Текст
                    химия и жизнь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
ю
1977
общэнсц:
зющс •»
»го кл •
■теллигенц
и народ


^^^Г>г Щ X ш / щ *у
химия и жизнь Ежемесячный научно чп . ирный >*<vPHa i Академии наук СССР * № Ю • октябрь 1977 Издается с 1965 года Год шестидесятый В. Жвирблис РАБОЧАЯ ДИВИЗИЯ Заметки о Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем заводе Экономика, производство А. М. Бражников, Э. И. Каухчешвили ХОЛОД И ПИЩА Как сохранить выращенное и собранное М. Черненко ПЕРСИКИ В АЗОТЕ И ДРУГИЕ ПРОБЛЕМЫ Я. Б. Мордкович ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ: ОДИН В ПОЛЕ НЕ ВОИН Д. Осокина ТРИ ЧАСА В ШЕРЕМЕТЬЕВО О карантинной службе 16 22 24 29 Проблемы и методы современной иауки В. Батраков ВИРУС НА КОЛОНКЕ Новая техника приготовления вакцин 32 Классика науки А. А. Богомолец ПРОДЛЕНИЕ ЖИЗНИ 42 Проблемы и методы современной науки А. М. Оловников «АЛЬФА-ЭФ» От диагностики рака к проблемам клеточной дифференцировки 52 Интервью Б. Н. Ласкорин ТРИ КРИТЕРИЯ О главных принципах современной химической технологии 59 Экономика, производство Э. А. Новиков G СКОЛЬКО СТОИТ СОЛЬ? П. И. Тугунов, Э. А. Макаров, Л. Г. Шустерман СОЛЬ ПО ТРУБОПРОВОДУ 64
Гипотезы А. Владимов ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ ЛУНЫ Проект освоения ресурсов естественного спутника Земли Проблемы и методы современном неуки В. Т. Мищенко ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩЕЕ СОЗВЕЗДИЕ Новый метод анализа редкоземельных элементов 66 72 ■ееди и веществ* Искусство Е. Я. Бесидовсиий СВЕТЯЩИЕСЯ ЦИФЕРБЛАТЫ В. Барадулин ПОЛХОВСКИЙ МАЙДАН 74 84 Земля и ее обитетели М. А. Алевсиий О КОРОВЕ 90 В. Б. Фремель, В. Л. Яровенио БЕЛОК ДЛЯ ЖИВОТНЫХ 96 Тежнологив и природа Литературные страницы НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — гравюра Д. А. Шмаринова из цикла «Этапы большого пути» В- М. Новиков, Э. Е. Элик ПОЛИВАТЬ, ЧТОБЫ НЕ ЗАГРЯЗНЯТЬ Э. Андроникашвили ВОСПОМИНАНИЯ О ГЕЛИИ-М Продолжение 9В Учитесь переводить Аржнв Промышленные стоки — на поля А. Л. Пумпянский АНГЛИЙСКИЙ —ДЛЯ ХИМИКОВ «НАУКА ГОСПОДСТВУЕТ РЕШИТЕЛЬНО НАД ВСЕМ...» Марселей Бертло о роли науки 101 108 111 ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ИНФОРМАЦИЯ ФОТОИНФОРМАЦИЯ ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! СТАТИСТИКА КОНСУЛЬТАЦИИ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... 14, 41 31 36,80 58 65 78 82 102 125 t26 ПЕРЕПИСКА 128
Проект Конституции Союза Советских Социалистических Республик, представленный Конституционной комиссией и одобренный Президиумом Верховного Совета СССР для вынесения но всенародное обсуждение (ОСНОВНОЙ ЗАКОН] СОЮЗА СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК fwu 1 » ■ mm • СГГТ ч 41 ■•■! !■ iv Kyi mjamm ООСГ ш ^"Ж^ Стч I II» ♦ юта И. Кп«*.в< гтм I* • »«ч г кпрппн «•щаат мИ ■»- и—им тлт П=Г«£- Глаяа 2. ЭОСОИОММЧССНАЯ СИСТЕМА СШРДАЫММ МЭМПК II KVAMVM • И1|—ЩИ - —Ц— ■!■ j — ■»■»> г———j ■ mmem* » Г^МИШ MpMBIt ■!> ■ LKNOMI ечктюм-мшлююп и экономического строя Глава I. политмчсаия система Гтп%а |в г«гпм»>т * т. мсти • ■»»<■■«■■■ «шири • ПО»* ■»•»• «infill HI tll I. Г»>ан><а> MiMWi art* « П» [ ■ «Ml «.Ml ■Я !—»■— r«fiM Шагами ajMMul • 0»»м> t> « ■■<•*« ikMim aafcr— Лнмл ■■««••• raVt—^awwr rp*' Гтм fft II Г(ТТ г •m hdwipJI м 3a лаконичными формулами Проекта новой Конституции СССР стоит грандиозная реальность построенного в нашей стране за шестьдесят лет развитого социалистического общества. Гармоничное слияние государственных интересов, науки и производства с интересами личности — одна из его важным
и черт. В соответствии с потребностями общества государство обеспечивает планомерное развитие науки и подготовку научных кадров, организует внедрение результатов научных исследований в народное хозяйство и другие сферы жизни,— говорится в статье 26 Проекта Конституции. Союз науки и производства утверждает себя на всех участках социалистического строительства. Наглядное воплощение такого союза — химия. Она и наука, она и производство: 4
''•J с почетное звание химика в равной мере принадлежит и ученому — теоретику или экспериментатору, и рабочему — создателю материальных благ. Это сказывается на результатах производства — трудно назвать отрасль промышленности, которая в той же степени, как химическая, преобразила бы мир окружающих нас вещей. Это сказывается и на самих химиках, решающих сегодня и сложные научные проблемы и сложные производственные задачи. J
Год шестидесятый Рабочая дивизия ЗАМЕТКИ О НОВОКУЙБЫШЕВСКОМ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ЗАВОДЕ Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод и стар, н молод одновременно. Он стар, так как был заложен еще в 1947 году и в 1951 году дал первую продукцию; он молод, так как непрерывно обновляется, совершенствуется и постоянно числится среди передовых предприятий отрасли. Завод и примыкающие к нему очистные сооружения занимают внушительную территорию: это квадрат со стороной в несколько километров. В день здесь перерабатываются десятки тысяч тонн нефти, превраща- 6
Момент пусие установки рабочие дни н* территории эааоде людей почти ие видно ясь в продукцию сотни наименований — бензины, дизельные топлива, масла и присадки к ним, битумы, мокЭщие средства, сухой лед... И работает здесь несколько тыся^г человек — почти целая дивизия. Да не осудит меня читатель за эту военную терминологию. Она правомерна хотя бы потому, что нефтеперерабатывающему производству, как, пожалуй, никакому другому, для успешной работы необходима безотказно работающая система управления. Здесь основа технологии — непрерывность процессов и их теснейшая взаимосвязь. Пущенная однажды установка должна работать годы — не только потому, что сам пуск дело чрезвычайно сложное, но п потому, что она питается непрерывным потоком сырья от других установок и своей продукцией непрерывно снабжает другие. И еще, конечно, потому, что целевые продукты переработки нефти непрерывно нужны нашему народному хозяйству. НЕ ТОЛЬКО ТОПЛИВО Дмитрий Иванович Менделеев считал преступным использовать нефть лишь в качестве топлива, поскольку она представляет собой ценнейшее химическое сырье. Считал он также, что рано или поздно химические предприятия будут производить пищу. Всего лет пятнадцать назад мысль о том, что из нефти можно получать пищевые белки, показалась бы фантастической. Сейчас же одна из нефтяных фракций — так называемые жидкие парафины; углеводороды с 15—21 атомами углерода а штя_— служат сырьем для микробиологической промышленности. Жидкие парафины занимают почетное место среди сотни с лишним продуктов Новокунбышевского нефтеперерабатывающего завода, обеспечивающего значительную часть потребности всей нашей страны в этом виде сырья. Но потребность в жидких парафинах растет с каждым годом. И это отражается в стремительно растущих плановых заданиях предприятию. Достаточно сказать, что-в 1977 году план был повышен сразу более чем на 20 процентов. Столь резкое увеличение плана обычно связано либо с коренным изменением технологии, либо со строительством новых установок. Но тут идет речь о том, чтобы более чем на одну пятую увеличить мощность уже действующего производства. Откуда у него могут взяться столь значительные резервы?
КАК ДОБЫВАЮТ ПАРАФИНЫ Во всяком деле есть свои тонкости. Есть они, конечно, и в нефтепереработке, и в частности в производстве жидких парафинов. Но если на металлообрабатывающем, скажем, заводе можно наглядно видеть весь процесс создания детали и замечать в нем те или иные изъяны, то там, где в дело вступают процессы, происходящие на уровне молекул, все неизмеримо сложнее. Ведь оператор установки не видит ничего, кроме показаний приборов и результатов анализов. Пользуясь лишь этой косвенной и зачастую неполной информацией, он должен знать, что происходит в установке и что нужно сделать, чтобы она работала производительнее. Попробуем и мы заглянуть в недра установки, добывающей из нефти жидкие парафины. Правда, сразу же оговоримся: жидкие парафины получаются не собственно из нефти, а из одного из продуктов ее первичной переработки — дизельного топлива. На Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем заводе таких установок две; их называют установками карбамидпоп депарафинизации. Последнее название уже кое-что говорит о физико-химических процессах, лежащих в основе производства. Здесь главное действующее лицо— мочевина, или карбамид. Выделяясь при охлаждении из раствора в изопропиловом спирте, она образует кристаллы, внутри которых есть трубчатые полости молекулярных размеров. Если в растворе одновременно присутствуют молекулы углеводородов, то те из них, что по форме и размерам могут уместиться в этих полостях, захватываются кристаллами. Если осадок отделить и вновь нагреть, то мочевина вновь перейдет в раствор, а захваченные ею углеводороды выйдут на свободу. В обычном дизельном топливе есть циклические углеводороды, а также углеводороды парафинового ряда. Парафины, у которых цепь прямая и не имеет разветвлений, как раз и могут служить пищей для микроорганизмов; эти же парафины как раз и образуют комплексы с мочевиной. Но если физико-химическая основа процесса достаточно проста, то в его технологической схеме разобраться куда сложнее. ВЕЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ Все начинается с того, что дизельное топливо насыщают при нагревании изопропиловым спиртом (в дальнейшем будем его называть, как и нефтепереработчики, сокращенно — ИПС); при этом основная масса И ПС одновременно насыщается карбамидом. Потом оба раствора смешивают и последовательно пропускают через серию реакторов, в которых смесь постепенно охлаждается и кристаллизуется. Правда, говорить «кристаллизуется» — не очень точно, так как комплекс карбамида с парафинами представляет собой чуть желтоватую густую массу, маслянистую на ощупь. Но достаточно того, что комплекс нерастворим, и его можно отделить от раствора. Это и происходит в блоке отстоя, пропорциями напоминающем средневековую крепостную башню. В этой башне комплекс не только отделяется, но и отмывается керосином от ароматических соединений, ядовитых для бактерий; одновременно отделяется и фракция дизельного топлива, пригодная для использования в зимних условиях: так как в ней мало высокоплавких парафинов, она не застывает на морозе. А из промывной фракции перегонкой выделяют дизельное топливо марки «летнее». Естественно, при этом все вспомогательные компоненты — ИПС, промывная фракция, карбамид — регенерируются и используются вновь и вновь, находятся в вечном движении. Приходится лишь каждый день восполнять неизбежные потери — вводить в установку несколько тонн карбамида и несколько тонн ИПС. Надо сказать, что установка проектировалась и строилась в расчете на переработку восточных сернистых нефтей с низким содержанием парафинов, около 20%. и предназначалась прежде всего для производства 8
двух сортов дизельного топлива — парафины шли на термокрекинг для производства в дальнейшем биораз- лагаемых моющих средств. Но когда возникла острая нужда именно в жидких парафинах, было решено перейти на малосернистую нефть ман- гышлакского месторождения, содержащую более 30% нужных углеводородов. В результате производство жидких парафинов возросло в полтора раза, и две установки стали работать так, как если бы рядом с ними построили третью. Поскольку сейчас появилась необходимость вновь резко увеличить производительность установки, пришлось думать о том, как можно усовершенствовать процесс. Главный резерв — степень извлечения парафинов из дизельного топлива. Чтобы выполнить новый, повышенный план, ее нужно увеличить всего на два с небольшим процента. Но для этого придется во время ремонта менять трубопроводы и насосы, придется вновь подбирать оптимальный режим — короче, провести целое исследование и за считанные педели остановки «внедрить» его результаты... Но этим не ограничиваются резервы производства, благодаря которым коллектив надеется выполнить сверхнапряженный план, да еще не к концу года, а к 60-лет и ю Великого Октября. Каждодневная работа операторов лишена внешних эффектов. Поглядывай на щит с самописцами да заполняй вахтовый журнал! Тут только во время пуска да серьезных отклонений режима царит оживление. Но когда достаточно долго наблюдаешь за оператором, видишь, что он все время начеку, п хотя установка работает вроде бы сама по себе, именно рабочий определяет эффективность процесса и качество продукции. Скажем, парафины, выделенные из дизельного топлива, для завершения очистки перегоняют в вакуумных колоннах — в дело годится фракция, выкипающая в определенном температурном интервале и содержащая не более 0,5% ароматических углеводородов. Если оператор прежде всего заботится о своем собственном спокойствии, он будет отбирать как можно более узкую фракцию, гарантируя низкое содержание ароматики и вроде бы не нарушая технологического режима; однако при этом производительность установки не будет максимально возможной. Вместе с тем оператор может отбирать более широкую фракцию; тогда производительность установки повысится, хотя содержание ароматики будет на пределе, н, чтобы не пошел брак, надо быть чрезвычайно внимательным. КОЛИЧЕСТВО И КАЧЕСТВО Проблема управления количеством тесно связана с проблемой управления качеством. Извечная проблема: что лучше —.производить мало и хорошо или много и плохо? Видимо, есть некий оптимум, когда производится максимум продукции, соответствующей предъявляемым к пей требованиям. Но как этого оптимума достичь? Тут тоже все зависит от мастерства рабочего и от того, насколько он добросовестно относится к своему делу. Главный показатель качества жидких парафинов содержание ароматических соединений. Если оно выше 0,5%, парафины нельзя использовать в микробиологической промышленности. По качество парафинов, производимых па 11овокуй- бышевском нефтеперерабатывающем заводе, — отличное, потребители предпочитают его продукцию аналогичной продукции других предприятий. Конечно, па заводе делается очень много для того, чтобы привить рабочим сознательное отношение к дел\. Но помимо целой системы воспитательных мероприятий здесь действует система непрерывного повышения качества сокращенно НПК. В управлении топливным производством, в состав которого входят установки карпампдной денарафппп- зацпп, я заметил внеяпшп па стене график с показателями ППК. На нем ломаные ветви кривых, неуклонно ползущих из года в год вверх, к 100%- Интересно, как можно в процентах оцепить качество работы? 9
Оказалось, все не так уж сложно. Скажем, на установках депарафини- зации продукция раз в вахту сдается на анализ в лабораторию, где измеряется восемь показателей, таких, например, как температура вспышки дизельного топлива, содержание ароматических углеводородов в жидких парафинах. За шесть дней работы одной бригады таких анализов наберется 48. Допустим, что результаты четырех анализов окажутся неудовлетворительными — неважно, какие именно. 44 удовлетворительных анализа от 48 составляет 91,7%, что и будет показателем работы бригады за неделю по качеству продукции. Но этого мало. Система НПК учитывает и соблюдение технологического режима. Каждый час на установке отмечаются пять параметров, всего за смену их набирается 40, *а за неделю— 240. Предположим, что за неделю бригада допустила 24 отклонения технологического режима от нормы; в процентном выражении это значит, что показатель работы бригады по соблюдению технологии равен 90%. Эти показатели, конечно, неравноценны. Если результаты анализов характеризуют фактическое качество продукции, то отклонение от заданного режима может и не привести к ухудшению качества, а только таить потенциальную возможность брака. Поэтому показатель качества продукции умножается на 0,7 (эта цифра, конечно, условна), а показатель соблюдения режима — на 0,3; затем произведения складываются. Полученный результат и представляет собой суммарный показатель бездефектности труда бригады. В нашем случае он будет равен 91,2%. Много это или мало? Нормой установлено, что показатель бездефектности труда должен быть не менее 95%. Значит, бригада работала не просто хуже положенного, а хуже на 3,8%. И этой бригаде премия за выполнение плана будет уменьшена тоже на 3,8%. А если бригада имеет показатель бездефектности труда, равный 97%, то премия ей будет повышена на 2%. Еще раз: эти цифры достаточно условны. Но тем не менее они объективны, поскольку система НПК неуклонно, изо дня в день, действует на всем предприятии. Подобный принцип оценки качества работы используется и тогда, когда подводятся результаты социалистического соревнования между различными подразделениями завода — бригадами, установками, цехами, производствами, в этом деле тоже нет никакого произвола, победители не выбираются на глаз, а, так сказать, строго вычисляются. Соответственно строго вычисляется и размер денежного вознаграждения. Да и как можно иначе на таком огромном предприятии? Отсутствие объективной системы планирования сделало бы борьбу за повышение производительности труда, за повышение качества пустой формальностью, подорвало бы веру людей в справедливость и лишь испортило бы все дело. Так протягивается невидимая цепочка от управления собственно технологическим процессом к управлению людьми, этим процессом управляющими. Оказывается, кое-что и в этом сложнейшем деле поддается автоматизации... ИНИЦИАТИВА И ДИСЦИПЛИНА Подобно качеству и количеству, инициатива и дисциплина тоже находятся в вечном противоборстве, и, чтобы производство работало успешно, их необходимо оптимально сочетать. В какой мере на предприятии, весь ритм жизни которого подчинен одной задаче — выполнению государственного плана, нужна инициатива? Характерная особенность каждого нефтеперерабатывающего предприятия заключается в том, что оно непрерывно реконструируется. Непрерывно должна повышаться его мощность, должна расти производительность труда, должен расширяться ассортимент... Разумеется, строительство новых установок и коренную реконструкцию старых готовят в исследовательских и проектных институтах. Но в 1Q
ходе каждодневной.работы каждый оператор неизбежно подмечает в установке слабые места. И естественно, может дать совет, как исправить недостаток. Обычно все подобные предложения обсуждаются руководством и по принятии записываются в дефектную ведомость, в соответствии с которой во время очередного капитального ремонта в установку вносятся изменения. Вот пример того, как рождаются подобные рационализаторские предложения. Когда реакторы, в которых кристаллизуется комплекс карбамида с парафинами, работают в оптимальном режиме, они часто забиваются и их приходится временно отключать для очистки. Родилось предложение увеличить диаметр трубок, по которым перетекает кристаллизующийся раствор. А так как эти трубки к тому же постепенно корродируют, в результате чего раствор разбавляется водой, служащей для охлаждения, и кристаллизация комплекса ухудшается, было решено не только увеличить диаметр трубок, но и вместо обычной стали использовать нержавеющую. Несмотря на то что такая рационализация звучит вроде бы неромантично — подумаешь, трубки поменя- ли!—она позволила значительно улучшить работу установки. Именно из таких, казалось бы, мелочей складываются тонны дополнительной продукции; именно благодаря такой инициативе коллектив установки депарафинизации (а вслед за ним и коллективы других установок предприятия) смог в дни работы XXV съезда КПСС проявить инициативу социального характера — взять на себя обязательство выполнить план двух лет десятой пятилетки к 7 ноября 1977 года. Инициатива руководителей носит несколько иной характер, так как решения им приходится подчас принимать исключительно на свою личную ответственность. Конечно, право решать дается ценой глубоких знаний и огромного опыта. Руководитель должен наизусть помнить расположение, роль и взаимосвязь всех трубопроводов и вентилей, чтобы предсказать возможные последствия аварии, чтобы принять в считанные секунды единственно правильные меры. Но и в обстановке обычной работы нефтепереработчик должен принимать мгновенные и единственно правильные решения. Естественно, что быстрота и точность принятия решений предполагает быстроту и точность их исполнения. С самого начала знакомства с заводом я обратил внимание на то, что любого нужного мне человека удавалось разыскать в считанные минуты^ на любой заданный вопрос я получал ответ либо тотчас же, либо спустя самое непродолжительное время, любая просьба пунктуально и в срок исполнялась. И все без всякого шума и суеты. Можно, конечно, допустить, что все это делалось лишь напоказ. Но попробуйте-ка навести напоказ дисциплину и порядок там, где их и в помине не было! То-то и оно, что тут в общем-то по пустяковому для производства поводу — подумаешь, кор^ респондент приехал!— автоматически срабатывал повседневный механизм четко налаженной системы управления. Здесь каждый человек с глубочайшей ответственностью относится к любому порученному делу — к этому приучила неимоверная сложность и капризность производства, когда любой пустяк может оказаться решающим. СТУПЕНИ РОСТА Примерно одна десятая сотрудников завода — инженерно-технические работники, руководители производства. Надо заметить, что в нефтеперерабатывающей промышленности каждый из них путь от простого рабочего — скажем, помощника оператора. В этом нет ничего удивительного, так как сами по себе знания, даже в объеме вуза, здесь значат еще не все: решают опыт, инициатива, талант в конце концов. Ведь подчас две вроде бы совершенно одинаковые установки могут по совершенно непонятным причинам вести себя совершенно по-разному; при критических же режимах эти различия спо- н
Новые имрталы Нмокуибышешска собны стать просто катастрофическими. Расспрашивая руководящих работников завода об их трудовом пути, я подметил одну и ту же особенность: практически каждый из них начинал с простого рабочего, каждый участвовал в строительстве и пуске нескольких установок, последовательно сменил немало должностей; здесь начинали свою трудовую деятельность многие руководители других нефтеперерабатывающих предприятий. Даже если учесть отмеченную выше специфику нефтепереработки, все равно странно: разве не может перейти на завод с другого родственного предприятия, скажем, опытный начальник цеха? Оказывается, здесь действует неписаный закон: руководителей «со стороны» здесь берут лишь в крайних случаях, да и то с испытательным сроком и подстраховкой. Но молодого специалиста, только что окончившего институт, на руководящую должность сразу не ставят вообще — побудь-ка сначала рабочим. Мало того, после примерно годичной стажировки помощником оператора такой специалист должен написать реферат по своей установке и защитить его перед своими коллегами. Это куда сложнее, чем защитить дипломный проект в институте: тут никаких общих задач и абстрактных решений. Тут все конкретно, и дотошность оппонентов подогревается кровной заинтересованностью в усовершенствовании процесса. А если реферат успешно защищен, то дальнейшее продвижение по служебной лестнице целиком и полностью определяется деловыми качествами специалиста. Это же относится и к тем рабочим, которые получают среднее и высшее образование без отрыва от производства — таких на предприятии сейчас около 500 человек. МОЖНО ЛИ БЕЗ ТЕКУЧЕСТИ? На Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем заводе человека при переводе на более высокую руководящую должность вроде бы заново принимают на работу — с ним беседуют в отделе кадров, в дирекции, в партийной, профсоюзной и комсомольской организациях. Более того, продвижение происходит не случайно: здесь каждому руководителю заранее готовится несколько кандидатов на замену. Каждому — вплоть до генерального директора. Возможные вакансии и возможные кандидаты на замену сведены в списки, в которых учтено все самое важное: возраст, стаж работы, степень знакомства с производством, образование, профессиональные навыки... Все это свидетельствует о том внимании, которое в Новокуйбышевске уделяют опытным кадрам. И вот результат: чуть ли не половина со- 12
-v.TA^;^ трудииков нефтеперерабатывающего завода имеет стаж непрерывной работы свыше пятнадцати — двадцати лет. Причем чем дольше люди работают па заводе, тем большую часть они составляют. А ведь, казалось бы, все должно быть наоборот: «старичков» должно быть меньше, чем «новичков». В целом текучесть кадров на Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем заводе не превышает 10 процентов. Это пе так уж много, по на предприятии разрабатывается и осуществляется множество мер, долженствующих привести к снижению текучести; методом экспертных оценок прогнозируется текучесть па будущее. В частности, предполагается, что к 1980 году текучесть снизится более чем вдвое. Удастся ли этого добиться в действительности? И вообще, почему бы не поставить цель снизить текучесть кадров до нуля? Но возможно ли вообще избавиться от текучести? Ведь на всех угодить никак нельзя — недовольные найдутся в любом случае. Кроме того, любовь, как говорится, должна быть взаимной: не только рабочий или инженер должен быть доволен предприятием, но и предприятие должно быть им довольно. В какой-то мере смена состава совершенно неизбежна, при этом происходит как бы естественный отбор наиболее трудолюбивых и талантливых людей. Этот отбор, естественно, наиболее интенсивен среди молодежи: человек должен сначала найти свое место в жизни, но найдя крепко за него держаться. Становится понятным, почему здесь так высок процент старослужащих: это те люди, которые пришлись к месту и к которым место пришлось. Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод и стар, и молод одновременно. Он стар в сравнении со вновь строящимися предприятиями переработки нефти, более мощными и более совершенными. Но он молод, потому что его организм до сих пор работает четко и слаженно. Его рабочая дивизия успешно выполняет и перевыполняет плановые задания, производит продукцию отличного качества. «Дивизия» в переводе означает «часть». В данном случае — часть нашего общества. В. жвирблис, специальный корреспондент «Химии и жизни» 13
«Примесоны», «вакансионы»... Девять лет назад академик И. М. Лифшиц н кандидат физико-математических наук А. Ф. Андреев доложили на семинаре в Институте физических проблем АН СССР теоретическую работу, где утверждалось, что при определенных условиях в кристалле атом примеси должен превратиться в возбуждение «примесон» и вытечь (вернее, «сверхвытечь») из кристалла. вообще говоря, с понижением температуры всякие движения в кристалле должны угасать и поблизости от абсолютного нуля замереть вовсе. Но вблизи абсолютного нуля классические законы теряют силу. А квантовые разрешают атомам — находятся ли они в узлах решетки или внедрены как примесь — раскачиваться вокруг положения равновесия. Это так называемые нулевые колебания. Свойства кквантового кристалла» наиболее четко выражены у твердого гелия. Амплитуда нулевых колебаний достигает у него одной трети расстояния между атомами, а энергия сравнима с полной энергией решетки. Из теории Лифшица и Андреева следовало, что в таком кристалле число узлов идеальной кристаллической решетки может не совпасть с числом атомов и должны существовать два вида движения: один со свойствами движения в упругом твердом теле, другой — жидкости. в полном соответствии с классической физикой, в монокристалле Не4 при охлаждении примерно до 1,3°К «жизнь замирает». Но потом диффузия примеси — ничтожных количеств Не! (измерение ее методом так называемого спинового эха связано с чрезвычайными экспериментальными трудностями) перестает зависеть от температуры. И когда этих «примесонов» меньше одной сотой процента, то охлаждение до 0,4°К только придает им резвости: друг от друга далеко, тепловых колебаний решетки почти нет—стремительно растет коэффициент диффузии — примесь потекла... Теория идет дальше: при абсолютном нуле из кристалла должны «сверхвытечь» и пустоты — вакансии, дислокации. Пустота подвижнее примеси, и тело, по которому течет волна пустот, должно изменять свою форму. Можно ли будет называть его твердым телом? Пока можно, потому что «нулевые вакансионы» еще не найдены, вытекание «примесонов» из кристалла экспериментально обнаружено в харьковском Физико-техническом институте низких температур АН УССР группой исследователей под руководством проф. Б. Н. Есельсона. Теория диффузии в квантовых кристаллах и тончайшие эксперименты, в которых она была обнаружена, представлены на соискание Государственной премии СССР. 14 Л. ПЕКАРЬ
последние известия Аргон: ядра-ню В электронно-лучевом н_.очнике «КРИОН-2» впервые получены восемнадцатнзаряд- ные ионы аргона, то есть голые ядра атомов этого элем нта. О тяжелых мяогоэарядных ионах «Химия и жизнь» рассказывала читателям уже не раз в сообщениях о синтезе новых химических элементов (элементов второй сотни). Напомним, что тяжелыми называют ионы всех элементов, кроме водорода и гелия. Что же до многозарядности этих ионов, то она определяется числом электронов, удаленных тем или иным способом с периферии атома. От того, сколько электронов «счищено», зависят некоторые особенности ядерного синтеза. Первыми ядрами-ню (не греческая буква «ню», а французское слово пи — «нагой»), примененными при синтезе новых изотопов и элементов, были протон и альфа-частица— ядра водорода и гелия. Позже удалось «раздеть» ядра легких газообразных элементов второго периода—кислорода, аэота, неона. А недавно двум физикам из Дубны — Е. Д. Донцу и В. П. Овсянникову впервые удалось получить в криогенном электронно-лучевом источнике «КРИОН-2» голые ядра элемента № 18, аргона. Как известно, с внешними, валентными электронами многие атомы охотно расстаются в ходе химических превращений. Для более глубокой обдирки ядер нужны специальные устройства. Экспериментальный электроннолучевой источник «КРИОН-2» — одно из них. Обдирка ядер происходит в нем под действием плотного электронного пучка. Ионы поступают сюда в импульсном режиме. Степень их раздевания зависит, в первую очередь, от так называемого фактора ионизации. Это произведение плотности потока обдирающих электронов на время взаимодействия их с обдираемыми ионами. Дпя формирования плотного электронного пучка в источнике «КРИОН-2» применена система магнитной компрессии. От электронной пушки поток этих частиц движется в нарастающем магнитном попе, создаваемом сверхпроводящим фокусирующим соленоидом. При обдирке азота и иеона в источнике «КРИОН-2» был достигнут фактор ионизации порядка 1-Ю20 см~2 при энергии ионизирующих электронов около 5 кэВ. в опытах с аргоном энергия ионизирующих электронов достигла 6,5—6,8 кэб, а величина фактора ионизации была увеличена примерно втрое. При этом в ионном спектре (естественно, что при обдирке образуются ионы с разными зарядами) преобладали ионы Аг16+ и Аг17+, но около 4% ионов имели заряд +18, то есть были голыми ядрами аргона. в тех же опытах были впервые получены 37-зарядные ионы еще одного благородного газа — ксенона. Исследователи считают, что, увеличив величину фактора ионизации еще в пять раз, можно будет в том же источнике «КРИОН-2» получить ионы Хе"+ и Кг34+. 8. ШМЕЛЕВ 15 \
Экономика, производство Холод и пища Доктор технических наук А. М. БРАЖНИКОВ, доктор технических наук Э. И. КАУХЧЕШВИЛИ О возможностях, которые открывает широкое применение холода в медицине, мы говорили в предыдущей статье*. В ней речь шла не столько о настоящем, сколько о будущем, пусть и реально прогнозируемом. Однако уже сейчас, сегодня, человечеству необходимо решить —и как можно скорее — не менее важную проблему. Она всегда была насущной и осталась такой же до наших дней. Речь идет о питании. ПИЩЕВОЙ БАЛАНС ПЛАНЕТЫ Достаточно ли пищи производит земля? Хватает ли на всех продуктов? Напомним: ежегодно на нашей планете гибнет от голода до 10 миллионов человек, а недоедают — десятки миллионов, в основном жители Азии и Африки. Создавшееся положение есть прямой или косвенный результат колониальной политики. Однако знание причины не облегчает тяжести следствия. Продовольственный баланс складывается в мире напряженным, человечество сводит его с дефицитом. * «Химия и жизнь». 1977. № 5. Правда, по энергетическому эквиваленту пищи этот дефицит невелик — в среднем около 6%, и его, по мнению специалистов, можно ликвидировать, не прибегая к каким-либо необычным методам. Гораздо более серьезна проблема качественного состава пищи. Не забудем, что из 20 видов аминокислот, необходимых человеку, наш организм может синтезировать лишь 12. Остальные — незаменимые — человек должен получать с пищей, преимущественно с животными белками. Ежегодно люди получают примерно 20 миллионов тонн животных белков, из них 3 миллиона — «дары моря», остальное— продукты сельского хозяйства. Много? Нет, мало, ибо потребность составляет 34 миллиона тонн. Растительного белка производится 150 -180 миллионов тонн (около четверти дают зерновые культуры). Но только 40 миллионов тонн растительного белка люди потребляют непосредственно. Остальное идет на корм скоту. Конечно, часть скормленного белка возвращается нам в виде мяса, молока, яиц, но только часть, и притом небольшая. Если рассматривать сельскохозяйственное животное как машину, вырабатывающую мясо и молоко, то к. п. д. такой машины не превышает двадцати процентов. Положение не из легких. А ведь уже через неделю за стол сядет на одни миллион больше едоков. Через месяц - на четыре миллиона... Разумеется, вечно так продолжаться не будет. Во-первых, демографический взрыв не бесконечен. Во-вторых, появятся новые ресурсы продовольствия. Возможности природы человек использует далеко не полностью. Растительность Земли усваивает лишь около 0,3% солнечной энергии, а на долю культурных растений приходится всего 3% этого количества. Из пятисот тысяч видов растений в сельском хозяйстве используются лишь несколько сот, а из двух с лишних миллионов видов животных — jне более 50. Новые возможности открывают и биологическое преобразование нефти и газа, и интенсивное выращивание водорос- 16
лей, и химическая (или биологическая) переработка древесины. Наконец, не исключена гипотетическая возможность изменить генетический код человека таким образом, чтобы наш организм мог сам синтезировать незаменимые аминокислоты... Есть и очевидный резерв продовольствия: рациональное питание. Речь идет о разумном ограничении в .питании, о таком ограничении, которое только на пользу здоровью. Пока же люди во многих странах несут на себе тысячи тонн лишнего веса. Сбросив с себя эти тонны, человечество получит двойной прибыток: здоровье тем, кто перешел на умеренный рацион, и дополнительное продовольствие для тех, кто не имеет и такого рациона. Впрочем, таким дополнительным ресурсом вряд ли удастся восполнить весь дефицит питания. Каким же должен быть следующий, не гипотетический, а реальный шаг? Резервы надо искать там, где есть потери. КАК СПАСТИ МИЛЛИАРД? По данным Международного института холода, человечество ежегодно теряет почти миллиард тонн продуктов питания. Примерно треть полученной пищи не доходит до стола. И это при постоянной нехватке! Почти 50% потерь приходится на долю скоропортящихся продуктов животного и растительного происхождения, содержащих много белка, то есть наиболее ценных. Эти потери, как правило, вызваны несовершенством, недостаточностью, а то и вовсе полным отсутствием холодильной техники. Убеждать кого-либо в том, что именно холод может спасти продукты, вряд ли надо: человечество убедилось в этом на достаточно долгом опыте. Нет сомнений и в том, что все выращенное и собранное должно быть полностью сохранено. Вопрос в том, как это сделать. Природа заготовляет для нас продукты в течение месяцев или даже лет, а выдает их в считанные дни, когда приходит пора собирать урожай или забрасывать сеть. И далеко не всегда можно абсолютно достоверно прогнозировать урожай (в широком понимании этого слова): продуктов может оказаться больше, чем мы могли предположить. А сохранить-то надо все! Итак, спасение в холоде. Вполне возможно, что завтра он займет такое же место в нашей жизни, какое сегодня занимают вода, газ и электричество. И авторы совсем не удивятся, если рано или поздно в перечне правительственных учреждений появится также и Министерство холода... Кстати сказать, холода как физического понятия не существует. Есть только тепло. Когда тепловая энергия тела невелика, мы говорим, что оно холодное. Искусственное охлаждение в том и заключается, чтобы непрерывно отводить тепловую энергию продуктов с помощью специальных технических средств — разного рода холодильных машин и аппаратов. Но одного холодильного аппарата для сохранения продуктов, особенно скоропортящихся, мало. Их надо держать в охлажденном виде с момента получения до момента использования. То есть нужна целая цепь, развитая система холодильных емкостей. ХОЛОДИЛЬНАЯ ЦЕПЬ Давайте разберемся, какие звенья должны входить в холодильную цепь. Принципиальная схема ее показана на рисунке, помещенном на стр. 19; здесь — необходимые пояснения. Это разветвленная, достаточно сложная система, которая включает в себя холодильники разного назначения, соединенные друг с другом специальным транспортом — разумеется, также холодильным. Начальный элемент такой цепи — производственно - заготовительные холодильники. Они могут входить в состав пищевого предприятия или быть самостоятельными предприятиями. Такие холодильники располагаются непосредственно в районах производства и заготовок пищевых 17
продуктов. Емкость их камер охлаждения и замораживания относительно невелика. Это временные хранилища; работа тут носит большей частью сезонный характер. Следующее звено — базисные холодильники. В них пищевые продукты хранятся подолгу, и поэтому камеры должны быть весьма большими. Зато устройства для замораживания и размораживания достаточно скромны: продукты извлекают из камер не каждый час. Там, где продукты перегружают с одного транспорта на другой (например, из судов в вагоны или из вагонов в автомобили), тоже нужны холодильники,* на этот раз перевалочные. В них продукты хранятся недолго, поэтому камеры невелики, зато здесь должно быть много погру- зочио-разгрузочных устройств и механизмов. Далее идут распределительные холодильники. Их назначение — планомерно обеспечивать население крупных городов и индустриальных рапопов пищевыми продуктами вне зависимости от сезона. Именно распределительные холодильники — это основной «продовольственный склад» большого города. 11адо сказать, что бурный рост городов начался лишь во второй половине прошлого века. Примерно в то же время была сконструирована надежная холодильная машина — это произошло в 1875 г. Такое совпадение нельзя считать случайным. Без хорошо развитого холодильного хозяйства нельзя создать огромные запасы продуктов, а это—необходимое условие существования круп- пых городов. Так что можно считать, что нынешняя городская цивилизации своим существованием обязана искусственному холоду. И если в 1ЖН г. в мире было всего 164 город*! с населением свыше 100 тысяч человек, то пек спусти уже 1842 города. Однако вернемся к холодильной цепи. Следующее звено в ней торговые холодильники. В них пищевые продукты хранятся недолго до тон норы, пока их не продадут пли не приготовят (если речь идет о столовой, кафе, ресторане). И наконец, последнее, шестое звено— обычный домашний холодильник. Его возможности следует использовать гораздо полнее, но об этом несколько позже. А пока заметим, что сохранить огромные массы скоропортящихся продуктов можно лишь в том случае, если все звенья холодильной цепи будут работать согласованно. Сложность в том, что многие из них принадлежат сейчас различным ведомствам. Министерство холода существует пока лишь в воображении авторов... Не надо думать, будто длинную холодильную цепь нельзя никак укоротить. Если, например, обезвоживать пищевые продукты сублимацией*, то им не понадобятся уже особые условия для хранения. Качество же продуктов, законсервированных методом сублимации, не хуже, чем у замороженных, а после 4—5 месяцев даже лучше. Особенно удобно такое консервирование для творога, кефира и прочих продуктов, которые нельзя сохранить на длительное время другими способами, а также для ягод, плодов и соков, транспортировка которых обходится дорого. Ведь масса сублимированных, то есть обезвоженных при низких температурах, продуктов сокращается в 4—7 раз, а восстанавливаются они весьма просто — погружением в воду. Л ЕСЛИ ИСКУССТВЕННАЯ ПИЩА? Итак, холод играет первостепенную роль в обеспечении каждого из нас полноценными продуктами питания. По может быть, завтра искусственная нища сведет его роль к минимуму? Каким бы ни было отношение к искусственной пище (а диапазон мнении очень широк — от безусловного восхищения до полного отрицания), все сходятся в одном: такая нища должна имитировать естественные продукты. Иначе нарушатся обменные процессы в организме, сформировавшиеся в резуль- * Подробно о сублимационной сушке «Химия и жпшь» писала и № 7—8 за 1965 г. 18
*! \*-' ■.f, v->. v •.*• 11 Л' Г- •" A. И Схеме холодильной цепи: 1 — производственно- заготовительные холодильники; 2 — базисные холодильники для долгосрочного хранения, 3 — перевалочные холодильники; 4 — распределительные холодильники; 5 — торговые холодильники; 6 — бытовые холодильники. Связующий элемент всех звеньев — холодильный транспорт тате длительной эволюции. Поэтому готовые к употреблению искусственные продукты будут, вероятно, содержать много влаги, в их состав войдут неустойчивые к внешним воздействиям соединения. Значит, проблема холодильного консервирования останется. Вероятно, искусственные продукты принципиально изменят структуру пищевой промышленности. Можно предположить, что финишной операцией в большинстве случаев станет именно сублимационная сушка. Но во всяком случае потребность в холоде независимо от вида пищи будет непрерывно расти. Уже сейчас по темпам развития холодильное машиностроение занимает в нашей стране одно из ведущих мест. Однако традиционная холодильная техника не в состоянии удовлетворить потребность в холоде на сто процентов даже при нынешней, несовершенной еще холодильной цепи. А как же завтра, когда в эту цепь будут включены, наконец, все звенья? ЗАВТРА И ПОСЛЕЗАВТРА Вряд ли можно ожидать, что уже завтра на всех полях появятся тысячи автопоездов с холодильными машинами, способными вместить и доставить по назначению весь урожай. А задача стоит именно так: весь урожай, без единого процента потерь. Где же раздобыть дополнительный холод? Если не завтра, то послезавтра эту проблему можно решить. Точнее — надо решить. Один из главных источников энергии — природный газ. Его подземные скопления находятся под избыточным давлением, под высоким давлением газ поступает и в магистраль. А в наши квартиры его подают под низким давлением. Но каждый старшеклассник знает (или хотя бы должен знать), что снижение давления газа — это процесс, протекающий с поглощением энергии. То есть, хотим мы этого или нет, на газораспределительных станциях вырабатывается холод*. Вполне возможно, что организации, занятые сейчас сбытом природного газа, станут одновременно и поставщиками холода — скорее всего в виде жидкого азота. Изотермический контейнер с жидким азотом может проехать без дополнительного охлаждения около суток, и за это время температура продукта повысится не более чем на 3°С. В долгий путь придется брать с собой резервуар с жидким азотом * Подробнее об этом — в напечатанной ниже заметке «Псрсикн в азоте.. ». — Ред. 19
и наполнять его по мере надобности на АЗС — не автозаправочных, а азотно-заправочных станциях; впрочем, эти станции можно и совместить. Если же требуется глубокое замораживание, консервация на несколько месяцев, то придется воспользоваться конвейерными холодильными системами. Они за несколько минут заморозят продукты хоть до минус шестидесяти. Итак, первые три этапа — сбор сырья, его холодильная обработка и транспортирование — пройдены. Но как быть с холодильным хранением? Смогут ли существующие в нашей стране холодильники принять в сезон весь урожай? По общей холодильной емкости Советский Союз занимает сейчас второе место в мире, причем эта емкость постоянно растет. Однако вряд ли в самом ближайшем будущем она увеличится настолько, чтобы выдержать «пиковые нагрузки» в период урожаев. Так где же выход? Одно из решений — создать сборно-разборные холодильники из готовых панелей, заполненных вспененным полимером. За 2—3 месяца до сбора урожая можно достаточно определенно оценить виды на урожай. И в те районы, где ожидается много продукции, которая требует охлаждения, надо доставить со склада разборные холодильники и смонтировать их на месте — эта работа много времени не отнимет. Такие холодильники работают только в период пиковых нагрузок, а потом их демонтируют и отправляют на склад — до следующего сезона. Холодильная цепь становится значительно более подвижной. Еще один резерв — гораздо более широкое использование последнего, шестого звена холодильной цепи, то есть домашних холодильников. Они, например, смогут вобрать в себя значительную часть сезонной продукции, полученной на приусадебных участках. Или купленной в магазине —не на день-другой, а с запасом. Однако для этого нужен холодильник нового типа, емкостью 400—800 л, с вместительным — более половины емкости — отделением длительного хранения при температуре минус 20—40°С. Это будет удобно и нам с вами — реже придется ходить за покупками, можно дома заморозить скоропортящиеся продукты. Это выгодно и государству — мобильная система домашних холодильников позволяет свести к минимуму потери продуктов. Такие холодильники уже разрабатываются и испытываются. Дело за тем, чтобы уже в следующей пятилетке приступить к их массовому производству. Реально ли создание непрерывной холодильной цепи — от поля до стола? Безусловно, ибо иного выхода просто нет. Только так можно оптимальным образом организовать бесперебойное снабжение полноценным питанием. Конечно, даже самое тщательное хранение продуктов не решает всех проблем с питанием человечества. Но если относиться к хранению без должного внимания, этих проблем не решить вовсе. 20
Таблица А Сколько могут храниться продукты? Речь идет не столько о домашнем хранении, сколько о промышленном. Как долго можно держать продукты в холодильнике без заметной потери качества? Ответ на этот вопрос, хотя и частичный, — в таблицах. В таблице А — сведения о продуктах растительного происхождения. В ней указан максимальный срок для наиболее лежких сортов; температура и влажность— оптимальные. В таблице Б — аналогичные сведения о продуктах животного происхождения, которые хранятся в охлажденном (не замороженном!) виде. Что же касается сроков хранения при замораживании, то они зависят прежде всего от температуры. При минус 20—40СС продукты можно полностью сохранить в течение 8—12 месяцев. Естественно, при том условии, что для каждого подобран и выдержан наилучший режим замораживания. Обе таблицы составлены по данным Г. Лоренцена (Международный институт холода). Продукт Огурцы Томаты Груши Слины Температура, Относительная влажность, % Максимальный срок хранении Капуста Морковь Цветная капуста 0 -1^ + 1 0-4-1 85—90 90—95 85-90 6 месяцев 6 месяцев 6 недель -7-г HI.5 85—90 2 недели 11,5 ч- ь 13 85—90 5 недель Салат Лук Яблоки Виноград Лимоны Апельсины 0 -3-0 -1-^+2,5 — 1 4-0 II-=--*■ 15 * 2- ,-7 90—95 70—74 85-90 85—90 85—90 85-90 3 недели 6 месяцев 8 месяцев 6 недель 4 месяца 4 месяца -1.5- I 85—90 0 месяцев -0.5- 85—90 8 недель Ананасы Бананы 10 -11.5-^-14,4 90 90—95 4 недели 20 дней Таблица Б Продукт Говядина Телятина Баранина Свинина Цыплята Куры Свежая рыба Соленая рыба Соленая сельдь Температура, ч: -1.5-0 -1-0 -14-0 — 1-г-О -1-0 0- 1 -1-0 —2 —2 Относительна)! влажность, % 90 90 90—95 90—95 95 85—90 100 80—85 90—95 Максимальный срок хранения 5 недель 3 недели 15 недель 2 недели 5 дней 20 дней 5—25 дней 10 месяцев 12 месяцев 21
