Текст
                    ISSN 0130-5072
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
А
!?<- А £
AAA
AAA A A
АААААА
чАЖААА
vAAAA А
\ААА


ХИМИЯ И ЖИЗНЬ Ежемесячный научно-популярный журнал Академии и.)ук СССР Издастся № 10 ОКТЛбрЬ с "*' ">д* Моокм 1986 Ресурсы В. В. Листов. ГЛАВНАЯ КЛАДОВАЯ, ВАЖНЕЙШИЙ ЦЕХ Мастерские науки Г. Воронов, В. Черникова. СТАНЦИЯ ЗА ОБЛАКАМИ 12 Проблемы и методы современной науки Г. К. Скрябин, Е. Л. Головлев. МИКРОБИОЛОГИ- 18 ЧЕСКИЙ ФУНДАМЕНТ БИОТЕХНОЛОГИИ М. Ю. Корнилов. ЗМЕИ, ОЖЕРЕЛЬЯ И СТЕРЕОХИМИЯ 24 Архив Дж. Б. С. Холдейн. КАК ПИСАТЬ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНУЮ СТАТЬЮ 29 Проблемы и методы современной науки Вещи и вещества Что мы едим Ресурсы Проблемы и методы современной науки Вещи и вещества Спорт Ученые досуги Литературные страницы ЕЩЕ РАЗ О ЗАГРЯЗНЕНИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: КАК ЭТО ДЕЛАЛОСЬ В ПОЗАПРОШЛОМ ВЕКЕ А. Семенов. КАК ЗАКРЫВАЮТ ЧАСТИЦЫ В. С. Маркин. ТАКАЯ КРАСИВАЯ КЛЕТКА: ДВЕСТИ ЛЕТ В ПОИСКАХ РАЗГАДКИ С. А. Вольфсон, В. П. Павлов. ДИАЛОГ ОБ АРТРОПЛАСТИКЕ, ИЛИ ГДЕ ВЗЯТЬ ЗАПАСНЫЕ СУСТАВЫ В. Гельгор. ЧИСТО РУССКИЕ ПРОДУКТЫ... Н. Д. Немов. СЛОВО О НЕОБЫКНОВЕННОЙ КАПУСТЕ Б. А. Курчий, Г. Н. Койдан. МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА Ю. И. Зварич. ОТДЕЛ ПИСЕМ — ЧИТАТЕЛЯМ «ХИМИИ И ЖИЗНИ* VI ЗАОЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ЧИТАТЕЛЕЙ Л. Скрягин. ЛЮБИТЕЛЬ ПОЖАРОВ, ИЛИ ДВА ЛИЦА НАЦИОНАЛЬНОГО ГЕРОЯ А. Т. Фоменко. 0 ДВИЖЕНИИ ЖИДКОСТИ Ф.Ф. Прикуль. ЗАПИСКИ РАЗРАБОТЧИКА ТЕЛЕФОНОВ М. 3. Залесский. УМ ЕСТЬ — НУЖНА СИЛА В. В. Рубцов, А. Д. Урсул. ПРОБЛЕМА ПАЛЕОВИЗИТА Г. Николаев. ВОСПРИИМЧИВЫЙ Марк Твен. ТРИ ТЫСЯЧИ ЛЕТ СРЕДИ МИКРОБОВ 34 36 48 55 60 64 68 69 71 73 84 94 102 108 114 116 НА ОБЛОЖКЕ — фрагмент спортивного плаката Т. Рудницкого «Тренировка на среднюю дистанцию», который может служить иллюстрацией к статьям «Диалог об артропласти- ке и «Ум есть — нужна сила». НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — картина В. В. Рожнева «Магнитогорск. Смена». До недавнего времени дымовые столбы считались обязательным атрибутом индустрии. Теперь этот атрибут явно устарел. О развитии экологически чистой, безотходной химии в восточных районах страны рассказывает в этом номере министр химической промышленности СССР В. В. Листов. ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ИНФОРМАЦИЯ БАНК ОТХОДОВ КНИГИ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ПРАКТИКА ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ ХИМИКАМ СТАТИСТИКА КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК ОБОЗРЕНИЕ ДОМАШНИЕ ЗАБОТЫ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 8, 9, 10, 11 23, 33, 45, 88 23 32 45 46 54 67 79 92 98 125 126 128
Ресурсы Главная кладовая, важнейший цех \*к«
Сибирь — главная кладовая наших природных ресурсов. Ее нефть и уголь, газ и горнохимическое сырье, огромные гидроэнергетические и лесные запасы все более активно вовлекаются в народное хозяйство. В Сибири ускоренно развиваются многие ведущие отрасли экономики, в том числе химическая; главная кладовая становится важнейшим цехом. Химии предстоит сыграть важную роль в экономическом преобразовании огромного региона. О развитии этой отрасли в Сибири рассказывает по просьбе редакции член редколлегии «Химии и жизни» министр химической промышленности СССР Владимир Владимирович ЛИСТОВ. Еще на заре Советской власти, в трудном для молодой республики L918 году, В. И. Ленин, говоря о перспективах использования природных ресурсов Сибири и Дальнего Востока, подчеркивал: «Разработка этих естественных богатств приемами новейшей техники даст основу невиданного прогресса производительных сил» (В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 36, с. 188). Последовательно следуя этому курсу, партия уделяет неослабное внимание ускоренному развитию производительных сил Сибири, освоению ее природных ресурсов, наращиванию экономического потенциала. За годы Советской власти в восточных районах страны открыты и поставлены на службу народному хозяйству огромные природные богатства. Проделана гигантская работа. Но еще больше предстоит сделать. С начала восьмидесятых годов до 2000 г. планируется добывать больше полезных ископаемых, чем добывалось когда-либо прежде. При этом центр добычи сырья практически всех видов окончательно перемещается в Сибирь, которая осваивается по научно обоснованным, крупномасштабным планам. Уже несколько лет действует программа «Сибирь» — межотраслевой комплекс исследований, который должен стать научным фундаментом эффективного освоения природных богатств Сибири, развития ее производительных сил. Решению этих вопросов в XII пятилетке и в перспективе была посвящена Всесоюзная конференция по развитию производительных сил Сибири, состоявшаяся в Новосибирске в июле этого года. В ее работе приняли участие член Политбюро ЦК КПСС, Председатель Совета Министров РСФСР В. И. Воротников, руководители министерств и ведомств, партийные работники, видные ученые и организаторы производства. Были намечены конкретные пути интенсификации промышленности Сибири на базе ускоренного развития научно-технического прогресса в свете решений апрельского (L985 г.) Пленума ЦК КПСС и июньского совещания в ЦК партии по вопросам ускорения научно-технического прогресса. На Пленуме и июньском совещании Генеральный секретарь ЦК КПСС М. С. Горбачев выдвинул кардинальные задачи по техническому перевооружению народного хозяйства, ускорению создания и внедрения новой техники и технологии, повышению качества продукции. Их успешное решение во многом зависит от ускоренного развития базовых отраслей промышленности, определяющих темпы научно-технического прогресса страны в целом. К числу таких отраслей принадлежит химическая промышленность. Химическая промышленность Сибири развивается ускоренными темпами. Для этого есть важные предпосылки: во-первых, сырье, во-вторых, энергия. По своей структуре и экономическим особенностям химическая индустрия — одна из наиболее энергоемких отраслей. Достаточно назвать такую цифру: сейчас на ее долю приходится около 42 млн. тонн условного топлива топливно- энергетических ресурсов. При этом потребности химической промышленности в топливе и энергии постоянно растут. Сибирь — край дешевого топлива и электроэнергии, транспортировать которые в европейскую часть страны, учитывая огромные расстояния, технически сложно, а в ряде случаев экономически нецелесообразно. Создание крупной химической промышленности в Сибири в определенной степени решает остро стоящую проблему экономии сырья и энергоресурсов, повышения эффективности их использования, сокращения энергоемкости вырабатываемой продукции. За годы Советской власти в Сибири построены крупные химические предпри- I* 3
ятия и производства, выпускающие самую разнообразную продукцию,— от фотобумаги, реактивов и других изделий малой химии до самых крупнотоннажных продуктов, в число которых входят минеральные удобрения, серная кислота, полимерные материалы* каустическая сода и др. Продолжается строительство гигантов химической индустрии — Томского и Зиминского химических заводов, Омского завода пластмасс. Введены новые мощности по производству минеральных удобрений, пластических масс, синтетических смол и химических волокон на предприятиях Кемеровского промышленного узла. Расширяется производство синтетических волокон в Барнауле, в Красноярском крае — искусственных волокон «сиблон». Можно сказать, что сегодня мы переходим в наступление на восток в небывалых масштабах. Приведу такой факт: за 15 лет, начиная с XII пятилетки, на развитие химической промышленности в Сибири предстоит освоить в несколько раз больше средств, чем выделялось до сих пор. Средства эти пойдут в первую очередь на строительство крупных предприятий, реконструкцию, расширение и техническое перевооружение действующих производств. В настоящее время на долю Сибирского региона приходится почти 10 % всей товарной продукции Минхимпрома и 13,5 % стоимости основных промыш- ленно-производственных фондов. К 2000 г. доля сибирских предприятий химической промышленности в общем объеме выпуска продукции предприятиями отрасли значительно возрастет. Недалеко время, когда Сибирь станет крупнейшим в стране производителем полимерной продукции. В XII—XIV пятилетках намечено ввести новые крупные мощности по производству полиэтилена высокого и низкого давления, полипропилена, полистирола и поливинилхлори- да. Прирост этой продукции в Сибири будет выше прироста по всей отрасли. Доля сибирских заводов и комбинатов в общесоюзном выпуске пластмасс и синтетических смол к концу нынешнего столетия резко увеличится, особенно поли- винилхлорида. В последние годы крупные сдвиги произошли в структуре производства химических волокон и нитей. Растет выпуск сверхпрочных синтетических нитей, появляются новые волокна с заданными свойствами для технических целей. Происходит заметный сдвиг их производства на восток страны. Возможность широко использовать продукты нефтепереработки создает предпосылки для создания в будущем новых производств волокон и нитей. Важную роль в химической индустрии Сибири играет хлорная промышленность. Надо сказать, что производство каустической соды в Усолье-Сибирском и Кемерове сложилось давно. В ближайшие годы намечается дальнейшее развитие этой подотрасли, и в первую очередь на востоке региона. Дело в том, что хлорная промышленность относится к наиболее энергоемким в химической индустрии. В Восточной Сибири исключительно удачно сочетаются богатые топливно-энергетические и водные ресурсы с крупными запасами главного для хлорной промышленности сырья — поваренной соли (Усольско-Булайнин- ское, Зиминское, Братское, Канарайское и другие месторождения). К тому же в Сибири и на Дальнем Востоке размещаются и крупные потребители продуктов индустрии хлора — другие химические производства, нефтепереработка, нефтехимия, целлюлозно-бумажная промышленность. Так что выпуск хлорной продукции на сибирских предприятиях увеличится значительно. В первую очередь — каустической соды. Развитие многих химических и не только химических производств связывают ныне с метанолом, который в определенной степени является химическим продуктом завтрашнего дня. Метанол может быть использован как компонент моторных топлив, как полупродукт для производства топлив или добавок к ним и т. д. Производство метанола в ближайшие пятнадцать лет будет также развиваться в Сибири высокими темпами. В регионе будут расширяться производства малотоннажной химии — реактивов, особо чистых веществ и красителей. Намного возрастет выпуск товаров культурно-бытового и хозяйственного назначения, что позволит в основном обеспечить местные потребности в этой продукции. Развивать промышленность Сибири приходится в особых, довольно сложных условиях. Малообжитые, зачастую труднодоступные районы строительства, 4 \
долгая суровая зима, вечная мерзлота, отсутствие сложившейся инфраструктуры — такова здешняя специфика. И она предопределяет форму организации промышленного производства — создание крупных территориальных комплексов и промышленных узлов, располагающих мощными энергетическими ресурсами, большими запасами сырья, всеми необходимыми условиями для жизни и рабо- * ты людей. Это — Западно-Сибирский, Ангарско- Зйминско-Усольский, Канско-Ачинский комплексы. Уже сложились входящие в них промышленные узлы — Кемеровский, Омский, Томский, Тобольский и другие. В каждом из них развитие всех отраслей промышленности преследует главную цель — полностью использовать все природные ресурсы — и энергетические, и "сырьевые, — обеспечить наиболее эффективную глубокую переработку сырья вплоть до получения товарной продукции. Для химической промышленности, с присущим ей многообразием способов переработки естественного сырья, широким ассортиментом продукции, обилием побочных продуктов и отходов, такая форма организации производства особенно эффективна. Более того, химическая индустрия, повышающая экономическую эффективность общественного производства в регионе, может и уже становится основным ядром промышленных узлов — и как промежуточное звено в сложной цепи переработки природных материалов, и как заключительная ее стадия. Вот, например, Кемеровский промышленный узел. В него входят крупные объединения «Азот», «Химпром», «Карболит», завод химического волокна и анилинокрасочный завод. В этом крупнейшем центре химического производст- ва^производится значительная доля волокон, фенолоформальдегидных и ионообменных смол, капролактам, синтетические красители, спирты, минеральные удобрения. Даже из далеко не полного перечня продукции ясно, что химическая индустрия может обеспечить здесь необходимыми материалами и сельское хозяйство, и многие машиностроительные отрасли. В будущем возможна кооперация Кемеровского узла с Томским: из Томска по продуктопроводам в. Кемерово могут поступать этилен и пропилен. Здесь эти продукты будут перерабатываться в различные полимерные материалы и изделия из них. А переход на нефтегазовое сырье, которое начнет поступать из Западной Сибири, повысит экономическую эффективность производств Кемеровского узла. Углеводородное сырье ляжет в основу производств новых конструкционных материалов с заданными свойствами, которые необходимы машиностроению, для выпуска товаров народного потребления. У Западно-Сибирского комплекса большое будущее. Как уже говорилось, получат дальнейшее развитие предприятия Кемерова, будет продолжено строительство Томского химического завода — возрастут мощности по выпуску этилена, пропилена, бензола, полиэтилена, полиацетальных и карбамидных смол, формалина. На Омском заводе пластмасс будут организованы производства пластификаторов и ионообменных смол. После 1990 г. предполагается строительство Западно-Сибирского газохимического комплекса, базирующегося на этансодержащем сырье Уренгойского газового месторождения. В составе этого комплекса должны быть созданы производства новых для Сибири полимеров — поливинилацетатных и полиуретано- вых. Основные задачи развития Ангарско- Зиминско-Усольского комплекса — увеличение выпуска и расширение номенклатуры хлорной продукции. На Зи- минском химзаводе предусматривается ввод мощностей по производству диаф- рагменной каустической соды и ПВХ смолы, в Усольском ПО «Химпром» — производств эпихлоргидрина в комплексе с перхлоруглеродами, В последующее десятилетие усилится специализация узла на производстве по- ливинилхлорида, карбида кальция, каустической соды, рассматривается возможность создания производства синтетического каучука, хлорпарафинов, кабельного пластиката, некоторых хлорпотреб- ляющих производств, а также переработки поливинилхлоридной смолы в готовые изделия. Перспективные планы развития отрасли предусматривают дальнейшее развитие предприятий в Красноярском крае и других восточных районах. Завод «Сибволокно», например, в 2000 г. будет вырабатывать значительную долю искусственных волокон в стране. Развитие химических производств бу- 5
дет способствовать более комплексному освоению природных ресурсов Восточной Сибири, удовлетворению все возрастающих потребностей многих развивающихся здесь отраслей . промышленности. Для восточных районов страны рациональное, тщательно взвешенное и обоснованное размещение новых производств особенно актуально, ибо комплексное использование ресурсов на базе совершенной техники и технологии позволяет не только компенсировать издержки, связанные со спецификой освоения этих районов, но и дать значительный экономический эффект. Кроме того, концентрация промышленности в территориальных комплексах позволяет успешно решать экологические проблемы региона. В отрасли многое делается в области охраны окружающей среды — от строительства высокоэффективных очистных сооружений до создания безотходных производств. На новых предприятиях Сибири вопросы экологии решаются, так сказать, изначально, их рациональное решение заложено еще на стадии проектирования. Однако химическая промышленность Сибири складывалась в военные и довоенные годы, когда из центральных районов страны сюда были эвакуированы многие заводы. В то время охрана природы, понятно, была не самой главной задачей, и эвакуированные предприятия пускались без сколько-нибудь надежных очистных сооружений. Сейчас положение дел должно резко измениться. Только за последние годы на решение проблем экологии на предприятиях отрасли, расположенных в Сибири, израсходовано 170 млн. рублей капитальных вложений. На предприятиях химической промышленности научились уже достаточно полно утилизировать отходы полимерных материалов и стекловолокна, отработанные органические кислоты, минеральные шламы и многое другое. Все эти отходы можно использовать в качестве сырья в производстве удобрений, стройматериалов, товаров народного потребления. Кооперация предприятий разных отраслей в рамках единого промышленного комплекса позволяет успешно решать эту задачу. Сейчас в отрасли намечена широкая программа внедрения малоотходных и безотходных технологий, полного использования вторичного сырья. Ее реализация позволит к 2000 г. превратить химическую промышленность Сибири в безотходную отрасль народного хозяйства. Дальнейшее развитие и всемерная интенсификация химической промышленности в Сибири в полной мере будут основываться на использовании последних достижений науки и техники. В отрасли разработана конкретная программа по ускорению научно-технического прогресса. Намечено уже в ближайшее время довести до 50—60 % объем капитальных вложений, направляемых на реконструкцию и техническое перевооружение. Важная роль в решении этих вопросов принадлежит науке, внедрению результатов фундаментальных исследований. Могу с удовлетворением отметить хорошие контакты отрасли с Академией наук СССР и институтами Сибирского отделения АН СССР; мы составляем планы совместных работ на пятилетку. Получены интересные результаты, которые уже реализованы в промышленности: катализаторы, новые полимерные материалы, радиационные технологии, более эффективное использование топливно-энергетических и природных ресурсов, работы в области охраны окружающей среды. Сегодня развитие фундаментальных исследований, внедрение научных достижений должно идти более интенсивно, в русле основных направлений развития научного прогресса в отрасли. Это — улучшение качества и расширение ассортимента пластмасс и смол путем модифицирования существующих и разработки новых материалов, в том числе путем химической, радиационной и структурной модификации, легирования и т. д.; интенсификация исследований по сокращению многостадийных процессов; исследования в области химии-Ci; решение проблемы комплексного использования ядерного горючего; создание технологических линий большой единичной мощности; повышение надежности производств; математическое моделирование; автоматизация и механизация производств; сбережение и рациональное использование сырья, электро- и теплоресурсов и др. На последней проблеме остановлюсь подробнее. 6
Экономии сырьевых и энергетических ресурсов необходимо уделять повышенное внимание, добиваться снижения материалоемкости, энергоемкости, себестоимости продукции в каждом производстве и в целом по отрасли. В этом деле нет мелочей, нет второстепенных вопросов. Необходимо по-хозяйски расходовать дефицитные драгоценные металлы, которые в немалом количестве используются в каталитических процессах, регенерировать катализаторы, снижать нормы расхода пищевого сырья, перерабатывать отходы, использовать вторичное сырье. Особенно актуальны меры, направленные на экономию и рациональное использование топливно-энергетических ресурсов: внедрение на всех, подчеркиваю, на всех химических производствах прогрессивных энергосберегающих технологических схем, повышение энерготехнологической эффективности применяемого оборудования, создание комбинированных энергетических циклов, совершенствование систем охлаждения, использование вторичных энергоресурсов, в частности, отработанного тепла, рекуперация механической энергии потоков под давлением, применение высокоактивных катализаторов с повышенной селективностью. Образцом совершенной энергосберегающей комплексной технологии может стать переработка канско-ачинских углей. Схема, которую разрабатывают сибирские исследователи — энергетики и химики,— предусматривает совмещение в одном комплексе производства энергии и химических продуктов, полную переработку всех веществ, которые содержатся в угле, использование тепла экзотермических реакций при проведении эндотермических стадий технологического процесса. В таком комплексе > одновременно с энергией можно получать моторное и котельное топливо, полупродукты для оргсинтеза, высококалорийное твердое топливо. Дальнейшая интенсификация химической промышленности немыслима без комплексной автоматизации химических производств, применения роботов и ро- бототехнических комплексов, разработки принципиально новых систем машин, позволяющих гибко перестраивать производство и экономить человеческий труд, надежных систем контроля за состоянием окружающей среды, создания безлюдных цехов и заводов. Таковы этапы, которые предстоит пройти нашей химической индустрии и прежде всего бурно развивающейся химической индустрии Сибири, где вопросы кадров стоят чрезвычайно остро. Требуют своего решения и другие проблемы, связанные с совершенствованием управления территориальными комплексами, улучшением дел в капитальном строительстве, необходимостью развития в регионе химического машиностроения, подготовкой высокопрофессиональных кадров, их закреплением, созданием необходимей инфраструктуры. Решение этих проблем во многом зависит и от строителей, и от машиностроителей, и от местных партийных и советских организаций. Химическая промышленность Сибири из сырьевой базы, вывозящей продукты первичной переработки в европейскую часть страны, должна стать отраслью, характеризующейся глубоким использованием и переработкой сырья. Изменить веками складывающуюся роль Сибири в нашей экономике, обеспечить дальнейшее опережающее развитие восточных районов страны — это почетная миссия советской химической индустрии.
последние известия В начале была асимметрия Биополимеры, способные к самовоспроизводству, могли возникнуть только в среде, содержащей асимметричные мономеры в хирально чистом виде. Асимметрия молекул — один из основных признаков живой материи. А важнейшее ее свойство — способность биополимеров к саморепликации, воспроизводству, отрегулированному настолько безошибочно, что иногда говорят об «информационной сверхпроводимости» биологических систем. При каких обстоятельствах на Земле могли появиться такие полимеры? Грубые оценки, делаемые на основе самых общих соображений, показывали, будто вероятность их самопроизвольного зарождения мало отличается от нуля. И лишь недавно была высказана гипотеза, согласно которой такой процесс вполне законен и мог завершиться в довольно короткий срок. Ключевым же моментом добиологической эволюции (см. «Химия и жизнь», 1984, № 8, с. 19) было спонтанное нарушение симметрии, в результате которого в течение нескольких миллионов лет сформировалась хирально- неоднородная среда; органические соединения стали накапливаться в виде только «левых» (аминокислоты) или «правых» (углеводы) форм. Так предполагал физик-теоретик Л. Л. Морозов. Работа, опубликованная коллективом, в составе которого работал этот безвременно скончавшийся молодой исследователь (В. А. Аветисов, С. А. Аникин, В. И. Гольданский, В. В. Кузьмин. «Доклады АН СССР», 1985, т. 282, № 1, с. 184), подкрепляет такое предположение вескими доказательствами. Опираясь на недавно полученные экспериментальные данные, авторы предложили уравнение, описывающее зависимость, которая задним числом кажется интуитивно ясной: чем «грязнее» (в хираль- ном отношении) содержащиеся в растворе мономерные нуклеотиды, тем короче полинуклеотид, который может собраться из них без включения хотя бы одного «левого» звена взамен требуемого «правого». Между тем первая же ошибка такого рода лишает полимер способности к саморепликации, потому что комплементарность нуклеотидов (соответствие «А— Т», «Г—Ц») проявляется только тогда, когда все они представлены одинаковыми формами. Анализ предложенной модели показывает, что в симметричной, рацемической среде может возникнуть хирально чистый полимер, содержащий не более десятка звеньев. Если среда хирально чиста, его длина все равно не будет безграничной: на некоторой стадии скорость сборки уравняется со скоростью распада. И лишь при крайне медленном распаде — если его длительность допустить равной времени жизни Земли — может накопиться примерно 300 звеньев. Это на добрый порядок меньше, чем в молекуле ДНК даже самых примитивных одноклеточных. И все
последние известия же при достаточно оперативном возникновении подобных блоков следующий этап биологической эволюции — формирование гигантских молекул современного вида, возможно, параллельное с зарождением первых систем, заслуживающих именоваться «живыми»,— вовсе не кажется фантастическим. В. ЗЯБЛОВ У нейтрино действительно есть масса! Точное измерение разности масс между атомами трития и 'Не подтвердило наличие массы покоя у электронного антинейтрино. Пять лет назад в физике произошло событие чрезвычайной важности: группа советских исследователей при детальном изучении спектра р-распада трития обнаружила «недочет» небольшой доли энергии. Объяснить его можно было только тем, что антинейтрино — побочный продукт этого распада — обладает крошечной, но не нулевой массой покоя. Наличие же ее означало бы решительный переворот в космологии. Всепроникающих нейтрино во всех их разновидностях во Вселенной настолько много, что оценку суммарной массы ее вещества пришлось бы сильно повысить и объявить нашу Вселенную не беспредельно расширяющейся, а пульсирующей. Признать такой вывод окончательным, однако, мешали противоречивые сведения о размере базовой для этих тончайших измерений величины — разнице атомных масс между тритием и продуктом его ^-распада, гелием-3. Противоречия не были велики. По одним данным, полученным с помощью масс-спектрометрии, выходило 18 600, по другим — ■ 18 573 эВ. Но вся-то игра шла как раз на уровне этих различий: нижний предел массы покоя нейтрино принимался равным 20 эВ. Первые попытки уточнить данные с помощью ИЦР (ион-циклотронного резонанса, см. «Химия и жизнь», 1982, № 7) лишь дополнительно драматизировали ситуацию. У одной группы экспериментаторов получилось 18 584+4, у другой — 18 599+ ±3 эВ. И лишь в этом году, наконец, установилась ясность. Исследователи из Таллина, работающие в Институте химической и биологической физики под руководством академика АН ЭССР Э. Т. Липпмаа («Доклады АН СССР», 1985, т. 282, № 2, с. 308), сумели не только отстоять ранее полученную ими величину 18 599, сузив при этом пределы погрешности, но и выявить возможные причины отклонений в таких измерениях. Построенный авторами уникальный спектрометр со сверхпроводящим соленоидом и собственной мини-ЭВМ обеспечил рекордную разрешающую способность 108 (сто миллионов!) и позволил особыми приемами полностью усреднить магнитную индукцию, главный источник искажений. Высочайшая чувстви- 9
тельность датчика свела к нулю и другую помеху — взаимодействие между ионами. В иных опытах в работу бралось всего около 20 частиц, после чего результаты экстраполировались «на ноль» — сказывался обычный экспериментальный парадокс: идеальный результат достигается как бы при полном отсутствии объектов измерения. Специальные меры были также приняты против проникновения в датчик посторонних ионов, против прироста массы вследствие релятивистских эффектов, могущих возникнуть при чрезмерной скорости частиц... Результат скрупулезных измерений, повторенных тысячи раз, оказался очень близким к тому, который был получен на основе анализа спектров р-распа- да, и подтвердил тот же вывод: у электронного антинейтрино должна быть масса покоя не менее 20 эВ. В, ИНОХОДЦЕВ Каких только механизмов птичьей ориентации не открывали исследователи! По данным разных опытов, пернатые находят свое гнездовье, руководствуясь: магнитным полем, расположением небесных светил, уп s* рельефом местности... Эксперименты, поставленные 1 ОЛуОЬ орнитологом А. Р. Сакаяном («Доклады АН СССР», МОЖСТ ИСКЙТЬ 1985, т. 282, № 1, с. 248), дополнили список еще двумя «кандидатурами». РУДУ» Годовалых, не имеющих опыта дальних полетов голубков отборной почтовой породы увозили почти на 300 км от родной голубятни и выпускали, выдержав несколько часов в клетке, на крыше которой поверх слоя парафина лежал толстый лист свинца. Результат: почти все новички возвращались домой в первый же день — куда успешнее, чем их сверстники, сидевшие в обычных садках. Получалось, что свинец вмешивается в действие некоего фактора внешней среды, влияющего на механизм дальней ориентации,— потока космических лучей, - поглощаемого «сэндвичем» из свинца и парафина, либо гравитационного поля, искажаемого присутствием массивного куска металла. Что же из двух? Статья, опубликованная в следующем номере того же журнала (с. 295), позволяет сделать выбор в пользу гравитации. За полетом голубей, выпущенных из незнакомых им мест, наблюдали с вертолета, одновременно записывая их электроэнцефалограммы (ЭЭГ), передаваемые по радио закрепленными на птицах миниатюрными приборами. И вот что установили. Летуны четко прокладывали курс прямо на голубятню и следовали по нему, пока не попадали в зону, расположенную над небольшим тектоническим разломом, в которой гравитационное поле искажено. Здесь же они 10
ЛТ начинали терять ориентацию, метаться и не находили дорогу домой, пока не ухитрялись выбраться за пределы местного «бермудского треугольника». После чего продолжали полет с прежней уверенностью. Подтверждением того, что птиц сбивала с толку именно гравитация, послужила ЭЭГ. Влетая в зону разлома, голуби не вертели головой, не двигали глазами, но постоянный потенциал ЭЭГ, до того пребывавший неизменным, подскакивал в 2—3 раза, как в стрессовой ситуации. А спустя несколько секунд птица теряла курс. Предполагается, что причина этого — потеря ориентира на положение вектора земного тяготения в районе голубятни, которое голуби, вероятно, способны запечатлевать от рождения. Комплексное исследование, выполненное сотрудниками четырех институтов АН УССР, позволяет не только объяснить загадку дальней ориентации птиц, но и, в перспективе, использовать пернатых для поиска массивных залежей полезных ископаемых. В. РОМАНОВ Рождается молекулярная археология ь .к ст.. . Археологические исследования многим обогатились благодаря химии и физике. Достаточно вспомнить знаменитый радиоуглеродный метод, открывший фантастические возможности в датировке органических остатков. Похоже, что подобный же переворот назревает сейчас, с вторжением в археологию методов молекулярной биологии. В журнале «Nature» от 18 апреля 1985 г. появилась короткая статья С. Паабо из Упсальского университета в Швеции, в которой сообщено о первом успешном клонировании ДНК, извлеченной из мумифицированных останков египетского мальчика, жившего около 2400 лет назад. Автор исследований пытался выделить ДНК из двадцати трех различных мумий, но только в одном случае ему сопутствовал успех. Из мумии годовалого мальчика, хранящейся в Египетском музее в Берлине (ГДР), он вьщелил фрагмент ДНК, встроил его с помощью стандартных методов генной инженерии в плазмиду pUC8 и размножил. В статье приведена полная последовательность клонированного участка, содержащая около 3 400 нуклеотидов. Клонирование и расшифровка ДНК из сохранившихся останков людей, а они встречаются не только в Египте, но и во многих других регионах, открывают захватывающие перспективы для археологов. Ведь сравнение нуклеотидных последовательностей позволяет установить генетическое родство. Так что новый метод поможет в будущем решить многочисленные загадки, накопившиеся у археологов Ьт- носительно происхождения и миграций наших предков. М. ФРАНК-КАМЕНЕЦКИЙ 11
Станция за облаками Узкая шоссейная дорога привела нас в седловину между гор, на перевал Цхра Цкаро, что значит «Девять источников». Здесь, на высоте двух с половиной тысяч метров, расположилась станция космических лучей Института физики АН Грузинской ССР... Откуда-то из пропасти взлетали сюда, ввысь, тросы канатной дороги, включаемой обычно в зимнее время.. Глубоко внизу виднелись покрытые роскошными лесами склоны. Где- то среди них прятался знаменитый лыжный курорт Бакуриани. А здесь, на перевале, ни деревца, ни кустика. Только трава да камни. Пока мы оглядывали окрестности, что-то неуловимо изменилось вокруг, и при ясном безоблачном небе, при полном безветрии, прямо из воздуха вдруг возник туман. Не прошло и нескольких минут, как туман сгустился настолько, что видимость упала до нескольких метров, а влажный и холодный воздух заставил зябко ежиться. В этих условиях несложный в общем-то спуск с верхушки ближайшей горы, куда мы вскарабкались, чтобы осмотреться, превратился в долгое и даже опасное путешествие. Туман это что,— утешали нас потом старожилы станции.— Сейчас осень, тепло. А зимой бывает куда хуже. И в доказательство показывали нам стальные мачты высоковольтной линии, согнутые и даже скрученные ветром во время зимнего урагана. Что же заставляет исследователей жить и работать где-то между небом и землей? Ответ правильнее всего искать в самом предмете исследований. Здесь, высоко в горах, изучают две полярные крайности мироздания. Мир самых малых объектов природы — элементарных частиц. И мир гигантов — звезд и галактик. Такой уж размах у этой науки — физики космических лучей. РОМАНТИЧЕСКАЯ ПРОФЕССИЯ Космические лучи — это поток частиц, летящих почти что со световой скоростью. Состоит он в основном из самых обычных веществ — водорода, гелия, железа... Только атомы этих веществ лишены электронов, так что главный компонент космических лучей — просто голые ядра. Больше всего среди них ядер водорода — протонов. Кроме того, в лучах есть немного электронов, позитронов, антипротонов, фотонов и нейтрино. Рожденные в далеком космосе, потоки этих частиц подолгу блуждают в пространстве. Они заполняют всю нашу Галактику. И, попадая на Землю, приносят нам ценную информацию о физических условиях в тех районах Вселенной, где они возникли и где побывали. По образному выражению академика Вернова, космические лучи просвечивают Вселенную, как рентгеновские лучи просвечивают человеческое тело. Частицы космических лучей наделены огромной энергией. Сталкиваясь с земным веществом, они рождают множество ядерных 12
реакций, при которых разлетаются брызги элементарных частиц. Тем самым космические лучи предоставляют нам богатую возможность для исследования взаимодействий в микромире. Атмосфера защищает нас от космического излучения, но она же и мешает его изучению. Чем выше над землей, тем сильнее излучение. Для того чтобы это обнаружить, первооткрывателю космических лучей австрийскому физику В. Гессу потребовалось совершить в 1912 году довольно рискованный полет на воздушном шаре. С тех пор изучение космических лучей так и осталось романтическим занятием. Стремясь поднять свои приборы как можно выше, исследователи с риском для жизни поднимались на воздушных шарах, забирались в заоблачные выси, на горы, и оставляли там фотопластинки, запечатанные в черные конверты и переложенные толстыми слоями свинца. Через несколько месяцев — новая экспедиция с целью забрать уже экспонированные пластинки и заложить новые. Такой метод исследований замечателен главным образом своей дешевизной. Однако отдельными наскоками много не наработаешь. Нужны систематические исследования с использованием сложной современной техники. Нужны стационарно действующие высокогорные лаборатории. Такая идея была чрезвычайно популярна среди физиков в пятидесятых годах. Ее активно поддержал академик И. В. Курчатов. В 1955 году началась реконструкция существующих и строительство новых станций в горах Тянь-Шаня, в Армении на горе Ара- гац и в Грузии. КАК СТРОИЛИ СТАНЦИЮ В начале 1956 года директор тбилисского Института физики Э. Л. Андроникашвили вместе с несколькими молодыми сотрудниками отправился в горы Восточной Грузии подыскивать место для строительства станции космических лучей. Миновав Бакуриани, отряд направился еще выше в горы. Дорогу занесло снегом, машину вскоре пришлось оставить, и дальше пробивались пешком. Проделав еще двенадцать километров, промокшие и продрогшие, поднялись на перевал Цхра Цкаро. Пока осматривали перевал, налетели тучи и пошел град величиной с голубиное яйцо, набивая визитерам синяки и шишки. Но выбор был уже сделан: он был продиктован близостью шоссейной дороги и возможностью построить линию электропередачи. В течение нескольких лет на пустынном перевале возникла современная лаборатория, оснащенная новейшим оборудованием и, самое главное, тысячетонным магнитом. Этот исполинский магнит был изготовлен в Ленинграде. Его транспортировали в Тбилиси в стовагонном составе, и специальный гонец останавливал на железной дороге встречное движение, так как катушки магнита вывешивались за борта платформы. С огромными трудностями его по частям подняли на Цхра Цкаро. Мы видели этот магнит. Между его полюсами может поместиться целая комната — магнитное поле создается в объеме ЗХ4Х Х1,5 метров. В магнитном поле траектории заряженных частиц, входящих в состав космических лучей, искривляются. По их кривизне можно определить знак заряда и импульс частиц, а по этим характеристикам определить и природу каждой частицы. ЖДЕМ «СОБЫТИЯ» Мы сидим в полной темноте внутри исполинского магнита. Свои часы, чтобы их не испортило магнитное поле, по совету хозяев, мы заблаговременно сняли и оставили в соседней комнате. Действие магнитного поля на организм совершенно не ощущается. Гораздо сильнее действует темнота. Скамейка, на которой мы сидим, находится примерно на середине высоты магнита. Над нами и под нами как бы парят в воздухе батареи прозрачных ящиков. Это искровые камеры. Мы терпеливо ждем, когда они сработают. Для этого требуется, чтобы произошло «событие» — сквозь магнит должна пролететь заряженная космическая частица. Если она имеет достаточно большую энергию, то событие становится интересным и подается команда на включение искровых камер. Отбор интересных событий и подача сигнала поручены устройству, похожему на слоеный пирог — оно состоит из ионизационных камер, переложенных пластинами свинца и железа. Когда частица пролетает сквозь камеру, возникает электрический импульс. Чем энергичнее частица, тем больше слоев металла она пробьет, тем больше ионизационных камер сработает одновременно. 13
Включая камеры в схему совпадений, можно отбирать события по величине энергии космических частиц. То есть сортировать их на заслуживающие и не заслуживающие внимания. При тех высоких энергиях, которые сейчас исследуют на Цхра Цкаро, интересные события происходят довольно редко — не чаще двух-трех раз в сутки. Но нас хозяева не собираются томить ожиданием так долго. Специально для гостей порог энергии, на который ориентирован «слоеный пирог», снижен настолько, чтобы визиты из космоса фиксировались раз в несколько минут. Тем не менее мы ждем и ждем... Случайные события, вроде попадания космической частицы в заданную точку на земной поверхности, подчиняются своим особым закономерностям,— пытается объяснить затянувшееся ожидание начальник станции доктор физико-математических наук Д. М. Котлеревский. И в этот миг ослепительным красно-сиреневым цветом вспыхивают стены, и резкий грохот разряда заставляет нас вздрогнуть и зажмуриться. Хорошо, что время реакции человеческого глаза значительно превышает те миллионные доли секунды, за которые срабатывают искровые камеры. В глазах все же успевает запечатлеться множество ярких нитей, вспыхнувших внутри камер. Напротив каждой камеры стоят фотоаппараты, образующие стереопару. По двум фотографиям можно восстановить объемную картину распределения разрядов в искровой камере, сосчитать число треков, определить состав, заряд и импульс частиц, родившихся во время события. Искровые камеры стали очень популярны в исследованиях космических лучей с 1962 года, когда здесь, на Цхра Цкаро, Георгий Чиковани и его коллеги показали, что искра в камере точно следует по траектории пролетевшей частицы. Георгий Чиковани, физик с мировым именем, был в числе первых строителей станции на Цхра Цкаро, он проектировал и ставил тут первые эксперименты. Теперь эта станция в горах носит его имя. КОСМИЧЕСКИЕ ЩЕДРОСТЬ И СКУПОСТЬ Космические лучи поставляют на Землю частицы высокой энергии щедро и даром — обстоятельство, которое вызвало к ним в свое время бурный интерес. Это сейчас для нужд ядерной физики понастроены гигантские ускорители. А в начальный период ее развития наиболее фундаментальные открытия приносили именно космические лучи. Именно в них в 1932 г. была обнаружена первая античастица — позитрон. В 1937 г. в космических лучах открыли мю-мезоны, в 1947 г. — пи-мезоны. В начале пятидесятых годов в них обнаружили совершенно новый класс частиц, получивших название странных, первым среди них был к-мезон. Такие частицы возникают на краткий миг в некоторых ядерных реакциях и тут же распадаются. Для их появления необходимо, чтобы ядро столкнулось с частицей, энергия которой измеряется миллионами или миллиардами электронвольт. Частицы в космических лучах обладают как раз такой энергией, а порой и в миллиарды раз большей. Чем выше энергия столкновения, тем более разнообразны и интересны события, которые могут при этом произойти. Правда, интенсивность космических лучей по мере роста энергии частиц быстро падает. Через каждый квадратный сантиметр на поверхности Земли в секунду проходят одна- две частицы с энергией 1 ГэВ A ГэВ= = 109 эВ). А вот на частицы с энергией 10:i ГэВ — интересной с точки зрения современной ядерной физики — космос довольно скуп. Таких частиц едва насчитается одна в сутки. Конечно, и при такой интенсивности потока можно обнаружить интересное событие. Но чтобы подробно изучить его и родившуюся в нем новую частицу, нужно иметь возможность многократно повторять наблюдение с большой точностью. А значит, нужен источник ускоренных частиц с точно заданными энергией и траекториями. Вот почему во многих лабораториях стали строить специальные ускорители частиц. КОНКУРЕНЦИЯ? НЕТ, СОДРУЖЕСТВО В первых ускорителях, которые появились еще в тридцатых годах, удалось достичь энергии около миллиона электронвольт. На развитие ускорительной техники средств не жалели, и в результате поистине героических усилий к концу пятидесятых годов счет энергии пошел уже на миллиарды электронвольт. Сейчас энергия ускоренных частиц достигает уже 400 ГэВ. И есть намерение поднять ее еще выше — до 1000 ГэВ, а разгоняя до такой энергии частицы навстречу Друг Другу в ускорителе с двумя кольцами, можно достичь эффективной энергии столкновения в миллионы ГэВ и даже больше. Вот так и сложилось между физиками- космиками и физиками-ускорительщиками своеобразное разделение труда. Первые ведут как бы предварительную разведку, изучая поведение материи в совершенно неизведанной области при энергиях, недоступных пока ускорителям. Вторые, осваивая уже разведанный космиками диапазон энергий, проводят тщательный и детальный анализ явлений и реакций, возможных при этих условиях. Конечно, спору нет, скорость набора информации и ее объем несоизмеримо выше на ускорителях, чем в лабораториях космических лучей. Это дает основания некоторым ускорителыцикам относиться к результатам коллег с долей определенного снобизма. Но обходится эта титаническая гонка за энергией все дороже и дороже. И пока ускорители преодолевают сегодня очередной рубеж, космики опять вырываются вперед. На Цхра Цкаро уже готовятся эксперименты в районе 100 000 ГэВ. Они обещают быть 14
ПО особенно интересными: мировой наукой для таких энергий накоплен пока еще довольно скудный материал, но уже видно, что тут происходит качественный скачок. Начиная с этой энергии и выше рост числа частиц, рождающихся в ядерных реакциях, явно замедляется. Теоретики предполагают, что этот перелом, возможно, связан с появлением каких-то новых сверхтяжелых частиц, пока еще не известных науке. И все-таки неуклонное наступление ускорителей теснит исследования космических лучей в области все большей .и. большей энергии, где события происходят вс,е реже и реже: не то чтобы раз в сутки, а даже раз в год. Благодаря этому, шутят космики, у них появляется масса свободного времени, чтобы поразмыслить и о других сферах приложения своих знаний. Важнейшей из них оказывается астрофизика. УСКОРИТЕЛИ В КОСМОСЕ Самое замечательное и самое таинственное свойство космических лучей — их огромная энергия. На сегодняшний день в космических лучах обнаружены частицы с энергией 1021 эВ A012 ГэВ). Можно проделать несложный расчет. 1 эВ соответствует средней тепловой энергии движения частиц при температуре 11 600 К. Если бы энергия космических лучей имела тепловое происхождение, то где- то во Вселенной должна была бы существовать температура около 1025 К. В наблюдаемом нами космосе горячее всего в недрах звезд. Но даже в самых горячих из них температура не превышает 109 К. Так что энергия космических лучей явно не теплового происхождения. Но это значит, что во Вселенной разыгрываются процессы, способные разгонять частицы до гигантской энергии. Поиск космических ускорителей и попытки понять принципы их работы — одна из самых увлекательных задач современной астрофизики. Одним из таких ускорителей может быть взаимодействие горячей плазмы с магнитным полем. Такая модель хорошо объясняет рождение при вспышках на Солнце космических лучей сравнительно небольшой энергии — до нескольких ГэВ. Но в космосе разыгрываются события куда более могучие, чем вспышки на Солнце. Взрывы сверхновых, схлопывание массивных звезд с образованием черных дыр и пульсаров — это катастрофические процессы, в которых возникают в миллионы раз более сильные магнитные поля и более высокая температура. В этих катаклизмах и рождаются космические лучи большой энергии. В последующем их странствии по Вселенной они еще сильнее разгоняются, попадая во власть других ускорителей, существование которых предположил Энрико Ферми. Космическая частица сталкивается с облаком межзвездной плазмы, пронизанной магнитными полями. При столкновении ей передается часть общей энергии всех частиц облака. А так как частиц в облаке очень много, то и энергия, получаемая космической странницей, может быть очень велика. Хотя по сравнению со всем веществом Галактики ускоренных частиц в ней ничтожно мало, роль их, однако, довольно существенна. Свет всех звезд Галактики приносит примерно столько же энергии, что и космические лучи. Это значит, что в межзвездном пространстве они могут играть столь же активную роль, как и свет звезд. Более того, когда подсчитали полную энергию всех частиц космических лучей в пределах нашей Галактики, то она оказалась сравнимой с тепловой энергией межзвездного газа и с энергией магнитного поля. Отсюда следует вывод: давление космических лучей способно влиять на структуру Галактики в целом. Итак, ясно, что изучение космических лучей может дать астрофизике очень важную информацию. Но для этого нужно уметь выделить первичные частицы, непосредственно прилетающие к нам из дальнего космоса. ВНИМАНИЕ: НАЧИНАЕТСЯ ЛИВЕНЬ! Появление первичной космической частицы большой энергии вызывает в атмосфере целую бурю. После первого же столкновения с ядром земного вещества рождается множество вторичных частиц, которые в свою очередь инициируют ядерные реакции. Впервые такой процесс размножения наблюдал академик Д. В. Скобельцын в 1929 году. С каждым новым столкновением число ча? стиц возрастает, и в конце концов на Землю их обрушиваются миллионы и миллионы. Такой ливень захватывает площадь в несколько квадратных километров и носит название широкого атмосферного ливня (ШАЛ). В том, как развивается ШАЛ, какие именно 15
частицы и в каком количестве рождаются в нем на разных этапах, проявляются характерные особенности частицы, которая его породила. Так что исследования ШАЛа могут дать, в принципе, важную информацию. Но для этого его надо изучить вдоль и поперек. Именно этим заняты сейчас сотрудники станции на Цхра Цкаро. Для изучения ШАЛа вдоль — по дороге из космоса к земной поверхности — на пути ливня ставят подряд несколько искровых камер, переложенных слоями мишени: свинца, железа, меди. Если частица наделена очень большой энергией, то не так уж существенно, какое вещество выбрано для мишени — важна только масса, встретившаяся на пути частицы. С этой точки зрения несколько сантиметров свинца, разделявших две искровые камеры, эквивалентны нескольким сотням метров атмосферы. Снимки треков частиц, сделанные в искровых камерах, установленных одна на другой, напоминают ветвистый след молнии. По его прихотливым извивам можно видеть, как развивался ливень, какие частицы рождались в нем, каковы энергия и прочие особенности этих частиц. Изучают ливень и поперек. Для этого на станции создан комплекс аппаратуры «Ви- деоШАЛ». В небольшой кабине «ВидеоШАЛа» весь потолок занят искровыми камерами. Если хочешь увидеть происходящее, надо усесться поближе к полу и поднять взгляд повыше, к тускло поблескивающему в темноте стеклу. В момент события возникает полная иллюзия грозового неба. Разряды сверкают прямо над головой, раздается громкий треск, и нет только запаха озона. Фотокамеры снимают разряд снизу. Так что получается поперечный срез ливня. Треки частиц кажутся на снимках точками или короткими черточками. Очень четко видно распределение частиц по всей площади камеры. Несколько десятков сцинтилляционных счетчиков вынесено далеко за пределы здания станции, они занимают целый гектар. Их задача определить положение оси ливня. Фотографии искровых камер вместе с показаниями счетчиков позволяют изучить строение ШАЛа на разных расстояниях от оси. Но ливень не кончается на границе воздуха и земли. Особо энергичные частицы проникают глубоко в землю. И для того чтобы представить себе полную картину событий, вызванных одним-единствеиным визитом из космоса, нужно проследить и подземную часть ШАЛа. ИЗ-ПОД ЗЕМЛИ — К ЗВЕЗДАМ «...Погрузившись в высокие резиновые сапоги и напялив на голову горняцкие каски, предохраняющие головы от ударов об острые выступы скалистого грунта будущего тбилисского метрополитена, мы с Марком Би- билавшвили и Coco Сакварелидзе ползали под землей, отыскивая, где бы разместить аппаратуру для исследования... космических лучей. Вы не ослышались: для исследования космических лучей. Вернее, их проникающей компоненты, которая может «прошить» насквозь скалу даже толщиной в десятки и сотни метров. ...Мы перетаскиваем коробки со счетчиками Гейгера и радиоаппаратурой с места на место. Мало того, что нужны разные глубины. Нужно еще, чтобы и на поверхности земли, прямо над подземным рядом счетчиков, была свободная площадка, где можно расположить три наземных группы счетчиков системы, которая выделяла бы широкий атмосферный ливень космических лучей... Но так было только до тех пор, пока не вышло постановление, дающее нам право не только строиться на перевалах, но и вырубить в горе, отделяющей Тбилисский ботанический сад от города, свой собственный тоннель длиной в 150 метров». Эта цитата из книги Э. Андроникашвили «Начинаю с Эльбруса» привела нас в «свой» тоннель Института физики. В живописном тбилисском дворике идет себе обычная жизнь — сушится белье, играют дети, судачат хозяйки. А за ничем не приметной дверью в скалистой стене начинается особый, таинственный мир. Длинный, слабо освещенный бетонный тоннель уходит в глубь горы. Тоннель идет горизонтально, но холм, постепенно поднимаясь, достигает высоты 70 метров над концом тоннеля, обеспечивая достаточно толстый экран, чтобы отсечь все компоненты космических лучей, кроме самых проникаюших. В конце тоннеля высятся батареи искровых камер, перемежающихся со слоями свинца. Здесь изучают все, что можно узнать о проникающих компонентах космических ча- 16
стиц,— их энергии, интенсивности, распределении по радиусу ШАЛа, родственных связях между одновременно зафиксированными энергичными «гостьями». В большинстве случаев проникающие компоненты — это мю-мезоны, родившиеся на ранних стадиях развития ливня. Мю-мезоны замечательны тем, что взаимодействуют с веществом значительно слабее, чем другие рождающиеся в ливне частицы. Поэтому, пролетев от места рождения до детектора сквозь атмосферу и грунт, мю-мезоны неплохо «помнят» об условиях своего рождения. Чем больше толщина вещества над детектором, тем выше энергия регистрируемых частиц и тем более интересную и важную информацию о первичных частицах можно получить, расшифровав их «память». Чтобы еще больше увеличить толщину экранирующего слоя, в последние годы в лаборатории создали батарею искровых камер, нацеленную на прием космических лучей, идущих почти горизонтально. Ведь космические лучи пронизывают Землю со всех сторон. Такие измерения ведут здесь впервые в мире.. Руководитель лаборатории кандидат физико-математических наук Т. Т. Барнавели рассказывал нам, что состав первичных космических лучей при энергиях свыше 105 ГэВ пока изучен плохо. Известно только, что в нем заметно повышено содержание ядер железа. Знать, каково содержание изотопов в космических лучах очень важно. Изотопы возникают при столкновениях частиц космических лучей с атомами межзвездного газа, заполняющего Галактику. По соотношению стабильных и нестабильных изотопов можно судить, сколько времени плутали частицы космических лучей в магнитных полях Галактики, и выяснить «толщину» межзвездного вещества, через которую они прошли за это время. Судя по всему, средний «возраст» космических лучей в нашей Галактике очень велик — он превышает десять миллионов лет. Это значит, что магнитные поля очень эффективно удерживают космические лучи. Ведь если бы лучи могли двигаться свободно, они покинули бы Галактику за десять тысяч лет. «Толщина» межзвездного вещества, которое они пронизали за миллионы лет — около 7 г/см2. Это удивительно мало для столь долгого пути. Отсюда прямо следует, что жизнь космических частиц проходит, в основном, за пределами галактического диска, где плотность вещества очень мала. И действительно, можно видеть, что другие галактики окружены «гало» — облаком очень разреженного газа, выходящего далеко за пределы диска, заполненного звездами. Теперь мы знаем, что это «гало» состоит из частиц космических лучей и газа, выталкиваемого из диска их давлением. Под землей физики тоже охотятся за наиболее энергичными частицами. Дело в том, что при энергии, большей 10° ГэВ, космические лучи уже довольно слабо отклоняются магнитными полями внутри нашей Галактики. Они летят от мест, где родились, к Земле почти по прямой. Измеряя траектории частиц, можно выяснить направления, откуда прилетают частицы. И значит, выяснить координаты тех небесных объектов, где они родились. А это как раз те места во Вселенной, где происходят самые бурные и самые интересные для астрофизики процессы. Правда, осуществить такие эксперименты очень непросто. Новое направление требует и нового оборудования. Оно сейчас жизненно необходимо охотникам за космическими лучами. ВСЕ ЕДИНО Ночью станция на Цхра Цкаро кажется вознесенной прямо в небо. Небо обнимает перевал со всех сторон и уходит под ноги, сливаясь с чернотой горных ущелий. Грани нет. Есть только две половины одной бездны — со звездами и без звезд. Здесь очень реально ощущение того, что природа едина и наше деление ее на сферы изучения отдельных наук не более чем условность. Самое большое — вся Вселенная, ее история и строение — и самое малое — элементарные частицы, их свойства и взаимодействия — тесно связаны между собой. Когда-нибудь, надо думать, усилия исследователей, в том числе и тех, кто изучает космические лучи под землей, на земле, под облаками и в космосе, позволят, наконец, связать в единую картину мира самое большое и самое малое в природе. Г. ВОРОНОВ, В. ЧЕРНИКОВА, специальные корреспонденты «Химии и жизни»
Микробиологический фундамент биотехнологии Академик Г. К. СКРЯБИН, доктор биологических наук Е. Л. ГОЛОВЛЕВ Современная биотехнология обязана своими достижениями развитию, с одной стороны, традиционных областей науки и практики: технической микробиологии и прикладной биохимии, а с другой — новейших разделов физико-химической биологии, в том числе генной инженерии. На первый взгляд, эти направления существенно различны: если первое почти целиком основано на микробиологических исследованиях, то во втором главную роль, казалось бы, играют моле- кулярно-биологические и физико-химические методы, а микробиология привлекается лишь постольку, поскольку объектами их применения служат микроорганизмы. Однако на самом деле и новейшие отрасли биотехнологии, как мы попытаемся показать, не менее естественно и прочно связаны с микробиологией, чем традиционные биотехнологические направления. МИКРОБИОЛОГИЯ И ТРАДИЦИОННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ Крупнейшим достижением традиционной биотехнологии в СССР стала организация около 15 лет назад крупномасштабного промышленного производства кормовых дрожжей. Сейчас их в стране производится более миллиона тонн в год, и в ближайшие десятилетия промышленность микробных кормовых концентратов будет интенсивно развиваться. Питательным субстратом при выращивании кормовых дрожжей служат главным образом очищенные парафины нефти и продукты кислотного гидролиза древесины, а также метиловый и этиловый спирты (последний сейчас привлекает все большее внимание как перспективный субстрат для выращивания не столько кормовой, сколько пищевой дрожжевой биомассы). Получаемая при этом чистая дрожжевая биомасса используется в животноводстве для обогащения растительных кормов белками и витаминами под названием белково-ви- таминного концентрата (БВК). В последнее время намечаются и новые пути получения такой кормовой микробной биомассы — например, уже созданы опытно-промышленные установки по производству бактериального кормового белка на природном газе и водороде. Наряду с этим сейчас в СССР ведутся работы по созданию производства кормов микробного происхождения еще одного нового типа. Речь идет о принципиально ином технологическом процессе — так называемой твердофазной ферментации. Сырьем здесь служат растительные материалы, которые и сами по себе могут использоваться в качестве кормов, но имеют низкую питательную ценность: солома, отруби, отходы хлопководства, виноградарства, переработки картофеля и овощей и т. д., содержащие не более 5 % белка. В них вносят микроорганизмы, способные синтезировать целлюлазные, гемицеллюлаз- ные, амило- и лигнолитические ферменты; эти ферменты частично «переваривают» трудноусваиваемые полимеры сырья, которое к тому же обогащается биомассой самих микроорганизмов и выделенными ими биологически активными веществами. Полученная смесь и используется в качестве корма. Содержание в ней самого ценного компонента корма — белка достигает 6—10 % (обогащенные грибной биомассой древесные опилки) и даже 20—25 % (обогащенные дрожжевой биомассой отходы картофеля). Такие обогащенные кормовые препараты можно получать двумя путями: интенсивным и экстенсивным. По первому пути идут, например, канадские исследователи: растительное сырье (предварительно обработанное слабой щелочью, которая частично разрушает самый стойкий его компонент — лигнин) они ферментируют в водной среде в обычных ферментерах. Однако по этой технологии приходится тем или иным 18
