллококков, палочек дизентерии. Кроме того, бифидобактерии принимают участие в синтезе витаминов группы В и К в организме человека, они участвуют также в аминокислотном обмене и создают благоприятные условия для всасывания в кровь кальция, железа и витамина D. Нередко во время лечения тех или иных заболеваний антибиотиками в организме человека погибают не только болезнетворные микроорганизмы, но и полезные бифидобактерии. Тогда в кишечнике нарушается созданное природой микробное равновесие, а это приводит к длительным кишечным расстройствам, которые не поддаются обычному лечению. Вот для таких случаев и предназначен препарат бифидумбактерин. Клинические испытания его закончены недавно и результаты получены хорошие. Фармакологический комитет Министерства здравоохранения СССР разрешил применять новое лекарство. Выпускает бифидумбактерин предприятие при Московском научно-исследовательском институте эпидемиологии и микробиологии Министерства здравоохранения РСФСР. КАК СДЕЛАТЬ МЕХ СНОВА МЯГКИМ Я выстирала воротник из меха норки в теплой воде с порошком «Лотос». Когда воротник высох, он стал очень жестким. Как сделать его снова мягким1 Т. А. Леденева, гор. Николаев Стирать мех нельзя. Мягкость ему, в частности, при- 126
дает процесс жирования, во время которого волокна кожи как бы промазываются жиром. Смазанные волокна не слипаются и легко перемещаются одни относительно других. Когда мех стирали, под действием поверхностно-активных веществ, входящих в стиральный порошок, произошло эмульгирование жира, и он в виде эмульсии был извлечен из кожи. В результате волокна оказались обезжиренными, то есть лишенными смазки. Такую беду еще поправить можно. Если же мех стирали в горячей воде D0—70° С) и сушили в сильном тепле, то в волокнах могли произойти необратимые процессы разрушения белка. Вернуть мягкость такому меху не удастся. Чтобы смягчить подсохший мех, необходимо пропитать его эмульсие#й касторового масла в воде. Для приготовления ее берут 40 г касторового масла, к нему добавляют 1—1,5 г сырого яичного желтка. Масло с желтком хорошенько перемешивают, а затем к смеси приливают 60 мл воды и 6,25 мл нашатырного спирта. (Нашатырный спирт можно заменить 3—3,5 граммами порошка «Новость», но лучше все же брать нашатырный спирт.) Полученную массу тщательно перемешивают (лучше всего в миксере) пока не образуется стойкая эмульсия, похожая на молоко. Температура эмульсии не должна превышать 40— 60° С. (Приготовленной смеси хватит не на одну, а даже на четыре шкурки норки, но все же лучше готовить эмульсию в указанных пропорциях — с меньшими количествами компонентов труднее работать.) ЭмульСию с помощью щетки втирают в кожаную основу меха — с внутренней стороны. Затем мех следует хорошенько помять, а потом потянуть в разные стороны. Это разрыхлит его и даст' возможность жиру равномерно распределиться между волокнами. Обработанный таким образом мех сушат при комнатной температуре. Затем его нужно повторно размять. Если после этого он получится недостаточно мягким, в кожу можно втереть еще немного чистого касторового масла. Избыток масла удаляют, протирая мех сухими опилками или чистым речным песком. Если же после всех этих операций мех остался жестким, значит, белок, из которого состоят волокна, претерпел необратимые изменения. ЧТО ВХОДИТ В СОСТАВ СЛЕЗОТОЧИВЫХ ГАЗОВ Что входит в состав слезоточивых веществ, которые применяются для разгона демонстраций на Западе1 Какие последствия могут вызвать эти газы у человека! Б. Коршунов, Тбилиси Слезоточивые газы, о которых спрашивает читатель Б. Коршунов, относятся к слезоточивым отравляющим веществам (ОВ). Иначе их именуют лакрима- торами или лакримогенами от латинского слова lacrima — слеза. Чаще всего в состав слезоточивых ОВ входят гало- генпроизводные разных органических соединений. Известно, что способность вызывать слезы зависит от их химического строения (правда, пока не ясно, почему эти вещества обладают столь специфическими свойствами). В частности, замечено, что способность вызывать потоки слез зависит от галогена, входящего в состав этих веществ, и что она убывает в ряду: йод, бром, хлор, фтор. То есть бромпропан сильнее действует, чем