Персики в азоте и другие проблемы В автомобильных прицепах-холодильниках, когда они возят летом свежие фрукты и овощи с юга,— к сожалению, не очень холодно. Правильнее сказать, что в них умеренно тепло. Фреоновые холодильные устройства, которыми эти машины оборудованы, производят недостаточно холода, чтобы за короткое время существенно снизить температуру десятка тонн абрикосов или клубники. Фрукты или ягоды грузят в такие машины «прямо в саду», и Поскольку происходит это на юге, абрикосы или клубника попадают в автомобильный прицеп теплыми — при температуре 20СС или даже выше. За двое-трое суток путешествия в Москву или Ленинград холодильный агрегат в автоприцепе разве что не даст фруктам нагреться еще больше. Так что хорошего в такой перевозке для свежих скоропортящихся ягод и фруктов мало. Выдающиеся произведения живописи иногда помещают в герметичные футляры, заполненные азотом, — чтобы предохранить краски от влаги и химически активных компонентов воздуха, говорится в Популярной библиотеке химических элементов. С редиской и абрикосами дело обстоит сегодня примерно так же: иногда.» В прошлом году несколько автомобильных прицепов с азотным охлаждением, оборудованных в харьковском Физико-техническом институте низких температур АН УССР, возили персики из Молдавии в Москву и в Харьков. В прицепы загружались только спелые персики. Качество плодов тщательно проверялось; датчики температуры не только размещали на стеллажах и ящиках, но даже «врезали» в персики до «самой косточки», как объяснил сотрудник института Владимир Иванович Бондаре нко, ведающий оборудованием этих машин. Персики доезжали до места назначения в таком состоянии, что научные сотрудники и эксперты, которые их пробовали, до сих пор, что называется, слов не находят, вспоминая об их красоте и вкусе. Автоприцеп-фургон с азотным охлаждением берет на борт 9 тонн фруктов. Прямо на плантацию доставляют на мощном КРАЗе специальную криоцистерну с пятью тоннами жидкого азота. В фургоне, присоединенном к этой цистерне, температура фруктов или ягод понижается до +3 —5°С за несколько часов, благодаря циркуляции испаряющегося разбрызгиваемого жидкого азота (его температура —196СС). На это расходуется около двух тонн жидкого азота. За время пребывания в пути от Кишинева до Москвы фургон расходует еще около тонны жидкого азота из 22
специальных криобаков, смонтированных внутри кузова. По расчетам института, потери от порчи фруктов при перевозке их обычным способом больше, чем дополнительные расходы иа перевозку в азотной атмосфере (переоборудование фургонов плюс стоимость 0,3 тонны жидкого азота на тонну груза; одна тонна жидкого азота стоит сегодня около 40 рублей). Проведенные эксперименты подтвердили это. В этом году автоприцепы- фургоны с азотным охлаждением возили из Краснодара в Ленинград иежиую садовую землянику, черешню, вишню. Параллельно совершали рейсы фургоны с обычными системами охлаждения. И в этом случае перевозки фруктов в фургонах с охлаждением при помощи жидкого азота показали прекрасные результаты: отсутствие потерь и сохранение высокого качества продуктов. Десять фургонов поменьше работают в Харькове, развозя по магазинам и предприятиям общественного питания охлажденное мясо и полуфабрикаты. Температура в этих фургонах, оборудованных азотным охлаждением, тоже около +5°С. Кузов многократно открывают (магазинов и столовых много!), ио температура в течение всей смены не повышается, и бифштексы попадают на прилавки розовыми, свежими. В смену расходуется не более 100 литров жидкого азота. Директор института академик АН УССР Борис Иере- миевич Веркии считает, что в недалеком будущем азотное охлаждение пищевых продуктов получит всеобщее признание: — Сохранность, вкус, внешний вид продуктов, охлажденных жидким азотом и хранившихся в азотной атмосфере, лучше, чем при обычном охлаждении или замораживании. Причины этого изучены пока мало. Но результат бесспорен, и он требует расширения экспериментов и теоретических исследований. Существует трудность, которую надо преодолеть: нужен дешевый жидкий азот в больших количествах. Если эта задача будет решена, то п родукты пита ни я будут охлаждать азотом чрезвычайно широко. Вместе с тем ускорится решение и многих других проблем — например, консервации эндокринных препаратов, вакцин и сывороток, хранения некоторых зерновых культур. «Придумать, как обеспечить народное хозяйство холодом н жидким азотом». — значит решить трудную техническую задачу при благоприятной экономике. Существуют и нетривиальные пути решения этой задачи. Один из.них — использование потенциальной энергии природного газа иа газораспределительных станциях. В магистральном трубопроводе, подводящем газ к большим городам, высокое давление (около 30 атмосфер, и оно будет повышаться!). В городской сети оно составляет несколько C— 5) атмосфер. На газораспределительной станции происходит сброс давления газа и при этом понижается его температура. Сейчас этот холод пропадает, а его можно утилизировать в холодильниках для хранения пищевых продуктов, в циклах ожижения азота. Создать в крупных городах на этой основе холодильники для хранения овощей н фруктов наиболее просто: достаточно оборудовать газораспределительную станцию дроссельным устройством и теплообменниками с подходящим теплоносителем. Использование этого холода в технике ожижения азота сложнее: требуется разработка и создание специального детандерного и теплооб- менного оборудования. Не берусь утверждать, что эту проблему удастся решить быстро. Ею занимаются ученые Академии наук УССР и Министерства газовой промышленности СССР, и это вселяет надежды. На металлургических комбинатах работают мощные воздухоразделительные установки. Кислород используется в металлургических процессах, а огромные количества достаточно чистого газообразного азота выбрасываются в атмосферу. Необходимо использовать этот азот, создать на металлургических комбинатах производство ожиженного азота, который так нужен пнщевой промышленности и другим отраслям народного хозяйства нашей страны. М. ЧЕРНЕНКО 21
Ж; "^ «кг ш^ш> !/S£*nWia Защита растений: В ноябре 1976 года в Будапеште состоялась конференция по защите и карантину растений; участвовали в ней страны, входящие в Совет Экономической Взаимопомощи. Подобные встречи становятся все нужнее, потому что с каждым годом товарооборот между нашими странами растет, в том числе и обмен сельскохозяйственной продукцией. Это, естественно, требует согласованных действий для сохранения урожая, и не только его количества, но прежде всего качества. О некоторых проблемах, обсуждавшихся на конференции, и пойдет речь в статье. 14
ЧЕМ ДАЛЬШЕ, ТЕМ СЛОЖНЕЕ ЗАЩИЩАТЬСЯ Известный советский энтомолог Г. Я. Бей-Биенко писал: «Роль защиты растений все более будет возрастать по мере роста культуры земледелия и интенсивности сельского хозяйства». История развития сельского хозяйства подтверждает это. В 1908 году убыток, нанесенный хозяйству США вредными насекомыми и болезнями растений, исчислялся миллиардом долларов, а полвека спустя ежегодные потери достигли 3,3 млрд. долларов; к тому же каждый год на борьбу с вредителями тратили еще 4 млрд. долларов, то есть более 30% чистого дохода, который получили фермеры. В СССР подсчитано, что ущерб, который сейчас могут нанести нашему растениеводству крылатые и ползающие враги, оценивается 10 млрд. рублей в год. Если отказаться от активной защиты посевов только на три года, то страна останется без сахарной свеклы, хлопчатника, льна-долгунца и винограда; плодовых удастся собрать на треть меньше, чем обычно, а урожаи зерновых снизится на две трети. Растениеводство станет просто-напросто нерентабельным, его интенсификация - невозможной. Одно из звеньев защиты растений — карантинная служба. «ГРУЗИТЕ АПЕЛЬСИНЫ БОЧКАХ» Посылая свою телеграмму. Остап Бендер, вероятно, не подозревал, что текст ее имеет определенный смысл с точки зрения карантинных дел; совсем не безразлично, в чем везти из одной страны в другую апельсины или любую другую продукцию: в ящиках, коробках или бочках. И не только для правильного хранения товара. Лет 10 тому назад в Советский Союз начали завозить . обувь из Индии. Ее там укладывали в деревянные ящики. К ботинкам и туфлям у карантинщиков никаких претензий не было, а вот в досках ящиков они обнаружили вредителей древесины, которых у пас в стране пока пет. Поэтому в Центральной карантинной лаборатории (Москва) выполнили специальные исследования для того, чтобы отработать соответствующие режимы газового обеззараживания ящиков вместе с обувью. Задача состояла в том, чтобы уничтожить вредителей, но не испортить обувь. На конференции в Будапеште доктор Б. Урошевнч из Чехословакии привел в своем докладе пример того, как тара сыграла-таки роковую роль в распространении болезни. Из Восточной Азии с упаковкой в Европу и Америку был завезен гриб, вызывающий гибель вязов. Болезнь эта н поныне приносит серьезный ущерб лесоводству многих стран, особенно там, где паразит появился совсем недавно. Такова всеобщая закономерность: болезни и вредители растений, занесенные на новые места, не встречают естественных врагов, и потому причиняют там более ощутимый вред, чем у себя на родине. Исходя из этого, карантинная энтомология и фитопатология в отличие от медицины и ветеринарии стараются не довести дела до необходимости терапии или даже хирургии. В карантине растений на первом месте всегда стоит профилактика, стремление предотвратить возникновение болезни или появление вредителя. Чтобы решить эти задачи, усилии одной страны недостаточно. Поэтому все чаще различные страны объединяются в региональные организации, совместно выступающие против прожорливых завоевателей. Например, существует Европейская и Средиземноморская организация защиты растений; а социалистические страны заключают между собой, когда это необходимо, двусторонние или многосторонние соглашения по карантину и защите растений. КТО ЕСТЬ КТО В последние годы сильно усложнилось составление перечня карантинных объектов, то есть насекомых и возбудителей болезней, которых нельзя ввозить в страну. И если хоть одного из внесенных в перечень 25 *
представителей обнаружат в растительной продукции, тут же будут приняты самые решительные меры: товар либо подвергнут обеззараживанию газами, либо используют не по прямому назначению (например, яблоки не пойдут в продажу в свежем виде, а из них сварят компоты и джемы, что значительно менее выгодно); в крайнем случае налагают эмбарго и возвращают продукцию поставщику. Перечень карантинных объектов — серьезный юридический документ, на основе которого решаются вопросы международной торговли. Поэтому каждое новое имя включается в список только после тщательного изучения всех «за» и «против». Есть вредители и возбудители болезней, которые, как еще недавно считалось, могут жить только в тропиках, а в странах с умеренным климатом они как будто не жизнеспособны. Включать их в карантинный список или не включать? Доктор Л. Крыстева, заведующая Болгарской карантинной лабораторией (София), придерживается такого мнения: если в стране, куда ввозят товары из тропиков, есть развитое теплично-оранжерейное производство овощей и цветов, то тропические болезни и вредители там могут-акклиматизироваться и наделать немало бед. Более того, оказалось, что многие вредные организмы отличаются так называемой экологической пластичностью; это означает, что они со временем приспосабливаются и неплохо себя чувствуют в новом, несвойственном для них климате. Например, средиземноморская плодовая муха, поражающая цитрусовые и плодовые растения в странах Северной Африки, прекрасно прижилась в Австрии и каждый год доставляет местным садоводам множество хлопот; капровый жук, родом из тропиков Индии, пожирает пивоваренный ячмень в Англии, а возбудитель болезни плодовых — бактериального ожога — перебрался из Австралии в Польшу. У стран — членов СЭВ при определении карантинного списка возии- i кают и свои, важные только для £ 26 них проблемы. Это относится, например, к торговле хлопком. Во многих странах, выращивающих хлопок, распространена небольшая бабочка — хлопковая моль, или розовый червь, как ее называют еще из-за цвета гусениц. Насекомое — подлинный бич белого золота; в годы массового размножения моли Арабская Республика Египет теряет около 80% урожая хлопчатника. Для Советского Союза розовый червь — карантинный объект. Там же, где хлопчатника нет,— в Польше, Чехословакии и ГДР — хлопковая моль никого не волнует. Однако хлопок из Афганистана и Ирана очень часто следует в восточноевропейские страны транзитом через СССР. Поэтому существует договоренность с нашими партнерами по СЭВ: они соглашаются на то, чтобы товар был в Советском Союзе задержан для тщательного карантинного контроля, а в случае необходимости — и газового обеззараживания. НА ВРАГА—С ЭВМ Задержки товаров и транспорта для карантинных дел обходятся недешево. Чтобы сократить расходы, связанные с проверкой грузов и обеззараживанием, партнеры по СЭВ в последние годы стали все чаще прибегать к так называемому совместному досмотру, причем на территории страны-экспортера. Особенно широко применяют этот метод венгерские специалисты. Время от времени они выезжают в ГДР и Югославию, а в Венгрию, в свою очередь, отправляются карантинные инспекторы ГДР, СФРЮ, СССР. Зачем? Наверное, многие знают, что наша страна покупает у Венгрии яблоки сорта «Джонатан». Так вот, советские специалисты обследуют сады, откуда поставляются яблоки, а также проверяют плоды в период их погрузки. Продукцию, зараженную восточной плодожоркой, бракуют на месте, а хорошую пропускают. Благодаря этому красно-желтый венгерский «Джонатан» уже без задержки появляется на прилавках
магазинов в советских городах, газовой обработке его не подвергают. Начальник Центра защиты растений и агрохимии ВНР Д. Венке, говоря о пользе совместных досмотров, привел такой пример: Венгрия закупает семенной картофель в ГДР и Польше. Из ГДР, где инспекторы проверяют корнеплоды заранее, идет доброкачественный картофель. А вот с Польшей у Венгрии такого соглашения пока нет. Поэтому при импорте польских корнеплодов возникают трудности: поскольку до 8% товара бывает заражено картофельной нематодой, карантинным вредителем, товар приходится либо возвращать поставщикам, либо подвергать специальной переработке. Для Венгрии — это лишние хлопоты, а для Польши добавочные расходы. Конечно, простая проверка продукции, даже совместная, не в состоянии решить всех проблем. Необходимо еще располагать такими методами контроля, которые позволяли бы с гарантией обнаружить карантинных насекомых или микроорганизмы, когда товар заражен. Те способы, которые применяли до недавнего времени, зачастую были примитивны. Карантинный инспектор определял зараженность груза, выборочно просматривая его. Нередко ему приходилось руководствоваться только интуицией. Работники венгерской карантинной службы в последнее время много занимались совершенствованием методов контроля. Вот, например, один нз результатов. В мире широко распространен опасный вредитель плодовых — калифорнийская щитовка. Вообще-то она родом из Китая, но в Европу попала из США, где ее ошибочно прозвали калифорнийской. А щитовкой насекомое именуют из-за того, что тельце его прикрыто плотным щитком, под которым щитовка проводит почти всю свою жизнь, питаясь соками из веток и плодов яблонь, груш, абрикосов и персиков. Сколько же ящиков с яблоками нужно просмотреть в одном вагоне, чтобы обнаружить вредителя? Может три ящика, может пять, а может и весь вагон? В Венгерском институте защиты растений с помощью ЭВМ обработали большой статистический материал — результаты обследований ящиков, вагонов, составов, и вот что получилось: если при досмотре среди первых четырех плодов один был со щитовкой, это означает, что вся партия яблок заражена на 20%. а если поврежденный плод оказался только десятым, то общая зараженность не превышает 5°/о- Подсчеты дают возможность значительно сократить трудоемкую работу инспектора, а кроме того, сделать контроль более надежным. Калифорнийскую щитовку заметить легко — она сидит на поверхности яблока, но есть вредители, которые забираются внутрь плодов и семян; их обнаружить значительно труднее. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЛУШИВАНИЯ Самый старый и простой способ узнать, есть ли насекомые внутри семян, заключается в том, что.их погружают в раствор поваренной соли или азотнокислого натрия: семена, в которых живут личинки или жуки, всплывают. Сейчас созданы более надежные методы. Наиболее точными из них считаются рентгенография и нингид- рипная техника (объяснение — дальше), а быстрее всего сделать анализ позволяет электроакустический метод. В 1972 году в Венгрии был создан прибор «Инсектофои» (в настоящее время уже начат его серийный выпуск). «Инсектофон» усиливает шум от движения насекомых; прибор очень чувствителен и позволяет узнать, заражен ли образец зерна весом 200 г, даже если в нем всего одно насекомое. Причем по силе звуковых импульсов можно определить не только степень заражения образца, но и вид вредителя и фазу его развития. Рентгенографию в карантинной экспертизе впервые применили в Советском Союзе — в Центральной и Ленинградской лабораториях по карантину растений. Сначала для этого использовали медицинскую 27
рентгеновскую установку, но у нее был существенный недостаток — малая производительность. Потом создали установку АРС-16, с помощью которой можно анализировать в 15 раз больше семян, чем раньше, а также определять, какие насекомые сидят внутри — живые или мертвые. В Венгрии нашу методику модернизировали и на ее основе сконструировали еще более высокопроизводительный и компактный аппарат «Plant-X». А теперь о нингидринном методе. Он объединяет в себе главные достоинства электроакустического метода и рентгенографии — быстроту и точность. Нингидрин — органический краситель; это очень чувствительный индикатор на свободные амино- и кетокислоты, а они есть в жидкости, заполняющей тело насекомых. На фильтровальную бумагу, пропитанную раствором нингидрина, помещают растертые семена; если в них были вредители, это сразу станет заметно: фильтровальная бумага тут же покраснеет. Все в той же Венгрии создан прибор для серийных анализов с помощью нингидрина. Однако, как известно, мало обнаружить врага, его еще нужно уничтожить... ВМЕСТО БАЛЛОНОВ — ТАБЛЕТКИ Наиболее надежным методом обеззараживания сельскохозяйственных грузов считается газовая обработка. Фумиганты обычно хранятся в жидком виде. Если температура кипения ядохимиката низкая, то его держат в металлических бочках, если высокая — в стальных баллонах под давлением. Однако несмотря на высокую эффективность, этот способ борьбы с вредителями дорог, трудоемок и к тому же еще опасен, потому что все фумиганты ядовиты (работают с ними обычно в противогазах). Сейчас уже известно, как газовую обработку упростить и облегчить... В 1936 году впервые фумиганты были приготовлены в виде таблеток; в их состав входили соединения фосфора и алюминия. Если таблетка оказывалась во влажной атмосфере, скажем, трюма с зерном, эти Два Вещества вступали в реакцию, в результате которой выделялся фосфористый водород, очень токсичный для насекомых. Применять таблетки стали лишь спустя 30 лет. Сейчас в ГДР изготовляют фумигант в таблетках «Делиция-Газток- син», им обеззараживают зерно, крупы, горох, кондитерские изделия и другие грузы, зараженные вредными насекомыми. Каждая таблетка весит три грамма; при разложении ее выделяется один грамм газообразного фосфористого водорода; после этого от таблетки остается мелкий порошок серого цвета из безвредной гидроокиси алюминия. Огромное преимущество «Газток- сина» заключается в том, что для его применения не нужно никаких специальных приспособлений; таблетки раскладывают на складах и мельницах, помещают на ленты транспортеров при погрузке зерна в вагоны или на суда. Поскольку газ начинает выделяться из таблеток не раньше, чем через час после того, как вскрыли упаковку, нет нужды надевать противогаз. Кроме того, фосфористый водород даже в незначительной концентрации легко обнаружить по запаху: он пахнет, как карбид. Доктор Д. Боге из Лаборатории по карантину растений ГДР привел в своем докладе такие цифры: обработка тонны продукции препаратом «Делиция-Газтоксин» обходится в пять раз дешевле, чем обеззараживание того же груза бромистым метилом из баллонов. Советские специалисты испытывают новинку; отрабатываются методики применения твердого фумиганта в различных условиях. Социалистические страны достигли уже немалых успехов в объединении своих сил и знаний для того, чтобы защищать растительные богатства и ту продукцию, которую они дают человеку, от всевозможных вредоносных организмов. Сотрудничество в этой области будет расширяться. Кандидат сельскохозяйственных наук Я. Б. МОРДКОВИЧ 28
Три часа в Шереметьево В соответствии t Oeiu т- вующим в СССР законоположением по карантину растений, всем туристам и пассажирам, кик советским, так и иностранным, прибывиющим в Советский Союз из других государств, запрещается ввозить следующие подкарантинные ми териилы: семена культурных и диких растений: живые растения и их части (черенки, клубни, луковицы, корневища, корни); почву и растения с почвой (рассаду, саженцы, цветы в горшках); свежие ПуЮды, ягоды, овощи, живых насекомых, культуры живых грибов, коллекции насекомых, семян, гербарии.. Hi Пимятьи туристам — Откуда прилетели? — Из Варшавы. — Везете ли с собой фрукты, овощи, семена? — Да, апельсины... — К сожалению, вынуждены их конфисковать, — карантинный инспектор за- бирает полиэтиленовый пакет с пятью апельсинами. — Но почему? Я не успел их съесть, сейчас выйду из зала и съем все. — Поздно... Вы пересекли границу СССР, и значит, вступила в силу инструкция, запрещающая частным лицам ввозить в нашу страну растительную продукцию... Опасные насекомые и возбудители болезней у растений могут пересечь границы государства не только с многотонными грузами зерна и фруктов; в посылках, в букетах цветов, наконец, в небольшом свертке с продуктами, который пассажир взял в дорогу, нередко едут к нам незваные гости. Поэтому в международных аэропортах есть отделения карантинной службы, или ППКР — пограничные пункты по карантину растений. На таком пункте в Шереметьево я провепа три часа. В тот день дежурили два инспектора — Евгения Михайловна Блистанова (она как раз и беседовала с пассажиром из Варшавы) и Светлана Андреевна Корот- кова, биологи, выпускницы МГУ. Они просматривали авиагрузы и ручную кладь. С утра в аэропорт поступили клубни георгинов из Голландии для Главного ботанического сада АН СССР, потом пришли партии черешен из Болгарии и баклажанов из Ирака — для посольских приемов. Овощи, фрукты, семена... Где таится опасность? В принципе инспектор знает, каких пришельцев следует ожидать из той или другой страны. Из Индии могут ненароком пробраться калифорнийская щитовка и возбудители рака цитрусовых, из Египта и Марокко — картофельная моль, с Дальнего Востока — китайская зерновка, из Алжира — розовый червь, вредитель хлопчатника. Эти лазутчики попадаются чаще всего, но список карантинных объектов намного больше. Чтобы ввезти в нашу страну растительный товар, необходимо заранее договориться с Министерством сельского хозяйства СССР и получить от него так называемое импортно-карантинное разрешение. В этом документе указано не только название груза, но оговаривается и его дальнейшая судьба. Например, про клубни георгинов из Голландии быпо сказано: еспи карантинная служба их пропустит, то потом клубни должны быть высажены на карантинном участке ботанического сада и в течение одного-двух лет находиться под наблюдением. Депо в том, что не всякое заражение можно обнаружить с первого взгляда; проверочный срок для того и отводится, чтобы выявить заболевание, если оно есть. Только после такой проверки клубни можно использовать как посадочный материал. Георгины на ППКР пропустили. Если бы они оказались зараженными, то их либо вернули бы поставщикам, либо уничтожили. Некоторые грузы подвергают фумигации — за счет поставщика. ...Семья работника индийского посольства в 29
СССР: папа, мама и две дочки. Возвращаются после отпуска. Куча ручной клади и целая корзина фруктов и зелени: золотобокие манго, .чеснок, мята, кинза. Обычно груз, который везут дипломаты, не досматривается (таков закон), но продукты должны быть проверены. Евгения Михайловна оглядывает каждую головку чеснока, каждый плод манго; там, где есть темные пятна, ножом снимает кожицу. Пассажиры озадачены, даже немного напуганы. Но вот досмотр закончен, все в порядке, и, к удовольствию обеих сторон, владельцам возвращают корзину со всем содержимым. Обычно продукты из посольства не выносят, отходы же по договоренности с администрацией там же, на территории посольств, уничтожаются по всем правилам, с обеззараживанием. V пассажира из Франции конфисковали большую сумку; в ней в красочных пакетиках — всевозможные семена: гороха, подсолнечника, цветов, овощей. Француз вез их советскому коллеге в подарок. После обследования семена будут уничтожены. Кроме насекомых и болезней, с ними могут быть завезены семена сорных трав. Сорняки — тоже опасные враги. Вот, скажем, повилика. Это паразит; она обвивает ствол растения-хозяина и губит его. Сорняк удивительно живуч, быстро заселяет новые места, и потом его почти невозможно искоренить. Причем он размножается не только семенами: достаточно нескольких кусочков стебля, чтобы они дали агрессивную поросль. Еще один карантинный зо сорняк — амброзия: опасна и для растений и для людей, потому что во время ее цветения немало людей страдают от аллергических заболеваний. Дикий паслен, горчак розовый, сорно-полевые сорта подсолнечника. Они могут попасть к нам из Европы, Америки, Азии. Каждую смену инспекторы проверяют еще, как обстоят дела в трехкилометровой зоне вокруг аэропорта. Они уже знают, что здесь растет и какая живность водится, поэтому появление новосела заметно сразу. Недавно например, на такой полосе у аэропорта Внуково обнаружили повилику. И сразу были приняты срочные меры для уничтожения врага. В стеклянном шкафу карантинного пункта хранятся образцы зараженных плодов, личинки и жуки, найденные при проверке. Обычно их обнаруживают при простом визуальном осмотре. Если груз невелик, контролю подвергают каждый плод, каждую луковицу, а большие партии товара осматриваются выборочно. У инспекторов должно быть отличное зрение, да к тому же еще наметанный глаз, но все равно для подтверждения диагноза образцы отсылаются в лабораторию Государственной карантинной инспекции. В аэропорту всего 12 инспекторов, по три на каждую смену, если все здоровы. Это очень немного. Самолеты' летят и летят, поток приезжающих и грузов почти не иссякает. Помогают, конечно, таможенники, пограничники. Без них и вовсе не управиться. И все-таки не в каждую сумку удается заглянуть, бывает и так, что приходится ограничиваться опросом, надеяться на совесть пассажиров. ...Делегация советских специалистов вернулась из Голландии; перед возвращением голландцы подарили им по коробке с клубнями георгинов. Были, наверное, среди возвратившихся садоводы-любители, которые предвкушали, как расцветут у них на даче привозные цветы. А в Шереметьево пришлось с георгинами расстаться; отдавали добровольно, хотя и с большим сожалением. Еще печальней было расставание с подарками у наших спортсменов-олимпийцев, прибывших из Канады: там каждому подарили черенок канадского клена. Два дня инспекторы носились по Москве и собирали черенки: боялись — разъедутся спортсмены по разным городам и ищи тогда ветра в поле. Успели, собрали. После годичной проверки на карантинном участке Главного ботанического сада черенки посадили в Лужниках, в память о канадских победах... При мне в ППКР не произошло ничего экстраординарного. Но инспекторам предстояли еще вечер и ночь; так ли все будет спокойно? Уважаемые сограждане, возвращающиеся из дальних странствий, соблюдайте правила карантина растений! Д. ОСОКИНА, специальный корреспондент «Химии и жизни»
НОВЫЕ НАУЧНЫЕ УЧРЕЖДЕНИЯ На базе Одесских лабораторий Института общей и неорганической химии АН УССР создан Физико-химический институт АН УССР. На базе Отдела биоорганической химии АН Узбекской ССР создан Институт биоорганической химии АН Узбекской ССР. В НАУЧНЫХ СОВЕТАХ АН СССР При Отделении общей и технической химии АН СССР организован Научный совет по проблеме «Теоретические основы процессов горения»; председателем совета утвержден академик Я. Б. ЗЕЛЬДОВИЧ. При Отделении общей физики и астрономии АН СССР, в составе Объединенного научного совета АН СССР по комплексной проблеме «Физика твердого тела», организован Научный совет по физике сегието1лектриков и диэлектриков; председателем совета утвержден член- корреспондент АН СССР Г. А. СМОЛЕНСКИЙ. Председателем Научного совета АН СССР по проблеме «Биологические основы рационального использования, преобразования и охраны растительного мира» утвержден академик А. Л. ТАХТА- ДЖЯН. НАЗНАЧЕНИЯ Член-корреспондент АН СССР Г. К. СКРЯБИН избран главным ученым секретарем Президиума Академии наук СССР. Избраны директорами научных учреждений системы АН СССР и академий наук союзных республик: Ботанического института им. В. Л. Комарова АН СССР — академик А. Л. ТАХТАДЖЯН; Института биологической физики АН СССР — член- корреспондент АН СССР Г. Р. ИВАНИЦКИЙ. Сибирского института физиологии и биохимии растений Сибирского отделения АН СССР — доктор биологических наук Р. К. САЛЯЕВ; Центрального сибирского ботанического сада Сибирского отделения АН СССР — доктор биологических наук Л. И. МАЛЫШЕВ; Института химии Дальневосточного научного центра АН СССР — Е. Г. ИППОЛИТОВ; Института экологии растений и животных Уральского научного центра АН СССР — доктор биологических наук В. Н. БОЛЬШАКОВ; Института химии Башкирского филиала АН СССР — доктор химических наук Г. А. ТОЛСТИКОВ; Института геохимии и геофизики АН БССР — член-корреспондент АН БССР Р. Г. ГАРЕЦКИЙ; Института микробиологии АН БССР — кандидат биологических наук А. Г. ЛОБА- НОК; Института физико-органической химии АН БССР — кандидат химических наук А. И. ТРОХИМЕЦ; Центрального ботанического сада АН БССР — кандидат биологических наук Е. А. СИДОРОВИЧ; Института ботаники АН Таджикской ССР — кандидат биологических наук М. Р. РАСУЛОВА; Института физиологии АН Узбекской ССР — доктор биологических наук 3. Т. ТУРСУНОВ; Института биологии южных морей им. А. В. Ковалевского АН УССР — доктор биологических наук В. Е. ЗАИКА; Института биохимии им. A. В. Палладина АН УССР— доктор биологических наук B. К. ЛИШКО; Института геохимии и физики минералов АН УССР — член-корреспондент АН УССР Н. П. ЩЕРБАК; Института гидробиологии АН УССР — доктор биологических наук В. И. МАЛЮК; Института сверхтвердых материалов АН УССР — доктор технических наук Н. В. НОВИКОВ. НАУЧНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ III Всесоюзная конферен- ци я «Диффузионные явления в полимерах». Рига, 15—17 ноября 1977 г. Рижский политехнический институт B26В2В Рига, бульвар Кронвальда, 4). Международный симпозиум по макромолекулярнои химии. Ташкент, октябрь 197В г. Научный совет по высокомолекулярным соединениям АН СССР A17312 Москва, ул Вавилова, 32). ; Издательством «Наука» выпущена в свет ; КАРТА МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПУТЕЙ I Составитель—А. Г. Малыгин (под редакцией I доктора-химических наук Л. М. Гннодмана) [Система путей метаболизма низкомолекуляриых соединений в живом организме представлена иа карте в виде [сети реакций с периодически повторяющимися сходными !комплексами реакций. Это придает карте эвристические [свойства и существенно облегчает восприятие материала. [Карта может быть полезна для студентов, аспирантов, [преподавателей, научных сотрудников, работающих в биохимии, микробиологии и смежных областях науки. Карта высылается организациям и отдельным лицам наложенным платежом. Стоимость одного экземпляра — 35 коп. Заказы направлять по адресу: 117312 Москва В-312, ул. Вавилова, 32, Институт биоорганнческой химии им. М. М. Шемякина АН СССР, Научно-ннформа- цнонный отдел. и
Вирус на колонке «Осторожно — грипп!» Плакаты с такими надписями время от времени — главным образом осенью и зимой — появляются во всех общественных местах, призывая не чихать и не кашлять, а также остерегаться чихающих и кашляющих. Тем не менее люди чихают и кашляют, а потом «гриппуют», оказываются прикованными к постели. Эпидемия, как взрыв, в короткое время охватывает города, расползается по всему свету, выводя людей из строя сотнями миллионов. ПОЧЕМУ ИМЕННО ГРИПП? Говоря о достижениях современной медицины, часто отмечают, что она избавила человечество от губительных эпидемий оспы, так как массовые прививки от этой болезни стали нормой для цивилизованного общества. Однако вряд ли верно считать это заслугой медицины сегодняшнего дня: метод вакцинации был открыт еще в конце XVIII века, п его широкое распространение представляет собой следствие прежде всего социального прогресса. Точно так же следствием социального прогресса служит и соблюдение простых правил личной и общественной гигиены, позволяющих предотвратить распространение инфекции. А вот что касается прогресса научного, то с ним, как ни странно, дело обстоит не столь блестяще: с некоторыми вирусными заболеваниями медицине не удалось справиться и до сих пор. Прежде всего с гриппозной инфекцией, перед которой человечество практически беззащитно. В чем тут дело? Обычно, объясняя этот печальный факт, ссылаются на два обстоятельства. Во-первых, на крайнюю изменчивость вируса — возбудителя инфекции. Во-вторых, на слабость иммунитета, сообщаемого человеческому организму существующими вакцинами против гриппа. Способность вируса гриппа быстро менять свои свойства действительно поразительна: каждая последующая эпидемия вызывается его новой разновидностью, против которой ранее приобретенный -иммунитет бессилен. Поэтому даже если человек только что переболел гриппом одного типа, он способен тотчас же заболеть вновь. Кроме того, приобретенный иммунитет недолговечен: он исчезает примерно через полгода, в то время как эпидемии обычно случаются не чаще, чем раз в одпн-два года. Сейчас, правда, изменчивость вируса гриппа не может служить непреодолимым препятствием при борьбе с эпидемиями: уже установлены некоторые закономерности в чередовании различных носителей инфекции, и с известной долей вероятности можно предсказать, к какой именно вспышке — сильной или слабой — следует скорее всего готовиться. Кроме того, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) следит за основными очагами инфекции, загодя предупреждает страны, которым грорит очередная волна гриппа, и снабжает их чистыми культурами наступающего вируса. Но если изменчивость гриппозных вирусов дана, так сказать, от бога и борьба с ней входит в естественную стратегию науки, то малая эффективность иммунизации населения представляет собой прямое следствие несовершенства традиционных методов приготовления вакцин — как противогриппозных, так и любых иных. Традиции же, как извест- 32
но, охраняются людьми, причем под час весьма активно. Несовершенство вакцин не очень заметно проявляется н слччаях, когда заболевание не носит массового характера. Но именно в случае повального гриппа оно и даег о себе знать: плотина иммунитета оказывается неспособной удержать поток массовой эпидемии. ОТ ПРАДЕДУШЕК ДО ПРАВНУКОВ Сама суть иммунитета проста и известна каждому школьнику. Человеческий организм борется с болезнетворным началом, вырабатывая при вторжении в пего белков-антигенов связывающие их белки- антител а В случае вирусов бел ком-антигеном служит сама оболочка этих микроорганизмов, так называемая капсп- да, внутри которои, как в чехле, укрыта молекула нуклеиновой кислоты. Если человека заразить безвредной разновидностью вируса, имеющего сходную с болезнетворным вирусом капе иду, то иммунная с не тема вырабатывает антитела, способные бороться и с патогенной инфекцией. Например, практически незаметно переболев коровьей оспой, человек становится невосприимчивым на много лет к опасной разновидности этой болезни, косившей н средние века людей миллионами. Но можно поступить иначе вырастив к\льтур\ болезнетворного вируса, инактивировать его и затем использовать для создания иммунитета. К сожалению, такие вакцины имеют существенный недостаток: среди содержащихся в них белков (заметим, достаточно разбавленного раствора) белок вируса, к которому организм и должен вырабатывать невосприимчивость, составляет всего от 0,1 до 1.%... Это значит, 'что иммунная система на 99, а то и на 99,9% работает вхолостую, вырабатывая антитела против белков, не имеющих никакого отношения к инфекции. Кроме того, обычно нельзя гарантировать, что при инактивации молекулярная структура белковой оболочки вируса не повредилась. Все это представляет собой пря- 2 Химии и ж тт.» .V |м мое следствие того, что техника приготовления вакцин по существу не изменилась со времен наших прадедушек, не знавших ни эффективных методов очистки и разделения белков, ни методов концентрирования их растворов, пи методов избирательного воздействия на молекулы разных типов. Л знают ли такие методы правнуки, паши современники? СУЩЕСТВО КАК ВЕЩЕСТВО В середине нашего века в лабораторной практике чрезвычайно широкое распространение получили разнообразные хроматографиче- ские методы разделения веществ. В двух словах их суть сводится к тому, что раствор смеси веществ вводят в верхнюю часть хроматограф и - чеекой колонки трубки, наполненной нерастворимым пористым адсорбентом, а затем колонку промывают чистым растворителем или подходящим раствором. При этом вследствие различной способности к адсорбции разные вещества концентрируются в виде столбиков, движущихся вдоль колонки с различными скоростями: в результате вещества оказываются разделенными и притом могут быть получены в виде раствора, более концентрированного, не/К ел и исходный. Этим методом удается разделить и простейшие неорганические ионы (вплоть до чрезвычайно похожих друг па друга ионов редкоземельных элементов и даже ионов почти совсем неразличимых изотопов), и сложнейшие органические молекулы, вплоть до молекул белков. Но ведь оболочка вируса как раз и представляет собой конструкцию из белковых молекул. Поэтому было логично попытаться очищать, разделять и концентрировать эти микроорганизмы хром атографически, как н обычные вещества. Изучение такой возможности было начато в 1968 году в лаборатории биополимеров Ленинградского института ядерной физики под руководством доктора химических наук С. Е. Бреслера. Затем в работу включились сотрудники руководимой им кафедры биофизики Ленинградского политехническо- 33
го института, в первую очередь доцент В. М. Коликов, а также лаборатории респираторных вирусных инфекций Ленинградского научно- исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Пастера, руководимой профессором Э. А. Фридман. Первая задача заключалась в том, чтобы найти подходящий сорбент: его поры должны были быть соразмерны вирусам, то есть иметь диаметр 1000—4000 А. Таким сорбентом оказалось пористое стекло, которое получается при выщелачивании двухфазного натрииборосиликатного сплава; важно, что размеры пор можно изменять в широких пределах, варьируя технологию, разработанную профессором С. П. Ждановым в Институте химии силикатов. Оказалось, что на таком стекле вирусы легко адсорбируются и так же легко смываются с него в неповрежденном состоянии. Для этого оказывается достаточным сдвинуть кислотность среды на десятые или даже сотые доли рН (см. нижний рисунок), то есть адсорбция вирусов в отличие от адсорбции низкомолекулярных веществ происходит по принципу «все или ничего». Исследователи назвали это интересное явление «критической адсорбцией». Две кривые, изображенные на рисунке, относятся к двум различным разновидностям вируса гриппа; это значит, что эти разновидности можно разделить. И действительно, разделение оказывается практически полным, причем одновременно удается избавиться н от примеси посторонних белков. Причем за один проход через колонку длиной в несколько десятков сантиметров вирус удается сконцентрировать в десять раз и удалить более 99% примесей. Попытки создать метод очистки и концентрирования вакцин (в том числе и противогриппозных) делались и ранее. Например, для этого применяется ультрацентрифугирование, то есть разделение частиц по молекулярным массам в поле центробежной силы. Но этот метод не только дает худшие результаты: он неизмеримо дороже метода, разработанного ленинградскими учены- Элеитронная микрофотография культуры «яруса, очищенной жроматографией на лорнетом стекле. Шар ни с жаостнком — фаг. добавленный к культуре для определения ее концентрации ■ качестве внутреннего контроля 1 , ■ , ежи , , 2 4 6 8 10 12 рН При изменении кислотности среды даже в очень малой степени |иа десятые и даже сотые доли рН| вирус практически нацело смывается с жроматографичесиой колонки, лрнчем для ■прусо* раэныж типов эти критические условия различны 34
ми. Достаточно сказать, что за границей доза вакцины, очищенной ультрацентрифугированием, стоит 5—10 долларов, а вакцина, очищенная хроматографически, стоит немногим больше, чем стоит куриный эмбрион, на котором выращивают вирус. Надо заметить, что исследователи не только разработали метод очистки вируса от примесей, но и стали применять прогрессивный метод его инактивации. Он заключается в облучении культуры ультрафиолетовым светом с длиной волны 254 нм, избирательно поглощаемым нуклеиновыми кислотами и почти не затрагивающим белки: в результате белковая оболочка вируса, ответственная за возникновение иммунитета, совершенно не повреждается, а вирус с гарантией гибнет. Этот процесс успешно протекает в созданном ленинградцами приборе — ультрафиолетовом инактиваторе. Теоретически вакцина может снизить заболеваемость приблизительно в 8 раз, если учесть различную способность разных людей к приобретению иммунитета. Опыты показали, что в действительности заболеваемость снижается несколько меньше — в 4 раза. Но и этого вполне достаточно для того, чтобы остановить шествие эпидемии, чтобы прервать цепную реакцию всеобщего инфицирования вследствие контактов здоровых с больными. ГДЕ ВАКЦИНА? На небольшой лабораторной установке в месяц удается готовить 10 тысяч доз вакцин; производительность полупромышленной установки (это ряд колонок из титана, длиной около метра каждая), которая помещается в одной небольшой комнате, составляет 100 тысяч доз в месяц. Звучит внушительно, но ведь это капля в море! Вместе с тем ценой небольших затрат можно построить предприятие, в считанные недели готовящее противогриппозную вакцину, способную остановить эпидемию в масштабах многомиллионного города, всей страны... Но почему-то такого предприятия нет до сих пор. Почему? Очень просто: метод, несмотря на поразительные результаты, требует затрат труда, изготовления и освоения новой аппаратуры, расхода.эмбрионов. Все это не вызывает у медиков особого энтузиазма, видимо, только по той причине, что по-старинке работать проще... У каждого новшества есть инкубационный период, в течение которого оно не находит широкого распространения. Например, в области нефтехимии это время составляет около 12 лет. Трудно сказать, чему равен этот срок для новшеств в области меди- v> цины. Но вряд ли это тот самый случай, когда надо сложа руки ждать, пока сработает естественная закономерность... О том, что новый метод приготовления противогриппозной вакцины создан и может быть использован на практике, президент АН СССР академик А. П. Александров сообщил делегатам XXV съезда КПСС. Будем надеяться, что это позволит существенно сократить срок внедрения новшества, способного сберечь не только миллионы рублей, но н здоровье миллионов трудящихся нашей страны. В. БАТРАКОВ, специальный корреспондент «Химии и жиэни» Т 35
<^чн л; ил' •- Л- ••"-^ **>v HBf Фотоинформацю ДНК: кристаллы, кристаллы, кристаллы... 36
2 Не таи давно в харьковском Физико-техническом институте низких температур АН УССР удалось впервые получить крупные, размером до одного миллиметра, кристаллы ДНК (фото 1). Дезоксирибонуклеиновая кислота находится в этих кристаллах в виде цетилтриметиламмониевой соли (см. «Химию и жизнь», 1975, № 2). Пока еще не удалось доказать, что в живых организмах ДНК тоже может переходить в кристаллическое состояние. Но и искусственно полученные кристаллы представляют несомненный научный интерес. Это удобная модель для исследования особенностей структуры ДНК. 37
4 ► Постепенно удалось детально изучить процесс роста кристаллов и усовершенствовать методику их получения. Эту работу вели совместно с харьковчанами сотрудники Института кристаллографии им. А В. Шубникова АН СССР в Москве. Оказалось, что кристаллы чутко реагируют на механические и тепловые воздействия и на изменения состава раствора, в котором растут. Когда в растворе повышается концентрация одновалентных ионов, то кристаллы начинают растворяться, приобретая форму, порой несвойственную кристаллическим образованиям. Если раствор возвращается к первоначальному составу, то полурастворившиеся кристаллы возобновляют рост — происходит, как говорят кристаллографы, регенерация. Для рентгенографических исследований важно, что повторная кристаллизация позволяет увеличить размер кристаллов — как бы нарастить их в толщину и в ширину. Если регенерация совершается быстро, то можно
наблюдать самые причудливые формы роста (фото 2). При меньшей скорости возникают многослойные кристаллы. На фотографии 3 четко видны новые слои на поверхности исходных кристаллов. Бывает, что попадаются и вовсе 40 удивительные структуры (фото 4, 5). Заметим, что многообразие кристаллических форм связано лишь с условиями роста. Кристаллы независимо от внешней формы имеют одинаковую внутреннюю структурную ■ 5 организацию и принадлежат к гексагональной системе симметрии. М. О. КЛИЯ, В. Д. ОСИКА Фотографии выполнены с помощью оптического микроскопа авторами заметки
Расшифрованы промотор и терминатор последние известия Огромная сложность генетического аппарата эукариотов, то есть организмов, клетки которых имеют ядра, не позволяла до последнего времени выделить регуляторные уча* стки ДНК и расшифровать их нуклеотидные последовательности. Но недавно в совместной работе группы У. Гилберта (Гарвардский университет, США) и К. Скрябина (Институт молекулярной биологии АН СССР, Москва) был прочитан целый фрагмент из ДНК дрожжей. Этот фрагмент состоит из 283 оснований и включает в себя ген рибосомной РНК ES РНК) вместе с участками, примыкающими к этому гену («Nature», 1977, т. 267, с. 641). Работа состояла из следующих этапов. Сперва куски ГСНЗ ДРОЖЖСИ дрожжевой ДНК были встроены в малую хромосому бактерии Е. coti — в так называемую ппаэмиду. Потом среди В совместной работе совет- бактерий были отобраны те, в плазмиду которых вклю- ских и американских биоло- чились гены именно рибосомной РНК. Размножая такие гов показано, что участки - - -,,,,. ' бактерии, можно было получить столько плазмид, сколько мопекупы ДНК, распопожен- г ' ' ные перед геном и поспе не- требовалось для расшифровки выбранного гена. Дапее, го, имеют необычные нукле- при помощи рестриктаз — ферментов, расщепляющих отидные последовательности. дцк в строго определенных местах, плазмиды были на- Они, вероятно, служат сигна- . А г ' л резаны на куски, из них выделены фрагменты, содержа- пами, управляющими рабо- ^ ' " ^г " к той РНК-полимеразы. щие ген 5S РНК, и определена последовательность оснований в таком фрагменте: АААТАТААТШААТТГТЦЦ1ШШШАШ ТТТАТАТТАТТТТТААЦАГГАГГТГГГТАТТГТГГАГАГТГАГГГТГГА ТАЦТТГТАЦАГАЦЦТГГГАЦГГГАГ */к7^^о**су7 ггуугцггц ауау уэццагааагцаццгуууцццгуццгауцаац А1АТЦАЦЦТГЦГТТТ1ЩГга ТАТАГТГТАЦШААГГДААТТТТАТАЩ^ угуагууаагцуггуаагагццуг8ццгаг^ггу1 ьгугггугаг^а /е^цгааацуцаггугцуг аауцу ЗГИГТТААГцтТЛАГАГЩ АЦАТЦААТТЦГА1ЩТТЦТ11ГГАЦТГГЦТЦАТЦАЦАТЦАЦ1да ТАТТТЦТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТ ТТТЩТДГТТТЦТТГГЦТТЩИТГЦТ А1ШГАААААААААААААААААААА 1АА А -АААГАТЦШГАА1ЩГААГГАТАЦГА Центральную часть из 121 нуклеотида занимает ген, в котором закодирована 5S РНК Сверху другим цветом изображена сама 5S РНК. Слева к гену примыкает промотор— место посадки РНК-полимеразы. Авторы отмечают одну любопытную его особенность: в то время, как в гене пурины (А, Г) и пиримидины (Т, Ц) распределены между нитями ДНК равномерно, в промоторе 60 из 90 пуринов расположены на нижней нити. Не эта ли особенность служит сигналом для посадки РНК-полимеразы? Еще более примечателен 37-членный кусок ДНК, примыкающий к концу гена. Он состоит почти целиком из пар А—Т. Поскольку прямо перед ним заканчивается считывание гена, этот участок, очевидно, выступает в роли терминатора. Последовательность ТТТТТ... как бы говорит РНК-полимеразе: «Тормози, Тормози, Тормози...» В. И. ИВАНОВ 41
*VJ!'