путем отделять биомассу от жидкости и высушивать продукт, что делает процесс весьма энергоемким. Альтернативный — экстенсивный путь заключается в выращивании микроорганизмов (как правило, мицелиальных грибов) на слегка увлажненном твердом субстрате. У этой технологии тоже есть существенный недостаток: чтобы микроорганизмы получали достаточное количество воздуха, слой субстрата должен быть не толще 5—7 см, из-за чего процесс получается очень материалоемким и трудно поддается механизации. Поэтому у нас, в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР, разрабатывается промежуточный вариант такой технологии — твердофазная ферментация в высоком слое субстрата с искусственной аэрацией. Для этого созданы специальные ферментеры, полностью заполняемые увлажненным субстратом. Получаемый продукт имеет вид «пи'рога» из остатков опилок или соломы, пронизанного грибным мицелием. Сейчас разрабатывается промышленная установка, и есть серьезные основания рассчитывать, что эти исследования позволят создать и передать в производство новую технологию обогащения растительного сырья микробной биомассой. Масштабы производства кормовых микробных препаратов в СССР настолько велики, что можно ограничиться, вероятно, одним этим примером, чтобы достаточно наглядно продемонстрировать вклад микробиологии в традиционную по форме, но современную по содержанию биотехнологию, не рискуя умалить заслуги как микробиологов, так и изучаемых ими микроорганизмов. ИММОБИЛИЗОВАННЫЕ МИКРОБЫ Одно из новых направлений биотехнологии, где в последние годы достигнуты большие успехи, — использование иммобилизованных ферментов, молекулы которых закреплены на поверхности какого-либо твердого вещества-носителя или в его порах. В нашей стране, например, на этой основе создана промышленная технология производства полусинтетических антибиотиков. Однако встающие здесь перед наукой и практикой основные проблемы не относятся к области микробиологии. С точки зрения микробиолога, значительно больший интерес представляют иммобилизованные аналогичным образом клетки микроорганизмов — или живые, или в различной степени поврежденные. С их помощью можно, в частности, трансформировать разнообразные органические соединения, получать многие практически важные вещества (например, физиологически активные препараты, полупродукты для химического синтеза, пищевые продукты и т. д.), очищать сточные воды и воздух, выделять различные металлы из сточных, морских и речных вод. Во многих случаях иммобилизованные клетки имеют совершенно очевидные преимущества перед иммобилизованными ферментами. Главные из этих преимуществ в том, что иммобилизованные клетки или их агрегаты, во-первых, в несколько раз дольше сохраняют ферментативную активность, чем иммобили- Технология твердофазной ферментации, разработанная о Институте биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР, позволяет из рубленой соломы (слева) получать полноценный корм — * пирог», обогащенный легкоусвояемыми углеводами и белками (справа) 19
зованные ферменты, и, во-вторых, не требуют добавления в реакционную среду извне различных кофакторов или акцепторов электронов: целые клетки вырабатывают их сами. Физиология иммобилизованных клеток — по сути дела, целая новая область физиологии микроорганизмов, открывающая многие еще неизвестные микробиологам черты биологии клетки. В частности, всегда было принято считать, что самое естественное состояние для микроорганизмов, самое благоприятное для их жизнедеятельности — гомогенная взвесь микробных клеток в питательной среде. На самом деле очень может быть, что это не столько их естественное состояние, сколько, наоборот, исключение, и довольно редкое. По крайней мере, многие экспериментальные данные указывают на то, что микроорганизмы, как правило, гораздо лучше себя чувствуют, когда они сидят на каком-нибудь твердом субстрате. И даже если они живут в водоемах, где не так просто найти такой субстрат, и там они концентрируются на каких-нибудь поверхностях раздела, например на границе вода — воздух, где их тоже можно в определенном смысле считать иммобилизованными. С этой точки зрения привычные для микробиологической промышленности ферментеры, которые мы позаимствовали у химиков, представляются вовсе не идеальными установками для культивирования. И действительно, во многих случаях иммобилизованные в геле клетки не только продолжают расти, но и демонстрируют более высокую физиологическую активность, чем выращиваемые в ферментерах, — например, образуют значительно большую биомассу, то есть эффективнее используют ростовые субстраты. Правда, биосинтетическая активность иммобилизованных клеток со временем падает. Однако оказывается, что если некоторое время продержать их в соответствующей питательной среде, они частично обновляются, пополняют запасы энергии и как бы оживают — их активность вновь повышается. Это явление мы обнаружили при изучении бактерии Arthrobacter globiformis, с помощью которой можно превращать гидрокортизон в преднизолон: после 120 дней ее эксплуатации краткая инкубация в питательной среде восстанавливала упавшую было активность почти полностью. Это еще одно подтверждение того, что иммобилизованную клетку нужно рассматривать не просто как некое вместилище нужных нам ферментов, а как особое физиологическое 'состояние микроорганизма, дальнейшее изучение которого обещает значительно расширить наши нынешние представления о физиологии микробной клетки. МИКРОБИОЛОГИЯ — ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ Еще одно важное направление «новой биотехнологии» — использование реком- бинантных штаммов микроорганизмов, получаемых методами генной инженерии, для производства, например, ферментов, гормонов, витаминов, аминокислот и т. д. Взаимодействие микробиологии с генной инженерией пока еще не стало настолько тесным, чтобы ее вклад в эту область биотехнологии можно было считать значительным. Приходится признать, что современная микробиология, с ее преимущественно популяционным эколого-физиологическим подходом, в некоторых случаях оказалась не готова к вторжению молекулярно-биологиче- ской методологии, по сути своей не описательной, а инженерной. В то же время необходимость в сотрудничестве между специалистами этих двух отраслей очевидна. Любой практически работающий генный инженер постоянно сталкивается, например, со значительными различиями в экспрессии клонированных генов: выход продукта такого гена может колебаться от нескольких процентов до 50—60 % общего белка клетки. Чем обусловлены такие различия в уровне экспрессии клонированного гена? Здесь может проявляться влияние множества чисто физиологических факторов, которые в генной инженерии до сих пор еще недостаточно учитываются. Например, сверхсинтез продукта клонированного гена, особенно в растущей культуре, может конкурировать с нормальным промежуточным обменом клетки-хозяина за строительный материал для синтеза, то есть за нуклеотиды и аминокислоты. Далее, возможности белок-синтезирующего аппарата у культуры-хозяина, растущей в обычных условиях, могут оказаться просто недостаточными для требуемого высокого уровня экспрессии клонированного гена. Наконец, сверхсинтез того или иного продукта может потребовать от клетки дополнительной генерации энергии. 20
Другими словами, сверхсинтез продукта клонированного гена должен быть скоординирован с обменом веществ клетки-хозяина и по потокам энергии, предшественников и кофакторов, и по механизмам, регулирующим эти потоки. Поэтому важнейшая задача современной физиологии микроорганизмов — в совместных исследованиях с генными инженерами, энзимологами и математиками изучить регуляторные механизмы, лежащие в основе координации клеточного метаболизма. Существуют и такие генноинженерные задачи, которые вообще в принципе неразрешимы без помощи микробиологии. Примером может служить создание средствами генной инженерии микроорганизмов, обладающих повышенной продуктивностью синтеза биомассы. Здесь экспериментатор должен выяснить, какая именно биохимическая реакция или метаболическая последовательность, какой регуляторный механизм определяют или лимитируют общий уровень метаболизма, а через него кинетические параметры микробиологического синтеза. Такие узкие места метаболизма, несомненно, существуют. Доказательством может служить, например, получившая большую известность среди микробиологов работа западногерманских исследователей Д. Штрауса и Г. Хоффмана, изучавших механизмы адаптации одной из бактерий к использованию яблочной кислоты (малата) как источника углерода и энергии. Исходная культура в целом росла на среде с малатом плохо; однако при этом в ней возникали отдельные быстрорастущие клетки, в ДНК которых были обнаружены повторы некоего участка генома, в сумме составлявшие около трети хромосомы. Такой штамм синтезировал в несколько раз больше белка, переносящего малат, чем дикий штамм; вероятно, в данном случае процесс транспортировки малата и был узким местом, препятствовавшим адаптации. Попытки генных инженеров получать своими средствами подобные быстрорастущие мутантные штаммы пока нельзя считать удачными. Известна, например, работа английских исследователей из фирмы «ICI», которые, чтобы повысить эффективность роста метилотрофной бактерии Methylophilus methylotrophus, растущей на метиловом спирте и используемой для получения кормовой биомассы, попытались сократить непроизводительное расходование клеткой АТФ, не связанное непосредственно с синтезом микробной массы. У этой бактерии есть одна особенность: она усваивает аммоний из среды с помощью ферментной системы глутаминсинтета- зы — глутаматсинтазы, требующей для своей работы АТФ. Исследователи заменили эту систему глутаматдегидрогена- зой, не требующей АТФ, рассчитывая, что освободившийся резерв АТФ будет использован клеткой для роста. Действительно, таким путем удалось получить выход биомассы на 4—7 % выше, чем у исходного штамма. Но много это или мало? И на какой результат в принципе может рассчитывать генный инженер при таких экспериментах? Исследования в области физиологии микроорганизмов показывают, что их потенциальные возможности намного выше, чем наблюдаемые обычно. Мы, в частности, обнаружили, что дрожжи Candida didensii, у которых при выращивании в обычных установках, на обычной среде время роста одного поколения составляет не менее 80 минут, после тысячи часов «тренировки» (культивирования в определенных условиях) оказываются способными расти со скоростью почти в 5 раз большей: по поколению за 17 минут! До сих пор такие скорости роста наблюдались только у прокариот, например кишечной палочки. По-видимому, такая неслыханная для эукариот скорость роста — результат перестройки всего метаболизма клетки; но какие именно регуляторные механизмы делают возможной такую перестройку, пока неизвестно. Приведенные примеры показывают, что уровень наших знаний в области физиологии микробных культур и метаболической организации микроорганизмов — основных объектов генной инженерии (даже наиболее изученных — таких, как бактерии Е. coli и Bacillus subtilis или дрожжи Saccharomyces cere visiae) — еще очень далек от того, какой необходим для плодотворного взаимодействия микробиологии и генной инженерии. МИКРООРГАНИЗМЫ В ГЕОТЕХНОЛОГИИ С легкой руки Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) областью приложения биотехнологии считаются лишь технологические процессы химической, пищевой и медицинской промышленности. Это не- 21
обоснованно сужает сферу биотехнологии, будущее которой, безусловно, связано с ее развитием и за пределами этих отраслей, и в частности в геотехнологии. Из различных направлений биогео- технологии наибольший теоретический багаж и практический опыт накоплен в области использования микроорганизмов для извлечения цветных металлов, урана и золота путем выщелачивания их из бедных или труднообогащаемых другими способами руд. Успешно разрабатываются в нашей стране биогеотехнологические подходы к решению еще одной сложной проблемы — снижения содержания метана в атмосфере угольных шахт. Для этой цели используются бактерии, интенсивно окисляющие метан в углекислоту и способные развиваться на очень простых минеральных питательных средах. Чтобы снизить содержание метана в угольной шахте, суспензию этих бактерий либо закачивают в угольный пласт по системе скважин, либо наносят в виде своеобразного живого фильтра на поверхность породы в выработанных пространствах. Многочисленные эксперименты показали, что в условиях угольной шахты такие микроорганизмы за 2—4 недели окисляют до 60—70 % метана, что значительно снижает взрывоопас- ность в неблагополучных по метану шахтах и позволяет заметно интенсифицировать добычу угля. Этот метод уже прошел широкие производственные испытания и готов к внедрению в практику. Весьма интересная и перспективная область биогеотехнологии — использование микроорганизмов и их метаболитов для повышения нефтеотдачи нефтяных месторождений. Обширные исследования в этой области ведутся сейчас практически во всех нефтедобывающих странах и направлены главным образом на поиск вырабатываемых микробами поверхностно-активных веществ, детергентов и загустителей закачиваемой в нефтяной пласт воды. В СССР разрабатываются, кроме того, способы регулирования активности микроорганизмов непосредственно в разрабатываемых нефтяных месторождениях. Идея состоит в том, чтобы, подавая в нефтяную залежь кислород или воздух, активизировать микробов, окисляющих углеводороды ^ефти до жирных кислот. Это, в свою очередь, создает условия для усиления жизнедеятельности бактерий, вырабатывающих метан. Если удастся таким путем прямо в нефтяной залежи усилить процессы газообразования, то можно будет существенно снизить вязкость нефти, повысить давление на пласт и увеличить степень ее извлечения. Микробная биогеотехнология — молодая область знания, входящая в качестве составной, но достаточно своеобразной части в общую биотехнологию. Мы уже довольно много знаем о физиологических особенностях геохимически важных микроорганизмов и об ареалах их распространения в различных экосистемах. В последние годы заметно активизировались работы по моделированию природных микробиологических процессов в лабораторных условиях. Однако все еще недостаточно изучаются количественная сторона активности микроорганизмов в природных условиях и факторы, влияющие на деятельность отдельных звеньев сложных микробных сообществ. А между тем успехи в фундаментальном исследовании физиологических и биохимических свойств микроорганизмов в значительной мере определят будущие достижения биогеотехнологии. Все сказанное позволяет сделать вывод, что успешное развитие биотехнологии возможно только при интенсивной и целенаправленной работе по созданию микробиологического фундамента инженерии микробных клеток и сообществ, который должен включать клеточную биологию, биологию экосистем и математическое моделирование биологических систем. 22
С 1985 г. Главное управление микробиологической промышленности СССР выпускает новый научно-теоретический и практический журнал «БИОТЕХНОЛОГИЯ» Журнал публикует результаты фундаментальных и прикладных исследований в области биотехнологии. Кроме оригинальных статей печатаются обзоры, хроника, рецензии. Журнал рассчитан на широкий круг специалистов в области биотехнологии, молекулярной биологии, генетической инженерии, медицины, сельского хозяйства и других отраслей, использующих достижения биотехнологии. Периодичность журнала — 6 номеров в год. Цена номера — 1 р. 60 к. Подписка принимается всеми почтовыми отделениями (индекс по каталогу «Союзпечати» — 70085). Казахский научно-исследовательский и проектный институт фосфорной промышленности КазНИИ «Гипрофосфор» имеет возможность организовать промышленное производство неорганических фосфорных солей (Na, К, Li, Mg, Ca, Zn, Ва, Си, В, Al, Pb, Mo, W, Mn, Fe) всех степеней замещения, технической и реактивной квалификации; белого фосфора — осч 9, 5 (здесь и далее первая цифра означает число лимитируемых органических примесей в продукте, вторая — степень чистоты, то есть число девяток после запятой); красного фосфора — чда, хч, осч 9, 5; фосфорного ангидрида (пентаоксид фосфора, Р2О5) — чда, хч, осч 9, 5; фосфорной кислоты (НцР04), 70—80% Р20Г( — осч 13, 3; фосфорноватистой кислоты (Н.^РОЛ 60—65 % — чда, хч; полифосфорной кислоты (Hn_b2pn°3n+i)t 76—78 % Рг05 — ч, чда, осч. Для оценки возможных масштабов производства институт просит заинтересованные организации сообщить ориентировочную потребность в указанных продуктах по адресу: 486031 Чимкент, пл. Ленина, 3. Ищем потребителей побочных продуктов электрохимического производства себациновой кислоты, которые представляют собой смесь метиловых эфиров валериановой (около 50 %), аллилуксусной (около 45 %) и этилиден- пропионовой (около 5 %) кислот. После пуска в 1986 г. промышленное производство себациновой кислоты будет вырабатывать примерно 1500 т в год этих побочных продуктов. Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт мономеров (ВНИПИМ). 300600 Тула, пр. Ленина, 106а. Тел. 25-39-03. Покупаем отходы капрона (нити, куски лески и канатов, крошку, ветошь и т. д.), которые комбинат использует в качестве вторичного сырья при формовке деталей обуви. Годовая потребность- — 5 т. Сухумский многоотраслевой комбинат Министерства местной промышленности Абхазской АССР. 384908 Сухуми, Спортивная ул., 7. Тел. 2-71-16. Расчетный счет № 36620 в Абхазской конторе Госбанка. 23
■ ~ M л—тштшттфрЩш Проблемы и методы современной науки Змеи, ожерелья и стереохимия Доктор химических наук М. Ю. КОРНИЛОВ Недавно в магазинах детских игрушек появилась забавная головоломка — так называемая «змейка». Детворе она сразу понравилась, и реклама ей не нужна. И хотя создатель игрушки, известный венгерский изобретатель Эрнё Рубик, вряд ли думал о ее связи с химией, такая связь существует. Причем дело вовсе не в том, что «змейку» штампуют из пластмассы. Отношение к химии заложено не в материале игрушки, а в идее ее устройства. ОТ ИГРУШКИ К МОЛЕКУЛЕ Идея эта чрезвычайно проста. Взгляните на пестрое тело пластмассового пресмыкающегося, а еще лучше возьмите его в руки. Форма «змейки» фиксируется, это относительно жесткая, упругая конструкция; но форму «змейки» можно легким движением руки изменить. Процесс получения все новых и новых фигур можно продолжать практически без конца, и в этом, возможно, кроется одна из привлекательных особенностей «змейки». Секрет ее устройства состоит в том, что игрушка составлена из цепочки одинаковых треугольных призм. Всего их 24 штуки, но при желании цепочку можно нарастить (если, конечно, в запасе есть еще одна «змейка»), а еще проще укоротить. Призмы туго прижаты друг к другу плоскостями квадратных боковых граней и соединены пружинящими шарнирами. Каждый шарнир допускает четыре фиксированных положения, следовательно, вся игрушка в целом может иметь 423^70 триллионов конфигураций — число практически неисчерпаемое. Всякий раз при повороте вокруг шарнира на угол 90е раздается легкий щелчок — это зафиксировалась новая фигура. Требуется лишь небольшое усилие, чтобы вывести соседние звенья из зацепления и перевести игрушку в новое фиксированное положение. Вот в этом-то и кроется обещанная связь «змейки» с химией, а точнее,— со стереохимией. Дело в том, что молекулы многих органических соединений обладают аналогичным свойством: они тоже допускают легкое взаимное вращение отдельных частей и тоже характеризуются образованием более или менее фиксированных форм. На химическом языке они называются конфор- мациями. Типичным примером соединений такого рода могут служить насыщенные углеводороды — алканы. О них знают даже многие нехимики, а уж химики знают подавно, потому что именно с алканов начинают изучать органическую химию и в школе, и в вузе. О таких углеводородах и пойдет поначалу речь. ЗАТОРМОЖЕННЫЕ КОНФОРМАЦИИ Структурную формулу алканов с неразвет- вленной углеродной цепочкой можно в общем 24
виде изобразить так: СНз—(СН2)П—СН^. Такие молекулы как раз и напоминают игрушечную «змейку». Что особенно характерно для алканов, так это необычайная гибкость их молекул, "из-за чего они все время извиваются, беспрестанно меняя свою форму, чем-то действительно похожую на змею. При этом ни одно входящее в ее состав звено — мети- леновая группа СН2 — не искажается. Химики говорят: при взаимных переходах конформаций валентные углы атомов углерода (Н—С—Н, Н—С—С, С—С—С) сохраняются неизменными. Причина гибкости молекул алкана заключается в том, что отдельные звенья цепи сравнительно легко поворачиваются относительно соседей. Это явление называют свободным вращением вокруг простой связи. У «змейки» роль таких связей играют оси шарниров, у молекулы алканов — валентные электроны атомов углерода. Детская игрушка служит в руках химика моделью молекулы, состоящей из звеньев, подвижно связанных между собой в одну цепочку. Но этим аналогия в поведении реальной молекулы алкана и игрушечной модели не ограничивается. Дело в том, что среди бесконечно разнообразных равновесных конформаций молекул алкана присутствует вполне определенное число избранных. Они хороши тем, что устойчивее других и встречаются гораздо чаще, поскольку живут дольше. Такие конформаций называются заторможенными. Они как раз и напоминают фиксированные формы «змейки», получающиеся за счет углублений и выступов на прилегающих друг к другу гранях ее звеньев. У молекулы алкана роль таких выступов играют торчащие атомы водорода и углерода соседних звеньев, а роль углублений — промежутки между этими атомами. При вращении вокруг каждой связи между атомами углерода молекулы алкана обычно возникают три фиксированные формы, три заторможенные конформаций. Их обозначают: транс, гош~ и гош+ (рис. I). Число К различающихся между собой заторможен- Три типа заторможенных конформаций алканов ных конформаций всей молекулы в целом можно подсчитать совершенно точно, для этого достаточно только задать п — число групп СН2 в молекуле. Математический метод подсчета К известен; но не стану утомлять читателя его изложением, а приведу лишь сами числа К для первого десятка гомологов метана: п К X О 0 1 пан С 1 1 X н ш 2 2 тан С 3 3 сан U- 4 7 тан t- 5 13 X се 1- м О 6 31 X се X 7 66 X се V а 8 159 Сначала числа К невелики, но они неуклонно растут по мере увеличения п (при- мернб в геометрической прогрессии). Зная число, а еще лучше пространственную структуру отдельных заторможенных конформаций молекул, химик может предсказать многие полезные свойства веществ, объяснить периодичность их изменения в гомологическом ряду как самих алканов, так и их производных. КОД И ФОРМА Теперь пора сделать несколько замечаний о свойствах «змейки» и о тех фигурах, которые из нее удается сложить и которые с полным правом тоже можно назвать заторможенными конформациями. Если «змейку» крутить без какой-либо системы, то обычно получаются несимметричные фигуры. Иногда они напоминают зверюшек, снежинки, машины и другие окружающие нас предметы. Конечно, дети полюбили «змейку» именно за это ее свойство. Но можно поставить перед собой и научную цель: искать симметричные «змеиные» фигуры. Они тоже забавны и позволяют увидеть великое множество красивых форм. Причем игрушка не случайно составлена из 24 подвижных звеньев — это число обеспечивает возможность сборки огромного числа симметричных фигур. По-видимому, рекордсменом по числу эле- То-соС CUAJzJju^ 25
Малый ромбогексаэдр, собранный из * змейки» ментов симметрии может служить фигура кубической формы, в виде которой обычно складывают игрушку для продажи (рис. 2). Дети часто называют ее «шариком», «кубиком» и так далее, но математикам больше по душе название «малый ромбогексаэдр». Строгий анализ показывает, что у него насчитывается 48 элементов симметрии, что встречается нечасто: как правило, у фигур, полученных из «змейки», бывают 1—3 плоскости или оси симметрии. Купив «змейку» и сложив из нее новую красивую фигуру, ее жалко разбирать, потому что можно забыть ее устройство. Тогда зарисовать? Но это не так-то просто, хотя и возможно. Причем, даже глядя на рисунок, не всегда можно сразу сообразить, как фигуру сделать. А ведь есть простой и надежный способ записи формы фигур, изготовленных из «змейки», не требующий умения рисовать. Этот способ — кодирование. Читатель может убедиться в этом, проверив на своих фигурах этот код. Для «змейки» из 24 звеньев он имеет вид 23-значного числа, составленного из четырех цифр: 0, 1, 2 и 3' (рис. 3). Каждая з Конфигурация двух соседних звеньев «змейки» и код, с помощью которого можно записывать форму сложенной из нее фигуры £7 Л Ч\ П7 О 4 26 цифра отвечает одному из четырех возможных поворотов вокруг 23 шарниров «змейки». Если хотите, можете использовать набор из 23 других цифр, букв или просто символов, причем каких именно — значения не имеет. Порядок составления кода может быть, например, таким. Берут вспомогательную, полностью распрямленную «змейку», имеющую вид стержня. Ее код — 23 нуля. Глядя на сложенную фигуру, делают ее копию — поворачивают звенья вспомогательной игрушки на нужный угол — 90, 180 или 270° — либо не вращают совсем. Проделывают это поочередно для каждого шарнира и ведут запись сделанных поворотов. Поворот на 90° по часовой стрелке обозначают цифрой 1, на 180° — цифрой 2, на 270° (или на 90° в обратном направлении) — цифрой 3, отсутствие поворота — нулем. Угол каждого нового поворота отсчитывают относительно только что повернутого звена «змейки». Например, упомянутый малый ромбогексаэдр имеет такой код: 131331311313313- 11313313. В этой шеренге цифр легко угадывается периодичность — характерное свойство кода всех симметричных фигур. Если же вспомогательной «змейки» нет, а интересная фигура собрана, то для составления кода можно действовать в обратном порядке: распрямлять ее, превращая в стержень и записывая поочередно все повороты. Еще один способ составления кода состоит в учете конфигурации," которую образуют два соседних звена. После некоторой тренировки удается без особого труда составить код и по нему воспроизводить любую закодированную фигуру. ЗАПРЕЩЕННЫЕ ПОВОРОТЫ Приведенный здесь способ запоминания фигур применим не к одной лишь «змейке». Он годится для обозначения заторможенных конформаций неразветвленных цепей, состоящих из любых звеньев, в том числе и метиленовых групп, то есть для числового описания молекул нормальных алканов. В их коде всего три цифры: 0, 1 и 2 (кстати, подумайте — почему?). Следует признать, что коды не отличаются, наглядностью, но зато у цифр есть одно неоспоримое преимущество перед рисунком: они легко воспринимаются ЭВМ, так что конформаций можно легко составлять, читать и £ 3
обрабатывать, а при необходимости выводить на печать рисунок самой фигуры. Но главное, с помощью ЭВМ можно получить перечень всех без исключения конформаций, а это весьма ценно для практики. Ведь если нужно проанализировать данные о структуре многих тысяч конформеров, то тогда без кодов никак не обойтись. Есть, правда, у кодов и недостаток: в них не учитывается реальный объем отдельных звеньев, из-за чего может получиться, что код записан по всем правилам, а соответствующую конформацию собрать нельзя. Происходит это тогда, когда в молекуле (или ее модели) возникают так называемые пространственные препятствия, приводящие к столкновению между отдельными звеньями, непосредственно не связанными между собой. При появлении таких препятствий соответствующие конформеры оказываются энергетически невыгодными и потому маловероятными. «Змейка» дает наглядное представление о том, когда и почему это получается. Попробуйте, например, в полностью распрямленной «змейке» повернуть три ее последовательных звена каждое на 180° (с помощью нашего кода эта операция записывается цифрами 222) — и у вас ничего не получится, а если вы приложите усилие, чтобы это все-таки сделать, то неизбежно порвете один из шарниров. Поэтому данную конформацию следует отнести к числу запрещенных, а соответствующие сочетания цифр кода можно назвать запрещенными сочетаниями. У «змейки» это 122, 222, 223 и другие, у алканов это 12, 21 и т. п. Таким образом, конструировать различные конформаций можно и с помощью кодов, но тогда из списка следует исключать структуры с запрещенными сочетаниями цифр в коде. Заметим: числа К в приведенной выше таблице были получены на ЭВМ именно таким путем. ПОДАТЛИВЫЕ МАКРОЦИКЛЫ Так, играя со «змейкой», можно научиться кодировать конформеры и узнать, что такое пространственные препятствия в молекулах. Есть немало других свойств, интересных для химика, которые таит в себе игрушка. Любители мастерить могут сделать небольшое видоизменение «змейки», и тогда она раскроет себя с еще одной стороны — как модель циклической молекулы. Для этого нужно соединить концевые звенья дополнительным шарниром, взяв его, например, из запасной «змейки». Полученный вариант игрушки условно назовем «ожерельем». Замыкание концов придает фигурам «ожерелья» повышенную жесткость и устойчивость. Вместе с тем и число разрешенных конформаций становится, естественно, меньшим, чем у незамкнутой «змейки». Все это имеет прямую аналогию со свойствами реальных молекул циклических соединений. Взять хотя бы циклогексан. В его молекуле Некоторые симметричные фигуры, сложенные из «ожерелья» 17
содержится шесть метиленовых групп; тем не менее он существует в виде одной-един- ственной заторможенной конформаций (ее называют конформацией кресла). А у соответствующего нециклического алкана — гек- сана возможно 7 примерно одинаковых по энергии заторможенных конформаций. Это различие в конформационном составе гекса- на и циклогексана существенно сказывается на их физических и химических свойствах. Например, температура плавления циклогексана на 102е выше, а плотность — почти на 20 % больше, чем у гексана. Если молекула не замкнута в цикл, то превращение одной конформаций в другую происходит путем независимого вращения вокруг каждой связи С—С. То же характерно и для поведения «змейки». В случае же цик- лоалкана картина существенно иная: превращение одной конформаций в другую всегда осуществляется путем одновременного вращения вокруг нескольких связей между атомами цикла. Это свойство наглядно демонстрирует «ожерелье», и вы можете в этом убедиться, если станете переводить одну его конформа- цию в другую, не допуская при этом перекосов шарнирных соединений*. После нескольких проб обычно удается найти те шарниры (иногда достаточно только двух), вокруг которых надо одновременно вращать звенья «ожерелья» (рекомендуем начать с превращений конформаций, имеющих вид прямоугольных рамок 3X9 или 5X7). Поиск переходов от одной фигуры «ожерелья» к другой требует подчас немало времени и большого терпения, но зато порой вознаграждает вас получением удивительных по красоте фигур, которые не так просто получить из раскрытой «змейки» (рис. 4). Я не знаю, есть ли предшественники у «змейки», но вот у «ожерелья» они, оказывается, существуют. «Ожерелье» можно рассматривать как пространственный аналог другой головоломки — «флексагона», состоящего из подвижно связанных между собой треугольников и обладающего способностью к забавным превращениям*. Будучи трехмерным, «ожерелье» несравненно богаче разнообразными фигурами, чем плоские флексагоны. Процесс взаимного превращения конформаций циклов в химии известен под названием инверсии. Наиболее подробно изучена она для шестичленного циклогексана и других циклов небольшого размера, а вот об инверсии макроциклов (циклов крупного размера) почти ничего не известно. Игрушечное «ожерелье» открывает перед. вами возможность познакомиться с этой неизведанной областью стереохимии циклических молекул. В заключение хотелось бы привлечь внимание к «змейке» как молекулярной модели не только химиков, но и тех, кто имеет отношение к производству игрушек. Чтобы «змейка» стала более точной моделью алка- нов», а «ожерелье» — моделью циклоалка- нов, их звенья нужно изготовить в форме треугольных пирамид (тетраэдров) и обеспечить каждый шарнир тремя фиксированными положениями. Если такая игрушка появится, то она станет не только новой головоломкой, но и новым полезным наглядным пособием, очень нужным для изучения удивительного мира конформаций молекул. А для начала стоит покрутить уже созданную игрушку — ив ней химик найдет немало материала для размышлений. Так что знайте: взяв в руки «змейку», сделав из нее «ожерелье» и начав складывать из них различные фигуры, вы невольно прикоснулись к важному разделу стереохимии — конформационному анализу. * Бывает, что в процессе взаимного превращения фигур «ожерелья» рвется шарнир. Это не беда: научившись замыкать цикл, вы' без труда сумеете его и исправить. * О том, что такое «флексагон», как его изготовить самому и какие с ним можно проделать опыты, написано в книге Мартина Гарднера «Математические головоломки и развлечения» (М.: Мир, 1971, глава 1). Сибирский технологический институт разработал простой и удобный способ получения пара-динитробензола, используемого как стабилизатор в производстве мономеров С К, как ингибитор полимеризации метакрилатов и в других областях. Для уточнения объема намеченного производства институт просит заинтересованные организации сообщить ориентировочную потребность в продукте по адресу: 660049 Красноярск, просп. Мира, 82, СибТИ, кафедра органической химии, тел. 27-45-22. 28
«Вышла недавно книжка Джона Холдейна. Это любопытная фигура, член английской компартии, крупный генетик, биохимик и философ.*. Конечно, буржуазная пресса разругала его, но он настолько талантлив, что и ругая его, им восхищаются»... Так в 1939 г. охарактеризовал академик Н. И. Вавилов выдающегося биолога Джона Бердона Сандерсона Холдейна A892—1964). «Химия и жизнь» уже рассказывала о его жизни и научных исследованиях A971, № 3). Но Холдейн пользовался большой известностью и как популяризатор науки. В течение многих лет он каждую неделю выступал с научно-популярными статьями и обзорами в газете английских коммунистов «Дейли Уоркер». Этой работе он придавал особое значение. «Я много раз убеждался в том,— писал он,— что в процессе создания научно-популярного очерка факты и теории согласовываются между собой по-новому. Иногда это приводило к тому, что в специальных статьях для научных журналов я по-новому подходил к разработке тех или иных проблем». Статья, которую мы предлагаем вниманию читателей, была написана Холдейном в 1946 году. Как писать научно-популярную статью Дж. Б. С. ХОЛДЕЙН Большинство научных работников жаждет распространять знания о предмете своей науки, а также иметь источник побочного дохода. И того и другого можно добиться сочинением статей о науке для широкой публики. Еще лучше, если удастся напечатать такую статью за рубежом: это считается «невидимым экспортом». Я дам здесь несколько советов, как Это нужно делать. Только пусть читатель не думает, что мой способ — единственный. Литературное творчество подобно органическому синтезу: путь к цели, который следует избрать, зависит от того, какой продукт требуется получить, какое у вас исходное сырье и какая аппаратура есть в вашем распоряжении. Поскольку мне аппаратурой служит собственный мозг, отличающийся от вашего, мои методы тоже будут иными, чем ваши. Прежде всего вы должны помнить, что это нелегкий труд, и вам не добиться хороших результатов, если вы с пренебрежением отнесетесь к технической стороне дела. Ведь литература, как и наука, тоже имеет свою технику, и если вы не зададитесь достаточно высокими требованиями, у вас ничего не получится. Поэтому не надейтесь на успех вашей первой и даже второй попытки. Для кого вы пишете? Это еще важнее, чем выбор темы. Статью по истории физики XVIII века вы не сможете пристроить в ежедневную газету. «Тайме» вряд ли напечатает доброжелательное сообщение о советских исследованиях по минералогии, а «Дейли Уоркер» — хвалебный репортаж о возделывании хлопка в Британском Судане*. К тому же от того, где предполагается опубликовать статью, зависит и ее объем. Теперь о теме. Вы можете избрать какую-то исследовательскую работу или какое-нибудь приложение науки. Можно взять также некий общий принцип и проиллюстрировать его примерами из разных научных областей. Например, можно было бы написать прекрасную статью о полезных случайностях. Пристли** разбил термометр, и судьба разлившейся ртути привела его к открытию кислорода. Такаминэ*** пролил немного нашатырного спирта в экстракт из надпочечников, в результате чего выкристаллизовался адреналин. Но если вы не специалист по истории науки, то вам, может быть, лучше начать с какого-нибудь более частного предмета. Помните, что материал нужно отбирать очень строго. До сих пор вам, вероятно, приходилось писать статьи двух типов. Во-первых, это экзаменационные сочинения, в которых вы пытались показать, как много знаете по тому или иному вопросу, а во-вторых,— научные статьи и отчеты, где исчерпывающе освещается какая-то узкая те- * С 1899 по 1955 г. Судан считался совместным владением Великобритании и Египта, а фактически был превращен в английскую колонию.— Ред. ** Пристли, Джозеф A733—1804) —английский химик и философ; открыл кислород в 1774 г., почти одновременно с К. Шееле.— Ред. *** Такаминэ Дзёкити A854—1922) — японский биохимик и фармаколог; в 1901 г. (вместе с Т. Олд-. ричем) впервые выделил адреналин в кристаллическом виде.— Ред. 29
ма.. Теперь же вам предстоит сделать нечто совершенно иное. Не нужно демонстрировать свою ученость; не следует также стремиться к такой точности, чтобы читатели смогли сами воспроизвести ту или иную работу. Ваша задача — не снабдить их полной информацией, а заинтересовать и увлечь. Поэтому далеко не все, что вы знаете о предмете, должно попасть в статью. Вы должны отобрать только то, из чего получится связный рассказ. Многие статьи, которые мне приходится просматривать, слишком напоминают экзаменационные сочинения. Создается впечатление, будто автор поднял всю литературу по данной теме и пытается вкратце ее изложить. Такой обзор вполне годится для учебника, но не сможет завладеть вниманием читателя популярной литературы, который не намерен делать серьезных интеллектуальных усилий. Это не означает, что вы должны адресоваться к сборищу идиотов. Это означает, что от незнакомых читателю научных фактов вы должны постоянно возвращаться к известным ему примерам из повседневной жизни. Полезно начать с какого-нибудь обычного факта — скажем, с взрыва бомбы, с птичьего пения, с головки сыра, и на этом примере проиллюстрировать некий научный принцип. И здесь нужно обращаться к хорошо знакомым аналогиям. Сравните выделение горячих газов при взрыве бомбы с образованием пара в чайнике, изменения, происходящие каждый год в организме птицы,— с теми, что наблюдаются в организме человека раз в жизни, при наступлении половой зрелости, а осаждение казеина солями кальция — с оседанием мыльной пены. Если вы достаточно хорошо знаете тему, вы сможете двигаться к цели последовательными шагами, а не одним большим прыжком. Очень может быть, что, попробовав написать статью таким способом, вы обнаружите, что знаете слишком мало, особенно о количественной стороне явлений. Насколько полно у малиновки половые железы возвращаются к осени в первоначальное состояние? Насколько больше кальция в молоке, чем в воде лондонского водопровода? Какая максимальная температура достигается при взрыве бомбы? Чтобы добросовестно написать статью в тысячу слов, вам, возможно, понадобится провести двенадцать часов за чтением литературы. Чтобы просвещать публику, вам придется, в сущности, заняться и самообразованием. Когда статья написана, дайте ее почитать своему приятелю, желательно — малоосведомленному. Или отложите ее на полгода и потом проверьте, понимаете ли сами все, что написали. Вполне возможно, что некоторые фразы, представлявшиеся вам очень простыми, когда вы их писали, покажутся теперь весьма запутанными. В истории научных открытий следствие обычно становится известным раньше, чем причина. А истинность математической теоремы весьма часто представляется вполне вероятной еще до того, как найдено ее строгое доказательство. Если вы объявите свою теорему, наподобие Евклида, прежде, чем ее доказать, вы предстанете перед читателем в виде фокусника, вытаскивающего из шляпы кролика. Если же вы подведете читателя к нужному выводу постепенно, то впечатление будет не столь блестящим, но зато следить за ходом ваших мыслей ему будет намного легче. В научной, особенно математической, статье всегда приятно — а иногда желательно — изящество изложения, которое часто сводится именно к подобным фокусам с кроликом. Серьезному ученому это нередко облегчает мышление. Но обычного читателя это попросту оглушает. Продвигайтесь медленнее, чтобы в ваших доказательствах или цепочках причин и следствий он видел как можно больше последовательных шагов, даже если, в собственных рассуждениях вы кое-что из них пропускаете или вообще идете в противоположном направ- . лении. Когда статья написана, она может казаться довольно-таки нудной и неинтересной — кожа да кости, голый перечень фактов и абстрактных доводов. Критик может сказать, что ее нужно оживить. Я против такого оживления ради оживления. Оно характерно для авторов, которых их собственный стиль интересует больше, чем тема,— например, для Чарлза Лэма* или Роберта Линда**, но в статье о науке это неумест- * Лэм, Чарлз A775—1894) — английский поэт и эссеист.— Ред. ** Линд, Роберт A879—1949) — английский эссеист-— Ред. 30
но. С другой стороны, вы обязаны сделать все возможное, чтобы помочь читателю связать вашу статью с остальными своими познаниями. Этого можно достигнуть, ссылаясь на знакомые ему факты или литературу. Меня сильно ругали за то, что в свои статьи для газеты «Дейли Уоркер» я вставлял ссылки на Маркса (хотя мне кажется, что я чаще ссылался на Энгельса). Но с работами этих авторов знакомо большинство моих читателей. Энгельс писал кое-что об изменчивости, как до него писал нечто в том же роде Гераклит, а после него Бергсон* и Уайтхед**. Но на одного из моих читателей, который знает работы Гераклита, Бергсона или Уайтхеда, приходится сотня таких, кто читал Энгельса, так что я предпочитаю цитировать именно его... Если это возможно, научно-популярная статья должна содержать что-то новое. Я, как правило, стараюсь вставить один-два факта, неизвестных университетскому студенту-дипломнику соответствующего факультета, если только его преподаватели не слишком усердно следят за научной периодикой. Поскольку между публикацией открытия и включением его в учебники проходит обычно лет пять, в мирное время это не составляет особого труда. Сейчас это, правда, не так просто из-за закрытия большого числа библиотек и отсутствия многих европейских и некоторых американских журналов***. Конечно, в оценке новых работ нужна некоторая осторожность. Огромное множество предполагаемых открытий дальнейшими исследованиями не подтверждается. Один хорошо известный английский популяризатор науки обладает подлинным даром выбирать для публичного оглашения именно такие открытия. Если автор, как и я, сам занимается научной работой и знает, как часто терпели крах его собственные блестящие идеи, у него меньше шансов угодить в эту ловушку. Начиная писать научно-популярные статьи, полезно заранее составлять их планы, хотя я сам делаю это редко. Вот возможный скелет статьи о сыре. Введение, Какой-нибудь хорошо из- * Бергсон, Анри A859—1941) — французский философ-идеалист.— Ред. * * Уайтхед, Алфред Норт A861 — 1947) — английский математик, логик и философ.— Ред. *** Напоминаем, что статья была написана в 1946 г.— Ред. вестный факт — например, дефицит сыра. Главная тема. Производство сыра. Почему она важна. Сыр как самый дешевый продукт питания, содержащий много легко усвояемого белка. Витамины и кальций в сыре. Связи с другими отраслями науки. Сычуг, сравнение его с какими-нибудь другими ферментными препаратами, применяемыми в промышленности, например в кондитерском производстве или в выделке кож. Другие области использования микроорганизмов, например пивоварение. Почему сыр с запахом не так опасен, как мясо с запашком. Практические предложения. Как увеличить у нас производство сыра. Борьба с маститом у коров. Корма и удобрения. Не следует ли ввозить сыр вместо мяса? Необходимость научного планирования производства продовольствия в стране. Какую часть из этого вы сумеете втиснуть в статью, зависит от ее объема и от вашего умения писать кратко. Если вы пишете для образованных читателей, можете привести посвященные сыру отрывки из еврипидовой драмы «Киклоп», если для необразованных, можете вставить какой-нибудь анекдот о запахе сыра. Все это — лишь один из возможных вариантов. Какой-нибудь другой автор представил бы сыр как часть «этой таинственной вселенной». Мы не знаем, как синтезируется белок, не можем объяснить высочайшую специфичность действия некоторых ферментов. Сыроделие — часть той донаучной деятельности, благодаря которой мы еще сохраняем причастность к природе. Сыр — естественный продукт питания, а мясо — нет, и так далее. Мне такой подход представляется антинаучным. Но подобные сочинения идут хорошо, и в них тоже можно сообщить некоторое количество подлинных научных сведений. Каждый должен писать научно-популярные статьи по-своему. Я описал только один способ и не утверждаю, что он единственный, и даже что он самый лучший... Перевел с английского А. ИОРДАНСКИЙ 31
I «...На двери была прибита подкова» Было давно известно, что при спуске в шахту температура Земли повышается примерно на 3° на каждые 100 м. Этот факт объясняли вполне естественно: когда-то Земля была раскаленным шаром, с тех пор постепенно остывает и поэтому внутри она горячее, чем снаружи. Однако, когда Уильям Кельвин в середине прошлого века вычислил время остывания, оно оказалось необычайно малым: меньше 100 млн. лет. Этот результат немало обескуражил Чарлза Дарвина, поскольку для эволюции видов нужны громадные промежутки времени, и притом уже на остывшей Земле. (Он даже сделал соответствующие оговорки во втором издании своего знаменитого труда «Происхождение видов».) Геологи также решительно воспротивились: для объяснения наблюдаемых фактов им необходимо было по крайней мере в десять раз большее время существования остывшей Земли. Спор этот между физиками, с одной стороны, и биологами и геологами — с другой, длился довольно долго и прекратился по молчаливому обоюдному согласию ввиду его очевидной бесплодности. Открытие радиоактивности позволило возвратиться к этой проблеме на новой основе. Было замечено, что если в каждом грамме 32 земного шара содержится хотя бы Ю-13 г радия, то этого количества вполне достаточно, чтобы поддерживать внутреннюю температуру Земли на постоянном уровне за счет тепла радиоактивного распада. Как показали дальнейшие анализы, в каждом грамме земной коры содержится 10 * г урана и, следовательно, 3-10" " г радия, то есть даже больше, чем это необходимо. В связи с этим геологи склон-, ны сейчас считать, что Земля вовсе не остывает, а наоборот, разогревается изнутри благодаря энергии распада радиоактивных веществ. Одним из первых в 1910 году к этой мысли пришел русский ученый Алексей Петрович Соколов A854—1928). Общий поток тепла от распада радиоактивных элементов на поверхности Земли равен 3 -10 Вт, то есть примерно в три раза превышает мощность всей энергетики мира. Что же касается действительного возраста Земли, то его можно оценить, определив относительную концентрацию свинца в урановой руде. В самых древних урановых рудах примерно пятая часть урана распалась до свинца, то есть возраст этих пород никак не меньше миллиарда лет... Прочитанное вами есть почти цитата («почти» — потому, что вычеркнуто два раза по одному слову). Она из книги Леонида Ивановича Пономарева, заведующего лабораторией в Институте атомной энергии имени Курчатова. Книга называется «Под знаком кванта», вышла в конце прошлого года в издательстве «Советская Россия». Еще оттуда же: ...Одно из наиболее часто дискутируемых явлений — дифракция электронов при прохождении их через два близко расположенных отверстия. Обе стороны соглашаются, что след на фотопластинке может оставить только электрон-частица. Но тогда — рассуждая вполне логично — он должен пройти только через одно из отверстий, то есть интерференционная картина становится невозможной, поскольку она является результатом одновременного прохождения волны через оба отверстия. Сторонники квантовой механики напоминают о дуализме волна — частица и о дополнительных типах приборов. С их точки зрения, два отверстия — это прибор, выделяющий волновые свойства электрона, а фотопластинка — прибор, фиксирующий его корпускулярные свойства. Противников такое объяснение ни в коей мере не убеждает, поскольку квантовая теория в принципе не позволяет проследить, как же происходит этот переход от корпускулярной картины к волновой. Им объясняют, что это чисто статистический процесс, которым управляют законы теории вероятностей. На это они отвечают словами Карла Поппе- ра, который писал, что Гей- зенберг пытается «дать причинное объяснение невозможности причинных объяснений»... Характерно, что никто из оппонентов не отрицает плодотворности и истинности заключений квантовой механики в области ее применимости. Нильс Бор хорошо сознавал этот слабый пункт позиции несогласных и с присущим ему мягким юмором любил рассказывать о своем соседе по загородному дому в Тисвилле. У этого соседа на двери была прибита подкова. Однажды кто- то спросил его, неужели он и в самом деле верит, что она приносит в дом счастье. «Нет, конечно,— ответил сосед,— но, говорят, она помогает даже тем, кто в нее не верит». Цитируемая книжка Пономарева — уже вторая (первая издана «Молодой Гвардией» в 1971 г. и называлась «По ту сторону кванта»), выросшая из двенадцати статей «Атомы, лучи, кванты», напечатанных в нашем журна-
ле тем же автором в 1968— 1971 гг. Прочитавший ее, наверное, «поймет логическую структуру науки о квантах и почувствует красоту ее неожиданно простых следствий» (тоже цитата — из предисловия). Основываясь на собственном опыте, полагаю, что это верно. К сожалению, заполучить книжку Л. И. Пономарева «Под знаком кванта» вам будет нелегко: тираж ее вызывает грустную улыбку — 25 000, увы. М. ЧЕРНЕНКО Грамота XXI века Звенигородский Г. А. Первые уроки программирования. М.: Наука, 1985. (Библиотечка «Квант». Вып. 41.) Ни одно техническое достижение еще не оказывало такого быстрого и всестороннего воздействия на нашу жизнь, как изобретение компьютеров, проникающих буквально во все области человеческой деятельности. Поэтому умение свободно общаться с ЭВМ, подобно умению читать и писать, часто называют грамотой, причем в ближайшем будущем эта вторая грамота должна стать достоянием каждого культурного человека. В первую очередь овладеть компьютерной грамотой обязаны наши дети, которым предстоит жить в мире, до предела насыщенном электроникой. Можно ли научить их основным навыкам программирования, особенно при условии, что далеко не каждый может обзавестись собственной ЭВМ? О том, что обучение программированию школьников всех возрастов может быть вполне успешным, свидетельствует опыт работы Г. А. Звенигородского в харьковском Дворце пионеров и в Сибирском отделении АН СССР; многие его ученики стали сегодня квалифицированными программистами. Книга «Первые уроки программирования» предназначена для учеников пятых — восьмых классов. Как пишет в предисловии автор, она адресована тем, кто хочет на простых примерах подготовиться к решению больших и сложных задач с помощью современных ЭВМ; однако при этом от читателя не требуется никаких специальных знаний, выходящих за пределы программы первых четырех классов средней школы. Более того, чтобы усвоить азы программирования, читателю даже не нужна ЭВМ, хотя описанный в книге учебный язык «Робик» — один из входных языков системы «Школьник», разработанной автором в Вычислительном центре Сибирского отделения АН СССР,— может быть использован для работы на настоящих персональных ЭВМ типа «Агат», созданных в нашей стране специально для школ и других учебных заведений. Книга Г. А. Звенигородского построена как описание серии увлекательных уроков и перемен, во время которых читатель и осваивает азы программирования. Уже в середине первого урока выясняется, что мы умеем составлять программы для робота по имени ДЕЖУРИК. Например, давая ему такие команды: ОТКРОЙ ОКНО; НАМОЧИ ТРЯПКУ; СОТРИ С ДОСКИ; ЗАКРОЙ ОКНО; СЯДЬ НА МЕСТО. Когда урок кончается, очень не хочется идти на перемену. Но оказывается, что во время перемен мы тоже узнаем что-то новое и интересное, например изучаем клавиатуру ЭВМ «АГАТ», на которой в следующих уроках нам предстоит работать. И так — урок за уроком, перемена за переменой. Постепенно мы осваиваем правила программирования на языке «Робик» (вычислительные машины умеют понимать и исполнять только те задания, которые записаны по строгим правилам какого-либо специального языка); составляем вместе с автором, а иногда и самостоятельно интересные программы для различных исполнителей, за действием которых можно следить на экране дисплея, похожем на экран телевизора. Вот, например, исполнитель МУРАВЕЙ, который может ползать по клетчатой доске, передвигаясь при этом за один ход на одну клетку; а исполнитель ТОМ СОЙ ЕР может красить заборы, проводя кистью по доске сверху донизу, обмакнув кисть в ведро перед каждым взмахом и стряхнув лишнюю краску. Для того чтобы покрасить одну доску, он должен выполнить программу, содержащую такие команды: ОДИН ВЗМАХ; ОБМАКНУТЬ КИСТЬ; СТРЯХНУТЬ ЛИШНЮЮ КРАСКУ" ПРОВЕСТИ ПО ДОСКЕ. ...Вот мы дошли до последнего, двенадцатого урока, который называется «Продолжение следует». Вместе с автором подводим итоги пройденного, намечаем планы на будущее, осуществить которые нам поможет подробный список литературы с аннотациями и интересный набор задач, предлагаемых для самостоятельного решения. Книга «Первые уроки программирования» — безусловно талантливое произведение. Она не только дает читателям некую сумму знаний, но и учит серьезно и с увлечением учиться. И даже если ее читатель не станет профессиональным программистом, он все равно не забудет своих первых уроков и своего первого учителя. Только мы, к глубокому сожалению, не увидим новых книг Геннадия Анатольевича Звенигородского. Этот талантливый ученый и педагог скончался на 33-м году жизни, незадолго до выхода в свет «Первых уроков программирования». Э. ИВАНИЦКАЯ 2 Химия и жизнь № 10 33
Еще раз о загрязнении окружающей среды: как это делалось в позапрошлом веке «Господа Издатели Санктпетербургского Вестника. Читая в листах ваших некоторые анекдоты, не могу довольно похвалить сего вашего намерения, что вы вводите вкус такого рода к сочинениям. Он приятен и полезен. Приятен потому, что избранное и коротко описанное повествование не делает никакому читателю скуки, но так-сказать мимоходом его утешает. Полезен для того, что он оживляет историю, украшает ее... и делает своими заметками удо- бопродолжительнейшею в памяти. Лучшие древние писатели нарочно собирали сие сокровище. Они умели его разсыпать по своим сочинениям и учинили себя безсмертными... Потому, может-быть, и сухи кажутся летописи те, в коих не блистает сей драгоценный бисер. Для сего самого желательно бы было, дабы искусные и рачительные отечества нашего люди не упускали времени, которое и самыя блистательныя добродетели затмевает, но потрудились бы записывать, что особливо примечания достойное случилось прежде и что ныне. Сим бы великое сделали одолжение истории нашей. Сим бы знатное принесли утешение нынешнему нашему и потомственному обществу» ... Наш журнал — для постоянных его читателей это, вероятно, не новость — тоже имеет «вкус такого рода к сочинениям» и эти мысли целиком разделяет. А высказал их двести лет назад Гаврила Романович Державин. Для нас Державин прежде всего великий русский поэт. (Впрочем, немалое число читателей, скорее всего, вряд ли прочло хоть одно его стихотворение целиком — а зря, между прочим. Поразительное ощущение: рядом с захватывающими дух Записки из известных всем произшествиев и подлинных дел, заключающий в себе жизнь Гаврилы Романовича Державина ...Когда директор [Казанской гимназии, асессор М. И.* Веревкин.— Ред.] в [11759 году сбирался главному куратору Ивану Ивановичу Шувалову дать отчет в успехах ввереннаго ему училища, то и приказал отличившимся ученикам начертить и скопировать карты Казанской губернии, украсив оныя разными фигурами и ландшафтами, дабы тем дать блеск своему старанию о научении вверенного ему благородного юношества. В числе сих отличных был и старший Державин. Когда же директор в 1760 году из Петербурга возвратился, то в вознаграждение учеников, трудившихся над геометриею, объявил каждаго по желанию записанными в службу в полки лейб-гвардии солдатами, а Державина в инженерный корпус кондуктором [...]. Почему Державин, при бывших торжествах в гимназии, и отправлял должность артиллериста, быв при артиллерии и при представлении фейерверков. А когда нужно было, по указу Сената в том же 1760 году, снять с города Чебоксар план [...] и отправлен для того сказанный директор Веревкин (ибо он в то же время был и член губернской канцелярии), то за неимением тогда в гимназии геодезии учителя, ибо бывший в той должности капитан Морозов умер, то и взял он старшего Державина вместо инженера с собою, подчиня ему несколько учеников для помощи. [...] Притом к сугубому жителей устрашению, а особливо богатого купечест- 34