хлорпропан. А по токсичности соединения располагаются в обратной последовательности, и ОВ, содержащие фтор, — самые ядовитые в этой группе. Все слезоточивые ОВ действуют на чувствительные нервные окончания слизистой оболочки глаз. Кроме того, они замедляют нормальную работу ферментов, в молекулах которых содержится группа SH (например, уреазы, гексоки- назы, папаина). Полицейские применяли слезоточивые ОВ еще до первой мировой войны. Во время же этой войны их взяли на вооружение немцы и французы. По своей токсичности лакримогены менее опасны, чем другие ОВ, поэтому они довольно скоро утеряли свое военное значение. И все же совершенно безвредными их считать нельзя. Первые симптомы отравления — жжение и резь в глазах, затем обильные слезы, веки закрываются сами собой, возникает чувство, будто в глаза попали инородные частицы. Если концентрация газа велика, он кроме раздражения дыхательных путей, жжения и зуда кожи может вызвать и временную слепоту, конъюнктивит. При сильных отравлениях можно совсем потерять зрение; известны случаи, когда отравленные заболевали раком легких. Известно около 30 слезоточивых веществ, среди них есть и такие, которые не применяют как ОВ. С некоторыми приходится иметь дело в лабораториях и на химических заводах. Это, например, акролеин, бензил- бромид, бромциан, хлорци- ан, метилметакрилат. Кстати, чтобы ощутить слезоточивое действие акролеина, нет необходимости даже идти в лабораторию — достаточно провести некоторое время на кухне. Акролеин образуете я, когда подгорает животный или растительный жир — при разложении входящего в их состав глицерина. 127
П. Г. ГРИГОРЬЕВУ, Ленинград: Нет, оранжевый графит — не новая разновидность углерода, графит приобретает такой цвет при сильном нагреве. К. ТРОИЦКОМУ, Киевская обл.: Крошкой от торфяных брикетов для отопления удобрять овощи нельзя — связующие вещества брикетов ухудшают структуру почвы и могут отравить овощи. П. ЗОЛОТОВУ, Грозный: Камчатской вишней называют жимолость съедобную, потому что ее сине-черные плоды похожи на вишни. Л. Г. МИ КА ЕЛ Я НУ, Ереван: Вы ошибаетесь, прополис и перга — разные вещи; если прополис — пчелиный клей, то перга скорее «пчелиный хлеб»: это цветочная пыльца, которую пчелы запасают на зиму. В. А. МИХАЙЛОВУ, Барнаул: О жевательной резинке мы уже писали — в № Ю за 1970 год и в № 2 за 1971 год. Е. П. ПАХОМОВОЙ, Киев: Препарат «L-Допа» уже прошел клиническую проверку, но не советуем лечиться мм по собственной инициативе: иногда препарат оказывает сильное побочное действие, и поэтому принимать его можно только под наблюдением врача. A. Н. РЫКЛИНОИ, Николаевская обл.: Стиральным порошком мыть посуду не следует — даже после пяти — шести полосканий на посуде остаются некоторые вещества, входящие в состав порошка. И. ПАНФИЛОВУ, Симферополь: К сожалению, ваше письмо написано так неразборчиво, что нам не удалось прочесть его; пожалуйста, в другой раз пишите понятнее. B. Х-Ч, Харьков: Разная продолжительность службы одинаковых газовых баллонов не связана с изменениями в составе газа, все значительно проще: либо протекают вентили, либо вам привезли неполные баллоны, такое тоже бывает. I Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович 1 (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, I Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. Г. Володин, М. А. Гуревич, В. Е. Жвирблис, A. Д. Иорданский, О. И. Коломийцева, О. М. Либкин, B. С. Любаров (главный художник), Э. И. Михлин (зав. производством), Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), В. К. Черникова Номер оформили художники: Ю. А. Ващенко, А. Я. ГладыШев, М. М. Златковский, Е. В. Ратмирова, Е. П. Суматохин АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок. 135-90-20. 135-52-29 Корректоры Т. Н. Нел и дом, Е. И. Сорокина . Т 18230 I Сдвно ■ набор 12/XI 1974 г. | Подписано к печати 26/XII 1974 г. Бум. л. 4. Усл. печ. л. 10,4. , Уч.-изд. п. 12,1. Бумага 70X100 1/16. Тираж 250 000 экз. Цена 40 коп. Заказ 2378. Чеховский полиграфический комбинат Союэполмграфлромв при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Чехов, Московской области £ Издательство «Наука». «Химия и жизнь», 1975 г.