Классика науки Продление жизни А. А. БОГОМОЛЕЦ Научное творчество Александра Александровича Богомольца AВ81—1946), сына политкаторжанки, отбывавшей наказание по депу Южно-Русского рабочего союза в киевской тюрьме (где и родился будущий знаменитый патофизиолог и биохимик), вдохновлено одной общей идеей — отыскать средства, способные изменить реактивность организма по отношению к вредным факторам среды. Согласно концепции Богомольца, существует физиологический аппарат, которому в первую очередь «поручена» защита организма от вредностей; это система соединительной ткани, пронизывающей все части тела; она образует эпастичный скепет органов и основу кожи, сопровождает кровеносные сосуды и нервные стволы. Структурная и биохимическая деградация этого аппарата— вот суть старости, понимаемой как болезнь, в отличие от естественного старения, каковое, по убеждению ученого, допжно начинаться значительно позже — в столетнем ипи даже стопятидесятилетнем возрасте. Эти взгляды в популярной форме развиты в работе «Продпение жизни», фрагменты которой мы здесь воспроизводим. Написанная сорок лет назад (она была приурочена к первой в мире геронтологической конференции, созванной по инициативе Богомольца в Киеве в 1938 г.), статья эта, естественно, отражает тогдашний уровень знаний о причинах старения. С тех пор многое изменилось. Из трехсот теорий, предложенных в разное время для объяснения старости, ныне наибопее попупярна генетическая гипотеза, смысп которой сводится к довольно пессимистическому утверждению, что чеповеческий (и любой другой) организм стареет и увядает в соответствии с жесткой программой, записанной в его генах, и ничего тут не поделаешь. Правда, при этом иногда уточняют, что нить жизни, наследственно предопределенная, могла бы быть значительно дпиннее, еспи бы на наш генетический аппарат не обрушивапись различные вредности, нарушая химизм клеток, засоряя их недоокиспенными продуктами обмена, «бездомными» радикалами и т. п. Все эти представления в предлагаемой работе пишь намечены. Но сейчас, как никогда прежде, дпя нас ясно, что старение имеет конкретную, биохимическую подоплеку. Именно эту идею одним из первых провозгласил академик Богомолец. Нет смысла полемизировать с прошлым науки; важнее понять, каким образом это прошлое трансформировалось в настоящее. Мыспи, высказанные почти полвека назад пионером отечественной геронтопо- гии, лишний раз убеждают в справедливости старого афоризма, что история науки заключена в ней самой Наука о жизни — биология — рисует нам процесс жизни как беспрерывное ритмическое колебание процессов созидания и частичного разрушения, процессов усвоения и ассимиляции (уподобления) принятых организмом пищевых веществ н процессов диссимиляции (разложения. окисления), освобождающих энергию, необходимую для проявления жизненных функций. Другие процессы, наблюдаемые в живом организме,— рост как преобладание процессов ассимиляции над разрушение!^ ведущее к накоплению в клетке живой материи, размножение клеток как рост за пределы индивидуальности, движение и т. д. — могут быть хотя бы отчасти поняты как следствие первых. Их безвозвратное уничтожение есть смерть. Постоянство формы и химического состава, питание и рост и, наконец, способность воспроизведения себе подобных «специфических форм» жизни — таковы основные признаки всего живого. Питание, ассимиляция влекут за собой рост, а последний оказывается возможным лишь до известных пределов, поставленных природой индивидуальности клетки. Достигнув их, клетка разделяется на две, во всем подобные материнской, наступает процесс размножения, своего рода рост за пределы индивидуальности. Этот процесс развития жизни можно наблюдать в мире одноклеточных организмов почти беспредельно. Поставленные в благоприятные условия среды, они могут производить впечатление бессмертных. 43
Вудреффу удалось в течение пяти лет наблюдать в культуре инфузорий 3029 генераций в результате последовательного деления. Если бы все образующиеся при этом инфузории не погнбалн жертвами неблагоприятных влияний окружающей среды, от которых в опыте отдельно отсаживаемую вновь образовавшуюся особь защищала забота экспериментатора, масса образующихся инфузорий в течение пяти лет превысила бы массу земного шара. И при этом никаких видимых признаков старческого увядания! Так создалось неверное, конечно, но долгое время занимавшее умы ученых представление, что на первых этапах своего развития жизнь не знала железного закона смерти, что смерть будто бы явилась к нам в процессе эволюции жизни вместе с более, сложными ее формами — теми, которые гордый человеческий ум признает венцом природы. В этих опытах поражает огромная способность живой материи к восстановлению, к возрождению. Один французский ученый (Люмьер) подсчитал, что инфузория сороковой генерации может содержать менее одной триллионной A: I 000 000 000 000) части вещества первой материнской клетки. Если же, как ,в опытах Вудреффа, делений произошло около трех тысяч ? то содержание исходного материнского вещества (инфузории первой генерации в инфузории последней генерации) могло бы быть выражено дробью, числителем которой будет единица, а знаменателем — число нз тысячи цифр. Само собой понятно, что эти астрономические цифры находятся далеко за пределами возможного дробления живой материн. Зато они дают представление о раз мерах способности живой материи к росту и возрождению. Вот еще пример, заимствованный мной у того же автора. Днтя к моменту рождения весит в 500 миллионов раз больше яйцевой клетки. Для этого достаточно 28 делений всех клеток с момента зачатия: 17 делений в первые 15 дней и 11 делений в течение следующих 8,5 месяца. По сравнению с этой продуктивностью яйцевой клетки человека какой ничтожно малой кажется продуктивность самого плодовитого целого человеческого организма! Приведу выдержку из книги А. Башуц- кого «Панорама Санкт-Петербурга», изданной более ста лет назад. «Вот два единственных примера плодородия русских женщин. В 1755 году крестьянин села Введенского, Яков Кириллов, представлен был ко двору: он имел тогда от роду 60 лет и был женат на второй жене. Первая в 21 беременность родила 57 живых детей, именно: четыре раза по четыре, семь раз по три, десять раз по два, всего 57. Вторая в семь раз — 15 детей: один раз — трех и шесть раз по два. Следовательно, старик имел всего 72 детей. 1782 года 27 февраля прислана в Москву ведомость от Никольского монастыря, что Шуйского уезда крестьянин Федор Васильев, женатый два раза, имел от обоих браков 87 детей. Первая жена в 27 родов имела четыре раза по четыре, семь раз по три, шестнадцать раз по два, всего 69. Вторая— два раза по три и шесть раз по два, всего 18. Васильеву было тогда 75 лет, а из детей было живы 83». Как нн необычны эти цифры исключительной плодовитости, оии ничтожно малы по сравнению с обычной плодовитостью яйцевой клетки, продукция которой к моменту рождения ребенка превышает ее начальный вес в сотни миллионов раз. Если у одного из видов плоских червей— планарин отрезать головную часть, то взамен ее вырастает новая голова, полностью заменяющая отрезанную. У дождевого червя в подобных опытах необходимым условием возрождения головы является присутствие в ране конца перерезанного нерва. С усложнением строения организма, с возрастающей в нем дифференциров- кой органов и их функций возможность возрождения утраченных становится все более ограниченной. У низших позвоночных животных, у холоднокровных, наблюдается возрождение целых отдельных органов (плавника, хвоста, конечности, даже целого глаза) прн условии оставления на месте произведенной операции жизнеспособных клеток, являющихся структурными элементами этих органов. У теплокровных животных возрождение возможно лишь в пределах определенного типа ткани. Печеночная клетка, размножаясь, может дать только себе подобную по форме н физиологическому значению печеночную же клетку. Однако и у высших животных, и у человека процессы возрождения идут в течение всей жизни. Несмотря на ритмическое чередование работы и покоя, клетки органов постоянно истощают свою энергию. На смену им приходят новые поколения, нарождающиеся из старых, им подобных. Отмирание одних, образование новых клеточных элементов, частичные смерть 44
и возрождение органов и тканей беспрерывно совершаются в течение всей индивидуальной жизни организма. О размерах этих созидательных и разрушительных процессов в организме человека можно составить себе представление по следующему примеру. В организме человека примерно в течение двух месяцев (некоторые ученые несколько удлиняют этот срок) обновляются все красные тельца (эритроциты) кровн. Этот процесс обновления связан с разрушением части эритроцитов, которое * происходит непрерывно, преимущественно в селезенке. На смену им так же непрерывно поступают новые порции молодых эритроцитов нз костного мозга, где онн образуются вследствие размножения особых клеток — эри- тробластов. Можно считать, что организм взрослого человека среднего веса содержит около 4—5 л крови. Кубический миллиметр кровн содержит около пяти миллионов эритроцитов. Если предположить, что ежедневно разрушается одна шестидесятая часть красных кровяных телец, то это значит, что около 350—400 миллиардов эритроцитов ежедневно подвергаются разрушению, что столько же созидается вновь, и так на протяжении всей жизнн организма. Весьма замечательно, что продукты распада крови стимулируют кроветворение. Миллиарды клеток теряются кожей, поверхностные слои которой слущиваются, теряются с волосами, теряются в процессе обновления слизистых оболочек дыхательных, пищеварительных,- мочевыделительных путей, теряются и замещаются новыми во внутренних органах. Непрерывно в организме идет наряду с разрушительной огромная созидательная работа. Не все клетки человеческого организма обладают одинаковой способностью к размножению. На первом месте стоят в этом отношении кроветворные клетки, клетки, продуцирующие сперматозоиды, клеточные элементы соединительной ткани. Очень значительной способностью к размножению и возрождению обладают клетки некоторых внутренних органов, особенно печени. По мнению, которое в настоящее время общепринято, клетки центральной нервной системы после рождения ребенка уже не размножаются вовсе. Тем более приходится удивляться их устойчивости: ведь именно им приходится выполнять в течение долгой человеческой жизни руководящую роль как в телесной, так и в психической жизнн человеческого организма. Именно они поддерживают на протяжении всей жизни единство психической личности и ее развитие. Не нужно думать, однако, что продолжительность жизнн организма зависит только от большей или меньшей способности клеточных элементов различных видов животных к размножению и возрождению. Напротив, наблюдения над средней продолжительностью жизнн различных видов животных показывают, что она определяется и целым рядом других внутренних и внешних факторов; н средний век плана- рни, столь превосходящей человека способностью своих тканей к возрождению, много короче средней продолжительности жизни человеческого организма. Когда врач констатирует наступление смерти, далеко не все части организма уже утратили свою жизнеспособность. Перестало биться сердце, не дышат легкие, утратила возбудимость нервная система, организм как целое не существует больше. Но многие клетки еще сохраняют свою жизнеспособность. У мертвеца слегка отрастают сбритые волосы. Профессору Кулябко удавалось заставлять биться человеческое сердце, вынутое из трупа, более суток после наступления смерти. Брюхоненко оживляет умерших собак, искусственно возобновляя кровообращение. Вырезанный кусочек сердца куриного зародыша, систематически пересаживаемый в искусственной, часто сменяемой питательной среде в лаборатории проф. Карреля, уже в несколько раз пережил среднюю продолжительность жизни курицы. Перед медициной встает огромной важности задача: научиться управлять состоянием той внутренней среды, в которой живут клеточные элементы, найти методы ее систематического оздоровления, очищения, обновления. Мне кажется, что современная научная медицина уже намечает некоторые пути к разрешению этой проблемы, значение которой для человечества трудно переоценить. Современная наука представляет процесс старения как постепенное ослабление реактивности клеток, в основе которого лежат биофизические и биохимические изменения клеточного вещества, изменение его физико- хнмнческой структуры, постепенная утрата клеткой способности к размножению и к обновлению своих биохимических структурных элементов, засорение клетки укрупненными частицами ее же собственной клеточ- 45
иой плазмы. Принято думать, что постепенная утрата клеточной плазмой способности к биохимической регенерации является причиной старения («созревания») клеточных коллоидов и мнцеллоидов, а с ним — старения и умирания организма. Это старение биоколлоидов связано с целым рядом изменений их коллоидальных свойств и с ослаблением проявляющихся в живой клетке в форме физиологических реакций физических сил. Под микроскопом эти изменения сказываются в уплотнении и укрупнении частиц клеточной плазмы в появлении в клетке зерен пигмента и других биологически инертных структур, продуктов био- и физико-химического перерождения протоплазмы. С физико-химической стороны дело идет об уплотнении и конденсации клеточных коллоидов, об уменьшении их дисперсности, обеднении нх водой, о так называемом гистерезисе протоплазмы, о старческом высыхании коллоидов, о понижении их физико- химической, а вместе с этим и биологической активности. Нарушается питание клеток, наступает их голодание, понижается жизнедеятельность, наступает старение. Старческий организм, как часто говорят, высыхает: появляются морщины, тонкой, дряблой и сухой становится кожа. Это житейское наблюдение целиком совпадает с данными науки о физико-химических отличиях старого организма от молодого. Вода в организме одномесячного человеческого зародыша составляет около 97% его веса; у новорожденного воды 80%, у взрослого человека в среднем 64,5%. Старение характеризуется дальнейшим уменьшением содержания воды в организме. Было бы ошибкой думать, что в этом обеднении водой легко помочь организму. Действительно, молодой организм очень легко восстанавливает воду, утраченную вследствие водного голодания или больших потерь воды, например, при потении. Старый организм высыхает не от недостатка воды, а от потери способности удерживать ее состарившимися тканями — мышцами, кожей, внутренними органами. Чтобы избегнуть недоразумений, еще раз подчеркну, что уменьшение содержания воды в старом организме есть следствие, а не причина старческих изменений вещества, его тканей, его клеточной плазмы. Этот процесс старения чрезвычайно сложен. Одним из его проявлений обычно бывают увеличение объема частиц клеточной плазмы и уменьшение их количества. Поэтому общая поверхность этих частиц, являющаяся ареной сложнейших биологических процессов внутри клеток, резко уменьшается. Это весьма сильно отражается и на качественной стороне этих процессов, которые замедляются, утрачивают нормальную интенсивность, подвижность, изменчивость. Из сказанного ясно, какое громадное значение в борьбе со старением организма имеет сохранение способности клеток к постоянному биохимическому возрождению химического состава и физических свойств клеточной плазмы. Особенно велико это значение для таких клеток, которые, как клетки центральной нервной системы, ие способны к размножению и поддерживают свою жизнь исключительно путем биохимической регенерации. С возрастом часть этих клеток разрушается и уже не восстанавливается никогда. Так например, было подсчитано, что у старой, четырнадцатилетней собаки сохранилось в мозжечке характерных для этой части мозга нервных клеток две трети, а у семнадцатилетней — всего лишь одна треть того нормального их количества, которое находят у молодого животного. В нервных клетках, как и в остальных клетках организма, совершается постоянный процесс частичного разрушения и восстановления их вещества, процесс перестройки нх клеточной плазмы, процесс ее биохимического возрождения. И хотя нервные клетки не образуются вновь, а только постепенно разрушаются, нервная система в случаях исключительного долголетия сохраняет свои функции 150 и более лет. Как ни огромна способность большинства клеток организма к возрождению, она не бесконечна. С возрастом она уменьшается и приводит к старости организма. Каждый орган — печень, почка^ мозг — получает питательные вещества из крови и в кровь же отдает отбросы своего обмена веществ, которые в виде мочи, угольной кислоты выдыхаемого воздуха и т. д. выделяются затем соответствующими органами (почкн, легкие) наружу. Однако специфические клетки органов не соприкасаются непосредственно с кровью. Мельчайшие артерии распадаются внутри органов на густую сетку волосных мельчайших сосудов, так называемых капилляров, образующих вокруг клеток густую сеть. В петлях этой сети, тесно прилегая к стенкам капилляров, расположены специфические клетки органов. Стенки капилляров чрезвычайно тонки, 46
состоят всего из одного ряда клеток — так называемого эндотелия, представляющего одну из разновидностей соединительной ткани. Через эту стенку идут процессы обмена между специфическими клетками (печени, почек и других "органов) и кровью. Через эндотелнальную перепонку в клетку поступают из крови питательные вещества, а из клетки в кровь — отбросы клеточного обмена веществ. Хотя толщина этой перепонки (мембраны) не превышает тысячных долей миллиметра, но от состояния ее биологических и физических свойств в большой мере зависит и состояние специфических клеток. Уже простого нарушения проницаемости капиллярной стенки достаточно, чтоб задержать поступление в клетки питательных веществ и выделение отбросов. Современная медицинская наука слишком мало уделяет внимания значению физиологической системы соединительной ткани для долголетия организма. Большинство ученых-медиков продолжает считать соединительную ткань просто опорной тканью, своего рода дополнительным к костному скелету эластическим скелетом организма. Забывают, что, например, нарушения проницаемости капиллярной стенки достаточно, чтобы задержать поступление в клетки питательных веществ и выделение отбросов. Уже одно это нарушение проницаемости перепонки (мембраны, гематопа- ренхиматозного барьера, отделяющего клетку от крови), наступающее при старческом склерозе (уплотнении) соединительной ткани, приводит клетку к голоданию и засорению, к самоотравлению продуктами ее же собственной жизнедеятельности. Соединительная ткань в организме служит депо питательных веществ и одновременно оказывает регулирующее влияние на процессы обмена. Физиологическая система соединительной ткани является как бы корнем организма. Подобно тому как растение добывает себе питательные вещества из почвы при посредстве корней, так н специфические клетки высшего животного организма получают все необходимое из крови через посредство соединительной ткани. И подобно тому как от корневой системы — гнилой или крепкой, могучей или слабой — в значительной мере зависят рост, развитие, общий вид растения, так и от состояния физиологической системы соединительной ткани в значительной степени зависят обшнй вид и физиологическая реактивность (конституция) человеческого организма. Биохимический характер и микроскопическое строение соединительной ткани позволяют различать четыре основных типа (конституции) человеческого организма: липоматозный (ожирение), пастозный, или лимфатический (сырой, рыхлый), астенический (тонкая, нежная соединительная ткань) и фиброзный (плотная, крепкая соединительная ткань). Принадлежность организма к тому или другому из этих четырех типов в значительной мере определяет его предрасположение к тем или иным заболеваниям, его шансы на долголетие. У французских врачей давно популярно утверждение: человек имеет возраст своих артерий. Действительно, раннее уплотнение стенок артерий (артериосклероз), наступающее под влиянием, например, сифилиса, алкоголизма, вызывает изнашивание сердца, работе которого эластичность артерий очень помогает, расстройства питания организма. Однако артериосклероз — только одно из проявлений общего склероза соединительной ткани, одно из его следствий. Вот почему с полным основанием можно заменить поговорку французских врачей утверждением: человек имеет возраст своей соединительной ткани. Отсюда и вывод: борьба за долголетие должна быть в значительной мере борьбой за здоровую соединительную ткань. Недооценка роли склероза соединительной ткани, допущенная Мечниковым, — основная ошибка его теории происхождения старения организма. Другая его ошибка, иа которую уже указал ряд ученых, заключается в том, что изменения в соединительной ткани при старении организма наступают или одновременно, или даже значительно раньше, чем старческие изменения специфических клеток нервной системы, печени, почек и других органов. Эти изменения наступают, добавлю от себя, в значительной мере как „ следствие изменений соединительной ткани. И только когда специфические клетки подверглись этим изменениям, они становятся добычей фагоцитов. Соединительная ткань теряет свою физиологическую эластичность, а с ней постепенно утрачивают гибкость, эластичность, сокращают объем реактивности все функции организма. Еще в расцвете снл умственные способности, по-прежнему нормален состав желудочного сока, почки дают достаточно концентрированной мочи, еще нет ни одышки, ни головокружений, а около
глаз уже появилась предательская лучистость и обозначились печальные складки у углов рта: парабола жизни прошла через свою вершину. Подходит старость. Необходимо еще остановиться на хроническом отравлении организма как причине его преждевременного старения. Организм отравляется систематически, беспрерывно в течение всей жизни. Он отравляется ядовитыми веществами, попадающими в него из внешнего мнра с не всегда доброкачественной пищей, с недостаточно чистым воздухом, отравляется вследствие погрешности диеты, отравляется всасывающимися продуктами загнивания остатков пищевых веществ в кишках при хронических запорах. Очень вредны излишества в еде. Приведу пример, до каких степеней обжорства может дойти человек. В Руане (Франция) бывают традиционные праздники обжорства. Французская газета сообщает о результатах одного из таких недавних состязаний. Участники состязания за короткое время сумели поглотить каждый: 1 кг камбалы, 1 кг и 200 г пулярки, 1 кг и 300 г жареной баранины, головку сыра «ливаро», яблочный торт, 2 бутылки эльзасского вина, 4 бутылки сндра и 2 бутылки бургундского вина. По словам Леграиа, в 1910 г. первым обжорой в мире считался один американец из штата Пенсильвания. Он съел за завтраком 144 (!) яйца. Противоположную этим обжорам крайность представлял итальянец Кориаро, человек очень слабого телосложения и здоровья. В 1558 г. он выпустил книгу «Рассуждения об умеренной жизни». Кориаро прожил более ста лет. Своим долголетием и прекрасным настроением, не покидавшим его всю жизнь, Корнаро считал себя обязанным умеренности во всем, особенно в пище и питье. Он съедал в сутки 360 г плотной пищи и выпивал около 400 г питья. В 83 года он еще свободно езднл верхом, легко всходил на крутые склоны, написал веселый водевиль. Корнаро стал родоначальником целого направления — борьбы за долголетие путем неполного голодания и сокращения до минимума потребностей обмена веществ. Сторонники этого направления встречаются и в настоящее время. Я не принадлежу к нх числу. Как правило, голодная диета ведет к истощению организма. Она, однако, может быть весьма полезна как временный курс лечения при некоторых формах болезней обмена. При назначении такой диеты врач должен всегда индивидуализировать ее не только количественно, но и качественно, чтобы не лишить организм необходимых материалов для восстановления клеточной протоплазмы н не вызвать какой-нибудь из разнообразных форм авитаминозов. Поговорка «молоко — вино детей, вино — молоко старцев» не лишена оснований. Очень умеренное употребление алкогольных напитков, улучшающих аппетит, вызывающих усиление секреции пищеварительных соков, во многих случаях несомненно полезно. Несомненно, однако, и то, что алкоголь в очень многих случаях даже не пьяницами употребляется в чрезмерных количествах. А между тем алкоголь в больших дозах — сильнейший яд для всех клеточных элементов организма и в первую очередь для нервной системы и для физиологической системы соединительной ткани. Он вызывает разрастание соединительной ткани и последующее ее уплотнение — склероз. Читатель виднт, какое огромное количество препятствий внешнего н внутреннего происхождения стоит на пути к достижению организмом нормального долголетия. Однако он, вероятно, также успел уже заметить, что значительная часть этих препятствий вполне устранима при современном состоянии наших знаний. Дальнейшие успехи медицинской науки должны сделать этот путь к достижению нормального долголетия совершенно открытым. Но что же такое нормальное долголетие? Какова нормальная продолжительность жизни человеческого организма? Может ли вообще современная наука установить эту норму, указать предел жнзиеспособиости организма, поставленного уже с момента зачатия в идеальные условия существования? Обратимся прежде всего к фактам, к наблюдениям. Они показывают, что в естественных условиях жизни различные виды животных — птнц и млекопитающих — живут неодинаково долго. Еще Аристотель указывал, что чем дольше животный организм растет, тем дольше и общая продолжительность его жизни. К этому взгляду присоединились многие выдающиеся естествоиспытатели и врачи. Бюффон считал, что возможная продолжительность жизни животного в пять — семь раз превышает период его роста. 48
Если считать, что рост организма заканчивается с прекращением роста его костей в длину, то применительно к наилучше изученным домашним животным (см. таблицу) коэффициент долголетия Бюффона более или менее соответствует действительности. Продолжительность (в годах) роста 1 жизии Собака 2 10—15 Кошка 1,5 8—10 Вол 4 20 Лошадь 5 20—30 Верблюд 8 40 Эти данные говорят, что, действительно, естественная продолжительность жизни превышает период роста по крайней мере в пять раз. Рост человека заканчивается между 20 и 25 годами. Таким образом,, если следовать коэффициенту Бюффоиа, 150 лет должны быть признаны средней нормальной возможной продолжительностью жизни человека. Я не могу назвать ни одного автора, изучавшего проблему возможного долголетия человека, который не утверждал бы, что смерть человека ранее 100 лет есть всегда следствие неблагоприятного стечения обстоятельств, болезней, переутомления, недостатков личной и общественной гигиены. В русском языке век означает и столетие, и продолжительность жизни. Коэффициент долголетия Бюффона по существу, однако, чисто эмпирическое наблюдение, которое нельзя считать законом, хотя он и оправдывается на отношении продолжительности жизни к периоду роста у домашних животных. Уже на птицах этот коэффициент не может быть полностью подтвержден. Единственно реальными указаниями на возможную продолжительность жизни человека могут быть фактические наблюдения над максимальными сроками долголетия. Мировая литература собрала их уже очень большое количество. Приведу некоторые из иих. Гуфелалд сообщает: «Кеити- герн (Сент-Мунго), основатель епископства Глазго, прожил 185 лет... В 1724 г. в Венгрии умер П. Чартен 185 лет. Его сыну в то время было 95 лет. В 1670 г. в Йоркшире умер Г. Дисеикинс 169 лет. Знаменитый Томас Парр прожил 152 года трудовой крестьянской жизнью. В 120 лет он вторично женился на вдове, с которой прожил 12 лет и был так бодр, что, как говорят современники со слов этой вдовы, она не замечала его старости. Парр пережил девять английских королей. Приглашенный к королевскому двору, он умер от излишества в пище и в питье. Его вскрывал знаменитый Гарвей и не обнаружил старческих изменений в органах». Генион, член французской Медицинской академии, проживший 103 г. (умер в 1935 г.), автор книжки «Чтобы жить сто лет», предостерегает против излишней доверчивости, когда речь идет о людях, проживших более 100 лет, и указывает на необходимость соответственных документальных данных. Однако н он приводит ряд случаев исключительного долголетия, достоверность которых не вызывает сомнений. Среди них и 152-летний Т. Парр, уже знакомый читателю, н еще более старый Г. Дженкинс, родившийся в 1501 г., приносивший присягу суду, куда был вызван, в возрасте 140 лет и умерший в 1670 г. в возрасте 169 лет; далее трактирщица Е. Дюрье, родившаяся в Лионе в 1717 г. и умершая в 1857 г. в возрасте 140 лет, и др. Он же приводит следующую интересную сценку из далекого прошлого: 31 июля 1552 г. кардинал д'Арминьяк увидел, проходя по улице, плачущего на пороге своего дома 80-летнего старика. На вопрос кардинала старик ответил, что его побил его отец. Удивленный кардинал пожелал увидеть отца. Ему представили очень бодрого старика 113 лет. Старик объяснил кардиналу, что побил сына за неуважение к деду, мимо которого он прошел не поклонившись. Войдя в дом, кардниал увидел там еще одного старца — 143 лет. Институт клинической физиологии Академии иаук УССР, приступив к изучению проблемы долголетия, командировал осенью 1937 г. небольшую группу научных работников в Сухуми. В течение ближайших десяти дней в окрестных селениях им удалось разыскать 12 человек в возрасте 107—135 лет. Все эти старцы оказались бодрыми людьми и гостеприимными хозяевами. Один из этих старцев, 107 лет. упорно отрицал свой возраст и утверждал, что ему всего 70 лет. Изобличенный сверстниками и свидетелями, он признался: *Я собираюсь жениться... Кто пойдет за столет- 49
него старика? А за семидесятилетнего всякая пойдет». Экспедиция носила лишь ориентировочный характер и длилась всего месяц. Изучение проблемы долголетия, сущности старения организма и методов борьбы за продление жизни потребует, конечно, многих лет экспериментальной и клинической работы, организации питомника старых животных и специальной клиники возрастной патологии. Поэтому говорить о каких-нибудь общих выводах из- сделанных экспедицией немногих наблюдений было бы, конечно, преждевременно. Отмечу только одну особенность, которая повторяется во всех протоколах обследования, — это равномерное, согласованное приспособление всех функций организма к уменьшившимся с возрастом возможностям, но вместе с тем сохранение качественной стороны работы большинства физиологических систем. Возраст в 80 лет часто называют преклонным. Однако можно назвать много замечательных люден, проживших 80 и более лет, сохранивших до конца дней своих творческие дарования и нередко юношескую пылкость чувств, погибших вследствие случайных, чаще всего инфекционных заболевании. Л. Толстой умер в возрасте 82 лет от воспаления легких. Гете умер также от воспаления легких в возрасте 83 лет. Только за год до смерти он закончил вторую часть «Фауста». До самой смерти он сохранил свои творческие дарования, трудоспособность, способность увлекаться. Тициан умер в возрасте 99 лет от чумы. В возрасте 95 лет он закончил свою знаменитую картину «Христос в терновом венце». Корр написал один из своих шедевров на восьмидесятом году жизни. Микельанджело умер в возрасте 89 лет, до самой смерти не оставляя своей работы и увлечений, переходя от скульптуры к архитектуре, от живописи к сочинению стихов, сонетов. Знаменитые художники Тниторетто и Лоррен умерли в возрасте 82 лет. Грез — 80 лет, Ренуар — 78; немецкий художник Вальдек, умерший 109 лет, в 1875 г., в возрасте 101 года еше выставлял свои картины. Обер, в возрасте 87 лет написавший оперетту «Греза любви», любил говорить: «Мне не 80 лет, а четыре раза 20». Современная наука, как мы видели, представляет процесс старения как постепенное ослабление реактивности клеток, в основе которого биофизические и биохимические изменения клеточной структуры, постепенная утрата клеткой способности к размножению и обновлению своих биохимических структурных элементов, засорение клетки укрупненными, измененными физиологически инертными частицами ее же собственной клеточной плазмы. Изыскание средств для поддержания способности клеток к возрождению является поэтому одной из основных задач в борьбе против преждевременной старости. Современная медицина уже не ищет, конечно, никакого эликсира долгой жнзни. Ее задача — найти средства, которые, пробуждая в клетках их энергию биохимического возрождения, мобилизовали бы собственные силы организма, не истощая их. способствовали бы правильному течению в нем процессов обмена веществ и постоянному сохранению хорошей, согласованиой работы его физиологических систем. Перед научной медициной возникают новые проблемы: активная профилактика и лечение старости. В области учения о питании организма уже немало данных для построения рациональных, препятствующих старению пищевых режимов. И старая идея великого русского ученого Мечникова о значении управления бактерийным населением кишечника далеко еще не использована в практике жизни. А между тем она может дать нам очень много полезного. С другой стороны, создается новое учение о биохимической (аутокаталитнческой) саморегуляции функций. Оно открывает широкие перспективы для разработки методов такой стимуляции (переливание крови, цитотокснны и т. д.) клеточных функций, которая не только не вызывала бы их преждевременного истощения, но, напротив, помогала бы укрепить их способность к возрождению. Борьба за продление жизни человека не должна, однако, строиться на попытках омоложения уже состарившегося организма. Трудно повернуть вспять течение реки. Но затормозить процесс истощения функций организма, процесс старения можно разумным управлением своей жизнью. Первый принцип этой разумной жизни — работа. Работать должен весь организм, все его функции. Ни одна из них не должна быть забыта, ни одну нельзя перегружать до истощения. Злоупотребление какой бы то ни было функцией, чрезмерное увлечение едой, половые эксцессы, перенапряжение в 50
работе неизбежно ведут к преждевременной старости. Отдых в работе должен идти впереди утомления, должен быть его профилактикой, а не лечением. Очень важно внимательно относиться к дыханию. Дышать следует глубоко, чтобы выдыхаемый воздух не задерживался в легких, чтобы кровь обогащалась, кислородом. Надо помнить, что кислород является одновременно и важным пищевым веществом и веществом, которое путем окисления помогает организму ие только добыть тепло, но и избавиться («сжечь») от вредных, отравляющих организм остатков обмена веществ. Генио называет легкие «истинным фонтаном юности, куда беспрерывно спешат миллиарды посланцев тканей —- красные кровяные тельца — за жизненным агентом — кислородом». Очень большое значение для долголетия имеет правильное пищеварение. Пища должна быть здоровая, но простая. Многие врачи рекомендуют пожилым людям вегетарианский режим. Однако к нему склонны далеко не все. Знаменитый автор «Похвалы глупости» Эразм Роттердамский говорил: «Душой я католик, ио желудком — протестант» — и просил папу освободить его от соблюдения постных дней. Несомненно, однако, что следует избегать преимущественно мясной пищи. Белки нужны для восстановления белков клеточной плазмы. Но они нужны для этой цели ежедневно лишь в небольшом количестве. Поэтому мясо как преимущественно белковая пища, ио дающая вместе с тем много неполезных (и даже вредных при ослаблении функции печени, почек) продуктов распада, должно употребляться в небольших количествах. Для покрытия энергетических расходов лучше пользоваться жирами и углеводами (масло, хлеб, овощи, сахар и т. д.), сгорающими в организме до угольной кислоты и воды. Очень вредно наедаться до пресыщения. Напомню французскую поговорку: «Толстеть —значит стареть». Опорожнение кишечника должно быть не менее одного раза в сутки. Это очень важно. Необходимо всячески заботиться о сохранении двигательной функции кишечника и устранить привычные запоры. Стакан простокваши или бутылка кефира на ночь одновременно способствуют и регулярному опорожнению кишечника, и вытеснению из него гнилостных микробов. Очень полезны для борьбы с застоями крови в отдельных местах организма гимнастика и массаж. С нцх надо начинать день и нмн его заканчивать. 10—20 минут, ежедневно истраченных иа это, не только придают бодрости на весь день, но и сохранят немало лет жизни. Этим усиливается обмен веществ между тканями и кровью, улучшаются питание клеток и выделение ими в кровь, а из крови почками — в мочу их отбросов. Прогулки не менее часа в день обязательны для людей сидячего образа жизни. Одеваться надо легко, но соответственно погоде. Еще Плутарх, знаменитый историк, живший в I—II веке нашей эры, советовал для сохранения здоровья держать голову в холоде, а ноги в тепле и ие торопиться прибегать к лекарствам. Необходимо заботиться о чистоте кожи, помня, что кожа—важный орган обмена. Мыться в бане не реже одного раза в шестидневку—должно стать законом. Огромное значение имеет сои. Человек должен спать часов 7—8 в сутки. Из них 1 час после основного приема пищи, после обеда. Сон дает отдых всем функциям организма и особенно его нервной системе. Переутомление этой системы оказывает очень вредное влияние на общее состояние организма и, если оно продолжительно, приводит к его истощению, к его преждевременному старению и смерти. Злоупотребление вином и табаком очень вредно отражается на нервной системе. Основное положение в борьбе за долголетие: никакого пресыщения. Нужно беречь желание. Оно — могучий стимул творчества, оио — стимул любви, стимул долгой жизни. Не должно быть разницы в жизни работников умственного и физического труда. Ученые ие должны забывать о своих мышцах и кровообращении, точно так же как было бы чрезвычайно вредно для организма, если бы представители физического труда утратили интерес к иауке, искусству, художественному творчеству. Гармоническое развитие организма, всесторонняя систематическая его поддержка — лучший способ достигнуть нормального долголетия. 51
Проблемы и методы современной науки «Альфа-эф» От диагностики рака к проблемам клеточной дифференцировки «Альфа-эф» — так на лабораторном жаргоне называют белок, ставший в последние годы знаменитым. Альфа- эф он потому, что точное его название альфа-фетопротеин (приставка «альфа» получена за наибольшую среди сывороточных глобулинов подвижность в электрическом поле, а корень «фет» указывает на происхождение, фетус по-латыии — плод). Знаменитый же он потому, что было обнаружено: этот белок, характерный для эмбриона, появляется вновь во взрослом организме, в клетках злокачественной опухоли. Этот поразительный факт, впервые установленный в лаборатории доктора биологических наук Г. И. Абелева, стал важной вехой в развитии новой научной дисциплины — иммунологии опухолей. Произошло это в 1962 году. С тех пор советские иммунологи не утратили лидерства. Исследователи, устремившиеся в новую область, выявили сейчас уже целую группу опухолево-эмбрио нальных белков. Единичная находка переросла в событие общебиологического значениия. Но альфа-эф остается по-прежнему главным объектом изучения. Для обсуждения его свойств и функций созываются международные симпозиумы и конференции. Почти в каждом выпуске журналов, посвященных исследованиям в области рака, можно найти статью об альфа-фетопротеине (или АФП, как его еще называют). Правда, сейчас главное направление поисков сместилось из области диагностики рака с помощью АФП к выяснению функции этого белка в организме и к изучению клеток, вырабатывающих его. Поворот этот вполне закономерен, так как принципиальные трудности диагностики уже преодолены и можно подступаться к ключевым проблемам. КАК ВСЕ НАЧИНАЛОСЬ Иммунология опухолей как наука начиналась в Институте эпидемиологии и микробиологии им. Н. Ф. Гамалеи АМН СССР в Москве, в работах Л. А. Зильбера и его сотрудников. Исследования Зильбера привели к двум радикальным прорывам в онкологии. Во-первых, созданная им вирусо-генетическая теория рака стимулировала развитие онковирусологии. И во-вторых, иммунизируя морских свинок опухолевыми тканями животных и человека, Зильбер в конце сороковых годов доказал, что в опухолях есть антигены, отсутствующие в нормальных тканях организма. Именно тогда началась новая наука — иммунология опухолей. Специфические опухолевые антигены стали с тех пор искать повсюду. Обнаружился свой антиген вгепато- ме (раке печени) у мышей, которую исследовала группа учеников Л. А. Зильбера. Вел эту группу им- мунохимик Г. И. Абелев. Именно в этих работах были получены неожиданные результаты. Сначала все шло по плану. Найденный антиген был специфичен только для опухолевых тканей. Прочие ткани больной мыши его не вырабатывали. Но затем оказалось, что опухолевый антиген — не опухолевый. Точнее, не только опухолевый. Тот же самый белок обнаружился в тканях нормального мышиного эмбриона. Казалось бы, что общего у эмбриона и злокачественной опухоли? Но поворот событий был не таким уж и неожиданным. Идея о возможном 53
происхождении оп\холей из эмбриональных клеток обсуждалась \же давно и серьезно. Еще сто лет назад известный немецкий патолог Ю. Коп- гейм высказал мнение, что опухоль берет начало от случайно уцелевших во взрослом организме клеток зародыша. Биологи подметили сходство в обмене веществ многих опухолей и тканей плода, выявили иммунологическое сходство раковых и зародышевых тканей. Однако конкретно идентифицировать общие для опухоли и эмбриона антигены никому не удавалось. Удалось это именно группе Абе- лева. Сначала был выделен в чистом виде сам антиген рака печени. Само по себе выделение этого вещества было непростым делом. Потребовалось разработать специальный метод очистки, так называемую иммуно- фильтрацию — это один из многих, кстати, методов, разработанных с тех пор в этой лаборатории. К очищенному опухолевому антигену были получены антитела. А далее был сделан шаг, настолько простой, что о нем раньше никто и не думал. Антитела смешали с нормальной сывороткой эмбриона, и они узнали в пей раковый антиген! Иными словами, один из белков зародыша оказался именно тем веществом, которое синтезируется в опухоли. Вскоре после этого открытия, сделанного на мышах, другой биохимик Ю. С. Татаринов сделал следующий важный шаг. Он нашел альфа- эф у людей, больных раком печени. Обнаружив этот белок в крови, можно было ставить точный диагноз болезни. Исследования развернулись у пас в стране, затем во Франции и Сенегале, а вслед за тем повсюду, где встречается рак печени. Вывод был единодушный: альфа-эф очень удобный индикатор злокачественного процесса. О ходе процесса можно судить по изменению концентрации АФП в крови. С тех пор онкологи получили простой, специфичный и объективный метод выявления чрезвычайно трудно определяемой формы рака. Это обстоятельство особенно заинтересовало ВОЗ Всемирную организацию здравоохранения. Начались массовые исследования, прежде всего в странах Африки и юго-восточной Азии, где рак печени встречается особенно часто (подробнее об этом см. «Химию и жизнь», 1973, № 1—Ред.) В процессе клинических испытаний метода обнаружилось, что не только при ра.ке печени, по и при некоторых других видах рака в организме появляется альфа-фетопроте- нп. Поэтому сейчас разрабатывают и применяют все более чувствительные методы обнаружения этого индикаторного белка. Чем меньшую дозу белка позволяет обнаружить метод, тем раньше можно будет уловить злокачественное перерождение. АФП КАК ОН ЕСТЬ Между тем группа Абелева и другие лаборатории поднимают новую проблему. Что если попытаться использовать АФП для прояснения главной загадки онкологии — найти тот момент в жизни клетки, когда она перестает быть нормальной; понять, какая именно клетка и почему превращается в раковую. Вполне возможно, что АФП синтезируется опухолями потому, что в них появляются такие же тканевые структуры, которые вырабатывают этот белок в здоровом организме. Отсюда два следствия. Во-первых, надо детально изучить синтез альфа- эф в норме, и во-вторых, выяснить, на каких именно этапах развития опухоли в ней появляется альфа-эф. Чем больше станет известно о регуляции синтеза АФП, тем больше шансов выявить те поломки, которые вызывают синтез этого белка при злокачественном перерождении клетки. Альфа-фетопротенп эмбриональный белок, очень похожий на сывороточный альбумин. Вероятно, гены этих белков произошли от общего предка, по белки стали выполнять разные функции. У нормального эмбриона альфа- фетопротеин появляется сначала в желточном меиже, укрывающем зародыш и питающем его разными полезными веществами. На этой ста- 54