полетами поэтической фантазии — корявые, неуклюжие строки, несущие на себе печать еще грубого, не выработанного, мало пригодного для поэзии русского языка того времени. «Читая его,— писал Пушкин,— кажется, читаешь дурной, вольный перевод с какого-то чудесного подлинника. Ей-богу, его гений думал по-татарски»..,) Но Державин был не только поэтом. Он прожил бурную, интересную, полную превратностей и во многом поучительную жизнь. Начав ее простым солдатом, проведя почти десять лет в казармах Преображенского полка, он поднялся до высших государственных постов: был губернатором, кабинет-секретарем (по-нынешнему — референтом) императрицы, правителем канцелярии Государственного совета, сенатором, министром юстиции. И на каждой из этих должностей не мог задержаться подолгу: одержимый неуемным стремлением к соблюдению государственных интересов — как он их понимал — и к справедливости, он неизменно впутывался в конфликты со своими непосредственными начальниками, будь то государевы наместники или сами императоры и императрицы всероссийские. Екатерине II он «правдою своею часто наскучивал», Павел в припадке гнева выгнал его из Государственного совета и повелел «сидеть смирно», Александр I с раздражением сказал: «Ты меня всегда хочешь учить»... Многое из того, что наблюдал Державин на этом столь пестром жизненном пути, нашло отражение в написанных им на склоне лет мемуарах, которые были впервые опубликованы только в 1859 году, а недавно в несколько сокращенном виде вошли в книгу избранной прозы Державина (М.: Советская Россия, 1984). Памятуя вышеприведенные слова поэта, мы хотим познакомить читателей с одним отрывком из этих мемуаров, который относится к периоду обучения его в Казанской гимназии и из которого можно видеть, как решались в те времена проблемы охраны окружающей среды. ва, у которых внутри города построены были кожевенные заводы, вымыслил он, господин Веревкин, средство, доказать им, что они не токмо делают нечистоту и зловоние в городе, но и вред здравию; то приказал он, при собрании чиновников воеводской канцелярии, магистрата и народа, вынуть у самых заводов несколько со дна реки грунту, который ни что иное оказался, как кожаныя стружки, ольховая и дубовая кора, и положить оныя в горшки, а воду налить в бутылки и то же самое сделать выше по реке, где никаких заводов не было [обратите внимание: эксперимент по всем правилам, с контролем! — Ред.], и тот вынутый дрязг запечатать печатьми его, Верев- кина, магистрата и воеводской канцелярии, написав на привязанных к ним ярлыках, где и при ком именно горшки наполнены и бутыли налиты. Сделав сие, приказал горшки и бутыли выставить в открытых местах на солнце; а как они простояли таким образом три дни в летние жаркие дни, то при собрании тех же чиновников и народа, приказал распечатать. Натурально, что оказались в них черви и весьма скверный запах [о состоянии контрольных проб Державин, к сожалению, умалчивает.— Ред.]; по поводу чего и дал он воеводской канцелярии и магистрату предложение, чтоб действие заводов было по указу от Сената остановлено, и кож бы на них ни под каким образом не делали и в реке не полоскали. Вследствие [чего] и поставлены были при заводах крепкие караулы. Но как от того хозяевам заводов произошел крайний убыток, что в чанах кожи гнили, мастера и работные люди получать должны были работные деньги понапрасну [аргументы, хорошо знакомые любому инспектору Минводхоза...— Ред.], то и старались хозяева производить свое изделие тайным образом, за- ставя угрозами или подкупом молчать караульщиков, в чем и трудности не было, ибо они были не военные люди, а их же сограждане, находившиеся при вое воде кой канцелярии и маги страте разсылыциками. Поелику же со стороны г. Веревкина были приставлены тайные лазутчики, то в один день рано на заре и захвачено было великое множество кож, вывезенных из чанов для полоскания на реку. Тут воевода и бургомистр должны были прибегнуть к снисхождению г. асессора, которого как-то умилостивили, а тем и кончилась сначала толь страшная коммиссия. 35
МЕСТО ДЕЙСТВИЯ: ДЕЗИ Поезд из Москвы приходит в Гамбург спозаранку, в шесть сорок утра. На такси минут за двадцать можно добраться до уютного зеленого района на окраине города, где расположен физический центр ДЕЗИ — «Немецкий электронный синхротрон» — так звучит в переводе расшифровка этой аббревиатуры. ДЕЗИ — один из трех международных центров Европы, где занимаются исследованиями в области физики элементарных частиц (два других — ОИЯИ — Объединенный институт ядерных исследований в Дубне — и ЦЕРН — Европейский центр ядерных исследований, расположенный неподалеку от Женевы). Итак, ранним утром в конце июля мы прошли мимо приветливо кивнувших нам охранников ДЕЗИ, оставили чемоданы в гостинице и отправились к установке, где нам предстояло работать ближайшие месяцы. Мы — это два экс периме нтатора и з Московского института теоретической и экспериментальной физики, а кивнули охранники приветливо потому, что узнали одного из нас, работавшего здесь два года назад. Незнакомых пришельцев обычно останавливают и спрашивают о цели визита. Если объяснение удовлетворяет стража ворот, как чаще всего и бывает, он выдает посетителю подробную карту территории ДЕЗИ, а с ней и необходимые консультации. Однако, если вы за рулем, проверки можно избежать: машины останавливают не все подряд, а по случайному выбору. Электронное устройство после множества беспрепятственных подъемов шлагбаума вдруг издает гудок и перед очередной машиной путь закрывает. Тогда охранник вылезает из будки и проверяет содержимое автомобиля. Главная ценность центра — три ускорителя. Первый из них, самый маленький, был пущен более двадцати лет назад. Его назвали тем же симпатичным именем, похожим на девичье,— ДЕЗИ. Второй ускоритель более мощный. В нем сталкиваются встречные пучки электронов и позитронов, каждый с энергией по 5 миллиардов электрон-вольт, 5 ГэВ. Называется он ДОРИС. И наконец, ускоритель ПЕТРА с энергией пучков более 20 ГэВ. Из повседневной жизни известно, что столкновение автомобилей лоб в лоб при встречном движении во много раз опасней и разрушительней, чем наезд на неподвижный столб. На этом эффекте основано действие ускорителей со встречными пучками частиц: в них разгоняются два сгустка частиц и сталкиваются лоб в лоб. По частям разбитой машины можно кое- что узнать о ее устройстве, по осколкам частиц — тоже. Но чтобы разобраться, надо проследить за тем, как эти осколки разлетаются и какие они. Раньше для этого использовали камеру Вильсона. Сейчас в ходу другие детекторы — дрейфовые камеры, ливневые счетчики. В них создается мгновенный снимок дорожно-транспортного происшествия микромира — столкновения частиц и разлета осколков. Нам предстояло работать на ускорителе ДОРИС, а точнее, на установке, расположенной вокруг одного из двух мест столкновения встречных пучков. Естественно, что установка, или, как чаше называют ее экспериментаторы, детектор, имеет свое название: АРГУС — ARGUS — American, Russian, Germany und Swedish. Уже из самого названия ясно, кто на нем работает. Правда, сейчас добавились еще канадцы, японцы и югославы, но в названии буквы 36
uutju 40РИС для них не были предусмотрены, что нисколько не умаляет их вклада в общее дело. Московские физики принимают участие в этом сотрудничестве более шести лет. Они разработали и изготовили важную часть детектора АРГУС — устройство для регистрации мю-мезонов, мюонные камеры, а теперь эксплуатируют их и участвуют во всех работах на установке. Каких — речь еще впереди. Чем выше энергии сталкивающихся частиц, тем сложнее разобраться в их столкновениях. Экспериментальные установки вырастают до размеров двухэтажного дома, обрастают шкафами электроники и в одиночку, то есть одной лабораторией такие махины не осилить. Поэтому приходится кооперироваться: одни делают одну часть, другие — другую, так с миру по нитке и собирают современный детектор. В физике высоких энергий для больших международных групп, работающих на одной экспериментальной установке, есть специальное название — collaboration (сотрудничество) . И чтобы не проговаривать каждый раз длинную фразу — «международная группа ученых, участвующих в сотрудничестве на установке АРГУС», последуем примеру самих экспериментаторов и будем говорить короче: сотрудничество АРГУС, семинар сотрудничества АРГУС. Конечно, это жаргон, но на выговаривание правильных и длинных словосочетаний нет времени. ТЕМП, ТЕМП, ТЕМП... По пути на установку мы почти не встречали людей — было еще слишком рано, но сам детектор работал, шел обычный сеанс набора информации. Если быть совсем точным, то в момент нашего прихода установка не работала и по- ОСпцая схема ускорителей ДЕЗИ пискивал сигнал аварии, а дежурный — канадский студент Питер Ким — с блаженной улыбкой ритмично покачивался на стуле в такт музыке, которая лилась в его уши через наушники. Естественно, никакого аварийного сигнала он не слышал, да и слышать не мог. Не видел он и мигания аварийной лампочки, потому что прикрыл глаза от удовольствия, а может, и от усталости — ведь подходила к концу ночная смена — с 0 до 8. Такой непорядок возмутил моего спутника (назовем его Владимир Михайлович), и первым делом он бросился устранять неполадку, к счастью, совершенно пустяковую. Через минуту установка заработала вновь, а очнувшийся дежурный так и не понял, что случилось. Ради объективности стоит сказать, что такая невнимательность — случай редкий, обычно дежурство проходит напряженно и времени для музицирования просто не остается. Вся эта сцена происходила в домике электроники, откуда ведется управление установкой. За цвет стен этот домик прозвали Голубой хижиной. Самого детектора во время работы ускорителя не видно — он спрятан за толстым слоем бетонных блоков. В Голубую хижину тянутся сотни тысяч электрических кабелей от всех элементов детектора. Очнувшийся дежурный весело поприветствовал нас и в считанные минуты ввел в курс дел, так что без четверти восемь я стал ощущать себя причастным ко всему происходящему. Владимир Михайлович стал обсуждать с Кимом текущие дела таким тоном, будто только вчера вечером ушел с установки, а я озирался вокруг, разглядывая 37 &
тысячи мигающих лампочек и проводов в шкафах электроники. И все же первое мое впечатление от ДЕЗ И и Гамбурга — это колоссальный темп жизни. Знакомство с новой страной началось с электронных блоков и распечаток ЭВМ. Через два часа мы уже ковырялись на установке, а через неделю освоились полностью. Зато в город на прогулку удалось ныбраться только дней через пять или шесть — не помню. Так вот — темп. Еще в Москве я обратил внимание, что Владимир Михайлович никогда не ходит обычным шагом, а передвигается исключительно трусцой. Я решил не обращать внимания на эту его странность, тем более что она вполне могла быть вызвана предотъездной суматохой. Однако первые же метры по территории ДЕЗ И мы не прошли, а пробежали: в столовую, на установку, в гостиницу — всюду мы двигались вприпрыжку, и только два тяжелых чемодана могли перевести моего спутника на ходьбу. Никто больше так не бегал, но, с другой стороны, и особого внимания на наш способ передвижения никто не обращал. И поскольку Владимир Михайлович был и формальным и неформальным лидером нашего небольшого коллектива, мне ничего не оставалось делать, как учиться разговаривать на бегу, а первой моей покупкой стали спортивные тапочки. Сначала я задыхался и воспринимал практически непрерывный бег как тяжелую повинность, но очень быстро втянулся и уже через месяц трусил и в одиночку. Жалко было тратить драгоценное время на неспешную ходьбу, когда была возможность работать. В таком же необычном темпе — «бегом» — двигалась и наша работа. Первой новостью, которую сообщил нам Питер Ким, было открытие новой частицы — дзиты. Находка была из неожиданных. Диковинные свойства частицы не позволяли вписать ее ни в одну из существующих теорий. В начале июля 1 *>84 года по ДЕЗИ поползли слухи о новой частице, в середине месяца уже шли обсуждения на семинарах, в конце июля на международной конференции в Лейпциге было официально объявлено об открытии, а в августе на ускорителе ДОРИС уже организовали специальный сеанс набора новой информации для тщательного исследования возмутительницы спокойствия. Перекраивались все графики работ, менялись планы, но никто не возражал, потому что «внеплановые» находки в физике часто оборачиваются интереснейшими открытиями, началом новых путей в науке. Так что мы приехали очень и очень вовремя. Прямо-таки повезло. КОЛЛЕГИ Из Голубой хижины мы отправились в комнаты экспериментаторов — это в том же корпусе этажом выше. Сначала заглянули 38 в свою, с табличкой «Moscow» на двери. Навели порядок на столах, выбрали, кто за каким будет сидеть, и пошли в гости к коллегам. Время подошло к восьми утра, и многих можно было застать на рабочих местах. В коридоре мы встретили профессора Дар- дена из университета Южной Каролины. Полгода он преподает в своем университете, полгода работает в ДЕЗИ. Всегда в элегантном костюме, галстуке, с неизменной сигарой в зубах, этакий типичный англичанин из романов Жюля Верна. Дополняли сходство усы. В галстуке всегда вколота булавка — маленький самолетик. По словам Владимира Михайловича, это символ хобби Дардена: он коллекционирует старые самолеты и любит летать на них, жаль, что времени на это совсем не остается. До сих пор я не могу понять только одного: где Дарден хранит свою коллекцию. Спросить у него постеснялся. Дарден с восторгом поприветствовал Владимира Михайловича, с неменьшим энтузиазмом познакомился со мной и вместо обмена светскими новостями стал тут же обсуждать возможности нашей установки по исследованию новорожденной дзиты. Так было и со всеми коллегами — ив этот день, и потом: поздоровались и сразу же о работе. О физике говорили за обеденным столом, по пути в гостиницу, даже за кофе, который пьют непременно и дважды: после обеда, часов в 12, а потом в пять вечера. В столовую и кафетерий ходят большой компанией, человек по двадцать — там мы и познакомились с большей частью членов АРГУСа. Точнее, я знакомился, а Владимир Михайлович большинству был уже знаком. В первый день все мои силы уходили на то, чтобы понимать английскую речь, поэтому я мало кого запомнил по именам. Усвоил только, что среди наших коллег человек десять канадцев, примерно столько же немцев из Дортмунда, Гейдельберга и Гамбурга, три или четыре японца. Меня же запомнили все и назавтра приветствовали поднятой рукой, улыбкой и возгласом «хэлло». И не просто приветствовали, а всегда старались познакомить с кем-нибудь попавшим в поле зрения. Через неделю мне казалось, что я знаю почти всех в ДЕЗИ. Может быть, окружающие чувствовали, что я явно не в своей тарелке, и старались помочь мне адаптироваться. В первый же день меня остановил в коридоре солидный молчаливый человек и, представившись («профессор Аммар из Канзаса»), завел разговор о моих научных интересах и наиболее ярких сюжетах только что окончившейся Лейпцигской конференции. До того дня ни один профессор не разговаривал со мной о моих научных интересах, поэтому вначале я растерялся, но через десять минут успокоился, а к концу разговора уже высказывал собственные взгляды на развитие современной физики. Еще чере* несколько часов, когда я сидел
за дисплеем ЭВМ и, глядя на экран, пытался принудить компьютер к осмысленным действиям, ко мне подсел невысокий и всегда улыбающийся Робин Кучке (как позднее я понял, один из основных экспертов по ЭВМ) и предложил помочь. За полчаса он объяснил мне больше, чем потом я за месяц вычитал в книгах. Позже я понял, что при работе большого международного коллектива, когда состав группы все время обновляется (одни уезжают, другие приезжают), постоянное общение с коллегами — совершенно необходимая часть дела, благодаря которой каждый может узнать, что сделано другими. В таком общении и идет кооперативная исследовательская работа. Основной темой всех бесед в день нашего приезда была, естественно, дзита. ЧТО МОЖНО РАЗГЛЯДЕТЬ В «ХРУСТАЛЬНОМ ШАРЕ»? Элементарных частиц известно уже много, больше трех сотен. Казалось бы, стало одной больше, что особенного? Но частицы бывают разные: одни отличаются от уже известных лишь количественно — массой, зарядом, другие обладают новыми, доселе неизвестными свойствами. Так, в 1974 году в опытах С. Тинга, профессора Массачусет- ского технологического института, и Б. Рихтера, президента Стенфордского университета, была впервые найдена частица, состоящая из неизвестных в то время кварков — очарованных. Потом семейство очарованных частиц сильно разрослось, а первооткрыватели получили в 1976 году Нобелевскую премию. Благодаря тому, что очарованный кварк тяжел и движется в частицах с относительно небольшой скоростью, удалось на его примере лучше понять, как кварки взаимодействуют друг с другом. Так очарованные частицы приоткрыли дверь в новую физику. (Подробнее об устройстве частиц из кварков рассказано в статье Г. Г. Тахтамышева «Третий шаг в глубь материи» — см. «Химию и жизнь», 1983, № 5.) Дзита появилась в реестре элементарных частиц в том месте, где, по современным понятиям, ничего быть не должно. Частицу почти в девять раз тяжелее протона — с массой 8,3 ГэВ — никто не ожидал. Обнаружили ее на установке «Хрустальный шар», стоящей в одном из двух мест встречи пучков ускорителя ДОРИС. В другом — стоит наш АРГУС. В столкновении электронов и позитронов из встречных пучков рождаются разные Среди гамма-коантоа, ш регистрированных при распаде ипсилонов детектором «Хрустальный шар», есть пик а районе энергии I ГэВ (рис. ааерху). Разумное объяснение такого избытка — одновременное рождение с фотоном какой то частицы с энергией 8.3 ГэВ. В распадах другого члена этого семей стаи — ипсилона штрих — избытка фотонов с определенной энергией не наблюдается. Значит, и пет указаний на рождение новой чистицы 0.7 0.9 1.0 4,0 0.8 10 4.L 1Л IG 39
■i :*'€??? частицы, в том числе и из семейства пятого кварка. (Об этом семействе рассказано в статье И. М. Дремина «Атомы из кварков, или Как изучают цветные силы» — см. «Химию и жизнь», 1985, № 1.) Называют членов этого семейства ипсилон-частицами, а чтобы различать, метят, штрихами: самый легкий обитатель — просто ипсилон, потом идет ипсилон-штрих, следующий — два штриха и так далее. Конечно, не очень удобно, но частиц стало так много, что персональной буквы для каждой просто не остается. Вновь рожденные частицы через очень короткое время распадаются, и по тому, как происходит распад, можно, во-первых, многое узнать об устройстве самих частиц, кварков и их взаимодействиях, а во-вторых, поискать что-нибудь интересное и неожиданное среди продуктов распада. Для таких поисков и предназначены детекторы АРГУС и «Хрустальный шар». «Хрустальный шар» фиксировал распады ипсилонов. Они могут быть разными. Исследователей интересовали такие распады, при которых тяжелые ипсилоны переходят в более легкие, испуская фотоны. Это напоминает переход атома из возбужденного состояния в основное. Только самый легкий член семейства ипсилонов распадаться с испусканием фотона не может — не на что. А между тем «Хрустальный шар» зарегистрировал распад ипсилона на фотон и какую-то еще частицу. Правда, свидетельства рождения этой частицы были лишь косвенными. Сама она Так выглядит снаружи детектор АРГУС, Внутренней структуры почти не видно: АРГУС устроен наподобие матрешки, и каждый из его слоев выполняет определенную работу. Самый внутренний — дрейфовая камера — фиксирует траектории, по которым разлетаются частицы от места рождения. Потом идут слои счетчиков, определяющих энергии частиц. Следующий слой счетчиков выясняет, что за частицы родились и разлетаются. Вся информация передается в Голубую хижину, начиненную электроникой, а потом записывается на ленты ЭВМ следа не оставила, но был обнаружен избыток фотонов с определенной энергией — около 1 ГэВ (см. рис. на с. 39). Такой избыток свидетельствовал, что вместе с фотонами рождается частица тоже определенной энергии — 8,3 ГэВ (масса самого легкого ипсилона 9,46 ГэВ). О находке доложили на конференции в Лейпциге. НЕУДОБНАЯ ДЗИТА Открытия бывают разные. Одних ждут годами — о них почти все известно заранее, и долгожданная находка увенчивает экспериментаторов заслуженными лаврами. В конце шестидесятых годов директор международного теоретического центра в Триесте Абдус Салам и американский теоретик Стивен Вайнберг предсказали существование промежуточного бозона — переносчика слабых взаимодействий. В середине семидесятых специально для охоты за бозоном в ЦЕРНе был переоборудован ускоритель со встречными пучками протонов и антипротонов (история охоты из- 40
ложена в статье «Погоня за бозоном» — см. «Химию и жизнь», 1983, № 4). Летом 1981 года ускоритель заработал, и в начале 1983 года бозон был обнаружен. А еще через год руководитель группы, его обнаружившей, американский физик Карло Руббиа был увенчан Нобелевской премией. Но еще за два года до открытия этой долгожданной частицы в группе Руббиа начали снимать фильм о том, как был обнаружен промежуточный бозон. И как только бозон нашли, вышел на экраны физических центров и фильм о его открытии. Дзиту же не ожидал никто. И главное, она обладала удивительным и непонятным свойством: рождалась лишь в распадах самого легкого из семейства ипсилонов и никак не проявляла себя в превращениях других членов семейства. Это странно потому, что все ипсилоны состоят из одной и той же пары кварка — антикварка и вести себя должны более или менее одинаково. Но открытие дзиты как раз подоспело к двадцатипятилетнему юбилею ДЕЗИ — подарок лучше не придумаешь. И одно из сентябрьских воскресений, как по заказу теплое и солнечное, было отведено под праздник. Юбилей получился радостный: с аттракционами, играми, лотереями, фейерверками — все, кто был в это время в ДЕЗИ, забросили свои формулы и дисплеи ЭВМ и от души веселились, воспевая дзиту. Во всех речах на торжестве, включая и речь президента ФРГ фон Вейцзеккера, звучала одна и та же мысль: дзита — главное событие года, а может быть, и десятилетия, открытие, оправдывающее сам факт существования такого физического центра, как ДЕЗИ, и, может быть, первая ступенька в новую область микромира. Ну как тут не порадоваться! В честь юбилея всем гостям праздника был выдан бесплатный обед, состоящий из очень вкусного горохового супа с сосисками, и выставлены бесплатные пиво, фанта и прочие прохладительные напитки. Потягивая эти дары организаторов из холодного бокала, я с завистью смотрел на виновников торжества — вот ведь везет людям! И все же в глубине души шевелилось сомнение: очень уж странно выглядела эта дзита, а неподтвержденное открытие еще не открытие... СЕМЬ РАЗ ОТМЕРЬ Повторение — мать учения, а мать всякого физического результата — проверка, проверка и проверка. Работа на крупной современной установке наполовину состоит из нудных тестов и ежедневного контроля всех частей детектора. Получив даже самый незначительный результат, экспериментатор снова и снова перепроверяет его. Поначалу я думал, что подобной педантичностью мы обязаны стране, в которой работаем: на немецкой земле все должно делаться аккуратно и точно. Но позволю себе лирическое отступление о хваленой немецкой аккуратности. В Гамбурге ее хватает: автобусы подходят к остановке строго по расписанию — через каждые десять минут, так же пунктуально движутся и поезда метро. Это очень удобно, надо только следить за своими часами, потому что опоздание всего на десять секунд уже может подвести. В путеводителе по Гамбургу я прочел, что самое сильное впечатление на одного из туристов произвело зрелище, как респектабельного вида горожанин подвел свои часы, когда к остановке приблизился автобус. Аккуратность свойственна и дорожным рабочим, которые, как и в других странах, постоянно разрывают дороги и тротуары в самых неподходящих местах, однако после окончания работы тщательно убирают за собой всю грязь, а пыль с тротуаров сметают веничками. И вместе с тем необязательности и разгильдяйства вполне достаточно. Вот хотя бы: однажды работники ускорителя на еженедельном профилактическом осмотре установки открыли вентиль системы водяного охлаждения магнита, а закрыть забыли. После Детектор «Хрустальный шар» вполне оправдывает свое романтическое название: в разобранном состоянии он более всего напоминает свернувшегося в клубок метрового ежа, каждая из иголок которого — кристалл, точнее, кусок пластика. Если сквозь кристалл пролетает частица, то возникает световой сигнал. К концу каждой иглы прикреплен фотоумножитель, усиливающий этот сигнал и передающий его для дальнейшего анализа в электронные устройства 41
включения установки и ускорителя весь АРГУС был залит водой. Пришлось неделю «сохнуть», приводить все в порядок. Удивительно, что детектор вообще заработал. После этого случая стереотип хваленой немецкой аккуратности сильно померк в моих глазах. Или такелажники ДЕЗ И. Есть, вероятно, всемирный негласный устав такелажников, предписывающий им работать исключительно ломом или кувалдой, независимо от того, какие детали они передвигают — кирпичи или сложнейшие электронные блоки. Немецких такелажников отличало лишь то, что они с подчеркнутым вниманием выслушивали мольбы экспериментаторов обращаться поосторожней со сверхчувствительной аппаратурой, но стоило отвернуться, как брались за лом и продолжали орудовать им как ни в чем не бывало. А экспериментаторам приходится быть аккуратными по необходимости. При работе сотен тысяч блоков электроники и последующих миллиардах операций на ЭВМ никто не застрахован от случайного сбоя. Случайное срабатывание счетчика можно принять за сигнал о том, что через него пролетела частица, а этого допускать нельзя. Вот и идут десятки проверок и перепроверок, вылавливающих такие случайные срабатывания, - и все равно результат становится достоверным лишь тогда, когда его подтверждает другая установка. Одновременно в двух экспериментах не может возникнуть одна и та же случайная ошибка. Естественно, что подтверждения или опровержения результата детектора «Хрустального шара» ждали от детектора АРГУС. Обе установки работают на одном и том же ускорителе, при одинаковой энергии, в сходных условиях. АРГУС стал искать дзиту. ПЕРВОЕ ДЕЖУРСТВО Для тщательного изучения вопроса, есть дзи- та или нет, было решено провести специальный сеанс набора информации. Нам повезло: мы попали на этот сеанс буквально в самом его начале. На второй день моей гамбургской жизни я узнал, что завтра днем мне дежурить на установке АРГУС. Во время круглосуточного сеанса набора информации на ускорителе установка фиксирует все, что происходит при столкновении частиц из встречных пучков, и наиболее интересные события записываются на магнитофонную ленту ЭВМ. Дежурство состоит в том. что надо следить за работой установки и устранять неполадки. Честно говоря, известие о незамедлительном дежурстве, а дежурить, как мне сказали, придется в полном одиночестве, меня просто ошарашило: электроника, регистрирующая сигналы установки, размещена в нескольких десятках шкафов и, честно говоря, я думал, что нужен не один месяц, чтобы тщательно ознакомиться со всеми шкафами. Однако ничего не поделаешь. Заступаю на вахту. Мое время — с 8 до 16. Руководитель сеанса показывает десяток аварийных кнопок, которые надо нажимать в случае пожара, наводнения, утечки газа и прочих бедствий, и советует смотреть на вещи проще. На этом инструктаж заканчивается. На первый взгляд такая тактика похожа на бросание щенков в воду, однако позднее я понял, что иначе просто нельзя — темп, темп, темп. Усаживаюсь в кресло управления. Первое, что я решил сделать,— перечитать инструкцию для аварийных ситуаций. Третий или четвертый пункт ее гласил, что содержание одного из компонентов в газе, наполняющем центральную часть детектора, не должно превышать 12 %, иначе создается угроза взрыва. Я поднял глаза на счетчик, показывающий расход и содержание этого компонента, и чуть не выскочил из кресла: счетчик показывал 12 %. Установка продолжала работать как ни в чем не бывало, а я пытался вспомнить, что и в каком порядке надо отключать. Правда, мне чудилось, что во время инструктажа на этом проклятом счетчике были те же цифры — 12 %. Но уверенности в этом не было, поэтому, как пишут в романах, холодный пот выступил у меня на лбу. Кроме шуток, положение было не из приятных. Я не знал, куда бежать, кого спросить и что делать. Установку отключать я все-таки не решался, потому что включение ее могло затянуться на несколько часов, а отмечать первое же дежурство потерей драгоценного времени — перспектива не из приятных. Однако взрыв еще страшнее, поэтому я все же позвонил наверх, в общую комнату АРГУСа. Мне повезло: несмотря на ранний час, кто-то взял трубку. Страх, вероятно, исказил и без "того не идеальный мой английский язык, поэтому пришлось просьбу о помощи повторить раз пять, но в конце концов она была воспринята и через минуту-другую в дверях Голубой хижины появился мрачный канадец Дуг Годдард и спросил, какого лешего мне надо. Молча я ткнул пальцем в счетчик, решив, что в такой ответственный момент моя устная речь только запутает дело. Годдард недовольно взглянул на счетчик, потом опять на меня и сказал: «Да, этот поганый счетчик сломался у нас еще год назад. Чем еще могут быть полезен?» Угроза взрыва отступила не сразу, поэтому я еше раз показал ему на счетчик. Он посмотрел на меня уже почти сочувственно, молча вышел за дверь и через минуту вернулся с бутылочкой холодной фанты, которую купил в автомате, стоящем неподалеку. В общем-то температура в Голубой хижине в любое время года одна и та же — 18 градусов — и перегреться я не мог, но все же Годдард решил меня чуть охладить. Протянув мне бутылку и сказав какую-то длинную фразу, он исчез, а я повалился в кресло, поняв, что взрыва не будет, пора работать. 42
Перед креслом на столе — два дисплея, специальные телевизоры с клавиатурой, как у пишущей машинки. Один из них управляющий, на котором дежурный может отключить те или иные части установки, изменить режим работающих, определить форму записи информации и тому подобное. Дежурный может сделать многое, и подробный список возможностей лежит в памяти машины. Простым нажатием клавиши его можно вызвать на экран того же дисплея для чтения и обучения. Второй дисплей информационный, на нем все время горит строк тридцать информации о том, как работают главные узлы детектора. Каждые тридцать секунд информация обновляется. На эти строки надо время от времени поглядывать, делать выводы и принимать меры при помощи первого дисплея. Посматривать я, конечно, посматривал, но вот выводов никаких сделать пока не мог, а посему и мер не принимал. Конечно, управляют работой АРГУСа не сами дисплеи, эти экраны с клавиатурой — лишь удобное средство диалога между дежурным и компьютером, который контролирует всю работу установки. За креслом — еще два дисплея, уже побольше размером. Правда, кресло, в котором сидишь, вращается, так что «за» и «перед» креслом — понятия относительные. Опять один из дисплеев управляющий, а другой информационный. На них можно получать гораздо более подробные сведения о том, что и как работает: сколько раз сработал за сутки каждый счетчик, каждая мюонная камера, каждая ниточка дрейфовой камеры. Дрейфовая камера — центральная часть детектора — ажурное чудо экспериментального искусства, сотканное из многих тысяч тоненьких ниточек, натянутых в разных направлениях. Ниточки эти дают сигнал, когда мимо них пролетает частица, но иногда могут забарахлить — сигналить и тогда, когда никаких частиц нет. Поэтому и выводятся на экран дисплея сведения о том. что сколько раз сработало — полученная картинка называется гистограммой; если ниточка дает сигнал и без частицы, она проявит себя на гистограмме как пик на общем ровном фоне. К экранам обращаются раз-другой за дежурство, просматривая аналогичные гистограммы для основных узлов детектора. По желанию можно сразу же получить оттиск изображения на бумаге. Рядом с дисплеями лежат толстенные тома подшивок гистограмм за все предыдущие дни работы. Но я ничего изучить не успел: только я окинул взглядом свои владения, чтобы убедиться, что ничего пока не загорелось, как дверь Голубой хижины отворилась и вошел профессор В. Зоргель, директор ДЕЗ И. Владимир Михайлович уже успел меня представить директору, когда мы пробегали мимо него вчера по дороге из столовой, так что встретились мы как давние знакомые. Точнее, профессор приветствовал меня широкой улыбкой, а меня почему-то охватил ужас: во-первых, до сего дня я еще ни разу не общался с директорами наедине, а во-вторых, дежурство мое происходило в субботу, и я подумал, что натворил нечто ужасное, раз уж пришлось прерывать субботний отдых директора и вызывать его на установку. Однако профессор Зоргель не проявлял никаких признаков беспокойства. Он завел разговор о физике, ее проблемах и сложностях, о дзите и опять-таки о моих научных интересах. «Дались им мои научные интересы»,— думал я, стараясь поддерживать разговор и в то же время исподтишка оглядываясь в поисках признаков пожара, наводнения или утечки газа. Очевидно, совмещал эти занятия я не слишком удачно, и профессор, по-видимому, решил, что мешает мне плодотворно работать, извинился за вторжение, пожелал найти дзиту и откланялся. Совершенно обессиленный, я снова опустился в кресло и опять огляделся по сторонам. Все было по-старому — установка непрерывно работала и продолжала собирать информацию, как будто электроника взяла на себя ответственность за все происходящее. Позднее я понял, что если все работает нормально, вполне можно не вмешиваться, а сидеть в кресле и изучать всевозможные таблицы и гистограммы, как бы вживаясь в работу установки, проникаясь ее духом. К сожалению, такая смена выпадает очень редко. Чаще всего что-нибудь отказывает, и приходится неполадку устранять как можно быстрее, чтобы не терять ни минуты времени. Для справки: за секунду на магнитофонную ленту ЭВМ записывается 4—5 событий, то есть за сутки работы — около четырехсот тысяч. В СТРЕМЛЕНИИ К СОВЕРШЕНСТВУ Такая ситуация может удивить: что же это за работа, если все время что-нибудь ломается? Работа, действительно, не совсем обычная и очень непростая, немного похожая на жизнь в непрерывно перестраиваемом доме. Дело в том, что, начав создавать установку, экспериментаторы с нетерпением ждут того момента, когда она заработает. После конца сборки уже в процессе работы приходят сотни идей об улучшении конструкции. Шероховатости и недоделки устраняются на ходу. Что-то получается, что-то нет, но всякая установка постоянно изменяется, живет своей жизнью, как живой организм. Только два утренних часа моего первого дежурства прошли в одиночестве, а потом в Голубой хижине все время кто-нибудь крутился, что-то подсоединял, смотрел на экраны дисплеев, подсчитывал на бумаге или задумчиво изучал потолок. Я с завистью смотрел, как опытные аргусяне безошибочно выуживают нужный им провод среди сотен таких же, на мой взгляд, ничем не отличающихся, и думал — хорошо им, работающим на установке с первого дня. Они знают 43
характер своего детища, его слабые и сильные стороны. А как быть новичкам? Довольно скоро я узнал, что все предусмотрено для облегчения жизни новичков. Во- первых, в памяти ЭВМ лежит подробнейшее описание того, что она умеет делать. Во-вторых, такое же подробное описание висит на каждом шкафу электроники. В-третьих, рядом с управляющим дисплеем положен список телефонов экспертов по всем частям установки — звонить можно в любое время суток. И если первое мое дежурство прошло нервно, но более или менее гладко (в смысле работы установки), во время второго я уже пытался кое-что усовершенствовать, то на третьем получал истинное удовольствие от окружающего гудения и моргания, потому что начал понимать его смысл. Только вот поначалу после дежурств не было сил даже на чтение. И по совету профессора Дардена я отправлялся на прогулку. Для прогулок вполне было достаточно и самой территории физического центра. Вокруг много зелени, кусты малины, ежевики, а поздним вечером на тропинках и траве можно заметить быстро удирающих от тебя кроликов. Под балконом моей комнаты в гостинице, на первом этаже, выросли маслята. Я долго любовался ими, даже сделал несколько слайдов, а потом все-таки выбрал самые большие грибы, срезал и, поджарив в сметане, съел с большим удовольствием. Самые симпатичные — маленькие и крепкие — оставлены были на вырост для завтрашнего урожая. Но назавтра рано утром любитель ровных газонов — садовник гостиницы — безжалостно скосил их вместе с травой. Позднее диапазон моих походов раздвинулся до парков на берегу Эльбы. За несколько монеток в автомате у вольера можно получить пакетик орешков и покормить оленей. Газоны, по которым ходить разрешается, заглядение. Но увы, пора возвращаться на установку. ЗНАКОМСТВО С ОСЦИЛЛОГРАФОМ Дежурства — лишь малая толика работы, которую приходилось нам делать в АРГУСе. Главной нашей заботой были мюонные камеры. Это железные конструкции длиной в несколько метров и шириной сантиметров в пятьдесят. Они прослеживают путь мю-мезонов в детекторе. Чтобы быть уверенным в работе камер, мы решили проверять их, не дожидаясь поломок. Точнее, решал у нас все Владимир Михайлович, а я старался как можно толковее выполнять указания. «Возьми осциллограф и проверь совпадение сигналов в мюонном мастере» — это указание было первым. Мюонный мастер — это сигнал, по которому информация с мюон- ных камер и сопутствующих счетчиков передается в ЭВМ. Надо, чтобы все сигналы с отдельных камер и счетчиков передавались строго одновременно. Надо честно признаться, что с приборами мне приходилось сталкиваться нечасто, несмотря на то, что уже восемь лет я занимаюсь физикой частиц. Основным делом всегда была обработка результатов на ЭВМ, и в программировании я кое-что понимал, но вот осциллограф видел только издали. «Каждый должен делать свой кусочек работы»— так я формулировал для себя суть разделения труда в эксперименте. В АРГУСе принцип иной: «Каждый должен хорошо делать все, что относится к его части установки». Поэтому, когда я сообщил Владимиру Михайловичу, что ни разу не брал в руки осциллографа, он улыбнулся и, чтобы поддержать шутку, сказал: «Этак окажется, что ты и паять не умеешь!» Паять я тоже не умел, но рассуждать на эту тему не осмелился. Когда стало ясно, что я не шучу, Владимир Михайлович несколько минут сидел молча и смотрел в дверь Голубой хижины; чувствовалось, что только воспитание не позволяет ему высказать вслух то, что он обо мне думает. Скажу сразу: через час я уже вполне осмысленно что-то там измерял при помощи осциллографа, а еще через день — паял оторванные такелажниками концы проводов. Выхода не было — я постепенно превращался в экспериментатора. Пайка и работа с электроникой — наименее неприятные виды работ на установке. Есть и другие. Мюонные камеры должны измерять координаты проходящих частиц с точностью около сантиметра. Повесить пятиметровую махину так тщательно — дело непростое, а если делают его такелажники при помощи своего любимого инструмента — лома, практически безнадежное. Поэтому несколько дней мы выправляли неверно висящие камеры. Для этого пришлось забираться на шестиметровую высоту и орудовать там гаечными ключами и отвертками. Обучился и этому. Так что дежурства — это еще цветочки. Однако ничего не поделаешь: впервые я ощутил ответственность за большое дело — если чего-то не сделаю я, кроме меня, некому. Сначала страшновато, а потом начинаешь испытывать чувство гордости. Дела на установке — обязательная программа каждого экспериментатора. Есть и произвольная — получение физических результатов на ЭВМ. Только с помощью ЭВМ можно разобраться в загадке дзиты. Этим-то мы и занялись. Окончание следует 44
Из писем в редакцию Прогнозу теоретиков предшествовал прогноз экспериментаторов Будучи постоянным подписчиком вашего и нтересного журнала, я прочитал в N» 5 за 1485 г. сообщение об открытии нового типа радиоактивного распада. Это действительно интересные результаты, но вывод о существовании в природе такого типа распада, когда ядро дает два фрагмента с сильно асимметричным распределением масс, для меня и моих коллег — не новость. Мы давно пришли к этому выводу и на протяжении многих лет неоднократно публиковали научные статьи на эту тему в журнале «Геохимия», а затем и в книге «Деление ядер урана в природе» (М., Атомиздат, 1970). Более того, я выступал с докладами о нашей гипотезе в Институте атомной энергии имени Информация В АКАДЕМИИ НАУК СССР Постановлением Общего собрания АН СССР Отделение геологии, геофизики и геохимии АН СССР переименовано в Отделение геологии, геофизики, геохимии и горных наук. В Академии наук СССР организованы Научно-методические центры по спектроскопии ядерного магнитного резонанса (в Институте элементоорганичес- И. В. Курчатова, в Лаборатории ядерных реакций в Дубне. Идея излагалась неоднократно и четко: в природе происходит сильно асимметричное деление урана и трансурановых элементов с испусканием ядер неона, аргона, кислорода и т. п. Приведу лишь одну цитату из работы, опубликованной в 1970 году: «Трудно переоценить значение вопроса о существовании в природе наряду с «-радиоактивностью и «обычным» спонтанным делением промежуточного явления — деления с образованием сильно асимметричных по массе осколков с отношением массовых чисел 1:5. Имеющиеся данные говорят о возможности образования изотопов с числом нейтронов в области «магических чисел» 20 и 126 путем асимметричного спонтанного деления тяжелых ядер». Конечно, мы понимаем, что доказательством существования нового типа распада могло быть лишь экспериментальное измерение энергии и массы образующихся осколков деления. К чему и призывали физиков. Однако их реакция на мои сообщения чаше всего оказывалась вежливо-безразличной. Примерно такое же отношение было и к теоретическим выкладкам работающего в Дубне профессора А. Сандулеску, проведенным лет через десять после первых наших экспериментов. И его идеи, хотя он достаточно убедительно предсказал теоретическую возможность асимметричного распада, долго не могли преодолеть консерватизма мыш- ких соединений АН СССР) и электронного парамагнитного резонанса (в Институте химической физики АН СССР). На центры возложено научно-методическое руководство созданием Я MP- и ЭПР-спектрометров, их эксплуатационные испытания, разработка и усовершенствование методов определения с их помощью состава, свойств и строения веществ и материалов, проведение измерений по заказам научно-исследовательских организаций, вузов и производственных лабораторий. На базе Отдела комплексных проблем маши ностроени я И н- ститута металлургии Уральского научного центра АН СССР (гор. Свердловск) организован филиал Института машиноведения им. А. А. Благонравова АН СССР. ления, свойственного даже физикам... И только после заметки оксфордских коллег о регистрации осколков распада радия в виде ядер углерода и соответствующей редакционной статьи в «Nature» (т. 307, с. 207 и 245) физики, в том числе и наши, наконец-то заинтересовались проблемой, и теперь довольно много групп пытаются воспроизвести данные англичан, зафиксировать испускание легких фрагментов, т. е. делают работу, которой следовало бы заняться лет 15 тому назад... Таковы причуды развития науки, и у меня вряд ли есть основания быть кем-то недовольным: до понимания какой- либо идеи сообщество ученых должно «дозреть»; хотя кому- то она становится понятной и раньше. Мне кажется, в обнаружении и понимании природы нового вида радиоактивного распада советская наука может претендовать на определенный приоритет. Поэтому при дальнейших публикациях о «новом» виде радиоактивности «Химии и жизни» — журналу, читаемому и почитаемому учеными всех специальностей — стоило бы, как мне . кажется, не забывать о действительно первых работах. Профессор Ю. Л. ШУКОЛЮКОВ, Москва, Институт геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ 1986 ГОДА Конференция по хемолитотроф- ным бактериям, посвященная 130-летию со дня рождения С. Н. Виноградского и 100-летию открытия хемосинтеза. Январь. Москва. Институт микробиологии (I178II ГСП-7 Москва, просп. 60-летия Октября, 7, к. 2, 135-01-31). VII Всесоюзная школа по морской геологии. 21—^27 апреля. Геленджик Краснодарского края. Институт океанологии A17218 ГСП-7 Москва В-218, ул. Красикова. 23. 124-59-92). 11 Всесоюзное совещание по хемилюминесценции. Май. Уфа. Научный совет по проблеме «Люминесценция и развитие ее применений в народном хозяйстве» (I I7333 Москва, Ленинский просп., 53у 139-79-15, 135-78-61). 45
Инициатор, он же ингибитор Поливинилхлорид — один из распространенных полимерных материалов. Тем не менее его производство, массовое, многотоннажное, до сих пор сталкивается с немалыми трудностями, причина которых — недостаточная возможность контролировать скорость полимеризации. Поначалу, когда концентрация мономера высока, а макромолекулы еще не достигли большой длины, рост их цепей, инициируемый свободными радикалами, разгоняется так, что возникают проблемы с отводом выделяющегося тепла. Потом же, когда цепи удлиняются и макромолекулы становятся нерастворимыми, скорость процесса резко падает (кривая 1 на графике). Столь противоречи- Зависимостъ скорости полимеризации (v) оинилхлорида от конверсии (К) при температуре 50 С. 1 — инициатор ди-2-этилгексилперок- сидикароонат (ПДЭГ), 1,8-10~3 моль/л; 2 — инициатор ди (норборнилен-5-метилен) пероксидикарбоната (ДНПК), 4 3-10—3 моль/л; 3 — инициатор хлорид ДНПК, 5,9-10~~3 моль/л вый ход событий снижает производительность современных крупногабаритных реакторов и, кроме того, приводит к сильному разбросу макромолекул по массе, что ухудшает свойства материала. Как же отрегулировать столь непростую систему? Группа советских исследователей предложила оригинальное решение: взять в качестве инициатора вещество, способное служить по совместительству и слабым ингибитором полимеризации. В такой роли могут выступить пероксикарбонаты, содержащие, в отличие от привычных источников радикалов, остатки ненасыщенных спиртов с подвижными атомами водорода в аллильном положении. Эти атомы способны отрываться при столкновении молекулы с активным радикалом, каким становится в процессе роста макромолекула полимера, и задерживать ее рост. Результат применения одного из таких инициаторов — ди(норборнилен-5-метилен) пероксидикарбоната (ДНПК) тоже показан на графике (кривая 2). Нетрудно заметить, что процесс идет плавно, без тревожного «горба» посередине, а скорость падает лишь в самом конце, когда мономера в реакторе почти не остается. То, что причина успеха именно в присутствии аллильных атомов, подтверждает кинетика полимеризации с инициатором, который аналогичен ДНПК во всех отношениях, кроме одного: в нем нет атомов водорода в аллильном- положении (кривая 3). Здесь все недостатки, свойственные стандартному инициатору, налицо: появляется «горб», рано падает скорость процесса. Еще одно преимущество новых инициаторов — способность регулировать молекулярную массу полимера. Небольшое повышение концентрации ДНПК приводит, как это ни парадоксально, к росту молекулярной массы. Отработав в роли ингибитора, молекула ДНПК превращается в малоактивный радикал, способный, однако, рекомбини- ровать с растущей макромолекулой. В результате же рекомбинации получается новый, высокомолекулярный инициатор, способный, в свою очередь, распадаться по перекисной связи, соединяющей два атома кислорода, и вызывать рост новой цепи. «Доклады АН СССР», 1985, т. 282, № L с. 112 О переборке клюквы Клюква — очень нежная ягода, она легко мнется. Мятые и битые ягоды загнивают и заражают соседей; гниение распространяется лавиной. Поэтому собранную клюкву тщательно сортируют, чаще вручную. Впрочем, известен и более рациональный способ: ягоды падают с высоты 20 см на наклонную C0°) плоскость. Крепкие, не потерявшие ■• упругости клюквины подскакивают довольно высоко и перелетают через невысокий барьер, а подпорченные, мягкие, словно проколотые мячики, не могут преодолеть высоту и скатываются вниз. Такая переборка достаточно производительна, но ягоды при этом ударяются о твердое, что, естественно, не способствует их сохранности. Преподаватель одного из американских универси- - тетов предложил своим студентам продемонстрировать инженерную смекалку и усовершенствовать способ переборки любимой на всех континентах кислой ягоды. Решение нашел третьекурсник, увлекавшийся конструированием радиоаппаратуры. Студент предложил вместо твердой плоскости использовать громкоговоритель, с бумажной тарелкой которого соединен ' &0 Г Л&ЭГ— C^HjC-HVUpco—ocoCHtSiMC^Hj ьи- 0> о Ьь &«Г "tUt» Н.С угЧ щ г 0 0^ СС — аи I л 400 I «И о 46
железный сердечник, входящий в зазор магнитной катушки. От удара падающей ягоды бумага вибрирует, сердечник движется относительно проволочных петель, генерируется электрическое напряжение. И что особенно важно, напряжение нарастает по-разному — в зависимости от твердости (сохранности) клюквины. Сигнал от мягкой ягоды немного запаздывает, и это служит командой для включения воздуходувки. Струйка воздуха сдувает больную клюквину в особую коробку, ягоды из которой идут на приготовление сока. Казалось бы, проблема решена. Но как быть с недозрелыми ягодами — упругими, но не годными еще к столу? Смышленый студент,и его товарищи сконструировали оптическую систему, выявляющую зеленые клюквины. Когда недозрелая ягода проходит между двумя фотодиодами, они включают воздушную струю и ягода подается в коробку, где собирается клюква, которой предстоит дозреть и покраснеть. Несколько компаний уже заинтересовались предложением студентов, полагая, что оно позволит точно оценивать качество закупаемой клюквы и дифференцировать в зависимости от ее качества закупочные цены. "Science News", I984, т. 126, № 20, с. 308 Отпечаток под микроскопом Чтобы получить фотоотпечаток, не всегда нужен фотоаппарат: если просто'положить ггредмет на светочувствительную эмульсию и сделать подходящую экспозицию, то после проявления на эмульсии появится теневое изображение. Таким контактным способом делают и полутеневые отпечатки; их можно рассматривать при увеличении, степень которого зависит от разрешающей способности эмульсии. У обычных фотоэмульсий разрешающая способность невелика, она несравненно выше у фоторезистов, с помощью которых готовят миниатюрные электронные схемы с деталями микронных размеров. Контактный отпечаток на фоторезисте, полученный с помощью рентгеновских лучей, можно рассматривать при большом увеличении, например с помощью электронного микроскопа, и различать детали до 0,1 мкм. Очень важно, что при изготовлении такого отпечатка сам объект не изменяется, как при изготовлении обычной электронно-микроскопической реплики, и поэтому новым методом можно изучать даже живые клетки. "New Scientist", 198Э, № 1454, с. 21 Из потока автомобильных сообщений Разработано антикоррозионное покрытие для автомобильных кузовов, которое представляет собой водомасляную эмульсию. Она проникает во все полости, в мельчайшие поры, поглощает следы влаги. Потом эмульсия разрушается, а вода испаряется с поверхности. "The Financial Times", 1985, № 29605, с. 15 Двухтактный автомобильный двигатель, сконструированный австралийцем Р. Саричем, отличается тончайшим распылением топлива в камере сгорания. Система впрыска сжатым воздухом позволяет получать частицы горючего размером около 10 мкм, в десятки раз меньше, чем обычно. Сообщается, что новый двигатель легче (вдвое), проще (на 250 детален меньше), дешевле обычного четырехтактного двигателя такой же мощности и к тому же расходует на 25 % меньше топлива. "Newsweek", 1985, т. 105, № 15, с. 3 К середине 90-х годов, как полагают, появятся автомобили, которые, подобно верным псам, будут узнавать своих хозяев и предупреждать их желания. Опознав по инфракрасному излучению владельца машины, автоматическое устройство предупредительно распахнет дверцу, включит кондиционер и запустит двигатель. "Fortune", 1985, т. Ill, № 9, с. 114 Как сделать вулкан Построена модель вулкана, ло- зволяющая имитировать извержения, оценивать и\ энергию и опасность, которую они представляют для окружающих районов. Вместо магмы стальной сосуд заполняют расплавленной смесью алюминия и оксида железа, а инициатором извержения служит вода, которую добавляют в лабораторный вулкан. "The Financial Times", 1985, № 29531, с. 10 Что можно прочитать в журналах О гигроскопичности натриевой селитры («Журнал прикладной химии», 1985, N« 4, с. 888— 891), Об исследовании физико-химических и токсикологических свойств краун-эфиров («Известия СО АН СССР. Химические науки», 1985, N»j 2, с. 117— 120). О хемилюминесцентном методе определения одета («Украинский химический журнал», 1985, № 5, с. 511 513). Об определении ПАВ с помощью ионоселективных мембран («Заводская лаборатория», 1985, № 5, с. 6—8). О влиянии ультразвуковой обработки цементного теста на физико-механические свойства фосфатных вяжущих («Известия в^зов. Химия и химическая технология», Ю85, N? 4, с. 119—121). Об электролитическом рафинировании олова в щелочных растворах («Цветные металлы», 1985, №*5, с 39—42). О приспособлении для доливки воды в аккумулятор («Автомобильный транспорт», 1985, № 4, с. 34). О фоторегистриру ющи х средах на основе галогенидов тяжелых металлов («Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии», 1985, № 2. с. 144—146). О биологической рекультивации отвалов в условиях Крайнего Севера («Экология», 1985, № 2, с. 21—24). О химической прополке репчатого лука («Защита растений», 1985, № 5, с. 39). О выпечке хлеба в гелиопечах («Гелиотехника», 1985, № 2, с. 57—59). Об опыте внедрения производственной музыки на предприятиях пищевой промышленности («Пищевая промышленность», 1985, № 1, с. 18. 19). 47
Такая красивая клетка: двести лет в поисках разгадки Доктор фи.шк{>-лшre магических наук В. С. МАРКИН S I. Часть вторая*. Находки Есть топкие «.шетите.'шные сон.ш Меж кантvром и .шпахом цнетка. И. БРЮСОВ Часть первая нашего рассказа о загадке красоты эритроцита кончалась тем, что термодинамическая теория формы этой клетки уже была почтитостроена, как вдруг объявились два математика и все испортили. Не выдержав их каверзных вопросов, теория вдруг рухнула, как карточный домик. И теперь предстояло разбираться в причинах катастрофы. Теория-неудачница опиралась на два положения: во-первых, мембрана красной клетки должна сопротивляться изгибу, а во-вторых, энергия мембраны в состоянии покоя должна быть минимальной. Всего лишь две опоры. Не мало ли? Быть может, потому и рухнула? Так или иначе рассуждал В. Хелфрих из Института теоретической физики в Западном Берлине, размышляя над проблемой клеточной формы, сказать трудно, но у него родилась простая идея. (Впрочем, все идеи просты, сложно только до них додуматься.) * Часть первую см. «Химия и жизнь», 1485, № 8. Ред. Любой участок мембраны сопротивляется изгибу, причем изгибу в любую сторону. Это разумно. А если к этому участку не прикладывать силы, какую форму он примет? — Конечно, плоскую,— отвечала теория Кенхэма. — А почему, собственно? — Потому, что мембрана симметрична. Стоп! Не тут ли кроется причина заблуждения? Откуда берется такой ответ? Да ниоткуда. Это скорее допущение из разряда стандартных, которые обычно вводят словами: «Предположим для простоты, что...» И далее делают упрощение, чтобы решить сложные уравнения или получить более наглядный ответ. При этом авторы всегда надеются, что они не слишком исказили реальность и «не выплеснули ребенка вместе с водой». Но в данном-то случае как раз и выплеснули, хотя заметили это не сразу. Обнаружив упущение, В. Хелфрих внес необходимые поправки. Что если, рассуждал он, мембрана в действительности не симметрична? Тогда она по собственной инициативе будет стремиться изогнуться и в отсутствие внешних сил будет иметь собственную кривизну. Эту кривизну Хелфрих назвал спонтанной. Мысль о ее существовании и стала третьей точкой опоры для новой теории. Собственно говоря, теория, которую предстояло возвести, не была такой уж новой. Ее лишь надо было правильно установить. 48