Всегда ли корыстна лиса? В сказках и баснях лисица непременно зла и коварна. Она либо дурачит лопоухого волка, либо издевается над беззащитными существами, а сама ловко избегает любой опасности. в реальной жизни лиса вовсе не так корыстна и осторожна: недавние опыты показали, что она идет на самые разные запахи, будь то скипидар, эфирные масла или раствор триметиламина. Оказывается, что хитрющую лису можно заманить селедочным рассолом и губной помадой. Более того; она обязательно свернет с пути, чтобы рассмотреть валяющуюся на снегу конфетную обертку, носовой платок или перочинный нож, оброненные лыжниками. И ничего кроме бескорыстного интереса в этих ее действиях заметить невозможно: обнюхав находку, лиса удаляется во свояси. А лисовины (так охотники-профессионалы называют лис-самцов) подчас обладают высочайшими моральными качествами. Папа-лис приносит корм подруге, ожидающей в иоре появления потомства, и заботится о ее здоровье — настойчиво выискивает блох в ее пушистой шкуре. Самое удивительное то, что заботливый лисовии может и ие быть папой: предполагают, что самцы сначала дерутся за обладание самкой, а потом устраивают новую драку — за право воспитания потомства. Так что у беременных лисиц, вероятно, не болит голова по поводу алиментов: довольно много шансов, что найдется бескорыстный лисовин. <##*
Три коня —не тройка Лихая русская забава — катанье на тройках — вновь завоевывает популярность. Энтузиасты во многих городах пытаются возродить ее у себя, но терпят неудачу. Потому что три коня — еще не тройка. А тройку готовят так. Сначала подбирают трех лошадей примерно одного возраста и темперамента, желательно одной масти. Их селят рядом, в соседних денниках — будущего коренника посредине, пристяжных справа и слева. Стенки денников не должны быть глухими: члены экипажа получают возможность общаться и в нерабочее время. Лишь после того как кони (еще не тройка!) поживут бок о бок месяц-другой и не проявят лри этом психологической несовместимости (у лошадей она реже, чем у нас), тренеры-специалисты начинают подгонять сбрую, приступают к тренировкам— отрабатывают ход, приучают лошадей к командам и распределению обязанностей на бегу, повышают их резвость. Еще два-три месяца упорных тренировок — и три коня становятся тройкой. У читателя может возникнуть вполне резонный вопрос: а зачем мне все это рассказывают? Во-первых, даже такая краткая инструкция может хоть как-то помочь неопытным составителям троек. Во-вторых, это просто интересно. А в-третьих, поучительно. И вот почему. Психологическая несовместимость у животных некоторых видов иногда наносит ущерб животноводству. Если в стадо попадает чужая и не очень уживчивая корова, она может понизить удои сотен других коров. Одна сварпивая курица способна так взволновать своих товарок, что они на какое-то время даже перестают нестись. В таких случаях приходится либо выводить «паршивую овцу» из стада, либо деликатно приучать индивидуалиста к коллективу — помещать чужака среди спокойных и уживчивых собратьев, поначалу ненадолго выпускать его в стадо. Однако поучительная сторона воспитания троек этим не ограничивается. В последние годы много говорят и пишут о психологической совместимости в научных и производственных коллективах. Тем не менее формируют их пока что чаще всего по старинке — были бы специалисты, и то ладно... И зря. Три коня еще не тройка. Десять специалистов, даже самых лучших, еще не лаборатория... *^~g^ Издательство «Наука» Цена 40 коп. *—# Индекс 71050 ш