Яркая корона нэ люммнасцмрующаго балка онруЯкаат »мбриои, точнее «модель» >мбрнона — структуру, возникающую ■ олужоли. В зон* короны идет усиленный синтеэ альфа-фетопротемна дии у эмбриона есть кровь и сосуды, но нет, например, печени. Когда плод станет побольше, и, готовя себя к серьезной жизни, обзаведется печенью, желточный мешок уступит ей многие свои функции, в том числе и выработку АФП. Почти все клетки печени плода — более 90% — синтезируют этот белок. Вскоре после рождения уровень производства АФП у животных и человека снижается примерно в миллион раз, тогда как выработка многих других сывороточных белков увеличивается. Зачем АФП нужен эмбриону? Установлено, что альфа-фетопротеин обладает способностью избирательно связывать эстрогены. Эти женские половые гормоны токсичны для эмбриона, и АФП понижает их концентрацию до безопасных величин. Возможно, поэтому АФП — главный Компонент среди сывороточных белков эмбриона. Совсем недавно выяснилось, что этот белок накапливается даже в клетках головного мозга плода, которые особенно чувствительны к эстрогенам. Но возможно, есть и иные функции, выполняемые АФП в организме зародыша. Не все животные живородящие и зачем альфа-фетопротеин, например, куриному зародышу, если тот развивается без гормонального контакта с материнским организмом? Эстроген может попадать в яйцо только при его формировании, и для инактивации гормона в этом случае требовалось бы намного меньше АФП, чем при развитии других животных. Между тем синтез АФП в курином эмбрионе достаточно активен. В последнее время появились новые сведения об АФП. Оказалось, что у эмбрионов он регулирует активность лимфоцитов и, по-видимому, помогает им приобрести состояние иммунологической толерантности, то есть «неотвечаемости» на собственные белки организма. Может быть, именно для этого он и нужен будущему цыпленку? Промелькнуло сообщение об одном, совсем уж странном наблюдении. Во взрослом организме иммунный лимфоцит (обратите внимание, не клетка печени, не ткань желточного мешка), нападая на клетку-мишень, зачем-то выбрасывает в окружающую среду небольшое количество альфа-фетопротеина, по-видимому, специально изготовленного в лимфоците по случаю начала «военных действий». Чем больше изучают АФП, тем более многоликим он оказывается. Биологи пытаются проследить, как регулируется в организме синтез этого белка и как сам этот белок взаимодействует с другими молекулами и клетками в организме. Только так можно разобраться в том множестве фактов, которые уже накоплены и которые кажутся пока совершенно разрозненными. Недавно Г. И. Абелев предложил гипотезу регуляции синтеза АФП. Но прежде, чем рассказать о ней, проследим, как распределяется этот 55 i
белок в гкапнх эмбриона, взрослого здорового организма и в опухоли. ТОПОГРАФИЯ СИНТЕЗА АФП Распределение белка в клетках очень удобно исследовать иммуно- флуоресцептпым методом. Пришит его прост: антитело к АФП соединяют с флуоресцирующим красителем, и при добавлении такого антитела к исследуемой клетке окрашенная метка сосредоточится именно там, где с коп центрирован искомый белок. В микроскопе с ультрафиолетовой подсветкой можно наблюдать содержащие АФП структуры. Они спикп пзчмрудиым цветом. Н.В.Эи- гелыардг, А. И. Гусев и другие сотрудники Абелева использовали этот метод для анализа распределения мы hi иного альфа-эф в нормальных гкапнх. а также в опухолях печени и н оп\ходях, возникающих и» эмбриональных клеток эмбриональных карциномах. Последние интересны тем, что содержат структуры, не оыичнмые под микроскопом от зародыша первых дней pa »вития. Эю своеобразная и удобная в работе «модель» эмбриона. На подлинных эмбрионах картина распределения АФП оказывается той же, по работать с ними значительно сложнее. Оп\ холеную структуру можно ра^имать па топкие пласты. Фотография такого среза пометена на стран и не 55. Светлая корона, в натуре ярко- кмепая, соответствует распределении) в эмбрионе кле- юк. содержащих АФП. Спите* альфа-фетопротеппа идет сначала в эти короне. Затем, как уже говорилось, спите * переметается в печень, а после рождения организма с ходи г па пет. Flo иногда во взрослом организме происходи! неплеск спите*а АФП: после операции на печени, когда ре- гепирнрч ютси ее ткани, н в остром фа к* химического канцерогенеза так называют комплекс событии после введения сильного канцерогена По лот всплеск кратковременный II юлько при возникшем раке печени синтез АФП становится стойким Собственно, именно это обстоятельство и позволило широко нс- польюиать белок в диагностике болезни и для оценки эффективности лечения. АЛЬФА-ЭФ И РЕГЕНЕРАЦИЯ ПЕЧЕНИ Печень способна восстанавливаться двумя разными способами. В одном случае — делением высокоспециализирован пых клеток, зрелых гепато- цптов. В другом случае — восполнением погибших путем усиленного размножения и дифференцировки стволовых клеток печени. (Стволовые клетки — это мелкие, овальной формы клетки, рассеянные в небольшом количестве по печени.) Два механизма регенерации используются печенью в двух разных случаях, и синтез АФП возобновляется, соответственно, в клетках разных типов. Печень обходится первым механизмом, если повреждение ткани не слишком тяжелое. В этом случае делится большое число зрелых гепато- нитов, а некоторая н.х часть притом синтезирует еще и альфа-фетопро- теии. Второй механизм регенерации — с привлечением стволовых клеток печени аварийный. Он запускается, если погублена, например, канцерогеном, значительная часть дифференцированных клеток. Тогда начинается массовое преобразование стволовых клеток в малые клетки, которые потом дифференцируются в крупные, типичные для взрослой печени зрелые гепатоциты. Синтез АФП в этих переходных клеточных формах происходит очень короткое время и прекращается в созревших крупных гепатоцмтах. Более того, этот синтез доказан пока только для переходных клеток, образующихся в присутствии химического канцерогена. Возможно, при других формах повреждения печени АФП в переходных клетках вообще не синтезируется. АФП И МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ КОНТАКТЫ Как же объяснить все эти разные превращения, связанные с альф а-эф в рамках единой схемы? Вот, в самом общем виде, суть так называемой контактно-сигнальной гипотезы, предложенной недавно Г. И. Абе- левым. Д\ежду стволовыми и зрелыми 56
дифференцированными клетками печени существует обратная связь, поддерживающая численное равновесие между ними. Гибель множества зрелых клеток и, соответственно, понижение концентрации сигнального вещества, сдерживавшего диффе- ренцировку стволовых клеток, приводит к их быстрой активации и превращению в переходные формы. Помимо обратной связи между зрелыми и стволовыми клетками в процессе регенерации печени не менее важен и другой тип взаимодействия — контакты между зрелыми ге- патоцитами. В норме зрелые клетки печени уложены в однослойные пласты — их называют балками. Иммунологический анализ с помощью метода флуоресцирующих антител показывает, что по мере формирования каждой балки входящие в нее клетки перестают синтезировать альфа- эф. Однако, если клетки частично разъединить, то"в них начинается синтез АФП. Он возобновляется только в слое клеток, примыкающих к поврежденной ткани, но отнюдь не в глубинных слоях балки, где клетки сохранили ненарушенные контакты. Согласно гипотезе, синтез АФП в зрелых клетках печени находится под контролем особого мембранного рецептора, либо непосредственно участвующего в межклеточных контактах, либо как-то зависящего or них. Мембранные рецепторы — это белки, специфически узнающие пришедшие к клетке гормоны и прочие биологические вещества или просто другую клетку. Абелев предположил, что должен существовать особый рецептор, способный тормозить (или активировать) синтез АФП в зависимости от контакта одной клетки печени с другой. Такой мембранный рецептор включается (когда исчезают контакты между клетками), и подает сигнал к началу синтеза АФП в зрелых дифференцированных клетках печей»' А у эмбриона в клетках печени та >п рецептора еще нет, и возможно, поэтому они непрерывно заняты синтезом этого белка, столь нужного зародышу. При переходе к самостоятельной жизни синтез АФП прекращается не потом\ ли, что рецептор появился? В норме АФП может организму никогда и не потребоваться. Но и поврежденной печени альфа-эф появляется. Зачем? Действительно, зачем взрослой печени «вспоминать» про эмбриональный белок? Может быть, этот белок помогает печени восстанавливаться? А если да. то и чем заключается его помощь? Ответ на эти вопросы может быть таким. АФП регулирует перемещение клеток в печени. Но не всяких клеток, а «переходных», возникающих из овальных стволовых клеток. Именно эти клетки способны заполнить брешь, образующуюся при повреждении печени. «Переходные» клетки должны знать, где брешь локализуется, иначе они начнут восстановительную работу не там, где она требуется. АФП как раз и выполняет роль маяка, указывающего клеткам направление к новому месту работы. Именно для этого белок, возможно, и вырабатывается зрелыми клетками на границе с поврежденной зоной Но для того чтобы сигнал дошел по назначению, нужно чтобы «переходные» клетки были способны его воспринять. То есть, па поверхности «переходных» клеток, по-видимому, должен находиться еще одни рецептор, специфически реагирч ющнп именно на ЛФП, точнее на изменение его концентрации. Такой рецептор, наверное, стоит поискать. В клетках опухоли все эти механизмы могут ломаться. Поломки могут быть самыми разными. Скажем, в неподходящий момент отключается мембранный рецептор и начинается усиленный выброс АФП. Либо нарушается дифференцировка клеток и возникают эмбриональные структуры, которые, как им и положено, непрерывно синтезируют альфа-эф. Насколько точно гипотеза Г. И. Дбе- лева описывает события в клетках печени, покажет будущее. Но она подсказывает, что делать, чтобы это будущее приблизить. Кандидат биологических наук А. М. ОЛОВНИКОВ 57
Технологи, внимание! ВЯЖУЩЕЕ — ДВУОКИСЬ СВИНЦА В последнее время установлено, что окислы многих металлов при соответствующей обработке приобретают свойства вяжущих. Сотрудники Томского инженерно-строительного института исследовали вяжущие свойства РЬОг и гидратов хРЬ02уН20, образующихся при обработке исходной двуокиси в автоклава. Опыты показали, что при гидратации в автоклаве двуокись свинца приобретает ярко выраженные вяжущие свойства и, может быть, столь необычный цемент в каких-то случаях будет целесообразно применять взамен обычного. «Известия АН СССР. Неорганические материалы». 1977, т. 13, № 4 НОВЫЙ ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ Советскому изобретателю В. В. Крупину выдано авторское свидетельство на новую конструкцию электролизера для получения магния. Электролизер Кру- пина представляет собой футерованную ванну, разделенную перегородкой на две части электролитическую и сборную. Полученный магнии перемещается в сборную часть специальными лопатками, укрепленными на подвижных стержнях. Эти же лопатки перемешивают и перемещают электролит. Бюллетень изобретений, 1976, № 38 ДЛЯ ГРУНТОВ И КРАСОК Краски и подкрасочные грунты, в состав которых входит мелкодисперсный цинк, обладают высокой ат- мосферостойкостью. Во многих случаях эти грунты и краски защищают сталь от коррозии так же надежно и долго, как слой цинка, нанесенного горячим способом. Чтобы краска защищала хорошо, необходимо, чтобы входящие в иее цинковые крупинки были примерно одинаковыми и очень мелкими — около 10 мкм. Циик плавят в индукционной печи, а затем распыляют через форсунки ударно-вихревого действия. Заключительная стадия производства — классификация порошка по дисперсности иа специальном аэросепараторе. Получаются цинковые порошки четырех классов: от 0 до 3 мкм. от 3 до 6, от 6 до 10 и от 10 до 20 мкм. Первые партии таких порошков уже получены на Усть-Каменогорском свин- цово-цинковом комбинате. «Цветные металлы», 1977, № 5 ЕЩЕ О ПОЛЬЗЕ ШЛАКА Свойства шлаков Бурук- тальского никелевого завода исследовали, чтобы выяснить, нельзя ли и из них получать литые издглия для промышленного и жилищного строительства. Состав шлака в целом оказался довольно обычным: 54.48% Si02, 14.58% СаО, 3,98% А1203, 7.78% MgO, 16,80% FeO, 0.57% ТЮ2... Шлак плавится при температуре около 1300°С и приобретает хорошие литьевые свойства. Иj него изготовили облицовочные плиты, трубы, бортовой камень для тротуаров, а также шлаковую пемзу (как заполнитель легких бетонов): Во всех случаях изделия из шлака никелевого производства зарекомендовали себя с самой лучшей стороны. «Цветные металлы», 1977, № 5 ЭЛЕКТРОДЫ И СТОКИ Новый способ электрохимической очистки сточных вод от неорганических загрязнений, в первую очередь от соединений мышьяка, разработан в институте «Энергоцветмет». По этому способу сточные воды проходят очистку в электролизере с растворяющимся железным анодом. Электрохимическое взаимодействие железа с мышьяком и некоторыми другими элементами переводит их в осадок. Процесс идет в кислой среде, поэтому заключительная стадия очистки сточных вод — нейтрализация электролита известью. «Цветные металлы», 1977, № 5 ВОЛОКНО ИЗ ФТОРОПЛАСТА В Ленинградском филиале Всесоюзного научно-исследовательского института волокон на основе фторопласта Ф-4МБ получено новое волокно — фторнн- 4МБ. Это волокно термостойко: на воздухе при 170°С оно сохраняет половину начальной прочности. В то же самое время фто- рин-4МБ обладает высокими электронзоляциоииымн свойствами, устойчив к воздействию различных агрессивных сред. Практически ои может эксплуатироваться во всех органических и неорганических средах при температуре от —180 до + 200°С. Из нового волокна будут делать фильтровальные ткани н нетканые материалы, а также трикотажные изделия технического назначения. Нити типа «эластик», сделанные из волокна фторин-4МБ, пригодны для создания огнестойкой и химически стойкой спецодежды. Биологическая инертность фтори- на-4МБ может быть полезна и в медицине: из него можно делать нити, применяемые при операциях, и искусственные кровеносные сосуды. «Химические волокна», 1977, № 2 58
Интервью Три критерия АКАДЕМИК Б. Н. ЛАСКОРИН О ГЛАВНЫХ ПРИНЦИПАХ СОВРЕМЕННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ Вопрос: В известной книге Станислава Лема «Сумма технологии» понятие технологии сформулировано как «обусловленные состоянием знаний и общественной эффективности способы достижения целей, поставленных обществом». Каковы, по вашему мнению, отличительные признаки современной химической технологии, главные критерии современности или, наоборот, нес о временности технологического процесса? Ответ: Лучше говорить о современности... Первый критерий, конечно, эффективность. Как бы ново и необычно ни выглядела та или иная технологическая разработка, ее будущее зависит прежде всего от того, насколько больше продукции при тех же (или меньших) затратах даст новый процесс по сравнению с уже имеющимися. Перестройка производств на новую технологию всегда требует и материальных, и эмоциональных затрат, и те, от кого зависит внедрение новых технологий в практику, хотят прежде всего знать, а что они получат взамен. Вопросы эффективности и качества — основа экономической стратегии партии в нынешней пятилетке, об этом неоднократно говорилось с трибуны XXV съезда КПСС. Эти же вопросы в основе нынешних взаимоотношений производства и науки. Технология — И как наука о производстве, и как совокупность способов производства — только тогда может считаться современной, когда она позволяет успешно решать вопросы эффективности и качества. Еще двум критериям непременно должен отвечать современный технологический процесс. В его основе должен быть комплексный и экологический подход. Потребности в энергии и сырье непрерывно растут, а их производство обходится все дороже. Это непреложная истина. Мы должны научиться разделять и обращать на пользу обществу все элементы минерального сырья. Иначе обанкротимся — не мы, так наши внуки. Лишь комплексное использование сырья в современных технологических процессах спасет от банкротства. Другая сторона проблемы — охрана окружающей среды — это тоже, если хотите, вопрос эффективности и вопрос технологии. Одиннадцать миллиардов рублей выделено на природоохранительные меры в нынешней пятилетке. Это, как никогда, много, но использовать эти миллиарды предельно эффективно мож.но лишь с помощью новой технологии. Ваш журнал уже рассказывал читателям о Первомайском химическом комбинате — первом практически бессточном предприятии основ- нон химической промышленности *. «Бессточность» его — следствие комплексного и экологического подхода к проблемам производства. Комбинат продолжает развиваться, строят новые производства. Это осложняет работу, и тем не менее все производства этого комбината, кроме одного, работают хорошо, эффективно. А как обстоит дело с новой технологией в других отраслях? Металлурги — я имею в виду в первую очередь производство цветных металлов, — пожалуй, даже опередили в этом химиков. Гидрометаллургия — по существу химическая технология. И во многом — современная химическая технология. Гид- * «Химия и жизнь», 1974, № 12, с. 10—16. $?
рометаллургические методы комплексной переработки руд и концентратов цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов за последние годы получают в нашей стране все более широкое развитие. Могли бы вы привести конкретные примеры? Разумеется. Вы, конечно, слышали о медно-никелевых рудах Заполярья, на которых работает знаменитый комбинат в Норильске. Комбинат работает уже давно, и часть лучших, наиболее технологичных руд уже исчерпана. Многокомпонентные пирро- тиновые концентраты стали главной сырьевой базой производства. Но из- за сложности состава, прежде всего из-за высокого содержания серы и железа в этих концентратах, технико-экономические показатели комбината одно время стали заметно ухудшаться. Традиционная чисто пи- рометаллургическая технология получения металлов при работе на таком сырье — малоэффективна. Поэтому была создана автоклавная окислительная технология переработки пирротиновых концентратов. В основу ее легли выявленные химиками закономерности окислительного выщелачивания меди, никеля, кобальта, платиновых металлов. Оптимальные решения были достигнуты на основе рационального комбинирования пиро- и гидрометаллургических методов. В ряде случаев на вновь создающихся производствах целесообразнее использовать чисто гидрометаллургические схемы. Или другой пример. Самым большим событием в технологии урана стала разработка в 1953 году процесса сорбции из пульп и сорбционного выщелачивания этого элемента. Принцип метода сорбции из пульп хорошо известен и заключается в том, что в тонкоизмельченную рудную пульпу с твердыми частицами диаметром не больше 0,15 мм после выщелачивания вводится сорбент, способный избирательно поглощать ценный компонент, в данном случае уран. Сорбент поступает в виде частиц диаметром порядка миллиметра, т. е. значительно больших, чем тверд ае частицы пульпы. Разница в размерах частиц позволяет разделять их достаточно просто и эффективно. По интенсивности процесс сорбции из пульп превосходит классические фильтрационные методы в сотни, а в ряде случаев и в тысячи раз. За двадцать с лишним лет методом сорбции из пульп и у нас, и в других странах переработали десятки миллионов тонн разнообразных по составу урановых руд. Во всех случаях внедрение этого процесса позволяло в 2—3 раза снизить энергозатраты, в 3—4 раза повысить производительность труда, сэкономить миллионы квадратных метров фильтрующих тканей, сотни тысяч тонн кислот, щелочей и других реагентов, в несколько раз увеличить мощность предприятий. Однако самый замечательный результат процесса сорбции урана из пульп состоит в том, что он по существу открыл доступ к эффективному и комплексному использованию бедных урановых руд. Важной особенностью этого процесса было н резкое сокращение во- допотребления (в 2—3 раза). На предприятиях урановой промышленности СССР появились первые замкнутые схемы водооборота. Вот почему этот процесс, разработанный больше 20 лет назад, можно рассматривать как пример современной технологии. Соблюдены все три критерия: эффективность, защита окружающей среды и комплексное использование сырья. Вероятно, подобными методами можно извлекать из руд и другие элементы? Конечно. Сорбция молибдена из пульп при комплексной переработке урано-молибденовых руд ведется в промышленных масштабах уже много лет. На принципах сорбционного выщелачивания основана технология извлечения золота на одном из предприятий Средней Азии. В прошлой нашей беседе вы упоминали о сорбциониых, ионообменных и экстракционных процессах как основе химической технологии близкого будущего *. Оно уже наступило? * «Химия и жизнь», 1973. № 10. 60
В какой-то мере. Не надо думать, что эти процессы могут вытеснить и заменить большинство приемов и методов классической технологии. Смешение, растворение, ректификация, выпаривание — были, есть и будут. Суть — в рациональном соединении методов. Вот говорят, что самые современные материалы — композиционные. Но это не принижает роли дерева, металла, или строительного камня. Так и современная технология композиционна по своей сути. Что же касается перечисленных вами трех процессов, то у них много общего. Главное — избирательность и соответствие тем трем критериям современности, о которых мы говорили. Экстрагенты — это по существу либо жидкие сорбенты, либо жидкие иониты. При сорбции и экстракции действуют физические и химические силы одной и той же природы. Различия и специфика каждого из этих процессов связаны с агрегатным состоянием поглотителей — жидких или твердых. И то, какой из этих трех родственных процессов будет положен в основу той или иной технологии, — это следствие выбора, следствие того, насколько физико-химически и экономически образован автор проекта... Станислав Лем в своей знаменитой «Сумме технологии» очень точно заметил: «Технология дает средства и орудия: хороший или дурной способ их употребления — это наша заслуга или наша вина». Наиболее крупные успехи в технологии получения соединений и цветных металлов высокой чистоты в последнее время достигнуты при использовании ионообменной и экстракционной технологии. Метод автоклавного выщелачивания, о котором мы говорили, в соединении с сорбцией тоже хорош, но очевидно, что и этот «блок» пригоден не на все случаи жизни. При сочетании этих методов можно получать многие металлы из руд разного состава, но всегда важно найти оптимум, руководствуясь все теми же тремя критериями. Дальнейшее развитие гидрометаллургии и многих отраслей химии, вероятно, потребует дальнейшего совершенствования процессов и методов мембранной технологии, в частности процессов электродиализа с применением селективных ионообменных мембран. Они позволят эффективнее, с меньшими затратами разделять близкие по свойствам элементы. Перспективны также другие комбинированные методы, сочетающие, например, преимущества экстракционных и сорбциониых процессов. Так вы полагаете, что «сумма технологии» ближайшего будущего должна сильно отличаться от нынешней? Думаю, да, хотя предпочел бы воздержаться от количественных оценок. Некоторые несовершенства нынешней химической технологии — результат объективных факторов, действующих в экономике, и потому они трудноустранимы. Не следует рассчитывать на некое единое, подобное панацее, технологическое решение, которое разом устранило бы все технологические несовершенства. Как и все на свете, технология развивается эволюционно, но когда-то количество обязательно перейдет в качество. Тогда и произойдет революция в технологии. Беседу вел В. В. СТАНЦО 61
Экономика, производство Сколько стоит соль? Кандидат геолого- минералогических наук Э. А. НОВИКОВ Вопрос, вынесенный в заголовок,— не праздный. С одной стороны, все мы отлично знаем, сколько стоит соль, если речь идет, конечно, не о каких-то экзотических солях, а о самой обыкновенной поваренной соли — важнейшем пищевом продукте и важнейшем горнохимнческом сырье. Давно прошли времена, когда соль была роскошью в доме простолюдина. За 10 копеек в любом магазине любой из нас может купить килограмм самой лучшей пищевой соли «Экстра». Предприятиям соль обходится еще дешевле, тем более что для производства соды, хлора и соляной кислоты «Экстра», конечно, не нужна... Соль дешева, запасы ее велики. В одном только озере Баскунчак без малого 300 миллионов тонн соли. Годовая добыча этого вещества у нас — около двадцати миллионов тонн, в мире — больше ста, но никто не говорит пока о возможном исчерпании соляных ресурсов, как с тревогой говорят о нефти и некоторых цветных металлах. И тем не менее соль, как и всякое природное сырье, сегодня требует к себе несколько иного отношения, чем десять лет назад. Соль добывают не только из озер, и галит — почти чистый хлористый натрий— не единственный богатый солью минерал. Ежегодно около десяти миллионов тонн поваренной соли извлекают на поверхность земли вместе с хлорнстым калием. Главный калиевый минерал снльвнн КС! чаще всего находят в составе осадочной породы сильвинита, состоящего из чередующихся слоев NaCl и КС1. Если в тонне сильвинита 200 килограммов КО, то такая калиевая руда считается хорошей. А оставшиеся после извлечения калия 800 кг поваренной соли извлекают на поверхность идут в основном в отвалы. Говорят, в химии нет, ие должно быть бесполезных отходов. Этот правильный тезис можно перевернуть с ног на голову и тем не менее быть правым: нет бесполезных отходов, но нет и безвредных. Отходы — вещества не на своем месте — вредны уже тем, что занимают «не свое место». В наши дни земля становится дороже — это известно, а отвалы горнодобывающей промышленности из всех видов отходов — самые «пространствоемкие». Чтобы убедиться в этом, достаточно побывать в любом угольном бассейне. Отвалы поваренной соли, образующиеся при переработке калийных руд, для природы ничуть не лучше печально знаменитых терриконов. Соль водорастворима. Из калийных отвалов атмосферные осадки ежегодно вымывают тысячи тонн насыщенного рассола. Результат — засоление земель и водоемов. Вред человеку и прн- «
роде начинает приносить та самая соль, о которой еще Плиний Старшин писал: «Это вещество так необходимо человеческому роду, что даже духовные удовольствия не могут быть лучше выражены, как словом «соль» таково имя, данное всем проявлениям острого ума». В природе — как в жизни:' нехватка соли вредна, избыток тоже. Уже сегодня соль поставила человечество перед экологической проблемой: как избежать дальнейшего засоления земель, сохраняя и увеличивая темпы добычи каменной соли и калийных солей Для нас, кик и для многих других стран, эта проблема - еще и экономическая. Дело пс только в значительной стоимости очистного хозяп ства (шламонакопителн н т. д.). Отходы верхнекамских калийных производств на 95% состоят из NaCI, и. как говорится, грех не использовать такое богатое сырье. Далеко не на каждом соляном месторождении добывают галит со столь высокой концентрацией основного продукта. Содовый завод в Березниках работает па этом сырье, но он —один из немногих в отрасли, использующих отходы производства. В то же время существует экономический парадокс: утилизация хлористого натрия на предприятиях калийной промышленности значительно уменьшила бы (уменьши л а, а не увеличила!) рентабельность этих производств. Почему это происходит? Процитирую серьезную экономическую работу. «В настоящее время повышение полноты утилизации исходного сырья признается экономически эффективным лишь в том случае, если приведенные затраты на дополнительно получаемую продукцию SI меньше приведенных затрат на получение аналогичной продукции в конкурирующих технологических процессах S? (при использовании других видов сырья)». Иными словами, если дополнительная продукция обходится дешевле, чем добыча того же продукта другими путями, то только в этом случае предприятию выгодно использовать сырье комплексно. Сели же ситуация обратная (как и пашем случае с солью), то никаких экономических рычагов, поощряющих комплексное использование сырья, нет. Сегодня 95%-нын хлористый натрий из отвалов Березников и Соликамска выгоден лишь Березинков- скому содовому заводу. Другим же пред прнятням, даже расположенным неподале kv, выгоднее использовать привозную каменную соль. Но выгода эта односторонняя. Классическая формула целесообразности н эффективности (Si—S2)>0 — явно неполна. Она не учитывает множества факторов как экономического (вневедомственного!), так и экологического характера. Десятки миллионов тонн вредных для природы отбросов — это реальные экономические потери. Бесполезно занятые отвалами земли имеют стоимость, и она должна быть учтена в реальной формуле экономической целесообразности Подсчитано, что уже в ближайшие десятилетия отвалы калийной промышленности, как источник засоления земель, могут принести сельскому хозяйству ущерб, исчисляемый десятками миллионов рублей. Может быть, эти десятки миллионов рублей и не стоит учитывать при расчете эффективности калийных удобрений, по, рассчитывая целесообразность использования различных видов соленого сырья, стоило бы, наверное, учитывать и возможные потери, и вред, наносимый сельскохозяйственным угодьям. Шпре использовать соляные отвалы калийного производства для получения технической соли, необходимой в различных сферах народного хозяйства^ можно и нужно. Собственно, технических проблем здесь нет. Во Всесоюзном научно-исследовательском и проектном институте галургии в Ленинграде еще несколько лет назад была разработана технология. получения пищевой поваренной соли сорта «Экстра» iij галптовых отходов. Что же говорить о соли технической! Почти сорок лет назад в работе «Комплексное использование ископаемого сырья» академии А С Ферсман писал: «Комплексная идея в корне экономическая, создающая максимальные ценности с минимальной затратой средств и энергии, но *та идея не только сегодняшнего дня, это идея охраны наших природных богатств от хищнического расточения, идея использования сырья до конца, идея сохранения наших природных запасов на будущее». Эту идею мы и пытались конкретизировать, задавшись вроде бы частным вопросом: «Сколько стоит соль?» 63
Соль по трубопроводу Подсчитано, что в наши дни из природного хлористого натрия получают около полутора тысяч промышленных продуктов. Нет сколько-нибудь реальных технических и технологических решений, позволяющих отказаться от повареНной соли в производстве таких важнейших продуктов, как сода и хлор. Доставка соли промышленным предприятиям сложилась в устойчивые по величине и направлению гру- зспогоки. Сегодня соль возят на поездах и по водным путям на сотни, а иногда и тысячи километров. Не будет большим преувеличением, если сравнить роль соли в основной химической промышленности с ролью нефти в нефтехимии. Но если нефть отдаленных месторождений транспортируется сегодня не только и, пожалуй, уже не столько в цистернах, сколько по магистральным трубопроводам, то солепроводы (а соль, как известно, хорошо растворима в воде), хотя и существуют, но действуют лишь на небольших расстояниях — до 40 км. Строится рассолопровод Стерлитамак — Уфа протяженностью 150 км, но и он выглядит почти игрушечным по сравнению, скажем, с нефтепроводом «Дружба». Между тем еще в 1951 году профессор В. С. Яблонский на конкретном примере показал экономическую целесообразность сооружения 1200- километрового рассолопро- вода Олекминск — Аян. И видимо, не только этот (кстати, так и не построенный) рассолопровод мог бы принести пользу. Транспортировка соли в виде рассола имеет много преимуществ: высвобождается транспорт, отпадает необходимость выпаривания соли при добыче ее методом выщелачивания. Ведь на многих производствах соль все равно потом растворят, превратят в тот же рассол, и энергия, затраченная на выпаривание, в конечном счете окажется растраченной впустую. Кстати, выщелачивание водой — сегодня самый экономичный метод добычи каменной соли. Опыт, накопленный нефтяниками и газодобытчиками, свидетельствует, что трубопроводный транспорт — самый выгодный транспорт. Затраты труда здесь намного меньше, чем в других видах транспорта, возможность автоматизации выше. Правда, в отличие от нефти и газа рассолы — коррозионно активны. Но видимо, не так страшен черт, как его малюют. По инициативе авторов этой заметки были проведены исследования коррозии труб под действием рассолов. Результаты этого ис- следовгния обнадеживающие. Затраты на защиту труб от коррозии будут с лихвой окупаться теми выгодами, которые дадут нам рассолопроводы. Мы провели расчет экономичности трубопроводного транспорта для конкретного химического предприятия, расположенного на Урале. Сейчас этот завод половину нужной соли получает с озера Баскунчак (промысел «Бассоль»), а другую половину сюда привозят железнодорожными цистернами в виде рассола с расположенного поблизости содово-цементного комбината. При этом кубический метр рассола обходится заводу-потребителю в среднем в 4 рубля. Доставка же его по рассолопрово- воду стоила бы, согласно расчету, 1,15 рубля за кубометр. Только на эксплуатационных расходах завод мог бы сэкономить почти два миллиона рублей в год. Примерно такая же картина складывается и при решении вопроса о снабжении солью химических заводов Поволжья. Подача соли по рассолопроводу с Новомосковского месторождения взамен привоза ее в вагонах с «Бассоли» позволила бы только на транспортных расходах сэкономить около шести миллионов рублей в год. Кроме того, такое решение позволило бы рациональнее и полнее использовать запасы технической соли центрального района России, а высококачественную соль Баскунчака шире использовать для нужд пищевой промышленности. Рассолопроводы помогли бы решить еще одну важную народнохозяйственную проблему — рационального использования отходов Верхнекамского калийного месторождения. Можно вести селективное выщелачивание галита NaCI и сильвина КС1 непосредственно под землей, откуда и возьмет начало рассолопровод. В наши дни трубопроводный транспорт перестает быть только транспортом газовщиков и нефтяников. Строятся первый в стране аммиакопровод Тольятти — Одесса и шестисоткилометровый этиленопровод Нижнекамск — Уфа — Стерлитамак — Салават. Мировая практика говорит о перспективности магистральных трубопроводов для передачи на значительные расстояния многих химических продуктов. Рассолопроводы представляются очень перспективными, хотя, конечно, еще предстоит решить ряд технических проблем, связанных с их сооружением. Прежде всего для таких трубопроводов, очевидно, нужны коррозионно стойкие трубы, арматура, насосы. Но это, как говорят шахматисты, дело техники. Согласитесь, растворы поваренной соли — не самые агрессивные жидкости. Доктор технических наук П. И. ТУГУНОВ, инженеры Э. А. МАКАРОВ, Л. f. ШУСТЕРМАН 64
Таблица I '"•ати Строительные материалы Наша страна — огромная стройка. И поэтому год от года, неуклонно растет выпуск строительных материалов — как традиционных, так н новых. Темпы роста важнейших видов строительных материалов показаны в таблице 1. Но дело не только в количестве строительных материалов. В последние годы значительно улучшилось их качество. Так, существенно возрос выпуск цемента высоких марок (а это очень важно для снижения массы железобетонных конструкций). Если в 1970 г. было выпущено 10,4 млн. т, цемента марки 500, то в 1975 г.— вдвое больше. Производство быст- ротвердеющих цементов за те же пять лет увеличилось с 2,7 до 7,3 млн. т. Для стеновых панелей используется, кроме цемента, разнообразное минеральное сырье, в том числе, что особенно важно, промышленные отходы, — шлаки, зола тепловых электростанций, нефелиновые шламы. Растет выпуск полимерных теплоизоляционных материалов, гидрофобных и огнестойких; их массовое производство освоено в послед, нне годы. Прочные н легкие ограждающие конструкции из асбоцемента стали незаменимыми в промышленном и сельскохозяйственном строительстве. Ос воен вы - пуск огнестойких и прочих материалов из стекла — стеклопрофилита и стемали- та, организуется производство панелей на основе декоративного пеностекла и стекломрамора. Благодаря техническому перевооружению весь при. рост продукции на действующих предприятиях получен без увеличения численности работников. Если в 1970 г. на 1 млн. руб. про- 1950 1955 I960 1965 1970 1975 Цемент, млн. т 10,2 22.5 45,5 72,4 95.2 122 Сборные железобе- 1,2 5,0 30,2 56,1 84,6 114 тонные конструкции н детали, млн. м3 Строительный кнр- 10.2 20.8 35,5 36.6 43,2 47,2 пич, млрд. штук Таблица 2 Производство цемента, млн. т 1972 1973 1974 1975 1975/1974. % СССР 104,2 109,6 115,0 122,0 +6,1 Япония США Италия ФРГ 65,9 71,0 33,9 42,6 77,7 75,0 36,7 40,9 72,7 68,9 36,6 35,9 65,2 58,3 34,6 33,0 —10,3 —15,5 -5,4 —8,2 дукцнн затрачивался труд 147 человек, то в 1975 г. — только 111 человек. На производство тонны цемента в 1970 г. требовалось 1,43 человека-часа, пять лет спустя — 1,14 человека-часа. Высокие темпы роста сделали СССР ведущей страной мира по производству важнейшей промышленной продукции — цемента. Особенно ощутимый скачок был сделан в два последних десятилетия. Выпуск цемента в «первой пятерке» стран показан в таблице 2. Одной из главных причин, отбросивших назад капиталистические страны, послужил энергетический кризис. Цементная промышленность — крупный потребитель топлива и электроэнергии. Только в 1974 г. на производство цемента страны — члены Совета Экономической Взаимопомощи израсходовали 18 млрд. киловатт-часов электроэнергии. Во всех социалистических странах производство строительных материалов постоянно растет. По планам, производство цемента в странах-членах СЭВ будет за 1975—1980 гг. удвоено. При этом выпуск обычных видов цемента увеличится во всех странах. Что же касается специальных цементов (белых, цветных, сульфатостойкнх и т. п.), потребность в которых меньше, то нх нерационально производить в каждой стране. Поэтому, в согласии с принципами социалистической интеграции и международного разделения труда, предусмотрены взаимные поставки специальных видов цемента в количестве около 900 тыс. т. По пятилетнему плану, общий выпуск цемента в СССР достигнет к 1980 г. 143—146 млн. т. Производство строительных материалов вырастет за пятилетку в 1,3 раза, увеличится производство сборных строительных элементов, легких и экономичных крупноразмерных конструкций. Это позволит улучшить качество и снизить стоимость строительства. Л. ЗАВАДСКАЯ 3 «Химия и жизнь» № 10 6S
Гипотезы Индустриализация Луны А. ВЛАДИМОВ ...Луна сделана tu чеширского сыра. (Старинный предрассудок) Ныне и школьники знают, что на Луне, увы, нет селенитов, огромного слоя пыли, воздуха и свободной воды. Значит, почти нет и водорода. Кислород же там может пребывать в связанном виде (в окислах металлов и кремния). Про то, что этих веществ на Луне достаточно, рассказали анализы лунного грунта. Так что вряд ли стоит сомневаться: Луна сделана не из чеширского сыра, а из обычных и для нашей планеты минералов. Давайте сравним Землю и Луну по содержанию самых важных элементов. Изобразим в сжатом виде Периодическую систему элементов Менделеева (рис. на стр. 6В) и пометим «уровни изобилия» веществ в земной коре и на Луне. Если на Земле полно водорода, азота, кислорода, натрия, магния, алюминия, кремния, кальция и железа, то и на ночном светиле их (за исключением водорода), по крайней мере, больше, чем других элементов. Конечно, лунные породы своеобразны: в них маловато воды, калия, натрия (и вообще летучих элементов), зато очень много титана и железа. Для нынешней индустрии важно не только железо, но и те элементы, которых на Земле не так уж много: медь, никель, цирконий, вольфрам, свинец, уран... На Луне все они есть, хотя и в меньших количествах, чем железо или алюминий. К тому же Луна не обделена и редкоземельными элементами, столь необходимыми электронике. Для извлечения, очистки и выплавки металлов нужно огромное количество энергии. Здесь особенно грешат алюминий титан и магний. Не облегчится ли рождение этих грешников в лунных условиях? На Луне ведь есть то, чего нет на Земле, — глубокий вакуум. Искусственное же создание вакуума на дне воздушного океана чересчур дорого. ЗАЧЕМ ЭТО НУЖНО? В самом деле, зачем индустриализовывать Луну? Как говорится, за морем тел/шка — полушка, да рубль — перевоз... Конечно, Луна, видимо, долго еще будет объектом чисто научного интереса. Это и наглядная модель геологического прошлого Земли, и идеальная база для астрономических исследований, и отличный испытательный полигон космической техники. Наконец, Луна, скорее всего, станет главным земным межзвездным космопортом (или хотя бы заправочной межпланетной станцией). Но куда важнее то, что Луна — кладезь ресурсов. А на Земле все четче проявляются суровые энергетические и экологические лимиты. Кто не наслышан о загрязнении среды, о перегреве планеты, о нехватке пресной воды, о близком исчерпании нефтяных залежей... Человечеству пора искать энергетические и вещественные резервы в космосе независимо от того, как быстро окупятся капиталовложения. Нужно заранее вкладывать средства в области, которые обеспечат развитие цивилизации. К тому же лунная индустрия вовсе не будет убыточной. Специфические условия Луны позволяют организовать производство по радикально новой технологии, применение которой на Земле вовсе исключено. Эта технология столь нова, столь необычна и сулит такую революцию в производственной сфере, что ее можно сравнить с изобретением колеса. НЕКОТОРЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОДРОБНОСТИ Разработкой проблем лунной технологии занимаются многие видные ученые. В частности, стройную концепцию освоения Луны выстроил в своей новой работе «Космическая индустрия будущего» Краффт А. Эрике. По его мнению, лунный индустриальный комплекс должен включать три компонента: индустриальную зону на поверхности Луны, установки на селеноцентрических орбитах и транспортную систему. 3* 67
н Li Na Г К Rb Cs Be Mg Ca Sr Ba Se ■ Ti V ВВыь л JL JrW Землл Cr 1 Mn 1 Fe ^^^H Ru ^H Re 1 Os Co Rh W Pd Pt Cd Hg В AI Ga In TI С Si Ge N P As Sb о s Se Те Po F CI Br 1 He Ne Ar Kr Xe Rn ■в* lL ■ ' Луна мв* 1 Г [« 2 3 2 2 У П '»' 3 to ■ 3 4 « 2 3 5 3 4 2 3 5 2 r V 3 4 2 2 5 3 2 2 3 2 3 2 3 1 1-2 1-2 2 | 2 2 имеющиеся в изобилии '7 в естественном виде иет редние [no индустриально важные] редноземельные зяементы Доля индустриально важны* элементов в эемныж и лунных породам: 1 — почти нет; 2 — меньше 0.0001% |ло объему); 3 — меньше 0.01%; 4 — меньше 1%; 5 — больше 1% Главный компонент — поверхностная зона. В ней несколько секторов: энергетический, сырьевой, производственный, транспортный, жизнеобеспечения. Разумеется, старт лунной индустрии даст наземный персонал, который создаст первоначальную энергетическую базу, кибернетические системы (информационные и жизнеобеспечивающие устройства, роботы, телеуправляемые полуавтоматы), а также транспортные средства для доставки оборудования и людей с Земли на Луну. Строительство же на Луне, скорее всего, полностью поручат роботам и телеуправляемым устройствам. Ну а теперь пора вернуться к тому, о чем уже шла речь. На Земле металлы обычно сконцентрированы в рудах, где их в сотни и даже в десятки тысяч раз больше, чем в окружающих породах. В океанах руды (за исключением конкреций) нет. Металлы и другие вещества здесь пребывают в растворах (до 3,5% твердых веществ). Анализы лунного грунта свидетельствуют, что он занимает как бы промежуточное место между земной литосферой и гидросферой: лунную кору можно считать океаном из окиси кремния, в котором растворены другие элементы. (Разумеется, на Луне тоже есть местные концентрации металлов, но они, вероятно, далеки от рудных изюмин, которые вкраплены в земиую литосферу.) Значит, самый приемлемый способ добычи металлов на Луне — извлечение их плавлением. Этот метод можно комбинировать с химическими воздействиями. Так можно извлекать металлы пропорционально их содержанию в коре Луны. Наиболее важными продуктами лунной металлургии станут титан, алюминий, железо, молибден и редкие металлы. Подлунные ядерные взрывы могут снабдить лунную индустрию кислородом н водой. С иж помощью возможно извлечение различных элементов и соединений, выжигание туннелей и полостей для производственных помещений 68