Произошедшие изменения, на первый взгляд, были незначительны. Хелфрих лишь сдвинул начало отсчета энергии. Если раньше ее отсчитывали от плоского состояния мембраны, то теперь от изогнутого. Кто хочет, может убедиться в этом, взглянув на формулы на рис. 1. Прочее математическое оформление осталось без изменений. Однако теперь теория приводила к совершенно иным выводам. Оптимальная форма клетки стала зависеть от спонтанной кривизны. Если спонтанной кривизны нет или она незначительна, то предпочтительной оказывается форма гантели. Но если спонтанная кривизна отрицательна, то есть каждый участок стремится вогнуться внутрь клетки, то наиболее выгодной оказывается форма дискоцита. Теперь можно было вздохнуть с облегчением. А что же дальше? Надо было в новых экспериментах искать подтверждение основных положений теории и проверять ее предсказания. Взять хотя бы такую характеристику мембраны, как спонтанная кривизна. Ведь мы пока не знаем, откуда берется это свойство. И что оно значит для мембраны. А судя по всему, значит оно довольно много. АБСТРАКТНАЯ ЖИВОПИСЬ НА ЖИДКОМ ХОЛСТЕ Мембрана — это тонкий слой специфических молекул (о нем уже шла речь в «Химии и жизни» — в статье «Электричество и жизнь, или Биоэлектрохимия мембран»*). Основу мембраны составляет двойной слой фосфолипидов, практически не связанных друг с другом, но тем не менее надежно удерживающихся рядом: длинные хвосты этих молекул имеют гидрофобные свойства, и потому контакт с водой им сильно противопоказан. Такой контакт невыгоден энергетически. Вот и принуждены фосфолипиды держаться рядом, пряча от окружающей воды свои хвосты (рис. 2). Если покинуть мембрану фосфолипиды практически не могут, то в ее пределах, от края до края, или, иначе, в латеральном направлении (от лат. lateralis — боковой), они совершенно свободны и непрерывно передвигаются с места на место. Говорят, что мембрана ведет себя как двумерная жидкость. Кроме фосфолипидов в мембране есть более крупные молекулы — белки. Они либо пронизывают всю толщу слоя, либо проникают в него лишь частично. Белки выполняют здесь разную и сложную работу, но не об этом речь. А вот как и где в мембране они располагаются — нам интересно. Фактически белки плавают в «липидном море», дрейфуя в разных направлениях. И если приглядеться внимательно к мембра- * 1983, № 11 и 12. не, то нам откроется причудливая мозаичная картина, сложенная из «разноцветных деталей» — отдельных белков и фосфолипидов. Картина эта кажется почти живой. Ведь холст, на котором она нарисована, жидкий. И все, что нарисовано, плывет, меняя очертания и краски. Подобный вид абстрактного искусства пока, пожалуй, не известен художникам, хотя природа уже взяла на него патент. И даже есть ему название — жидкая мозаика. Такой парадоксальный термин придумали в 1972 году сотрудники Калифорнийского университета С. Зингер и Г. Николсон, когда впервые сформулировали свою модель мембраны. Если обычную мозаику можно сравнить с фотографией, то жидкая мозаика больше похожа на кино. Правда, фильмы этой категории рассчитаны скорее на любителя, они, что называется, для клубного показа, ну, скажем, для КККК (Клуба красных кровяных клеток, упоминавшегося в первой части статьи). Но для того, кто их понимает, откроется захватывающее зрелище. Быть может, даже прояснится причина спонтанной кривизны. Итак, фильм первый. Представим, что мы складываем стопку кирпичей (рис. 3). Коль эти кирпичи нормальные, то стопка получится прямая и ровная. Но если один конец у них немножко толще, чем другой, то стопка станет изгибаться. Это будет ее, так сказать, внутреннее свойство. В мембране происходит то же самое. Если она сложена из асимметричных молекул. у которых одна сторона немного шире, чем другая, то и самая мембрана будет стремиться изогнуться, принять кривую форму. Для этого, кстати, не требуется, чтобы все молекулы были кривыми. Если хоть часть из них асимметрична, то в мембране уже возникнет спонтанная кривизна. Ну что же, этот фильм вполне понятен, однако в нем, пожалуй, было мало жизни, не хватало действия. Его скорее можно считать видовой зарисовкой. Зато следующий «ролик» — спортивный. МЕМБРАННЫЙ СЕРФИНГ Совсем недавно появился и захватил энтузиастов новый вид спорта — виндсерфинг. Виндсерфинг — это катание по водной глади на доске под парусом. А вот про мембранный серфинг, бьюсь об заклад, читателю не приходилось слышать. Ну что ж, тем интереснее будет его увидеть. «Доской» здесь может послужить любая асимметричная молекула. Такая молекула стремится изогнуть ближайшие к ней участки мембраны и подогнать их к собственной кривизне. Это значит, что в мембране возникают упругие напряжения и накапливается связанная с ними упругая энергия. Мембране же такие напряжения не нужны. Она будет стремиться от них избавиться. И хоть возможностей для этого немного, они достаточно эффективны. Например, сама 49
J f t * U * * l и •* ii >^%*^ -t ^ * 4 A tSL Ш1 _ V * Jt 1 Э-к -rfi. a' и JT "£M^M К ) < ъ - •*«ь f^ V Er^
•* * *«•" • *"■£-; И/ / TV \ 7 V- / V- 1 <' ' 4  у' ^ X / ^о/ cJ4 ^Ц: У I >*-'*•
мембрана может гнуться, а ее компоненты переплывать с места на место. Как раз последний способ для нас и интересен. Клеточная мембрана всегда каким-то способом изогнута, причем, что очень важно, ее кривизна меняется от точки к точке. И мембрана будет стремиться «столкнуть» привередливую молекулу туда, где та лучше всею вписывается в окружение. В оптимальном месте кривизна молекулы должна совпадать с кривизной мембраны; там упругих напряжений не возникает (рис. 4). Выходит, что молекулы в мембране не просто «дрейфуют». На каждую из них действует упругая сила, стремящаяся сдвинуть ее вдоль поверхности. В «липидном море» как будто дует свежий ветер и несет молекулу-кораблик, пока не доставит к месту назначения. Кто не знает: ветер в море дует в одну сторону, а парусники мчатся в разных направлениях. В мембранном серфинге все точно так же. Движение молекулы зависит от того, как она изогнута (рис. 5). Коль выпуклостью наружу — так ее несет в выпуклую область, скажем, на экватор эритроцита. А если она согнута обратным образом, то и понесет ее на полюс, где мембрана вогнута. Мембранный серфинг прекратится, когда все компоненты достигнут оптимальных положений. Но что же получается? Выходит, что, плавая будто по воле волн, мембранные компоненты располагаются в пространстве не случайно? И «живопись по жидкому холсту» не столь уж и абстрактна? Сказавши «а», приходится говорить «б». Теория, разработанная в Институте электрохимии АН СССР автором этой статьи, предсказывает, что в жидкой, но упругой мембране должно происходить пространственное упорядочивание компонент и возникать так называемая латеральная структура, причем, казалось бы, практически из ничего. Но предсказания нужно проверять. Мы упоминали в первой части рассказа об опытах по изучению химического состава мембраны эритроцита. В них было обнаружено, что холестерин распределен в ней неравномерно, он концентрируется в основном в экваториальных областях. Сейчас можно попытаться оценить этот факт с позиции механики. Не в кривизне ли тут дело? И впрямь, других причин к тому не видно. Именно под действием изгиба в мембране возникает латеральная структура. Причем — и это очень важно — структура не застывшая, не мертвая, поскольку «море» не замерзло и «волны» в нем бушуют. Волны эти не что иное, как тепловое движение. Оно стремится разрушить латеральную структуру, разбросать молекулы случайным образом. Конечно, результат зависит от исхода сражения этих двух тенденций. Структура сохранится, если упругие силы будут достаточно большими и смогут противостоять ударам волн. И еще. Проявляться мембранному серфингу следует тем сильнее, чем больше кривизна. И в самом деле, в мембранах наблюдают порой события, происхождение которых непонятно. Иной раз эритроцит утрачивает свою правильную форму и вдруг покрывается спикулами — острыми выступами. Эта форма напоминает ежа. Ее и называют эхино- цитом, что в переводе с греческого означает клетка-еж. В 1975 г. Дж. Гордон и М. Маркардт изучили распределение антител по поверхности эхиноцита. И оказалось, что наибольшая их концентрация приходится как раз на острия выступов! А это и есть латеральная структура. И ее происхождение скорее всего связано с мембранным серфингом. Итак, ревизия гипотезы однородной мембраны все-таки состоялась, и в наши дни неоднородная структура частично реабилитирована. Это полезно — время от времени пересматривать основы. Не вспомнить ли в этой связи' и другие забракованные идеи? Хотя бы клеточный скелет, который в свое время не удалось найти и существование которого потому было отвергнуто. Ну что ж, попробуем. Вот тут самое время сдержать обещание, данное в начале рассказа, и призвать на помощь призраки... КОГДА ПОЯВЛЯЮТСЯ ПРИВИДЕНИЯ? — Известно когда,— ответит образованный читатель.— Конечно, в полночь! И в подтверждение сошлется хотя бы на Шекспира: «Гамлет.— Который час? Горацио.— Должно быть, скоро полночь. Марце:и. Уже пробило. Горацио. Да? Я не слышал; значит, близко время, Когда виденье примется бродить» (перевод М. Лозинского). Вести научную работу в глухую полночь очень неудобно. К счастью, за истекшие после Шекспира столетия произошло немало перемен и благодаря общему прогрессу призраки теперь можно вызывать и в рабочее время, в интервале от 9 до 18 час. Что позволяет общаться с ними со всеми удобствами. Чтобы увидеть «привидение», надо взять каплю крови (чернила не годятся!), произнести заветные слова (можно не вслух) и стряхнуть кровь в стакан с чистой водой. Дальше остается ждать, как Гамлету — тень своего отца, но смотреть лучше в микроскоп. Ждать долго не придется. Времени едва хватит, чтобь! подготовить новичков к тому, что произойдет дальше. А дальше в эритроцитах начнет развиваться осмотическое давление. Вода, которая свободно проходит через мембрану, устремится в клетки и начнет распирать их изнутри. Интересно следить, как при набухании меняются очертания клетки. Этот вопрос стал даже темой специальных исследований. Утолщаясь, эритроцит поначалу все же хранит форму двояковогнутой линзы, насколько ему позволяет объем. Затем он становится 52
овальным и в конце концов превращается в сферу. Если процесс набухания не прерывать, то с эритроцитом произойдет то же, что с асфальтом, под которым вырос гриб: осмотическое давление взрывает красную клетку, и она перестает существовать. Содержимое эритроцита выбрасывается наружу и рассеивается в окружающем растворе. Иная участь постигает оболочку. Она не разлетается в мелкие осколки, как граната. Но, разорвавшись в нескольких местах и выпустив наружу все, что в ней было, она вдруг начинает... срастаться. Залечиваются все разрывы, и через некоторое время пред вашими глазами предстает как будто та же клетка! Но она пуста. В ней тела нет: она прозрачна. Это клетка-призрак. «Горацио. Клянусь вам богом, я бы не поверил, Когда бы не бесспорная порука Моих же глаз...» В научной литературе странные останки эритроцита называют коротким словом «ghost», что может быть переведено с английского на русский как «дух», «привидение», «легкий след» или «тень». У нас утвердился последний термин. Впрочем, Шекспир ведь тоже говорил о тени: «Горацио. На третью ночь я с ними был на страже; И, как они сказали, в тот же час И в том виде, подтвердив все точно; Явилась тень. Я помню короля; Так схожи две руки». Тень эритроцита схожа с оригиналом тоже как «две руки». Следовательно, все вопросы о форме клеток теперь можно адресовать их теням. СКЕЛЕТ НАКОНЕЦ-ТО НАЙДЕН В 1969 г. группа исследователей во главе с С. Маркези сделала любопытное открытие. На той стороне мембраны, что обращена внутрь красной клетки, они нашли неизвестный ранее белок. Его назвали спектрином и принялись детально изучать. По ходу исследования выяснилось, что спектрин образует сетку, которая, как арматура, выстилает всю клеточную мембрану с внутренней стороны. Вскоре была построена первая модель такой сети — она изображена на рис. 6. Конечно, вряд ли в живой клетке сеть имеет столь правильную форму. Скорее это случайное сплетение белковых нитей, так что ячейки в сети имеют нерегулярные размеры. С липидным же бислоем она соединена особым якорным белком, который так и был назван — анкерином. Чтобы подчеркнуть структурно-механическую функцию спектриновой сети, ее назвали «мембранным скелетом». Тем самым отразили его необычность, поскольку он не объемный, а двумерный (как и положено скелету тени). Как видим, отвергнутая ранее идея эритроцитарного скелета тоже оказалась возрожденной. Хотя, конечно, это лишь поверхностная арматура, усиливающая тонкую ли- пидную мембрану. Еще одно важное свойство присуще спектриновой сети: она должна быть очень эластичной, поскольку мембрана красной клетки способна к сильным деформациям. Кроме того, эта сеть, по-видимому, способна к разным перестройкам, так что контакты в ней и связи должны уметь замыкаться и размыкаться. И наконец, последнее: спектриновая сеть способна к самостоятельному существованию. И это, пожалуй, самое поразительное ее свойство. Чтобы его продемонстрировать, еще раз понадобится вызвать тень эритроцита. Для опыта придется приготовить детергент «Тритон Х-100». Он обладает способностью растворять липиды и, следовательно, разрушать мембраны. Добавим этот детергент к раствору, где плавают тени красных клеток. Тритон немедленно примется за дело: «выест» из мембраны ее липиды и кое-какие еще мембранные компоненты. А вот спектри- новую сеть он не затронет, и она предстанет в чистом виде. К тому, что получилось, даже трудно подобрать название. Это уже привидение в мире привидений, или тень в квадрате. Называйте, как хотите. Но как ни называй, а обнажившаяся сеть сохраняет размер и форму первоначальной тени! Такое зрелище вряд ли оставит хоть какие-то сомнения в том, что спектриновая сеть участвует в поддержании формы диско- цита. А что же липидный бислой? Быть может, он вовсе ни при чем? Нет, утверждать это было бы неверно. Эксперименты, проведенные на липидных везикулах, которые не содержали вообще никаких белков, показали, что везикулы способны принимать эритроцитарные формы. Причем они способны имитировать не только нормальные, но и патологические очертания клеток. Значит, обе части мембранной оболочки — липидный бислой и спектриновая сеть — поддерживают стройную фигуру красной клетки. КРАСОТА И ЗДОРОВЬЕ Мы убедились, что изящество формы красной клетки объясняется совокупностью причин — термодинамических и структурных. Но было бы неправильно забыть еще одну — здоровье клетки. Это очень важно. К сожалению, болезни подстерегают и эритроцита, а «болезнь не красит». Бывает так, что на клетку становится жалко смотреть. Есть болезнь — наследственная сфероци- тарная анемия, когда красные клетки охватывает нездоровая полнота и они принимают сферические очертания. При этом эритроциты утрачивают эластичность, теряют способность проходить сквозь узкие капилляры, и в результате селезенка, в задачу которой входит следить за качеством и красотою красных клеток, с остервенением начинает их уничтожать. У пациента развивается тяжелая форма малокровия. Гораздо более причудливую форму эритро- 53
циты принимают при талассемии — заболевании, встречающемся в средиземноморских странах. При этом клетки становятся похожими на мишень, гемоглобин в них .собирается в центральной части диска. Конечно, больной страдает не от нарушения эстетических канонов. С тем, что его эритроциты недостаточно красивы, пожалуй, можно бы примириться. Но к сожалению, неправильная форма — лишь симптом тяжелого недуга. Болезнь проявляется в задержке общего развития, анемии, желтушности, увеличении печени, изменении частей скелета. Заболевания такого типа — наследственные и связаны со структурой гемоглобина. Вместо нормального гемоглобина А в мишене- видных эритроцитах заключен так называемый гемоглобин F. Его молекулы взаимодействуют между собой и в результате сбиваются в одну кучу. Но самой необычной форма эритроцитов становится при серповидноклеточной анемии. Эритроциты в этом случае внезапно начинают походить на полумесяц или серп. Это происходит действительно внезапно, поскольку пациенты с такой формой анемии могут быть практически здоровыми людьми, и их эритроциты под микроскопом выглядят вполне нормально. Но если больной окажется в условиях гипоксии, когда в воздухе не хватает кислорода, его эритроциты быстро прореагируют на это изменение. Тут-то они и превратятся в полумесяцы. Это может произойти высоко в горах или при полетах на самолете без достаточного кислородного обеспечения. Чем это может грозить больному? Последствия довольно неприятны. При увеличении числа серповидных эритроцитов нарастает вязкость крови, замедляется кровоток, преждевременно разрушаются клетки крови. Болезнь надо уметь диагностировать. Сейчас известно, что вызывает ее «неправильный» гемоглобин S, который способен поли- меризоваться в клетке и как бы создавать внутри нее кривой сердечник. И разработано немало методов выявления этой аномалии. Но один из самых ранних и, несомненно, самый остроумный связан с формой клеток. Поскольку в обычных условиях эритроциты у пациента вполне нормальны, то медсестра туго перевязывает ему палец, чтобы задержать в нем кровообращение, и через некоторое время берет из этого пальца пробу крови. А дальше достаточно взглянуть в микроскоп. Из-за недостатка кислорода заболевание тут же выдаст себя своеобразной формой красных клеток. ДО ВСТРЕЧИ В БУДАПЕШТЕ «Красная» — значит «красивая», напоминает нам словарь Владимира Даля. Подходящее для нашего рассказа толкование, не правда ли? Мы попытались подкрепить это утверждение розысками на клеточном уровне. Ведь все истоки, и даже истоки красоты, должны быть где-то там, в самых недрах живой материи. Пожалуй, кое-что уже удалось узнать, хотя, конечно, далеко не все. Поэтому и поиски еще не прекратились. Поэтому опять в начале 1986 года пятьдесят джентльменов в ' разных городах Европы получат письма с лаконичной подписью «КККК». Им снова назначат место встречи. Уже известно, что на сей раз это будет Будапешт. И им опять придется скрупулезно готовить сообщения, которые они представят на суд своих коллег по столь удивительному клубу. Полезные советы химикам По усам не течет и в рот не попадает Набрать жидкость в микропипетку объемом 0,1 мл и менее — довольно трудно. Мы пользуемся очень простым приспособлением, которое несложно сделать самому (см. рисунок). Кусочек тонкой резиновой трубки с внутренним диаметром около 5 мм и длиной 25—35 мм A) одним концом надевают на обычную микропипетку B), а другой конец закрывают стеклянной пробочкой C), которую легко сделать из стеклянной палочки; на резиновой трубке между концом микропипетки и пробочкой закрепляется винтовой зажим D). Микропипетку с закрытым винтовым зажимом опускают в жидкость и, ослабляя винт, набирают необходимое количество жидкости; медленно закручивая винт и следя за мениском, жидкость выпускают из микропипетки. Такая насадка на микропипетку очень удобна для нанесения растворов на хро- матограммы; до некоторой степени она может заменить и микродозатор. Насадку можно применять и для работы с микроколичествами жидкостей в стерильных условиях. С. СЫРЧИН. А. ТРОСТАНЕЦКИЙ 54
ступных технике частот — от рентгеновских лучей до ультразвука. И даже лазер пошел в ход. Не остались в стороне и химики — число противовоспалительных препаратов растет с устрашающей быстротой, смущая и больных, и врачей. Несмотря на мобилизацию столь мощных психологических, химических и физических средств, число больных, страдающих патологическими процессами в суставах, растет во всем мире. По данным медицинской статистики, болезни суставов вышли сейчас на третье место в ряду хронических заболеваний, от которых страдают люди. К хроникам нужно добавить всех тех, кто получает травмы суставов. Ушибы, вывихи, переломы подстерегают нас, к сожалению, в любом возрасте. И как это часто бывает, последнее слово остается за хирургами. Жизненная коллизия привела химика к хирургу, и произошел между ними примерно такой диалог: X и м и к: Надеюсь, мои суставы мне еще послужат, хотя в колене что-то трещит и щелкает при ходьбе. Хирург: Опухает? Здесь болит? Разогните, разогните колено. X и м и к: Ой-ой! Больно. Хирург: М-да, нехорошо это, может потребоваться артропластика. Артропластика (от греческих слов арт- рон — «сустав» и пластике — «ваяние») — это операция, цель которой восстановить сустав, его функции и двигательную активность. Второй корень BfiiiH и вещества Диалог об артропластике, или где взять запасные суставы Что. суставы Скулят? Возьмите майские лопухи, настаивайте на спирту и втирайте ежедневно. — - Нет, есть способ получше: растворите четыре таблетки анальгина в пузырьке иода, держите шесть часов в темноте и втирайте — как рукой снимет. — Все это бесполезно. Медные монеты нужны! Только обязательно старые, дореформенные. Привяжите к больному месту и носите... — Ерунда.' Бабушкины сказка. Читайте Джарвиса: одна корова болела артритом. Ее напоили яблочным уксусом. — - И что же, помогло? — Представьте себе, помогло. Из разговоров больных Существует множество рецептов народной медицины — и старинных, и новейших, согласно которым от боли в суставах помогает то-то и то-то. И всегда найдутся очевидцы, утверждающие, что кто-то таким образом излечился от недуга. А если домашние методы не помогают, то есть еще бальнеология и физиотерапия. Современная наука пустила в дело лечения весь спектр до- 55
этого слова наводит на мысль о пластмассах. И хотя современные хирурги предпочитают в основном работать «с материалом заказчика», все же не будем сразу отбрасывать эту мысль. Но прежде — о суставах, одной из совершенных конструкций живой природы. О фних мы чаще всего вспоминаем, когда вдруг начинают похрустывать или ныть перед ненастьем эти подвижные соединения костей скелета. Но приглядимся к устройству сустава нормального, здорового. И полюбуемся им, его инженерным совершенством, мудрой простотой его устройства. Суставные поверхности костей покрыты тонкими хрящами. Полость сустава замыкается суставной сумкой, внутренний и наружный слои которой — из соединительной ткани. Суставы дополнительно укреплены мышцами и сухожилиями, что и позволяет им выдерживать большие опорные нагрузки. Важная деталь: суставная полость содержит синовиальную жидкость, которая питает хрящи и, кроме того, выполняет роль смазки, уменьшая трение. Сравнительно недавно установлено, что синовиальная жидкость обладает уникальным свойством: при сдавливании ее вязкость резко возрастает из-за изменения упаковки составляющих ее макромолекул. Благодаря этому сочленяющиеся поверхности суставов никогда не соприкасаются и потому не изнашиваются. Хирург (продолжая ощупывать колено): Вы могли бы разработать нам заменитель синовиальной жидкости с такими свойствами? Тогда бы с хрустом в суставах мы легко справились... Химик (морщась от боли): Жидкость с переменной вязкостью? Можно подумать, но это непростая задача... • Сам суставной хрящ представляет собой легкий пористый упругоэластичный материал. В поры хряща при движении и нагрузке входит и выходит суставная жидкость. Под нагрузкой хрящ сжимается в десять раз легче, чем трубчатые кости, на которые он нагрузку передает, тем самым уменьшая в них напряжение. Поражает усталостная выносливость суставов. Хотя они претерпевают с возрастом известные изменения, но служат по 70—80 и больше лет. Нагрузка на коленный сустав при беге и прыжках может в 3—4 раза превышать вес - О разработанной в Вильнюсе искусственной синовиальной жидкости рассказывалось в № 8"за этот год. Ред. тела. Ежегодно суставы проделывают в среднем по два миллиона движений. Хирург: Это если не бегать трусцой, а то и побольше. Вы спортом занимались? Химик: Занимался в свое время: байдарка, теннис, рыбная ловля, да вот артрит прихватил. Доктор, это пройдет? Хирург: Теннис, байдарка, рыбная ловля... Небось, все в сырости, вот суставчик и поизносился. Еще древние заметили, что сырость вызывает ломоту в костях. Ревматизма- ми и артритами чаще других болеют рыбаки, охотники, производители риса, домашние хозяйки — все те, кто постоянно имеет дело с водой. Естественный интерес к устройству суставов и костей проявляют специалисты по конструкционным материалам. Процитируем одну серьезную монографию**: «Изучение механических свойств различных биологических тканей раскрывает интересные перспективы усовершенствования существующих и создания принципиально новых оптимальных схем армирования конструкционных материалов». Другими словами, конструкторы и механики не прочь поучиться у живой природы. А поучиться есть чему. Но думаешь об этом лишь до тех пор, пока суставы в порядке. Воспалительные процессы в них ограничивают подвижность. Сложный, прекрасно сбалансированный процесс движения разлаживается. Быстро нарастает атрофия мышц. Если процесс не зашел слишком далеко, то, вылечив воспаление, удается полностью восстановить двигательные функции сустава. В противном случае, если болезнь запущена, он может деформироваться, и тогда... Хирург (задумчиво): Можно, конечно, вот здесь отрезать, развернуть сустав и закрепить. Это хорошо делают в ЦИТО***. X и м и к: Доктор, а сгибаться но га-то будет? Хирург: Нет, сгибаться не будет, будет совершенно прямая нога. Химик: Кто же это ходит на совершенно прямых ногах? Так мне это не годится... Хирург: А что вы предлагаете? Химик молчит. Потребность в протезировании суставов человечество испытывало с древнейших времен. Достаточно вспомнить бабу-ягу с ее костяной ногой и книжных ры- ** Кнетс И. В., Пфафрод Г. О., Саулгозис Ю. Ж. Деформирование и разрушение твердых биологических тканей. Рига: Зинатне, 1980. -*** ЦИТО — Центральный институт травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова. 56
царей в железных латах, с железной хваткой и иногда с железными руками. Ну а если всерьез, то история артро- пластики начинается, по существу, с нашего века. Лишь в XX столетии хирурги впервые попытались вторгнуться внутрь суставов и заменить их поврежденные части. Одним из первых испытанных здесь материалов была слоновая кость. Систематическое конструирование суставных протезов началось совсем недавно — в середине 50-х годов. Поскольку в протезе есть трущиеся детали, то при подборе материала главным требованием стала стойкость к износу. Конечно, и прочность материала имела большое значение, и его химическая стойкость, инертность. Остро встала и проблема биосовместимости. В конце концов наиболее подходящими оказались сплавы металлов на основе кобальта, хрома, молибдена, титана, алюминия, ванадия. На их основе и были изготовлены первые протезы. Применяют эти материалы и сейчас, однако не во всем они устраивают хирургов. Тяжелы (особенно когда речь идет о тазобедренных и коленных протезах), подвержены усталостному разрушению, абразивному и химическому износу. Но особенно сложна для хирургов проблема их крепления к кости, фиксация протеза. В ход идут винты, гвозди (специальные), шпильки, которые ввинчиваются или вбиваются в кость. При этом в зоне контакта протеза и живой ткани естественно создается повышенная концентрация напряжений, бывает, что развиваются некроз ткани и другие неприятные явления, отнюдь не способствующие быстрому заживлению. Первые успехи пластмасс в артропла- стике оказались связанными с проблемой фиксации металлических протезов. Идея пришла от стоматологов, но это история с предысторией, поэтому небольшой ход в сторону. В 1843 г. была синтезирована акриловая кислота, а вслед за ней ее эфиры, способные полимеризоваться. Лишь через 85 лет, в 1928 г., нашли практическое применение давно известному полимеру метилметакрилового эфира. Промышленный способ его производства был запатентован в Германии, и вскоре «вышел в свет» пластик, известный всем нам под названием плексигласа или оргстекла. Широкой популярности он, кстати, до сих пор не утратил. Он и прозрачный, и прочный, и химически достаточно стойкий, и в меру твердый, и очень устойчивый к ультрафиолету. Хорошо окрашивается и принимает наполнители. Применения он нашел самые разные, и вот что любопытно: уже в 1930 г. появились первые пластмассовые зубы. В улыбках кинозвезд, манекенщиц и политических деятелей засверкало все то же оргстекло. Для нашего рассказа существенно еще одно применение полиметилметакрила- та: его стали использовать как зубной цемент при пломбировании зубов. Жидкий мономер быстро полимеризуется, затвердевает на воздухе. «Не закрывайте рот»,— говорит нам стоматолог, и мы послушно сидим, рот разинув, пока запломбированный зуб работает как по- лимеризационный реактор, где образуются тепло и полимер. Затем следует команда не есть два часа. Подразумевается, что за это время процесс полимеризации пройдет до конца, пломба обретет нужную твердость... В сороковых годах кому-то из хирургов пришла в голову мысль использовать зубной цемент для заполнения дефектов в костях. Но потребовалось еще десятилетие, чтобы хирурги убедились в биосовместимости зубного цемента с живыми тканями. Лишь в 1958 г. известный английский хирург Джон Чанли решился использовать зубной цемент во время операции на суставе для закрепления протеза. Материал, применяемый теперь хирургами для фиксации протезов и костей, называется акриловым цементом. Это двухкомпонентный материал: жидкий мономер смешивают с порошком наполнителя непосредственно во время операции, получается пластичная быстро густеющая масса, по консистенции подобная тесту... Химик: Но подождите, здесь что-то не так! Теплота полимеризации метилметакрилата 132,8 калории на грамм мономера. Это означает, что при полимеризации без отвода тепла реакционная масса разогреется до 320 С... Допустим, часть тепла все же успеет рассеяться. Но мономер в обычных условиях кипит при 100 С — как вода. Да он просто должен улететь, испариться! Хирург: Никуда он не летит, просто масса слегка разогревается и затвердевает за десять минут, так что работать с цементом приходится быстро. Для того чтобы избежать чрезмерного разогрева, берут не чистый мономер, а смесь двух частей порошкообразного 57
полимера, в который добавлен заранее перекисный инициатор (вот какой хитрый наполнитель!) с одной частью жидкого мономера. Теоретический разогрев такой смеси при полимеризации должен составлять всего 120 °С, реально же из-за потерь тепла в окружающую среду он достигает 60—80 °С. Это уже терпимо. Вообще при создании акрилового цемента предсказания теоретиков были пессимистичны. У него-де плохая адгезия и к кости, и к металлам, и цементом-то его назвать можно только в насмешку. При полимеризации вязкой массы без перемешивания (любой технолог это знает!) пузырьки воздуха будут создавать поры в материале, а уже 10 %-ная пористость уменьшит прочность цемента вдвое. И потом, какая-то часть мономера все равно будет испаряться и попадать в кровь. В общем, ничего хорошего из этого получиться не должно... И все же победил оптимизм хирургов. Оказалось, что плохая адгезия цемента в значительной степени компенсируется механическим заклиниванием, вдавливанием его в углубление костной ткани, хотя эффект зависит, конечно, от рельефа поверхности и состояния кости. Ведь и про пломбу стоматолог иногда, осмотрев ваш зуб, говорит, что держаться, наверное, не будет... Прочности цемента, несмотря на неизбежную пористость, тоже обычно хватает. Хирург: Да вы только вообразите: при механической фиксации протеза срок заживления — 12—18 месяцев. А с цементом у нас больные после операции на коленном суставе уже через две недели начинают ходить! Химик: Завидую. Но кто этот акриловый цемент производит? Хирург: Несколько зарубежных фирм. Приходится закупать. На это, думаю, валюты не жалко. Химик: Может быть, попробовать свой разработать? У меня есть друзья среди акрилатчиков — можно попросить. Хирург: Лучше помогите сделать пластмассовый сустав. Металлические протезы большинству хирургов не нравятся, отсюда их давний интерес к пластикам. По плотности, эластичности, элементному составу, пластичности пластики несравненно ближе к костной ткани. Уже накоплен значительный положительный опыт применения синтетических полимеров в качестве легких имплантантов и для замены сосудов. И все же шансы полимеров в тяжело нагруженных суставных протезах долгое время считались невысокими. После неудач со слоновой костью к этой проблеме хирурги вернулись лишь в 1946 г. В одной из швейцарских клиник был тогда изготовлен тазобедренный сустав из акрилового пластика, армированного проволокой из нержавейки. Прочность материала оказалась недостаточной. И снова пошел в ход метод проб и ошибок. Испытывали найлон. Прочность хорошая, но скорость износа велика, деформация чрезмерна. Реакция тканей на попадание мелкодисперсных частиц найлона, которые образуются при трении суставных поверхностей, оказалась весьма болезненной. Это вообще одна из труднейших проблем. Биосовместимость материалов резко различается в зависимости от того, в какой форме они используются. Тонкодисперсные порошки оказались особенно коварны, а избежать износа при постоянном трении в суставе невозможно. Были испытаны различные полиамиды, полиэфиры, полиформальдегид, силиконовые каучуки, тефлон... Химик: Неужели и тефлон не подошел? У него же химическая стойкость замечательная, коэффициент трения самый низкий. Чемпион среди пластиков! X иру рг: Оскандалились мы с вашим чемпионом. В наших условиях он изнашивался быстро, а его порошок, попадая в кровь, давал очень плохой эффект. Химик: Так у вас же среда безобразная для работы пластиков: тут и коррозия, и трение, и окисление, и катализ, и нагрузки знакопеременные... Хирург: Ничего1 подобного! Наоборот, сустав работает в идеальной с точки прения биомеханики среде, где есть все — и гидравлика, и мгновенная перестройка структур, и автоматика замечательная, и питание. Ну что тут возразишь?! Были, конечно, и некоторые успехи на пути проб и ошибок. Так, силиконовые протезы мелких суставов кисти, армированные металлической проволокой, частично возвращают работоспособность рук больным тяжелой формой полиартрита, спасают от полной инвалидности. Такие протезы разработаны, в частности, и у нас в ЦИТО. Идея использовать особые композиционные материалы — металлы с пластмассовым покрытием — носилась в воздухе. Успех в подборе материалов сопутствовал уже упоминавшемуся выше Дж. Чанли. Он применил в «узле трения» особо высокомолекулярный полиэтилен западногерманского производства (фирмы «Хёхст»). У этого материала прекрасная стойкость к износу, низ- 58
кий коэффициент трения, высокая ударная вязкость, а главное, его порошок оказался так же инертен химически, как классический листовой или пленочный полиэтилен. Длительные лабораторные и клинические испытания доказали эффективность этого материала, и он был введен в мировую хирургическую практику. Сейчас запатентованы уже сотни конструкций суставных протезов. Почти у каждой солидной клиники, не говоря об институтах, есть собственные изобретения в этой области. Недавно опубликованы результаты испытаний новых конструкций протезов, изготовленных из микропористых полимерных материалов, которые армировали высокопрочным графитовым волокном. По мысли авторов работы, костная ткань должна при заживлении прорастать в микропоры пластмассового протеза. Это будет способствовать более прочной фиксации протеза и более равномерному распределению нагрузок на него, исключит концентрацию напряжений. Ведутся и работы по химической сшивке имплантируемого материала с костью. Химик: Постойте, доктор, у меня в кармане случайно оказался кусок материала, который может вас заинтересовать. Вот он. Хирург (недоуменно вертит в руках кусок сероватой довольно тяжелой пластмассы): Что это такое? Химик: Это норпласт или, точнее, компонор — химически наполненный высокомолекулярный полиэтилен. Я уверен — он побьет полиэтилен «Хёхста». Хирург Почему у него столько названий? Химик: Сначала мы его назвали норпластом, вложив в эту аббревиатуру определенный смысл (наполненные органические пластики), но французы для какого-то своего полимера придумали торговую марку «норсопласт». Что они имели в виду, нам неизвестно, но заявили они свое название раньше нас... Пришлось выдумывать для нашего материала новое название. Хирург: Значит, не только идеи, но и названия уже начали конкурировать? Ну хорошо, чем и зачем наполнен этот ваш компонор? Про норпласты, то есть теперь компоно- ры, в научно-популярной литературе и в «Химии и жизни» в частности A981, № 8) рассказано достаточно подробно. Если обычно наполненные полимеры получают механическим смешением наполнителей и полимеров, то при синтезе норпластов частицы наполнителя оказываются центрами полимеризации мономеров. Макромолекулы вырастают прямо из поверхности частиц наполнителя. Таким способом можно получить весьма сложные структуры. Исследования свойств норпластов, проведенные в ИХФ АН СССР, МГУ, НПО «Норпласт», ОНПО «Пластполимер», НИИ полимеров, а также в США, Япония, ФРГ, показали, что свойства этих материалов можно изменять в широких пределах, варьируя наполнители, катализаторы, мономеры. Можно наполнять эти материалы минеральными веществами — аналогами компонентов костной ткани. Можно придать им микропористость. Словом, можно попытаться приблизиться к структуре костной ткани. Хирург: Сделайте, сделайте нам такой материал! Химик: Это можно. Но, простите, кто будет финансировать эти работы, включать в план и т. д.? Испытания непросты, да и синтез... Вам же нужна идеальная чистота, стерильность. На одни испытания уйдет несколько лет. Вопрос ребром: кто оплатит эти работы? X и р у р г: Может быть, Минздрав? Впрочем, не знаю. Это действительно дорогое удовольствие. В некоторых зарубежных странах существуют национальные программы по созданию полимерных протезов. Эти программы финансируют правительства. Химик: Понимаете, сколько бы я ни показывал свое колено друзьям-химикам, сколько бы они мне ни сочувствовали, за такую разработку они не возьмутся. Затраты труда большие, а материал не крупнотоннажный, значит, эффективность, исчисляемая в рублях, неизбежно окажется низкой. X и р у р г: Так ведь речь идет о больных! Возвращение трудоспособности даст огромный экономический и нравственный эффект. Химик: Но как его подсчитать? Вы не представляете себе, какая сложная писанина неизбежна при разработке нового материала. Сначала нужен предполагаемый эффект, потом ожидаемый, потом расчетный, потом гарантируемый, потом еще какой-то... И все это по ГОСТ, и каждый раз нужны подписи начальства, главбухов, печати... Нет, сначала на новый материал нужно массового потребителя найти, а потом уже что-то делать... X и р у р г: Что же делать? Нужно же что-то делать! Химик: Давайте обратимся в Госкомитет по науке и технике. Там есть Научный совет по полимерам в медицине, руководит им член-корреспондент АН СССР Н. А. Платл. Я уверен, что там нас поддержат. А если еще поддержит и общественность (хотя бы так. же, как писателя Б. А. Можаева, сломавшего руку на лыжах и описавшего свои злоключения в «Литературной газете»), то я уверен, что пластмассоные суставы высшего качества общими усилиями мы создадим. Хирург: И введем в клиническую практику. Химик: Поскорее бы... Коленка-то болит. Материал подготовили, выступив в роли химика и хирурга соответственно, доктор химических наук С. А. ВОЛЬФСОН (ИХФ АН СССР) и доктор медицинских наук В. П. ПАВЛОВ (Артроцентр института ревматологии АМН СССР) 59
ъ*к. ^•^ ^ЫФ Что мы едим Чисто русские продукты. "< * ***** '+* V*
В числе самых верных союзников человека можно назвать молочнокислые микроорганизмы. Не случайно И. И. Мечников возлагал большие надежды в борьбе со старением и болезнями именно на них, непримиримых противников гнилостной микрофлоры нашего кишечника. Пусть не во всем этот оптимизм пока себя оправдал, но кисломолочные продукты и по сей день незаменимы в диетическом и лечебном питании. Порой они не уступают лекарствам, а уж о вкусовом превосходстве и говорить не приходится. Молочнокислая микрофлора играет большую роль в переработке плодов и овощей. Она помогает получить превосходные продукты, которые сохраняют полезные компоненты исходного сырья. С этой точки зрения мочение, о котором пойдет речь, принципиально не отличается от квашения или соления; в основе всех названных видов консервирования лежит молочнокислое брожение. БРОЖЕНИЕ В ПЕРВОМ ПРИБЛИЖЕНИИ Молочнокислые микроорганизмы попадают в продукт самозасевом (с поверхности плодов и овощей, из воздуха) и обычно представляют собой довольно пеструю компанию. Это в какой-то мере влияет на конечный результат: в заготовке образуются разнообразные продукты сбраживания Сахаров. Но главный итог микробной активности однозначен: в результате брожения использованная молекула моносахарида (иначе говоря, гексозы) дает две молекулы молочной кислоты. Экономично и безотходно! А успех технологического процесса зависит от того, насколько созданные нами условия окажутся по вкусу молочнокислым бактериям. Прежде всего, они относятся к факультативным анаэробам: > для их жизнедеятельности кислород необязателен. Поэтому для мочений берут тару, которую можно плотно закрыть: бочки, кадки, реже большие стеклянные банки или эмалированные бачки. Или придавливают содержимое посуды гнетом, следя, чтобы оно все время было под слоем жидкости. В этих условиях уксуснокислые бактерии и большинство плесеней, которые способны конкурировать с молочнокислой флорой и испортить продукт, не смогут развиваться. Другое условие — создание для молочнокислых бактерий оптимального режима. Вообще-то они наиболее активны при 36—42 °С, но эта температура хороша и для группы нежелательных микробов — тех, которые вызывают маслянокислое брожение, придающее продукту неприятный и неустранимый прогорклый вкус. Поэтому для брожения нужен компромиссный режим — 15—20 °С. Третье условие относится непосредственно к мочению: у сырья должны быть достаточно высокая кислотность и солидный запас Сахаров. Кислотность задерживает развитие посторонней микрофлоры и создает хорошие условия для работы дрожжей, от которых зависит спиртовое сбраживание Сахаров, сопутствующее молочнокислому. Оба варианта брожения мирно уживаются в продукте, более того, проходят одинаковые этапы, вплоть до образования пировино- градной кислоты. В первом варианте она восстанавливается и образует необходимую молочную кислоту. Во втором — дает ацетальдегид и углекислый газ. Далее ацетальдегид восстанавливается и образует этиловый спирт, а часть углекислоты остается в продукте и придает его вкусу особую свежесть. СУХИЕ ЦИФРЫ О МОЧЕНЫХ ПРОДУКТАХ Пожалуй, самое время привести некоторые цифры, чтобы показать различия в химическом составе сырья для раз-
ных видов консервирования. В классическом продукте для квашения — белокочанной капусте содержится в среднем 4,6 % моно- и дисахаридов, 0,5 % крахмала и около 0,05 % органических кислот. На 100 г огурцов для соления приходится не более 3 г углеводов и 0,1 г кислот. Если же взять традиционный объект мочения — яблоки, то в них 9 % моно- и дисахаридов, около 1 % крахмала и 0,7 % органических кислот в пересчете на яблочную; в обычной антоновке и того больше. Столь же различны и конечные цифры. В квашеной капусте и соленых огурцах потери углеводов очень значительны: запас гексоз снижается в 4—5 раз, а в яблоках потери Сахаров обычно не превышают 20 %. Добавим, что, по литературным данным, в высококачественных промышленных образцах моченых яблок 0,5—1 % молочной кислоты, 1,5—1,8 % спирта, а рН колеблется в пределах 3,8—3,25. Эти цифры говорят о способности моченых яблок хорошо сохраняться чуть ли не до нового урожая, о только им присущем характерном кисло-сладком вкусе и их бодрящей остроте. Не сказочные, конечно, молодильные яблоки, но все-таки... КАК ДОБИТЬСЯ УСПЕХА Заглянув в теорию, приступим к делу. Возьмем для примера те же яблоки. Для мочения отбирают крупные, неповрежденные яблоки осенних и зимних сортов с плотной сочной мякотью; обычно предпочтение отдают антоновке (особенно каменичке), анису, пепину шафранному, славянке. Иногда бывает хорош в мочении и летний сорт — белый налив. Отобранные и тщательно вымытые плоды плотно укладывают в столь же тщательно вымытую тару — лучше всего в дубовый бочонок, дно которого устилают чистой ржаной соломой. Ею можно прослоить ряды яблок. Солома предохранит плоды от повреждений, из- за которых на моченых плодах могут появиться бурые пятна да и вкус готового продукта ухудшится. Бочку закрывают верхним донышком и через отверстие заливают рассол. Вот самый распространенный и теоретически обоснованный его состав: на 10 л воды — 300 г сахара, 150 г соли и 100 г ржаного солода. Сахар сразу активизирует микрофлору, а соль, даже в таком небольшом количестве, извлека- 62 ет из клеток сок, богатый сахарами. Для чего же солод? Вспомним, что в яблоках довольно много крахмала. Чтобы привести его в удобоваримое для микроорганизмов состояние, нужен фермент амилаза. Его-то и дает солод. Заметим, что рекомендация брать яблоки, снятые с ветки две-три недели назад, не случайна: плодам дают полежать, чтобы крахмал постепенно осахарился. Как уже было сказано, для запуска механизма молочнокислого брожения нужна температура примерно \5— 20 °С. Обычно бывает достаточно пяти- семи дней, чтобы в продуктах накопилось около 0,4 % молочной кислоты; зто уже серьезное препятствие для посторонней микрофлоры. В эти дни заготовка требует максимальной заботы; яблоки быстро впитывают рассол, и его надо все время доливать, чтобы плоды не соприкасались с воздухом. А дальше отношение к делу может быть прохладнее: бочонок примерно на месяц ставят в погреб или на ледник (желательна температура не выше 5°С). В этих условиях идет неспешное дображивание и создается присущая только моченостям органолептика — до того момента, пока возросшая концентрация кислоты не остановит работу молочнокислой флоры. Раз мы говорим о наиболее типичной рецептуре, заметим попутно, что у нее есть немало вариантов. Сахар.можно за- менитв-ароматным эквивалентом — медом, который по сути дела процентов на семьдесят представляет собой смесь равных количеств глюкозы и фруктозы. Вместо солода, который не всегда есть под рукой, берут полуторное количество ржаной муки, содержащей амилазу. Муку, размешав в небольшом количестве холодной воды, заваривают кипятком в соотношении 1:4. Кстати, амилаза есть и в пшеничной муке. В некоторых книгах вместо солода советуют брать молотые ржаные сухари или сухой квас. Что ж, характерный вкус продукт приобретет, но вот на амилазу рассчитывать не стоит: сухари проходят жесткую температурную обработку. Если нет соломы — тоже не беда. Яблоки можно переложить листьями черной смородины или вишни, тем более что эти домашние пряности в любом случае рекомендуются при мочении; не помешает и травка эстрагон, известная также как тар^уйГ Иногда брожение не доверяют «дикой» микрофлоре и добавляют в раствор
немного простокваши или даже простого кваса. В обоих продуктах есть достаточное количество молочнокислой микрофлоры, которая сразу направит брожение в нужное русло. ПОЧЕМУ СПРОС НЕ РОЖДАЕТ ПРЕДЛОЖЕНИЯ? Тут мы вступаем в область проблем. Для мочения идеальна, конечно, чистая культура, но откуда ее взять самодеятельному энтузиасту? А жаль, что негде,— и не только потому, что это лучшее средство для достижения цели. В литературе есть сведения, что молочнокислая флора продуцирует витамины группы В. Если это действительно так, то специально подобранные микроорганизмы смогли бы обогатить продукты биологически активными веществами. Но применительно к моченым яблокам, квашеной капусте или соленым огурцам вопрос этот пока мало изучен. Но это в конечном счете вопросы качества. Что же касается количества, то, хотя эти заметки адресованы любителям, вспомним о профессионалах — тех, кто по долгу службы обязан обеспечивать население запасом плодов и овощей. Почему популярные моченые яблоки, не говоря уж о бруснике и других традиционных мочениях, стали в магазинах чем-то вроде заморской диковины? Какие веские причины нарушили традиционный, издавна сложившийся на Руси баланс между их популярностью и доступностью? Об этой гармонии спроса и предложения в книге «Домашние заготовки», изданной девяносто лет назад, сказано следующее: «Обыкновенно моченые яблоки появляются в продаже, начиная с великого поста. К этому времени их подвозят в столицу и большие города в огромном количестве из центральных губерний, и их можно найти во всех овощных лавках и у разносчиков, что служит доказательством дешевизны этого продукта и значительного его потребления». И еще — оттуда же: «За границей мочение почти вовсе неизвестно, так что моченые яблоки и брусника могут быть названы чисто русскими продуктами». По-хозяйски ли забывать то, что составляет частицу народного опыта, испытанного временем, и помогает сохранять на многие месяцы фрукты и ягоды с минимальными затратами сил и средств? В. ГЕЛЬГОР Приглашение к столу Приведенный выше вариант заливки годится не только для яблок, но и для груш и слив. Попробуем разнообразить рецепты мочения плодов и ягод. Яблоки, моченные в яблочном пюре. Этот рецепт хорош тем, что позволяет использовать отборные плоды, мелочь и падалицу. Яблоки парят 20—25 минут и протирают через сито. Полученное пюре добавляют в заливочный раствор из расчета 10—15 г на 85—90 г воды. Хорош и другой вариант заливки: на 70—80 г воды 20—30 г яблочного сока. Кстати, и саму процеженную заливку можно употреблять как приятный освежающий напиток. Груши, моченные с брусникой. Плоды укладывают в кадку или эмалированную посуду, пересыпая их брусникой из расчета примерно 1,5 кг брусники на 10 кг груш. Ряды груш перекладывают листьями черной смородины. Для сусла на каждые 10 л воды берут 10 чайных ложек простокваши, 2 столовые ложки соли и столовую ложку сухой горчицы. Заготовку держат 8—10 дней при комнатной температуре, а затем ставят в прохладное место. Брусника моченая. Рецепт ее приготовления взят из упомянутой в статье книги конца прошлого века. Воспроизводим его почти дословно: «Для мочения брусники употребляется только отварная, более или менее подслащенная вода; никаких душистых трав не кладется, но для запаха, вкуса и остроты к отвару прибавляется немного гвоздики, корицы, иногда также соли. Вместе с ягодами многие хозяйки укладывают (попросторнее) антоновские яблоки, которые при этом способе мочения, хотя получают розовый цвет, но бывают очень вкусны... Обыкновенно кладут на ведро отвара I—2 фунта сахара, патоки или меду. Самая лучшая пропорция — на четверик брусники B ведра.— Ред.) ведро воды, 3 фунта сахару и 5 фунтов меду. Для десертной моченой брусники количество сахару может быть увеличено до 8 фунтов на ведро». Клюква моченая, Ягоды заливают, охлажденным сиропом, для которого на каждый литр воды берут 4 столовые ложки сахара и 0,5 чайной ложки соли, и доводят до кипения. У самой клюквы особого аромата нет, поэтому в заготовку можно добавить специи — корицу, гвоздику, душистый перец. Заготовка хороша как приправа к мясным и рыбным блюдам и как составная часть салатов и винегретов. 63
Ресурсы Слово о необыкновенной капусте Кандидат се. шскохозяйственных наук Н. Д. НЕМОВ Капуста брокколи у нас почти не известна. Об этом можно судить, например, обратившись к информации, которая содержится в последнем, третьем издании БСЭ: «Брокколи, спаржевая капуста... однолетнее овощное растение семейства крестоцветных, подвид цветной капусты. Возделывается в районах с теплой зимой (в субтропиках)». Сравните последнее утверждение с тем фактом, что один из распространеннейших сортов брокколи в Англии убирают прямо из-под снега... История брокколи насчитывает тысячелетия. Ее культивировали еще в Древнем Риме. Первое упоминание о брокколи в России относится к концу восемнадцатого века: Вольное экономическое общество рекомендовало разводить «италианскую», как ее называли, капусту. Однако она так и не получила места на наших полях. Каждый новый вид капусты был выведен в древности путем трансформации той или иной части растения и закрепления этого признака в потомстве. Вначале, как свидетельствуют археологи и историки, появились листовая, кормовая и пальмовая капусты. Отбор растений с деформированным главным побегом привел к созданию кочанных форм капусты: белокочанной, краснокочанной и менее известной савойской. В результате деформации боковых побегов появились тысячеголовая капуста — с побегами-розетками, сидящими на длинном стебле, и брюссельская капуста, в пазухах листьев которой образуются те же листовые розетки в форме кочанов размером с грецкий орех. Затем, отбирая растения с деформированным вздутым стеблем, селекционеры создали известную всем кольраби. И наконец, деформация соцветия при-
вела к появлению растений, у которых одновременно с центральным соцветием образуются сочные нежные побеги-отпрыски с маленькими головками (по- итальянски — брокко). Именно за эти побеги, похожие на стебли спаржи, брокколи и называют спаржевой капустой. От брокколи, вернее, от одной из ее разновидностей, отличающейся большими головками (весом четыре — шесть килограммов) произошли однолетние позднеспелые сорта цветной капусты. Впоследствии из них вывели все существующие сегодня сорта цветной капусты с белой головкой. Теперь о том, почему брокколи у нас известна мало. Долгое время существовала неразбериха в названии различных форм цветной капусты и разновидностей брокколи. В результате сорта озимой брокколи стали путать с сортами яровой цветной капусты. Ничего хорошего из этого, естественно, не получалось. И овощеводы решили, что брокколи может расти только в субтропиках, хотя сейчас эту капусту выращивают даже в скандинавских странах, то есть она почти вплотную приблизилась к Полярному кругу. Но нужна ли нам брокколи, стоит ли ломать из-за нее копья? Это ценная пищевая и кормовая культура. Ее средняя урожайность — 800—1000 центнеров биомассы с гектара. В ней около 5 % белка, то есть с гектара посевов его собирают 40—50 центнеров. Сравните с соей: ее средняя урожайность — 12 центнеров с гектара, при этом образуется 3—5 центнеров белка. По питательным свойствам брокколи не имеет себе равных среди других Слева — голоски яровой отпрысковой формы брокколи, сорт Мелкоголовая Яхромская. Вес основных головок 150—800 г, суммарный вес отпрысковых головок за одну срезку 300—600 г. Эта форма брокколи — весьма ценная и перспективная культура дчя всех регионов СССР, вплоть до Полярного круга. Сейчас апробированы и рекомендованы производству околи 30 сортов этой формы с вегетационным периодом от 50 до 150 дней. Справа — озимая форма моноголовчатой, uiu кочанной брокколи, сортотип Поздняя Белая. Вес головок от 2—3 до 4—6 кг. Может культивироваться только в южных районах СССР с мягкой зимой. Апробированы и рекомендованы сортотипы и сорта этой формы с вегетационным периодом (в зависимости от места выращивания) от 180-220 до 250—280 дней. Эта форма брокколи — прародитель обычной яровой цветной капусты (var. cauliflora vulgare, N. N. D.), которую с ней часто путают Л Химия и жизнь № 10 овощных и кормовых растений. Белка, каротина, аскорбиновой кислоты, кальция, фосфора, железа и многого другого в брокколи в два раза больше, чем в цветной капусте. В качественном отношении белок брокколи не уступает белку животного происхождения: например, лизина, изолейцина, триптофана в нем столько же, сколько в белке куриного яйца. По питательности листья брокколи не уступают шпинату. В брокколи есть метионин, рибофлавин, тиамин, ниацин, холин, фолиевая кислота, витамины А, Ви В2, С, РР и другие; микроэлементы — калий, фосфор, кальций, железо, магний, марганец, сера, кобальт, бор, медь, цинк, иод, хром и т. д. Все эти качества делают брокколи прекрасным диетическим продуктом; это лучшее питание при нарушении обмена веществ, атеросклерозе, лучевых поражениях тканей и органов. Брокколи — идеальная пища для ослабленных людей, беременных женщин, детей. О достоинствах брокколи можно говорить долго. Например, она хранится лучше, чем цветная капуста, и в свежем, и в замороженном виде. Из брокколи можно делать вкусные и питательные консервы, готовые блюда для детского и диетического питания, полуфабрикаты, паштеты и концентраты. Этой капустой можно кормить животных, к рациону которых предъявляются самые строгие требования: молочных коров, молодняк животных и птиц, обитателей звероферм, зоопарков и заповедников. У брокколи по сравнению с другими видами капусты самые дешевые семена. Обычно, чтобы, например, получить семена белокочанной капусты, приходится осенью выкапывать растения и хранить кочерыги всю зиму, а весной снова высаживать; тогда к осени образуются семена. С цветной капустой еще сложнее: у нее большинство веточек соцветий стерильны; килограмм элитных семян в розничной продаже может стоить 800 и даже 1000 рублей. А у брокколи семена образуются практически в каждой веточке соцветия, стоят они дешево — даже в условиях примитивного семеноводства примерно 30—50 рублей килограмм. Способность расти на плохих почвах — тяжелых и средних суглинках, высокая урожайность, свойство ремон- тантности, то есть способность давать повторные урожаи после уборки центральных головок, возможность выращивания в северных районах страны — 65 ~
ice это делает брокколи ценнейшей сельскохозяйственной культурой. Сейчас в СССР апробировано и рекомендовано для выращивания около тридцати сортов этой капусты. Большинство из них хорошо адаптируется к различным условиям, не требует дополнительней селекции — их можно культивировать на полях страны хоть сейчас, конечно, при соблюдении необходимых (в общем-то элементарных) требований овощеводства. Семеноводство брокколи легко механизировать. К сожалению, пока особого интереса к брокколи не проявляется, нет даже сколько-нибудь серьезного производства ее семян. А жаль. Если мы сумеем реализовать неоспоримые преимущества этой замечательной капусты, многие проблемы, возникающие с продовольствием и кормами из-за особенностей климата нашей страны, будут решены быстрее. Несколько советов, как вырастить и сохранить брокколи ГДЕ ВЗЯТЬ СЕМЕНА Сейчас семена яровой брокколи поступают в небольшом количестве в магазины «Семена» и «Семена — почтой» Всесоюзного объедине-. ния «Союзсортсемовощ». КАК ПОДГОТОВИТЬ ПОЧВУ Брокколи может расти практически на любых почвах, даже на тяжелых суглинках. Главное, чтобы воды было не слишком мало и не слишком много. Землю надо готовить осенью: ее перекапывают на полный штык лопаты; если почва кислая, известкуют (почва должна быть нейтральной или слабощелочной); затем удобряют органикой и туками. Весной землю боронуют или рыхлят культиватором, затем хорошо выравнивают, вносят минеральные удобрения — сульфат аммония, суперфосфат и сорокапроцентную калийную соль (соответственно 30—40, 25—30 и 40—50 г/м2). Неплохой эффект дают удобрения, выделяющие азот постепенно, например моче- винные концентраты или цианамид кальция E0— 60 г/м2). Увеличивать дозы удобрений не стоит: при избытке, например, азота в съедобной части головок брокколи появятся пустоты; кроме того, лишний азот будет накапливаться в тканях растения в виде нитритов, которые, как известно, вредны. КАК ВЫРАСТИТЬ БРОККОЛИ На приусадебном участке эту капусту лучше выращивать рассадой. Это не сложно: зимой семена высевают в квартире (в северных районах в середине марта, в южных — в середине февраля), через полтора месяца рассаду пересаживают в грунт. Каждому растению нужен квадрат земли со стороной минимум 60 см. Можно высевать семена и прямо в грунт, в средней полосе — с* 20 по 30 июня. Предварительно откалиброванные семена высевают в рядки на расстоянии 5—10 см друг от друга, промежуток между рядами должен быть 60— 70 см. После появления всходов их прореживают, оставляя между растениями 20—30 см. Убирают урожай в конце сентября — первой половине октября, пока еще центральные головки брокколи плотные и компактные, а отдельные бутоны не раскрылись. Центральные головки срезают с частью стебля и листьями; отпрысковые (боковые) головки — у самых пазух листьев, из которых они вырастают, вместе со стеблем-отпрыском. Одно растение в зависимости от условий выращивания дает урожай 3—6 кг. После уборки урожая на одном квадратном метре остается еще 8—10 кг зеленой массы — прекрасного корма для животных и птиц. Если вы выращиваете брокколи рассадой, можно оставить несколько растений на семена, учитывая сроки высадки рассады. В конце лета или осенью, когда растения отцветут, а семена в стручках достигнут фазы восковой спелости, их срезают и укладывают под навес на полиэтиленовую пленку. Через 10—15 дней стручки обмолачивают; собирают и семена, высыпавшиеся на пленку из раскрывшихся стручков. КАК ЗАГОТОВИТЬ БРОККОЛИ ВПРОК Эта капуста в течение многих месяцев хорошо хранится, не теряя своих качеств, если ее подвергнуть быстрому замораживанию (температура в камере хранения должна быть минус 18°С). Кроме того, ее можно законсервировать или замариновать. Головки и стебли-отпрыски тщательно промывают в холодной воде, режут на куски равного размера, бланшируют, укладывают в простерилизован- ные банки, заливают горячим рассолом (на литр воды три грамма соли и половину чайной ложки лимонной кислоты), банки прикрывают крышками и стерилизуют 30—40 минут, затем крышки закатывают. Маринуют брокколи точно так же, только вместо рассола в банки заливают маринад и стерилизуют 20— 25 минут. Состав маринада: на литр воды три грамма соли, пять граммов сахара, полторы чайные ложки уксусной эссенции и два-три любые пряности, которые есть под рукой. 66
Статистика Служащий для тяги. Словарь Ушакова дает шесть значений слова тягло: государственное обложение; семья как единица при сборе подати; крепостная повинность, с такой единицы взимавшаяся; и т. д. Все эти толкования давно стали достоянием истории, и лишь одно-единственное, сельскохозяйственное, живет по сей день: в собирательном зна^ чении — служащий для тяги, то есть рабочий, упряжной скот. Тот самый тягловый (или тяглый) скот, который впрягают в подводу, в плуг, в конный привод, в орудийную повозку, да мало ли во что еще, что требуется тянуть, приводить в движение и перемещать с места на место без трактора и тягача. Механизация сельского хозяйства, совершая победное шествие по миру, не искоренила тягловый скот. Журнал «Сельское хозяйство за рубежом» A984, № 12), ссылаясь на документы ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), сообщает, что, по последним сведениям, в мире насчитывается около 260 млн. голов рабочего скота, включая молодняк, и это число постепенно растет: за семь лет, с 1975 по 1982 г., ежегодный средний прирост составил примерно 1,3 млн. Для большинства из нас понятие «рабочий скот» незамедлительно ассоциируется с лошадью. Между тем на лошадей приходится лишь четвертая часть поголовья, причем в Европе лошадей только 3 млн. (за те же семь лет их стало меньше на 0,5 млн. в Западной и на 0,6 млн. в Восточной Европе), в Азии — 17,3 млн. (уменьшение на полмиллиона), в Центральной и Северной Америке — 19,6 млн. (а тут, напротив, рост в 2 млн.). Еще примерно четверть, точнее, 27,6 % приходится на долю ослов, мулов и верблюдов, используемых большей частью как вьючный скот. А остальное, почти половина,— это что? Значительная часть крестьянских хозяйств в Азии и Африке знает только одно тягло — неприхотливого мощного буйвола. Больше всего этих животных сейчас в Индии — 62 млн. А каковы оценки на будущее? Эксперты полагают, что к 2000 г. непосредственно в сельском хозяйстве будет занято 186 млн. лошадей, буйволов и прочего тяглового скота. Казалось бы, это невыгодно, потому что огромное стадо необходимо кормить. Лишь в немногих странах рабочему скоту скармливают зерно, жмыхи, шрот и т. п., обычно животных держат на выпасе, и на каждую голову требуется в среднем гектар сельскохозяйственных угодий. Отказавшись от рабочего скота, можно было бы производить каждый год дополнительно 13 млн. тонн мяса... И все-таки тягловый скот не сдается, потому что он мобилен, вынослив, приспособляем, не требует бензина и смазочных масел, не загрязняет среду, более того, сам поставляет удобрения. А если его искоренить повсюду, то надо будет потратить сразу около 67 млрд. долларов на разнообразные трактора, в том числе способные работать на крутых склонах, болотистой почве, небольших участках и т. д. И воспроизводство животных проще и естественнее, чем воспроизводство тракторов... Впрочем, рассуждения на эту тему вряд ли уместны в рубрике «Статистика». Г. МАРКОВ 67
Механизмы действия регуляторов роста «Что регулируют регуляторы роста» — так называлась статья Б. А. Курчия и Г. Н. Койдана, напечатанная в № 2 «Химии и жизни». В ней излагалась гипотеза, согласно которой биологическая активность регуляторов роста небелковой природы объясняется действием на клеточные мембраны свободных радикалов, инициирующих цепные реакции окисления мембранных липидов. Редакция получила письма, в которых читатели просят подробнее рассказать о первичных механизмах такого действия. Выполняем эту просьбу. Первостепенное условие существования живых клеток — избирательная проницаемость биологических мембран. Это свойство мембран определяется их строением. Биологические мембраны состоят из трех слоев: двух белковых и расположенного между ними липидного. Лип иды, состоящие из полиненасыщенных карбоновых кислот, легко подвергаются окислению — в результате проницаемость мембран и активность связанных с ними ферментов резко изменяются, что сразу сказывается на жизнедеятельности клеток, вызывая усиление синтеза или распада биополимеров, ингибирование или стимулирование роста. Основная причина перекисного окисления ненасыщенных карбоновых кислот в мембранах — образование в клетках свободных радикалов. По нашему мнению, все биорегуляторы небелковой природы и представляют собой вещества, способные в живых клетках (под действием кислорода, ферментов или других факторов) превращаться в свободные радикалы либо в антиоксиданты, нейтрализующие действие радикалов. К биорегуляторам первого типа можно отнести: во-первых, вещества, легко распадающиеся в клетке с образованием свободных радикалов (например 12—>-Г+1 , HjOo-^HO-f-HO), а также галогениды, например хлориды; во-вторых, вещества, содержащие концевые ненасыщенные группы (например, —СН=СН2, — СеееСН, >C=NH, —C=N), которые и дают свободные радикалы перекисного типа; к этой категории веществ относится, в частности, этилен; в-третьих, вещества, содержащие легко отщепляемый ферментами или другими свободными радикалами водород у таких функциональных групп: система | система сопряженных —СН— сопряженных связей связей. система | система сопряженных NH— сопряженных связей связей, а также вещества, содержащие четвертичный атом азота L=N—] в гетеро- цикле. Введение же в молекулы электрон- акцепторных заместителей (галогенов или NO2) резко увеличивает радикало- образующую способность биорегуляторов. Различные по структуре биорегуляторы могут иметь одинаковые функциональные группы, дающие свободные радикалы, чем и объясняется сходство их действия. Например, ауксины, гибберел- лины, саркомицин, димедрол, гиосциа- мин, полиненасыщенные карбоновые кислоты имеют в своем составе группу —С=С—СНо—С=С—; производные мочевины, фталазол, диакарб, фена- сал — группу —С=С—NH—С=С—; J J дикват, бриллиантовый зеленый, Прозерпин, берберин — четвертичный атом азота + I Свободнорадикальные процессы в клетке не ограничиваются только окислением мембранных липидов и при больших концентрациях радикалов распространяются также на другие полимеры, в том числе нуклеиновые кислоты и белки. В общем виде первичный меха- 68
низм действия биорегуляторов можно вещества, легко отдающие два атома представить себе так: RH биорегулятор К KMj-H R свободный радикал биорегулятора (или R—ОО перекисный радикал биорегулятора) окисление липидов и других полимеров. водорода, не превращаясь при этом в свободные радикалы. К ним относятся, например, гидрохиноны. Следует отметить, что свободноради- кальные механизмы регуляции ростовых процессов, по-видимому, носят общебиологический характер и могут быть вызваны и у животных, и у растений как химическими веществами (источниками свободных радикалов), так и физическими воздействиями (светом, радиацией, магнитным полем и т. д.), которые также индуцируют образование биологически активных свободных радикалов. Более подробные сведения о биологическом значении перекисного окисления липидов можно найти в книгах: У. Прайор. Свободные радикалы в биологии. М.: Мир, 1979; Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии. М.: Наука, 1982. Противоположное действие оказывают биорегуляторы второго типа, которые представляют собой антиоксиданты — б. л. курчии, Институт физиологии /метений АН УССР, Г. Н. КОЙ ДАН, Институт органической химии АН УССР Отдел писем — читателям «Химии и жизни» CF07B506 м1 ^ ~>С Каждый день в редакцию «Химии и жизни» приходят письма читателей. Подсчет откликов, предложений, запросов, поступивших в редакцию за последние пять лет, показал, что поток писем не уменьшается: примерно 4000 каждый год Ежедневное общение с читателями для редакции очень важно — прежде всего потому, что по откликам на публикации можно судить, насколько понятны и интересны статьи, помогает ли прочитанный материал в производственной или научной работе. В этом году, судя по откликам, наибольший читательский интерес вызвали статьи о новом высокоэффективном методе очистки (И. А. Левин, «Импульс чистит поверхность»), о новом высокопроизводительном оборудовании (А. Холмская, «Колонна с секретом»), о повышении эффективности научного труда (В. Н. Третьяков «Банк научных идей»), об использовании промышленных отходов (Ф. С. Татарский, «Как победить дракона?»), а также заметки о ягодах, которые обычно печатаются на 3-й странице обложки. Самые интересные отклики читателей мы публикуем под рубрикой «Из писем в редакцию». Очень важно, на наш взгляд, то обстоятельство, что растет число писем от предприятий и научно-исследовательских учреждений. За последние месяцы редакция получила несколько десятков официальных запросов (не считая телефонных звонков), в которых нас просят дать консультации и разъяснения по напечатанным статьям, запрашивают дополнительную информацию. Нам кажется, это свидетельствует об увеличении действенности журнальных публикаций. 69
Больше всего писем содержат вопросы, связанные с домашней работой: какой краской лучше покрасить оконную раму или дверь, как избавиться от муравьев, от жуков-древоточцев, чем вывести с платья пятно от силикатного клея, как сделать метки на постельном белье, почему потускнели янтарные бусы, можно ли вернуть найлоновым сорочкам первоначальную белизну, чем приклеить пленку к деревянной поверхности, как сделать прибор для определения наличия алкоголя в организме, чем развести высохшую плакатную гуашь, как стать сильным и многие-многие другие. Те вопросы и ответы, которые, с нашей точки зрения, интересны всем читателям, редакция публикует под рубрикой «Консультации». А с восьмого номера «Химии и жизни» за этот год появилась новая рубрика «Домашние заботы», где печатаются сведения о новых товарах бытовой химии, советы по фотоделу, по уходу за растениями, кулинарные рецепты и т. д. Нас тревожат письма, которые свидетельствуют о неправильном применении товаров бытовой химии. Безусловно, все препараты получают соответствующее разрешение на выпуск. Однако это не означает, что они абсолютно безвредны для человека. Например, разгневанный читатель жалуется на ядовитость аэрозолей, которые выпускает наша промышленность. Он побрызгал «Дихлофосом» своего кота, у которого завелись блохи, и животное погибло. Между тем, в инструкции, напечатанной на баллоне, сказано, что препарат предназначен для борьбы в помещениях с летающими насекомыми и что применять его следует в отсутствие людей, животных-, птиц, рыб, пищевых продуктов. Или — читательница спрашивает, как избавиться от неприятного запаха хлорофоса в комнатах, от которого у нее кружится го- 70 лова. В конце письма сказано, что раньше в квартире были клопы, хозяйка решила избавиться от них раз и навсегда: приготовила раствор хлорофоса с концентрацией, почти в десять раз превышающей норму, обработала им стены, а потом наклеила на них обои. Уважаемые читатели! Применяйте все препараты бытовой химии только по назначению и ни в коем случае не превышайте нормы их расхода. Иначе вы можете нанести серьезный урон своему здоровью. Много писем приходит в редакцию от юных химиков. Ребята присылают в редакцию описания интересных опытов, отвечают на вопросы викторины «Химии и жизни», просят помочь разобраться в химической реакции или подсказать, как можно получить то или иное соединение. Самые интересные письма мы публикуем в разделе «Клуб Юный химик». Многие школьники просили нас напечатать в журнале задачи и вопросы, которые предлагают на вступительных экзаменах по химии в высших учебных заведениях. Редакция уже рассказала о требованиях на экзаменах в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова, в Московском институте тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова, в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева, в одном из медицинских институтов. Предполагаем и впредь публиковать материалы такого рода. Нередко читатели предлагают в письмах темы для публикаций. Мы выполняем эти просьбы. Так, напечатанные в этом году статьи о химчистке (№ 1), о «живой» и «мертвой» воде (№7 — об этом была особенно большая почта) подготовлены специально по заказу читателей журнала. В этом номере помещена оче-, редная анкета, и мы просим вас прислать свои пожелания. Ответы на часть вопросов, поступающих в редакцию, можно найти в номерах «Химии и жизни» за прошлые годы. Однако мы знаем, что не во всех библиотеках есть наш журнал, а некоторые библиотеки хранят периодические издания лишь два— три года. Поэтому небольшие советы, рекомендации и сообщения мы перепечатываем в своих ответах на письма, но посылать читателям большие статьи мы, как правило, не имеем возможности. И если вам надо ознакомиться с большой публикацией, скажем, десятилетней давности, просим вас поискать нужный номер в библиотеках. Во втором номере нашего журнала за прошлый год была напечатана заметка «Как пользоваться межбиблиотечным абонементом», где, в частности, было сказано: «Благодаря МБА читатель, где бы он ни жил, может обратиться в любую библиотеку страны, но не самостоятельно, а через библиотеку, в которой он записан». Но если вам все-таки не удалось найти нужные журнал или книгу, то, пожалуйста, пишите нам, только обязательно укажите, какое у вас образование. Это поможет нам подготовить более полный ответ. Редакция всегда рада помочь вам. /О. И. ЗВАРИЧ, редактор отдела писем
«химия и жизнь» .VI заочная конференция читателей Уважаемые читатели, больше двадцати лет выходит журнал «Химия и жизнь». За это время в нем были напечатаны сотни статей, заметок, рисунков. Многие темы публикаций были подсказаны вашими письмами. Просим вас принять участие в VI заочной конференции читателей, ответить на вопросы анкеты. Если вы хотите сообщить нам что-либо еще, дополните анкету письмом. Вырежьте эту страницу, склейте, как показано на обороте, приклейте марку и пришлите в редакцию до 1 декабря. Спасибо. 1. Ваш возраст ^ 2. Пол 3. Образование и профессия 4. Сколько лет выписываете или регулярно читаете наш журнал? 5. Удовлетворяет ли вас тематика «Химии и жизни»? 6. Каким рубрикам вы отдаете предпочтение? 7. Понятны ли вам наши статьи? 8. Назовите самые интересные и самые неинтересные, с вашей точки .зрения, статьи из тех, что были опубликованы в этом году 9. Удовлетворяет ли вас художественное оформление журнала? 10. Используете ли вы полученную в «Химии и жизни» информацию в научной работе, на производстве? Какие именно публикации вам помогли, в чем конкретно? 11.0 чем бы вы хотели прочитать в «Химии и жизни»? 71
Для письма Линия сгива 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61 редакция журнала «Химия и жизнь»
Любитель пожаров, или два лица национального героя Лев СКРЯГИН «САМЫЙ БЕЗОПАСНЫЙ ЛАЙНЕР» Каждому, кто, войдя в здание судоходной фирмы «У орд Лайн» на Пятой авеню в Нью-Йорке, покупал билет, кассир с улыбкой вручал небольшую брошюру. Она начиналась словами: «Наши лайнеры «Морро Касл» и «Ориенте» оборудованы самыми совершенными средствами, обеспечивающими вашу личную безопасность во время морского путешествия. Это самые современные передающие и принимающие радиостанции, радиопеленгаторы, автоматические датчики сигналов тревоги, системы обнаружения очагов пожара, новейшие химические средства автоматического тушения огня, гирокомпасы Сперри, авторулевые и многие другие приборы, которые вы сможете увидеть своими глазами. Оба лайнера построены по последнему слову американской техники и являются самыми безопасными кораблями в мире». Просторные, быстроходные, комфортабельные и красивые суда этой компании пользовались прекрасной репутацией. Но даже среди них выделялся плавучий дворец- отель «Морро Касл» — роскошный турбоэлектроход, отвечавший самым изысканным .вкусам. Его постройка, стоившая без преувеличения бешеных денег, была отчаянной попыткой фирмы одержать победу в жестокой Сокращенный вариант главы из книги Льва Скряги на «Тайны морских катастроф», второе издание которой готовит к печати издательство «Транспорт». конкуренции с другими судоходными компаниями, особенно обострившейся в кризисные 30-е годы. Это судно было последним криком американской науки, техники и моды. Достаточно сказать, что его турбоэлектрическая установка обеспечивала экономичный ход в 25 узлов. «Морро Касл» мог бы без особых усилий завоевать «Голубую ленту Атлантики» — символический приз, присуждавшийся лайнеру, который быстрее других пересек океан. Но владельцы «Уорд Лайн» делали на свое новое детище иную ставку. Лайнер поставили на так называемую «пьяную линию» — Нью-Йорк — Гавана. В годы сухого закона это было более чем выгодно. Романтика знойной Кубы с ее очаровательными женщинами, пышными карнавалами, а главное, с почти бесплатным ромом привлекала тысячи американцев. Янки толпами рвались в знаменитое кабаре под пальмами «Ла Тропика на», в три тысячи баров, которые насчитывала тогда Гавана. С января 1930 г. до осени 1934 г. «Морро Касл» сделал 173 сверхприбыльных рейса на Кубу. Каждую субботу он покидал нью-йоркскую гавань, после двух дней плавания и 36 часов стоянки в Гаване отправлялся обратно и в следующую субботу рано утром швартовался к нью-йоркскому пирсу. Такой график движения за четыре года ни разу не был нарушен даже вест-индскими ураганами — истинным бичом мореплавания в Карибском море. Командовал лайнером опытнейший капитан Роберт Уилмотт, верой и правдой прослуживший компании «Уорд Лайн» три десятка лет. СТРАННАЯ СМЕРТЬ КАПИТАНА УИЛМОТТА Вечером 7 сентября 1934 г. «Морро Касл» заканчивал свой 174-й рейс. Через считанные часы он должен был подать швартовы на пирс № 13 компании «Уорд Лайн». Таможенный досмотр, традиционное объяв- 73
ление по судовой трансляции: «Имеющийся у вас ром просим допить или оставить в вашей каюте»,— и осоловелые пассажиры снова окунутся в чрево «сухого» Нью-Йорка. А пока они толпились в салоне, предвкушая традиционный капитанский банкет в честь окончания веселого плавания. Но капитан Уилмотт на банкет не пошел. — Вахтенный! Пусть пассажирам объявят, что капитан неважно себя чувствует и приносит свои искренние извинения. Ужин подать мне в каюту. Позвоните, когда будем на траверзе маяка «Скотланд». Это были последние слова Роберта Уил- мотта. Через час судовой врач констатировал его смерть. Капитан был найден полураздетым в ванне. Его форменная тужурка валялась на ковре, судороги свели посиневшее лицо, голова беспомощно свисала на грудь. — Явные признаки отравления каким-то сильным ядом,— сказал врач. Известие о смерти капитана разнеслось по кораблю. Смолкла музыка, исчезли улыбки на лицах. Банкет отменили, и пассажиры, разговаривая вполголоса, стали расходиться по своим каютам. Согласно существующим морским правилам, обязанности капитана принял на себя старший помощник —- опытный и бывалый моряк Уильям Уормс. Наступила ночь. Снизу, из чрева плавучего города, доносились на мостик гул паровых турбин и вой электромоторов. Несмотря на траур, в салонах и барах лайнера оставались посетители, в основном закоренелые пьяницы, которых стюардам приходилось чуть ли не на руках разносить по каютам. Уормс решил оставаться на мостике до прихода судна в порт. Из полученного по радио прогноза погоды он знал, что близ маяка «Скотланд» «Морро Касл» войдет в полосу восьмибалльного шторма с сильными шквалами. Но это его не беспокоило: он хорошо изучил прекрасные мореходные качества лайнера и считал, что ему будет труднее втиснуться в узкую, забитую судами Ист-Ривер, чем выдержать шторм, даже сильный. Но и маневрирование в порту не должно было затруднить нового капитана: за 37 лет, проведенных в море, он занимал все должности — от юнги до капитана, и к тому же имел диплом лоцмана нью-йоркской гавани. Разрезая кованым форштевнем волны, окутанный белой пеной, «Морро Касл» мчался сквозь темно-серую пелену дождя. Судовые часы показывали 2 часа 30 минут ночи... НЕОБЫКНОВЕННЫЙ ПОЖАР Джон Кемпф работал пожарным в Нью- Йорке. Сотни раз вступал он в единоборство с огнем. После 45 лет честной службы, проведенной в ночных дежурствах и срочных выездах в дым и пламя, профсоюз пожарных наградил 63-летнего Кемпфа бесплатным билетом на «Морро Касл». В 2 часа 30 минут ночи Джон Кемпф проснулся от запаха гари. Мгновенно одевшись, он выскочил в коридор. Едкий черный дым резал глаза. Горела судовая библиотека. Металлический шкаф, где хранились письменные принадлежности и бумага, был охвачен каким-то странным голубым пламенем. Кемпф сорвал висевший на переборке угле- кислотный огнетушитель, отвернул клапан и направил струю пены в приоткрытую дверь шкафа. Пламя ухнуло, изменило цвет, выхлестнуло из шкафа, опалив пожарному брови. Кемпф бросил огнетушитель и кинулся ыа поиски ближайшего гидранта. Рядом с библиотекой сквозь черную завесу дыма пробивались оранжевые языки пламени, лизавшие дверь соседнего помещения. Пожарный раскатал шланг и открутил вентиль — но вместо мощной струи на пол упало лишь несколько ржавых капель... Напора в магистрали не было. Выругавшись, старик принялся барабанить в двери кают второго класса. Пробежав по коридору добрую сотню метров, он бросился на нижнюю палубу, чтобы оттуда спуститься в машину и сказать механикам, что нужно включить пожарные помпы. Но коридор нижней палубы тоже был объят пламенем. Это противоречило здравому смыслу, противоречило всему профессиональному опыту пожарного. Огонь всегда распространяется снизу вверх, а здесь он почти мгновенно устремился вниз! Царившую несколько минут назад ночную тишину уже нарушили душераздирающие крики. Люди, задыхаясь от дыма, выскакивали в коридоры, натыкались друг на друга, падали. А когда по всем палубам лайнера раздались сигналы пожарной тревоги, было уже поздно — выход из кают был отрезан огненной завесой. Для большинства пассажиров, которые провели на судне всего неделю, его коридоры, проходы и трапы представляли настоящий лабиринт. Люди разбивали стульями толстые стекла иллюминаторов, прыгали вниз на палубу, ломая себе ноги и руки. «Морро Касл» с выбитыми иллюминаторами продолжал мчаться 20-узловым ходом навстречу ветру, и продольные коридоры превратились в настоящие аэродинамические трубы. Через 20 минут после начала пожара пламя гудело по всему кораблю, словно вырываясь из паяльной лампы. Джон Кемпф так и не пробился сквозь огонь к машинному отделению. Он понял, что судно обречено... КАТАСТРОФА К сожалению, этого не понимали ни на мостике, ни в машинном отделении. По непонятным причинам не сработали хваленая 74
система обнаружения очагов пожара и автоматические средства тушения огня. Хотя новый капитан Уормс был тотчас оповещен о пожаре, первые полчаса он находился в состоянии какого-то странного оцепенения, и лишь выход из строя авторулевого отрезвил его. Только тогда он догадался изменить курс и отвернуть от ветра. Вызванный по телефону из своей каюты старший механик Эббот на мостик не явился. Не видели его и в машинном отделении. В эти минуты он организовывал спуск спасательной шлюпки — в ней его и увидели журналисты, когда через несколько часов шлюпка достигла берега. Боцман еще не протрезвел после попойки в Гаване и едва держался на ногах, не понимая, что творится вокруг. По непонятным причинам Уормс не поручил никому из своих помощников руководить тушением пожара. Огонь пытались погасить сами пассажиры. В панике они раскатывали шланги и лили в дым воду. Но огонь наступал — людям приходилось искать спасения, оставляя открытыми вентили. И хотя механики включили насосы, давления в главной пожарной магистрали почти не было — тушить пожар было нечем. Тем временем машинный телеграф передавал с ходового мостика вниз, в машину, команды Уормса. Странные это были команды. Вот выписка из журнала машинного отделения, куда они были занесены: ЗЛО — «Полный вперед правой (машиной)»; 3.10,5 — «Малый вперед правой»; 3.13 — «Полный вперед правой, левая — стоп»; 3.14 — «Полный вперед левой»; 3.18 — «Полный назад правой»; 3.19 — «Полный вперед правой»; 3.19,5 — «Средний вперед левой»; 3.21 — «Средний назад правой»... «Морро Касл» менял курс, двигался зигзагами, крутился на месте... После последней команды механики остановили обе турбоэлектрические установки. Встали дизель-генераторы, лайнер погрузился в темноту. Машинное отделение наполнилось дымом. Там уже невозможно было оставаться. Механики, мотористы, электрики и смазчики покинули свои посты. «МОЯ РАЦИЯ УЖЕ ДЫМИТСЯ...» Как только по судну раздался сигнал пожарной тревоги, третий радист лайнера Чарльз Мики прибежал в каюту начальника судовой радиостанции Джорджа Роджерса и его помощника Джорджа Алагна. Оба крепко спали. Услышав сообщение о пожаре, Роджерс спокойным, твердым голосом приказал: — Немедленно возвращайтесь на свой пост! Я сейчас оденусь и приду. Второго радиста он послал на мостик: подача сигнала бедствия — прерогатива капитана судна. Роджерс включил приемник. Четкая морзянка парохода «Андреа Лакенбак» запрашивала береговую станцию: «Вы что-нибудь знаете о горящем судне у маяка «Скотланд»?» Последовал ответ: «Нет. Ничего не слышали». Роджерс положил руку на ключ и простучал: «Да, это горит «Морро Касл». Я ожидаю приказа с мостика дать SOS». Не дожидаясь приказа, Роджерс в 3 часа 15 минут, чтобы «очистить эфир», послал сигнал экстренного сообщения CQ и радиопозывные «Морро Касл». Через 4 минуты рация перестала работать — это остановились дизель-генераторы. Роджерс, не теряя ни минуты, включил аварийный радиопередатчик. Пламя уже окружало радиорубку, приближаясь к мостику, окутанному дымом. Задыхаясь от кашля, Алагна кричал на ухо Уормсу: — Капитан! Радиорубка горит! Что нам делать? — Есть ли еще возможность передать SOS? — спросил Уормс. — Да. — Так передавайте быстрее! — Наши координаты, капитан? — 20 миль к югу от маяка «Скотланд», примерно в 8 милях от берега. Это произошло ровно через 15 минут после того, как Уормсу доложили, что пожар погасить нельзя. Сквозь огненную завесу Алагна прокричал в открытый иллюминатор радиорубки: — Джордж! Давай SOS! 20 миль южнее «Скотланда». Роджерс, закрыв лицо левой ладонью, застучал ключом. Но тут взорвались запасные кислотные аккумуляторы. Рубка наполнилась едкими парами. Задыхаясь и почти теряя сознание, радист нашел в себе силы передать: «SOS. «Морро Касл», 20 миль южнее маяка - «Скотланд». Больше передавать не могу. Подо мною пламя. Немедленно окажите помощь. SOS. Моя рация уже дымится. Роджерс». Алагна с трудом пробрался в горящую рубку. Роджерс был без сознания. На палубе пузырилась кислота, она прожигала подошвы ботинок. Но Джордж Роджерс, видимо, уже не чувствовал боли. Когда Алагна стал трясти его за плечи, он едва слышно сказал: — Сходи на мостик и спроси, будут ли у капитана еще какие-нибудь приказания. — Ты с ума сошел! Все горит! Бежим! Но только когда Алагна сказал, что Уормс дал команду покинуть судно, Роджерс согласился оставить свой пост. Бежать он не мог — ноги его от ожогов покрылись пузырями. Все же Алагна сумел вытащить Роджерса из горящей радиорубки. Оба радиста спустились на главную палубу, оттуда пробрались на бак. Там нашли спасение почти все офицеры и матросы «Морро Касл». Был здесь и капитан Уормс. Широко открытыми глазами он смотрел на гигантский костер, 75
в который превратилась надстройка лайнера, и тихо повторял: — Скажите, что это — правда или я брежу?.. ТРУСЫ, НЕГОДЯИ И ГЕРОЙ На следующий день, 8 сентября 1934 г., ведущие газеты США вышли экстренными выпусками — в центре внимания были события прошедшей ночи на борту «Морро Касл». В глаза бросалась набранная крупным шрифтом последняя радиограмма Роджерса: именно ей были обязаны своим спасением сотни пассажиров «самого безопасного в мире лайнера». Дальше шли интервью, взятые репортерами у тех, кто добрался до берега из плавучего огненного ада. Среди них был матрос Лерой Кесли. Он рассказывал о беспомощных пассажирах в задымленных лабиринтах лайнера, которые напоминали ему «вереницу слепых, в отчаянии ищущих двери». Кесли вспоминал, как на шлюпках, спускаемых с судна, заедало тали, как еще имевший ход лайнер тащил шлюпки за собой, как в воду с шипением падали огромные куски толстого стекла от лопнувших иллюминаторов, как они рассекали пополам находившихся в шлюпках людей... Многие свидетели катастрофы обвиняли в трусости капитана Уормса и его экипаж. Вот что писал один из них: «Я плавал под кормой лайнера, держась за свисавший с борта канат. Над головой горела краска. Она пузырилась, издавая какой-то странный хлюпающий звук. Падавшие куски ее обжигали шею и плечи. То и дело в темноте раздавались всплески от прыгавших в воду людей. Потом неожиданно я увидел спасательную шлюпку. Она быстро удалялась от борта лайнера. Вокруг нее в темноте белели лица и протянутые руки, слышались моль- .бы о помощи... Но шлюпка проплыла прямо по головам тонущих людей. В ней было всего восемь или десять матросов и один офицер с шевронами на рукавах». Это была шлюпка, которую, как потом выяснилось, спустили по приказу старшего механика Эб- бота, постыдно бросившего свой корабль на произвол судьбы... К рассвету 8 сентября на уже полностью выгоревшем лайнере осталась горстка членов экипажа во главе с капитаном Уорм- сом. Тут были и Роджерс со вторым радистом. Чтобы прекратить дрейф судна под ветер, был отдан якорь. Из-за этого подошедшему спасательному судну «Тампа» не удалось отбуксировать «Морро Касл» подальше от берега: брашпиль был обесточен, спуститься же в цепной ящик, чтобы отсоединить якорную цепь, оказалось невозможным. Только к 13 часам оставшиеся на лайнере смогли перепилить ножовкой звено цепи. На бак лайнера завели буксир. Но вскоре погода резко ухудшилась, начался шторм. Буксирный трос лопнул и намотался на винт «Тампы». «Морро Касл» начал дрейфовать, пока не оказался снесенным на мель у побережья штата Нью-Джерси, в непосредственной близости от парка отдыха. На следующее утро в парке собралось полмиллиона американцев. Все шоссе и проселочные дороги были забиты автомашинами. Предприимчивые владельцы парка начали брать по 25 центов за вход в парк, а за 10 долларов предоставляли любителям острых ощущений возможность попасть на борт все еще тлевшего лайнера и снабжали их масками-респираторами, фонарями и пожарными сапогами. Губернатор штата.Нью- Джерси уже строил планы превратить остов лайнера в постоянно действующий «аттракцион ужаса». Но фирма «Уорд Лайн» предпочла продать выгоревший корпус одной балтиморской фирме на металлолом за 33 тысячи дрлларов. Материалы следствия по делу «Морро Касл» заняли 12 машинописных томов. Было установлено, что первые три шлюпки, 76
спущенные с горящего судна, могли принять более 200 пассажиров. Этими шлюпками должны были управлять 12 моряков. На самом же деле в них оказалось всего 103 человека, из которых 92 были членами экипажа. Лайнер вышел из Гаваны, имея на борту 318 пассажиров и 231 члена экипажа, а из 134 погибших на долю пассажиров пришлось 103 человека. Америка была потрясена. Новоявленный капитан «Морро К ас л» Уормс лишился судоводительского диплома и получил два года тюрьмы. У Эббота отобрали диплом механика и приговорили его к четырем годам заключения. Впервые в истории американского судоходства суд вынес приговор и косвенному виновнику пожара — человеку, который в момент катастрофы находился на суше. Это был вице-президент компании «Уорд Лайн» Генри Каботт. Он получил год условного заключения и уплатил штраф в размере пяти тысяч долларов. Кроме того, 890 тысяч долларов владельцы «Морро Касл» выплатили по искам пострадавших. Но в этой трагической истории были и герои, среди них — моряки судов, которые спасли около 400 человек. А главным героем событий стал радист Джордж Роджерс. В его честь давали роскошные банкеты мэры и губернаторы, конгресс США наградил его золотой медалью «За храбрость». Роджерс с триумфом проехал по многим штатам, где выступал перед публикой с рассказами о трагедии «Морро Касл». В Нью-Йорке готовилась радиопьеса под названием «Я спасу вас, люди!». Этот триумф длился больше года. В 1936 году он бросил морскую службу и поселился в своем родном городке Байонне, в штате Нью-Джерси, где ему с радостью предложили должность начальника радиомастерской в полицейском управлении. На этом, собственно говоря, можно было бы и закончить эту историю. Но... прошло 19 лет, и Джордж Роджерс снова стал в США сенсацией номер один. ОБОРОТНАЯ СТОРОНА МЕДАЛИ Летом 1953 г. в тихом городке Байонне было совершено преступление — зверски убиты 83-летний Уильям Хам мел и его приемная дочь Эдит. Следы привели к дому, в котором жил бывший радист «Морро Касл» Джордж Роджерс. Началось следствие — и тут неожиданно стали выползать на свет факты, которые потрясли не только обитателей Байонна, но и все Соединенные Штаты, Оказалось, что в послужном списке «радиогероя» числилось не одно тяжелое преступление! Следствие установило, что Джордж Роджерс — убийца, аферист, вор и поджигатель. Вот выдержки из биографии этого «национального героя», составленной следователями штатов. С детских лет Роджерс читал научные книги и почти все научно-популярные журналы, издаваемые в Нью-Йорке. Прекрасно зная химию, электро- и радиотехнику, он любил экспериментировать со всякого рода «адскими машинами», едкими веществами и газами. Он часто признавался своим друзьям, что обожает пожары. Уже в 12 лет он был судим за кражу радиоприемника, но взят на поруки. Окончив техническое училище, Роджерс служил радистом в военно-морском флоте США, но был уволен со службы за хищение радиоламп. Роджерс неоднократно оказывался очевидцем крупных взрывов и пожаров, причины которых так и остались невыясненными: 77
кроме пожара на «Морро Касл», это были, например, взрыв на военно-морской базе США в Ньюпорте в 1920 г., большой пожар в здании радиокомпании на Гринвич- стрит в Нью-Йорке в 1929 г., пожар в его собственной мастерской вскоре после гибели «Морро Касл» — в 1935 г. (после которого он получил 1175 долларов страхового возмещения) и т. д. 16 марта 1938 г. Роджерс был арестован полицией за то, что изувечил с помощью самодельной бомбы своего приятеля, лейтенанта полиции Висента Дойла. Покушение было не случайным. Выяснилось, что до этого Роджерс за бутылкой виски не раз говорил Дойлу: «Никто, кроме меня, не знает и никогда не узнает истинную причину гибели «Морро Касл». Я один знаю, что его погубила бомба в виде авторучки»... Полицейский насторожился. Он отыскал в архивах старое дело Роджерса, где тот фигурировал как очевидец различных взрывов и пожаров. Роджерс понял, что его тайна раскрыта. И однажды Дойл, страстный охотник, получил посылку, в которой была самодельная грелка для согревания рук зимой и записка: «Дорогой Висент! Это тебе грелка для охоты. Она может работать от батарейки и от сети. Для проверки включи в сеть». Дойл включил ее в сеть, и произошел взрыв. Лейтенанту раздробило бедро и оторвало три пальца на руке. Виновность Роджерса была доказана, и «национальный герой» попал в тюрьму. Но вскоре дело замяли, а тюрьму в 1942 г. заменили военной службой: Роджерс опять стал судовым радистом. После окончания войны Роджерс вернулся в Байонн, где открыл частную радиомастерскую. И вот — убийство Хамме- лов. Мотив — долг в 7500 долларов... Присяжные признали Роджерса виновным и приговорили к пожизненному тюремному заключению. И только теперь стало ясно, что Роджерс явно имел касательство и к смерти капитана Уилмотта, и к поджогу «Морро Касл». В ходе разбора дела, проанализировав обстоятельства, предшествовавшие пожару, опросив очевидцев, эксперты воссоздали картину катастрофы. Стало известно, что у Роджерса с Уилмот- том издавна были свои счеты. Труп капитана во время пожара сгорел, но факт отравления не вызывал у экспертов сомнения, хотя прямых улик и не было. Выяснилось также, что за час до выхода лайнера из Гаваны Уилмотт увидел, что радист несет две бутылки с какими-то химикатами, и приказал бросить их за борт. Эксперты-судостроители и химики пришли к выводу, что Роджерс поджег судно одновременно в двух или трех местах с помощью бомб замедленного действия. Он же отключил автоматическую систему пожаротушения и выпустил газолин из цистерны аварийного дизель-генератора на верхней палубе — вот почему пламя распространялось сверху вниз. Он знал, где хранятся сигнальные фальшфейеры и ракеты — это благодаря им огонь так быстро распространился по шлюпочной палубе. План поджога был продуман профессионально, со знанием дела... В самом начале 1958 года корреспондент газеты «Нью-Йорк Тайме» брал в тюрьме у Роджерса интервью. — Вы подожгли «Морро Касл»? — задал он прямой вопрос. Последовал ответ: — А как насчет того, чтобы пересмотреть мое дело? Если оно будет пересмотрено, я расскажу все. Но дело пересмотрено не было: 10 января 1958 года Роджерс скончался в камере от инфаркта миокарда... Несколько слов по поводу прочитанного В документальной истории, которую вы только что прочли, есть, между прочим, мораль. Даже, пожалуй, две морали. Первая из них касается юных химиков. Надо сказать, что некоторые из них время от времени присылают в редакцию письма, вызывающие огорчение и, главное, серьезную тревогу. Как явствует из этих писем, их авторы в своих домашних экспериментах стремятся не столько постигать свойства веществ (в чем, собственно, состоит суть химической науки), сколько получать такие соединения, которые могли бы взрываться, и чем сильнее, тем лучше. Редакция не устает внушать читателям, что увлечение взрывами не имеет ничего общего с подлинным интересом к химии, что оно опасно и для самих экспериментаторов, и для окружающих. Хорошо еще, что . это увлечение с возрастом обычно проходит. Но бывает и иначе, " и тогда оно может довести до социально опасных, преступных действий. Пример тому — история пиромана и убийцы Джорджа Роджерса, который ведь тоже начинал, как заправский юный химик, с усердного чтения научно-популярных журналов и с домашних опытов со взрывами. На наш взгляд, эта история должна стать еще одним предостережением тем, кто видит в химических опытах только способ произвести как можно больше шуму. В трагической истории «Морро Касл» есть и еще одна поучительная сторона. Вспомните: это судно обслуживало не какую-нибудь обыкновенную, а особую — «пьяную линию». Не последствиями ли беспробудного недельного «отдыха» от сухого закона отчасти объяснялись и странная нераспорядительность офицеров во время катастрофы, и паническая неразбериха, воцарившаяся на судне? Тоже, если хотите, мораль — и адресованная на этот раз не только юным химикам... 78
/• КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК Задача 1. В структурной формуле химического соединения каждый атом заменили на букву, из которых удалось составить слово «торт». Известно, что это вещество окрашивает пламя в* фиолетовый цвет. Если же его растворить в воде и провести реакцию обмена с нашатырем при нагревании, то образуются три продукта: соль, вода и простое вещество, служащее сырьем для синтеза аммиака. Кроме того, при под- кислении неизвестное соединение дает окрашенный продукт. Какую химическую формулу имеет «торт»? ИССЛЕДОВАНИЯ К- cJ?fff^( WML Юные химики и даже руководители химических кружков часто жалуются, что трудно найти интересную тему для исследований, которые можно было бы выполнить в условиях школьной химической лаборатории. Но вот какое любопытное явление наблюдал наш юный читатель из гор. Темиртау Карагандинской области Иван Стекачев. Цитируем его письмо. Задача 2. Неизвестный металл растворили в избытке азотной кислоты. Получилась соль, в которой металл проявляет степень окисления +2. Эта соль, реагируя со щелочью, выделяет оксид, который при нагревании разлагается, не оставляя твердого остатка. Что это за металл? Напишите уравнения всех реакций для всех превращений. Задача 3. На поверхности одной из планет Солнечной системы встречается трехатомное соединение. Оно горит в атмосфере одного из галогенов, а при разложении дает два простых газообразных вещества. Первый газ имеет плотность по азоту меньше 1 и горит в кислороде, а из второго газа при определенных условиях удается получить новое простое газообразное вещество. Установите формулу трехатомного соединения и название планеты, на которой оно чаще всего встречается. (Решения — на стр. 83) < «Я учусь в восьмом клвссе, увлеквюсь химией. Недавно прочитал интересную книгу С. И. Венец кого «Рассквзы о метвллах» (М.: Метвллур- гив, 1979). И вот что я узивл про мвгиий: «Ои почти не реагирует с холодной водой, но энергично вытесняет водород из горячей». Я решил проверить. Доствл немного мвгния и погрузил его в горвчую воду. Действительно, нвчал выдел втьсв квкой-то гвз. Добввив в ту же воду немного питьевой соды, я заметил, что реакция начала протекать значительно интенсивнее, от кусочкв магния шли струи газа. Тогда я решил проделать это в холодной воде. Произошло то же свмое. Я думвю, это водород. Интересно узнать, прав ли я!» Вопрос задан очень интересный, и найти на него ответ оказалось не так просто. Если обратиться к учебникам по неорганической химии, то можно уз- Клуб Юный 79
нать, что магний реагирует с горячей водой с выделением водорода: Mg-f- + 2Н20=Мд(ОНJ+Н2. Реакция идет особенно легко, если над нагретым металлом пропускать водяной пар. Во время второй мировой войны этот процесс использовали в портативных генераторах водорода, которым наполняли метеорологические шары-зонды. С холодной водой магний взаимодействует очень медленно — мешает защитная пленка на поверхности металла. В тех же учебниках сказано, что металлический магний в виде порошка бурно реагирует с раствором хлорида аммония, потому что в растворе NH4CI растворяется гидроксид магния — продукт взаимодействия металла с водой: Mg(OHJ+2NH^CI= =MgCl2+2NH4OH. А объяснить эту реакцию можно так. Гидроксид магния в данном случае более сильная щелочь по Сравнению с гидроксидом аммония, диссоциация которого подавлена присутствующим NH4CI. Этот факт хорошо известен химикам-аналитикам: гидроксид магния не выпадает в осадок под действием щелочи, если в раствор добавить соль аммония. Все это можно понять, но при чем тут сода — бикарбонат натрия? В учебниках на этот счет ничего не говорится, но это вовсе не означает, что данную реакцию никто не исследовал. Процессы растворения магния в воде и в различных водных растворах начали изучать более 150 лет тому назад. На эту тему написаны десятки статей, в том числе такими известными химиками, как Юстус Либих A830. г.), Роберт Бунзен A852 г.), Николай Александрович Шилов A930 г.). Исследователи установили, что большое значение имеет чистота воды, а также присутствие в ней различных газов, особенно углекислого. Взаимодействуя с этим газом, гидроксид магния превращается в хорошо растворимый бикарбонат магния Мд(НСО*)->, так что гидроксид уже больше не защищает поверхность металла. Кроме того, водный раствор СО^.^ это хоть и слабая, но все же кислота (рН 3,7). Еще сильнее на скорость реакции магния с водой влияют различные соли. В 1919 г. английский химик У. Хьюз установил, что хлорид и бикарбонат натрия, сульфат магния и некоторые другие соли значительно ускоряют реакцию. Необычной оказалась зависимость скорости этой реакции от концентрации соли. Для 10 %-ного раствора NaCI скорость выделения водорода максимальна и в четыре раза превышает скорость реакции в чистой, дважды перегнанной воде. Увеличение или уменьшение концентрации соли снижало скорость реакции. Подобное ускорение реакции наблюдали и для многих других солей, что, в общем-то, неудивительно: железо, например, тоже значительно быстрее корродирует в соленой воде, особенно морской. А вот растворы щелочей на магний вовсе не действуют. Более того, добавки щелочи прекращают уже начавшуюся реакцию. Аналогичным действием обладают карбонаты натрия и калия — сода и поташ, так как в результате гидролиза их растворы дают сильную щелочную реакцию (для 0,05 М растворов Na>СОч и К>СО* РН 11,5). Зато бикарбонаты этих же металлов действуют прямо противоположным образом. Как показал еще в 1882 г. не- 80
мецкий химик М. Балло, при комнатной температуре магний легко и до конца реагирует с водным раствором питьевой соды, что связано, очевидно, с образованием растворимого бикарбоната магния. Мы так подробно ответили школьнику из Казахстана не только потому, что описанная им реакция интересна сама по себе. Мы хотели показать, что, имея даже самые простые реактивы (стружка или порошок магния, раз- ЛОВКОСТЬ РУК Хлорное железо (хлорид железа III) — вещество, нужное и в химической лаборатории, и в обиходе радиотехника. В последнем случае — для протравливания медных или омедненных плат, то есть для растворения медной пленки: 2FeCU-|-Cu=2FeCl2+CuCl2. Только трудно достать этот реактив юным химикам и радиолюбителям. Мы предлагаем вам два довольно простых рецепта приготовления химически чистого хлорного железа. Если вы будете использовать технически чистые вещества, то хлорид железа (III) получится с небольшим количеством примесей. В обоих случаях вам понадобятся легкодоступные вещества и материалы. Способ 1. Его идея — получение кристаллического хлорида железа (|||) _ FeCI:)- 6H20 — путем последовательных превращений: Fe2} +C02-=FeC03, 2FeC03+H202+2H20=2Fe(OHK+ +2СО2, Fe(OHK+3HCI+3H20=FeCI3- 6Н20. личные неорганические соли) и простейшее оборудование (весы, колбочка с газоотводной трубкой, бюретка или узкий цилиндр с делениями, часы), можно поставить настоящее исследование — изучить зависимость начальной скорости реакции от условий ее проведения (концентрация и природа добавки, температура и т. д.). И это справедливо не только для реакции магния с водой. Желаем вам интересных исследований. Налейте в обыкновенный стакан 80 мл водопроводной воды и растворите в ней 20,6 г железного купороса FeSOi- 7H2O. В другом стакане в 100 мл воды растворите 21,2 г кристаллического карбоната натрия ИагСОз* 10Н2О. Если сода безводная, то следует взять 7,9 г ее и 85 мл воды. Кстати, безводную соду можно получить, осторожно прокалив в любом железном сосуде 12,5 г аптечной соды (бикарбоната натрия NaHCOj): 2NaHC03==Na2C03+H20+C02. На худой конец, если нет никакой соды, используйте раствор 10,3 г поташа К2СОз в 10 мл воды. Слейте оба раствора в третий стакан или стеклянную банку объемом .не менее 0,25 л. Перемешайте содержимое и оставьте в покое на 3 часа. За это время карбонат железа с примесью Fe(OH).} полностью выпадет в осадок. Осторожно слейте сверху жидкость, содержащую соли натрия или калия, и прилейте к осадку 1 20 мл 3 %-ной аптечной перекиси водорода. Происходит энергичная реакция, сопровождаемая бурным выделением С02 и 02 (кислород выделяется в результате разложения Н202, катализируемого железом). Грязно-зеленая окраска осадка переходит в буро-коричневую, присущую Fe(OHK. Выдержите реакционную смесь минимум 12 часов (а вообще, чем дольше, тем лучше). Затем слейте жидкость с осадка Fe(OH) if промойте его обычной водопроводной водой 8—10 раз. Образуется примерно 8 г гидроксида железа (III). Подействовав на него 18 мл концентрированной соляной кислоты (d=1,19) и перемешав, вы получите около 20 г FeCl.i* 6H20 в виде густой пасты коричневого цвета. Клуо Юный химик 81
Немедленно перенесите соль в стеклянную банку с плотно закрывающейся пробкой — соль очень гигроскопична. Способ 2. Идея этого метода — получение хлорного железа из ржавчины: 4Fe+2H20+302=4FeO(OH). FeO(OH)+3HCI+4H20=FeCI:r 6H20. Налейте в обыкновенный стакан 50 мл воды и всыпьте четверть чайной ложки поваренной соли. Это будет раствор электролита. Кусок обыкновенного гвоздя массой 4 г (лишнее удалите кусачками) протрите для обезжиривания ацетоном, борным спиртом или одеколоном, плотно оберните кусочком медной проволоки, тщательно очищенной от изоляции. Положите эту металлическую заготовку в раствор электролита так, чтобы половина гвоздя выступала над жидкостью, и оставьте на две недели. Время от времени образовавшуюся ржавчину стряхивайте с гвоздя куском медной проволоки, освобождая для коррозии новую поверхность железа. Двухнедельный срок для коррозии можно сократить до трех дней, если через раствор соли с помощью куска резинового или поливинилхлоридного шланга, аквариумного компрессора или надутой футбольной камеры продувать воздух. Когда все железо перейдет в ржавчину, вытащите из раствора медную проволоку, раствор электролита слейте, а осадок ржавчины 5—6 раз промойте водой. Залейте промытую ржавчину 18 мл концентрированной соляной кислоты и слегка подогрейте смесь. Получится около 20 г пастообразного продукта. Если же взять 75 мл 10 %-ного раствора HCI, получится примерно 90 г 22 %-ного раствора FeCIv 6H20. Мы рассказали только о двух самых простых способах получения хлорида железа (III). Но ведь возможны и другие варианты. Л. ЛЫГИНА, Н. ПАРАВЯН КОПИЛКА Кровь всех теплокровных живых существ, в том числе и человека, красная. Этот цвет ей придает гемоглобин — белок, содержащий железо и обладающий способностью переносить кислород от легких ко всем тканям организма, а из тканей выводить углекислый газ. Молекула гемоглобина, массой 66 400 единиц, состоит из четырех фрагментов, скрепленных в единое целое. Столь громоздкая конструкция и сообщает гемоглобину свойства замечательного переносчика кислорода. А вот у пауков, скорпионов, крабов, моллюсков и некоторых других животных кровь не красная, а голубая, потому что здесь кислород переносится белком гемоцианином, содержащим вместо железа медь. Поскольку обладатели голубой крови находятся на более низкой ступени эволюционного развития, то было бы естественно предположить, что гемо- цианин имеет менее сложную структуру, чем гемоглобин. Однако исследования дали неожиданный результат. Оказалось, что молекулярная масса гемоцианина крови тарантула достигает миллиона единиц, причем молекула этого белка состоит из 24 фрагментов семи различных типов, каждый из которых вчетверо больше соответствующих фрагментов гемоглобина. Куда смотрела эволюция, снабдившая сравнительно простой организм столь несоразмерно сложным устройством? Дело в том, что в ходе эволюции организм совершенствуется, но это вовсе не обязательно связано с усложнением всех его частей — что-то в нем усложняется, но зато что-то и упрощается. Организм тарантула не располагает совершенной системой кровоснабжения теплокровных, и потому-то ему и нужен более эффективный и соответственно более сложный переносчик кисло- Р°Аа М. БаТАРЦЕВ РАССЛЕДОВАНИЯ l^na?JL*f* Иногда залеченный зуб со временем становится розоватым. Почему? В этом мы попробуем сейчас разобраться. Прежде несколько слов о резорцине. Этот изомер двухатомных фенолов с мета-положением оксигрупп — 82 Клуб Юный жимик
используют при пломбировании зубного канала после удаления нерва. Резорцин берут в смеси с формалином, потому что два эти соединения в результате реакции поликонденсации образуют полимер: Вот такая реакция протекает в зубе. Почему же он розовеет? Дело в том, что еще до пломбирования канал дезинфицируют, обрабатывая его 2— 4 %-ным раствором хлорамина Б: CgHs—SO2—NCINa. Это соединение в присутствии воды гидролизуется с образованием сильных окислителей, взаимодействующих с полимером. А продукты окисления полимера окрашены. Задача 1. Ясно, что неизвестное соединение — соль калия, так как именно сопи калия окрашивают пламя в фиолетовый цвет. Обозначим ее КХ и запишем неполное уравнение реакции с нашатырем: KX + NH4CI =KCI+H20 + ... Простое вещество, служащее сырьем для синтеза аммиака, — это либо водород, либо азот. Здесь следует учесть, что в приведенной реакции, вероятно, сначала образуется нестойкая соль аммония, при разложении которой могут получиться вода и азот, но никак не водород. В таком случае можно предположить, что КХ — это KNOo, при подкислении действительно образующий бурый газ NO*. Если К заменить на букву «о», азот — на «р», кислород — на «т», то из полученных букв складывается слово «торт». Значит, формула «торта» KNO2. Задача 2. При растворении металла в азотной кислоте, вероятно, образовал- Поскольку в зубном канале присутствуют следы хлорамина, то и окрашенных продуктов образуется немного и зуб всего лишь розовеет. А теперь пора наши теоретические соображения подтвердить экспериментально. На два чистых стеклышка капнем по две капли насыщенного раствора резорцина и по две капли 40 %-ного раствора формалина. Если теперь в каждую смесь прибавить по капле насыщенного раствора NaOH, то они станут светло-оранжевыми, то есть сам полимер слегка окрашен. Добавим в первую смесь каплю воды, во вторую — каплю 2—4 %-ного водного раствора хлорамина Б. Последняя сразу станет ярко-малиновой — цвета фенолфталеина в щелочной среде. Если вы обнаружите у себя розовый зуб, не огорчайтесь, ничего страшного в этом нет. Лишь бы не болел. к костыря ся нитрат. Поскольку нитрат металла при взаимодействии со щелочью выделяет оксид, можно сделать вывод, что гидроксид металла неустойчив. При нагревании оксида не осталось твердого остатка. Все это характерно только для одного металла — ртути. НдО при нагревании разлагается на ртуть и кислород. Твердого остатка, действительно, не остается, а при более сильном нагревании испаряется и ртуть. Запишем уравнения всех реакций: 3Hg+8HNO3=3Hg(NO:02+2NO+4H,Ol Hg(NO:02+2NaOH=2NaNO3+HgO+ +н2о, 2HgO=2Hg+02. Задача 3. Начнем решать задачу с конца. Если из одного простого вещества получилось другое простое, следует полагать, что речь идет об аллотропных видоизменениях. В задаче упоминается газ. Вероятно, это кислород и. озон. Газ, имеющий плотность по азоту меньше 1- и способный гореть в кислороде, безусловно водород. Из какого же трехатомного соединения можно получить кислород и водород? Конечно, из воды. Кстати, она горит во фторе. Следовательно, искомое соединение — вода, а наиболее вероятная планета Солнечной системы, на которой она встречается,— Земля. С. СКОРОДУМОВ Клуб Юный химик 83
ПТЛТУГГГТГГ /П Т>ТТИТП77ТТГ /ГП 'пдгггпттггг "■■ ^ГТГГГГТЦП^ Л1Г; I - .гттг • гг>т-тГ т-ггтгт 1ТПТТТ» /"ЛТЯТТ '/ ^й?****
емы и • ,ет( м*>1 ^лременной нау* О движении жидкости Доктор физико-математических наук Л. Т. ФОМЕНКО Рисунки автора Поток жидкости — завораживающее зрелище. На протяжении многих веков течение воды рождало мысли об изменчивости мира, о невозможности «дважды войти в одну и ту же воду». И философы, рассуждая о движении материи, не раз сопоставляли поток жидкости с потоком времени, которое как бы уносит в прошлое быстротекущие события... Альбрехт Дюрер в знаменитой гравюре «Меланхолия» на удивление емко воссоздал образ временного потока, в который погружены предметы материального мира и человек. Рядом с песочными часами Дюрер поместил «магический квадрат», составленный из целых чисел, сумма которых по строкам, столбцам и диагоналям одна и та же. Можно предположить, что такое соседство подчеркивает загадочность, магию самого понятия времени и процесса его протекания. Надо сказать, что и современная наука (прежде всего физика) уделяет немалое внимание тому, как меняются со временем свойства объектов, в том числе потоков жидкостей, о которых пойдет речь в этой статье. КАК ЧАСТИЦЫ ДВИЖУТСЯ ПО ПОВЕРХНОСТИ Представьте себе в пространстве некую поверхность, изготовленную из твердого материала, скажем, из жесткой пленки; пусть это будет для простоты плоскость, сфера или тор, то есть бублик (рис. 1). Предположим далее, что наша поверхность двойная: она состоит из двух тонких листов, очень близко расположенных и притом прозрачных, так что мы можем видеть, что происходит между ними. Образовавшуюся полость заполним жидкостью и придадим ей некоторое движение; так возникает поток. Диалог с Дюрером — фантазия на тему гравюры А. Дюрера «Меланхолия*. Магический квадрат, о котором говорится в статье, заменен таблицей, состоящей из цифр десятичного разложения числа *е* B,7182.*.). Цифры записаны по квадратной спирали, которая раскручивается из центра таблицы; эту последовательность используют в качестве датчика случайных чисел. Рисунки, использованные в оформлении статьи, демонстрировались на выставке «Ученые рисуют*, обошедшей многие научные центры страны Сделаем еще один шаг и постараемся забыть о двух листах, из которых изготовлена поверхность (например, будем считать их бесконечно тонкими и бесконечно близкими). В таком случае можно заставить течь поток жидкости по любой поверхности, причем он будет все время оставаться на ней, как бы притягиваясь; физические силы в данном случае не имеют для нас значения. Поток жидкости удобно изображать следующим образом. Свяжем с каждой ее частицей вектор, или, проще говоря, стрелку, направление и величина которой показывают скорость частицы в данный момент. При таком соглашении поток жидкости изобразится векторным полем на поверхности (рис. 2). Этот термин означает, что в каждой точке торчит вектор, который касается поверхности. Такое поле векторов называют также полем скоростей, имея в виду аналогию с потоком жидкости, текущей по поверхности, хотя, разумеется, это лишь частный случай или, может быть, иллюстрация. При движении каждая частица прочерчивает на поверхности некоторую траекторию, и можно — во всяком случае, мысленно — нарисовать на поверхности все эти траектории. Тогда мы получим наглядную картину движения потока в целом. В теории дифференциальных уравнений такие траектории называют интегральными, или линиями тока. Ясно, что терминология 2 85