очистка и хранение газов конденсация н хранение воды отделение', очистка, конденсация, хранение * - отделение, очистка, конденсация, хранение - г ^а+яунная порода ^ *-Н2+яуиная порода ^^+СН4+лунная порода ^ +NH3+CH4 +лунная . J L..A_ * ' ♦ РЯ Н?0+С02+карбиды иетаялов H20+C02+HCN ♦металлы ♦ Другие вещества + карбиды-металлов -•-цианиды +металлы + другие вещества лдериая энергия вторичная наверна ядерный заряд восстановленные (раснислеиные) металлические руды б»
Где же взять энергию для лунной металлургии? Заманчиво в течение долгого лунного дня использовать энергию Солнца. Но большие рефлекторы, построенные даже из местных, лунных материалов, могут сильно удорожить энергию, а для «запуска» индустриализации Луны наверняка потребуется иной энергоисточник. Им могут стать ядерные заряды. (Надо думать, человечество не захочет по прямому назначению использовать ядерные боеголовки...) Перед другими источниками энергии ядерные заряды обладают бесспорным преимуществом: у них наибольшая концентрация энергии на единицу массы. Если их взрывать на достаточной глубине под лунной почвой, можно быть уверенным, что условия на ее поверхности не изменятся. Энергию ядерного взрыва может аккумулировать перегретый газ, который затем пойдет через турбины, вращающие электрогенераторы или приводящие в движение механизмы. Подлунный взрыв освободит колоссальное количество кислорода: в лунных грунтах его около 40%. Этот кислород можно употребить как окислитель во вторичных энергетических установках. Если же удалить киспород из взрывной каверны достаточно быстро, то, по мысли Эрике, в окружающих лунных породах образуются богатые металлические руды. То, что на Земле заняло геологические эпохи в десятки и сотни миллионов лет, на Луне благодаря мирному применению ядерных зарядов может произойти за считанные миллисекунды. Понятно, что принципиально новая технология тесно смыкает энергетический сектор лунной индустрии с сырьевым. Оценив результаты подземных испытаний и учтя не очень плотную структуру лунных пород, можно рассчитать, что заряд в одну кило- тонну раздробит около 330 тысяч тонн лунной породы. Вырастет каверна в десятки тысяч кубических метров. Как минимум, 10% породы испарится; около 30% из испарившейся породы придется на кислород. Если учесть все это, получится, что заряд в 100 кг может «произвести» 10 000 тонн кислорода! (Вес здесь и далее дается в земном выражении, то есть на поверхности Земли.) Для быстрого удаления кислорода (чтобы исключить окисление металла и кремния), нужно пробить канал от поверхности Луны до места закладки ядерного заряда. Между этой полостью и концом канала надо оставить перемычку, ее разрушит взрыв Над выходом канала на поверхность заранее сделают приемно-очистительные устройства и емкости для хранения кислорода (рис. на стр. 69). Его ожижение облегчит космический холод лунной ночи. Воду будут делать в два этапа: подготовка начальной полости, установка заряда и взрыв; затем последует наполнение образовавшейся каверны водородом, закладка вторичного заряда и второй взрыв — после него как раз и выделяется тот кислород, который вступит в реакцию с водородом. Повторный взрыв в каверне получится куда менее сильным. Первый взрыв расширит начальную полость в тысячу раз, поэтому давление после нового взрыва — если его мощность та же, что и у первого, — будет в тысячу раз меньше. Следовательно, нужно либо увеличить мощность вторичного заряда, либо устроить второй взрыв по соседству с каверной. Перемычка при взрыве рухнет и горячий кислород устремится в первую каверну, где все уже готово к его приему. На десять тысяч тонн кислорода нужно 1400 тонн водорода; в результате получится около 11 тысяч тонн воды. Взрывная методика, возможно, пригодится и для получения других веществ. Быть может, в быстрорастущей семье наук появится новая дисциплина — «взрывная фи- зикохимия». Взрывы для Луны не будут чем-то органически чужеродным: они на ней случаются то и дело. Когда в Луну с космической скоростью вонзается метеорит, происходит самый настоящий взрыв. Удар камня не больше обычного земного булыжника при скорости в несколько десятков километров в секунду (а для метеоритов такая скорость — не редкость) эквивалентен мощ- • ному ядерному взрыву. Так что взрывы для Луны — дело обычное, хотя пока они бывают только на поверхности. Для науки и для лунной индустрии эти точки особо интересны: здесь возможна повышенная концентрация природных лунных руд. Взрывы взрывами, но ведь нужны и цеха, и кладовые. Однако и здесь без взрывов не обойтись. С их помощью можно быстро соорудить помещения для монтажа установок. Как видите, взрывы — это и энергетика, и добыча сырья, и строительство. Итак, основные строительные и произ-* водственные материалы — кислород, металлы, кремний и его соединения — будут местного происхождения. С Земли же на первых порах придется возить продукты литания, одежду и водород. С постройкой 70
же оранжерей Луна получит собственную базу для пищевой и легкой индустрии. ПЛОДЫ «ВАКУУМНОЙ» ТЕХНОЛОГИИ Не помешает ли товарообмену громадное расстояние между Луной и Землей? Конечно, транспортные расходы не удастся свести к нулю, хотя к 2001 году они благодаря развитию экономичных многоразовых аэрокосмических транспортных систем значительно снизятся. Но важно иметь в виду следующее. Многие вещества (не говоря уж о конечных изделиях), сами стоят так дорого, что их доставка издалека целесообразна при любых транспортных расходах. Например, килограмм радия стоит (по американским данным) более 20 миллионов долларов; килограмм бриллиантов (высокого качества, не ниже 3 карат) — 14 миллионов долларов. Даже такой сугубо технический материал, как монокристаллический кремний (ныне он используется в электронной промышленности), обходится в 1300 долларов за килограмм. Металлы, металлокерамика, волокнистые и кристаллические композитные материалы, ситаллы и специальные стекла, особо чистые и редкие на Земле вещества, порошкообразные строительные материалы и даже драгоценности — все это, вероятно, начнет выпускать лунная промышленность. Она же займется и изготовлением элементов электроники, агрегатов и металлоконструкций для окололунных и околоземных установок. Технология металлообработки на Луне, вероятно, обогатит земную: даровой глубокий вакуум позволит широко воспользоваться порошковой и испарительной металлургией. Возможно, там появятся своеобразные методы обработки стекла, своя технология кремнийорганических соединений... Безжизненная, безводная, безатмосферная Луна, на которую падает ничем не смягченное солнечное излучение, не будет болезненно реагировать на промышленные отходы, которые на Земле уже стали бичом живрй природы. Но при всем этом надо соблюдать неприкосновенность наиболее ранимого фактора — глубокого вакуума на поверхности Луны. Быть может, в этом одно из ее главных богатств. Поэтому колоссальные объемы кислорода, который освободится при извлечении металлов (например, при добыче двух миллионов тонн редких металлов выделится около 0,8 миллиона тонн кислорода), поначалу нужно хранить — быть может, в виде НоО — в толще пород. Хранить до тех пор, пока на Луне не вырастут большие поселения (селено- полисы) и мощные предприятия на окололунных и околоземных орбитах (астрополи- сы), где кислород потребуется для дыхания и в качестве топливного компонента. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА Подсчитать доходы и расходы в далеком будущем трудно. Деньги, которые необходимо тратить сегодня, как бы дороже тех, что придется тратить через 20—30 лет. По оценкам Эрике, пока еще гипотетическая индустриализация Луны обойдется в 60 миллиардов долларов (в ценах 1975 года). При идеальной реализации программы нужны ежегодные вклады в 3—4 миллиарда долларов. Таким образом, затраты к 1985 году составят — 30, к 1990 году — 50 и достигнут расчетной суммы в 60 миллиардов к 2001 году. Несмотря на внушительность, эта цифра не кажется чрезмерной, если припомнить, что на совокупность программ, приведших к полетам «Аполлонов», США истратили около 25 миллиардов долларов. Расчеты проекта выполнены так, будто индустриализация Луны идет изолированно. На самом же деле она как-то объединится с другими космическими программами (околоземных заводов, спутников-ретрансляторов и генераторов энергии для Земли...). Этот проект может благотворно повлиять на развитие всей земной техносферы. Развитие технологии всегда было обусловлено уровнем достижимых температур. До знакомства с Прометеем доступными материалами для людей были лишь камни и кости, а единственной операцией — «холодная шлифовка». В пламени костра (температура 700—800СС) наши предки начапи бронзовый век. Но пока не были придуманы керамика для тиглей и плавильная печь (температуры 1400—1500СС), не могло быть и речи о железе и даже о стекле. Без преувеличения можно сказать: история нашей цивилизации — это развитие производительных сил, техники. А ее возможности — это прежде всего возможности технологии, которые тесно зависят от «температурного потенциала» индустрии. Благодаря ядерной энергии уровень доступных температур повысился на несколько порядков. (Так же, как и другой немаловажный технологический фактор — давление). Но в рамках традиционной металлургии нелегко придумать, как использовать 71
колоссальные возможности ядерного взрыва. И пожалуй, единственный способ — выпустить сокрушающую мощь атомного пламени в глубине пород (и по возможности не на Земле). Так что концепция Эрике может оказаться глубже и шире, чем простое увеличение рудных ресурсов. По сути ядерные взрывные процессы — принципиально новая ступень в развитии технологии. Выиграет не одна металлургия: высокие температуры и давления нужны и химии. Конечно, сейчас — до приобретения практического опыта — можно спорить, пойдут ли на деле те реакции, которые в итоге должны привести к синтезу соединений, показанных на рисунке. Но игра стоит свеч. И быть может, будущее откроет такие возможности подлунных взрывов, какие мы пока просто не в силах представить... If блемы и ме годы современной науки Люминесцирующее созвездие Обычна мы говорим «светит, да не греет». желай подчеркнуть неполноценность источника снета: недь и Солнце, и пламя костра тлучакн живительное тепло. Но если нам нужен именно свет, а не тепло, то это выражение становится формулой идеального источника, лучистой энергии. Источники холодного света известны сегодня каждому это и люминесцентные лампы, и экраны телевизоров. Способность к люминесценции проявляют помимо большого числа других веществ ионы редкоземельных элементов (обычно их называют сокращенно РЗЭ). Всего таких элементов 16. а атомы 13 из них от церия до иттербия имеют глубоко лежащую незаполненную 4f-оболочку. Электронные 72
Переходы на этой изолированной оболочке вызывают узкополосные спектры поглощения и люминесценции: ионы каждого нз РЗЭ светят по-своему. В целом же группа РЗЭ составляет как бы люминесцирующее созвездие. В природе РЗЭ встречаются в составе минералов практически всем семейством сразу (иногда с преобладанием той или иной группы элементов), так как оии обладают чрезвычайно близкими химическими свойствами. Поэтому их весьма трудно отделять друг от друга; нелегко контролировать чистоту и состав получаемых препаратов. А это крайне необходимо, так как люминесценция европия (например, в его твердых неорганических соединениях) практически полностью гасится ионами неодима, эрбия, гольмия и усиливается, сенсибилизируется, в присутствии ионов тербия. Поэтому для практических целей необходимо тщательнейшим образом избавляться от примесей элементов-гасителей и вводить строго дозируемые примеси веществ-сенсибилизаторов. Химические методы контроля чистоты оказались неприменимыми для РЗЭ по причине близости их свойств; однако было найдено, что для анализа может служить главная особенность этих элементов, из-за которой оии так нужны современной технике, — их способность люммнес- цировать определенным цветом под действием ультрафиолетового или рентгеновского излучения. Именно по этому пути пошли сотрудники отдела физико-химических методов анализа Одесских лабораторий Института общей и неорганической химии, руководимого академиком АН УССР Н. С. По- луэктовым. В технике РЗЭ применяются в виде кристаллических соединений, так называемых кристаллофосфоров, которые получают спеканием компонентов при высокой температуре (около 1200°С). Облучая кристал- лофосфоры рентгеновскими лучами и наблюдая спектр их люминесценции, удается обнаруживать до 10~6% РЗЭ. В некоторых случаях для анализа используют, способность одних РЗЭ усиливать люминесценцию других: именно так удается обнаруживать чрезвычайно малые примеси европия в кристаллических соединениях тербия. Но когда один РЗЭ ослабляет люминесценцию другого, задача усложняется: тогда приходится прибегать к люминесцентному анализу в растворах простых солей РЗЭ — хлоридов или перхлоратов, где такой способностью обладают ионы церия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, — в этих условиях взаимное влияние РЗЭ исключается. Но люминесценция ионов РЗЭ в таких растворах слишком слаба, чтобы ее можно было использовать для аналитически^ целей. Здесь выручает то обстоятельство, что люминесценция РЗЭ в растворах резко усиливается, если их ионы включить в состав комплексных соединений с некоторыми органическими веществами. И так как подобные соединения можно концентрировать, извлекая из разбавленного раствора органическими растворителями, то чувствительность анализа оказывается рекордной: например, соединения ионов европия с I-нафтойной кислотой н 1,10-фенантро- лином удается определять в концентрации всего 5-Ю-10 моль/литр. Всего 10 лет назад это показалось бы фантастикой. ... Достижения аналитической химии в отличие от других областей науки обычно выглядят невыигрышно. Ну и что, если удалось сильно повысить чувствительность анализа? Однако в случае РЗЭ возможность с высочайшей чувствительностью обнаруживать и различать иоиы обернулась весьма зримым результатом. На экране цветных телевизоров, стремительно вытесняющих телевизоры с черно- белым 'изображением, изображение формируется совместной работой трех люминофоров — синего, зеленого и красного свечения. Качество цветопередачи определяется, естественно, спектральными характеристиками каждого нз них; ио решающее влияние вследствие особенности нашего зрения оказывают свойства красного люминофора, в состав которого входит европий, ярко люминесцирующий в области 600-630 нм. Методы анализа, разработанные одесскими учеными, позволили химикам-технологам Одесского опытного завода Института общей и неорганической химии АН УССР предложить технологию изготовления красного люминофора, обладающего отличными характеристиками. Люминофор производится на этом же заводе и поставляется Львовскому заводу кинескопов. Можно не сомневаться, что разработанные методы анализа других звезд люми- несцирующего созвездия тоже послужат на пользу практике. Кандидат химических наук В. Т. МИЩЕНКО 73
Вещи и вещества Светящиеся циферблаты Диву дался тут Иван. «Что, — сказал он,— за шайтан: Шапок пять найдется свету, А тепла и дыма нету, Эко чудо-огонек!» п. п. ершов. Конек-горбунок Далеко не все представляют себе, почему часы светятся. Не раз приходилось объяснять — устно и письменно, — что нет, элемент фосфор тут ни при чем. Светом часы обязаны люминофорам — веществам, способным отдавать в виде излучения избыток энергии, которую они получили при возбуждении, или, если хотите, подзарядке, скажем, видимым светом либо ультрафиолетовыми лучами. Довольно часто задают и такой вопрос: не вредно ли это свечение для здоровья? Здесь рассказывается о тех люминофорах, которые наносят на циферблаты и стрелки, о том, из чего их делают и как; коротко сказано и о гигиенической стороне дела. ВПИТЫВАЮЩИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЛУЧИ Науке и практикам известно много разных люминофоров. Например, биолюминофоры (возбудитель энергии — биохимическая реакция); электролюминофоры, которые начинают светиться под действием электрического разряда; хемилюминофоры, возбуждаемые химическими реакциями, и многие другие. В часовой промышленности используют только малую часть их, а именно фотолюминофоры и радиолюминофоры. Если вещество после возбуждения излучает лишь миллиардные доли секунды, то такие сбечение называют флюоресценцией (слово происходит от названия плавикового шпата — флюорит; некоторые разновидности его светятся). Когда же вещество испускает лучи минуты, часы, дни, то это явление именуют фосфоресценцией, а светящиеся материалы — фосфорами. Как и название химического элемента, это слово происходит от греческого «фосфорос» — светоносный. Термин «фосфор» применительно к лю- минесцирующим веществам появился в середине XVII века — после того, как было обнаружено, что после прокаливания некоторые минералы приобретают способность как бы впитывать солнечные лучи, а потом в темноте их испускать. В 1612 году такими минералами заинтересовался Галилей; он оставил нам одно из первых описаний фосфоресценции, однако причину этого странного явления объяснить не смог. Прошло еще 250 лет, прежде чем удалось разгадать загадку светящихся камней... В семидесятых годах прошлого столетия английская фирма «Бальмен» начала промышленное изготовление бальменов- ской светящейся краски. Как и положено. состав ее был секретом фирмы. Однако вскоре он был разгадан французским химиком Верней лем. Ученый установил, что основа краски — сернистый кальций, а свойство светиться она приобретает благодаря ничтожной примеси солей висмута. Сейчас такие примеси называют активаторами. ЭЛЕКТРОНЫ В ЛОВУШКЕ Люминофоры, или кристаллофосфбры, состоят из основы и активатора (например, сернистого кальция и солей висмута, как в бальменовской краске; существует множество других сочетаний). Однако способностью светиться обладает не весь люминофор, а лишь некоторые участки его, так называемые центры свечения, или центры фосфоресценции. Это места, где в кристаллической решетке основы есть нарушения. Вот как они возникают: смесь основы и активатора подвергают термической обработке; тогда строго определенное количество примеси входит в решетку основы и происходит их совместная кристаллизация; там, где это произошло, кристаллическая решетка оказывается нарушенной. Кстати, было обнаружено, что проникновение примеси облегчают легкоплавкие соли — плавни, по- 75
этому при изготовлении люминофора их специально вводят в реакционную массу. В кристаллофосфоре существуют три энергетические зоны; отличаются они тем, в какой степени их энергетические уровни заполнены электронами; отсюда и название зон: заполненная, или валентная (I), за- прещенная (И), незаполненная, или зона проводимости (III). Вероятность попадания электронов идеального кристалла в зону II ничтожно мала, поэтому она и называется запрещенной. Когда же в решетку внедряются специальные примеси — активаторы, то в местах их вхождения в решетку картина изменяется: в зоне II появляются новые уровни — центров свечения (Ц) и ловушек (Л), в которые могут забираться электроны люминофора. На самом деле, конечно, никаких реальных ловушек тут нет, просто в таком энергетическом состоянии электрон может оставаться довольно долго и после прекращения возбуждения кристалла; природа этого явления до конца еще не ясна. Под действием тепловых колебаний решетки электроны постепенно высвобождаются из ловушек, теряют энергию, и люминофор светится. Было замечено, что длительность послесвечения тем больше, чем .иже расположена ловушка, то есть чем больше энергии требуется для освобождения электрона. Под действием видимого света или ультрафиолетовых лучей, от соударения с быстро движущимися заряженными частицами (например, альфа- или бета-) электроны люминофора возбуждаются и перемещаются на уровни с более высокой энергией. Возвращаясь затем в исходное состояние, электроны излучают избыток энергии в виде квантов света. Простым глазом мы видим не отдельные вспышки, а сплошной поток света, а вот через лупу можно наблюдать и единичные сцинтилляции, хотя длительность каждой — около 0,00005 секунды. ЛЮМИНОФОРЫ-ДОЛГОЖИТЕЛИ Люминофоры подразделяют на временные и постоянно действующие. Вспомните елочные игрушки, покрытые люминесцентными красками. В состав таких красок входят ко- роткоживущие люминофоры... Лампы выключены. Игрушки светятся ярко. Но через некоторое время их уже не видно. Если опять включить свет и затем выключить, игрушки снова загорятся. Основу светящихся составов временного действия составляют сернистые соединения цинка, кальция, кадмия, стронция, бария. Их прокаливают с ничтожными количествами сопей тяжелых металлов: меди, марганца, висмута. Одни люминофоры светятся голубым светом, другие — красным, третьи — зеленым. Для часов неудобны люминофоры, светящиеся недолго (хотя раньше, а иногда, к сожалению, и сейчас некоторые предприятия такие вещества все-таки используют). Циферблаты должны быть различимы по крайней мере спустя 10—12 часов после освещения. Среди люминофоров временного действия такие составы есть Например, стронций-сульфидный люминофор; он излучает свет около 12 часов без подзаряд- III Стрелками обозначены основные переходы. объясняющие послесвечение люминофора: 1 — ионизация люминофора возбуждающим излучением или частицами; 2 — захват электрона в повушку: 3 — высвобождение электрона лод действием тепловым колебании 4 — переход электрона на центр свечения с излучением кванта света 76
люминофор цвет в отраженном дневном свете цвет свечения в темноте 2 ZnS [ ZnSCdS Ш ZnS-CdS" с большим содержанием CdS f ZnSCdS с еще большим содержанием CdS Цвет люминофоров в отраженном дневном свете и цвет ик свечения чаще всего не совпадают ки. Но у этого вещества есть существенный недостаток: в присутствии влаги происходит гидролиз сульфида стронция и выделяется сероводород — агрессивный газ, разъедающий механизм часов. В часовом деле все больше применяют люминофоры постоянного действия. К таким долгожителям относятся радиолюминофоры. В их состав, кроме обычных основы и активатора, входит еще и источник энергии — радиоактивное вещество. Люминесцентные смеси такого рода не нуждаются в периодическом освещении: люминофор заставляют работать заряженные частицы, испускаемые радиоактивной добавкой. К радиоактивным добавкам в часовой промышленности предъявляют строгие требования. Вначале в люминофоры вводили соединения радия-220. Но период его полураспада — 1500 лет. Часы старели, ломались, а циферблат продолжал оставаться источником радиоактивного излучения. В дальнейшем стало ясно, что в люминесцентных составах более приемлемы в качестве источников энергии тритий, прометий- 147, углерод-14. Живут они около 10 лет. К тому же эти вещества испускают мягкие бета-лучи, что тоже очень важно. Чем больше радиоактивного вещества добавляется в фосфоресцирующую массу, тем она ярче светится. Но постоянная бомбардировка заряженными частицами не проходит для самого люминофора бесследно. Если частиц слишком много и они несут слишком большую энергию, центры свечения фосфоров быстро разрушаются. Пустили жильцов в дом, а они его развалили... Поэтому из радиоактивных веществ берут те, что испускают бета-лучи: во-первых, они меньше разрушают люминофор, а во-вторых, их почти полностью поглощают корпус и стекло часов. К люминофорам предъявляют ж,есткие санитарно-гигиенические требования. В свое время была тщательно замерена величина радиоактивного излучения от циферблатов со светомассой постоянного действия, и 77
медики пришли к выводу, что носить часы с такими люминофорами можно, угрозы для здоровья они не представляют. Однако полностью не были решены проблемы производственной вредности: как наносить светящиеся составы, соблюдая при этом правила техники безопасности; куда девать отходы; как хранить большие партии таких часов. Это привело к тому, что в 1958 году в СССР был прекращен выпуск часов с радиоактивной свегомассой. Сейчас благодаря усилиям технологов, химиков, медиков и инженеров созданы специальные участки, где готовят и наносят люминофоры; эти участки отвечают всем требованиям техники безопасности. ЛЮМИНОФОР-КАПРИЗА Фосфоресцирующая смесь — это бесцветный кристаллический порошок, очень нежный и капризный: разрушение кристаллической решетки или появление посторонних примесей резко уменьшает яркость его свечения. И все-таки некоторой обработке подвергнуть порошок приходится. Хотя бы для того, чтобы приклеить его к циферблату. Самое лучшее было бы, конечно, заключить кристаллики в прозрачную оболочку и в таком виде прикреплять на часы. Но этот способ возможен не всегда. Значит, нужны связующие: клеи, лаки. С их помощью, кстати, не только удерживают люминофор на циферблате, но и защищают его от воздействия атмосферной влаги, от механических повреждений и даже от ультрафиолетовых лучей, способных разрушить светящееся покрытие. Наиболее часто в часовой промышленности применяют акриловые, винилитовые и полистирольные лаки; реже используют цапонлак ипи ацетилцеллюлозный; и особое предпочтение отдают даммаровому лаку, он образует прочную прозрачную пленку, непроницаемую для ультрафиолетовых лучей. Количество связующего, подмешиваемого к люминофору, обычно очень невелико, иначе лак обволакивает кристаллики и сильно уменьшает яркость их свечения. Компоненты осторожно смешивают в стеклянной или фарфоровой посуде, о растирании смеси и речи быть не может. Готовят состав непосредственно перед нанесением. Готовую смесь наносят кистью, пером, стеклянной палочкой, шприцем или с помощью печатной установки. Не так давно в зарубежной литературе появились сообщения еще об одном способе нанесения фосфоресцирующих смесей— о методе осаждения их из электролитов вместе с металлами: никелем, серебром, палладием, золотом. На циферблате образуется красивое комбинированное покрытие, оно одинаково хорошо выглядит и на свету, и в темноте. Сейчас часовая промышленность страны выпускает часы с циферблатами, которые покрыты люминофорами постоянного действия в нескольких вариантах, например «Амфибия» для аквалангистов. (Кроме того по-прежнему делают будильники с циферблатами, на которые нанесена люминесцентная краска, но она плохо выполняет свою роль — через полтора-два часа после подзарядки уже не светится.) В будущем ассортимент часов с люминофорами-долгожителями будет расширяться, производство их увепичится. Кандидат технических наук Е. Я. БЕСИДОВСКИЙ, Научно-исследовательский институт часовой промышленности Консультации Как снимать праздничную иллюминацию Я хотел бы сфотографировать праздничную иллюминацию в Москве — желательно на цветную пленку, — но не знаю, как это лучше сделать. Ваш совет пригодился бы не мне одному. А. Смирнов, Москва О ночном фотографировании на черно-белую пленку мы достаточно подробно рассказывали в нашем журнале в ноябре 1976 года. Однако для фотографирования разноцветных праздничных огней черно-белая пленка слишком бедна. Лучше, конечно, воспользоваться негативными или обращаемыми цветографическими пленками. Ночная съемка на цветную пленку имеет свои особенности. Пленку выбирают так, чтобы ее формат подходил к ее- 78
личине кадра вашего фотоаппарата. Хорошо зарекомендовали себя при ночных съемках пленки отечественного производства — ЦНД- 32, ЦНЛ-65, ЦО-22 и пленки производства ГДР — NC-16, NC-19, UT-16, UT-18, UT-21. Техника обработки этих пленок подробно указана в приложении к упаковке, и нет необходимости останавливаться на ней специально. Но о самой ночной цветографической съемке стоит рассказать подробнее. Осенью быстро опускаются сумерки, «режимное» время очень коротко и захватить его трудно, а съемка в две экспозиции позволяет сделать только один кадр за вечер. Самым надежным окажется фотографирование праздничного освещения при ночном небе. Особое внимание обратите на разноцветные лампочки, обрамляющие здания, транспаранты, гирлянды на улицах. Кадр должен быть максимально заполнен источниками света, в изображение полезно ввести бликующие поверхности — реку, мокрую мостовую, стеклянные витрины. Все это создаст красочную картину праздника. Следует помнить, что спектральная чувствительность цветографических пленок значительно ниже, чем у черно-белых, поэтому при недодержке на иегативе или слайде получатся только точечки огней, а при передержке огни утратят цвет, и сама фотография много потеряет в качестве передачи красок. Так как заранее трудно предугадать интенсивность праздничного освещения, необходимо один и тот же кадр продублировать несколько раз с выдержками 1, 2, 3, 5 минут при средних показателях диафрагмы объектива. После проявления выбирают негатив или слайд с самой полной проработанностью деталей и цветов. Печатание ночного цветографического снимка ничем не отличается от работы с обычными цветными фотографиями, и о нем можно узнать из любого справочника. Фотолюбитель должен помнить, что при съемке на пленку для дневного света позитив будет выдержан в желто-зеленых тонах, если же снимать на пленку для искусственного света, то позитив более полно передаст пурпурно-голубую гамму оттенков. КАК ВЕРНУТЬ БЛЕСК МОТОЦИКЛЕТНОМУ ШЛЕМУ Мои два мотоциклетных шлама от двухлетнего употребления стали матовыми, видимо, иэ-эа множества мелких царапин; избежать их нельзя, не носить же шлем в футляре, на манер очкоа. Посоветуйте, как вернуть шлемам блеск! В. С. Ситников, Чернигов Прежде всего поверхность шлема необходимо обезжирить, промыв "водой со стиральным порошком «Новость» (или другими моющими средствами), а затем дать ей высохнуть. Чтобы вернуть шлему блеск, следует покрыть его лаковой пленкой. Для этого пригоден клей БФ-2 или эпоксидный клей. Нужный цвет им можно придать, смешав с пастой для шариковой ручки соответствующего оттенка. Шлем будет выглядеть красиво, если в лакирующую смесь добавить в качестве пигмента алюминиевую пудру; она продается под названием «Краска под серебро (сухая)». Покрывать вещь лаком лучше всего из пульверизатора. Клей БФ-2 разбавляют спиртом, ацетоном или спиртовым растворителем. Эпоксидный клей — двух- компонентный препарат: кроме эпоксидной смолы, в его состав входит еще от- верднтель; работать со смесью следует быстро и наносить ее в первые же минуты после введения отверди- теля. Для того, чтобы лак равномерно распределился по окрашиваемому предмету, смесь хорошо сделать пожиже, для разбавления ее пригоден ацетон. Можно попытаться для окраски шлемов использовать нитроэмаль автомобильную в аэрозольной упаковке, а также «Эмаль белую» и «Нитроэмаль белую». Все они тоже продаются в аэрозольной упаковке. И последний совет: . переД применением любого из упомянутых препаратов предварительно проверьте действие его на небольшом и мало заметном участке шлема. КАК ВОССТАНОВИТЬ ЭМАЛЕВОЕ ПОКРЫТИЕ Мы аьехали а новую квартиру, но радость была омрачена: белоснежная эмаль аанны а некоторых местах оказалась сколотой. Что можно сделать! Григорьевы, Москва Еще совсем недавно на подобные вопросы мы отвечали, что, к сожалению, в домашних условиях исправить ванну нельзя, сделать это могут только на заводе. Сейчас положение уже не так безнадежно: на полках хозяйственных магазинов появилась эмаль КО-174 в аэрозольных баллончиках. Этот кремнийорганический препарат как раз специально предназначен для восстановления покрытий не только на ваннах, но и на холодильниках, тазах, газовых плитах и колонках; эмалью можно также красить подоконники, двери, в общем все, чему надо придать яркий белый цвет. Покрытие, которое образует эмаль КО-174, не боится воды и нагрева; она загрязняется медленнее, чем, скажем, масляное, и отмывается значительно легче. Способ употребления препарата прост и четко изложен на баллончике. Выпускают новинку Новомосковский завод бытовой химии и другие предприятия страны. /9
ri дни пр п.днс н<1ния Окчб^я эгие 4' 1 ii пленку ,. п. вечерн и фстос ~i на стр 7о <улы ную иплюминацик '•♦••. Л -
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ПОЛУЧЕН КАРБИД ПАЛЛАДИЯ Карбиды — соединения металлов с углеродом — используются в технике очень широко. Как правило, им свойственны тугоплавкость н высокая прочность. Впрочем, известны карбиды не всех металлов, а о некоторых из них, в частности о карбидах благородных платиноидов, сведения крайне немногочисленны и противоречивы. Лишь недавно четырем сотрудникам Химического факультета МГУ удалось добыть достоверные сведения об одном из этих экзотических соединений — карбиде палладия. Его получили из палладиевого порошка и продуктов распада органических веществ (бензола, толуола и т. п.) в искровом разряде. Анализ показал, что в полученном продукте углерода немного — всего 4,55%. Это навело на мысль, что в реакцию вступил далеко не весь палладий. Рентгенофазо- вый анализ подтвердил предположение исследователей: продукт реакции состоял из сплава палладия с его карбидом, скорее всего, монокарбидом PdC. После длительной выдержки при температуре 800°С это соединение распадается на палладий и графит. И МАРГАНЕЦ «ПОМНИТ» Сотрудники Института металловедения и физики металлов, входящего в ЦНИИЧЕРМЕТ имени И. П. Барднна, пришли к выводу, что способностью «запоминать» форму и восстанавливать ее при нагревании должны обладать многие сплавы марганца. Раньше был известен лишь один такой марганцевый сплав — с медью, а недавно «эффект памяти формы» обнаружен и у трех марганцово-ни к е л е в ы х сплавов. В каждом из них не больше 15% никеля. При нагреве до температуры немного выше 100°С изделия из этих сплавов «вспоминали» приданную им раньше форму и пытались восстановить ее более или менее успешно — в среднем на 50—60%. ОМУЛЬ В ПРУДУ Возможно, знаменитая байкальская рыба скоро станет прудовой. Об этом говорят результаты двухлетнего эксперимента, проведенного ихтиологами в совхозе «Павлозаводский» Алтайского края. В мае 1975 г. в большой совхозный пруд площадью 60 га пустили 50 000 икринок байкальского омуля. А до этого в пруду жили, нагуливая вес, традиционный карп н «царская рыба» пелядь. Омуль в пруду прижился. Более того, благодаря обильной пище, повышенной по сравнению с Байкалом температуре и по-байкальски высокому содержанню кислорода в воде молодь омуля в пруду росла быстрее своих байкальских сверстников. Через год средний вес омулей здесь составил в среднем около 50 грамм. СУЛЬФИТ НАТРИЯ — В МАКАРОНЫ Чтобы макаронные изделия были богаче белком, в них добавляют белки, извлеченные нз сои. Макароны от этого становятся питательнее, вкуснее . и — темнее, особенно, если добавлено больше 7% белка. Причиной тому — окислительные процессы, связанные с взаимодействием полифенол - оксидазы муки и свободного тирозина, который вносится с соевым белком. Чтобы избежать окисления (и потемнения), сотрудники Московского технологического института пищевой промышленности Н. И. Назаров, Н. Н. Шеберине- ва н Н. А. Рудакова предложили вводить в макарон- 82
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ное тесто сульфит натрия, обладающий восстановительными свойствами. Разумеется, вводили эту соль в малых количествах B0, 50 или 100 мг/кг) и «на время». Сульфит натрия разрушался уже при сушке макарон и окончательно — при варке. НОВАЯ ТЯЖЕЛАЯ ЧАСТИЦА Журнал «Ядерная физика» A977, т. 26, № 1) сообщил, что в Серпухове, в Институте физики высоких энергий, в камере СКАТ, о которой «Химия и жизнь» уже рассказывала A976, № 6), зарегистрирован распад новой тяжелой частицы. Новая частица электрически нейтральна, время ее жизни составляет примерно 6-10 ,2 секунды. Вероятность объяснения наблюдавшегося события случайным стечением уже известных процессов близка к нулю (меньше 2-Ю-5). ГРАФИТ МОЖНО ПАЯТЬ! Л. Т. Аникиным, Г. А. Кра- вецким, В. С. Дергуновой н Е. В. Оснповым разработан способ пайкн изделий из графита, который, как известно, не только не спаивается, но и не плавится. Изобретатели предложили помещать в графитовый шов прокладку из алюминия. Затем соединяемые детали сдавливают и нагревают место стыка до температуры, при которой алюминий и углерод вступают в реакцию (примерно 1800°С). Образующийся карбид алюминия соединяет детали, н тогда температуру повышают еще на 500°С При 2300°С карбид распадается, алюминий испаряется, а детали нз графита остаются спаянными. Этот цикл A800°С-^ -^2300°С-М800°С) рекомендуют повторить пять I ■ раз. Полное время обработ- > |кн — около получаса. Пос- |ле этого алюминия в шве I практически не остается, а I графитовые детали соединяются очень прочно. I [ДОРОГА ЛОЖКА К ОБЕДУ IВ этой старой поговорке I I есть и агрохимический I I смысл: существуют рацио-1 [нальные сроки внесения! I удобрений, разные для раз-1 |ных видов удобрений (и I |для разных видов расте-1 |ннй). Недавно сотрудники! I Туркменского НИИ земле-1 I делия Г. А. Дюжев и Т. Д. I I Гаверсов изучали действие! I аммонизированного супер-1 I фосфата на тонковолокни-1 I стый хлопчатник в зависи-1 I мости от сроков внесения I I тука в почву. Оказалось I что лучше всего вносит! I [суперфосфат в три приема:! 60% годовой нормы — I при пахоте, треть оставше-1 гося количества — при по-1 севе и оставшиеся две тре-1 ти — как подкормку в на-1 чале цветения. В тех же! опытах была подтвержде-1 на «высокая отзывчивость! тонковолокнистого хлоп-I ! чатника на фосфорное удо-1 брение при посадке на! вновь осваиваемых светлых I сероземах». I ЛЕКАРСТВО j ИЗ ПИЖМЫ I Как сообщает журнал! «Фармация» A977, № 3),| прошел клинические испы-1 тания и разрешен к при-1 мененню в качестве желче-1 тонного средства новый ле-1 карственный препарат та-| нации. Этот препарат —| растительного происхож-Р дения, его действующее на-1 чало — биологически ак-i тивные вещества из соцве-' тий пижмы обыкновеннойJ Состав этих веществ изучали методами ЯМР и. ультрафиолетовой спектро-j скопни. Подробно изучить' химию танацнна сотрудни-, ков ВНИИ лекарственных? растений заставила иеобхо-J димость стандартизации но I вого лекарства. i 83
Одна из майданских мастериц со своими изделиями; в Полховском Майдане расписыванием деревяшек занимается все село 84
Петухов и матрешму в конце статьи нарисовали кудожницы М. Ф. Масягина и А. С. Лялина из села Полковсмии майдан; обычно они расписывают деревянные игрушки, шкатулки, грибки, а эти рисунки выполнипи по просьбе автора статьи на бумаге Художница М. И. Арбузова с детьми и соседками с удовольствием позируют фотографу i I. Полховский Майдан Наше современное жилище правильно и функционально. Его внутреннее устройство и внешний вид своей прямоугольностью отдают дань рациональности и однозначности. Не сильно разнообразит картину и отделка. Пластические массы и другая синтетика оттеснили традиционные отделочные материалы, но это пока дало выигрыш только в количестве — изготовлять полимеры легче и быстрее, чем восстанавливать вырубленные леса. Красоты же химия дает нам еще немного. Я говорю не о том, что могут сделать химики, а имею в виду лишь то, что на самом деле заполняет наш быт: тусклая кухонная утварь из пластмассы, унылые полы из линолеума, декоративные ткани глухих тонов. В таком бедном по цвету и формам мире жить не так-то приятно- Поэтому неудивительна тяга людей к веселым, ярким изделиям народных мастеров. Многие горожане сейчас украшают ими свои квартиры, но мало кто знает, откуда берутся эти вещи, где и как их делают. Об одном из промыслов 85
Горьковской области, не совсем обычном, и пойдет здесь речь. НЛ РЫНКАХ — Вы не слышали, что такое Полховский Майдан? Ну Полх-Майдан, Пол-Майдан или, наконец, просто Майдан? Но тогда, наверное, заметили яркие, пестро раскрашенные деревянные игрушки, коробки, поставцы, матрешки, которые привозят из Майдана и продают на рынках? — А... Видел. Но какие- то они аляповатые, все разные. Что это за матрешки? То ли дело в магазине: ровненькие, гладенькие, как родные сестрички. И цена у рыночных солидная. Ничего хорошего в них нет. Мало, видно, наши фабрики выпускают игрушек; оттого и приходится терпеть мазню этих доморощенных художников. Не так давно подобные разговоры приходилось слышать довольно часто, в том числе и в кабинетах иных руководителей, от которых зависели судьбы народных промыслов. В последние годы положение переменилось. Изделия майданцев показывают на республиканских, всесоюзных и международных выставках; во многих странах эти вещи охотно покупают. О Полховском Майдане пишут статьи и книги, защищают диссертации. Что же такое Полховский Майдан? Горьковская область издавна славилась своими ремеслами. Все о них, казалось, было известно. Но вот на удивление многим знатокам народного искусства в наше время вдруг объявился дотоле почти никому неизвестный крестьянский игрушечный промысел — в дальнем углу Горьковской области, на самой границе с Мордовской АССР. Около тридцати лет назад на колхозных рынках разных городов Средней Азии, Прибалтики, Российской Федерации, Закавказья стали появляться пестренькие деревянные грибки, птички-свистульки, пистолеты-хлопушки, каталки и другие изделия. Продавали их румяные молодухи или неразговорчивые, закутанные в платки старые женщины. Иногда продавщицы, чтобы привлечь внимание, одевались в красные сарафаны, полосатые носки и цветастые платки, такие же красочные, как и товар на прилавках. Оттого ряд, где ими торговали, сверкал красками: алыми, золотистыми, пронзительно зелеными. Раздавался тонкий посвист, звонкие хлопкн деревянных пистолетов — это продавщицы опробовали свой товар, завлекали юных покупателей. Груды игрушек сразу же привлекли к себе внимание художников, они-то и стали первыми коллекционерами рыночных изделий. Постепенно художественная общественность страны открывала для себя Майдан. И вот что поражало: возникший и развивающийся буквально на наших глазах промысел опровергал твердое представление о крестьянском искусстве как о пережитке, уходящем в прошлое из-за все растущей урбанизации. ЗАГАДОЧНОЕ СЕЛО Загадочное это село — Полховский Майдан... Откуда такое название? «Майдан»— тюркское слово, означающее площадь, Торжок. А что такое «Полх»? Не совсем ясно происхождение росписи. Влияние других промыслов? Близость Мордовии? Или всплеск своих, долго таившихся традиций? Трудно сказать... Противоречивы и вызывают сомнения свидетельства старожилов. Послушаешь их, и оказывается, что зачинателем промысла был родственник каждого рассказчика. Велико, видимо, искушение быть в родстве с основоположником дела. По крайней мере не меньше, чем желание приезжего искусствоведа докопаться до истоков. А легенд тут хватает. Вам расскажут, что местные жители — потомки соратников Степана Разина. Зайдете в другой дом и услышите, что свою родословную майданцы ведут от солдат мятежного полка, сосланного сюда при Павле I. Оттуда, мол, и название «Полх» — полк. Кому верить? А точных фактов немного... И все-таки кое о чем судить можно. Плодородных земель в этих краях всегда было маловато, надежды на землепашество были плохие. Скорее всего поэтому с начала XIX века крестьяне освоили и токарное дело. Оно неплохо кормило. Изготовляли здесь деревянные пеналы, короба, шкатулки, игрушки. В 1914— 1916 годах некоторые кустари стали украшать свой товар — турурушки, или та- рарушки, как они его сами называли, — выжиганием и красками по примеру Сергиевских мастеров. В конце двадцатых годов этим ремеслом, по сведениям исследователей, занимались 11 человек в девяти хозяйствах: каждый отдавал поделкам только семь недель в году; и известны они бы- 86