заимствована из гидродинамики, хотя всякий, кто сталкивался с дифференциальными уравнениями, знает или догадывается об универсальности этого математического инструмента. Любое векторное поле, то есть поле скоростей, описывается системой так называемых обыкновенных дифференциальных уравнений. Следовательно, математические результаты можно переформулировать в теоремы о свойствах некоторых векторных полей и сопоставить совершенно абстрактные понятия с течением жидкости. ИСТОЧНИКИ, СТОКИ И ПРОЧИЕ СИНГУЛЯРНОСТИ Поток жидкости на поверхности может иметь (но может и не иметь) источники и стоки. Вряд ли требует особых пояснений, что источник — это точка, из которой жидкость вытекает, а сток — точка, в которую она стекает. Это из ряда вон выходящие, особые или, как говорят, сингулярные точки, векторного пространства. На рис. 3 показаны простейшие особые точки. Точка типа 3, а — со всей очевидностью сток, типа 3, б — источник, в котором появляются частицы жидкости и начинают двигаться прочь от нее. На рис. 3, в изображена седловая точка, которая образуется при столкновении двух встречных потоков, а на рис. 3, г — завихрение (частицы движутся по окружностям с общим центром). Приведенные примеры особых точек элементарны. Многие потоки жидкостей содержат гораздо более сложные сингулярности. Для примера на рис. 4, а показана картина потока жидкости в окрестностях вырожденного седла, которое образуется при столкновении не двух, а сразу нескольких потоков. Чтобы представить себе это более наглядно, проследите за направлениями стрелок на рисунке. Еще один вариант течения — на рис. 4, б. Б6 Здесь каждая линия тока, выходящая из особой точки, спустя некоторое время в нее же и возвращается. Подобная, но еще более сложная картина — на рис. 4, в. Наконец, рис. 4, г изображает обтекание, диска (или шара) набегающим на него потоком жидкости. При огибании диска линии тока вблизи него искривляются; но откуда взялись какие-то линии и даже особая точка внутри диска? Дело в том, что картина обтекания диска или шара описывается математической функцией, которая может быть единственным образом продолжена вовнутрь; это продолжение и показано на рисунке. Такое «формульное описание» потоков жидкости исключительно важно для их тщательного-исследования, поскольку позволяет применять не только экспериментальные наблюдения, но и мощные средства современной математики. До сих пор мы обсуждали свойства потоков лишь в «конечной
части» плоскости, не обращая внимания на то, что происходит, когда частицы жидкости уходят в бесконечность. Скажем, поток на рис. 4, г вытекает из бесконечности слева, набегает на диск, обтекает его и уходит в бесконечность направо. При этом вдали от диска он изображается линиями тока, практически параллельными. Иными словами, диск, помещенный в поток, вносит искажения только в непосредственной близости. На достаточном удалении поток «не чувствует» преграды, он остается равномерным и параллельным. Добавим к плоскости для удобства одну бесконечно удаленную точку и тем самым превратим плоскость в сферу (подобную процедуру в картографии называют стереографической проекцией). Тогда появляется возможность нарисовать поток с учетом его поведения в бесконечности, или, как говорят математики, изучить его асимптотические свойства. Результат показан на рис. 5. Обратите внимание: на сфере картина потока выглядит более симметричной, нежели на плоскости. Сфера разбита меридианом и параллелью на четыре дольки, и в каждой в точности та же картина течения. Значит, проделанная нами операция, именуемая «приклейкой бесконечности», позволяет обнаружить скрытые ранее симметрии в движении жидкости. Теперь она течет не по плоек * и, а чо сфере, и вместо трех особых точек стало четыре. Тпким же образом можно изобразить на сфер другие потоки. Например, 3, а — он превра iC/ в поток 6, а, напоминающий систему меридианов на земном шаре. Жидкость вытекает из северного полюса, стекает вдоль меридианов и исчезает в южном полюсе. Поток, изображенный на рис. 4, б, превратится в поток 6, б, а поток 3, г — в поток 6, г (система параллелей на земном шаре). Но еще более любопытные трансформации происходят с потоками 4, а (обращается в 6, в) и 4, в F, д). Изначальные потоки, казалось бы, совсем непохожи, но при отображении на сфере они практически совпадают. Чтобы их совместить, достаточно перевернуть одну из сфер так, чтобы северный и южный полюс поменялись местами. Это еще раз демонстрирует преимущества «приклеивания бесконечности»: оно обнаруживает скрытые симметрии в течении жидкостей. УСТОЙЧИВОСТЬ И НЕУСТОЙЧИВОСТЬ Потоки жидкости, текущие по поверхности, реагируют на внешние возмущения неодинаково. В первом приближении их можно разделить на два типа. Одни сопротивляются любому малому внешнему воздействию и, после того как возмущение устранено, возвращаются к прежнему состоянию. Такие потоки естественно назвать устойчивыми. Напротив, течение будет неустойчивым, если можно подобрать такое малое возмущение, 87
которое разрушит его структуру, и она станет качественно иной. Некоторые из потоков, которые мы изображали, устойчивы, а некоторые — нет. Так, на рис. 3, а, б и в — устойчивые потоки: при малых возмущениях траектории лишь немного искривятся, но не изменят своего характера. В то же время потоки 4, а, б и в решительно неустойчивы, и не составит труда указать возмущения, которые качественно изменят их структуру. Например, особая точка потока 4, а распадается в сумму более простых особых точек G, а), а особая точка потока 4, б уже при малом возмущении превратится в две G,6). Единственная особая точка 4, в при тех же обстоятельствах превратится в набор из пяти более простых особых точек, изображенных на рис. 7, в. Поверхности уровня многомерных интегралов бывают весьма сложными. Здесь показана двумерная поверхность (совместная поверхность уровня двух интегралов), которая подвергается непрерывной деформации в четырехмерном пространстве. При изображении процесса в обычном трехмерном пространстве приходится игнорировать одно измерение, и это неизбежно усложняет картину Движение твердого тела удается описать, задавая некоторое движение точки по обычной сфере. Эта точка прочерчивает на поверхности довольно сложное семейство кривых. С течением времени линии заполняют1 сферу, но неравномерно — на некоторых участках более плотно, на некоторых менее плотно Какие же потоки встречаются на практике чаще — устойчивые или неустойчивые? Вне всяких сомнений, первые. Математически вполне точно можно сказать, что наугад взятый поток будет иметь лишь устойчивые сингулярности. Потоков же с нестабильными сингулярностями настолько мало, что их невозможно указать, наугад ткнув пальцем в некоторый перечень потоков жидкости. Только с помощью специальных ухищрений можно создать неустойчивый поток. КАК ИЗУЧАЮТ ПОТОКИ Современная математика располагает для этого многочисленными средствами разной степени сложности и наглядности. Остановимся только на одном из них, пожалуй, наиболее зримом. 89
Чтобы получить представление о потоке, надо хотя бы качественно описать, как распределяются в нем линии тока (интегральные траектории). Они могут быть весьма запутанными, но бывают и простыми — скажем, как на рис. 3. Легче других поддаются анализу потоки, которым присуще свойство интегрируемости. Вкратце пояс ним это понятие. Безусловно, удобнее всего, когда движение каждой частицы жидкости можно описать явными формулами, то есть задать их координаты как функции времени. Тогда мы можем сказать в каждый момент, где находится интересующая нас частица. Такие случаи действительно встречаются,, но не так уж часто, а именно тогда, когда система дифференциальных уравнений, соответствующая потоку, достаточно проста. Большинство же потоков не предоставляет такой возможности. Тогда приходится довольствоваться более грубыми; но тем не менее вполне эффективными способами. Хотя бы таким: представить траектории в виде линий уровня какой-либо функции, заданной на поверхности, по которой течет жидкость. Напомним, что линия уровня — это такая линия, на которой функция постоянна, то есть принимает одно и то же числовое значение. Если эта функция существует, ее называют интегралом потока. Вернемся еще раз к рис, 3, в и 3, г. Для изображенных на них потоков интегралы можно найти. Взгляните на графики двух функций (рис. 8): на том, что слева, есть седловая точка, или точка перевала; на графике справа — точка минимума. Чтобы получить линии уровня функций, рассечем эти графики плоскостями, параллельными горизонтальной плоскости. Тогда мы получим системы линий; если спроектировать их на плоскость (что и сделано на рисунке), то получатся, собственно говоря, линии тока с рис. 3, в и 3, г. Подобным образом можно представить и линии тока с рис. 4, а, но для этого придется подобрать функцию с несколько более сложной седловой точкой. Полагаю, что заинтересованный читатель попытается сделать это самостоятельно. Но далеко не каждый поток жидкости допускает интеграл. Даже для таких простых потоков, как 3, а и 3, б, невозможно подобрать какую-либо «хорошую» функцию с подходящими линиями уровня. И это понятно: если бы пучок радиусов, исходящий из начала координат, оказался семейством таких линий," то функция неизбежно была бы постоянной, поскольку все линии исходят из одной точки. Итак, при изучении потока жидкости — или, что то же, системы дифференциальных уравнений — в первую очередь надлежит решить вопрос, имеет ли поток хотя бы один интеграл. А когда система многомерна, когда потоки текут не по двумерной, а по многомерной поверхности, то необходимо искать уже несколько интегралов. Вообще же, чем больше интегралов найдено, тем больше можно сказать о свойствах потока. Поиску интегралов потока посвящено немало математических работ, а основы теории, позволяющей обнаружить критерии интегрируемости и неинтегрируемости, заложил знаменитый французский . математик Анри Пуанкаре. Его работы оказались настолько плодотворными и глубокими, что и по сей день они служат источником новых идей. Так, в последние годы были доказаны глубокие теоремы, которые позволяют конструировать интегралы для многих важных потоков, встречающихся в физике и механике. Сложность задачи подчеркивается тем обстоятельством, что интегрируемые потоки чрезвычайно редки и наугад взятый поток заведомо не имеет достаточного числа интегралов... Но если большинство потоков, распространенных в природе, сложны настолько, что не могут быть описаны на языке функций, то стоит ли вообще заниматься поиском интегралов? Да, стоит, и прежде всего потому, что те потоки жидкости, которые важны для физики и механики, как раз интегрируемы, хотя и не всегда. 90
в каждом отдельном случае и требует применения новейших методов геометрии и топологии. И это — далеко уже не в первый раз — напоминает нам о глубоких связях между естествознанием и математикой. ГЕОМЕТРИЯ И МЕХАНИКА Напоследок — иллюстрация. В теории интегрируемых потоков особняком стоит случай, весьма распространенный, когда многомерная поверхность, по которой течет поток, расслаивается на семейство торов. При этом каждая частица навсегда остается на своем торе и продолжает движение, не покидая его. На этих торах поток изображается довольно простым образом: его интегральные траектории образуют прямолинейную обмотку, витки которой параллельны и подобны друг другу. Такие потоки и торы называются лиувил- левыми, по имени известного французского математика. Не вдаваясь в детальное описание, рассмотрим три конкретных примера, обратившись для этого к рис. 9, на котором показаны прямолинейные обмотки тора в трех разновидностях. Частицы жидкости движутся равномерно по параллелям тора (9, а), по меридианам (9, б) и наискосок, обматывая i тор, словно нитка катушку (9, в). Траектории могут замыкаться — ив этом случае говорят о периодическом движении, но могут оставаться разомкнутыми (условно-периодическое движение). В последнем случае каждая отдельно взятая интегральная траектория наматывается на тор настолько плотно, что какое-то время спустя она непременно пройдет сколь угодно близко к любой наперед заданной точке тора. Оказывается, что поток ведет себя таким образом в том случае, если у него есть достаточно много интегралов, удовлетворяющих некоторому простому условию, на котором вряд ли надо здесь останавливаться. Поэтому ограничимся примером. Современная механика отводит важную роль уравнениям движения многомерного твердого тела в поле силы тяжести, или в отсутствие такого поля, или в несжимаемой жидкости (в простейшем случае — в обычном пространстве). Задача о движении волчка — тяжелого твердого тела вокруг неподвижной точки — едва ли не самая известная в классической механике. Это движение описывается системой дифференциальных уравнений, которая, как мы говорили в начале статьи, может быть представлена некоторым потоком на должным образом подобранной поверхности. Отысканием интегралов этого потока в трехмерном случае занимались выдающиеся математики — Л. Эйлер, Ж. Л. Лагранж, С. В. Ковалевская. Покажем, как можно изобразить в виде потока жидкости уравнение, которое описывает движение твердого тела вокруг неподвижной точки в отсутствие силы тяжести и при наличии интеграла, то есть в простейшем случае. Оно сводится к уравнению на двумерной поверхности — на эллипсоиде. Чтобы определить линии тока, надо рассмотреть семейство сфер, центр которых связан с центром эллипсоида, и пересечь их эллипсоидом. Возникающее при этом семейство линий (рис. 10) и есть интегральные траектории интересующей нас системы. Следовательно, мы можем наглядно представить реальное движение твердого тела в пространстве. Недавние исследования советских математиков показали, что в том случае, когда тело имеет более трех степеней свободы и устроено симметрично, наподобие волчка, картина течения аналогична только что описанной: поток остается лиувиллевым. Этот новый результат позволяет описать движение тела не только в пространстве, но и в несжимаемой жидкости. С древних времен и до наших дней потоки жидкости привлекают внимание ученых и художников. Я хотел рассказать и показать, как формальные математические методы становятся инструментом познания — в данном случае познания одного из красивейших явлений природы. 91
'-■ 't^LJ/L. ■ i'-ЗРм^1-- ОБ» ;-гШ- "'БПОРЕНИь,'JhTCr^iHc Метановая бражка Многие отходы пищевой промышленности, например мелассу или последрожжевую барду, можно использовать как пластификаторы бетона. Их применение снижает трудоемкость и энергоемкость работ, дает экономию цемента. Есть у них, правда, и существенный недостаток. Остаточные сахара, их производные, а также органические кислоты снижают прочность материала и его коррозионную стойкость. Однако, сообщает журнал «Автомобильные дороги» A985, № 4), можно исправить дело, сбраживая после- дрожжевую барду метановыми бактериями. В результате получаются чистый метан и так называемая метановая бражка. При добавлении ее в бетон в количестве 0,3 % от массы замеса прочность материала увеличивается на 40 %, на 12 % уменьшается расход воды, существенно увеличивается расплыв конуса — одна из важнейших характеристик бетона, а также возрастает его морозоустойчивость. Цена молитвы Эксперты одной из комиссии сената США подсчитали, что обязательная ежедневная молитва в государственных школах, за которую настойчиво ратует президент Рейган, будет стоить казне 400 миллионов долларов в тд. «Социологические исследования», 1985, № 1 Разорительный жир Мало кто любит жирную пищу. Поэтому, покупая баранину или говядину, мы норовим выбрать кусочек попостней. Оно, как известно, и для здоровья лучше. Но не только. По подсчетам К. Майлса, специалиста из английского Института мясной промышленности, в производстве жирное мясо обходится вчетверо дороже постного. 150 тысяч тонн бесполезного жира в мясе, проданном англичанам в прошлом году, обошлись в лишних сто миллионов фунтов стерлингов затрат на корм скоту. Трава-левша Люди, как известно, рождаются право рук им и или леворукими, левшами. Растения, оказывается, тоже. Индийские ученые, которые обнаружили это явление в растительном мире, полагают, что его можно даже использовать для классификации трав. Если складка первого пробивающегося листка повернута влево, значит, перед нами левша, если вправо,— правша. Были обследованы травы 93 видов, среди них обнаружены и левши, и правши, и травки, одинаково «владеющие» обеими руками, то бишь листиками. Коктейль без миксера Одна из английских фирм, производящих безалкогольные на- Частота рецидивов туберкулеза у алкоголиков составляет 44,1 % по сравнению с 27,8 % у остальных больных. В экспериментах на животных показано, что этанол оказывает токсическое действие на клетки, вырабатывающие мужской половой гормон тестостерон. питки, выпустила новый продукт, названный «шейк». В переводе это значит «трясти» и так же, кстати, назывался популярный в свое время танец. Новый коктейль — это приготовленная по специальной технологии жидкая смесь в банке на одну или несколько порций. Если банку потрясти в течение полминуты, получится шоколадный или клубничный вспененный напиток. / «Торговля за рубежом», 1985, TV? 6 Цитата Исследования, когда испытуемые ранжировали степень привлекательности изображенных на фотографиях лиц, выявили чрезвычайно интересный факт: хотя больших расхождений в оценке степени привлекательности разных портретов не было, не нашлось практически ни одного лица, которое кто-то не счел бы п ри влекател ьн ым. И. С. КОН. *В поисках себя». А/., 1984 У 19 из 22 испытуемых, находившихся в состоянии похмелья после употребления алкоголя в дозе, создававшей концентрацию его в крови 150 мг% (это соответствует приблизительно 300 г водки), количество ошибок при вождении автомобиля увеличивалось на 19 %, хотя алкоголь в крови у них к этому времени уже не обнаруживался. Группу студентов одного американского университета угостили коктейлем из спирта с тоником, другую группу — таким же коктейлем без алкоголя (о чем они не знали) и после этого оставили всех испытуемых одних в аудитории. Воспользовавшись отсутствием экспериментаторов, 8 из 29 студентов сделали на стендах, объявлениях или прямо на столах надписи разнообразного содержания — от собственного имени до различных замечаний в адрес администрации университета. «Писателями» оказались именно те, кто получил коктейли с алкоголем. В Финляндии при продаже вина покупателю бесплатно предлагается броилора, в которой, помимо характеристики покупаемого вина, содержится информация о вреде употребления спиртных напитков. По материалам реферативного журнала «Наркологическая токсикология» '«*-
Японская фирма «Kuraray выпускает волокно из поливинилового спирта, известное под названием куралон, вини л он или винол. Главная его характеристика — менее упорядоченная, чем у обычных волокон, молекулярная структура. Благодаря этому оно легко растворяется в воде, но только в горячей, нагретой до 80 или 90 °С (в зависимости от сорта волокна). Высокая прочность, стойкость ко многим реагентам и атмосферным воздействиям обеспечили куралону спрос как превосходному сырью для изготовления технических тканей. А недавно растворимому волокну было найдено и еще одно применение — в качестве «армирующего элемента» шерстяной нити при прядении. Когда изделие готово, куралон просто-напросто вымывается из ткани горячей водой. ~~'T^^r*£^^z~ LI1 Тепло Сабуртало Старый Тифлис славился серными банями. Правда, те знаменитые мыльни, в которых Пушкин испытал «удивительное облегчение», где «азиатский банщик» мог, придя в восторг, плясать на спине клиента вприсядку, уже не существуют — иссяк источник. Но он был далеко не единственным. В самом названии грузинской столицы первый слог — «тби» означает «теплый» и напоминает о воде, бьющей из-под земли. Сейчас целый тбилисский район Сабуртало, где живет 40 тысяч человек, получает воду для отопления и хозяйственных нужд из геотермальных скважин. По свидетельству жителей, за последние годы ни разу не было перебоев с горячей водой, а главное, в районе резко снизилось число простудных заболеваний. Запас вод с температурой 50—И0°С на территории республики оценивается в 220— 250 млн. м3. После того как будет технически решена проблема обратной закачки отработанной воды, подчеркивает журнал «Нефтяник» A985, № 4), их эксплуатация принесет республике экономию 2—2,5 млн. т условного топлива ежегодно. Причины разводов Что думают о разводе будущие невесты? Этим вопросом задались социологи. В результате изучения проблемы появилась статья под таким названием в журнале «Социологические исследования"». Оказалось, что большинство барышень, еще и по имени не зная своего избранника, внутренне готовы к расторжению брака. И даже загодя знают возможные причины. Первой среди них называется пьянство. Затем следуют: супружеская неверность, отсутствие взаимности и, наконец, плохое отношение супруга к жене и детям. Добыча гагачьего пуха с каждым годом в Кемском уезде Арх. губ. все уменьшается и уменьшается. Это явление объясняется хищническим способом добывания гагачьего пуха. Разъезжая по островам целыми ватагами, крестьяне разоряют гнезда, выбирают яйца'и отгоняют палкой птицу гагу. Благодаря этому число выводков уменьшается с каждым годом и самая гага оставляет прежние места. О громадных массах гаг, водившихся лет 15—20 тому назад на бесчисленных островах Белого моря, теперь нет и помина, а на некоторых островах гага уже редкий гость. Вместе с уменьшением гаг, естественно, и добыча их пуха год от года становится скуднее. Между тем фунт очищенного пуха стоит 6—8 р. Наши соседи- норвежцы давно уже сознали важную роль гагачьего промысла в экономическом быту; у них существуют строгие охранительные законы. Не мешало бы и у нас ввести такие же законы. «Нива», 1885, № 40 Фальсификация вина в Париже. В минувшем октябре месяце парижская муниципальная лаборатория произвела анализ 670 винных проб, взятых у различных виноторговцев, причем 548 проб оказались плохими, негодными для употребления и вредными для здоровья. Таким образом, количество вин дурного качества относится к хорошим как 6 к 1. «Нива», 1885, № 52
^Li
Вещи и вещества Записки разработчика телефонов Кандидат технических наук Ф. Ф. ПРИКУЛЬ Прис скептически заметил: «Американцам, может быть, и нужен телефон, мы, к счастью, не нуждаемся в нем, поскольку у нас пока хватает посыльных». Да, английскому чинов- нику трудно было понять огорчение физика Элишиаса Грея, узнавшего в патентном ведомстве, что он опоздал со своим устройством для передачи и приема речи телеграфным способом ровно на два часа. Дверь в историю говорящего телеграфа была уже открыта. Огорчаться было чему: телефон быстро и навсегда завоевал весь цивилизованный мир. Конечно, приоритет Александра Грэма Белла от 14 февраля 1876 года в «телеграфе, передающем человеческую речь», можно отнести к случаю: изобретатель не был специалистом в области электротехники. Но к моменту патентования идея говорящего телеграфа носилась в воздухе. Кто-то должен был первым ее приземлить. Это сделал 29-летний преподаватель Бостонской школы для глухонемых. / В нашем сознании понятие «под старину» обычно ассоциируется с чем-то громоздким, деревянным. В известной мере это учтено в аппарате «Ретро». Здесь некоторые детали отделки выполнены из дерева, а чашки звона, воспроизводящие «малиновый звон», вынесены наружу 2 Какой старинный аппарат без рожка? В телефонном аппарате «Стелла», выполненном полностью из пластмассы, хотя и в стиле ретро, микрофон установлен в изящном рожке. Хромированные детали и металлизированная пластмасса порождают дополнительные зрительные ассоциации со стариной. Именно зрительные: сняв трубку, вы невольно удивляетесь ее малому весу. Вот только звонок в аппарате «Стелла» сугубо современный — электронный, с приятной неназойливой мелодией 3 Как в малогабаритной квартире размещать мебель, а заодно и телефон? Для небольшого настолько-настенного телефонного аппарата «Лана», конечно, место найдется скорее. Этот аппарат принципиально отличается от всех своих предшественников — в нем нет винтовых соединений, он собран на пластмассовых защелках 4 Несмотря на то, что телефонный аппарат «ВЭФ ТА—32» — первый в серии, он самый сложный — с кнопочным номеронабирателем и с программированием 32 восьмизначных абонентских номеров. Рычажный переключатель с механическими открытыми контактами (то, на что мы кладем трубку) заменен на магнитоуправляемый герметизированный контакт (геркон). Геркон размещен под корпусом аппарата, а магнит — в микротелефонной трубке 5 Аппарат «ВЭФТАД» с дисковым номеронабирателем — упрощенная модель серии ТА 6 На базе аппаратов серии «ВЭФ ТА» разработана оригинальная система оперативной громкоговорящей связи «ВЭФ — Диалог» 95
Благодарное человечество своеобразно почтило память изобретателя телефона. В момент прощания с А. Г. Беллом 4 августа 1922 года на одну минуту в США и Канаде выключили всю систему телефонной связи, смолкли 13 миллионов телефонных аппаратов. Телефон всколыхнул многотысячную армию изобретателей, стал своеобразным рогом изобилия оригинальных патентов. Прошли годы, десятилетия, столетие, но телефонный бум, рожденный Беллом, продолжается. 02 Человек сегодня уже не смотрит на телефон как на чудо XX века. Он требует определенного, созвучного со временем комфорта при эксплуатации аппарата. Не затрагивая интересные и до конца не решенные проблемы телефонного соединения, рассмотрим слагаемые комфорта, которые он ждет от самого телефонного аппарата. На первое место обычно выдвигают громкость принимаемой по телефону речи. Люди свободно беседуют на расстоянии 0,5— 0,7 м друг от друга. Очевидно, уровень громкости речи в такой беседе и есть тот оптимум, который ожидает получить абонент, сняв трубку телефонного аппарата. В ближайшие годы этот оптимум будет достигнут. Столь оптимистический прогноз основан на опыте. Если в 1923 году громкрсть при местной телефонной связи была эквивалентна громкости речи собеседников, разговаривающих на расстоянии 25 метров, то к 1958 году это расстояние сократилось до двух метров. Переход на полупроводниковые схемы, современные микрофоны и телефоны несомненно сделают беседу по телефонному аппарату оптимальной по громкости, разборчивости, узнаваемости. Каждая страна, имеющая международную связь, обязана сверять громкость своих аппаратов с международной эталонной системой. Процедура зта длительная, но необходимая. Диктор читает определенную фразу, учитывающую национальные особенности различных языков, а оператор сопоставляет громкость контролируемого аппарата и эталонной системы. Например, при проверке аппаратов в англоязычных странах диктор произносит фразу «one, two, three, four, five». Для СССР принята такая фраза — «не видали мы такого невода». Обе содержат основные гласные звуки конкретного языка. Любому телефонному диалогу предшествует звонок, звучание которого довольно часто оставляет желать лучшего. Резкий, пронзительный — он пугает и раздражает. А уменьшим его громкость, появляется опасение не услышать вызов. Ни изменение геометрии звонковых чашек, ни подбор материала для их изготовления, ни введение специальных резонаторов не смогли улучшить качество телефонного звонка. Потребовались специальные исследования психофизиологической акустики с привлечением теории музыки. У нас в стране эти исследования провел автор статьи. Разработанные на их основе рекомендации по спектрально-временной структуре телефонного акустического вызывного сигнала приняты специалистами в странах СЭВ. В чем секрет акустического вызывного сигнала электронного звонка? Собственно, секрета не существует. Просто мы выяснили, звуки какой частоты, тональности, продолжительности положительно воспринимаются подавляющим большинством слушающих, а затем учли это при конструировании звонка. Ведь установил же А. Володин, что в различных по характеру музыкальных произведениях самой употребительной является первая октава B61,63 Гц — 493,88 Гц), по мере удаления от которой звуки употребляются все реже и реже. Обычно в нашем сознании надолго сохраняется монотонное и часто безуспешное вращение диска номеронабирателя. Какой уж там комфорт, когда, пытаешься дозвониться в часы пик до справочной службы. Постепенно, но все более уверенно на смену дисковому номеронабирателю приходит кнопочный. Человек способен правильно взять на нем любой семизначный номер без самоучителя. При этом скорость набора возрастает в два раза, а количество ошибок снижается. Правда, наблюдения на междугородных переговорных пунктах, где установлены телефонные автоматы с кнопочным и дисковым набором номера, показывают, что многие посетители предпочитают последние. Сила привычки, хотя человеку более свойственно производить рукой возвратно-поступательные, а не вращательные движения. Более того. Сегодня электроника избавляет абонента от заучивания телефонных номеров. Достаточно нажать кнопку «повтор», и ранее исполненная гамма автоматически повторится. Телефонный аппарат «ВЭФ ТА—32» автоматически исполнит любую из 32 заранее записанных в долговременную память восьмизначных комбинаций. А на очереди аппараты вообше без набора номера: снимайте трубку и произносите фамилию вызываемого абонента. Правда, есть некоторое неудобство — в каждой стране найдется достаточно однофамильцев. 03 Открою один секрет — разработчиков новых телефонных аппаратов обязательно можно встретить у прилавка магазинов, где продаются их детища. Приятно ощущать, когда тебя толкает толпа, стремящаяся стать обладателем твоего творения, материализованного с конструкторского чертежа руками специалистов Стучкинского завода телефонной аппаратуры ПО ВЭФ. Но не только это влечет разработчиков в толпу покупателей. Интересно услышать первые отзывы, которые не всегда бывают 96
лестными, а значит, учесть их в дальнейшей работе. В конце 1982 сода был выпущен новый наст ольно-настенный телефонный аппарат «Лана». Современный дизайн, широкая трубка, собран без единого винтика. Его можно поставить на стол или повесить на стене, одним словом, удобно. Но разработчик ждал реакцию потребителя. И в первую очередь, его интересовало, что плохо. Оказалось, что острая грань микротелефонной трубки неудобна. Это было учтено при последующем выпуске нового аппарата. А вот сама трубка осталась широкой. Почему? Для удобства. Разве человеку свойственно сжимать кисть в кулак? И пальцы, и рука устают от такого положения. Вот и приходится перекладывать трубку во время разговора из одной руки в другую. А кроме этого узкую круглую трубку и к плечу тяжело приложить. Поэтому, выбирая ширину трубки, учли антропометрические характеристики руки. Благодаря пластмассе, легким современным капсюльным телефонам и микрофонам телефонная трубка стала еще и легче: ее можно держать всего тремя пальцами. Попробуйте., и вы убедитесь, что это удобно. А на повестке дня специалистов объединения ВЭФ новые разработки. Решено создать целую серию модификаций оригинального телефонного аппарата «ВЭФ ТА». На любой вкус. С долговременной памятью 32 номеров наиболее частых абонентов-собеседников, с кнопочным и традиционным дисковым номеронабирателем, с возможностью записи на магнитофон телефонных разговоров и трансляцией магнитофонной записи своему телефонному собеседнику, с подключением телефонного наушника. 04 Впрочем, lite будем увлекаться будущим, ибо сегодня еще есть нерешенные проблемы. Направляясь в фирменный магазин-салон «Орбита», невольно любуешься богатством цветовой гаммы проносящихся по улицам автомашин. А вот и прилавок, уставленный разнообразными телефонными аппаратами. Но где буйство красок, где букет цветов? Он остался за окном в потоке стремительных автомобилей. Здесь же царствуют только слоновая кость, серый и черный цвета. Иногда появляются красный и зеленый. Не пора ли вспомнить создателям цветной пластмассы, что в природе существует по меньшей мере семь цветов? Хочу об ратить внимание на еще одну пластмассовую проблему. Анализируя заявки на ремонт телефонных аппаратов, приходишь к выводу, что они сделаны из стекла. В подавляющем большинстве абоненты просят заменить разбитые корпуса, основания и трубки. Конечно, телефонный аппарат не мяч и бросать его не следует. Но это и не значит, что при случайном падении на пол он должен разлетаться на куски, как хрустальная ваза. Разработчику приятно слышать лестный отзыв о том, что телефонный аппарат после падения продолжает хорошо работать. А как насчет профессионального самолюбия у химиков? Ведь югославский аппарат «Чебурашка» падения не боится. Справедливости ради надо сказать, что проблема ударопрочной пластмассы для телефонных аппаратов сегодня академически решена — создан сополимер АБС-М (акрил- бутадиенстирол). Он более прочен и пластичен, нежели сополимер МСН (метилстирол- нитрил) — основной материал, из которого сегодня делают аппараты. Но, как известно, от разработки до внедрения путь слишком долог. Поэтому невозможно предсказать, когда же химическая промышленность освоит производство столь необходимого АБС сополимера. А надо бы скорее. Не обязательно вспоминать исписанные абонентскими номерами стены будки телефона-автомата, чтобы осознать проблему «чистого листа» в 'системе человек — телефонный аппарат. Решили вмонтировать в основание телефона выдвижную пластинку с приклеенным и разграфленным листом бумаги. А что делать, когда он будет весь исписан? Чернила и шариковую пасту не сотрешь. Вклеивать новый лист неудобно. Вопрос остается открытым. Пока разработчики живут надеждой, что какого-нибудь абонента-химика осенит идея,, и он предложит для неоднократной записи номеров на выдвижной панели аппарата дешевую и удобную в эксплуатации «химическую бересту». И наконец, о телефонном шнуре. Канули в Лету времена, когда телефонные шнуры имели ниточную оплетку. На смену им пришли шнуры с резиновой оболочкой. Сначала прямые, затем спиральные. Они стали долговечнее, их можно поддерживать в опрятном состоянии. Шнур для телефонного аппарата что галстук для мужского костюма. Только вот сильный пол может выбирать себе галстук по вкусу и с учетом моды, а наши телефонные аппараты в большинстве своем комплектуются шнурами одного цвета, близкого к черному. Никто не отрицает, что черный шнур может подойти к большинству цветов пластмассы телефонного аппарата. Но это касается действительно черного цвета. К сожалению, шнуры, созданные при непосредственном участии наших химиков, имеют грязно-серый матовый цвет. Вот и приходится покупателю искать оригинальный отечественный телефонный аппарат, укомплектованный черными, блестящими тонкими шнурами наших немецких друзей. Разработчики телефонных аппаратов продолжают работу. Но, уважаемые химики, нужна ваша помощь в решении чисто химических задач. О некоторых я рассказал в статье. Но этот перечень можно продолжить: например, проблема люминесцентного освещения номеронабирателя, проблема дезинфекции микротелефонной трубки аппаратов общего пользования, особенно городских таксофонов. Приглашаем вас в творческий поиск. 4 Химия и жизнь № 10 97
ДОМАШНИЕ ЗАБОТЫ КАК МЫТЬ СТРУНЫ Новые гитарные струны звучат чисто и сочно. Но после не- дели-другой ежедневных упражнений звук буквально «вянет». Хотя струны внешне целы, они испачкались, впитали пот с пылью. Их надо помыть. Состав для мытья: на литр воды три-четыре ложки пищевой или стиральной соды, либо стирального порошка, или же сухой горчицы. Годится и хозяйственное мыло, надо настрогать и развести в воде четверть бруска. Снятые струны аккуратно сматывают в моток (как они продаются) и кипятят в приготовленном растворе на медленном огне несколько часов, время от времени помешивая. После этого, тщательно прополоскав и высушив, их можно ставить на место. Зазвучат они как новые. Как говорят музыканты, звук обретет «и мясо, и обертона». Внимание! Мыть можно лишь ферромагнитные струны. Най- лоновые и натуральные (из жил) придут от подобной обработки в негодность. Когда в газетном очерке встречается выражение «белое золото», почти наверняка можно сказать, что речь пойдет о хлопке. Ведь настоящее золото желтого цвета. Но если добавить к нему лишь 20 % палладия (благородный металл из группы платины), желтый цвет исчезнет. Получится светлый сплав, очень красивый и как-то особенно нарядный. Это и есть белое золото — самый модный сегодня сплав, идущий на изготовление ювелирных изделий с использованием бриллиантов. Мода эта основана на глубоком и, по-видимому, справедливом убеждении ювелиров, что бриллианты лучше смотрятся в оправе из белого металла, отражающего сверкание камня и как бы дополнительно освещающего его. Но может быть, нет нужды в таком сплаве? Ведь есть серебро и платина. Не будем открывать дискуссию, уместно ли один из самых дорогих самоцветов оправлять в относительно дешевое серебро. Есть более прозаические причины: серебро очень чувствительно к присутствующим в воздухе сернистым соединениям и быстро покрывается темным налетом. Платина неудобна по нескольким причинам: она дорога, трудно плавится A769 °С), крайне необходима во многих отраслях промышленности (вспомним хотя бы роль платины как катализатора). Зато белое золото устойчиво ко всем загрязнениям атмосферы, не так дефицитно как платина, дешевле ее и по физико-механическим свойствам вполне отвечает требованиям ювелирной промышленности. Химики-металлурги, работающие в этой отрасли, создали несколько рецептур белого золота, отличающихся разным содержанием благородного металла, но все оии плавятся при температуре ниже 1370 °С. Правда, эти сплавы менее технологичны, чем обычные, желтые сплавы золота с медью той же пробы, а работать с ними несколько труднее, но приходится идти на это во имя красоты и моды. Как и в старину, мастер-одиночка, художник-ювелир создает произведение искусства, но современная техника позволяет размножить его, сохранив всю красоту оригинала. «Тираж» каждого изделия невелик — несколько сот экземпляров, редко чуть больше. Часть продукции уходит на экспорт, а остальное распределяется по многим городам, и шансы встретить два совершенно одинаковых украшения очень малы. Чтобы представить себе современную технологию ювелирного дела, давайте пройдемся по Московскому экспериментальному ювелирному заводу. Здесь несколько лет тому назад была впервые в стране освоена новая для ювелирного дела технология литья по выплавляемым моделям, позволившая перейти к мелкосерийному производству украшений с бриллиантами. Первый этап работы — эскиз нового изделия. Орудия труда самые простые — карандаш и бумага. Но к ним надо добавить талант, вкус, знания, опыт и время, потому что далеко не сразу художник находит наилучшую форму вещи. По готовому эскизу модельер делает образец. Затем готовое авторское изделие рассматривает Художественный совет при Союзювелирпроме, и, в случае утверждения, запускается в производство первая опытная партия. На заводе по эскизу и образцу делают так называемую приму-модель. Это точная копия изделия (или его отдельных деталей), только она сделана из неблагородных металлов и без камней. Приму-модель сравнивают с оригиналом и, убедившись в их полной идентичности, тут же разделяют ее на несколько частей. К каждой части прикрепляют металлический стерженек длиною 15— 16 мм. Затем деталь обкладывают сырой резиновой массой и эту массу вулканизируют. Теперь надо осторожно разрезать резину и деталь вынуть. Сложив разрезанные резиновые половинки, получают формы для отливки из воска. После того как наработано нужное количество восковых деталей, их монтируют в так называемые блоки. Выглядят они весьма необычно — то ли причудливые елки-малютки, то ли ершики для мытья больших бутылей. Центральный стерженек одного ершика распустился во все стороны миниатюрными теннисными ракетками. Их обода — заготовки для колец. На другом восковом стержне расцвели плоские цветы с причудливым рисунком в середине. Это — накладки к будущим брошам, серьгам, браслетам. Третий блок — аккуратное цилиндрическое деревцо, ветки которого усыпаны цветочками о четырех лепестках, вроде гвоздики, побывавшей в маринаде. Это крапановые касты, то есть Лапки, которые в изделии будут держать крупные драгоценные 98
ДОМАШНИЕ ЗАБОТЫ камни. А если в блоки смонтированы фигурные пластинки, пробитые мелкими дырочками, значит, изделие будет осыпано мелкими бриллиантиками. Составление каждого воскового блока — поистине ювелирная работа. Ведь надо, чтобы в объем цилиндра высотою 18— 20 см и диаметром 8—10 см уместилось как можно больше деталей, но так, чтобы они ни в коем случае не касались друг друга. Готовый блок ставят в опоку, заливают формовочной смесью, вакуумируют и дают ей застыть. Затем опоку помещают в печь для обжига и сначала осторожно повышают температуру до плавления воска, а когда он весь вытечет, обжигают форму. Готовую форму помещают в центробежную заливочную машину, где она заполняется расплавленным металлом. Когда заливка окончена, форме дают остыть, вынимают ее и осторожно разбивают. Перед нами снова блок, но уже не восковой, а металлический. Детали отсоединяют от блока и с помощью золотого припоя монтируют из них металлический скелет изделия, на котором после шлифовки ставится клеймо государственной пробы. Проба показывает содержание в сплаве золота в тысячных долях: «583» или «750» (то есть 58,3 или 75,0 %). Затем вставляют камни. Теперь можно воочию убедиться, как идет бриллиантам серебристое обрамление. Часть изделий дополнительно обрабатывают — электрохимическим путем металл покрывают слоем родия толщиною в несколько десятых долей микрона. Родий, металл платиновой группы, отличается высокой стойкостью к износу и высокой отражающей способностью; 73—75 % видимого света отражается от родиевого покрытия, придавая ему ослепительный, этакий кричащий блеск. Но покупателям, в том числе зарубежным, это нравится. Что же, не будем спорить. Закончим нашу экскурсию на складе готовой продукции. В небольшой комнате из сейфа достают коробку с образцами ювелирных изделий, открывают. Невольно на мгновение хочется закрыть глаза. На темном фоне бархата якутские алмазы сверкают так, словно они сами — источник света. Потоки лучей отражаются от белого металла, возвращаются к камням, дробятся на гранях. И их живой и радостный блеск объединяет камни и металл в одно законченное целое — произведение современного ювелирного искусства. Уход за ювелирными изделиями из белого золота практически не отличается от ухода за обычным золотом. Напоминаем основные правила. Принимаясь за мытье полов, стирку, готоаку или мытье посуды, не забудьте снять с рук кольца и положить их туда, где их легко найти. Не стоит надевать ювелирные изделия, если кожа недавно «обработана» косметическими кремами или мазями. Некоторые виды косметики дают пятна на металле. Если на работе приходится иметь дело с химическими веществами, особенно с соединениями серы, оставьте кольца дома. Кстати, не следует брать ювелирные изделия и в бассейн: забудете снять, а повышенное содержание хлора в воде может вызвать коррозию металла, особенно в местах пайки. Следите за чистотой бриллиантов, да и других камней. Едва они начнут тускнеть, промойте их мягкой щеточкой с мылом, так чтобы грани стали совершенно чистыми. Тщательно ополосните водой и сразу же просушите фильтровальной бумагой или чистой тканью. Что делать с батарейками? Можно ли перезарядить батарейки типа «Марс», «Орион»? В. Г. Николаев, Новочеркасск Сухие марганцево-цинковые элементы, вообще-то, считаются одноразовыми. После полного разряжения их просто выбрасывают, и зарядить их снова нельзя. Если же батарейка разрядилась не полностью, то можно частично восстановить емкость, заряжая ее как аккумулятор. Для этого положительный контакт элемента соединяют с положительным выводом источника постоянного тока, а отрицательный — с отрицательным. Напряжение источника должно, конечно, быть больше номинального напряжения элемента. Для марганцево-цинко- вых источников — это 2—3 В. К источнику постоянного напряжения 6 В надо подключить батарею из трех последовательно соединенных заряжаемых элементов. Подзарядка продолжается 1 —3 часа. Подзаряжать марганцево-цинковые батарейки можно 5—10 раз. ЧИТАЯ ЗАБЫТЫЕ РЕЦЕПТЫ Деревянное масло — самый низкий сорт оливкового масла, негодный в пищу; использовался для масляных ламп. Известь венская — полировочный материал для чистки и полировки металлов; состоит главным образом из чистых окисей кальция и магния (около 70%); хорошая венская известь должна быть белого цвета, нежна на ощупь, без примесей твердых частиц песка, кремнезема, окисей алюминия и железа. Кассельская желть — краска; для ее получения сплавляют 10 частей свинцового сурика и одну часть нашатыря; остывшую массу растирают в порошок. Кремортартар —то же самое, что винный камень, кислая калиевая соль винной кислоты; применялась как слабительное средство. 4* 99
Еще 0 магнитной ленте (Окончание. Начало в № 9) Вот вопрос, который часто встречается в письмах: ...Помогите расшифровать надписи на продающихся в наших магазинах импортных кассетах. Что означают все эти LN, LH, VD—XL, SA и другие, а также EQ=l2Q\kS и BIAS normal? Все надписи на иностранных кассетах воспроизводить в журнале вряд ли целесообразно, потому что большинство этих надписей носит рекламный характер. Фирма совершенствует ленту (или делает вид, что совершенствует), и на этикетках появляются все новые и новые обозначения... Символы, несущие реальную информацию о ленте, расшифруем. Вот они: BIAS — подмагничивание; сигнал высокой, около 100 килогерц, частоты, добавляемый к полезному сигналу при записи для уменьшения искажений. Каждому типу лент нужен свой, определенный уровень подмагничивания: для лент типа 1 — BIAS normal — обычный; типа II — BIAS high — высокий; типа III — BIAS mid-high — средней величины; типа IV — metal-type BIAS (super-high) — сверхвысокий. Нужный уровень подмагничивания можно установить переключателем типов лент, если он есть на вашем магнитофоне. EQ — сокращение от equalization — выравнивание. Это характеристика параметров высокочастотной коррекции, которая необходима для компенсации потерь, неизбежно возникающих при воспроизведении, и обратна частоте, начиная с которой эта ИС/,\Ч 1',= ..VII коррекция работает. Она измеряется в микросекундах (u.S), и ее величина обычно указывается на упаковке ленты. Если же значение этой характеристики не указано, нужно иметь в виду, что для лент типов I и III эта величина обычно составляет 120 uS, а для лент типов II и IV — 70 uS. D, UD, AD, HD, OD — обозначения лент с расширенным динамическим диапазоном (разницей между тихими и громкими звуками) записываемых сигналов. LN, LH, UL, ULN, LN super- обозначения малошумящих и «сверхмалошумящих» лент разных фирм. XL, UD—XL, DX, SA—X — если в обозначении ленты есть буква X, то, как правило, лента изготовлена по особой «фирменной» технологии. High fidelity tape — лента «высокой достоверности воспроизведения сигналов*. Обычно — чисто рекламная надпись на кассетах среднего качества. SF (super ferric) — лента типа I, но с улучшенной структурой рабочего слоя. И такое письмо: ...Я столкнулся с таким явлением: ставлю на свой магнитофон чужие ленты — они не подходят. Зеук глухой, неестественный, в то время как свои записи звучат нормально. Помогите разобраться, в чем дело. На подобные вопросы трудно • ответить заочно. Причины могут быть разными. Скорее всего, в магнитофоне автора письма неточно установлена головка — ее рабочий зазор не перпендикулярен направлению движения ленты. В этом случае записи, сделанные на аппарате с правильно установленной головкой, звучат более глухо. Лучший способ разрешить эту проблему — показать магнитофон специалисту, чтобы он устранил дефект. Для того чтобы можно было слушать без искажений студийные записи, а также чтобы записи, сделанные на одном магнитофоне, подходили к другому, параметры записи и воспроизведения стандартизированы Международной электротехнической комиссией (IES). И последнее письмо: .„Уважаемый товарищ автор! В вашей статье ничего не сказано о ленте *феррум-иод» фирмы АГФА, которая появилась в магазинах. Хотелось бы знать, что зто за лента... На кассетах, и правда, написано «Fe I». Римскую цифру «I» и в самом деле легко перепутать с латинским обозначением элемента № 53, но читать это обозначение следует так: лента с рабочим слоем, приготовленным на основе y-FezO.j, тип один. Никакого иода в рабочий слой магнитных лент не добавляют — незачем. С лентами других типов путаницы не бывает — цифры II, III и IV на латинские буквы совсем не похожи. В заключение — три физико- химически обоснованных совета любителям магнитной записи. В кассетном магнитофоне ленту к головке прижимает фетровая подушечка на небольшой бронзовой рессоре, расположенная прямо в кассете. Элементарный механизм компакт-кассеты нуждается в уходе, как и всякий механизм. Хотите убедиться сами? Отодвиньте аккуратно ленту и рассмотрите подушечку кассеты, выдержавшей многократное проигрывание: она покрыта слоем осыпавшихся магнитных частиц. Возьмите за правило очищать подушечки кассет после каждых 20—30 проигрываний, и головки вашего магнитофона будут служить вдвое (!) дольше. Удобнее всего чистить фетровые подушечки компакт-кассет зубной щеткой с обрезанной на две трети щетиной. Если конструкция кассеты это позволяет, пружинку с подушечкой нужно предварительно извлечь. Если вы хотите переписать что-либо с одного магнитофона на другой, то лучше вести запись на магнитофоне более высокого класса независимо от того, на каком аппарате ее будут вос- п роизводить. П ри перезаписи уровень рекомендуется устанавливать несколько ниже номинального (по индикаторам — на 3 децибела). Таким способом, не меняя уровня шумов, можно уменьшить искажения. При движении по тракту магнитофона лента «сыплется», и отделившиеся твердые частицы рабочего слоя могут загрязнить, а со временем даже испортить не только головку, но и другие детали лентопротяжного механизма. Бывает, что загрязненная стирающая головка почти не стирает прежней записи, а неочищенный прижимной ролик 100
ДОМАШНИЕ ЗАБОТЫ наматывает на себя ленту, непоправимо портя ее. Чтобы избежать этих неприятностей, тщательно протирайте через каждые 15—20 часов работы части магнитофона, соприкасающиеся с лентой. Лучший инструмент для этого — ватный тампон, намотанный на спичку и смоченный этиловым спиртом (в крайнем случае, подойдет дешевый одеколон). Ацетон, бензин и Другие растворители ни в коем случае применять нельзя. Из всех «именных» блюд русской кухни, то есть названных по имени той или иной персоны, как, например, беф-строга- нов или пожарские котлеты, гурьевская каша едва ли не самое таинственное. Название слышали почти все, но многим ли доводилось ее пробовать? Начать с того, что это два похожих, но разных блюда; хотя и называются они одинаково, и готовят их из одного и того же набора продуктов. Нужно 100 г манной крупы, 50 г сливочного масла, пол-литра молока, столько же сливок, 400 г орехов (неважно каких — грецких, кедровых или фундука), 100 г цукатов, 150 г сахара, стандартный пакетик ванильного сахара и половинка лимона. Гурьевская каша бывает горячая или замороженная. В любом случае надо вскипятить молоко, всыпать в него манку, размешать и дать вскипеть несколько раз, чтобы крупа полностью разварилась, а каша загустела. Положите затем сливочное масло, 50 г сахара, щепотку соли, ванильный сахар, хорошо размешайте, плотно закройте и поставьте на водяной Сыне в средне нагретую духовку. Вместо молока можно взять поллитра сливок: получится вкусней. Тем временем приготовьте пенки: вылейте сливки в широкую плоскую кастрюлю и поставьте ее в ту же духовку. Как только на поверхности образуется румяная пенка, осторожно снимите ее шумовкой. Сливки же оставьте в духовке. И так до тех пор, пока все сливки не обратятся в пенки. Оставшийся на дне кастрюли густой осадок можно добавить в кашу. Пока доспевает каша и готовятся пенки, можно «окараме- лить» орехи. Часто этим нюансом пренебрегают и кладут в гурьевскую кашу свежие орехи. Это неправильно. Каша получается менее вкусной, а кроме того, приобретает неприятный сероватый оттенок. Очистив орехи от скорлупы и обдав кипятком, оставьте их под крышкой минут на 10— 15. Затем сняв также и кожицу и просушив ядрышки недолго на плите, раздробите их (кедровые дробить не надо). Сироп для карамели готовят из ста граммов сахарного песка, в который выжата половинка лимона. Поставьте сахар на огонь и помешивайте, пока он не превратится в густую темно-красную жидкость. Высыпьте в нее орехи, быстро размешайте вилкой (именно вилкой, чтобы не сильно взбить) и, выложив тотчас на тарелку, смазанную растительным маслом, остудите. Если вы остановились на горячей гурьевской каше, смажьте сливочным маслом форму, уложите на дно слой каши, слой пенок, слой орехов в карамели и нарезанных ломтиками цукатов. Потом опять слой каши, и так далее. Но сверху обязательно должна быть каша. Иногда советуют цукаты заменить вареньем. Делать этого не стоит. Варенье смешается с кашей и получится совсем не то. Верхний слой каши посыпьте сахарным песком и «заколеруй- те» его раскаленной лопаточкой так, чтобы получилась румяная корочка. Украсьте ее сверку цукатами и половинками орехов и подавайте — в горячем виде! — на стол как десерт. Не забудьте сервировать с кашей горячий сок или сироп из любых ягод или фруктов. Для замороженной гурьевской каши пенки, орехи и манная каша готовятся так же, как и для горячей. Но укладывать их слоями не надо. Пенки, цукаты нарежьте небольшими кусочками и вместе с орехами положите в манную кашу, пока она еще горячая, и тщательно перемешайте. Когда же все остынет, еше раз перемешайте и поставьте в морозильник. Замороженная гурьевская каша должна застыть, в самом деле как мороженое. Тогда ее подают на стол. ОТЧЕГО КОФЕ КИСЛИТ? Растворимый кофе из новой банки показался всем без исключения сотрудникам нашей • лаборатории чересчур кислым. Попробовали на лакмус (синяя бумага) воду — среда нормальная, а при проверке раствора кофе лакмус покраснел. Не попалась ли нам бракованная банка? Кофе куплен в конце марта, в Москве. На банке марки- ровка: 5—03— — Бражникова и др., Харьков Согласно стандарту рН растворимого кофе должен быть не ниже 4,7, то есть возможен отчетливый сдвиг реакции в кислую сторону. Что же касается нюансов вкуса, то они зависят от использованного сырья (при производстве растворимого кофе никакие вещества с выраженной кислотностью не применяются; здесь главный «работник» — пар). На Московском пищевом комбинате нам объяснили, что заинтересовавшая вас партия кофе приготовлена из зерен сорта «Джим- ма», полученного из Эфиопии; в нем чуть выше среднего содержание органических кислот. На питательность кофе и на содержание в нем кофеина это не влияет. Авторы выпуска: Г. А. БАЛУЕВА, В. И. ГЕЛЬГОР, А. П. ЕФРЕМОВ, А. М. СКУНДИН, С. И. ТИМАШЕВ 101
Спорт Ум есть — нужна сила Не вызывает сомнений, что сумма знаний человечества и интеллект среднестатистического человека возрастают от поколения к поколению. Сегодня квалифицированный рабочий знает никак не меньше, чем инженер начала века, а семиклассник, пожалуй, образованнее средневекового ученого. Очевидно также, что умственный труд довольно скоро окончательно вытеснит физический во всех сферах. И потому некоторые писатели-фантасты, убежденные в том, что в будущем людям физическая сила не понадобится, наделяют человека третьего тесячелетия огромным лбом (несомненный признак интеллекта) и хилым телом. Такая трансформация человеческого облика может показаться естественной, более того, ее следовало бы, наверное, учесть модельерам, обдумывающим моды следующего века, до наступления которого остаются считанные годы. Жизнь, однако, опровергает логику фантастов. Согласно данным массовых медицинских обследований, различные формы неврозов, психоэмоциональные перегрузки, неспособность адаптироваться к напряженному ритму труда, в том числе и умственного, встречаются у людей со слабым телосложением почти впятеро чаще, чем у обладателей хорошо развитой мускулатуры. Так ли уж это неожиданно? Еще два с половиной тысячелетия тому назад Гиппократ обнаружил связь между телосложением и психическими особенностями людей, которую и положил в основу учения о темпераментах. Он утверждал, что люди здоровые, физически сильные, уверенные в себе, пребывают обычно в хорошем расположении духа. Это сангвиники. Их антиподы — меланхолики по большей части отличаются не очень крепким здоровьем, тревожностью, чаще бывают в плохом настроении. Многие столетия учение Гиппократа о темпераментах остается в арсенале медиков, физиологов, психологов. В трудах И. П. Павлова, В. Д. Небылицына, П. В. Симонова оно получило дальнейшее развитие: вскрыты причины, по которым физическое состояние человека влияет на психическую деятельность, изучены механизмы взаимосвязи физического и духовного здоровья, короче говоря, известная сентенция «в здоровом теле — здоровый дух» зиждется теперь на прочном научном фундаменте. СВЕТ И ТЕНИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ЭМОЦИЙ По словам Энгельса, «люди привыкли объяснять свои действия из своего мышления, вместо того чтобы объяснять их из своих потребностей». В самом деле, и сложнейшие процессы в человеческом организме, и его связи с внешним миром проявляются в виде различных потребностей — осознанных или неосознанных. Но как мы каждый раз узнаем, приближаемся ли или, наоборот, удаляемся от их удовлетворения? Очень просто: как в детской игре «тепло—холодно». Только вместо подсказки эволюция создала механизм эмоций, работающий по вероятностному принципу. Вот как действует этот механизм, если следовать информационной теории эмоций, которую разработал член-корреспондент АН СССР П. В. Симонов.