ли лишь в ближайших районах. До 1930 года майданцы отделывали деревянные изделия масляными красками, а потом стали применять менее трудоемкую технику — роспись анилиновыми красителями, переняв некоторые приемы у семеновского промысла. Этой техники в основном придерживаются и сейчас. ХУДОЖНИКИ- В КАЖДОМ ДВОРЕ Еще студентом Московского текстильного института я впервые услышал о Майдане от однокашника Саши Комарова. Он с азартом собирал майданскне игрушки. В 1957 году Саша съездил в Горьковскую область, а потом рассказывал нам о промысле: «У них все село занимается живописью... А одеваются как... Несмотря на знакомство с современной одеждой, женщины по праздникам ходят в традиционных нарядах — красных сарафанах, затейливых фартуках с лентами и кружевами — и носят необычные головные уборы с яркими бисерными кольчуж- ками, закрывающими затылок', шею и плавно спускающимися на спину». Энтузиазм нашего товарища заразил и нас. Начали ходить на рынки и вскоре стали знатоками, хвастали друг перед другом осведомленностью: «Знаешь, на Минаевском рынке стоит Полька Штыркова, у нее такие вещи...» — «А на Зацепском — Масягина, вот кто красиво пишет, каллиграф». Потом я и сам много раз бывал в Майдане. Действительно, чуть ли не в каждом дворе тут делают знаменитые туруруш- ки; понемногу втянулись в ремесло и соседние села. Идешь зеленой улицей, а на подоконниках стоят цветные деревяшки. Со дворов тянет приятным запахом свежей стружки. А в дом зайдешь — глаза разбегаются: на лавках, на полу, на столах горами лежит май- данский товар. Время от времени входит хозяин с целой корзиной белых ароматных заготовок. Мужчины и подростки точат игрушки, а женская половина семьи их отделывает и расписывает. Деревянную заготовку, зачищенную и ошкуренную, грунтуют крахмальным клейстером, чтобы краски не расплывались и лучше держались. Некоторые мастерицы наносят клейстер тампоном или губкой. Но чаще пользуются старинным приемом: пальцами берут немного клейстера и размазывают его по ладоням, а затем между ними начинают перекатывать заготовку. Как колобок теста. Постепенно крахмальная масса впитывается в дерево. Грунтуют обычно три раза, после каждого изделие сушат на улице или в помещении при комнатной температуре. На хорошо просушенную игрушку сразу на глаз наносится контурный рисунок. Раньше рисовали перышком «рондо», № 8, гусиными перьями; сейчас в основном ученическими: они в зависимости от нажима дают линии разной толщины. Привычным неторопливым движением мастерица берет заготовку. Сначала точными взмахами наносятся контуры: домик, оголенный ствол дерева, берег реки. Выходит холодный зимний пейзаж; лишь желтая полоска на небе освещает его. Рисунок повторяется на одной коробке, на другой, на третьей и так на всех, что были принесены в корзине. Затем перо откладывается, и придвигаются баночки с красками. ЦВЕТЫ С НАВОДКОЙ В росписи майданские мастера из анилиновых красителей применяют в основном: «активные» — ярко- желтый, ярко-красный, ярко-фиолетовый, а также «основные» — красный, зеленый, ярко-синий. Разводят красители в горячей воде G0—80°С), по 6—8 г на литр воды. В наложении красок существует своя очередность. Поначалу наносят самый светлый — желтый цвет, а потом начинаются комбинации. Желтый, перекрытый ярко-красным или алым, приобретает интенсивность, сочность, а тот же желтый с синим дает яркую зелень. Мастерица касается красками холодного пейзажа. И вспыхивает алая вечерняя заря, распускаются и зеленеют кусты и деревья, весело смотрят красные и голубые домики. Изумрудной муравой стелется лужок, а по синей реке плывут, склонив голову, лебеди. Хотя сюжет повторяется, каждый раз в изображение вносится что-то новое, двух одинаковых вещей не получается: то у домиков крыши разные, то рядом с ними березы, а то рябина с красными ягодами. Во время работы течет неторопливая беседа. Ненароком меня спрашивают: нравятся ли игрушки? Рядом с матерью, склонившейся над работой, сидит на низенькой скамеечке девчушка: пробует свои силы, рисует птичек, петушков. Вот отчего некоторые рисунки так похожи на детские, это не стилизация, а 87
* На снегу матрешки шыгпедят особенно ярккмм настоящее ребячье художество. Расписанные заготовки сушат восемь часов, а потом дважды лакируют, благодаря чему рисунок закрепляется. Для лакирования применяют масляный лак 4С, к которому добавляют немного растворителя — очищенный скипидар или уайт-спирит. Нередко лакируют так же, как и грунтовали, — между ладонями. После первой лакировки вещь сушат шесть часов — на полатях у протопленной печи, в помещении, где нет сквозняков и пыли; после второй лакировки сушка длится не меньше суток. И вот турурушка готова: гладкая, ровная; под блестящей пленкой лака и без того яркие краски приобретают еще большую выразительность и глубину. Внимательно приглядываюсь к технологии росписи и скоро начинаю различать разновидности композиции и особые приемы письма, усваиваю терминологию. «Цветы с наводкой» — самая известная и наиболее самобытная роспись; называется так из-за того, что предварительно рисунок наводится тушью и только потом заливается цветом. «Цветы без наводки, или травка» — роспись, напоминающая семеновскую; цветы и листья написаны сразу без контура. «Пестрение» — украшение простейшим способом: линейные мазки, отводки, черные точки, приятный рябенький рисунок из спиралей; он получается, если краски наносят приспособлением нз плотно свернутой капроновой ткани. «Домики» — пейзаж с архитектурой. «Под масло» — по цветному фону, зеленому, коричневому или малиновому, рисуют черные ветки; потом все покрывают лаком, а уже поверх него тычками кладут разбавленную масляную или нитрокраску светлых тонов, слегка подкрашенную анилиновым красителем; так делают ягоды и соцветия. 88
ЕЩЕ О ПРОМЫСЛЕ В Майдане обращает на себя внимание одно любопытное обстоятельство. Одновременно с «диким» промыслом довольно давно существует и организованный. Сначала это была артель «Красная заря», в которой к 1930 году работало 32 человека. Потом ее превратили в фабрику, и, наконец, в 1975 году она стала производственным объединением «Полхово-майданская роспись» с центром в селе Воз- несенское. Сейчас это довольно большое предприятие, заметное среди других художественных производств: продукция его поступает в магазины сувениров. С самого начала объединение стало для кустарного промысла источником художественных идей. Пожалуй, без такого соседства кустарям вряд ли удалось бы так успешно работать. По многим причинам. Как только на фабрике модернизируют технологию или начинают применять неизвестный ранее прием росписи, это очень скоро находит отклик и в кустарном деле. Кустарный промысел вообще очень восприимчив, он как губка жадно впитывает новые идеи, не отказываясь ни от какой информации. После фабрики вторым источником сюжетов стала, как ни странно, периодическая печать: плакаты, журналы, открытки, образцы промышленной графики вплоть до спичечных коробков. Но конечно, не все тут так просто. Из этого многообразия майданцы отбирают то, что близко им; отобранное попадает в котел коллективного творчества и только после многократной обкатки канонизируется, становится неотъемлемой частью промысла. Этот стихийный процесс все время в движении, в постоянном развитии. То, что кустари продают на рынках сейчас, уже значительно отличается от виденного нами десять лет назад. И практически невозможно предсказать, как изменится искусство Полхов- ского Майдана в будущем. Да и к чему предсказания? Гораздо важнее другое: ту- рурушки майданцев живут и приносят людям радость... В. БАРАДУЛИН, Научно-исследовательский институт художественной промышленности 89
Земля и ее обитатели О корове Кандидат биологических наук М. А. АЛЕВСКИЙ Волка ноги кормят — гласит народная молва. Да и вообще всех хищников кормят ноги. Острые зубы агрессоров только пожинают успехи конечностей. Домашние же животные в горниле искусственного отбора почти потеряли агрессивность. Правда, на фермах иет-нет да и встретится буренка с буйным характером: бодается, бьет задними ногами, прижимает к стене... При ежемесячном взвешивании молодняка некоторые телята упорно не идут на весовую площадку: перепрыгивают ограду, выскакивают из клетки, бегут на стоящего человека. Конец один — их вылавливают и сдают на мясокомбинат. Ибо животноводческому комплексу нужны особи с хорошо уравновешенной нервной си • стемой. у В былые времена, когда животноводческих комплексов и в помине не было, каждый вид травоядных по-своему искал меры защиты от зубов хищников. В беге коровам с хищниками тягаться было трудно: набитая травой утроба тормозит перемещение. Правда, была предпринята попытка увеличить длину шага. Опираются коровы двумя пальцами (третьим и четвертым), прилегают же к земле только их концевые части — третьи фаланги, так называемые копытцевые кости. Поэтому коровы передвигаются на носках, как балерины. Ноги крупного рогатого скота перемещают массивное туловище. Этак без роговых башмаков н шагу не сделаешь: после срезания травы остаются острые колючие стебли. Копыто и оберегает ногу от травм. Все время бегать от хищников — не панацея, с ними приходится встречаться н лицом к лицу. Потому надо вооружиться и объединиться в стадо. И тут травяное брюхо не лучший дар природы. Оно придает неуклюжесть. Клыки или удары задними ногами при таком туловище вряд ли спасут жизнь. Лучше прижать головой зверя к земле или дереву. Если же на лбу острый бугорок или два, то можно и проткнуть агрессора. Прямой и длинный вырост вроде тонкой шпаги свободно пронзает тело врага, но может быстро сломаться. Конусовидные же удлиненные рога гарантируют прочность при хорошей поражающей способности. Но вбить клин нелегко — конусовидная форма оружия требует от его обладателя массивности и силы. Именно рога н дали заявку природе на крупный рогатый скот. Рогатой скотине надо много травы. И все потому, что траву приходится делить с простейшими и бактериями, разместившимися как симбионты в преджелудках. Трава есть трава: не такой уж внушительный концентрат солнечной энергии. Можно расширить рот, как это сделал бегемот, чтобы в единицу времени срезать траву с большой площади. Но чтобы быстро жевать и глотать такую прорву травы, надо обладать мощными жевательными мышцами и зубами. А это влечет за собой тяжелую голову н толстую шею. Но тогда уменьшается маневренность головы и рога теряют свою грозную функцию. Есть другой вариант, при котором можно срезать много травы: круглосуточно срывать. День и ночь щипать. Трудиться без устали. Все время остерегаться хищников: держать ушки на макушке н поглядывать по сторонам. Ночью хищники особенно опасны. Поэтому надо иметь глаза кошкн, ушн зайца и нюх волка. Эти органы у коров развиты хорошо, но у хищников лучше. Даже выпуклые глаза коровы относительно собственного веса меньше, чем у кошки. И все же предки коровы нашли выход: днем следует срезать траву и, почти не пережевывая, быстро глотать. А ночью можно спрятаться и спокойно пережевывать недожеванное. Математически одно и то же, что и пастись круглосуточно. Притом можно полежать и отдохнуть. В одиночку, правда, отдыхать опасно — лучше в стаде: друг друга можно подстраховать при нападении хищников. ПЕРЕЖЕВЫВАТЬ НЕДОЖЕВАННОЕ Идея пережевывать недожеванное потребовала перестройки пищеварения. Выбрать не- 90
размятые на зубах стебельки из травяного месива и вернуть их из живота — задачка не из легких. Для простого однокамерного желудка, где пища перемешивается, такая затея нереальна. Потребовалась анатомическая перетряска: стенка рубца отсекает твердый полунзрезаннын комок от общей массы и отрыжкой возвращает в рот. Это и есть жвачка. Коровин пищевод вроде бы обыкновенная мускульная трубка, соединяющая воронку (рот) п бак для пищи (желудок). Толььо трубка не простая: с карманами. Пища в них задерживается и претерпевает предварительную обработку. Каждый карман (а их три) имеет свое название: рубец, сетка н книжка. Все карманы расположены перед желудком (у коров желудок почему- то зовут сычугом Г и потому именуются преджелудкамн. Крупный рогатый скот уверенно шагает но планете. Ему славу поют п бьют в литавры именно за уникальный карманообраз- нын пищевод, который приспособлен еще и для разведения одноклеточных организмов. Коровы неспроста долго вскармливают телят молоком — это необходимо для приведения пищевода в активное состояние. Иными словами, нужно обучить новорожденного ремеслу огородничества. Увы, это в основном история. Ныне человек спокойно отлучает детенышей от матери (на крупных фермах с первой минуты появления на свет), а молоко из вымени отсасывает доильный аппарат. Дело дошло до того, что большинство коров боятся своих детенышей и не подпускают их к сосцам. Хорошая корова в хорошем животноводческом комплексе 300 дней и году дает но три ведра молока в сутки. Теленку требуется всего 150 литров, остальное (примерно 3-4 тонны) доильные аппараты выцеживают в чистые бидоны. В понятии коровы доение — это кормление детеныша. Из вымени изъято молоко, н тотчас из опустошенных альвеол но нервным п\тнм в головной мозг поступает треножный сигнал — потомство голодает. По распоряжению центра внонь подключаются системы обеспечения молочной железы питательными и энергетическими материалами. Сколь трудоемка деятельность этих систем, показывает следующий факт: для образования литра молока через вымя проходит 500 литров крови. Ныне не менее важно и то. что коровы весь длительный стойловый период могут довольствоваться сеном даже сомнительного качества п консервами — силосом, сенажом Животные с однокамерным желудком (лошади) отказываются от подпорченных грубых кормов: те попадают на слизистую оболочку желудка. Коровы же благодаря многослойному ороговевшему эпителию внутренней оболочки пищевода и трех пред желудков могут облагородить грубый корм до его поступления в сычуг. КАБАЛЬНЫЙ СИМБИОЗ В сочной зеленой траве среди органических веществ преобладают углеводы, в основ* ном клетчатка. Дефицитны азотсодержащие вещества. Если и есть белки, они бедны, вернее, в них отсутствуют некоторые незаменимые аминокислоты. Главным условием прошлой коровьей жизни было: выжить на одной траве, перестроить организм на восполнение азотного дефицита и осилить твердыню растительной клетки — оболочку, состоящую почти целиком из клетчатки. Увы, слабосильные растительные ферменты и пищеварительная способность крупного рогатого скота совместными усилиями могут переработать не более трети травы, попавшей в живот. Печально, но факт: эволюция не позволила коровам вырабатывать собственными силами фермент целлго- лазу. Потому животные вынуждены были подписать договор с простейшими и бактериями о взаимном симбиозе. Корова, предоставила растительный бульон и хорошие условия для жизни, микробы же расплачиваются за место в коровьей утробе собственной головой, принося на алтарь свое тело в качестве нищи. II хоти условия симбиоза кабальны для двух сторон, выполнять их надо безукоризненно. Коровы выкроили из пищевода три камеры. Слюнную железу перевели на постоянное сокоотделение: в камерах надо все время поддерживать слабощелочную среду для микробов и секретом слюны восполнять некоторый дефицит н азоте. Микробы, н свою очередь, поставляют 80% белка, потребляемого коровой, и гарантируют его 90%-ную нерепарпваемоеть. Пока трава или сил ос в пред желудках расщемляются на глюкозу н прочие вещества, микроскопические обитатели коровьего брюха занимаются синтезом: строят собственные тела. Затем при переходе в сычуг микробы погибают, их тела расщепляются до простейших органических веществ, и. что гораздо важнее, корове достаются незаменимые аминокислоты и витамины. 91
Зоологи выделили в природе тысячи видов инфузории. Л вот внутри коровы проживают только три вида инфузорий со столь нужными ферментами — целлюлазой и целлобиазон. В миллилитре травяного бульона около миллиона крошечных камикадзе. Микропоселенцы рубца переделывают клетчатку в летучие жирные кислоты п га- 1Ы (углекислый газ, водород, метан). В жирных кислотах солидный запас энергии. Есть таком подсчет: лактируюшая корона из летучих жирных кислот в сутки получает от 8410 до 13 300 ккал энергии и Ю0 граммов молочного жира Купаться бы нам в молочных реках и отдыхать на мясных берегах, если бы природа позволила вырабатывать цел л юла зу не только микробам, термитам и древесным жучкам, но и млекопитающим: корова смогла бы есть опилки. Природа скрыла от нее целлюлозолнтнчеекип секрет, заставила выращивать простейших п питаться их конечными отходами. II еще надо сказать природе большое спасибо: инфузории сами могли овладеть искусством полного поедания травы. Даже страшно представить такую возможность. Но вернемся к коровьему животу. Рост и размножение простейших в преджелуд- ках сдерживает дефицит азота. Кроме того, растительный белок для инфузории неполноценен, и потому они вынуждены перестраивать аминокислоты на свои лад или синтезировать новые. Для этого у них есть все необходимые ферменты. Был бы азот! Корова же крайне заинтересована в процветании микропоселенцев преджелудка и потому подкармливает их слюной. Слюнная железа у коров — это не что иное, как туковый завод. Крупный рогатый скот красиво решил проблему повторного использования азота. Обычно азот вместе с мочевиной выделяется из организма. Коровы же часть мочевины пропускают через слюнную железу, а оттуда в преджелудки: обливать почву азотсодержащим, веществом неразумно. \ ь« I** •:+*\>~ :. '.*"***♦*' V*/' mw> :>V '
жизнь В КОМПЛЕКСЕ Человек сперва приручил крупный рогатый скот как тягловую силу. Мясо и молоко в то время были на втором плане (полно дичи в лесах). Теперь дичи в лесах мало, а волы в хозяйстве — техническая бедность. Жизнь крупного рогатого скота вроде бы полегчала: побольше съесть, располнеть и ежедневно выдавать излишки энергии молоком. Ныне создаются крупные животноводческие комплексы, гигантские фабрики мяса и молока. К сожалению, практика показала, что коровы плохо «вписываются» в поток производства молока на промышленной основе. Виноваты не они, а наши скудные знания их биологии и техническая слабость животноводства. Да и сам переход на другие условия жизни был проделан (для жвачных это революция) почти молниеносно. То коровы гуляли по лесам и лугам, то вдруг сгрудились в помещении Свиней и птиц, например, многие годы держали однородными группами на птицефабриках и свиноводческих комплексах — переезд на новое место для них лишь обычная перемена жизненных условий. С коровами все сложнее. Много лет хозяин привязывал свою буренку к кормушке. Несколько причин заставляли это делать: физиологические отправления корова совершает куда попало и когда попало. Если же коров несколько, более сильные отталкивают слабых от кормушки и в результате сами же страдают от обжорства (вздутие желудка). В кормушку попадает лишь заготовленный хозяином корм. Однако непривязанная корова далека от экономии — разбрасывает сено, перемешивая его с навозом. А наевшись, она тут же ложится. (Свиньи куда чистоплотней: они для туалета подбирают темный и сырой угол.) Грязные же животные не лучшим образом влияют на гигиенические качества молока. В далекие времена коровы равномерно разбрасывали на пастбищах свои навозные лепешкн, что поднимало урожаи трав. Не *Ч <ъ*й 7' »л Н V
те уже времена — в животноводческом комплексе надо привязать корову, чтобы она сбрасывала удобрение на ленту навозного транспортера. А здесь коров тысячи. Так вот, привязывать ли каждую буренку у кормушки на цепь и подносить к ней доильный аппарат или подгонять их группами к стационарной доильной установке? Лучше, производительнее второе решение. В доильном зале (примерно на 16 голов) сосредоточена доильная и молочная аппаратура с емкостями для сбора и охлаждения молока. Оператор машинного доення стоит в траншее и надевает доильные стаканы на сосцы. Но доение еще полдела: сперва нужно пригнать коров в доильный зал, а потом зафиксировать животных в узких индивидуальных клетках. Дрессировка — заманчивый способ управления поведением животных, но она не дает ощутимых результатов применительно к коровам. Как бы там ни было, но сама корова в доильный зал не идет. Поэтому на мясо-молочных заводах предусмотрена должность пастуха, ныне именуемого подгонщиком. Еще труднее вернуть животных на место: очень неохотно занимают они свои места, испытав на мгновение свободу. Привязывать корову ^-занятие не из легких: буренки уклоняются от этого «удовольствия». Куда проще загонять их в индивидуальные станки (боксы), где имеется приспособление для удержания животного. Все эти манипуляции возможны лишь при условии, если рогатая скотина спокойна и оборонительные рефлексы сильно приглушены. Спокойные животные к тому же меньше реагируют на стук мотора нли молотка при ремонте, на движение транспортера и много лежат. А это очень важно: стоя корова расходует на 9% больше энергии, чем лежа. Чтобы встать, она тратит по 26,5 килокалорий на ЮО кг веса— Вот почему генетики выводят спокойные линии животных. Вот почему с буйными коровами на комплексах дела не имеют. Даже небогатая практика нынешнего промышленного животноводства показала, что многое в физиологии коров вредит их здоровью в новых условиях. Начнем по порядку. Хвост. Кто мог раньше представить корову без хвоста? Мухи, кожный овод, комары, слепни — все терзали буренок. Хвост же отгонял крылатых разбойников. Грязный веннк порой вызывал восхищение. На- 94 пример, Вергилий писал: «...я предпочел бы корову. Чтобы держалась прямо и, как пойдет, Следы концом хвоста заметала». Прошло время. Химическая промышленность вооружила ветеринаров высокоэффективными инсектицидами. Вредных насекомых сильно поубавилось. Хвост остался без работы. Казалось бы, пусть висит. К тому же суп из хвостовых позвонков наивкуснейший. Но в промышленном мясном скотоводстве хвост стал проблемой. При скученности животных (молодняк содержат группами) одно животное острым копытцем наступает на хвост лежащего соседа. В небольшую рану попадают бактерии и неосторожный шаг заканчивается гангреной. Теленка приходится отправлять на убой. Посмотрим на коровий хвост с другой стороны. Он свисает над навозным транспортером и опускается кисточкой в желоб. Пушистая кисточка адсорбирует изрядную толику грязи. Хвост же без волос разбрызгивает грязь в разные стороны. Чистый доильный зал при первом посещении его животными выглядит невзрачно. Потому во многих хозяйствах срезают хвосты у телят. С рогами просто горе. Миролюбивые по отношению к человеку буренки то и дело устраивают поединки между собой. В коровнике драка чаще всего возникает у кормушек. Толкают друг друга не боком, а рогами, и притом направляют острые концы в тело соседки. Чем такое может кончиться — понятно каждому. Кроме этого, рога — как бы привинченные к голове вилы, которыми удобно выбрасывать корм нз кормушки. Ныне для снижения травматизма опиливают острые кончики рогов. Но и тупые рога все же наносят ушибы. Вот и приходится, говоря специальным языком, внедрять обезроживание крупного рогатого скота в молодом возрасте. Копыта. При пастьбе чудесная обувь сама стирается и сама прирастает. А при стоячей жизни в индивидуальных боксах копыта не успевают стираться, безудержно растут. К весне коровы обуваются в лапти и стоят как на роликовых коньках. Им даже трудно идти в доильный зал. Срезать же излишки рога — ручная работа подстать ювелиру. Ибо использовать фрезу и стру- ^ гать рог нельзя из-за вибрации и сильней-
швго раздражения нервных окончаний в подошве. ТАК ЛИ УЖ ХОРОША КОРОВА? Крупный рогатый скот дает половину мировой продукции мяса с отменными вкусовыми и пищевыми качествами. Правда, говядина, свинина и баранина по аминокислотному составу почти равноценны. Дело, как говорится, вкуса. Так же и с молоком. Коровье молоко — не высший класс. Возьмем, например, молоко лошади. Оно по содержанию белков, аминокислот, набору микроэлементов и ферментов, количеству сахара ближе всего к женскому молоку и служит прекрасным его заменителем. На этом хула не кончается. Не слишком лн мы усердствуем с коровой? Ее мясо ныне накладно: трава подорожала, земли стало меньше, а людей больше. Человек держит домашних животных для переделки травы в белок и молоко. Это аксиома. А какие животные будут превращать траву в мясо, для наших дальнейших рассуждений безразлично. Но вовсе не безразлична эффективность—надо использовать для откорма самые урожайные растения и меньше терять растительные белкн в горниле их биохимической перестройки в мясо. Луга н пастбища, сеяные травы, силосные культуры — 35% их урожая отправляются в брюхо коров, которые тем самым не позволяют сеять здесь зерновые культуры. А пшеница, рожь и овес намного лучше аккумулируют солнечную энергию, чем. скажем, люцерна. Поэтому в мировой сельскохозяйственной литературе подчеркивается, что увеличению сборов растительных белков в первую очередь может способствовать урожайность зерновых и зернобобовых культур. Правда, травяной корм не уступает зерну овса н ячменя, если он собран в фазе бутонизации, искусственно высушен и превращен в травяную муку или гранулы. Но корове нужны сено, солома и силос. Она привыкла к клетчатке Без нее остановится «классический желудок». Сто килограммов наилучшего сена по содержанию белков и калорийности равноценны пятидесяти килограммам овса. Если из того же количества травы, что пошло на сено, приготовить травяную муку, выход белка увеличится, но до овса все же к не дотянет. А при естественной сушке многолетних трав на сено в зависимости от погоды теряется до половины белков. При силосовании потери еще больше. Вот как человек разбазаривает органику из-за ее величества коровы. А она тоже транжирит во всю. Из-за своего желудка она цепляется за траву н большую часть органических веществ теряет в пищеварительном котле. И как теряет! Селекционеры и ветеринары пытаются облагородить живот коровы. Пишут, что ее потребность в сыром протеине можно на треть покрыть мочевиной C0 г мочевины на 100 кг живого веса), предлагают ооошаемые культурные пастбища, продуктивность которых приблизится к зерновому полю. Но ходить по пастбищу н срывать траву — это значит спуститься к подножию примитивного скотоводства. Консервация травы в полиэтиленовых мешках — высший подарок для коровы. Вещество-консервант не утопия. А вот как перестроить желудок? С первых шагов пищеварения корова обращается за помощью к бактериям и простейшим. Все они жнвые и тоже нуждаются в притоке энергии. Например, по П. Мак-Дональду («Питание животных», М., 1970), лестница трансформации растительных органических веществ у коровы по пути к человеку удлиняется еще на одну ступеньку. Это дополнительные потери энергии, накопленной растениями. А вот лошади и свиньи поступают по- хозяйски. -С большим уважением относятся к продуктам. Они вначале зубами насколько можно раздавят растительную клетку и используют ее содержимое с помощью собственных гидролитических ферментов. Первый этап пищеварения без посредников- нахлебников. Только потом они приглашают симбионтов. Но их место — в слепой кишке (а у коров — перед собственным желудком). Тем самым лошади и свиньи выключают лишнее звено в пищевой пирамиде. Зерно прекрасно переваривается еще до слепой кишки, и микробам остается только оболочка. Корова же вынуждена делить энергию молотого зерна с микроскоп ически ми ж и телям и п реджелудков. Может быть, поголовье крупного рогатого скота в будущем следует поубавить, может, цивилизации лучше перестроиться на свиноводство? Может, лучше доить лошадей? Во всяком случае, есть над чем подумать. 95
Белок для животных Профессор В. Б. ФРЕМЕЛЬ, профессор В. Л. ЯРОВЕНКО Сейчас трудно удивить кого-либо утверждением, что многие живые существа нашей планеты страдают от недостатка белка. Его не хватает животным и людям, белковый дефицит стал мировой проблемой. Для решения ее, видимо, возможны два пути: либо поиск новых источников протеина, либо более полное использование старых. Работа, выполненная во Всесоюзном научно-исследовательском институте продуктов брожения (Москва), относится как раз ко второму пути: в институте создана технология получения белковых концентратов для скота из отходов спиртовой промышленности. АЗОТ, ВОДА И ЖАРКОЕ ЛЕТО Спиртовая промышленность нашей страны, кроме основного продукта — спирта, ежегодно вырабатывает 12 млн. тонн зерно-картофельной барды; это отходы. Барда — прекрасный корм для скота: питательность ее оценивается примерно 770 млн. кормовых единиц; столько же в среднем содержат 770 тыс. тонн овса. Отходы со спиртовых заводов отправляются на фермы, но, к сожалению, используют их там далеко не лучшим образом. Начнем с того, что при дозировке барды исходят из не совсем точного пони- 9* мания того, что она собой представляет: обычно барду считают белковым продуктом. Но ведь перебродившая масса, из которой отгоняют спирт, нагревается до 103°С — в таких условиях белок разрушается. Поэтому отходы спиртовой промышленности содержат не белок, а продукты его распада — органические соединения азота, например пептоны, пептиды, аминокислоты. В животноводстве их называют сырым протеином. Хотя для уха биолога или химика термин звучит несколько странно, он не так уж неудачен; соединения азота, которые есть в барде,— это на самом деле сырье, из него можно синтезировать настоящий белок, но об этом нескопько позже. Белок животные усваивают легко и полно, а азотистые вещества, содержащиеся в барде, способны переварить лишь частично. Конкретно: скот может использовать только 52% сырого протеина из спиртовых отходов. В тонне отходов — около 17 кг соединений азота, значит, из них животные усваивают лишь примерно 9 кг. Остальное практически выбрасывается. Но этим потери не ограничиваются. Барда — скоропортящийся продукт; естественно, труднее всего ее сохранять летом. Но парадокс заключается в том, что как раз в теплое время года отходов скапливается особенно много: во-первых, спиртовые заводы работают интенсивнее, а во-вторых, животные барду потреблять не желают, у них есть пища повкуснее — свежая трава. Вот почему немало испорченной барды просто выливается. И это еще не все. Транспортировка отходов со спиртовых заводов в колхозы и совхозы требует определенных затрат. Так вот, получается,
что большая часть этих средств тратится впустую. Барда содержит всего 5—6'!',« сухих веществ, остальное — вода. Значит в цистернах по железным дорогам и шоссе практически везут воду. Довольно дорогое удовольствие! Барду можно сушить, и на некоторых производствах это делается. Действительно, если из нее удалить 94—95% воды, то получившийся продукт лучше сохраняется и перевозить его гораздо выгоднее. Но, во-первых, сушка отходов — дело не простое и связано с затратой большого количества энергии. А, во-вторых, удаление воды не делает продукт более усвояемым, все равно половину сухой массы животные не переваривают. Для того чтобы барда стала полноценным кормом, азотистые вещества, которые в ней есть, необходимо преврати гь в белок. ВСЕМОГУЩИЕ ДРОЖЖИ Для того чтобы превратить барду в белковый продукт, в нее достаточно ввести всего одну дрожжевую клетку и снабдить новоселку кислородом. Для дрожжей органические соединения азота из спиртовых отходов — это отменное сырье, из которых дрожжи синтезируют белок. Точнее: используя азот, они создают себе подобных. Дрожжевые клетки быстро размножаются, и процесс продолжается до тех пор, пока в массе есть хоть одна молекула азотистого вещества. В конце концов барда превращается в кормовые дрожжи, состоящие в основном из белка. Получившийся из барды продукт животные переваривают значительно полнее — на 89",. Следовательно, из содержащихся в тонне спиртовых отходов 17 кг соединений азота теперь удается использовать 15,1 кг. Кормовые дрожжи ценны еще и тем, что богаты витаминами, в основном группы В. Но мало того, благодаря дрожжам продукт из барды удается сделать еще питательнее. Оказалось, что выращиваемые на спиртовых отходах дрожжевые клетки можно заставить работать продуктивнее. Если их подкормить сернокислым аммонием или мочевиной, то микроорганизмы и из этих веществ синтезируют белок. К тонне барды добавляют килограмм азота, то есть чуть больше килограмма мочевины, или 5,3 кг (NlH^JjSO^ — и тогда из нее получают не 15,1 кг усваиваемого животными протеина, а уже 20,7 кг; это в 2,3 раза больше, чем в исходном продукте. Существенная добавка! Выращенные таким способом кормовые дрожжи используются двояким путем. Их либо сушат — сухой препарат мы назвали ОБК, обогащенный бардяной концентрат,— либо применяют в несушеном виде в качестве белково-витаминной добавки к другим кормам. КАК ПОЛУЧАЮТ ОБК Технология, созданная в нашем институте, предусматривает непрерывное получение концентрата. Свежая барда со спиртового завода поступает в сборник, одновременно туда же вливается раствор сернокислого аммония или мочевины. Смесь перекачивают в дрожжерастильный аппарат, в который систематически подаются так называемые маточные дрожжи, то есть затравка. Дрожжевым клеткам нужен кислород, поэтому содержимое аппарата все время аэрируется. Масса, состоящая из размножившихся дрожжей, поступает на распылительную сушилку. Из нее выходит препарат с влажностью не более 10%; это и есть ОБК. На 1000 декалитров спирта по нашей технологии получается 9—9,5 тонны дрожжей — в 3,7 раза больше, чем по обычному в стране методу, когда барду сначала делят на две фракции, а потом на одной из них выращивают дрожжи; а вторую фракцию отбрасывают. А ЕСЛИ НЕ СУШИТЬ В последнее время много говорят и пишут о межхозяйственной кооперации. Одна из ее форм — строительство межколхозных заводов кормовых дрожжей. Возводятся они при спиртовых заводах На одном из таких предприятий, в г. Орджоникидзе, наша технология проходила производственные испытания. Сначала предполагалось, что завод будет выпускать сухой концентрат, но потом подсчитали, что куда выгоднее производить несушеные дрожжи. Дело в том, чго колхозы расположены неподалеку от завода, к тому же дороги здесь хорошие, поэтому затраты на транспортировку не велики. Да и они покрываются с лихвой. Завод сильно экономит на том, что отменил сушку. На 1000 декалитров спирта завод вырабатывает 145—148 тонн дрожжевого препарата. Колхозы раскупают всю продукцию; кстати, обходится она недорого — по 5 рублей за тонну. И в заключение еще несколько цифр. Уже говорилось, что ежегодно спиртовая промышленность страны выпускает 12 млн. тонн отходов. Из содержащихся в них 180 тыс. тонн сырого протеина (аминокислот, пептидов, пептонов и так далее) животные усваивают только 93,6 тыс. тонн. По нашей технологии из того же количества отходов теоретически можно получить 526 тыс. тонн кормовых дрожжей. Каждая тонна кормовых дрожжей, скормленная животным и птице, приносит дополнительно 0,4 тонны свинины или 1,5 тонны курятины. Значит, в год рациональное использование барды теоретически позволяет дать стране добавочно от 200 до 700 тыс. тонн мяса. Технология получения ОБК и жидкого дрожжевого препарата отработана в институтских лабораториях и испытана на производстве. Выгоды подсчитаны. Всех, кого заинтересует наша работа, просим обращаться по адресу: Москва, ул. Самокатная, дом 40, ВНИИ продуктов брожения. 4 'Химия и жизнь» № 10 97
Поливать, чтобы не загрязнять В настоящее время в СССР орошают 12 млн. га земли; это около четырех процентов наших сельскохозяйственных угодий, но они дают пятую часть всей земледельческой продукции. Добавим к этому известный факт, что полив увеличивает урожай вдвое даже в таком небедном влагой районе страны, как Нечерноземная зона РСФСР, причем в годы, благоприятные по количеству выпавших осадков. В книге К. В. Долгопалова и Е. Ф. Федорова «Вода — национальное достояние» сообщается, что в СССР пригодны для орошения 142 млн. га, а обеспечено оросительной водой лишь 31 млн. га. Значит, воды явно не хватает. И тем не менее вода есть, ее даже очень много, но в виде стоков. Сейчас у нас ежегодно образуется 65 кубических километров сточных вод. Так почему не взять для полива хотя бы часть из них? УБИТЬ СРАЗУ ЧЕТЫРЕХ ЗАЙЦЕВ Городские сточные воды применяют для полива вот уже 200 лет. Первые поля орошения появились в XVIII веке в Англии — под Эдинбургом, а затем в Ашбер- тоне и Девоне. В 1857 году в Лондоне была создана специальная комиссия, которая изучила все известные к тому времени способы очистки сточных вод; ученые пришли к выводу, что сбрасывать их в реки, даже очищенными, опасно; лучше всего орошать стоками земледельческие угодья: в почве вода окончательно обеззараживается, а реки и озера остаются чистыми. В России первые поля орошения появились в Одессе A887 г.), затем в Киеве A894 г.) и, наконец, в Москве — в 1898 году. В конце XIX века стоками поливали земли в Германии, Франции, США, Австралии, Южной Африке, Индии. В этих и других странах поля орошения существуют и поныне. Сейчас городские сточные воды, иначе называемые хозяйственно-бытовыми, подвергают механической, а затем биологической очистке. Но даже после этого воду в водопроводную сеть пускать нельзя, потому что в ней еще много вредных примесей: моющих веществ, анионов кислот, катионов металлов, бактерий. Поливать же этой водой пашни можно. Но широкого распространения орошение стоками не получило. Причин много. Прежде всего, само дело было мало изучено. Состав сточных вод непостоянен и не везде одинаков. Поселковые воды отличаются от городских, и даже стоки от одного и того же города через десять лет не те, что были раньше. Затраты на строительство оросительных систем выше по сравнению с оборудованием для орошения речной водой. Однако в последние годы в связи с нехваткой воды положение изменилось: возрос интерес к проблеме использования сточных вод на орошение, и не только городских, но и промышленных. Стало очевидно, что решение проблемы позволит, образно говоря, убить сразу четырех зайцев. Стоки будут в почве доочи- щаться; окажется возможным рационально использовать содержащиеся в них питательные вещества для растений (азот, фосфор, калий, микроэлементы); удастся получать на орошаемых землях гарантированные высокие урожаи; и, наконец, будет исключена опасность загрязнения водоемов этими стоками. В ПОДМОСКОВНОМ ПОСЕЛКЕ КУПАВНА У нас в стране придается большое значение проблеме использования сточных вод для орошения. Поэтому в 1973 году в поселке Купавна под Москвой и создали Всесоюзный научно-исследовательский институт по сельскохозяйственному использованию сточных вод (ВНИИССВ). Институт — головное учреждение, координирующее деятельность многих организаций страны, занятых тем же делом. Кроме того, ВНИИССВ входит в Международ- 98
ное объединение по координации научно- исследовательских работ в сельскохозяйственных академиях стран — членов СЭВ, а также выполняет совместные исследования с научными учреждениями США и Франции. ВНИИССВ определяет, можно ли использовать для полива те или иные промышленные стоки, а это куда более сложная задача, чем утилизация городских сточных вод. Сейчас установлено, что на поля можно пускать стоки от предприятий пищевой промышленности (сахарных, пивоваренных, дрожжевых заводов), а также с некоторых текстильных фабрик. Вот пример. В Купавне есть тонкосуконная фабрика. Долгое время она сбрасывала свои воды в речку Купавинка. Когда-то на речных пляжах с удовольствием отдыхали местные жители, потом купаться перестали; перевелась в речке и рыба... Сточные воды фабрики содержат до 80 мг/л общего азота, 10 мг/л Р2О5, 12 мг/л КоО, 40 мг/л СаО, а также детергенты, красители и прочие примеси. Предварительная проверка в лабораторных условиях свидетельствовала: для посуточные воды попадают на поля по капроновым рукавам, рукав подсоединяется к гидранту, через который стоки из подземных трубопроводов поступают на поверхность: когда полив в одном месте окончен, рукав наматывают на барабан и перевозят на другой участок лива вода все-таки пригодна. Тогда перешли к полевым испытаниям. Вблизи предприятия выбралк участок площадью 50 га (почвы здесь супесчаные, дерново-подзолистые). Затем построили оросительную систему. Вода с фабрики после очистки стала поступать по закрытому трубопроводу на участок. С помощью гибких капроновых рукавов с отверстиями стоки равномерно распределяются по всему полю. Каждый гектар в среднем получает за год около 5000 #*: воды. Были подобраны культуры, которые можно выращивать на такой земле. В основном это многолетние травы: костер безостый, тимофеевка луговая, овсяница луговая, белый клевер. Поскольку фабричные воды содержат недостаточно питательных веществ для растений, участок приходится удобрять. Урожай зеленой массы на нем в разные годы достигал от 400 до 500 ц/га, в два-три раза больше, чем без полива. Токсикологические анализы на лабораторных животных подтвердили, что на орошаемом поле вырастают вполне доброкачественные корма. Необходимо лишь соблюдать определенные санитарно-гигиенические требования, скажем, косить траву не раньше, чем через две недели после прекращения полива. Из скошенных здесь трав готовят витаминизированную травяную муку. Она отправляется в совхоз «Ногинский». Сейчас в Купавинке снова купаются... ,*c-aaF-A,
ОТ ЧАСТНОГО К ОБЩЕМУ Приобретенный в Купавне опыт распространяется и на другие текстильные фабрики. Примерно таким же способом решается вопрос и для предприятий пищевой промышленности. СССР принадлежит мировое первенство по общей площади сельскохозяйственных угодий, поливаемых сточными водами A26,5 тыс. га). И кроме того, в нашей стране создан самый большой в мире орошаемый участок. Это Бортническая оросительная система под Киевом; размер ее—23 тыс. га; здесь утилизируются биологически очищенные сточные воды столицы УССР. В хозяйствах РСФСР, Украины, Литвы и Латвии с гектара орошаемых сточными водами сенокосов и пастбищ получают около десяти тысяч кормовых единиц, в два-три раза больше, чем без полива; и попутно на каждом гектаре доочищают в год 6000—7000 кубометров стоков. Многолетний полив сточными водами к тому же увеличивает плодородие почвы. До 1868 года под Парижем, там, где сейчас поля орошения, были лишь бесплодные пески. Постепенно земля стала плодородной. То же можно сказать и о полях в Люберецком районе под Москвой, которые орошают стоками с 1925 года, и о пригородах Ногинска, поливаемых с 1949 года. ВСЕ ДЕЛО В МАСШТАБАХ В нашей стране появились большие животноводческие комплексы, и с каждым годом число их растет. Использование стоков, поступающих из коровников и свинарен — совершенно новая проблема (хотя, конечно, и у нас, и за рубежом накоплен некоторый опыт утилизации таких отходов). Казалось бы, в чем могут быть трудности? Ведь навозом пашни удобряют с древнейших времен. Однако все дело в масштабах. Никогда раньше хозяйствам не приходилось иметь дело с таким количеством органических удобрений. В 1975 году стоки от всех крупных животноводческих ферм страны содержали: 2,2 млн. т азота, 1 млн. т фосфора, 2 млн. т калия. И ведь земледелие остро нуждается в этих веществах. Свиноводческий комплекс на 108 тысяч голов при гидравлическом способе удаления навоза дает в год миллион кубометров стоков. Концентрация питательных веществ для растений в них намного больше, чем в промышленных: до 5000 мг/л азота, 2500 мг/л фосфора, 2400 мг/л калия; концентрация так велика, что в неразбавленном виде стоки могут принести растениям скорее вред, чем пользу. Хотя проблема утилизации животноводческих стоков еще не решена полностью, некие возможные варианты решения уже есть. Приведем один из таких вариантов, тем более что он уже опробован на практике. Рядом с фермой строят очистные сооружения. В них навоз сначала разделяют на жидкую и твердую фракции. Твердую часть отправляют в бурты, где в течение 1,5—2 месяцев масса обеззараживается под действием высокой температуры, развиваемой в процессе жизнедеятельности бактерий. Затем навоз из буртов вывозят на поля, как обычно. Жидкую фракцию разбавляют в В— 10 раз водой или городскими стоками и поливают ею земледельческие угодья, Нормы и сроки полива зависят от биологических особенностей возделываемых культур, их потребности в удобрениях и влаге. Описанный способ утилизации животноводческих стоков применен в двух колхозах Белгородской области. Урожаи кукурузы и сахарной свеклы здесь стали примерно вдвое выше. Ориентировочные подсчеты показали, что каждый гектар поливаемых угодий может прокормить три условных коровы. Для сравнения укажем, что в США для тех же трех коров отводят два гектара пастбищ. Сточные воды — неизбежные отходы бытовой и производственной деятельности человечества. Количество их с каждым годом будет расти. Поэтому многие научные и проектные учреждения страны занимаются проблемой утилизации стоков. В короткой статье о всех деталях рассказать трудно, да мы и не ставили перед собой такой задачи. Нам хотелось, чтобы как можно больше людей знало, что делается в этой области и какие здесь существуют возможности. Кандидат технических наук В. М. НОВИКОВ, кандидат химических наук Э. Е. ЭЛИК 100