Опыт индивидуума прогнозирует не только предмет, удовлетворяющий потребности (что необходимо получить), но и вероятность его получения (или же, наоборот, возможность избежать встречи с предметом, объектом, явлением, если они вредны, нежелательны для организма). Этот прогноз основан на сопоставлении информации о средствах, необходимых для удовлетворения потребности, и средствах, которыми человек реально располагает. Такая оценка может быть осознанной или неосознанной, а ее главным результатом становится эмоция — отрицательная или положительная. Есть определенная вероятность удовлетворить некую потребность. Если эта вероятность невелика, возникает отрицательная эмоция, которую человек, активно вмешиваясь в ситуацию (чтобы повысить вероятность), старается ослабить. Но вот вероятность удовлетворить потребность возрастает по сравнению с изначальным прогнозом. Это порождает положительную эмоцию, которую человек, естественно, стремится усилить — тоже своими действиями. Эмоции помогают нам правильно ориентироваться в различных жизненных коллизиях. И потому надо признать, что отрицательные эмоции не менее важны, чем положительные: и те и другие служат «вожжами», которые управляют организмом. Отрицательные эмоции — постоянно действующий физиологический механизм управления, без которого любая деятельность, в том числе и интеллектуальная, неэффективна. Они стимулируют умственную и двигательную активность, помогают действовать, избегать ошибок, находить выход в различных ситуациях. Следовательно, бояться их нет никаких оснований. Иное дело, когда жизнь непрерывно подкидывает одну за другой особо сильные отрицательные эмоции и в головном мозгу зарождается связанный с ними стойкий очаг застойного возбуждения, получивший название доминантного. Согласно учению академика А. А. Ухтомского, доминанта — господствующий в данный момент очаг возбуждения в центральной нервной системе, который, обладая повышенной чувствительностью к раздражениям, тормозит работу других нервных центров, дезорганизует регулирующее влияние нервной системы на все стороны деятельности организма, и прежде всего на самую тонко организованную сферу — психоэмоциональную. Возникает состояние психоэмоционального стресса, который сопровождается вегетативными и эндокринными нарушениями. В частности, разлаживается работа высшего центра вегетативной регуляции — гипоталамуса, ведающего сном, аппетитом, сосудистым тонусом, температурой тела, постоянством внутренней среды. Эндокринные железы начинают выбрасывать в кровь увеличенные порции кортнкосте- роидов и катехоламинов — изменяется кровяное давление, обмен веществ, работа мышц и коры головного мозга. Человек ощущает внутреннее напряжение, беспокойство, становится раздражительным или подавленным, у него ухудшается настроение, падает работоспособность. Врачи констатируют невроз. При более длительной и тяжелой дезорганизации нервной системы, более глубоких изменениях в вегетативной и эндокринной системах патологический процесс распространяется на внутренние органы. Речь идет уже о самых распространенных терапевтических заболеваниях, которые ныне все чаще относят к так называемым психосоматическим, подчеркивая тем самым, что в их основе лежит механизм невроза и стресса. Это гипертоническая и ишемическая болезни сердца, бронхиальная астма и сахарный диабет, тиреотоксикоз и язва желудка, ожире-
ние, дерматозы и даже злокачественные опухоли. Отрицательные эмоции, стрессы, неврозы, ваболевання внутренних органов... Не слишком ли далеко мы ушли от интеллекта и его связи с физическим здоровьем человека? ПОЧЕТНАЯ МИССИЯ МЫШЦ Нормальные эмоции. — и позитивные, и негативные — придают воображению живость, мыслям — полет, поисковой активности — неутомимость. Понятно, что все это способствует наибольшей производительности умственной работы, наиболее полному проявленю интеллектуальных возможностей человека. А доминанта, вызванная сильными отрицательными эмоциями, подобно аэростату заграждения, препятствует полету мысли. Переживания, связанные с чувством беспомощности, безысходности, безнадежности, одиночества, заставляют человека уйти в себя, «зациклиться» на своих несчастьях. Формально интеллект при этом сохраняется, но находится он как бы в глубоком сне и не может в полной мере раскрыться. Как выйти из такого печального состояния? Есть ли управа на доминантное состояние, вызываемое стрессогенным потоком отрицательных эмоций? Тут самое время поговорить о мышцах, которые всегда готовы прийти на выручку попавшему в беду интеллекту. Задача состоит лишь в том, чтобы воспользоваться их услугами. Человек, существо, как известно, биологическое, унаследовал от далеких предков неразрывную связь между сигналами-эмоциями и двигательной активностью, то есть работой мыщд. Именно поэтому в ответ на сильные отрицательные эмоции перестраиваются вегетативная и эндокринная системы. Когда-то такая перестройка помогала напасть на врага или спастись от него бегством, в общем тем илн иным путем изменить неблагоприятную ситуацию и таким образом удовлетворить некую потребность. Но у современного человека социальное доминирует над биологическим, он стреножен путами общепринятых норм поведения и потому, как правило, не может позволить себе дать выход двигательным компонентам ревкции на стресс. Таким образом, социально полезная неестественность поведения, нарушающая биологическую гармонию Психоэмоционального и физического, приводит к стрессам* неврозам и другим заболеваниям, отрицательно влияет на интеллектуальную деятельность. Коль скоро в стрессовых ситуациях мы не можем дать волю своим биологическим инстинктам, следует, наверное, подумать о другой возможности: сознательно ввести в обиход реабилитирующие психику мышечные нагрузки — сделать физические упражнения неотъемлемым элементом культуры современного человека. Каким же образом мышцы смогут выполнить столь почетную миссию? Головной мозг, как известно, ведает не только психоэмоциональной деятельностью, но и двигательной. Механизм профилактического и лечебного действия движений связан с тем, что во время энергичных и достаточно длительных мышечных сокращений в мозгу зарождается новый мощный очаг возбуждения. Бодрость, энергия, прилив сил, приятные эмоции, которые при этом ощущает человек, усиливают потенциал очага. От него возбуждение распространяется на соседние отделы головного мозга и подавляет застойные очаги, порожденные конфликтами, стрессами, сильными отрицательными эмоциями, разрушает их. Такой механизм срабатывает у всех. Однако не вызывает сомнений, что при прочих равных условиях у людей физически сильных, с хорошо развитой мускулатурой им- пульсация, поступающая в головной мозг при работе мышц, значительно сильнее, чем у слабых, физически неразвитых. Поэтому у сильного человека, как правило, хорошее самочувствие, ровное настроение, редки срывы, неврозы, связанные с ними заболевания. Напрашивается вывод: сильные, регулярно тренируемые мышцы — это тот самый резерв, который помогает человеку противостоять натиску нервных и психоэмоциональных перегрузок, сохранить здоровье и хорошее самочувствие, залог максимального раскрытия интеллекта и плодотворной умственной работы. Влияние крепких мышц на производительность умственного труда настолько очевидно, что некоторые американские фирмы стали платить надбавку к зарплате тем своим сотрудникам, которые регулярно занимаются физическими упражнениями, а деловые люди посреди рабочего дня делают перерывы для атлетической гимнастики. ЧЕМ ЗАНЯТ МОЗГ Итак, физические нагрузки для умственной работы полезны. Но сочетается ли физическое совершенство, мышечная сила с интеллектуальным совершенством или же между этими человеческими качествами существуют конкурентные отношения? Говорят же: сила есть — ума не надо. Есть пословица и порезче: сила — уму могила. Хорошо известные исторические примеры служат неплохим аргументом в защиту силы. Нет, она не хоронит ум. Иначе олимпийский чемпион по кулачному бою не стал бы великим математиком Пифагором, отличный борец и атлет Платон не оставил бы неизгладимого следа в философии. Кстати, и в преклонные годы он был не прочь поразмять старые кости в схватках с юными учениками, а при случае н намять им бока. Петр I, Ломоносов, Толстой, Павлов — эти гении обладали незаурядной физической силой. Байрон, 104
Лондон и Хемингуэй боксировали не хуже профессионалов, а Куприн был одним из сильнейших гиревиков и борцов Киева. По-видимому, примеров достаточно, хотя перечень выдающихся людей, обладавших незаурядной силой, высоко ценивших физические упражнения, можно продолжать и продолжать. Вернемся, однако, к физиологическим механизмам, которые связывают друг с другом столь противоречивые на первый взгляд человеческие качества — силу и ум. Мозг — орган мышления. И потому сложилось мнение, будто все его клетки занимаются этим деликатным делом. Между тем к умственной, работе имеют отношение не более 10 % нейронов мозга. Большая же часть остальных руководит движениями, деятельностью мышц. Понятно, сколь важно для «думающих» нервных клеток состояние прочих нейронов, которое зависит от афферентной импульсацни, поступающей из мыщц. Если лишить мозг хирургическим или фармакологическим путем периферической импульсацни, то вскоре все мыслительные процессы прекращаются и мозг погружается в глубокий сон. Следовательно, поступающие с периферии афферентные сигналы — необходимая предпосылка работы мозга, хотя этим их роль не ограничивается. Головной мозг — орган во многих отношениях своеобразный. Составляя по весу около 2 % человеческого тела, он расходует примерно 20 % потребляемого человеком кислорода, а напряженная умственная работа требует около четверти всех энергетических ресурсов организма. В общем, мышление — процесс отнюдь не эфемерный. В сущности, весь организм работает на мозговой трест, стараясь обеспечить его всем необходимым. Кровообращение, дыхание, работа органов выделения и мышц направлены на обеспечение нервных клеток питательными веществами и кислородом, на удаление шлаков и токсических веществ, на поддержание оптимального уровня гомеостаза и периферической нервной импульсацни. Казалось бы, при таком внимании всего организма мозговой трест должен работать, как заведенные часы — без малейших перебоев. Увы, даже незначительные отклонения биохимических или физиологических параметров разлаживают его работу. Простейший пример — утомление, которое испытывает каждый из нас при длительной (а иногда и не очень длительной) умственной работе или просто к концу дня. Что устает? Кости, мышцы, печень, сердце? Нет — мозг. Почему устает? Чуть снизился уровень глюкозы в крови, чуть меньше поступает кислорода, чуть хуже периферическая им- пульсация, чуть больше шлаков и токсических веществ в нейронах и синапсах, чуть изменился электролитный баланс, мизерные изменения в протоплазме. А результат? Резко падает продуктивность умственного труда. При более значительной нехватке кислорода (у альпинистов и водолазов) или глюкозы (у марафонцев и у далеких от спорта тучных людей, у больных диабетом), при ослабленной импульсацни (от наркоза, травмы, состояния аффекта), при избытке токсических веществ (алкоголь, токсины при инфекционных заболеваниях) или нарушениях обмена (болезнь Дауна, алькаптону- рия) способность к умственной работе падает иногда до нуля. Но это уже явная патология, а мы говорим об обычном утомлении. Впрочем, какое утомление можно считать обычным? Норма — если занятый умственным трудом человек полностью восстановился к следующему трудовому дню, сумел стряхнуть накопившуюся за неделю усталость к понедельнику, бодрым вернулся на работу после отпуска. Если же часов, дней и недель отдыха не хватает, значит, дело дошло до переутомления, значит, человек работал больше, чем позволяют ресурсы мозга, и при этом, как правило, использовал эти ресурсы не очень продуктивно. Переутомление в конечном счете ведет к разбалансировке слаженной работы организма. Возникает еще один порочный круг, ведущий к стрессу, неврозу, психосоматическим болезням, снижению интеллектуальных возможностей. О ГАРМОНИИ Есть немало способов профилактики утомления и переутомления — от пассивного отдыха до активной фармакотерапии. Но, на наш взгляд, один из лучших способов — физические упражнения. Мы уже говорили о том, что нмпульсация от мышц тонизирует клетки мозга и стимулирует в них метаболизм. В то же время эти сигналы, поступая в ретикулярную формацию ствола мозга, усиливают активирующее влияние на корковые нейроны, что значительно увеличивает их энергетический потенциал. Физические упражнения стимулируют работу эндокринных желез, а поступающие в кровь гормоны и медиаторы облегчают и ускоряют межнейронные взаимодействия. Тому же способствуют гуморальные сдвиги, обусловленные положительными эмоциями. Кроме того, при мышечных нагрузках благодаря усилению кровообращения и лимфообращения, дыхания, работы печени, почек и других органов улучшается трофика клеток мозга, ускоряется удаление из них шлаков и токсических веществ. Из всех этих причин вытекает важное следствие: сильные, мускулистые, тренированные люди обладают высокой умственной работоспособностью, быстрее восстанавливаются, меньше утомляются и в конечном счете больше успевают и успешнее выполняют задания. В художественной литературе, в кино распространен' странный штамп: школьник-отличник, хороший студент, многообещающий молодой ученый, как правило, худосочны, сутулы, физически немощны, близоруки. 105
Конечно, такое бывает, но этот штамп — бесспорная дань порочной сентенции «сила — уму могила». Как показали многочисленные исследования, проведенные и у нас, и за рубежом, лучше учатся все-таки физически крепкие и тренированные юноши н девушки, а мускулистые научные работники в большинстве своем работают продуктивнее хилых и узкогрудых. Впрочем, роль мышц в умственном труде не следует доводить до абсурда. Самая совершенная физическая тренировка не прибавит знаний и интеллекта, лучшие спортивные тренажеры не заменят книг. Без напряженного повседневного умственного труда нельзя рассчитывать на успех в интеллектуальной деятельности. И речь здесь идет лишь о физическом фундаменте интеллекта. Идеи гармоничного развития личности, гармонии физического и духовного, зародившись в античном мире, находят в наши дни строгое научное обоснование и подтверждение. Сотни миллионов жителей нашей планеты приобщаются к физической культуре и спорту. Надо думать, в XXI веке их будет еще больше. И еще больше будет выбор физических упражнений и спортивных занятий. А что избрать пока, если вы уверовали, наконец, в необходимость ежедневных мышечных нагрузок, их магическую роль в укреплении и поддержании интеллектуального тонуса? Можно бегать трусцой или заниматься ритмической гимнастикой, хорошо купаться в проруби и играть в теннис, много пользы от плавания в бассейне и ходьбы на лыжах. Но в первую очередь мы рекомендуем простые силовые упражнения. Почему? ДОСТОИНСТВА СИЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ Нам дорога каждая минута. А силовые нагрузки дают наибольшую нервную импульса- цию в единицу времени, быстрее любых других упражнений снимают психоэмоциональное напряжение и умственное утомление, включают вегетативные и эндокринные механизмы, восстанавливающие нервную систему. Для полноценной силовой тренировки достаточно 20 мин. Польза любого упражнения в значительной мере зависит от регулярности выполнения, поэтому оно должно быть предельно простым и доступным. Силовые упражнения легко делать дома до работы или после. Кроме гантелей и резинового амортизатора, ничего не нужно, а можно обойтись и без них. Силовая тренировка прекрасно сочетается с любыми другими упражнениями. Если выдастся свободное время, ее можно дополнить пробежкой, или лыжной прогулкой, или плаванием, или спортивной игрой. Если выбор сделан, приступайте к тренировке. Ум есть — нужна сила. Кандидат медицинских наук М. 3. ЗАЛЕССКИЙ Шестнадцать простых движений Перед вами — комплекс силовых упражнений, позволяющих снять усталость, поднять работоспособность. Внимание: прежде чем приступить к занятиям, посоветуйтесь с врачом! Общие рекомендации. Выполнять упражнения следует, в хорошо проветренном помещении. Следите за пульсом (он не должен превышать 120— 130 ударов в минуту) и дыханием (частота не выше 20— 22 вдохов — выдохов в минуту). Дышите равномерно, при максимальном усилии — с задержкой дыхания на половине выдоха. При появлении болей занятие немедленно прекратить. Инвентарь. Для нетренированных людей рекомендуются гантели весом 2,5—3 кг, постепенно вес можно довести до 5—7,5 кг. Люди физически сильные могут начинать с 5 кг, увеличивая вес до 10 кг и более. Первые недели тренировок пользуйтесь резиновым бинтом — амортизатором, не складывая его или складывая вдвое. В дальнейшем можно увеличить число слоев и добавить 2— 3 бинта. Методика. До силовой тренировки нужна короткая C— 5 мин) разминка: ходьба на ме^ сте, махи, наклоны, дыхательные упражнения. Для первых занятий из комплекса можно выбрать 5—6 упражнений по вкусу, а потом постепенно добавлять к ним остальные. Людям, недостаточно подготовленным, рекомендуется выполнять каждое упражнение 2—3 раза, делая между упражнениями паузы — с таким расчетом, чтобы на весь комплекс уходило 12—15 мин. Постепенно число повторов довести до 8— 10, а время до 15—20 мин. Если 8—10 повторов выполняются легко, можно увеличить вес гантелей на I —1,5 кг и добавить 1—2 слоя бинта, уменьшив поначалу число повторов. Нагрузку можно также повышать, регулируя скорость и амплитуду движений. Освоив весь комплекс, можно постепенно дополнять его и другими упражнениями, которые рекомендуются в руководствах !1ля самостоятельных занятий. 106
iSiijg ^t^^^
>vA£' ^vs •*<^ %»*>? M *> *. * -7 4 T А-Г - *- •V. "^ >«* .-•'» *: /- -*~ 4— ■-- |At И ^V ■8C * * * •••^-i*'-
Проблема палеовизита Кандидат философских наук В. В. РУБЦОВ, академик АН МССР А. Д. УРСУЛ К. Саган в одной из своих работ сформулировал ряд требований, которым, по его мнению, должно удовлетворять древнее сообщение о появлении внеземных существ, чтобы оно могло рассматриваться как убедительное свидетельство посещения Земли инопланетянами (текст записан вскоре после события и не успел подвергнуться искажениям, «естественно-внеземная» природа персонажей выступает в нем ясно и не затемнена чисто мифологическими мотивами, и т. п.). Однако, проанализировав описание, казалось бы, отвечающее этим требованиям (рассказ древневавилонской письменной традиции о* зарождении цивилизации шумеров благодаря небесным существам «апкаллу»), Саган вынужден был заключить, что и оно не вполне доказательно. Логично было бы в таком случае попытаться уточнить принятую систему критериев, но Саган пошел иным путем. По его мнению, убедить в реальности посещения может лишь обнаружение артефакта «явно внеземного происхождения». Логика исследования здесь отступает на задний план перед психологией отношения к исследованию: убедительным считается то доказательство, которое соответствует стандартам, принятым в сообществе ученых-естественников. Общий вывод Сагана с еще большей категоричностью повторил Ф. Дрейк. «Трудность состоит в том,— писал он,— что в обширной истории и мифологии Земли, несомненно, есть сообщения, которые по чистой случайности полностью совпадают с нашими предварительными представлениями о межзвездном визите. Следовательно, сообщение, совпадающее с такими представлениями, нельзя всерьез принимать за свидетельство межзвездного контакта». Поэтому, считает Дрейк, «необходимым и достаточным условием доказательства прямого контакта является неопровержимый артефакт». Но какой артефакт можно считать «неопровержимым»? По-видимому, это должен Из книги В. В. Рубцова и А. Д. Урсула «Проблема внеземных цивилизаций» (Кишинев, 1984). Перепечатывается с сокращениями. Ряд литературных ссылок опущен. быть материальный остаток внеземной экспедиции (прямой след палеовизита), который не требует ни реконструкции, ни длительного изучения и уже на этапе предварительного опознания наглядно демонстрирует свою искусственную — и внеземную — природу. Однако весьма вероятно, что сохранившиеся от посещения детали механизмов (либо даже целые приборы и устройства) будут к моменту их обнаружения заметно разрушены и этап реконструкции обойти не удастся. Результат же этого этапа (эмпирический факт истории, представляющий в данном случае модель исходного исторического объекта) по необходимости во многом гипотетичен. Кроме того, «узнать» даже хорошо сохранившееся искусственное устройство мы сможем лишь в том случае, если оно соответствует нашим представлениям о «конструкции вообще». «Неестественность» объекта сама по себе означает только то, что он не относится к известным естественным объектам. Устройство, для функций которого нет никаких аналогий в современной земной культуре, может явиться предметом дискуссии, но рассчитывать на его самодостаточность (в качестве однозначного свидетельства палеовизита) вряд ли приходится. Это видно даже по тем отдельным находкам в геологических пластах странных предметов, которые все же не рассматриваются пока серьезными исследователями как доказанные артефакты'. Разумеется, возможность обнаружения подлинно однозначного артефакта исключить нельзя. Таковым может стать, к примеру, «вымпел» с информацией о ВЦ (внеземной цивилизации.— Ред.), специально оставленный на Земле. Но подобная возможность остается именно возможностью, которая может в действительности и не реализоваться. Как заметил Ф. Дрейк, специально искать артефакт было бы бесполезно, остается надеяться лишь на его случайное обнаружение. В ситуации палеоконтакта есть, однако, обстоятельство, сильно облегчающее задачу. Нас интересуют не вообще знания ВЦ, а те знания, которые могли быть переданы землянам и, более того, могли быть в той или иной форме усвоены земной культурой. Таким образом, на неизвестный фактор (тезаурус ВЦ) накладывается, существенно его ограничивая, фактор известный (тезаурус «тогдашнего» земного общества). Понятно, что сведения, дублирующие знания землян, не вызвали бы изменений в земном тезаурусе (не говоря уже о нецелесообразности передачи таких знаний); и наоборот, слишком «новые», слишком необычные сведения были бы отвергнуты тезаурусом воспринимающей стороны. Например, нет оснований, по примеру Э. Томаса, приравнивать апории Зенона к положениям теории относительности Эйнштейна, а в пифагорейском учении о «музыке сфер» видеть предвосхищение радиоастрономии. Другую часть знаний ВЦ мы вряд ли 109
способны предсказать, rio знания из этой области мы вполне можем распознать, встретив их в памятниках земной культуры. То, что восприняли как осмысленную информацию наши предки, в принципе способны воспринять и мы; если же проверка этой информации средствами современной науки покажет ее истинность и тезаурус нащей цивилизации обогатится новым знанием, тем самым будет доказан и сверхвысокий уровень информации, дошедшей к нам из прошлого, а следовательно, и вероятность ее внеземного источника. Поскольку техника ВЦ, посетившей Землю, должна была подчиняться известным нам законам физики, механики и т. д., а кроме того, быть приспособленной к земным условиям, есть основания считать, что и внеземная техника в каких-то существенных чертах могла быть подобна земной. Однако полного (или очень близкого) сходства ожидать трудно — по той простой причине, что совершить межзвездный перелет и посетить Землю способна лишь КЦ (космическая цивилизация), далеко обогнавшая в своем развитии уровень современной земной техники. Отсюда вытекает критерий, четко сформулированный еще в 1965 г. авторами интересной статьи «Заметки неспециалистов о специальном предмете»: находка старинных изображений или описаний объектов, внешне совпадающих с сегодняшней космической или иной техникой (ракетами, скафандрами и т. п.), «говорит... как это ни парадоксально, против идеи пришельцев и требует иного объяснения»2. Скажем, если на картине итальянского художника Вентуры Салимбени «Диспут» A600 г.) мы видим предмет, в точности напоминающий первый советский спутник, то именно это поразительное сходство прежде всего и заставляет усомниться в справедливости такой интерпретации. Правда, этому критерию недостает, так сказать, количественной определенности. Все серьезные исследователи согласны с тем, что нельзя ожидать излишнего сходства между искомой внеземной и современной земной техникой; но какой мерой здесь руководствоваться и где граница, за которой начинается область «допустимого» сходства? Все это пока неясно. К примеру, К. Саган полагает, что пришельцы не могли использовать ракеты, аэродромы и ядерное оружие. Вероятно, с этим утверждением можно поспорить, однако аргументы в таком споре носили бы скорее интуитивный характер. Весь этот вопрос нуждается в конкретной разработке. За последнее время в поисках следов палеовизита получил распространение так называемый инженерный подход к памятникам прошлого. Предпринят уже целый ряд попыток восстановить образцы инопланетной техники, основываясь на древних текстах и изображениях. Так, английские исследователи Дж. Сэссун и Р. Дейл интерпретировали каббалистический текст книги «Зо- хар» (XIII в.) как описание машины по изготовлению «манны небесной» из хлореллы, австрийцы Ф. Эггер и К. Кеплингер по рисунку в рукописях майя построили модель мотора новой конструкции, а американский инженер, бывший сотрудник НАСА Й. Блум- рих, не только реконструировал летательный аппарат пришельцев, якобы описанный в книге пророка Иезекииля, но и запатентовал один из его конструктивных элементов. Сам по себе инженерный подход содержит рациональное зерно. Среди инопланетной техники вполне может оказаться такая, которую мы уже в состоянии понять, проанализировать и оценить, но которой мы еще не обладаем. Следовательно, если такие устройства отражены в текстах или изображениях, они в принципе могут быть опознаны как технические объекты и затем реконструированы. Существенно, что при этом становится возможным применение методов инженерно- технической экспертизы (физическое моделирование, расчеты эффективности конструкции и т. п.). Строгость этих методов повышает надежность идентификации. Эти же методы позволяют давать и общую оценку научно-технического уровня устройства. Явно «опережающий» характер устройства по сравнению с нынешней техникой будет говорить о доказательном соответствии объекта общему представлению о технике ВЦ. Другими словами, результат инженерной реконструкции в значительной мере говорит сам за себя, и переход к объяснению здесь заметно упрощается. Однако убедительность такой реконструкции сильно зависит от того, насколько «чиста» исходная информация, в какой мере отсеяны помехи трансляции и особенно помехи отражения. Хотя при инженерном подходе исторический источник функционально уподобляется чертежу или техническому описанию, содержательно он не может быть приравнен к ним: и отражение внеземной техники людьми прошлого явно не было бы адекватным, и язык библейского текста или наскального рисунка — это не формализованный язык технической документации, дающий инженеру полную и однозначно читаемую информацию. Таким образом, инженерный подход, претендующий на точность методов, в силу специфики исходного материала не может гарантировать полной точности и не закрыт для субъективных толкований. Лучшее тому свидетельство — наличие альтернативных реконструкций. Так, работе Блумриха предшествовал добрый десяток других технических интерпретаций «видения Иезекииля», причем все «реконструированные» аппараты существенно отличались друг от друга, одни и те же детали текста получали разное прочтение (например, «существа с четырьмя лицами и четырьмя крыльями» в одной интерпретации — инопланетяне, в другой — вертолеты, и т. д.). Пока мы не будем уверены, что реконструкция полностью соответствует данным источника и исключает 110
другие толкования, любой «реконструированный» объект, пусть даже сам по себе отмеченный техническим совершенством и новизной конструктивных решений, может считаться лишь удачным изобретением автора, для которого древний источник сыграл ту же роль, что и приснившиеся Августу Кекуле вертящиеся змеи в открытии циклической формулы бензола. Ориентация на поиски всего, что выпадает из культурно-исторического контекста, стихийно сложилась в работах сторонников гипотезы о пришельцах. Обобщая этот опыт, В. И. Авинский сформулировал так называемый технологический критерий: необходимо искать в прошлом «странные» элементы техники и технологии... явно не свой- ственные данной конкретной исторической эпохе, опередившие по своему уровню, так сказать, на несколько порядков потенции производственной базы того времени...» Другой критерий упоминался на Бюраканс- кой конференции по проблеме CETI: чтобы старинный текст или изображение стали свидетельствами посещения Земли инопланетянами, они должны содержать «нечто, чему подошло бы название «космический кенгуру»», т. е. такую «невероятную для нашей планеты деталь, прототип которой следует искать лишь в космосе» и которую наши предки не могли выдумать, опираясь на известные им земные реалии. Разумеется, задача не ограничивается простым установлением несоответствия данного исторического объекта земному эталону. Сами наши знания о земном прошлом —. система развивающаяся. Нередко новые данные (например, открытие «счетной машины» из Антикитеры, результаты исследований А. Маршака по доисторической астрономии, «расшифровка» Дж. Хокинсом Стоунхенджа и т. д.) существенно расширяют наши представления о знаниях, и возможностях людей прошлого, и то, что поначалу кажется аномальным, исторически неправомерным, находит затем свое место в уточненной картине истории человеческого общества. Вообще было бы рискованным оценивать аномальность на основе априорных представлений о том, что могли и чего не могли люди той эпохи. Приведем лишь один красноречивый пример. Свое название критерий «космического кенгуру» получил благодаря умозрительному рассуждению: не зная ничего о кенгуру, выдумать существо, которое носит детенышей в специальном мешке на брюхе, в принципе невозможно. Но у греческого писателя II в. н. э. Лукиана в фантастическом повествовании о жителях Луны читаем: «Живот служит селенитам вместо кармана... Он у них открывается и закрывается... так что их младенцы в холодные дни прячутся в него». Творческие возможности фантазии в этом случае, как и во многих других, были недооценены. Однако и противоположные (и столь же голословные) ссылки на «богатырский размах человеческого воображения» или аргументация ad hominem, вроде утверждений о том, что объяснение высоких достижений древних культур влиянием извне означает «полное неверие в силу человеческого разума», «лишает человечество его собственной истории» и т. п., также бездоказательны. Отдельные заслуживающие внимания и углубленного изучения источники найдены, однако, и на «полуинтуитивном» уровне в работах сторонников теории древних астронавтов и тех ученых, которые обратили внимание на проблему палеовизита в процессе своей «повседневной» научной деятельности. Наиболее перспективными из подобных источников нам представляются, в частности, странные металлические объекты, обнаруживаемые в геологических пластах3; ряд сведений из исторической традиции древнего Китая4; средневековые легенды о воздушной стране Магонии, посылающей свои корабли на Землю5; и наконец, неожиданно высокие астрономические знания африканского народа до- гонов. Культура догонов, обитающих преимущественно на территории республики Мали, не первое десятилетие является предметом пристального внимания этнографов. Живя в труднодоступном районе и активно сопротивляясь как исламизации со стороны мусульманских правителей древнего Мали, так и обращению в христианство со стороны французских колонизаторов, догоны до самого последнего времени сохраняли в относительно нетронутом виде многие свои верования и обычаи. С одной стороны, это позволяло вести полевые исследования в редких условиях гомогенности изучаемой культуры, с другой — создавало определенные трудности при контактах исследователей с догонами. В подобной ситуации спорадические экспедиции вообще вряд ли что-либо могли дать, и основной массив информации о духовной культуре догонов был получен и введен в научный оборот в результате многолетней систематической работы так называемых «миссий Гриоля», возглавлявшихся известным французским этнологом Марселем Гриолем. Эта работа была начата в 1931 г. и продолжалась в течение 25 лет (с перерывом, вызванным второй мировой войной) — до кончины М. Гриоля в 1956 г. Одним из наиболее важных следствий длительного общения французских исследователей с догонами явилось посвящение Гриоля в «ясное слово» — эзотерическую, скрытую от посторонних часть мировоззрения догонов. Содержание «ясного слова», включая и его астрономический аспект, отражено в ряде работ М. Гриоля и Ж. Дитерлен, прежде всего в статье «Суданская система Сириуса» и книге «Бледный лис»6. В представлении догонов Вселенная является «бесконечной, но измеримой», заполненной «спиральными звездными мирами» 111
(Йалу уло), в одном из которых находится Солнце. Этот мир можно наблюдать на небе в виде Млечного Пути. Большинство видимых на небосводе светил представляет «внешнюю» систему звезд, влияние которых на земную жизнь, по мнению догонов, относительно невелико. «Внутренняя» же система, «непосредственно участвующая в жизни и развитии людей на Земле», включает в себя созвездие Орион, Сириус, гамму Малого Пса («звезду Козьего Пастуха» — Энегерин толо), Процион (Тара толо), Плеяды и еще ряд звезд. Совокупность этих светил составляет «опору основы мира». Главную роль в ней играет Сириус, именуемый «пупом мира». Еще в 1950 г. М. Гриоль и Ж. Дитерлен в «Журнале Общества африканистов» обратили внимание на необычные представления догонов о Сириусе: эта звезда считается тройной, главный компонент именуется Сиги толо, а спутники его — По толо и Эмме йа толо, причем вокруг Эмме йа толо якобы вращаются еще два спутника — Ара толо и Йу толо. Весьма загадочен тот факт, что характеристики звезды По ни в чем существенном не отличаются от известных в настоящее время характеристик Сириуса В. Прежде всего, звезда По — белая, как зерно по (фонио). В святилищах догонов она символизируется очень белым камнем. Период обращения По толо вокруг Сиги толо составляет 50 лет (современные данные: 49,9 года). Эта звезда имеет небольшие размеры при огромном весе и плотности: «она — самая маленькая и самая тяжелая из всех звезд». Состоит она в основном из металла «сагала», «более блестящего, чем железо, и такого тяжелого, что все земные существа, объединившись, не смогли бы поднять и частицы». Именно По толо рассматривается догона- ми как «самая важная звезда», «символ происхождения Вселенной» и «центр звездного мира». С этой звездой непосредственно связаны космогонические представления догонов, на которых мы не имеем возможности остановиться. Но если тождество По толо и Сириуса В вряд ли можно подвергать сомнению, то с Эмме йа толо положение не столь просто. Современной астрономии второй спутник Сириуса неизвестен, хотя в течение последних десятилетий астрономы разных стран неоднократно высказывали предположение о существовании в этой системе еще одной звезды. Некоторые особенности системы Сириуса, действительно, говорят в пользу такой гипотезы, но наблюдениями она пока не подтверждена. Тем более интересно представление догонов о том, что Эмме йа толо вращается вокруг Сиги толо по более длинной траектории, чем звезда По,а период ее обращения составляет те же 50 лет. Звезда Эмме йа несколько больше, чем По толо, и в 4 раза легче. Указанный период обращения представляется сомнительным (так как более длинная траектория предполагает, вообще говоря, и больший период). Но интересна уже сама возможность всерьез спорить с цифрами мифологических представлений, не сомневаясь в принципиальной возможности описанного в них. Примечательно, что астрономические знания догонов представляют соб«ой достаточно стройную систему, содержащую помимо конкретных знаний о космосе и соответствующие теоретические понятия. Хотя в повседневной речи все небесные светила, помимо Солнца и Луны, именуются «толо», но, строго говоря, «толо» — это только звезды, планеты же называются «толо тана- зе» («звезды, которые движутся»). Спутники называются «толо гонозе» — «звезды, которые описывают круги». Нет сомнения, что речь идет о заимствовании, ибо уровень научно-технического развития догонов просто не позволил бы им узнать что-либо подобное без «помощи со стороны». Поскольку же трудно допустить возможность наличия таких знаний в древности, остается считать их источником современную европейскую цивилизацию. Однако и это предположение сталкивается со значительными трудностями.. Прежде всего, Сириус В был открыт в 1862 г., его необычно высокая плотность определена в 1915 г. Но знания о системе Смриуса лежат в основании вычисления периода, с которым отмечается Сиги — главный праздник догонов; ритуалы же последнего уходят в прошлое на 700 лет, а по некоторым данным — и на 1400. Кроме того, отнюдь не во всем знания догонов совпадают с современной астрономической картиной мира. В частности, наличие у Сириуса второго спутника — пока только гипотеза. Что же касается спутников Сириуса С- (по существу, планет), то о них наша астрономия тем более речи не ведет. Но даже совпадающие компоненты этих двух систем знания (Сириус В, его цвет, плотность, период обращения; спиральная форма Галактики и ее вращение, и др.) имеют в европейской науке относительно небольшой возраст (не более 120 лет). Между тем знания о космосе вполне органично входят в догонскую мифологию. Даже в своем эзотерическом варианте она вовсе не является систематическим курсом изложения научных взглядов на строение и эволюцию Вселенной. Это именно мифология, для которой характерен «архаизм, можно даже сказать рудиментарность, сохранившиеся до наших дней». Сомнительно, чтобы знания, настолько далекие от повседневной жизни догонов, могли быть ими освоены и введены в существовавшую у этого народа картину мира за несколько десятилетий. Возможность укоренения новой теории непосредственно связана с наличием ее предыдущего аналога, который она могла бы включить в себя как некоторый частный случай (пример — физические карти ны миры по Эйнштейну и по Ньютону) или от которого 112
она могла бы в крайнем случае непосредственно оттолкнуться (система Коперника и Птоломея). Но вряд ли эйнштейновская физика может включить в себя физику Аристотеля (или даже оттолкнуться от нее). Равным образом астрономии Галилея и Кеплера нечего делать с тотемизмом. Человек смотрит на естественный мир сквозь призму своего «искусственного» мира; уже поэтому крайне трудно перенести теорию, возникшую на почве развитого общества, в общество менее развитое. С другой стороны, по-видимому, возможно добиться ассимиляции иной, значительно более сложной картины мира в виде тайных знаний, существующих параллельно с примитивным (но также выполняющим определенные общекультурные функции) экзотерическим мировоззрением. Между обыденным мировоззрением догонов («гири со» — «слово лица») и «ясным словом» лежат две промежуточные ступени посвящения — «бенне со» и «боло со», что в какой-то мере смягчает, но отнюдь не ликвидирует разрыв между ними. Тайное знание остается тайным знанием — скорее «откровением», чем результатом поступательного развития познания; претендуя на истинность, оно одновременно как бы сторонится повседневности и не нуждается в экспериментальном подтверждении. И несмотря на свой «догматический» характер (а возможно, и благодаря ему), «ясное слово» сохраняет глубокий уровень понимания природной реальности. Итак, проблема не в том, что догоны знают о Сириусе столько, сколько мы, и больше, чем мы. Суть ее скорее в том, что «ясное слово» представляет собой картину мира, в рамках которой находят себе место такие понятия, как «символ», «пространство», «время», «Вселенная», «звезда», «планета», «спутник». Закономерны сомнения — насколько адекватно передана категориальная система «ясного слова» в работах французских этнологов? В пользу адекватности говорит прежде всего высокая репутация Марселя Гриоля и его сотрудников как полевых исследователей. В 1950 г., когда появилось первое развернутое сообщение об астрономических знаниях догонов, проблема палеовизита ни в научной, ни даже в популярной прессе еще не обсуждалась, что исключает возможность непроизвольного (либо намеренного) оформления получаемого фактологического материала под влиянием этой концепции. Современная астрономия и космология для французских этнологов также были незнакомыми областями: в беседе с Э. Герье Ж. Ди- терлен «подтвердила, что ни она, ни Марсель Гриоль ни в малейшей степени не верили астрономическим построениям догонов... пока один астроном не указал им на примечательность этой части догонской космогонии». ИСТОЧНИКИ 1. Corliss W. R. (Сотр.). Ancient Man: a Handbook of Puzzling Artifacts. Gien Arm, 1978, p. 651—657. 2. Андрйенко В. и др. Замггки иеспеща- л1ст1в про спешальний предмет.— Знания та праця (Ки?в), 1965, № 6, с. 6. 3. Rubcov V. VM Morozov Yu. N. Otkrice doktora Gurlta.— Poruke kroz vrijeme. Zagreb, 1981. 4. Лисевич И. С. Древние мифы глазами человека космической эры. Проблема поиска внеземных цивилизаций. М., 1981. 5. V i 1 i a r s N. d e. Le Comte de Gabalis ou Entre- tiens sur les Sciences Secrete. Paris, 1670: Ago- bardus. Liber tontra insulsam vulgi opinionem de grandine et tonitruis.— Migne J.-P. Patrologiae Latina, t. CIV. (Paris), 1851. 6. G r i a u 1 e M., D i e t e r I e n G. Un system souda- nais de Sirius.— Journal de la Societe des Afri- canistes, 1950, t. XX; Griaule M., Dieterlen G. Le Renard pale, t. I, fasc. I. Paris, 1965. В оформлении статьи использован один из наскальных рисунков, обнаруженных в Африке, на плато Тассилин-Аджер. Про догонов В астрономических познаниях догонов, содержащихся в их устном предании, так называемом «ясном слове», по-моему, ничего необычного нет. Выбор ими Сириуса в качестве «пупа мира» представляется не особенно удачным, так как это рядовая звезда, каких в нашей Галактике миллиарды. Спутник Сириуса — Сириус В не виден невооруженным глазом, это белый карлик, бывший когда-то настоящей звездой, и в космосе он отнюдь не уникален. Да и плотность вещества Сириуса В не столь уж и велика: крупинка величиной с зерно пшена весит около 10 килограммов. Существование третьей звезды в системе Сириуса подозревали с 30-х годов, когда в астрометрических измерениях были найдены указания на период 6,4 года. Но более точные измерения 1973 года свидетельствуют, что такого периода нет, как нет и третьей звезды в системе Сириуса. По-видимому, приводимые в отрывке о догонах сведения о строении системы Сириуса являются плодом творчества переводчиков с языка гур Гриоля и Дитерлен. По-моему, требуется немало фантазии, чтобы выражение «Иалу уло» африканского племени догонов перевести как «спиральные звездные миры». А вообще культ Сириуса зародился около 5000 лет назад в тогдашней столице древнего Египта Мемфисе: эта яркая звезда появлялась на утреннем небе в самом начале летнего паводка на Ниле, дававшем плодородие египетской земле. Это было замечено жрецами, которые использовали наблюдения Сириуса для предсказаний разлива Нила. Скорее всего, догоны, обитавшие не так далеко от верховьев Нила, восприняли культ Сириуса от древних египтян, а не от пришельцев с Сириуса, на что намекают авторы книги В. В. Рубцов и А. Д. Урсул. Доктор физико- математических наук В. И. СЛЫШ, Институт космических исследований АН СССР 113
Восприимчивый Георгий НИКОЛАЕВ 51 восприимчивый. Не то что некоторые. Н<\ пользы мне от этого мало, только вред. Сколько лет живу на свете, никак не могу привыкнуть. Чего со мной только не случалось... И все из-за вас, из-за людей. Началось это со мной в детстве, в возрасте счастливом, но незапоминаю- щемся. Именно по этой причине я не знаю, как все произошло в первый раз. Могу только предположить, что чем-то рассердил своих родителей: то ли улыбка им моя не понравилась, то ли орал долго, но кто-то из них сказал про меня что-то метафорическое. Любя, наверное, но сказал. Для вас это мелочь, а я... В общем, превратился я в нечто неопределенное. Наткнулись на меня люди уже в отроческом возрасте среди вторсырья. С ними я тогда плохо был знаком, но то, что они после себя оставляют, изучил досконально и судил о людях исключительно по отходам их цивилизации — метод, может быть, и странный, но в моем положении единственный. Как запомнился мне тот ясный солнечный день, когда судьба привела ко мне человека и заставила его об меня. споткнуться! Я ничего не понял, а человек разозлился, и его слова я запомнил, ибо они затронули дремавшую мою восприимчивость. — А-а, черт! — только и сказал он. Но этого было достаточно для того, чтобы в следующую секунду я стучал копытами по ржавым консервным банкам, игриво наставлял на него свои несовершеннолетние рожки и пронзительно повизгивал. Будь он покрепче, мы бы, возможно, поговорили и дело приняло бы другой оборот, но искушать судьбу он не стал и улегся прямо на мое место. Там я его и оставил пожинать плоды собственной вульгарности. Новое качество мне понравилось. Главное, я теперь знал, кто я есть. Помахивая хвостом, я отправился в большую жизнь. Молодой, я развлекался безыскусно. Резвость и оптимизм отличали меня в тот период жизни. Вы сами прекрасно можете представить себе, что я вытворял. Жизнь закрутила меня, завертела... Шарахались от меня люди направо и налево, веселился я вдоволь и, случалось, безобразничал. Обо мне говорили, меня знали и часто обращались ко мне или кого-нибудь ко мне посылали. Я как-то прикинул, что если направленных ко мне граждан поставить в одну очередь, то она бы опоясала земной шар по экватору и была бы самой интернациональной очередью в мире. В общем, пользовался я популярностью, не скрою. Но... Замучило меня как-то под Рождество одиночество и бесприютность— ада, сами понимаете, я не нашел. Чего только в этом мире не понастроили, а захудалый ад для бедного черта, пусть даже малогабаритный, сделать никто не додумался. Но есть еще на свете хорошие люди? Вызвали меня. Самым простым способом. Так раньше вызывали, когда телефона не было. И оказался я в устрашающем обличье посреди шестиугольника, нарисованного мелом на паркете. Передо мной человек: на полу растянулся и завывает. — Чего надо? — спрашиваю. Человек голову поднял, на меня уставился. — Душу,— говорит,— отдам, только отгадай шесть чисел из сорока девяти. А у самого зубы стучат, до того у меня вид замечательный. — Ладно,— говорю,— дай подумать. Душа мне его, конечно, ни к чему, да и просит он что-то непонятное. ^Но силу умственную я в себе чувствую: все могу. А взамен... Была у меня мечта. Хотелось мне стать полноправным членом общества. Надоело мне одиночество, оторванность от коллектива. Постеснялся я немного и говорю: — Отгадаю все, что хочешь, но за это ты меня Человеком назовешь, иначе не видать тебе шести чисел. Обрадовался он до слез и Человеком назвать поклялся. Потом у нас целый день на объяснения ушел. Хотя я и ум- 114
ный был, но с трудом понял, что ему от меня нужно. Еще один день я подшивки газет просматривал, необходимую информацию выискивал и сопоставлял до умопомрачения. Чего только ради Человека не сделаешь! На третий день вынес он вещи из квартиры, продал все, что мог, и купил симпатичные такие карточки. Два часа я их заполнял крестиками, а как заполнил, он их собрал, в газету завернул и убежал куда-то. Вообще говоря, он мной брезговал, все норовил в другую комнату уйти — мол, от запаха серы у него голова раскалывается. Как будто у меня не раскалывается. Но когда выи фал и мы с ним, он расчувствовался и обниматься полез. — Нет,— говорю,— ты меня Человеком назови. Он тогда выпрямился, грудь выпятил, в глаза мне посмотрел и обозвал с пафосом. Так начался мой новый период жизнедеятельности, к которому я стремился по бытовой своей неустроенности. Взял я себе фамилию Человеков, чтобы побочных эффектов не было, на работу устроился. День работаю, два работаю, долго работаю. Стал зарплату получать, пообвыкся, никаких особенных изменений за собой не замечаю. Разве только скажет кто-нибудь из сочувствия: — Что-то ты, Человеков, неважно выглядишь сегодня... Ну я и начинаю неважно выглядеть. А тут как всегда найдется заботливая душа и скажет: — Что-то у тебя, Человеков, вид больной и рожу перекосило... И так далее. В таких случаях я прямым ходом на кладбище бежал, оно рядом. Там у меня знакомый есть: я ему двадцать копеек, а он мне столько доброго здоровья пожелает, сколько я захочу. С производственной стороны я себя хорошо зарекомендовал и это мнение поддержать старался. Неровен час кто- нибудь погорячится и назовет безмозглым бараном — что тогда? И все бы у меня хорошо было, если бы моему начальнику пятьдесят лет не стукнуло. Собрались мы после работы. Скромно все так. Музыка играла, танцы начались. Ко мне Алла подходит, а мы с ней раньше здоровались только. — Вы, Человеков, на танец меня пригласить не хотите? — Хочу,— говорю. Ну и пригласил я ее на танец. Танцуем мы, а она большая такая, приятная. — А я и не знала, что вы нахальный, Человеков,— говорит она. И смеется. Я, понятное дело, стал нахальным. — А ты смелый,— говорит она,— я тебе, наверное, нравлюсь... И начинает она мне нравиться до невозможности. А тут еще сослуживец с девицей в парике мимо протанцовывает и женихом с невестой нас называет от зависти. Делать нечего. Поженились мы с Аллой. Вот тогда это и случилось. Расслабился я. Решил, что все продумал и предусмотрел. В самом деле, общественным транспортом я не пользовался: для меня это смертельно, того и гляди назовут как-нибудь. В магазины Аллу посылал, она у меня закаленная, ее так просто не изменишь. В общем, из кожи лез, чтобы не задели мою восприимчивость, но разве все предусмотришь... Помню: ночь, луна в окно светит, из форточки свежий воздух поступает, и жена меня нежно так по плечу гладит, почти спит уже, а все что-то шепчет, и вдруг превращаюсь я в лапушку-лапочку... Вспотел я весь от ужаса, пальцами пошевелить боюсь. Хорошо еще, что она заснула сразу и солнышком не назвала. Страшную я провел ночь. Нечеловеческую. А под утро она во сне разметалась на моей ладони и шепчет: — Человеков, Человеков, где ты... Опять стал Человековым. После этого случая я совершил непоправимую ошибку. Я стал на ночь затыкать уши ватой. Как-то утром меня за плечо трясут. Просыпаюсь — это жена моя, Алла, рот раскрывает, кричит вроде, а я не слышу ничего и смотрю на нее спросонья. Как дала она мне подушкой по уху, так из другого уха затычка и выпала. Хотел я пальцем ухо заткнуть, да уже поздно было. Что первое услышал, в то и превратился — в глухую тетерю. Понял я, что назад пути нет, и улетел в окно. Жизнь моя теперь конченая, если и обзовет кто, все равно не услышу. Оглохла моя восприимчивость. Наверное, это и к лучшему. Одно только меня смущает: охотничий сезон начинается. Может, уже стреляют, а я не слышу. 115
**'** ^.\ -$$ч -1 Нынешней осенью исполняется 150 лет со дня рождения Марка Твена, популярнейшего в нашей стране зарубежного писателя. На рубеже прошлого и нынешнего веков наука сделала колоссальный шаг вперед. Достижения в области физики, химии, биологии возбуждали всеобщий интерес, газеты и журналы писали об открытиях Менделеева, Рентгена, Кюри, Пастера, Мечникова... Твена всегда отличало обостренное внимание к окружающему миру. Мир науки и техники не стал исключением, хотя он и преломился в творчестве писателя неожиданным образом (вспомните хотя бы «Янки при дворе короля Артура»), А в 1905 г., за пять лет до смерти, Марк Твен написал фантастическую повесть «Три тысячи лет среди микробов». Много лет о ней ничего не было известно. Повесть была обнаружена в архиве писателя и опубликована в 60-х годах; на русском языке она не печаталась. Перед вами — фрагменты, требующие краткого пояснения. Герой и рассказчик повести — микроб холеры по имени Гек. ft\ В прежнем человеческом существовании он был математиком и жил в Америке. Маг хотел превратить его в птицу, но из-за недостаточно чистых реактивоа допустил просчет в эксперименте, в результате чего Гек стал микробом и поселился в теле старого бродяги по фамилии Блитцовский. Для микробов Блитцовский — такая же планета, как Земля для людей. Политическая карта мира Блитцовского так же пестра, .J как земная. Великая Сердечно-Сосудия посылает дары своей цивилизации отсталым народам, не требуя взамен ничего, кроме безоговорочного подчинения. В республике Скоробогатии, отторгающей земли у соседей под видом «великодушной ассимиляции», угадыватся родина Гека.» Впрочем, послушаем рассказчика. f
Литературные страницы Три тысячи лет среди микробов Перевод с микробского Марка ТВЕНА (...) В те дни, с какой стороны ни посмотри, я был устроен в жизни на зависть хорошо. Жил в сельской местности, в сонной деревушке неподалеку от столицы; соседями моими были бесхитростные крестьяне, чьи странные обычаи и еще более странный говор я с удовольствием изучал. В самой деревушке и в ее окрестностях жили миллиарды крестьян, но казалось, что их не так уж много и живут они очень разбросанно, потому что у микробов миллиард — сущая чепуха. Места здесь были чрезвычайно красивые и полезные для здоровья; куда ни глянь — перед тобой уходящие вдаль и скрывающиеся в дымке зеленые луга, сады и леса, пересеченные прозрачными реками, наполненные звоном птичьих голосов. Они простираются до самых уступов величественных гор, чьи суровые очертания изломанной линией вырисовываются на горизонте. Ясная, умиротворяющая панорама, всегда безоблачная и светлая, ибо на планете Блит- цовского не бывает ночи. То, что для человеческого глаза кромешная тьма, для микроба — полдень, волшебный, нежный, великолепный полдень. Миссия микроба сурова и безотлагательна, он редко спит, пока с годами его не одолеет усталость. А какой видится здешняя неприступная скала человеку? Для него она меньше бородавки. А здешние прозрачные сверкающие реки? Нити паутины, капилляры, которые можно рассмотреть только под микроскопом. А здешнее бездонное беспредельное небо — обитель грез? Для подслеповатых человеческих глаз его просто не существует. Для моего острого совершенного зрения весь этот необъятный простор полон жизни и энергичного движения, непрерывного движения. Ведь я вижу не только молекулы, составляющие все вокруг, но и атомы, составляющие молекулы, а человеческий глаз не различает их даже при помощи самого сильного микроскопа. Для человека атомы существуют лишь теоретически, он не может проверить факт их существования опытом. (...) Ничто не пребывает в покое — ни дерево, ни железо, ни вода, все движется, неистовствует, вращается, летит — днем и ночью, ночью и днем, неподвижности не существует, смерти не существует, все полно жизни — торжествующей, всеобъемлющей жизни, даже кости крестоносца, павшего под Иерусалимом восемь столетий тому назад. Понятия «растительный» не существует, все вокруг животного происхождения; каждый электрон — животное, каждая молекула — стадо животных, и все они имеют свое предназначение и душу, которую нужно спасти. Рай создан не только для человека, остальные божьи твари вовсе не должны пребывать в забвении. Бог дал каждому из них свое скромное предназначение, они выполнили его и не будут забыты, каждый будет вознагражден по заслугам. Человек, этот тщеславный спесивый пустослов, думает, будто он окажется в раю среди себе подобных. Его ждет разочарование. Пусть научится смирению. Если бы он не давал кров и хлеб презренным микробам и вечно гонимым бациллам, его незачем было бы сотворять. Это и есть его миссия, смысл его существования, так пусть делает свое дело и помалкивает. Три недели тому назад я и сам был человеком, думал и чувствовал, как человек. Но с тех пор прошло три тысячи лет, и я понял всю глупость человеческого существования. Мы живем, чтобы учиться, и счастлив мудрец, умеющий извлечь из учения пользу. Во всех микроскопических исследованиях мы имеем несомненное преимущество перед земными учеными. Как я уже указывал, мы видим невооруженным глазом то, чего не обнаружит ни один созданный человеком микроскоп, поэтому мы можем добыть фактические данные о явлениях, лишь теоретически известных земным ученым. И разумеется, мы знаем кое- что о том, что на Земле не известно даже теоретически. К примеру, на Земле не подозревают, что у каждого атома есть характер, свой собственный характер. Дело обстоит именно так. Некоторые молекулы камня испытывают отвращение к молекулам растения или другого существа и ни за что не хотят вступать с ними в связь. Но если бы они и захотели, им бы не позволили. Никто так не привередничает, выбирая окружение, как молекула. На молекулярном уровне кастам нет числа, даже Индия не идет с ними ни в какое сравнение. (...) Я часто вспоминаю разговор, который имел по этому поводу с одним из своих приятелей, известным ученым по имени Бблбгксв; чтобы не сломать язык, я называл его просто Бенджамин Франклин — звучит похоже, во всяком случае, когда произносит иностранец, оно звучит почти как «Франклин», если не как «Смит». (...) Франклин — микроб желтой лихорадки, но говорит на ломаном, дьявольски безграмотном щитовидно-дифтерийном диалекте, который я понимаю с трудом. 0\ если б он знал латынь, но, к сожалению, он ее не знает. Просто поразительно — эти бациллы признают только свой язык и избегают иностранных! 117