1 'чртесь переводить Английский — для химиков МНОГОЗНАЧНОСТЬ языковых форм Now. Это слово вводит логический контекст и в русском языке располагается в начале предложения Хорошо известное значение этого слова — «теперь»; однако в научной и технической литературе оно также имеет эквиваленты «далее», «итак», «в данной работе», «в последующем», «ниже». , The question now is what energy is required to bring about such a rotation. «Итак, возникает вопрос, какая требуется энергия, чтобы осуществить такое вращение». It has been now found possible to prepare the aldehyde in 46% yield. «В ходе данной работы было найдено, что альдегид можно получить с выходом 46%»* Сочетание now... now эквивалентно русскому «то... то». Now the impulse appeared, now it disappeared. «Импульс то появлялся, то исчезал». Number. Значение этого существительного зависит от стоящего перед ним артикля. The number — «число», a number «ряд», «многие». A number of scientists have confirmed this suggestion. «Многие ученые подтвердили это предположение». Однако если между неопределенным артиклем и number стоит прилагательное, то number переводится как «число». Aromatic compounds give rise to a great number of very sharp, characteristic bands. «Ароматические соединения дают большое число очень резких характеристических полос». Numbers имеет два значения «большое количество» и «числа». Occasional (ly). По аналогии с существи тельным occasion — «случай» его однокорневые прилагательное и наречие часто переводят как «случайный» и «случайно». Однако в научной к технической литературе occasional эквивалентно русским «несисте- Продолжение. Начало см. «Химия и жизнь». 1976. № 1 — 5. 7, 9. II. 12; 1977, № 8. 9. матический», «эпизодический», «встречающийся время от времени», «некоторые», а occasionally — «временами», «время от времени, «попутно», «иногда», «изредка». Unit cell may contain one, two, or, occasionally, more than two layers. «Элементарная ячейка может содержать один, два или изредка больше двух слоев». Offer. Ilj многих значений глагола to offer в научной и технической литературе наиболее распространены «давать», «представлять», «создавать», «оказывать», и «предлагать», «вызывать». All conductors offer fairly low resistance to the flow of electric current. «Все проводники оказывают весьма слабое сопротивление электрическому току». Эквиваленты «предлагать», «давать» встречаются в тех случаях, когда подлежащее выражено одушевленным лицом. Hinshelwuod offered a new explanation to this phenomenon. «Хиншельвуд дал этому явлению новое объяснение». Once. Малоизвестны русские эквиваленты этого слова «после того как», «как только». Once the melting point had been exceeded hydrolysis became more pronounced. «Как только была превышена точка плавления, гидролиз стал более ярко выраженным». Сочетание once (and) for all означает «раз и навсегда». External reference electrodes, on the other hand, have potentials which are either accurately known or can be measured once and for all. *C другой стороны, внешние электроды сравнения имеют потенциалы, которые или точно известны, или могут быть установлены раз и навсегда». Часто встречаются также следующие сочетания: once again — «еще раз», «снова», «опять», once and again — «неоднократно»; once in a while — «время от времени», «изредка»; once more «еще раз»; once past — «после»; at once — «немедленно», «тотчас», «сразу», «с первого взгляда», «одновременно»; for once — «на этот раз», «в виде исключения». Доктор филологических наук А. Л. ПУМПЯНСКИЙ 101
«Дорогие, молодые друзья мои...» Кандидат педагогических наук Л. И. РОЗИНА В тихом Мерзляковском переулке у Никитских ворот, в здании, где находится ны- ие музыкальное училище при Московской консерватории, раньше, до 1966 года, была знаменитая 110-я школа. А знаменита она была не только воспитанниками, среди которых известные ученые и писатели, врачи и артисты, но еще и шефами. Я работала в этой школе учителем хн- мин. И мие, конечно же, хотелось, чтобы мои ученики не просто хорошо знали предмет, но избрали бы химию своей специальностью. Шел военный 1944-й год. В столице уже налаживалась нормальная жизнь, но затемнений с окон еще не снимали. И вот в такое время мы решили создать в школе научное общество «Юный химик». Сейчас таких обществ, клубов, кружков много, а наше научное общество было среди самых первых. Утром 19 января на дверях химического кабинета появилось объявление — все желающие приглашались на первое собрание общества «Юный химик». Пришли семьдесят человек. Руководителями секций стали молодые сотрудники химического факультета МГУ. 102 «Дорогие, молодые друзья мои...» Эмаль на алюминии По совету «Барабана» В те годы самым знаменитым советским химиком был, безусловно, академик Николай Дмитриевич Зелинский. И совет общества, не очень даже веря в успех, решил попросить Николая Дмитриевича стать почетным членом общества. Академик Зелинский пригласил совет к себе домой. 6 февраля мы пришли в его квартиру — она примыкала к тогдашнему зданию химфака МГУ,— нас провели в кабинет. (Недавно я вновь побывала в этом кабинете, здесь теперь мемориальный музей. Те же заставленные книгами шкафы, рабочий стол, удобное кресло... И я вновь, в который раз, вспомнила ту давнишнюю встречу.) Признаться, сначала мы чувствовали себя скованно, однако это быстро прошло — Николай Дмитриевич говорил с ребятами как с равными. Он подробно расспрашивал школьников об учебе и планах на будущее, фотографировался с ними. Нашу просьбу он принял. А несколько дней спустя Николай Дмитриевич в первый раз приехал к нам в школу. Он выступил иа очередном заседании общества «Юный химик». «Желаю вам,— сказал он,— чтобы вы стали выше, полезнее и были в своих научных изысканиях еще более счастливыми, чем мы. А счастье велико, когда вы видите, что в своей научной работе получаете ценные, непреложные результаты, которые являются основой науки». Мы старались выполнить это пожелание. Члены общества ставили эксперименты, конструировали приборы и готовили нагляд-
Академия наук СССР лпллемик Н. Д ЗЕЛИНСКИЙ ные пособия, онн работали лаборантами, ассистировали учителю на уроках, делали доклады в своих и младших классах (это. кстати, было обязательным). У нас была своя химическая библиотека, составленная нз школьных книг и тех книг, которые принесли члены общества. А кроме того, стенная газета «Юный химик», химические вечера, олимпиады... Н. Д. Зелинский откликался и а все наши начинания, давал советы, посылал нам книги, журналы, приглашения иа научные заседания. Мне кажется, что читателям журнала (и особенно юным химикам) будет иитересио познакомиться с выступлением Николая Дмитриевича иа вечере общества 10 мая 1947 г. Я дословно записала его выступление; вот оио. одно HJ писем Н. Д. Зелинского приятнее находиться, будучи уже большим стариком, среди таких молодых юношей, которые здесь, в этой школе, одной из лучших школ Москвы, занимаются среди всех других предметов и предметом моей специальности. Когда я был таким, как вы,— учеником шестого — седьмого класса классической гимназии, где преобладали латинский и греческий языки, мы учились физике, но совсем почти не могли никакого участия иметь в тех начальных опытах, которые необходимо на первых порах видеть, для того чтобы хоть немножко понять, что за предмет химия, что это за дисциплина такая. И вот мне приходилось, будучи в шестом и седьмом классе, у себя на квартире, помню, в третьем этаже, производить некоторые химические манипуляции и опыты. Случалось, что не только я задыхался от хлора, но и все мои соседи страдали от таких начальных моих опытов. Тем не менее я потихоньку, так, чтобы не беспокоить своих соседей, все- таки кое-какие опыты предпринимал и исполнял. А когда я поступил в университет, мне приходилось слушать биологию, минералогию, зоологию, ботанику, анатомию. Я остановился на изучении биологии — это ведь было очень давно, это было в семидесятых годах прошлого века и в самом начале восьмидесятых годов. Но я с большим удовольствием вспоминаю мою Академик H. Д. Зелинский с членами общества Товарищи, дорогие, молодые друзья мои! Если вам приятно было встретиться со Гюи^й жимикГмО-й московской школы. мною, то, поверьте, что мне еще и еще снимок 1944 г. юз
мблодость и мои занятия и очень счастлив до сих пор, что на мою долю выпало слушать таких профессоров-биологов, какими были Сеченов — отец нашей физиологии, Мечников, память которого мы все почтили в 1945 году, отметив столетие со дня его рождения. Это — знаменитый наш биолог-бактериолог, это тот Мечников, который создал знаменитую теорию фагоцитоза. Затем я имел счастье слушать и знаменитого нашего зоолога Ковалевского, того ученого, который наряду с Мечниковым, но еще в большей мере, своими тонкими экспериментами доказал справедливость теории эволюции развития организмов вообще, следовательно, и человека; который экспериментами, на опыте, доказал верность, справедливость учения Дарвина о происхождении животных, в том числе и человека. Я с большим удовольствием и до сегодняшних дней вспоминаю этих профессоров и ученых, которых мне пришлось, к счастью моему, слушать. Когда я окончил университет, то был послан за границу и провел там два года. Работал также у известных профессоров, совершенствовал свои знания, теоретические и экспериментальные. Затем, уже дома, постепенно мне пришлось выдержать магистерский экзамен, подготовить магистерскую диссертацию, а затем и докторскую диссертацию. Когда я стал уже доктором химических наук, то через некоторое время получил назначение из Одессы, где я был приват-доцентом, сюда, в Москву, к вам, значит. И здесь с тех пор стал собирать вокруг себя тех студентов, которые слушали мои лекции и доклады и работали у меня последовательно в течение нескольких лет, уходили, накопивши некоторые знания... Затем поступали другие, третьи, десятые, двадцатые... И так далее, вплоть до последнего времени, то есть вплоть до того времени, когда количество лет на моих плечах стало сказываться в такой степени, что я не мог уже вести работу свою со своими учениками и сотрудниками так, как я это делал в течение полувека моей жизни. Я был бы очень счастлив, если (а это на самом деле будет так) многие из вас пойдут по той дороге, по которой пошел и я. Я испытываю такое состояние чувства моего, что, если бы я мог еще раз родиться, то, нисколько не сомневаясь, избрал бы снова эту дорогу, то есть стал бы химиком и был бы счастлив, если бы это могло осуществиться. Я не сомневаюсь, что среди вас многие пойдут по тому пути, по которому пошел и я. Но, товарищи, это не значит, что я желал бы и был бы счастлив, если бы каждый из вас стал химиком. Это было бы скучно, и не было бы прогресса, если бы все, оканчивающие среднюю школу, поступали в университет н на один и тот же факультет. Следовательно, я вовсе не рекомендую вам обязательно быть химиками, хотя вы кое-что со школьной скамьи из химии знаете. Но так как все науки тесно переплетены между собой, то, говоря о том, чтобы вы пошли по этой дороге, я желаю вам, чтобы вы, избрав своей специальностью тот предмет, который вам больше всего по душе, к которому вы чувствуете больше интереса, так же увлекались этим предметом, как в свое время увлекался я. И желаю вам, следовательно, пойти по этой дороге с тем же успехом, который выпал и на мою долю. Я особенно должен подчеркнуть, что то старое время, которое давно уже от нас ушло, не благоприятствовало развитию инициативы у ученых, как это происходит теперь, в эпоху Советской власти, вот уже почти 30 лет. Приятно сознавать, ощущать и видеть, что та 'работа, теоретическая и экспериментальная, которую мы ведем, непосредственно может быть приложена к жизни и полезна, следовательно, людям и народному хозяйству, развитию нашей дорогой Родины. Так вот, желаю каждому из вас, чтобы вы были достойны великой эпохи, которую мы все переживаем, и чтобы вы, развивая себя умственно и морально, стали бы полезными в ближайшем будущем гражданами, учеными, деятелями и в области общественной жизни, и в науке. И отвечали бы тем ожиданиям, которые люди, уходящие из этого мира, возлагают на вас, ибо вы должны в большей и лучшей мере быть полезными для нашего дорогого отечества. А так как вы молоды, сильны и уже в средней школе получаете такое образование, без которого в высшую школу пойти нельзя, я не сомневаюсь, что вы все выйдете достойными и любимыми членами нашей великой Родины. 104 Клуб ЮН1
эмаль вылейте на стальную плиту. Когда эмаль остынет, измельчите ее пестиком в фарфоровой ступке, чтобы получился пылевидный порошок Чтобы не пораниться осколками, обязательно покройте полотенцем пестик и обмотайте руку! Порошок ссыпьте на ровное толстое стекло, смочите водой и разотрите курантом — стеклянным или фарфоровым диском с ручкой. Если куранта нет, можно использовать маленькую фарфоровую ступку с ровным дном или же кусок гранита с ровной поверхностью, как это делали старые мастера, растирая пигменты масляных красок. Полученная сме- танообразная масса называется шликером. ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ Эмаль на алюминии К празднику принято готовить подарки — друзьям, родителям, школе. Сувениры и значки из алюмнния, покрытого эмалью, можно сделать в химическом кружке. О том, как эмалируют металлы, «Химия и жизнь» уже писала A974, № !1). Сейчас — практические советы. Мы будем наносить на поверхность алюминия тонкий слой легкоплавкого стекла. Для этого надо сначала приготовить шихту. Пять вариантов шихты — в таблице. Эмали 1, 2, 3— непрозрачные в тонком слое, эмали 4 и 5 — прозрачные Чтобы получить цветную эмаль, в шихту надо ввести дополнительно 0,25—0,5 весовых частей окрашивающих окислов: СиО (голубой), Со203 (синий), Fe203 (коричневый) и т. д. Тщательно перемешайте все компоненты шихты и просейте через сито, имеющее 60—64 отверстия на I см2. Заполните шихтой иа три четверти объема фарфоровый, шамотный или корундовый тигель, уплотните массу и поставьте в электропечь A000—И00°С), пока не получится однородная масса (подробнее о получении легкоплавких стекол Клуб Юный химик сообщал в № 11 за 1973 г.). Готовую Клуб Юный химик 105
Подготовьте алюминий: обезжирьте его поверхность и создайте иа ией оксидную пленку. Обезжиривать можно кипячением в течение 6—9 минут в !0%-иом содовом растворе с добавкой 1% бихромата калия. Промойте поверхность водой под краном и протрите чистой тканью, не дотрагиваясь руками. Чтобы создать плотную оксидную пленку, надо поместить обезжиренную заготовку в электропечь при 560—580°С иа 6—8 минут. Когда заготовка остынет, нанесите на нее тонкий слой шликера — пульверизатором, кистью, просто поливая поверхность алюминия. Слой шликера должен быть тонким. Высушите его при комнатной температуре или в сушильном шкафу при 50— 60°С, а затем положите почти готовое изделие на 7 — 8 минут в электропечь, нагретую до 600°С. Дело сделано. Этот способ проверен студентами, членами химического кружка Арзамасского педагогического института. Как показывает иаш опыт, таким образом можно ие только делать сувениры и значки, ио и защищать эмалями алюминиевые детали в самодельных приборах и моделях. Ю. И. БУЛАВИН ЛОВКОСТЬ РУК. По совету ««Барабана» Когда вашему дедушке было примерно столько лет, сколько вам теперь, в Москве выходил пионерский журнал «Барабан». Он печатал и рассказы, и стихи, и статьи о пионерах. И еще — научно-популярные статьи и заметки. Так что, если дедушка интересовался наукой и техникой, он, вполне возможно, читал «Барабан»... Некоторые из очень простых самоделок, которые журнал предлагал школьникам, могут, наверное, пригодиться и читателям Клуба Юный химик. Например, такая: ПРОСТОИ БАРОМЕТР Барометр в лагере необходим. Но как его устроить? Где взять?.. Пионеры все делают сами, н иет поэтому надобности покупать его, так как всякий пионер сейчас же может его сделать в своей мастерской, а летом наблюдать по нему в лагере за погодой. Вот устройство. Срежьте ветку с молодой пихты и образуйте из нее короткий кусок с растущей сбоку тоненькой иголкой. Ветка должна быть длиною в 10 см. Но прежде чем делать, я познакомлю вас с пихтой. Пихта — это большое шишконосное дерево, называется иногда ложной елью, ее шишки похожи на морковку, а кора очень похожа на кору ели. Пихту можно заменить сосной. Теперь возьмите дощечку размером 15 на 10 см, ровно ее выстругайте, а затем прибейте на нее наш кусочек пихты с иголкой, так, чтобы игла могла легко двигаться. Затем поднесите ее к горячей печке, и игла выпрямится и поднимется вверх. Там, где остановится игла, напишите «солнце». Затем возьмите дощечку и поднесите ее к пару, идущему из самовара. Вы ясно увидите, что иголка опустится вниз (от сырости),- - напишите внизу, где она остановится. «дождь», а расстояние от «дождя» до «солнца» соедините дугой и разделите дугу на 10 равных частей. Барометр готов, остается приделать к дощечке петельку, повесить и наблюдать погоду. 106
КАК СДЕЛАТЬ САМОМУ ВЫТЯЖНОЙ КОЛПАК Как вы, наверное, заметили, этот прибор не совсем верно назван барометром. Ведь иголка откликается на изменение влажности воздуха, а не атмосферного давления. Так что следовало бы назвать прибор гигрометром... В 1925 г. журнал «Барабан» поместил в пяти номерах описания химических опытов. Сейчас эти опыты знакомы каждому школьнику и нет смысла перепечатывать их. А вот кое- что из вводной части, посвященной оборудованию лаборатории, может пригодиться и сейчас. Из картона или из дерева сделай ящик большого размера. Ну хоть 60X60X70 см, с дверцей посередине, достаточно широкой, чтобы туда можно было поставить несколько колб. А чтоб можно было наблюдать, стенки ящика или дверки сделай стеклянными... Но это еще не все. В верхней стенке ящика устрой, хоть из картона, трубу и отведи ее в вытяжку или форточку; по бокам двери надо сделать поддувала. (А — постоянные отверстия для притока воздуха, для тяги.) ШТАТИВ Сделать его можно так: доска (А), размера безразлично какого, в среднем 150— 200 кв. см. В доску вделан (вдолблен) вертикально лучше всего металлический, до 120 см, стержень (В). По стержню очень свободно ходит муфточка (С), деревянная или металлическая; их надо сделать несколько. В муфточке имеется сквозная дырка (D) под прямым углом к стержню. В дырку вставляются металлические ухватики (Е) различной величины и различного диаметра; их можно сделать самому из толстой проволоки. Чтобы муфточки не спадали, надо сделать небольшие клинышки (F), которыми можно удержать муфточку на любой высоте. Ухватики должны быть разной величины, но проволока для них — одинаковой толщины. Дырки в муфточке одинакового диаметра, чтобы ухватики можно было в любое время переносить из одной муфточки в другую, а саму муфточку передвигать свободно вверх и вниз. 107
Архив «Наука господствует решительно над всем...» В октябре этого года исполняется 150 лет со дня рождения Пьера-Эже- на-Марселена Бертло, «короля химии», как его величают у него на родине. Даже самый сжатый учебник органической химии не обходит молчанием виртуозные синтезы, которые он осуществил. За свою долгую жизнь — он умер в возрасте 80 лет, далеко не исчерпав свою творческую энергию, — Бертло решил задачи грандиозного масштаба. Можно сказать, что он сотворил целый мир из двух веществ — угля и водорода: разработал прямой синтез ацетилена и получил из него ключевые продукты, позволяющие в свою очередь синтезировать практически любое органическое соединение. Так был начертан путь, по которому до сих пор идет развитие химической промышленности. Бертло принадлежат фундаментальные открытия в области изучения жиров, спиртов, взрывчатых веществ, труды по аналитической химии, термохимии, биохимии — всего не перечтешь. Вместе с тем он не был отшельником и однолюбом, навсегда заточившим себя в стенах химической лаборатории. Ученый с огромным диапазоном интересов, почетный член почти всех академий мира (в том числе и Петербургской, избравшей его в 1876 г. по предложению А. М. Бутлерова), он проявил себя в областях, казавшихся далекими от химии, — в биологии, физике, астрономии, даже в философии, был общественным деятелем, организатором обороны Парижа во время франко-прусской войны и министром Второй республики. Печатное наследие Бертло — это целая библиотека, насчитывающая 60 толстых томов. Мы воспроизводим отрывки из его предисловия к сборнику «Наука и нравственность» («Science et morale», 1897). 108
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К СБОРНИКУ «НАУКА И НРАВСТВЕННОСТЬ» Желание направить свою жизнь к высшей, хотя бы и недостижимой* цели ие остыло во мне с годами: я всегда страстно желал осуществления только того, что я считал высшим благом для себя, для своей родины, для человечества. Таковы, впрочем, исторические заветы Франции; они высоко подняли ее авторитет в глазах других народов, и они одни могут поддержать ее как в настоящем, так и в будущем. Сообразуясь с ними, насколько позволяли мои скромные личные силы, я приложил все старания к тому, чтобы обнаружить в активной форме тот скрытый запас энергии, который мне дан природой. Никогда не мог я примириться с мыслью, что жизнь может иметь определенную ограниченную задачу; погоня за положением в обществе, личным благосостоянием, клоняшимся к достижению покоя и будничного наслаждения жизнью, представлялись мне самой пошлой целью существования. Личное счастье не составляет цели человеческой жизни. В первой половине своей деятельности я вел жизнь лабораторного отшельника, окруженного несколькими учениками, друзьями, проникнутыми тем же рвением к научным исследованиям в сфере органического синтеза, который ныне преобразил химию и производство. Предавшись этой деятельности, я, однако, никогда не терял интереса к вопросам историческим, философским, социальным, возбуждаемым наукой, которая всегда была центром и, так сказать, осью, вокруг которой вращалась вся моя жизнь. Но с 1870 года мой кругозор расширился, я почувствовал необходимость нести новые обязанности по отношению к родине, побежденной и растоптанной. За эту последнюю четверть века мне не раз приходилось выходить за пределы лаборатории; из области личных теорий я был принужден вторгаться в область гражданской деятельности — национальной обороны (в части, касающейся моей профессии), народного просвещения, с которым связана вся моя жизнь, наконец, общей политики, поскольку в республике она составляет часть обязанностей каждого гражданина <...> Наука берет на себя столь же активную роль в полигике и этике, как и в промышленности. Сошлюсь на пример переворота материального и нравственного, происшедшего в жизни всех европейских народов за истекшие полвека благодаря радикальному изменению средств передвижения и небывалому развитию сношений общественных и частных при помощи телеграфа и телефона. Конечно, мы не можем видеть в этом результат постепенного и ни от кого не зависящего прогресса; эти изменения нельзя приписать ии заклинаниям мистиков, ни интригам политиканов. О нет! Все эти превращения являются логическим, хотя и не предвиденным государственными мужами прошлого, выводом из фактов и законов, установленных в наших лабораториях. Эти превращения ставят в зависимость жизнь целых народов от индивидуальной деятельности ученого, который приумножает коллективный капитал, общее достояние народов. Современники уже пользуются им, а наши преемники унаследуют его. Но мы можем смело сказать, что в этом направлении мы еше только вступаем в грядущую эру. Ни один ученый или промышленник, принимавший участие в громадных успехах учения об электричестве и его приложений, не осмелится, конечно, наметить границы тем социальным последствиям, какие могут явиться их результатом. Никто не станет отрицать, что, быть может, близок день, когда успехи химии осуществят экономическое производство пищевых веществ; в этот день культуру пшеницы и откармливания скота постигнет та же участь, которая на наших глазах постигла марену. Произойдет громадное перемещение материальных интересов, и масса населения в конце концов окажется в прибыли. Думают ли, что какое-нибудь законодательство будет в силах надолго задержать социальный переворот, который явится результатом такого открытия? Завтра или послезавтра, без сомнения, соединенные успехи механики, физики и химии снабдят инженеров летательной машиной, которую они направят по желанию в атмосферу. И что станет в тот день с нашими таможнями, с нашей торговлей и всеми международными сношениями, гражданскими и военными? Люди, привыкшие судить о будущем только на основании опыта прошлого, не преминут заметить, что все это — мечты. Как сказать! Не будем забывать, что постоянное вмешательство науки в нравственный и экономический строй нашего времени — факт, не имеющий себе подобного в истории. Мои предвидения не выходят из пределов 109
завоеваний, уже осуществленных наукой, а ведь число их растет у нас на глазах. Мы можем уверенно предсказать, что перечисленные, о которых шла речь, нлн другие, ие уступающие им по размерам, осуществятся за краткий период жизии всего лишь нескольких поколений <...> Нет сомнения, что ускоряющееся развитие наук, их возрастающее значение, оправдываемое услугами, которые они оказывают народам и правительствам, служат доказательством того, что народился новый фактор, участвующий во всех явлениях политического, нравственного или экономического порядка,— могучая сила, которая противостоит узкоконсервативному, топчущемуся на месте образу мыслей сторонников прошлого. Что же касается до нас, ученых, то мы истинные друзья народа, потому что мы по убеждению и по воспитанию рабы закона, налагаемого наукой и теперь изменяющего судьбы всего мира. Он преобразует человечество, улучшая материальные условия самых униженных и обездоленных, развивая их разум, разрушая переходные экономические формы, к которым их думали навеки приковать, и, наконец, что важнее всего, он внедрит в сознание каждого уверенность в торжестве всеобщей солидарности, вытекающей из сознания истинного блага всех и долга справедливости. Наука господствует решительно над всем; она одна оказывает непреходящие услуги. Ни одна человеческая личность, ни одно человеческое учреждение отныне не будут иметь прочного авторитета, если не будут сообразовываться с указаниями науки. Публикация В. Р. ПОЛИЩУКА Неизвестный автограф Бертло В отделе рукописей Государственной библиотеки им. В. И. Ленина обнаружен автограф Бертло, не известный историкам науки. Перевод: «Синтез определяет особый характер химии, дающий человеку такую власть над природой, какую ему не могут дать другие науки. Именно благодаря синтезу химия сообщает своим концепциям и классификациям наивысшую степень объективной реальности. Дело в том, что законы, устанавливаемые наукой, не являются простыми творениями человеческого ума; это не произвольные мнения, соответствие которых истинным законам вещей можно поставить под сомнение. Законы химии, классификации, которые она вводит, действительно существуют в окружающем мире; они повседневно дают нам воз* можность создавать вещества не хуже тех, какие творит сама природа». Документ не датирован. Можно предполагать, что он относится к последним годам жизни ученого. Каким образом он оказался в нашей стране, неизвестно. В. А. ВОЛКОВ 'f/t+4. CeL. SC*C£**^i rt^^*^. ^^t- A-«_ 9+-^Zo .. .^Cy' ^_^7 e^sC г^-у «^5и_^аУ г^ос^-^Е^ 110
Элевтер АНДРОНИКАШВИЛИ, академик АН Грузинской ССР Воспоминания о гелии-Н Часть вторая. Ландау 1. ЛАНДАУ, КАК ТАКОВОЙ Давайте познакомимся теперь поближе с Львом Давидовичем Ландау, в ту пору тридцатитрехлетним молодым человеком, находившимся в расцвете своего таланта. Хотите начать с внешнего облика? Пожалуйста. Он очень высок и очень худ. Голова очень большая и хорошо посаженная на длинной шее. Но до головы мы еще доберемся... Впалая грудь, впалый живот, впалые бедра. Что еще может быть впалым у человека? Характерные особенности его фигуры таковы, что их несподручно выражать словом «телосложение». Это он, Ландау, пустил в ход выражение «теловычитание», использованное впоследствии Граниным для характеристики Дана — одного из действующих лиц его романа «Иду на грозу». У Ландау очень длинные и стройные (наверное, худые) ноги, длинные руки с длинными и нервными пальцами. Кисти очень мягкие, непрерывно находятся в движении: послюнив палец, он часто трет себе шею, щеку, губу и даже за губой. Входя в лабораторию, он сейчас же хватает со стола разные вещи, за которые теоретику вовсе не надлежит хвататься. Поэтому его появление у стола экспериментатора несет с собой угрозу. Некоторые из нас просят его положить руки на спинку стула и прижимают их своими лопатками. Только так и можно работать в его присутствии. Все движения Ландау очень угловаты, я бы сказал даже «остроугловаты». Части его фигуры никогда не образуют по отношению друг к другу тупого угла, но всегда острый: взять хотя бы руки, остро согнутые в локтях, никогда не прижатые ни к груди, ни к бокам, ни к бедрам. Несмотря на высокий рост и худощавость, он не гибкий, а ломкий, как перочинный ножик со многими лезвиями. Крупные черты красивого лнца в ореоле чуть курчавящихся густых черных волос озарены творческим вдохновением, редко оставляющим Ландау. Верхняя губа выступает больше, чем нижняя, поэтому на лице лежит отпечаток детскости. Большой, немного выпуклый лоб выдает в нем человека огромного ума, а красиво прорезанные густокарне глаза задумчивы, иногда трагичны. Но это ничего! Дау в общем веселый человек, он часто смеется, еще чаще шутит, любит приветствовать друзей глубоким реверансом и помахать при этом длинной рукой, почти доставая ею до пола: он воображает, что держит в руках широкополую шляпу с перьями. Меня он приветствует еще и другим способом: гордо закручивает отсутствующие у него уснки. Он утверждает, что мои коротко подстриженные усы я ношу для придания себе «большей победительности». Льва Давидовича я знаю очень давно — с 1931 года. Я был студентом четвертого курса Ленинградского политехнического института, когда к нам в аудиторию вошел очень молодой человек — двадцатнтрехлетний профессор Ландау, только что возвратившийся из длительной поездки по европейским научным центрам, куда он был командирован по окончании Ленинградского университета. В его лекциях не было и тени формализма. Он избегал громоздких выводов и математических сложностей. Но когда на доске появлялась очередная, на вид простая фор- Продолжение. Начало — в № 8 и 9. 111
мула, то за ней всегда стоял огромный математический аппарат, которым он владел безупречно и знания которого требовал ото всех окружающих. Рассказывая студентам об электродинамике, он часто опирался иа интуицию, еще чаще — на соображения о симметрии или размерностях и вкладывал в каждую свою фразу глубокий физический смысл, который часто оказывался труднее самых трудных математических выкладок. Мы, студенты, считали, что он нас немного «дрейфит». Впоследствии, когда ему говорили об этом, вспоминая прошлое, он всегда кричал в ответ тонким голосом: «Чепуха»! — и даже немного обижался. Он держался со студентами очень просто и довольно скоро сошелся с некоторыми из нас, что было вполне естественно, так как разница в возрасте между нами была очень маленькая, всего в два-три года. Мы часто бывали у него дома и подолгу спорили о разных разностях. Его суждения были всегда предельно резкими — н в мыслях и во вкусах та же остроугловатость, что и во внешнем облике. Он или что-то очень любил, как любнл, например, историю, которую знал досконально, — всех времен н всех народов, — или ненавидел и презирал, как презирал, например, оперу, куда он не ходил никогда и принципиально. В те годы Ландау был окружен группой молодых блестящих теоретиков, таких, как, например, Матвей Петрович Бронштейн, по прозвищу Аббат, или швейцарец Рудольф Пайерлс, ученик знаменитого Паули, приехавший в 1931 году в СССР для совместной работы с Дау. Аббат, ближайший друг Ландау, был человеком очень маленького роста, с высоким и негромким голоском и огромными очками на носу. Сверстник Дау и наш профессор, Матвей Петрович тоже был близок с некоторыми студентами и тоже часто делился с ними своими мыслями о науке, о методах преподавания, об искусстве и литературе. Его манера держать кисти рук у груди даже в тех случаях, когда они были заняты портфелем, придавала ему вид робкий и просительный. Но в своих суждениях он был смел и принципиален до резкостей. Он знал массу языков и в годы, о которых идет речь, изучал дополнительно испанский и японский. В ту пору молодая профессура уделяла много сил и вкладывала много страсти в ниспровержение установившихся норм преподавания физических дисциплин. Ландау и Бронштейн ниспровергали в Политехническом, другие физики — в Ленинградском университете. Почва была благодатная. Это была эпоха расцвета так называемого бригадно - лабораторного метода, когда студенты составляли учебные планы сами, сами выбирали себе лекторов и назначали себе такие предметы, о которых преподаватели порой и не слыхивали. Экзаменов не было. Профессора знакомились со студентами на «консультациях», во время которых один из студентов задавал за всю бригаду вопросы преподавателю. Задавать вопросы студентам не полагалось. Если преподаватель был молод, то такая консультация зачастую выливалась для него в настоящий экзамен. Но у Ландау и Бронштейна мы сидели смирно — мы всецело были на их стороне в борьбе за новый подход к преподаванию теоретической физики. Теория вероятностей, аналитическая механика, теория относительности — все это в те годы было яблоком раздора между математиками и физиками. Теоретики старой формации вели с группой Ландау ожесточенные споры. Аналитическую механику нам читали и математики, и физики. От мнения подопытных кроликов зависело очень многое. Помню, как однажды я возвращался из института в обществе Бронштейна и одного из молодых и очень талантливых математиков. Все 40 минут пути шел спор о курсах аналитической механики. Страсти накалялись. Весь трамвайный вагой — сплошь студенты — напряженно прислушивались. Я, прослушавший оба курса, должен был выносить решения о правоте того или другого спорщика по каждому из вопросов. Наконец Бронштейн в сердцах вскочил со своего места, выбежал на площадку, довольно громко сказал про своего собеседника: «Идиот и совершеннейший неуч», — и мы вышли с видом победителей на две остановки раньше, чем было надо. Борьба, в которой Ландау и его друзья принимали такое темпераментное участие, продолжалась еще долго. Победа новых взглядов была обеспечена полным «Курсом теоретической физики» Ландау и Лифшица, который с конца тридцатых годов на протяжении многих лет выходил том за томом. «Механика», «Статистическая механика», «Механика сплошных сред», «Электродинамика», «Квантовая механика», «Общая теория 112
поля» сыграли громадную роль в развитии нашем науки. В следующие десятилетия эти книги вышли у нас вторым и третьим изданием, потом их издали в Англии. США, в странах социалистического лагеря. В 1962 году этот труд, по которому училось несколько поколении физиков, был удостоен Ленинской премии. В 1932 году я находился у «устных истоков» этой замечательной научной концепции. Свою молодость Ландау провел в борьбе за становление нового. Он боролся методом шумных споров, методом «отлучения от церкви», методом тотального презрения к старому, отжившему, неправильному. Так проведенная молодость оставила след на долгие годы. И теперь, создавая новую теорию сверхтекучести, Дау продолжал оставаться непримиримым и резким. Огромное число людей, особенно экспериментаторов, его побаивалось. Даже товарищи по работе, те, что помоложе, подолгу не решались спросить Ландау о чем-нибудь. Обычно желавший поинтересоваться его мнением долго стоял у дверей лаборатории и прислушивался к ученым беседам, которые вел Ландау со своими сотрудниками, разгуливая по длинному коридору Капичника. Удостоверившись, что Дау находится в хорошем настроении, жаждущий приобщиться выскакивал из-за дверей и выпаливал: — Дау, я хотел * спросить вас... — Чушь! — кричал Ландау, не дослушав вопроса, и жаждущий немедленно скрывался за дверью. Конечно, репертуар его выкриков был значительно богаче: «патология», «ахинея», «галиматья», «ерунда», «глупости», «позор говорить такие вещи» — необычайно разнообразили слышимую реакцию Дау на задаваемые ему вопросы. Нехорошо ругать товарищей только за то, что они задали вопрос в неудачной форме. Но я считаю, что тут были повинны обе стороны. Во-первых, Дау не выносил неожиданностей, они оказывали на него удручающее действие: ои просто пугался. По меньшей мере нетактично выскакивать из засады хоть с дурацкими, хоть с умными вопросами на человека, который всегда и всем говорит, что предпочитает быть пять минут трусом, чем всю жизнь мертвецом. Во-вторых, не стоит так панически бояться прослыть недостаточно умным человеком и при первом же несогласии, хотя бы и выраженном в такой шокирующей манере, прятаться за ту же дверь, из-за которой ты только что выскочил. Может быть, это неправильно, но я всегда оставлял за человеком (в том числе и за собой) право ошибаться. Поэтому я не выскакивал на Дау из-за дверей, а выслушав крик «ахинея!», не убегал, а требовал доказательств того, что мой вопрос и в самом деле ахинея. Между прочим, довольно часто выяснялось, что вопрос вовсе не так уж глуп и вполне достоин ответа из уст даже самого Дау. Моей способностью задавать ему вопросы широко пользовались другие, и мне иногда приходилось задавать чужие вопросы. Ответы порой казались мне не очень интересными, коль скоро они не касались меня, и я их плохо слушал илн бестолково доносил до подлинного автора вопроса. Тогда мне доставалось, но уже не от Дау, а от вопрошавшего. Не раз я говорил: — Дау. почему вы так нетерпимы к чужим недостаткам н готовы сожрать человека живьем только за то, что он задал вам вопрос в недостаточно продуманной форме? — Что вы, Элевтерчнк, — говорил Дау. — Я никогда и никого не обижаю,- я никогда никого не сожрал, я вовсе не язычник. Наоборот, я полон христианского смирения. Просто я выполняю свой долг христианина и защищаю науку от нападок на нее со стороны... Тут я его перебивал, чтобы не услышать обидные слова в адрес моих товарищей, ибо я предполагал, что одно из таких слов вот-вот должно было сорваться с его уст. — Ну вот уж и христианин, — говорил я, переводя разговор на его любимую тему.— Вы, как минимум, магометанин: вас полностью изобличают ваши взгляды на взаимоотношения с женщинами. — Я не отрицаю, — возражал мне Дау, — что я красивист. Но это еще не значит, что я магометанин. Зато вы типичный душист и я вас за это презираю! Фу! Как можно быть душистом? Послушайте! — кричал он проходившим мимо. — У нас объявился новый душист. Это Эле втер, который больше всего ценит в женщине душу вместо того, чтобы любить ее за красоту. А еще грузин! А еще усы носит! Как вам не стыдно быть душистом! — восклицал он театрализованным голосом. in
Разговаривать на подобные темы он мог до бесконечности, притом был крупным теоретиком в этой области. Например, изобрел «модуль города» н подсчитал его для многих городов. Модуль Ландау—это отношение числа красивых женщин к общему числу женщин. Ходили слухи, — впрочем, им не отрицаемые, — что он даже записывал адреса и телефоны своих знакомых не в алфавитном порядке, а в порядке убывающей красоты В общем, он был очень занятой человек... Как и все истинно талантливые люди, он был полон противоречий. Создавал себе репутацию человека не храброго, а в действительности постоянно совершал очень смелые поступки. Да хотя бы его многолетняя борьба за свои взгляды на науку и ее преподавание — разве это не смелость? По существу, Ландау был очень добрым человеком и, несмотря на все свои наскоки, несмотря на воинственные выкрики в адрес тех, с кем он не соглашался, всегда готов был оказать любому материальную помощь. Но внушив себе, что тот или иной человек — плохой физик, Ландау сохранял это представление (часто неправильное) на многие годы. Стиль его работы был также необычен. Уже упоминалось, что он часто разгуливал по коридору института с кем-нибудь из своих сотрудников, рассуждая вслух. Увидеть его в библиотеке изучающим журналы было почти невозможно. Тем не менее он знал огромное число физических фактов и конкретных значений физических величин, хорошо представлял себе принципы множества экспериментов как отечественных, так и зарубежных, и не только в тех областях, в которых он работал, но и во всех других. Дома книг по физике он также не держал. Можно предполагать, что он пополнял свои феноменальные знания исключительно на слух, главным образом на своих семинарах по теоретической физике, на которые стекались все его бывшие и теперешние ученики независимо от того, где они работали. Как правило, на каждом семинаре докладывалось по нескольку статей из новых журналов, причем все эти статьи докладывал одни человек — очередной докладчик. Перебивая докладчика, которому приходилось подолгу работать над каждой статьей, чтобы разобраться в ней как следует, Ландау командовал: «Пропусти — это совершенно понятно», или: «Пропусти — это чушь, я уже вижу, что вывод неправилен». Совершенно особой была творческая манера Ландау. Он ясно предвидел, каким должно быть теоретическое описание нового физического явления. Но к конечному результату ои стремился, исходя из самых общих и самых абстрактных положений теоретической физики. Ои был удивительный иитуит. Его интуиция проявлялась прежде всего в том, что он всегда исходил именно из тех предпосылок теории, которые приводили к конечным результатам наиболее коротким путем. Поэтому его теоретические работы всегда давали читающему их глубокое эстетическое удовлетворение. Его творчество не распадалось на две части, как это обычно бывает: первая — написание некоторого уравнения и его решение, сползающее с кончика пера вместе с каплей чернил, и вторая — отыскание физической сущности полученного решения. У Ландау физическое мышление полностью сливалось с мышлением математическим. Его ученики, в большинстве того же возраста, что он сам, или чуть младше, буквально боготворили своего наставника, несмотря на его строгость и крайнюю степень взыскательности. Можно сказать, что и тогда, когда они были не с Дау, он все же в значительной степени заполнял их мысли. Мне приходилось наблюдать это в течение многих лет подряд и чем дальше, тем больше. Но все же каждого нз иих можно было, хотя бы мысленно, отделить от Дау. Всех, но не Евгения Лифшица. Наверное, это Жеия Лифщиц виноват в том, что у Дау нет почерка, так как его каракулям вряд ли можно присвоить это почетное звание. Формулы он так или сяк писал сам, преимущественно в очень неудобной позе, лежа на мягкой тахте, имевшей угловую форму. Но написать какой-нибудь текст было выше его сил. Обычно за него все статьи писал Женя, понимавший его с полуслова. К тридцати трем годам Ландау был уже автором многих всемирно известных теоретических исследований, ставших теперь классическими: они легли в основу многих экспериментальных работ, которые велись в разных странах. Это — и лавинная теория Ливией космических лучей, и теория диамагнетизма, и теория фазовых превращений в самом общем ее виде. Это, наконец, теория промежуточного состояния в сверхпроводниках, полуразрушенных магнитным полем. И все же не это главное в его таланте. Главное выяснилось теперь, десятилетия спустя, 114