Я спросил: — Франклин, есть ли у растения в целом — у дерева, например,— чувства и симпатии, присущие именно дереву? — Конечно. — А бывают ли чувства, общие и для камней, и для лошадей, и для деревьев? — Да, чувства, вызываемые действием кислорода (...) Кислород — это темперамент, единственный его источник. Там, где мало кислорода, темперамент дремлет, где его больше, темперамент проявляется ярче, а там, где его еще больше, разгораются страсти, и с каждой добавкой все сильнее. Вы замечали, что некоторые растения держатся спокойно и миролюбиво? — Замечал. — Это все потому, что в них мало кислорода. Есть растения, в которых кислорода много, встречаются и такие, в которых кислорода больше, чем всего прочего. И вот результат: у розы очень мягкий характер, у крапивы — вспыльчивый, а у хрена просто необузданный. Или взять бацилл. Некоторые из них мягкосердечны; зто из-за нехватки кислорода. Зато микробы туберкулеза и тифа накачались кислородом по уши. Я и сам горяч, но, к чести моей будет сказано, не веду себя, как эти разбойники, и даже вне себя от гнева помню, что я джентльмен. Любопытные мы создания! Порою я спрашиваю себя: найдется ли среди нас хоть один, кому чужд самообман? Франклин верил в то, что он говорил. Однако всякий знает — стоит микробу желтой лихорадки разгорячиться, он один заменит толпу разбойников (...) Какой, однако, странный и любопытный факт — то, что ни один микроб на густонаселенной планете Блитцовского не считает себя вредоносным существом! Услышав такое, они бы очень удивились и почувствовали себя оскорбленными до глубины души. То, что знатные едят незнатных, считается в порядке вещей, так уж им судьбой предназначено, в этом нет ничего плохого, скажут они, ведь и простонародье, в свою очередь, кого-то ест, и это тоже не возбраняется; оба сословия питаются плотью и кровью Блитцовского, и это тоже справедливо, предназначено свыше и не считается за грех. Не ведая, что творят, они заражают Блитцовского болезнями, отравляют его и даже не догадываются об этом. Они не знают, что Блитцовский — животное, они принимают его за планету; для них он — скалы, земля, ландшафт, они считают, что он создан для них, микробов, они искренне восхищаются Блитцовским, пользуются им, возносят за него хвалу богу. И как же иначе? В противном случае они были бы недостойны тех милостей и щедрот, которыми их так щедро осыпали. Я не мог бы проникнуться этой мыслью так глубоко, если бы сам не был микробом, ведь раньше я и не задумывался над этой проблемой. Как мы похожи друг на друга! Все мы думаем только о себе, нам безразлично, счастливы другие или нет. В бытность свою человеком я всегда норовил захлопнуть дверь перед голодным микробом. Теперь я понимаю, каким я был эгоистом, теперь я устыдился бы такого поступка. И любой человек, верующий в бога, должен испытать такое чувство. Ну как не пожалеть микроба, он такой маленький, такой одинокий! И тем не менее в Америке ученые пытают их, выставляют на позор голыми перед женщинами на предметных стеклах микроскопов, выращивают микробов в питательной среде, чтоб потом мучить, и постоянно изыскивают новые способы их уничтожения. Франклин признает, что атом неразрушим, что он существовал и будет существовать вечно, но он полагает, что когда-нибудь все атомы покинут этот мир и продолжат свою жизнь в другом мире, более счастливом. Историк Толливер тоже полагает, что атом вечен, но, по его мнению, Блитцовский — единственный мир, в котором атом пребудет. Разумеется, Толливер считает, что и сама по себе планета Блитцовского — нечто вечное и неразрушимое, но мне-то лучше знать, иначе б я затосковал. Ведь у нашего Блитци вот-вот начнется белая горячка. Но это все чужие человеческие мысли, меня можно понять превратно — будто я не хочу, чтоб бродяга здравствовал. Что случится со мной, если он начнет разлагаться? Мои молекулы разбредутся во все стороны и заживут своей жизнью в сотнях растений и животных; каждая молекула унесет с собой свое особое восприятие мира, каждая будет довольна своим новым существованием, но что станется со мной? Я утрачу все чувства до последней частицы, как только закончится мой, вместе с Блитцовским, распад. Как я отныне буду думать, горевать или радоваться, надеяться, отчаиваться? Меня больше не будет. Я предамся мечтам и размышлениям, поселившись в каком-нибудь неведомом животном, скорее всего в кошке; мой кислород вскипит от злости в другом существе, возможно в крысе; мой водород унаследует еще одно дитя природы — лопух или капуста, и я подарю им свою улыбку и надежду на лучшее; скромная лесная фиалка, поглотив мою углекислоту (честолюбие),размечтается о броской красоте и славе — короче говоря, мои компоненты вызовут не меньше чувств, чем раньше, но я никогда об этом не узнаю, все будет для блага других, я же совсем выйду из игры. И постепенно, с течением времени я стану убывать — атом за атомом, молекула за молекулой, пока не исчезну вовсе; не сохранится ничего, что составляло мое «я». Это любопытно и впечатляюще: я жив, мои чувства сильны, но я так рассредоточен, что не сознаю, что жив. И в то же время я не мертв, никто не назовет меня мертвым, я где-то между жизнью и смертью. Подумать только — века, эры проплывут надо мной, прежде чем моя последняя косточка обратится в газ и унесется ветром. Интересно, каково это — беспомощно лежать так долго, невыносимо долго и видеть, как то, что было тобой, распадается и исчезает, одно за другим, словно затухающее пламя 118
свечей,— вот оно дрогнуло и погасло, и тогда сгустившийся мрак...— но нет, прочь, прочь ужасы, давайте думать о чем-нибудь веселом! Моему бродяге восемьдесят пять, есть основания надеяться, что он протянет еще лет десять — пятьсот тысяч лет по микробному исчислению времени. Да будет так! (...) Вскоре после появления на Блитцовском мне пришлось объяснять, из какой страны я прибыл. Это был очень деликатный вопрос. Разумеется, я мог, по обыкновению, сказать правду, но кто бы принял ее на веру? Можно бы выдать за правду и толковую ложь, но, назовись я американцем из рода колоссов, достающих головой звезды, меня тотчас бы упрятали в сумасшедший дом. На местном наречии холерный микроб называется «буилк», это эквивалентно латинскому «lextalionis», что означает — впрочем, я позабыл, что это означает, можно обойтись хорошим словом «буилк», его здесь произносят с уважением. Я обнаружил, что мои соседи никогда не видели выходцев из Главного Моляра и понятия не имеют, на каком языке там говорят. Главный Моляр — левый зуб мудрости Блитцовского. В дентине этого зуба есть чрезвычайно тонкие нервные волокна, которые расположены горизонтально и пересекают вертикальные толстые, как тростниковые заросли, волокна под прямым углом. Я соврал, что родом из одного из них — северо-западного. (...) В те дни жизнь улыбалась нам — и мне, и другим ребятам. Я говорю «ребятам», потому что мы все еще чувствовали себя ребятами и называли так друг друга по старой привычке, и это было естественно — мы и сами не заметили, как перешагнули мальчишеский рубеж. Десять лет мы проходили вместе курс наук. Мне было семьдесят восемь (по микробному исчислению), но выглядел я ничуть не старше, чем тридцать лет тому назад, когда впервые появился на Блитцовском; тогда мне было двадцать шесть — двадцать семь по человеческому исчислению. Возраст моих приятелей приближался к пятидесяти; по человеческим представлениям, им можно было дать лет двадцать пять — двадцать восемь. Десять прошедших лет сказались на их внешности, они постарели — это было видно с первого взгляда. Я же совсем не изменился за это время. Прошло тридцать лет, мне казалось, что я прожил здесь целую жизнь, но прошедшие годы не состарили меня внешне и на день. Я был молод душой и телом, сохранял юношескую подвижность и силу. Приятели диву давались, да и я тоже. Я много размышлял над этой загадкой. Может, во мне оставалось что-то человеческое? Я пробыл микробом почти целый человеческий день. А вдруг мое сознание вело отсчет по микробному времени, а тело — по человеческому? Я не мог ответить на этот вопрос, я ничего не знал наверняка и, будучи немного .легкомысленным от природы, довольствовался тем, что был счастлив. Приятели воздавали должное загадке моей затянувшейся молодости; как только иссякал источник научных головоломок, они неизменно возвращались к феномену моей молодости и обсуждали его заново. Они, конечно, хотели, чтобы я помог им разобраться в теории вопроса, и я жаждал помочь, ибо настоящий ученый скорей откажется от еды, чем от возможности порассуждать, но что-то меня удерживало. Если говорить начистоту, я как ученый должен был предоставить в их распоряжение все относящиеся к делу факты, которыми располагал, а следовательно, раскрыть секрет своего прежнего существования и сообщить им, ничего не утаивая, все подробности. Трудно преувеличить сложность ситуации. Я хотел, чтобы товарищи по-прежнему уважали меня, а гигантская ложь — не лучший способ сохранить уважение. (...) Приятели заподозрили что-то неладное. Почему я увиливаю от ответа, мямлю, пытаюсь перевести разговор на другое, как только заходит разговор о моей непреходящей молодости? Пошли шепотки. При моем появлении ни одно лицо не освещалось приветливой улыбкой. Там, где меня, бывало, ждала радостная встреча, мне лишь небрежно кивали; вскоре наша компания раскололась, разбрелась кто куда, и я пребывал в одиночестве и унынии. Раньше чувство радости не покидало меня, теперь я был постоянном в дурном расположении духа. Обстоятельства изменились, они требовали, чтобы изменился и я. Мне, их рабу, пришлось подчиниться. У меня была одна-единственная возможность вернуть любовь и доверие приятелей — пролить свет на предмет спора, откровенно рассказав им о своем прежнем человеческом существовании, и нести ответственность за последствия. Я целиком подчинил себя цели — найти лучший способ действий. Как быть: рассказать свою историю сразу всей компании или — это, пожалуй, умнее — опробовать ее на двух приятелях, обратить их, если удастся, на путь истины, а с их помощью убедить и остальных? После долгих размышлений я решил остановиться на втором варианте. Нас было двенадцать. Все, как говорится, из хороших семей. Мы не были ни знаменитостями, ни аристократами, но в нас текла кровь двенадцати великих семей — источника наследственной аристократии всех монархий на Блитцовском. Ни один из нас не имел в фамилии гласных, хотя благородное происхождение обязывало нас заслужить эти гласные, что было вовсе не обязательно для микробов более скромного происхождения. Гласными жаловали фаворитов из высшего света, как это водится при дворах, но менее родовитые микробы могли заслужить их личными доблестями, добиться интригами, подкупом и 119
так далее. Микробы жаждали мишуры и отличий, это было естественно и лиший раз доказывало, что разница между людьми и микробами лишь в размерах. Я не мог выговорить ни одного имени из-за отсутствия гласных, а приятели мучились с моим местным именем; оно было вымышленное, я хитроумно изобрел его сам во избежание неприятностей. Я назвался уроженцем Главного Моляра, а это была далекая и никому не известная страна, поэтому требовалось имя, внушающее доверие слушателям, экзотическое имя, приличествующее чужестранцу. Я придумал такое имя — смешение зулусского с тьерра- дель-фуэганским; оно состояло из трех клохтаний и одной отрыжки и было самым непроизносимым именем, которое я когда-либо слышал. Я и сам-то не мог выговорить его одинаково два раза подряд, а что до приятелей, так они бросили всякие попытки звать меня по имени; потом они стали пользоваться им как ругательством. Когда они попросили придумать для них что-нибудь полегче, я предложил им называть меня Геком, уменьшительным именем от моего американского Гексли. В благодарность приятели со своей стороны позволили и мне назвать их другими именами. Я предложил им на выбор сорок пять имен своих любимых литературных героев, и после долгих упражнений мы отобрали одиннадцать, которые они могли осилить с наименьшей опасностью сломать себе челюсть. (...) Но пока хватит об этом, пора вернуться к сути дела. Итак, я решил доверить свою тайну двум приятелям, а остальных пока оставить в неведении. Я выбрал Гулливера и Луи XIV. По ряду причин я бы отдал предпочтение Гаю Мэн нерингу и Давиду Копперфилду, если б мы жили в республике, но здесь приходилось соблюдать этикет и табель о рангах. В Гулливере была четверть молекулы королевской крови правящей династии Генри, хотя сами Генри об этом не подозревали, а если б и подозревали, то отнеслись бы к этому факту с полным безразличием, но Гулливер был к нему отнюдь не безразличен — он постоянно помнил о высоком родстве и напоминал об этом окружающим. Мне пришлось выбрать Гулливера и выбрать его первым. Вторым'должен был1 стать Луи XIV. Это было неизбежно, ибо и в нем текла голубая кровь — неважно в каком количестве. Разумеется, будь среди нас представитель клана Чумных бацилл... но его не было, так что и говорить об этом нечего. Лемюэль Гулливер работал продавцом в продовольственном магазине, а Луи XIV — фармацевтом в аптеке. Я пригласил обоих в свою скромную квартирку. Они явились вечером того дня, когда мы совершили замечательное открытие — обнаружили гигантскую окаменелую блоху или, точнее, кончик ее огромной лапы. Это был чудесный день, энтузиазм поиска сплотил нас, будто в добрые старые времена. День за днем я собирался позвать Лема и Луи, но каждый раз храбрость мне изменяла, а теперь я понял — обстановка благоприятная, и надо ковать железо, пока горячо. . — Ребята,— начал я,— хочу открыть вам свою тайну. Они глянули на меня с интересом, если не сказать с опаской. — Вы просили меня помочь с разгадкой таинственного феномена — непостижимого отсутствия у меня возрастных перемен, а я все время избегал этой темы, и-виной тому не моя несговорчивость, поверьте, а вполне разумная причина, которую я раскрою сегодня и попытаюсь убедить вас, что мое поведение было справедливо и оправданно. Глаза их засветились благодарностью, нашедшей выражение в сердечном: — Руку! Мы обменялись рукопожатиями. — Вы, наверное, заподозрили, будто я изобрел эликсир жизни и потому сохраняю молодость, не так ли? Приятели, поколебавшись, подтвердили мою догадку. По их признанию, этот вывод напрашивался сам собой, а все другие теории казались несостоятельными. Потом они процитировали мою фразу, о которой я давно позабыл; как-то я вскользь заметил, что эликсир жизни, возможно, будут получать из овец. — Дело в том,— сказал Луи, припомнивший мою фразу,— что ты сам подбросил нам эту идею, а когда ты замкнулся в себе, мы ухватились за нее и попытались добраться до твоего секрета. Одно время мы думали, что добились успеха: создали эликсир и испытали его на множестве дряблых бацилл, уже стоявших одной ногой в могиле. Первые результаты были потрясающие, эликсир удивительно быстро возвращал старых бедолаг к жизни; они посещали балы, занимались на трапециях, участвовали в состязаниях по бегу, позволяли себе всякие неуместные шалости, и это было самое смешное и жалкое зрелище столетия. Но вдруг ни с того ни с сего все эти психи сыграли в ящик. — Теперь вспоминаю! Стало быть, это вы получили знаменитый овечий эликсир, из-за которого одно время было столько шума? — Да,— сказал Лем Гулливер,—. и мы полагали, что ты сможешь усовершенствовать его состав, если захочешь нам помочь. Было обидно и горько сознавать, что ты бережешь эту великую тайну для себя, хотя, следуя благородным традициям науки, должен был открыть ее народу, не требуя взамен никакого вознаграждения. — Ребята,— сказал я,— прошу вас, ради старой дружбы поверьте мне на слово. Во-первых, я не открыл никакого эликсира жизни. Во-вторых, если б я его открыл, я бы отдал его бескорыстно для общего блага. Вы мне верите? —. Клянемся бородой Генриха Великого Восемьсот Шестьдесят Первого, мы верим тебе, 120
Гек, и верим с радостью,— вскричали приятели.— Руку! Мы обменялись рукопожатиями. — А теперь,— продолжал я,— прошу вас поверить и в том, что я сам не знаю секрета своей непреходящей юности. Сказал и сразу почувствовал, как между нами пробежал холодок. Приятели смотрели на меня в упор с грустью и укором, пока я не опустил глаза. Я все ждал и ждал, надеясь, что из великодушия они прервут тягостное молчание, но Лем и Луи как воды в рот набрали. Под конец я не выдержал и сказал: — Друзья, старые соратники, выслушайте меня и проявите доброту души. Вы не верите мне, но, клянусь честью, я сказал правду. А теперь хочу открыть вам тайну, как и обещал. Может быть, мой рассказ прольет свет на чудо моей непреходящей молодости, во всяком случае, я надеюсь. Полагаю, здесь и кроется разгадка, но я в этом не уверен: ученый не может принимать на веру то, что хоть и кажется правдоподобным, но не выдерживает последнего испытания, самого главного испытания — демонстрации. Начну свою исповедь с того, что раньше я не был холерным микробом. Как я и думал, они рты раскрыли от изумления. Отчужденность чуть уменьшилась, и это уже было хорошо. Да, мое признание смягчило напряженность. Оно, будто струя озона, освежило воздух. Еще бы! Такое признание способно вызвать интерес любого смертного. Невозможно представить, что подобное заявление, даже сделанное вскользь, не приковало бы к себе внимание ученых. Новое, неслыханное, таинственное привлекает всех, даже отъявленных тупиц. В старые времена тайна всегда была связана с поиском сокровищ. Моя тайна могла дать той сто очков вперед. Ученому не пристало выражать удивление, выказывать волнение, проявлять излишний пыл, он должен постоянно помнить о профессиональном достоинстве — это закон. Поэтому мои приятели взяли себя в руки и как могли скрывали свое нетерпение. Выдержав глубокомысленную паузу, как и подобает ученому, Луи приступил к делу, спросив нарочито спокойно: — Гек, как понимать твое заявление — в переносном смысле или в прямом, как научный факт? — Как научный факт. — Если ты не был холерным микробом, то кем же ты был? — Американцем. — Кем? — Американцем. — Это звучит как-то неопределенно. Мне непонятно. Что значит американец? — Человек. — Э...Э тоже непонятно. А ты, Лем, понимаешь? — Ничего, хоть убей,— с отчаянием в голосе ответил Лем. — Что такое человек? — продолжал допытываться Луи. — Существо, которое вам не известно. Человек живет на другой планете. — На другой! — На другой? — эхом отозвался Гулливер.— Что ты хочешь этим сказать? — То, что сказал. (...) Приятели уже несколько часов обсуждали мой фантастический вымысел; одни разделяли мнение Лема, другие — Луи, мое же — никто. Тем не менее все жаждали узнать подробности, и это меня вполне устраивало. Тут Лем Гулливер предложил новую идею. Я сел и выслушал его. Идея заключалась в организации компании по сбыту моей «Лжи». Лем так и выразился. По его словам, никто на Блит- цовском не смог бы конкурировать с такой компанией. Она поглотила бы все концерны на своих собственных условиях и монополизировала бы всю торговлю этим товаром. — Главное — правильно начать,— сказал Лем,— а там уж дело пойдет как по маслу. Прежде всего надо придумать название для компании, внушительное, впечатляющее название — ну, предлагайте! — Стандард Ойл,— сказал я. — Что это такое? — Колоссальная корпорация на Земле, самая богатая. — Идет! Нарекаем компанию Стандард Ойл. А теперь... — Гек! — прервал Лема Груд.— Такую ложь за один прием не сбудешь. Ни один народ не сможет проглотить ее целиком. — А кто говорил про один прием? В этом нет никакой нужды. Мы продадим ложь в рассрочку, и они купят ее частями — ровно столько, сколько смогут принять на веру за один раз. А в промежутках будут приходить в себя. — Меня это устраивает — выглядит солидно. А кто займется основанием предприятия? — Баттерс. — Этот дизентерийный микроб, спекулянт и биржевой игрок? — Да, он подходит: знает, как вести игру. 121
— Игру-то он знает,— заметил Дэйв Копперфилд.— А ты доверишь ему положить наши денежки в свой сейф? — Нет, будем держать их в печке и наймем двух пожарных, чтоб сменяли друг друга на вахте через четыре часа. — Тогда другое дело. А Баттерс не сочтет себя униженным? — Баттерсы не так устроены. Черт бы их подрал, они и впрямь задумали дело! В жизни не наблюдал подобного легкомыслия. За пять минут их можно втянуть в любую аферу. Эта идея вконец разорит меня. Я был в панике, и не без основания. Надо немедленно положить конец этой гибельной затее. Но как? Убеждением? И думать нечего! Убеждением золотые мечты из горячих голов не изгнать. Но есть другой способ — один-единственный — проникнуться этой идеей и превозносить ее до небес. Мой ум работал лихорадочно быстро, на полную катушку. Слышно было, как в голове одна за другой прокручиваются мысли. Я отклонял идею за идеей — все не то. А время летело... Наконец, в самый критический момент меня осенило, и я понял, что спасен. Смятение, тревогу, ужас как рукой сняло. — Ребята,— спокойно начал я. Тут я сделал паузу. Это лучший способ привлечь к себе внимание шумной и возбужденной компании молодежи. Начните говорить и сделайте паузу. Они это тотчас заметят, хотя и пропустили ваши слова мимо ушей. Болтовня стихает, все взоры устремляются к вам — внимательные, вопрошающие. Вы предоставляете им возможность созерцать вас секунд восемь, а то и девять, напустив на себя вид человека, витающего в облаках. Потом, будто очнувшись, вы слегка вздрагиваете, а это еще больше возбуждает их аппетит; у них уже слюнки текут от нетерпения. И вот тогда вы говорите безразличным тоном: — Ну что, пошли по домам? Который час? Теперь все козыри у вас на руках. Они разочарованы. Они чувствуют, что вы чуть было не сказали нечто важное, а теперь пытаетесь утаить это от них — из осторожности, не иначе. Они, естественно, алчут узнать, о чем вы умолчали. Да так, ерунда, ничего особенного, небрежно говорите вы. Но они уже вознамерились вызнать все во что бы то ни стало. Они настаивают, они упорствуют, они говорят, что шагу не сделают, пока вы им все не выложите. Вот теперь порядок. Вы целиком завладели их вниманием, вы возбуждаете их любопытство и симпатию. Теперь они проглотят что угодно. Можно начинать, что я и сделал, заявив: — Все это несущественно, но если хотите слушать — пожалуйста. Только чур не винить меня, если вам будет неинтересно. Я уже предупреждал, что это несущественно. По крайней мере, сейчас. — Что ты подразумеваешь под этим сейчас! — поинтересовался Дэйв Копперфилд. — А то, что я предложил бы нечто интересное, если бы... В общем, речь идет об идее, которая пришла мне в голову сегодня, по пути сюда. Я было загорелся, подумал: может, нам удастся наскрести небольшой капиталец, и, признаюсь, идея показалась мне очень заманчивой. Но теперь это не важно, никакой спешки нет, никто, кроме меня, его не отыщет, десять лет будут искать — не найдут, так что можно не беспокоиться — никуда оно не денется. А года эдак через два-три, когда Стандарт Ойл будет крепко стоять на ногах, мы... Ну до чего же хорошее название! Оно даст компании ход, вот увидите! Не имей мы ничего больше, одно название может гарантировать успех. Я совершенно уверен, что года через три, от силы через четыре Стан да рд Ойл... — К черту Стандард Ойл, не отвлекайся,— вспылил Лем Гулливер.— Что у тебя за идея? — Вот именно,— дружно поддержали его остальные,— выкладывай свою идею, Гек! — Я вовсе не против того, чтобы рассказать, тем более что никуда оно не денется, годы пролежит, и никто не узнает, где оно находится. А что касается тайны, то золото хорошо тем... — Золото!— хрипло вскричали они, задохнувшись от изумления, с алчным огнем в глазах.— Где оно? Скажи, где оно, хватит тянуть кота за хвост! — Друзья, успокойтесь, прошу вас, не горячитесь. Мы должны проявить благоразумие. Нельзя браться за все сразу. Уверяю вас: дело терпит. Давайте обождем — это самое разумное, а потом, через шесть-семь лет, когда Стандард Ойл... — Гром и молния! Стандарт Ойл обождет,— возмутилась вся компания.— Говори начистоту, Гек, где золото? — Ну, ладно,— сдался я,— если вы все единодушны в своем желании повременить со Стандард Ойл, пока мы... — Да* да, согласны, полностью согласны позабыть об этой затее, пока не сорвем куш, и ты сам дай слово. А сейчас рассказывай, да без утайки! — Хорошо, я изложу вам суть дела, думаю, оно вас заинтересует. Я взял с них обязательство хранить тайну, обставив эту церемонию с подобающей торжественностью, и рассказал им историю до того зажигательную, что у них глаза и зубы разгорелись. Приятели слушали меня с таким напряженным вниманием, что и дышать забывали. Я рассказал им, что Главный Моляр — лишь часть извивающейся цепи бурых скалистых гор-исполинов, протянувшейся бог знает как далеко, может быть, на тысячи миль. Сама горная порода 122
представляет собой конгломерат гранита, песчаника, полевого шпата, урановой смолки, ляпис-лазури, габитуса, футурум антиквариата философского камня, мыльного камня, точильного камня, базальта, каменной соли, английской соли и всевозможной другой руды, содержащей золото — россыпное или в материнской породе. Сама местность — пересеченная, труднопроходимая, необитаемая; на исследование одной сотни миль у меня ушло несколько месяцев, но я остался доволен тем, что увидел. Я отметил там одно перспективное место, где собирался заложить шахту; дело стало за деньгами. И вот теперь, полагаю, час пробил! — По душе ли вам такая затея? — Спрашиваешь! Еще бы! Итак, с этим было решено. Энтузиазм становился все горячее и горячее, пока не дошел до точки кипения. Стандард Ойл лопнула как мыльный пузырь. Мы разошлись по домам в приподнятом настроении. По правде говоря, я не знал, стоит эта затея чего-нибудь или нет. Но тем не менее я питал самые радужные надежды. Я сопоставил кое-какие факты и сделал заключение. Блитцовский, несомненно, знавал лучшие дни, потому что имел обыкновение обращаться к дантисту. Из людей, потерпевших финансовый крах, лишь те, кто имел в прошлом большие деньги и высокое положение, могли позволить себе такую расточительность. Я был доволен тем, как провел эту игру. Люди, загоревшиеся грандиозной идеей, цинично и холодно встретят всякое новое предложение, если их умоляют обратить на него внимание. Но когда предложение делается с безразличным видом и как бы нехотя, их любопытство распаляется, и они сами умоляют открыть им это новое (...) Шахта понадобилась мне в критической ситуации, я выдумал ее, чтобы заполнить брешь, но теперь, когда моя выдумка привела приятелей в сумасшедший восторг, надо было либо защищать золотоносную шахту, либо выдумывать взамен что-то еще более красочное и богатое. Я перебрал множество вариантов — шахта по добыче изумрудов, опалов, бриллиантов, ~ но отверг их один за другим: планета Блитцовского навряд ли богата этими камнями. Пришлось вернуться к идее золотоносной шахты. Я стал уговаривать себя, что моя надежда не так уж бесплодна, и чем больше я обольщался этой надеждой, чем больше убеждал себя в ее разумности, тем менее иллюзорной она мне казалась. Только так и надо обращаться с надеждой, ибо она схожа с растением: стоит любовно разрыхлить и полить землю, и оно даст три всхода там, где раньше не было ни одного. Конечно, когда сажать нечего, дело идет медленно и трудно, но если есть семечко — неважно какое, любое подойдет,— дело продвигается быстро. Я нашел семечко. Во сне. Я посадил его. Сон привиделся мне вовремя. Я верю в кое-что увиденное во сне. Иногда. А в этот сон не поверил, потому что не знал тогда, на что он может сгодиться. Сон, приснившийся лишь однажды, чаще всего пустяк, лишенный всякого смысла, но повторяющийся сон — это совсем другое, он обычно приходит неспроста. Мне снился именно такой сон. Удивляюсь, как я раньше до этого не додумался. Сон был прекрасный и очень складный. Сначала мне снилось, что я терпеливо прогрызаю себе путь в длиннющем тонком нерве нижнего коренного зуба Блитцовского. Я чувствовал, как исполин раскачивался от боли. Это продолжалось несколько недель, пока наконец я не обнаружил огромную впадину — впечатляющую, грандиозную впадину, окруженную отвесными скалами- стенами; освещенные матовым светом вечных сумерек, они уходили вершинами далеко- далеко в густой мрак: в это время рот Блитцовского был закрыт. Вскоре я снова увидел тот же сон, но на этот раз впадина была заполнена — Блитцовский . побывал у дантиста, порожденного моей фантазией. Через некоторое время я опять увидел этот сон. Мне снилось, что порода, заполнявшая впадину, прозрачна. В ней ясно различались три пласта, каждый примерно в треть мили толщиной (по микробной шкале мер). Верхний слой был сизого цвета, средний — цвета окисленного серебра, а нижний —- желтый. Я вызвал в памяти все три сна и принялся их анализировать. Сначала меня одолевали сомнения, но терпеливый и упорный труд не пропал даром. И когда пришло время собирать урожай, он оказался хорошим. Я был на грани экстаза. Шахта существовала — пусть иллюзорная, весьма иллюзорная, но все-таки она существовала! Я видел ее так отчетливо, будто она была перед глазами: верхний слой в треть мили толщиной — цемент, средний слой — амальгама, нижний слой — золото, хорошее, чистое, высокопробное золото, двадцать три карата! А запасы... Шутки ради я попробовал прикинуть запасы. Вскоре громада цифр целиком завладела моим воображением. Как это было естественно — вот она, наша природа! Я занялся подсчетом запасов шутки ради, но минут через пятнадцать с головой ушел в работу. Это тоже вполне естественно. Я был так поглощен подсчетом, что незаметно для меня сквозь призму моего воображения иллюзорное золото превращалось в чистый металл и мечта становилась реальностью. По крайней мере, я обретал уверенность, а уверенность легко переходит в твердое убеждение. Так я пришел к твердому убеждению, что мой сон — честное и совершенно достоверное отображение существующей реальности. Я отбросил все сомнения, которые закрадывались в душу, я свято верил в то, что сказочное сокровище, погребенное в основании зуба Блитцовского, ждет нас! От уверенности до твердого убеждения всего один шаг, и я сделал с 123
его очень легко. А сделав, я был готов сказать любому: «Это не просто предположение, я знаю, что там есть золото». Все устроены на один лад. А будь мы совершеннее, то ни у кого не вызывали бы интереса. При самом придирчивом, точном подсчете выходило, что золота в шахте с половину земной дробинки, не меньше. Колоссальное, немыслимое количество, от которого перехватывало дух! Оно существовало, воплощенное в многозначном числе,— от этого уже не отмахнешься. С чем я мог сравнить удивительное месторождение? С Клондайком? Такое сравнение вызывало улыбку. Клондайк рядом с ним был все равно что денежный ящик уличного торговца. Может быть с гигантским рудным столбом? Давайте подумаем. Гигантский рудный столб был обнаружен в Неваде за семь лет до моего появления на свет — огромное тело богатейшей серебряной руды, равного которому не было в мире. Его открыли два рабочих-поденщика; они тайком сговорились с трактирщиком и маклером, купили за бесценок землю и через неделю-другую стали мультимиллионерами. Но и гигантский рудный столб казался сущей мелочью, безделкой по сравнению с бесценным сокровищем, запрятанным в глубине зуба Блитцовского. Крупица золота ценой в две тысячи слэш* различима под земным микроскопом лишь при увеличении в тысячу семьсот пятьдесят шесть раз. Пусть кто-нибудь другой, если есть охота, подсчитает, сколько стоил зуб Блитцовского, я уже устал. От этого неслыханного богатства у меня кружилась голова, я был словно пьяный — пьяный от счастья. Никогда раньше у меня не было мало-мальски приличной суммы, я не представлял, что делать с такими деньгами, и потерял голову — на несколько минут. Прежде я не был алчным, но теперь я алкал. Какая неожиданная перемена произошла со мной! Да, мы и впрямь странно устроены. А что скажут приятели, когда я сообщу им эту новость? Что они почувствуют, когда опомнятся от потрясения и ^поймут, какое баснословное богатство им привалило? Вот именно, что они почувствуют, когда сообразят, что не могут истратить свой годовой доход, даже если наймут в помощники всю императорскую семью! Мне не терпелось поскорее созвать приятелей и преподнести им потрясающее известие. Я потянулся к телефону. — Погоди,— услышал я внутренний голос,— не делай опрометчивого шага, подумай! Я подчинился таинственному импульсу и стал размышлять. Я напряженно думал целый час. Потом вздохнул и сказал себе: «Да, так будет по совести, ведь это я обнаружил шахту, если бы не я, ее б никто никогда не отыскал. Когда они получат по одной двенадцатой от общей суммы, а я — ни на бэш** больше, будет ли это справедливо? Я думал, думал и решил, что мне причитается половина, а другую половину пусть они поделят между собой. Это решение показалось мне справедливым, я почувствовал удовлетворение. Я опять протянул руку к телефону и... Таинственный внутренний голос снова остановил меня. Я раздумывал еще час. Они, конечно, не сумеют распорядиться такими деньгами — это невозможно. Хватит с них и трети, с их-то скромными запросами и непривычностью к... Я потянулся к телефону. После долгого глубокого раздумья я понял, что им не под силу разумно распорядиться и четвертью такой фантастической суммы. Пожалуй, даже десятой частью. Ведь сорви они такой куш, как одна десятая, коварный, ядовитый дух спекуляции наверняка растлит их, разложит морально. По какому же праву я искушаю молодых и неопыт... Нет, нет и еще раз нет! Я не могу пойти на такое предательство! Я не сомкну глаз, если стану виновником их морального падения! Сама мысль об этом больше, чем я в состоянии... Итак, решено: для их же блага я возьму все золото себе. Тогда им ничто не будет угрожать, и мысль о том, что я сохранил в чистоте их души, будет мне достойной наградой, и нет награды приятнее и выше. Но я не хочу лишать их доли в привалившем мне богатстве. Они получат часть амальгамы. Они отработают оба пласта и получат часть амальгамы в награду за свой труд. Я еще подумаю, какую часть им выделить. К тому же они могут взять себе весь цемент. И я пошел спать. Перевела с английского Людмила БИНДЕМАН * Единица денежного обращения на Блитцовском. Меновая стоимость — 100 000 долларов.— Прим. перев. ** Единица денежного обращения на Блитцовском. 1/10 цента.— Прим. перев. 124
Короткие заметки Не только С02 Может ли человек управлять погодой, если еще далеко не всегда способен точно предсказать ее изменения? В какой-то мере может — уже сейчас удается предотвращать выпадение града, рассеивать туман и даже искусственно создавать облака. Правда, людям еще не под силу предотвращать крупномасштабные стихийные бедствия вроде ураганов, однако ученые считают, что со временем и эти грозные явления природы окажутся под контролем. Может показаться, что если так непросто управлять погодой, то воздействовать на климат всей нашей планеты и вовсе невероятно сложная задача. Тем не менее именно к этому результату медленно, но верно ведет вся деятельность человеческой цивилизации. С созданием обширных водохранилищ изменяется водный и тепловой режим целых регионов; вырубаются леса — и изменяются пути движения воздушных масс. И, главное, в земную атмосферу непрерывно и во все возрастающих количествах поступает углекислый газ, образующийся при сжигании нефти, угля и природного газа. Атмосфера Земли содержит очень мало С02 — всего около 0,03 %. Но именно эта небольшая добавка- выполняет очень важную роль регулятора теплового баланса Земли, задерживая значительную часть тепла, поступающего от Солнца, подобно стеклам парника. Достаточно лишь немного повысить содержание углекислого газа в атмосфере, и в результате усиления парникового эффекта температура планеты существенно возрастет, вследствие чего изменится и климат. Конечно, углекислый газ связывается зелеными растениями, морскими организмами. Но таким путем из атмосферы сейчас удаляется не более 50 % поступающего антропогенного углекислого газа. В результате за последнее столетие средняя температура воздуха северного полушария возросла на 0,5 °С. По-видимому, с развитием атомной энергетики загрязнение атмосферы С02 будет уменьшаться. Однако, как сообщает журнал «Метеорология и гидрогеология» A984, № 6, с. 117), на смену углекислому газу теперь идут фреоны — фторированные углеводороды, используемые для наполнения холодильников и аэрозольных упаковок. Они выбрасываются в атмосферу во все возрастающих количествах и тоже способствуют возникновению парникового эффекта. Так что пока приходится думать не столько о том, как управлять климатом, сколько о том, как не оказывать на него нежелательных воздействий. Г. АНДРЕЕВА Примите душ, пройдем в виварий... На самом деле после душа надо еще надеть стерильную одежду, натянуть стерильные бахилы и, может быть, прикрыть лицо респиратором. Только после этого разрешается войти в помещение, где содержат так называемых беспатогенных животных — морских свинок, кроликов и т. п., с которыми впоследствии будут работать биологи и врачи- экспериментаторы. И самих абсолютно не инфицированных животных, и всевозможное оборудование для их содержания предлагало на московской выставке «Здравоохранение-85» известное финское объединение «Орион», давно и плодотворно сотрудничающее с Советским Союзом. Как же содержат таких животных? Все, что попадает в изолятор, будь то подстилка, клетки или кормушки, проходит через автоклав; а если предмет слишком велик, то через тоннель, обработанный стерилизующим аэрозолем. Через такой же тоннель пропускают в специальных ящиках вновь прибывших животных, и после 'этого они уже не соприкасаются с обычным, нестерильным воздухом. Корм, само собой разумеется, тоже стерилен, равно как питьевая вода. Ну и, ко всему впридачу, предусмотрена мойка клеток щелочными и кислотными растворами в машинах наподобие посудомоечных. Долго? Долго. Недешево? Недешево. Но только при соблюдении таких строгих правил — пожалуй, не менее строгих, чем в производстве тончайших электронных приборов,— можно быть уверенным, что животные совершенно здоровы и у иих нет никакой инфекции. А если так, то на.будущие эксперименты не окажет побочного воздействия случайная микрофлора, которая есть всюду — в нас и вокруг нас. Конечно, немного жаль зверушек:. жизнь у них однообразная, хотя и сытая, и в общем-то недолгая. Но коль скоро наука о живом не может пока обойтись без вивариев, то пусть уж лучше они будут такими — чистыми, удобными, безукоризненными. О. ЛЕОНИДОВ 125
Короткие заметки Кушайте рыбку... Среди тех, кто придерживается той или иной диеты, есть немало больных, для которых не есть одно (чаще всего то, что кажется особенно вкусным) и потреблять в пищу другое (то, что кажется особенно неаппетитным) — печальная необходимость. Но и среди совершенно здоровых людей есть немало таких, кто добровольно придерживается той или иной диеты. То, что та или иная пища может либо вредить здоровью, либо его укреплять, было известно еще в древние времена, и в этом нет ничего удивительного. Ведь в состав пищи входят не только чисто питательные компоненты — белки, жиры и углеводы, но и многочисленные физиологически активные вещества. Современная же медицина вполне серьезно изучает связь между особенностями питания тех или иных групп населения земного шара и распространенностью среди них тех или иных болезней. Сообщение об одном из таких исследований недавно появилось в журнале «New English Journal of Medicine» A985, т. 312, с. 1205). Уже давно замечено, что среди эскимосов, потребляющих в день в среднем до 400 г рыбы, очень низка смертность от заболеваний сердечнососудистой системы. А сотрудники Лейденского университета, изучив статистику смертности от этих заболеваний среди различных групп населения Голландии за последние 20 лет, обнаружили, что смертность была существенно меньшей и среди европейцев, при прочих равных условиях потреблявших в пищу рыбу. Даже если человек съедал в день в среднем 30—40 г даров моря, то это вдвое снижало риск серьезно заболеть. Вероятно, что причина благотворного влияния рыбной диеты заключается в том, что морская живность содержит жир, богатый полиненасыщенными кислотами, снижающими содержание в крови холестерина, жирных кислот и липопротеинов низкой плотности — основных факторов риска. О пользе поли ненасыщенных кислот известно давно; однако оказалось, что и структура, и биологическое действие полиненасыщенных кислот рыбьего жира существенно отличаются от структуры и свойств полиненасыщенных кислот растительных жиров. Так что не огорчайтесь, попав в столовую или в ресторан в рыбный день: порция рыбы поможет вам сохранить здоровье. В. БАТРАКОВ
Короткие заметки Не каждому дано кричать Давным-давно известно: у одного голос за пять шагов не слышен, другой как гаркнет — посуда дребезжит. До сих пор в оценке этого человеческого свойства преобладали качественные характеристики типа «луженая глотка», однако требованиям современного точного знания они, увы, отвечали слабо. Между тем сведения о наших акустических возможностях попросту необходимы, к примеру, при выборе профессии. Судите сами: легко ли человеку с маломощным голосом работать актером, педагогом, наконец, прорабом на большой стройке? Дефекты ветхозаветных оценок голосовых данных может исправить количественный метод, разработанный ленинградскими акустиками совместно с коллегами из ГДР («Доклады АН СССР», 1985, т. 282, № 2, с. 453). Ученые измеряли и перепад давления в пищеводе, и звуковое давление, и многие другие величины, из которых выводились ключевые характеристики: коэффициент резерва голоса (КРГ), показывающий, во сколько раз испытуемый может превзойти рубеж 90 дБ, и относительная производительность голоса (ОПГ), характеризующая экономичность работы речевого anna?- рата. В результате красочные, но расплывчатые эпитеты заменяются точными цифрами, позволяющими отнести голос любого человека к одной из восьми групп, сочетаемых в типы «годен» для работы, требующей форсирования голоса, «условно годен» и «негоден». «Годными» по новой классификации считаются индивиды, способные без труда создавать звуковое давление с уровнем 90 дБ, а на самом деле и накричать покрепче (КРГ свыше 1,4). Из 350 добровольцев, обследованных авторами, выделялась и особая голосистая прослойка — владельцы неутомимого, хорошо поставленного голоса с КРГ, превышающим 2,5. Они же превосходили по ОПГ в 1,5 раза тех, у кого голос крепок, но не поставлен. В состав других групп попадали люди, чей голос сиповат, маломощен, беден модуляциями. Ценность исследования заключается, впрочем, не только в том, что оно позволяет четко классифицировать голоса, но и в том, что оно открывает возможность массового профориентационного обследования молодежи с помощью аппаратуры, серийно выпускаемой народными предприятиями ГДР. Представляете, хочет подросток стать учителем или, скажем, актером, а его прослушивают и советуют: займитесь-ка чем-нибудь другим — голос у вас слабоват... В. КОТЬ
oem, M. КОКОРИНУ, Москва: Среднее содержание золота в морской воде составляет 0,000004 г на тонну» в речной воде это содержание заведомо (и существенно) меньше. С. ПЕТРЕНКО, Кировоград: Взаимодействие карбонатов, в частности соды и поташа, с углеродом изучено очень давно, в этой реакции и в самом деле удается получить чистый щелочной металл; Марселей Бертло брал вместо угля алмаз и приходил к тому же результату. Р. Д. ИБАТУЛЛИНУ, Новосибирск: Хлор очень сильно пахнет, и люди с хорошим обонянием ощущают его запах в воде даже в тех случаях, когда концентрация не превышает допустимой нормы; впрочем, вы вправе обратиться для проверки в санэпидстанцию. Д. М. ТОКМАНУ, гор. Горький: Нижний предел температуры в жилых помещениях (не менее 18 °С, а в угловых комнатах не менее 20 °С) зафиксирован в Строительных нормах и правилах СНиП Н-Л-1-71, выполнение которых обязательно для всех проектных и строительных организаций. 3. В. КЛОЧКО, Изюм Харьковской обл.: Для окраски радиаторов отопления, труб и арматуры желательно использовать крем- нийорганические эмали, нанесенные по грунту в два слоя с промежуточной сушкой в течение двух часов. Ю. А. ЧИРКОВУ, пос. Северный Якутской АССР: Говорят, что если каждый раз заканчивать топку печи осиновыми дровами, то, поскольку осина горит не коптящим пламенем и не содержит смолистых веществ, печь будет очищаться от сажи; другой возможный способ — сжигать время от времени картофельные очистки. И. М. КАЗАКУ, Ленинград: Древесная зола — хорошее калийно- известково-фосфорное удобрение под картофель, овощи и цветы, на слабокислых и нейтральных почвах ее вносят около 200 г на квадратный метр. Л. А. МАКСИМОВОЙ, Куйбышевская обл.: При Нагревании водных растворов молочного сахара часть лактозы переходит в близкое по строению вещество — лактулозу, и такую лакто-лактулозную смесь применяют иногда в сухих молочных продуктах для детского питания. М. БАБАЕВУ, Краснодарский край: Трещины на кожуре граната появляются обычно из-за избытка влаги, такие плоды долго сохранить не удастся, их надо сразу переработать, например приготовить сок или сироп. Б. Г. НАУМОВУ, Севастополь: *Сухая чистка» — это чистка не вообще беэ жидкостей, а без воды, с помощью органических растворителей; до оптики же лучше ничем не дотрагиваться, и только при крайней необходимости можно протереть ее ватным тампоном, смоченным в спирте. Т. Н. ЯРОШЕНКО, Яготин Киевской обл.: Выкрасить белую пластмассовую молнию в черный цвет (впрочем, как и в любой другой) никак нельзя, пришить новую, нужного цвета, — единственно доступный способ. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, В. Е. Жвирблис, В. А. Легасов, В. В. Листов, В. С. Любаров, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора). Н. Н. Семенов, А. С. Хохлов, Г. А. Ягодин Редакция 3. Ю. Буттаев (художник), М. А. Гуревич, Ю. И. Зварич, М. Я. Иванова, А. Д. Иорданский, A. А. Лебединский (художественный редактор), О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), B. Р. Пол и щук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Л. Н. Стрельникова, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), В. К. Черникова, Р. А. Шульгина Номер оформили художники: В. М. Адамова, Г. Ш. Басы ров, Р. Г. Бикмухаметова, Г. Н. Голов, В. С. Любаров, П. Ю. Перевезенцев Корректоры Л. С. Зеновнч, Л. Н. Лещеаа Сдано в набор 16.08.1985 г. Т-14932. Подписано в печать 19.09.1985 г. Бумага 70X108 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 11,2. Усл.-кр. отт. 9290 тыс. Уч.-изд. л., 15,3. Бум. л. 3 Тираж 315 765 экз. Цена 65 коп. Заказ 2259. Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Наука» АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москаа В-333, Ленинский проспект, 61 Телефоны: 135-90-20, 135-52-29 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 142300, г. Чехов Московской области (С) Издательство «Наука» «Химия и жизнь», 1985 128
У груши почтенный возраст. Некоторые грушевые деревья доживают до двухсот лет, но это пустяки по сравнению с историей — понятно, историей груши, которая теряется в веках. Катон давал наставления, как выращивать грушу,— и его рекомендациями можно бы пользоваться и сейчас. Плиний описал 35 римских сортов; пожалуй, мы бы приняли их за современные... Нет, одно различие было бы обнаружено сразу: старинные груши не отличались большой мягкостью, а сейчас, как замечает учебник «Частное плодоводство», плоды груши ценят за нежную, маслянисто-тающую мякоть. Это свойство груша приобрела после XVIII века, благодаря бельгийским и французским селекционерам. Один из них, по имени ван Монс, вывел 400 сортов, из коих 40 сохранились в садах,— случай редчайший. И вот уже два века не сходят со сцены непревзойденные сорта: летний Вильяме, осенний Бере Боек, зимний Кюре. Кстати, та груша, что изображена на рисунке зябнущей среди октябрьской листвы, со всей очевидностью из зимних. Их собирают глубокой осенью и сразу не едят, потому что в это время ее и не укусишь. В свой вкус она входит намного позже, после того как полежит в прохладе. Но имейте в виду, что грушу, оставленную дозревать в подвале или в холодильнике, сразу не едят. Ей надо полежать в умеренном тепле этак с неделю, если сорт осенний, и вдвое дольше, если сорт зимний. Вот тогда мякоть будет и тающей, и маслянистой. А теперь поглядим, что в этой мякоти имеется. Довольно много сахара (в среднем 12 %), совсем мало кислот @,3 %), а также пектин, клетчатка, дубильные вещества — в умеренном количестве. Изрядно калия, особенно в зимних грушах, а значит, выраженные щелочные свойства, что ценится в диететике. И, наверное, витамины... Будем честными. Груша может похвастаться многим, но не витаминами. Немного каротина, чуть-чуть тиамина и других витаминов группы В, аскорбиновой же кислоты всего 5 мг на 100 г; как-то даже неудобно за благородный плод. Между тем в дичках, которые и размером, и вкусом, и нежностью разительно уступают садовой груше (их свежими и не едят, разве что сушат),— так вот, в дичках витамина С раза в три, а то и в четыре больше. Отчего — наука пока не имеет ответа. Но что мешает нвм помечтать о такой груше которая видом и вкусом будет не хуже дюшеса, а по содержанию витаминов превзойдет лесные плоды? Что еще хорошо в груше — мизерность отходов. Плод на 97 % состоит из мякоти (и какой мякоти!), еще 2,5 % приходится на кожицу, обычно вполне съедобную, и только полпроцента — на семена. Правда, в мякоти иногда попадаются каменистые клетки, состоящие из целлюлозы и лигнина, этакие комки в середке груши. Но не будем придираться: мягт кого и сочного в ней больше. Дегустаторы, между прочим, знают, что если в плоде много сока, то он и при умеренном содержании сахара кажется очень сладким. Нужен пример а подтверждение? Пожалуйста — груша. До сих пор речь шла о содержании. Напоследок скажем о форме. У малины — малиновый цвет, у ананаса — ананасовый вкус, у груши — грушевидная форма. Это не сравнение, а определение. Да, есть груши с короткой шейкой, и совсем сплюснутые, словно яблоки, но опросы показывают, что большинство покупателей предпочитает груши в форме груши. Впрочем, было бы странно, окажись иначе...
Доброе утро, стоит ли читать за завтраком? «Окончив газету, вторую чашку кофе и калач с маслом, он встал, стряхнул крошки калача с жилета и, расправив широкую грудь, радостно улыбнулся, не оттого, чтоб у него на душе было что-нибудь особенно приятное,— радостную улыбку вызвало хорошее пищеварение». Как все мы хорошо помним, Стива Облонский (именно он позволял себе читать за завтраком) допускал и другие отклонения от общепринятых норм поведения. А чтение во время еды иначе как отклонением не назовешь. Во-первых, читать во время еды (а также по дороге на работу — в автобусе, трамвае, метро) настоятельно не советуют врачи-окулисты. Неудобная поза, недостаточное освещение (а в поездке еще и дорожная тряска), переменные нагрузки на аккомодационный аппарат — все это утомляет глаза, отрицательно влияет на зрение. У молодых развивается близорукость, у людей среднего возраста — преждевременная дальнозоркость. Во-вторых, любое отвлечение от еды, по мнению гастроэнтерологов, тормозит секрецию желудочного сока, а следовательно, ухудшает пищеварение. Так что у Стивы Облонского не было на самом деле никаких оснований для радостной улыбки. Кроме того, зачитавшись, недолго проглотить то, что глотать вовсе не следует, скажем, фруктовую косточку. Л мы, увы, частенько читаем — и за завтраком, и по дороге на работу. Так что же, будем кончать с этой дурной привычкой? Прежде чем объявить ей решительную борьбу, давайте ознакомимся с другими точками зрения — тоже медицинскими. Тем, кто ест чрезвычайно быстро, что называется, проглатывает завтрак на ходу, врачи изредка рекомендуют класть рядом со столовым прибором раскрытую книгу. Чтение растягивает трапезу, заставляет жевать медленнее — несомненная польза желудку. Но вот что еще важнее. Современный человек не может жить без информации; лишенный ее, он испытывает резко отрицательные эмоции, которые ухудшают секрецию желудка, работу поджелудочной железы и кишечника. Напротив, взяв в руки любимую газету или журнал, он, современный человек, получает положительный эмоциональный заряд, повышающий общий тонус и улучшающий, в частности, пищеварение. Короче говоря, мы не решаемся строго-настрого запретить нашим читателям читать за едой. Особенно сегодня, когда почтальон принес в ваш дом свежий номер «Химии и жизни», кстати, двухсот пятидесятый. Издательство «Наука», «Химия и жизнь», 1985 г., № 10 1—128 стр. Индекс 71050. Цена 65 коп. ш