когда оказалось, что все сделанное им в иауке не нуждается ни в каких переделках. В пору, когда Ландау работал, например, над теорией космических лучей, было известно только, что оии состоят из фотонов и электронов. За прошедшие годы к ним прибавились мю-, пи- и К-мезоны, протоны и нейтроны, гипероны и другие элементарные частицы. Но к тому, что сделал Ландау в теории космических лучей, можно только добавлять. Изменять там нечего. Такое в физике случается редко. Он — классик. Он классик не только по нерушимости полученных им результатов. Он классик и потому, что сделанное им всегда облечено в великолепную, донельзя красивую форму. Я многое сказал о Дау, кроме самого важного: как он работал? Увы! Я не могу рассказать об этом, несмотря на то, что наблюдал его много лет подряд. По-видимому (но это только догадка), ои работал всегда, во всех ситуациях, непрерывно, легко, иа ходу. Много лет спустя, году в 1960-м, я и мои молодые сотрудники были поставлены перед необходимостью решить сложную математическую задачу из гидродинамики классической жидкости. Без этого двигаться дальше в наших исследованиях было нельзя. Мы приехали из Тбилиси и обратились за помощью к московским теоретикам. Одни из них подвергли сомнению саму постановку такой задачи, другие сказали, что оиа очень сложна, и я обратился к Дау. — Как же, как же,— сказал он,—я приблизительно помню, что там должно получаться, но точной формулы сейчас сказать не могу. — А где об этом можно прочесть?—спросил я. — Вы нигде не прочтете, потому что эта задача никем не была решена. — Так откуда же вам известно хотя бы приблизительно, каков должен быть ответ? — Э, старое дело! Это еще было в Казани во время эвакуации. У меня разболелся зуб, и мне пришлось долго сидеть в приемной у врача. Мне было скучно, и я придумал себе эту же задачу и решил ее на клочке бумаги. — Решите теперь заново, — упрашивал я. — Леиь! — ответил Дау, часто ссылавшийся на свою в действительности не существовавшую леность. Задачу пришлось решить самим, и это пошло очень на пользу нашим теоретикам, так как оиа таила в себе много неожиданностей. ...Нет, я положительно не зиаю, когда работал Ландау. Единственное, что осталось мною не обследованным,— это часы, в какие он уединялся с Женей Лифшицем. Иногда я врывался к нему домой, на второй этаж его двухэтажной квартиры, чтобы проверить свои мысли. — Дау, Элевтер! Идите, я вас покормлю!—кричала снизу его жена. — Коруша! Меня Элевтер не пускает, — ябедничал Дау. Потом мы спускались на кухию и, размахивая ложками и целясь друг в друга вилками, продолжали начатый разговор. Но приходить к нему за советом после половины седьмого было бессмысленно. В это время он тщательно брился, раздражал бритую кожу одеколоном и густо пудрился. — Рабочий день кончен, и надо развлекаться, — заявлял он. — А куда вы идете? То он говорил, что идет в театр, то напускал страшного тумана. Как правило, это были минуты блиц-споров об искусстве. — Константин Симонов — великолепный поэт?! — кричал он на меня. — Я на этот мюзик-холл и за деньги носа не покажу, —нападал на Дау в свою очередь я. — Не говорите глупости! Ерунда! Там красивейшие девушки... Известный душист! У вас не вкус, а черт знает что такое! — С этим криком он сбегал с лестницы и исчезал, а я шел к себе домой и переживал заново последние эксперименты Капицы и новую теорию Ландау. Капица и Ландау. Они здорово дополняли друг друга. И безусловно, оба ощущали огромную потребность друг в друге. К этому еще примешивалось никогда не иссякавшее чувство благодарности, которое Ландау испытывал к Капице, помогшему ему в трудные минуты жизни. Но об этом ои говорил редко. Ландау предпочитал расхваливать Капицу за трезвый ум, за умение настоять иа разумном решении вопроса, за абсолютное 115
Элеетер Луврсебоенч Андроиннвшвили. Институт физических проблем. 1940 г. понимание физики, наконец, за великолепное научное творчество, в частности, за его последние работы. Я все старался тогда осмыслить понятия «живой» и «мертвой» жидкости, иа которые Дау разделил гелий! I. И каждый раз, как я об этом думал, в памяти всплывала реплика академика Алексея Николаевича Крылова: — Моряки тоже говорят о живой и мертвой воде. Они, кстати, и цветом различаются. Не дай бог попасть кораблю в мертвую воду. Хоть все механизмы работают хорошо, а его ход в мертвой воде все не тот. И ответ Ландау: — Боюсь, Алексей Николаевич, что в данной ситуации ваша аналогия не совсем правильна: живую и мертвую жидкости в гелии-П совершенно нельзя разделить—они как бы растворены одна в другой. Более всего меня поразил предсказанный Ландау опыт с вращением гелия-11: нормальная компонента («живая») должна была вращаться вместе со стаканом, а сверхтекучая («мертвая») — оставаться неподвижной. Я заканчивал работу над сверхпроводимостью сплавов, потом закончил ее, потом расстался с Институтом физических проблем почти иа четыре года, но так и не смог расстаться с мыслями об опыте с вращающимся стаканом, в котором жидкий гелий должен был стоять и двигаться одновременно. Парадокс! Петр Леонидович Квлицв. 1944 г. 117
2. СТРУКТУРА ТЕПЛА Термин «структура тепла» большинство читателей, даже физиков, встречает, может быть, впервые. Но никаким другим термином определить сущность новой теории Ландау, объяснившей открытие Капицы, нельзя. Уже со школьных лет мы привыкаем к тому, что тепловое движение атомов в твердом теле или жидкости можно представить себе в виде их колебаний вблизи положений равновесия. Однако тепловые колебания соседних атомов не вполне независимы друг от друга — между ними имеется определенная корреляция. Эта корреляция связана с си-' лами взаимодействия между соседними атомами. Предположим, что мы «нагрели один атом», то есть сообщили кинетическую энергию только одному из них. Благодаря этому атом начнет отклоняться от положения равновесия (тем больше, чем сильнее мы его «нагрели») и потянет за собой соседние атомы, те потянут своих соседей и так далее. Таким образом «нагревание одного атома» приведет к возникновению упругой волны. Но «Нагреть один атом» нельзя. Мы всегда нагреваем одновременно бесчисленное множество атомов, которые колеблются при этом с разными амплитудами, с разными частотами, в разных направлениях. Возникает огромное число упругих волн, которые где-то гасят, где-то, наоборот, взаимно усиливают друг друга. В последнем случае образуются так называемые волновые пакеты, которые бегут по кристаллической решетке твердого тела или по жидкости, отражаются от внешних граней кристаллов или от стенок сосудов с жидкостью, сталкиваются между собой, обмениваются друг с другом энергией Волновые пакеты ведут себя так, как если бы они были частицами. Эти «якобы частицы», или, лучше сказать, квазичастицы, известны физикам под названием фононов. Наличием фононов объясняются тепловые свойства всех твердых тел при низких температурах. Тепловые свойства жидкого водорода или ожижеииых благородных газов — неоиа, аргона и других, которые при нормальном давлении не замерзают вплоть до температуры в 20—30° по абсолютной шкале, также могут быть объяснены особенностями поведения фононов. Но свойства жидкого гелия, единственной жидкости, не замерзающей даже при абсолютном нуле, с помощью только одних фононов объяснить нельзя — это доказал Ландау. Он догадался, что свойства жидкого гелия могут быть поняты только в том случае, если предположить, что тепловое движение в ием осуществляют два типа квазичастиц. Первый — это обычные фоноиы. Второй — он назвал «ротонами», от слова «rotation» — вращение (предполагалось, что атомы гелия могут группироваться по нескольку штук вместе, образуя хоровод; впоследствии такое представление оказалось неправильным). Совершенно интуитивно Ландау предположил, что в отличие от фоноиов, число которых связано с ростом температуры кубической зависимостью, число ротонов увеличивается приблизительно по экспоненциальному закону. И что для возникновения ротона — опять-таки в отличие от фонона — требуется затратить определенную порцию энергии. Эту минимальную энергию Ландау назвал энергетической щелью. Энергетическая щель — важнейший параметр в теории сверхтекучести, она в значительной степени определяет сущность этого явления, отличая жидкий гелий от всех других, неквантовых, классических жидкостей. Благодаря разной зависимости числа фононов и ротонов от температуры, вблизи абсолютного нуля (приблизительно до 0,6°) в гелии преобладают фононы. Затем по мере нагревания число ротонов начинает быстро обгонять число фононов, и. наконец, большинство свойств жидкого гелия начинают определять именно ротоны. Подводя к жидкому гелию при абсолютном нуле тепло, мы будем порождать в нем те-пловые возбуждения — фононы и ротоны. Но свойства этих квазичастиц таковы, что они могут вовлечь в тепловое движение только относительно небольшое количество жидкости. Чем больше ротонов и фоионов, тем большее количество жидкости участвует в тепловом движении. Наконец (лямбда-точка!) число квазичастиц становится так велико, что уже вся жидкость оказывается вовлеченной в тепловое движение. Все удивительные саойства жидкого гелия-Н пропадают, и он превращается в тривиальную классическую жидкость — в гелий-1. Что же следует из того, что в гелии-П в каждый данный момент в тепловое движение 118
вовлечена только часть атомов, притом во всякое мгновение — разные атомы? Испытывать трение могут только те участки жидкости, в которых в данный момент есть тепло: трение всегда связано с выделением тепла. Поэтому при протекании через тонкие капилляры и щели такие участки жидкости будут тормозиться. А участки, лишенные тепла, будут просачиваться через тончайшие зазоры, ие испытывая трения. Отсюда следует, что жидкость можно отфильтровать от содержащегося в ней тепла чисто механическим образом. Этим и воспользовался Капица, когда он измерял вязкость гелия по скорости его протекания через щель или когда ои заставлял втекать в бульбочку навстречу выделявшемуся в ней теплу тонкий слой жидкости, теплосодержание которого оказалось равным нулю. Совокупность участков жидкости, охваченных тепловым движением (з следующее мгновение тепловые возбуждения покинут их для того, чтобы вовлечь в тепловой хаос соседние участки), Ландау назвал нормальной компонентой. Совокупность же тех участков, в которых в данный момент тепла нет (но, может быть, оио появится в иих в следующее мгновение), была названа им сверхтекучей компонентой. Гелин-П — это как бы смесь двух компонент, обладающих диаметрально противоположными свойствами. Если нагревать гелий-II, то нормальная компонента будет стремиться в более холодные части жидкости, а сверхтекучая — навстречу теплу. И хотя жидкость будет неподвижна как целое, обе компоненты потекут навстречу друг Другу, выравнивая температуру во всем объеме. Но как определить взаимную концентрацию нормальной и сверхтекучей компонент при разных температурах? Для решения этого вопроса Ландау и предложил вращать стакан, наполненный гели- ем-П. Тогда нормальная компонента увлечется стенками, а сверхтекучая будет оставаться неподвижной. Но как определить, сколько гелия стоит на месте и сколько вращается вместе с вращающимся стаканом?.. Этот-то опыт и запал мие в душу, и мысли о ием не покидали меня последующие годы. Великая Отечественная война... В июле 1941 года мы погрузили станки, ожижительные машины и большую часть научного оборудования в товарный состав и отправились в эвакуацию в Казань. Развернули кое-какие лаборатории в аудиториях и коридорах Казанского университета и стали ждать приезда Капицы, пока остававшегося в Москве. Вскоре ои приехал, полный планов и замыслов. Большинство сотрудников института было сконцентрировано вокруг проблемы получения жидкого кислорода новым ка- пицевским методом — турбодетандером» работавшим от компрессоров низкого давления. Кислород прежде всего был нужен для военных аэродромов. К внедрению первых передвижных установок институт приступил уже в первые месяцы войны. Затем возникла проблема создания мощных стационарных установок, которые работали бы на тех же новых принципах и могли бы содействовать переводу металлургических заводов на кислородное дутье. Петр Леонидович возглавил Главное управление кислородной промышленности при Совете Народных Комиссаров СССР. В этих работах Института физпроблем мне не пришлось участвовать: Академия наук Грузии отозвала меня из докторантуры и в октябре 1941-го я покинул Казань. От сверхпроводимости — к физиологической оптике, от мечты о жидком гелии — к изучению действия ударных волн на живой организм — таков был скачок, который мне пришлось совершить вместе с переменой места работы. Темновое видение, скорость адаптации глаза, следящего за быстро перемешающейся светящейся точкой (самолет в лучах прожектора), мы изучали вместе с Н. П. Калабуковым и Г. Н. Рохлиным, пока иа смену прожекторам ие пришли радары. Тогда возник новый альянс между физиологами, возглавлявшимися академиком И. С. Бериташвили, и мною. Характер поражения различных тканей животного организма изучался параллельно с эффективностью защитных средств. Казалось бы, как далеко от этих чисто практических и не очень физических проблем до гидродинамики жидкого гелия, до квазичастиц—фононов и ротонов, — и все же мысль все время возвращалась к вращающейся квантовой жидкости. 119
3. МНЕ ВЕЗЕТ Война приближалась к концу. Академические учреждения, ранее эвакуированные из Москвы, начали возвращаться в столицу. Летом 1944 года получаю письмо от Капицы: он приглашает меня в свой институт продолжать исследования в области физики низких температур. Через несколько недель иа короткий срок вырываюсь в Москву. Уже чувствуется близость победы. Крупнейшие ученые, инженеры, писатели, художники, артисты уже успели вернуться из эвакуации. Возникают новые учреждения, институты, общества, новые планы, надежды, желания. — Когда сможете вернуться в институт? — спросил меня Петр Леонидович. — Вероятно, смогу начать работу в январе. — А в каком амплуа вы предпочитали бы начать работу у иас? — Пожалуй, докторантом, — ответил я. — Пожалуй, так легче будет освободиться... — Вы хотите продолжать исследования по сверхпроводимости? ■=— Нет, Петр Леонидович. Я мечтаю заняться сверхтекучестью. В развитие ваших последних работ и теоретических исследований Дау. — Сверхтекучестью... — неопределенно произнес Капица. И добавил: — Ну, ладио, о деталях вашей работы мы поговорим после вашего приезда, а пока что езжайте и постарайтесь поскорее освободиться. Я, в свою очередь, предприму шаги, необходимые для вашего зачисления в докторантуру. Я распрощался с Капицей и пошел толкаться по коридорам института. И тут выяснилось, что институт за время войны страшно вырос. Сколько новых сотрудников, докто^ раитов, аспирантов, кончавших студентов; сколько новых конструкторов, чертежников, механиков! Наговорившись со всеми вдоволь, я удалился из института и вскоре отбыл в Тбилиси. В Москве я порезал ногу и приехал домой с нагноившейся раной. Пришлось пролежать два месяца с больной ногой, ио с совершенно здоровой головой. И тут-то мне удалось придумать для себя «научную биографию» на много лет вперед. Все, что я собирался делать когда-нибудь, должно было быть связано со сверхтекучестью. Лежу и день за днем придумываю эксперимент за экспериментом. Почти ежедневно ко мие приходили два моих бывших студента, приносили нужные книги, делали расчеты для моих будущих экспериментов. Если бы не превратности судьбы, то и сейчас я продолжал бы осуществлять ту тотальную программу. Наконец, я здоров. Наконец, я в Москве. Наконец, я опять в кабинете Капицы. И снова: — Чем собираетесь заниматься? — Я продумал большую программу экспериментов по сверхтекучести... — По сверхтекучести?.— Пауза. — Знаете, Элевтер, когда я приехал в Кембридж, Резерфорд спросил меня: «Чем вы хотите заниматься?». «Альфа-частицами», — ответил я. «Но альфа-частицами занимаюсь я», — обрезал Резерфорд. И мне стало ясно, что я должен выбрать другую область исследования. Правда, я вскоре приобщился к тому, чем занимался сам Резерфорд. — Но Петр Леонидович! — почти прошептал я. — Я поиял вас в тот раз так, что вы согласны... — Ну ладно, бог с вами. Начните тогда с того, иа чем остановился перед войной я. Начните с измерения критических скоростей. Располагайтесь в большой комнате, там уже работают трое моих сотрудников, в частности Пешков. Он тоже изучает сверхтекучесть. 4. ВТОРОЙ ЗВУК Василия Петровича Пешкова я знал, еще когда он был студентом. И то, что я о нем знал, не предвещало ничего хорошего. Он был предельно несговорчив, критиковал всех экспериментаторов, не верил теоретикам и имел привычку сомневаться в результатах всего, что делали окружающие кандидаты и даже доктора.
Это — будучи студентом! А теперь он уже сам кандидат, да еще сумел открыть новое явление. Среди прочих необычайных эффектов и парадоксальных фактов, которые были предсказаны Ландау в его теории сверхтекучести, был и так называемый второй звук. Согласно его теории, в сверхтекучем гелии, в отличие от всех других веществ, кроме обычного звука могут распространяться еще и другие волны. Их скорость, зависящая от температуры, должна быть раз в десять меньше, чем скорость обычного звука. Будучи равной нулю в лямбда-точке, она должна резко возрастать при уменьшении температуры, достигать максимума при 1,63°К, снова, уменьшаться по мере дальнейшего уменьшения температуры, а достигнув минимума в области 1°К, снова расти. Кроме того, второй звук должен быть «беззвучен» — принципиально недоступен нашему слуху. Его существование связано со структурой тепла в гелии-П, с тем, что тепла не хватает на всю жидкость. Еще до того, как второй звук был открыт экспериментально, Лифшиц вычислил, в каких условиях наиболее выгодно его наблюдать: он предложил периодически нагревать пластинку, погруженную в жидкий гелий-II. Обнаружить второй звук Капица поручил Пешкову. Это был тонкий эксперимент. Пешков выточил очень маленькое и тоиеиькое колесико со спицами — из одного кусочка слоновой кости. На спицах этого колесика сплел паутинку из константановой проволочки диаметром всего лишь 0,004 см. Витки этой паутинки, когда по ней пропускался ток, имитировали нагретую пластинку. Для того чтобы наблюдать распространение тепловых волн второго звука, кроме нагревателя надо иметь и термометр. Он тоже должен быть ажурным, чтобы тепловая волна могла проходить через него достаточно свободно. В качестве измерителя температуры Пешков использовал проволочку из фосфористой бронзы, навитую в виде очень тонкой спирали. Готовую спиральку он наложил на спицы другого маленького колесика. В первых же экспериментах Пешков обнаружил второй звук. Общий характер зависимости скорости его распространения от температуры совпал с тем, что было предсказано Ландау. Однако фактическая скорость звука при низких температурах оказалась процентов на двадцать меньше, чем это следовало из теории. Двадцать процентов — очень серьезное расхождение. Поэтому Пешков немедленно построил новую, еще более совершенную установку и выжал из нее точность определения скорости, равную 0,3%. Весть об открытии второго звука довольно быстро облетела основные криогенные лаборатории мира. И хотя метод обнаружения был предвычислен Женей Лифшицем, все равно экспериментальным обнаружением этого нового явления мог бы гордиться каждый ученый. А Вася Пешков ие гордился, а возгордился. Чтобы поставить мой стол, надо было чуть сдвинуть тот, за которым работал он, и поместить под его столом корзину для бумаг. Но Вася заупрямился. Вот до чего дело дошло! Даже мусорную корзину нельзя ему под стол подставить! Подумать только: за мусорной корзинкой не видеть моих важнейших в мире экспериментов! Может быть, он перестал сомневаться в чужих результатах? Ничуть. — Измеренные тобою значения критических скоростей неправильны, — безапелляционно изрекал он, хотя никогда не измерял этой величины. — Чем же он»! тебе не нравятся? — Критическая скорость, по-моему, должна при всех условиях быть равной двадцати сантиметрам в секунду. — Это по-твоему, а Капица получил восемьдесят и даже сто десять. - — У Капицы щель могла быть перекошена, и это привело к завышению критических скоростей. — Могла быть перекошена, но не была. — Нет, по-моему, мне сам Петр Леонидович говорил, что не может ручаться за параллельность плоскостей, образовавших в его экспериментах щель. — Но у Мейера и Меллинка тоже... — А прибор этих голландцев мне вообще внушает сомнение. — Но <редь у тебя же нет прямых данных для того, чтобы утверждать, что критско- рость всегда одна и та же. — Я тебе уже сказал: по-моему, критскорость равна двадцати сантиметрам!..
И так до бесконечности. Бывало, и не раз, что его возражения не имели под собой логической почвы; но если ему что-то казалось, переубедить его было практически невозможно. Но правда и то, что многое из того, что ему казалось, оказывалось правильным, так как ои уже и тогда был прекрасным физиком. В этом я убеждался неоднократно, наблюдая его споры со многими советскими и иностранными учеными, споры, из которых он часто выходил победителем. Но мне-то от этого было не легче. Безусловно, я был мученик, самый настоящий мученик. Предвзятые мнения Пешкова, подобно тому как тучи заслоняют небо, закрывали от меня горизонт иауки. Порой я забывал о целях своего пребывания в институте и думал только об одном: как доказать этому упрямцу, что он ошибается? Иногда это удавалось. «Ну, кажись, ты и впрямь прав в данном случае», — нехотя соглашался ои, и тогда я, наконец, мог начать думать о чем-то новом, выбросив из головы обрывки изжившего себя спора. Но бывало н так, что приходилось обращаться к третейскому суду. Все согласны, что в этом моем опыте нет и не может быть ошибки, а в опыте моего оппоиеита имеются, мягко выражаясь, неясности. Но иа него это не действует. Он органически лишен способности увидеть свою неправоту глазами другого человека. Ему нужны какие- то особые, изуверские доказательства. И я подолгу вдалбливаю в него свою правоту, но почти всегда напрасно. Чаще всего за меня это делает время. Он даже знал, что думал Ландау, создавая свою теорию. — Элевтер, как ты думаешь, что такое «р нулевое»? И как выглядит ротой? — «р нулевое» — это импульс неподвижного ротона, а как ои выглядит — не зиаю. — Во-первых, у неподвижной частицы импульса быть не может, а Ландау, вводя понятие ротона, имел в виду, что он немного мягкий и что если он стукнется о стеику, то чуть-чуть деформируется. Когда-то потом, лет через десять — двадцать, американский теоретик профессор Фейи- ман на одной из международных конференций попытается объяснить, почему неподвижной квазичастице можно приписать импульс, и после его доклада мой друг скажет: — Вот видишь, Элевтер, я же говорил тебе еще тогда, что ротой немного мягкий. А я ему отвечу: — Да разве это вытекает из доклада Фейнмаиа?! ...Но пока он посылает меня к Ландау. — Элевтер! Спросил бы ты у Ландау, что такое «р нулевое», и спроси его заодно про деформируемость ротона; так это или не так? — Иди сам, тебе же пришел в голову этот вопрос! — Мне что-то не хочется. Он, того гляди, окрысится. —За такие вопросы он и на меня окрысится. Но Пешков все же уговаривает меня пойти. — Дау, ротон может деформироваться? — Откуда вы взяли? — У нас в лаборатории говорят, что вы это имели в виду, когда создавали теорию сверхтекучести. — Никогда и ничего подобного я в виду не имел. Откуда оии берут такие веши?.. — Ну, что Дау? — спрашивает меня Вася по возвращении. — Конечно, ничего подобного ои в виду ие имел. — Ты, Элевтер, чего-нибудь у него не понял, — возражает мой железно непоколебимый Вася. — Уверяю тебя, что он имел в виду именно это. ...Когда ему стукнет 50 лет, Капица принесет иа заседание Ученого совета, посвященное юбиляру, толковый словарь Даля и прочитает все пояснения к слову «упрямство». Я же хочу пожелать всем молодым ученым обзавестись упрямым другом, потому что иет другого инструмента, на котором можно было бы так успешно затачивать и шлифовать свои мозги. Но хорошо и то, что сейчас мы с Василием Петровичем Пешковым работаем в разных городах, ибо нет у меня теперь того здоровья, которое помогало мие когда-то сохранять непоколебимое равновесие в тех наших спорах...
5. РОЭНКРО Решившись отложить на время эксперимент с критическими скоростями, предложенный мне Капицей, снова возвращаюсь в мыслях к пункту № 1 моей программы. Задача заключалась в том, чтобы ответить на вопрос: может ли гелий-11 одновременно и стоять, и двигаться? В эксперименте, который был мною задуман, оставаться в покое должна была сверхтекучая компонента, а участвовать в движении прибора — нормальная компонента. На мое великое счастье, я решил поставить этот опыт ие с вращающимся стаканом, как это предлагал Ландау, а в том варианте, который только и мог в то время привести к прямому доказательству правильности основных идей, заложенных в его теорию. Во вращающемся стакане в определенных, но неизвестных тогда условиях обе компоненты могут двигаться вокруг оси прибора с совершенно одинаковыми средними скоростями. Я решил взвесить нормальную компоненту, не прибегая к весам, и показать, что ее масса отличается от полной массы гелия-П тем больше, чем ниже температура всей системы. С этой целью мне пришло в голову построить прибор, состоящий из большого числа параллельных лепестков, который, будучи подвешен на тонкой упругой нити, должен был бы вместо вращения совершать малые колебания вокруг своей оси. Нормальная компонента, обладающая вязкостью, будет вовлекаться лепестками в колебательное движение прибора, и, чем больше ее масса, тем большим моментом инерции будет обладать такая система и тем больше окажется период колебания прибора. Сверхтекучая компонента, не обладающая трением, не будет увлекаться стопкой лепестков: заполнен прибор такой жидкостью или нет, его момент инерции будет в точности равен моменту инерции пустого прибора. Если прибор заполнить жидким гелием-П, температура которого близка к лямбда-точке, то есть к 2,17°К. то момент инерции и период колебаний должны быть максимальными, а при абсолютном нуле — одинаковыми как для пустого прибора, так и для прибора, заполненного жидким гелием-П. В одном случае весь жидкий гелий был бы неподвижен, в другом — он весь находился бы в движении. Если, несмотря на свою парадоксальность, предположение, что жидкий гелий может одновременно и стоять, и двигаться, справедливо, то при температурах между абсолютным нулем и 2,17°К период колебаний, а следовательно, и момент инерции должны будут отличаться от тех же характеристик как для пустого прибора, так и для прибора, заполненного жидким гелием-П, имеющим температуру лямбда-точки. Зная момент инерции прибора с жидким гелием при разных температурах, мы могли бы установить, в какой степени жидкий гелий-11 стоит и в какой степени он движется при той или иной температуре. Конечно, это очень трудно себе представить. Но повторим себе: в гелии-П структура тепла такова, что его не хватает на всю жидкость. В каждый данный момент в тепловое движение вовлечена только часть вещества. И, увлекая поверхностью дисков тепловые кванты, мы можем вовлечь во вращение прибора только ту часть вещества, которая в этот момент охвачена тепловым движением. Каждой температуре жидкого гелия-П соответствует свое определенное количество тепловых квантов, а следовательно, и свое определенное количество вещества, ведущего себя как нормальная вязкая жидкость. Количество этого вещества в одном кубическом сантиметре получило название плотности нормальной компоненты и обозначение, составленное из греческой и латинской букв рп («ро — эн»). Плотность невязкой, сверхтекучей компоненты обозначается символом р8 («ро— эс»). Сумма рп+ря равна обычной плотности жидкого гелия р, и потому отношение рп/р (физики скороговоркой произносят его «роэнкро») —важнейший параметр жидкого гелия-П. Выполнить задуманный мною опыт было довольно трудно по трем причинам. Во-первых, вязкость даже жидкого гелия-1 — полиостью нормальной жидкости — почти в 1000 раз меньше, чем вязкость воды при комнатной температуре. Стало быть, для того, чтобы увлечь весь жидкий гелий-1. находящийся между соседними лепестками., расстояния между ними должны быть очень маленькими. Расчет показал, что они ие должны превышать 0.02 сантиметра. Во-вторых, лепестки должны быть в точности параллельны по отношению друг к другу и в точности перпендикулярны оси, вокруг которой происходят колебания, иначе не щ
избежать тривиального перемешивания жидкости, и в движение вовлечется не только нормальная, но и сверхтекучая компонента. Наконец, общий вес прибора, изготовленного из металла, должен быть сравним с общим весом жидкого гелия, заполняющего прибор, иначе он будет нечувствителен к из; менеиию периода колебаний, а вместе с тем и момента инерции, а следовательно, и к изменению плотности нормальной компоненты. Максимальная плотность жидкого гелия в семь раз меньше плотности воды, значит, прибор надо было сделать как можно более ажурным. Расчеты показали: толщина каждого алюминиевого лепестка-диска должна быть порядка одной тысячной сантиметра. Сто совершенно параллельных дисков: толщина каждого — одна тысячная, расстояние между ними — две сотых сантиметра. Зато — возможность определить роэнкро! Мне никогда не приходило в голову делать тайну из планируемых мною опытов. Это ие соответствует моему темпераменту. Поэтому о работе вскоре знало множество людей, которые ничем не могли помочь, зато интересовались ею ежедневно. Но что мне их интерес, когда у меня ничего не выходило! Я вернулся в институт и приступил к делу 2 января 1945 года, а десятого или пятнадцатого в лабораторию вбежал Ландау: — Неужели вы в самом деле сможете измерить, как изменяется с температурой плотность нормальной компоненты? — Попытаюсь, во всяком случае. — отвечаю уклончиво, боясь взять на себя всю полноту ответственности за будущее науки. — Дау говорил мие, что вы взялись за определение роэнкро? Если вам это удастся, это будет очень здорово! — сказал мне Лифшиц через несколько дней после разговора с Ландау. — Ты действительно сможешь открыть закон убывания роэи с понижением температуры? — спросил Мигдал. — Смогу открыть! — Вы скоро сможете сообщить данные о роэнкро?—вцепился в меня Смородин- ский. —Теоретики в них очень нуждаются... — Скоро, Яша, дорогой, скоро. И так на протяжении многих недель. Спрос на роэнкро растет. Отступления нет и быть ие может, и я уже ругаю себя за то, что вставил в свой тотальный план экспериментов по гелию-П этот опыт, которого теоретики ие хотят ждать даже каких-нибудь несколько месяцев. Надо же было!.. Возле моего стола то и дело возникают фигуры интересующихся и сочувствующих: ученые, аспиранты, студенты, механики. Одни говорят «выйдет», другие «не выйдет», третьи «да ты нажми», четвертые «когда же?». Хороша обстановка для работы! И ведь это 1945 год. Еще идет война. Нет ни необходимых материалов, ни приборов. Часть оборудования не перенесла двойной транспортировки — в эвакуацию и из эвакуации. Кое-что институт оставил в Казани. Не было ии дьюаров, ни форвакуумного насоса, ии вакуумной резины. Все приходилось занимать, выпрашивать, выклянчивать. Раздобыл я наконец алюминиевую фольгу, из которой собирался сделать прибор, и занялся сооружением макета будущей установки. И вдруг неприятность. К моему макету подошел Капица: — Ну, где у вас тут приборчик, которым вы собираетесь измерить плотность нормальной компоненты? — Пока не готов, Петр Леонидович. — А чем вы занимаетесь? — недовольным тоном спросил Капица. — Ведь я здесь только полтора месяца... Вот успел сделать макет и собираюсь испытать его. Всего как два дня фольгу для прибора достал. — Я не пойму, —сказал Капица, — вы приехали ко мне в игрушки играть, что ли? — Причем тут игрушки? Работаю как умею, не нравится — могу уехать... Я сам удивился резкости своего тона, но поправить что-нибудь было невозможно: Капицы в лаборатории уже не было. Конечно, если бы я тогда зиал, что именно так обрушивался на сотрудников его учитель Резерфорд и что впоследствии сам усвою эту манеру и стану так же обрушиваться на своих учеников, то мог бы сдержаться... Собрал разбросанные инструменты, приборы, выключил все установки и пошел домой. Продолжение в следующем номере
UOIC.:.. да.'. I Поставить и забыть Каждый автомобилист, будь то профессионал или любитель, всегда обязан помнить об аккумуляторе. То надо долить в него дистиллированную воду, то подзарядить, то очнстнть от окислов свинцовую клемму... Даже у весьма неприхотливых в эксплуатации «Жигулей» инструкция требует проверять состояние аккумуляторной батареи через каждые 500 км (для сравнения: масло в двигателе надо менять через 10 000 км). Между тем один из девизов современной техники — он вынесен в заголовок — «поставить и забыть». Иными словами, идеальное устройство должно как можно дольше работать само по себе, без вмешательства человека. К такому идеалу на ступеньку ближе находится новый аккумулятор, о котором сообщал журнал «Design News» (т. 31, JSfe 19). Этот аккумулятор не требует ни доливки воды, ни очистки клемм. Обычно пластины делают из свинцового сплава, содержащего добавку сурьмы, которая придает твердость мягкому свинцу. К сожалению, сурьма осаждается на отрицательном электроде и способствует разложению электролита. В результате выделяются газы — кислород и водород, воды в электролите становится все меньше — вот и приходится ее доливать. В новом аккумуляторе сурьму заменили на кальций. Правда, такой сплав очень хрупок, и отливкой из него можно получить только очень толстые, тяжелые пластины. Однако эту сложность удалось преодолеть: пластины делают прокаткой (подробности технологии, как можно было ожидать, не приводятся). Известен лишь результат: получаются прочные пластины с мелкозернистой структурой. Другое новшество — пластмассовый сепаратор, сконструированный так, что не дает электролиту выплескиваться. А клеммы сделаны не из свинца, а из нержавеющей стали, и лишь в самом их основании есть свинцовый диск. Обычно наконечник провода просто надевают на клемму, а тут его завинчивают. Острые выступы наконечника вгрызаются в свинец — так создается надежный электрический контакт. Конечно, от всех этих усовершенствований аккумулятор не становится дешевле. Однако, может быть, имеет смысл переплатить, чтобы сбросить с плеч еще одну за боту?.. О. ЛЕОНИДОВ Все хорошо, прекрасная маркиза Наконец-то! Наконец вдохновляющее известие о ветчине. А то чего только не наслышались мы за последнее время: она и жирная, и канцерогенная, и белки в ней не настоящие, и нитритов слишком много. Особенно эти злополучные нитриты разволновали публику. Помнится, «Химия и жизнь» тоже подстроилась к мрачному хору хулителей консервированной ветчины. Но вот авторитетное суждение химиков — не журналистов, а настоящих химиков-аналитиков. В одном из последних номеров журнала «Вопросы питания» обнародованы результаты исследования весьма популярных у нас консервов «Sova Ham» югославского производства. Содержание жира (толстяки, внимание!) — менее 6%. То есть ветчина в коробках по крайней мере в три раза менее опасна при ожирении, чем ветчина в свободном состоянии — в виде окорока. В консервированной ветчине в шесть раз меньше жира, чем в обычной свинине, в три с половиной раза меньше, чем в говядине, вдвое меньше, чем в курином яйце. Это уже неплохо. Белок—17,7%. Несколько больше, чем в натуральной свинине. Причем белок полноценный н сравнительно легко усвояемый. Вода — около 72%. Возможно, кое-кто будет разочарован, но ведь это столько же, сколько в говядине и куриных яйцах, и в конце концов тоже не так плохо — лучше, чем жир. Калорийность консервированной ветчины— 127,4 ккал на 100 г продукта — равна калорийности телятины и курятины. II наконец, нитриты. Нитритов в подследственной ветчине содержится лишь 1,64 мг на 100 г. А принятая в нашей стране санитарная норма — до 20 мг%. Авторы отчета приходят к выводу, что консервированную ветчину вполне уместно рекомендовать для детского и лечебного питания. Так что маркиза может не беспокоиться. Г. ЛАРИН 125
Самый долгосрочный прогноз Африка, Австралия и прочие материки не стоят на месте, а хотя и медленно, но перемещаются, дрейфуют. И это не может не сказываться на климате всей планеты, и континентов в частности Собрав сведения о скорости дрейфа материков, сотрудники университета в Чикаго составили сверхдолгосрочный прогноз изменения климата в разных уголках земного шара. По их предположениям, расширение Атлантического океана усилит северную ветвь Гольфстрима, что в свою очередь приведет к весьма солидным климатическим переменам в Арктике — там потеплеет. Зато в Средиземноморье климат станет более континентальным, с холодными зимами. Виновник этих перемен —Африканский материк, который двигается на север и, когда-то, в конце концов, закроет Средиземное море. Теплый сухой климат Австралии сменится влажным, почти тропическим, тоже из-за северного дрейфа Австралии. Ибо Австралия переедет в ту область океана, где ныне рождаются тайфуны. Сила же и число тропических тайфунов сильно поубавятся. Ну, а что будет в Снбнри? Вот что. Можно будет построить автостраду Азия — Америка, так как восточная часть Азии соединится с Северной Америкой. Это вроде бы произойдет там, где сейчас расположены Алеутские острова. Правда, составляя сверхпрогноз, авторы не учитывали рукотворных изменений климата — тех, которые может вызвать хозяйственная деятельность человечества. Изменения же могут быть грандиозными. Можно построить дамбу в Беринговом проливе, можно зачернить льды и тем самым растопить их в Арктике. А промышленные выбросы СОг, которые грозят подогреть планету, а угроза нарушения озонного слоя в атмосфере?.. Не учитывая всего этого, авторы оправдывались тем, что пока футурологи пытаются предугадать развитие науки н техники лишь на 50—100 лет вперед. А их прогноз рассчитан ни много ни мало, «ак на 50 миллионов лет. Г. БАЛУЕВА
Перстень Урана «Высочайшую планету тройною наблюдал!» — с торжеством сообщил Галилей, впервые увидев в свой слабый телескоп какие-то придатки по бокам от Сатурна. Позднее выяснилось, что планета окружена плоскими кольцами, напоминающими поля глубоко надвинутой шляпы. С тех пор прошло более трех с половиной столетий, и вот теперь оказывается, что система колец опоясывает другую, еще более высокую планету. Первые сведения о кольцах вокруг Ураиа были получены два года назад. Весной нынешнего года астроном Дж. Эллиот подтвердил эту новость. Открытие было сделано, по сообщению журнала «Science News» A977, №' 16), в летающей обсерватории (на борту высотного гидроплана), курсирующей над Индийским океаном. Почти одновременно аналогичные сообщения поступили из Пертской обсерватории в Австралии, из Японии, Индии и других стран. Обнаружить кольца Ураиа помог эффект «оккультации» — уменьшение яркости звезды в созвездии Ориона, когда иа пути ее светового луча проходит Ураи. При этом свет звезды именно ослабевает, а ие погашается полиостью, из чего Эллиот заключил, что кольца представляют собой скоп- пеиия отдельных твердых тел, вращающихся вокруг планеты. Таких .колец пять; договорились обозначать их пятью первыми буквами греческого алфавита. Внутренние кольца имеют ширину примерно в десять километров каждое, а наружное кольцо «эпсилон» — до 100 км. Оно-то и возбудило больше всего споров. Дело в том, что на одной его стороне, при входе планеты в поле зрения регистрирующего прибора, оккультация длится 8 секунд, а на другой, при выходе, — только 3 секунды. Что это может означать? Либо кольцо неровное — один край его утолщен; если это так, кольцо «эпсилон» следовало бы, пожалуй, назвать перстнем. Либо оно расположено в иной плоскости, чем остальные. Либо оно эллиптическое... В любом случае небосклон над Ураном представляет, вероятно, феерическое зрелище: толпы луи, больших и маленьких, бесконечной чередой в разных направлениях плывущих над горизонтом. Г. ШИНГАРЕВ
С. В. ЛАПТЕВУ, Нальчик: Красный цвет фейерверочным огням придает обычно азотнокислый стронций. зеленый — смесь азотнокислого бария и борной кислоты. Н. ТЫРЫТКИНУ, Кировская обл.: Мурексид — аммонийную соль пурпурной кислоты — используют для определения катионов, с которыми он образует комплексы. ДЕМЧИНСКОМУ, Первом а иск: Кремне-калиевая соль — устаревшее название силиката калия. Е. СМИРНОВУ и А. СЕРГЕЕВУ, гор. Александров Владимирской обл.: В состав спичечных головок иногда вводят железный сурик, который и может придать сгоревшей головке магнитные свойства. 1. С. КУВШИНОВОЙ, гор. Владимир: Для фиксации карандашных рисунков издавна пользуются снятым молоком — разбавляют его водой вдвое и опрыскивают рисунок из пульверизатора с расстояния около полутора метров. B. МИХАЙЛОВУ, Новогрудск Грозненской обл.: Хорошее отбеливающее средство для синтетических тканей — пербо- рат натрия, который содержится, например, в «Персоли». М. Г. КО Л МАКОВУ, Челябинск: Для обработки мелких ран и царапин используют продающийся в аптеках клей БФ-6 (его выпускают предприятия медицинской промышленности); заменять его клеем из хозяйственного магазина нельзя. А. С. САИДОВУ, Дагестанская АССР: Есть сорта мыли (например, карболовое, сульсеновое), содержащие бактерицидные вещества, обычное же мыло просто смывает грязь. М. М. АЛЕКСЕЕВОЙ, Москва: При варке капусты тартро- новая кислота, тормозящая превращение углеводов в жир, разрушается. Н. А. РУБЛЕВОЙ, Ачинск Красноярского края: Желтый чай по цвету настоя ближе к черному, по вкусу и аромату — к зеленому: пока желтый чай выпускают опытными партиями. Д. Е. ПЕРСОВОП, Чебоксары: Если кислотность консервов невелика и вы не предполагаете хранить их более нескольких месяцев, то можно использовать и нелакированные крышки. Л. В. ШАЛАШОВУ, Северо-Казахстанская обл.: Адрес Всесоюзного агентства по авторским правам (ВААП) — I03I04, Москва, Б. Бронная. 6а. C. А. НИКОЛАЕВУ, Горьковская обл.: Современную, с учетом последних данных, таблицу Д. И. Менделеева предполи гаем напечатать в одном из первых номеров будущего года. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. Г. Володин, В. Е. Жвирблис, М. М. Златковский (художественный редактор), A. Д. Иорданский, О. М. Либкин, B. С. Любаров (главный художник), Э. И. Михлин (зав. производством), Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, C. Ф- Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), Г. М. Файбусович, B. К. Черникова Номер оформили художники: А. В. Астрин, Г. Ш. Басыров, Р. Г Бикмухаметова, Ю. А. Ващенко, Н. В. Маркова, Е. П. Суматохин, C. П. Тюнин, Н. С. Филиппов АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москве В-333. Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20. C5-52-29 Корректоры Н. А. Горелове, Л. С. Зенович Сдано в набор 23/VII 1977 г. Т-15435. Подп. ■ печать 2/1X 1977 г. Бум. л. 4. Усл. печ. л. 11,2. Уч.-изд. л. 13,2. Бумага 70X108»/,6 Тираж 300 000 экэ. Цена 45 коп. Заказ 1794 Чежовский полиграфический комбинат Союэполиграфпроме при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, г. Чехов Московской области '£) Издательство «Наука», «Химия и жизнь», 1977 г.
Л вместо сердца — пламенный мотор! Откуда эта строчка? Или, вернее, откуда взялось столь распространенное уподобление человеческого сердца стальному мотору? Да, сердце, как некий двигатель, приводит в действие всю систему кругооборота крови. Но есть в нем нечто такое, что выше физиологии и механики, недаром сердце — символ самого высокого в человеке: его мужества, самоотверженности, любвн и чести. Да, в моторе стучат клапаны (правда, автомобилисты возразят, что этого не должно быть), м в сердце стучат клапаны. Но так ли это? Приложив ухо к груди приятеля, вы услышите ритмично повторяющиеся звуки — доктора называют их тонами. Они объяснят вам, что первый тон происходит от смыкания клапанных створок внутри сердца, второй — от раскрытия полулунных клапанов на выходе. Но можно еще поспорить, могут ли эластичные клапаны,. находясь в жидкой среде, стучать, хлопать, вообще издавать подобные звуки. Есть другое объяснение: вибрация самой жидкости в полостях сердца. Сердце расширилось, кровь хлынула в полости-— гидравлический удар о стенки камер и створкн клапанов должен сопровождаться каким-т^звуком. Однако известно, что когда клапаны не фуикциони- ,-^о1|1£исчезак5С. Значит, они все-таки зависят от клапанов. Мы Л^в-Ло^/с^ф). начали. Впрочем, сердцу нет дела до наших > 'ЭД^сЦ^Т, t бьется; даже пылает — и, пожалуй, больше ^а£^ЙгтгоэлЧ)ЭГ^м ученых медиков и инженеров.
№209 Суббота. 1 октября 1917 г. ИЗВВСТ1Я I И ПЕТРОГРЯДСКЛГО СОВЪТЯ РДБОЧИХЪ и СОЛДДТСКНХЪ ДЕПУТД' ~ Адреоъ конторы Лиговка, Сайкинь »чер-, Д- № 6. 7еле4>онъ W 2lfl 41, Лдресъ редаиц!м: С/польный Ииститугъ^2-и атажъ комната N iQi^ Телефон ъ-N Зв-89 Въ виду созыва бъ течен!и блгокайшюгь дней Второю Бсеросс1йскагс Зовътовъ Крестьянскихъ Депутатов!., крестьянъ-делегатовъ хгр&хаип Зторой Bcepoccificidfi СъЪздъ СовЪтовъ Рабочихъ и Солдатскюгь Депу ПРОСЯТЬ остаться для учаспл бъ работать этото съезда. ДЕКРЕТЪ О ЗЕМЛЬ ™ " r-i * чп* мм»* тлел. BirmiuirL __ f» ■ /ппиисггл. ui up л* rwr »-l л ii и \ I > ПоИтвтъя собггъенясхтъ яа чеи- 1Ю отгЬвлггсл вемеддеяяо Огтъ г-я- иго nuirna. 2} Поввщдчъя iv^iif. рввю вагъ к* М1Л у j Vim ид, моваггир^я, чгрвэтвия. со irtnrv вхь вивымъ I мгртвмгг iiiwrtpm теадсбтямв oocTpottoMB и гсЪвв пглваиежтоств- Я1И гермсдг*-*. гь раоторяж*в1е во- ооспшгъ лвимьиълп Котгтетогь я Маднми- L'optruat. Kf-тьлисигъ Де- хутатогъ. ггррдь до Учреитеаьилго o'oopaei* : П) Какал (-и то вт бьио ворча вов- теяугчаг > виулйктиа ирвяяирхата- ю OTurrt вге*т вароду. овигидггсд [вввгтвгь DteennJesnerv карамыгъ ре- юолмкяяыи-ь rymw-k Уивиые (<irt*4 ^ipcfTumciiii Д^пуптоть орщиявахтп. m гобхояныя жЪгы Lin сибаюаачя (ргрожайшат порядка тря вовфяпа яПя аонЪщвчъвгъ виъв в Ui ud" вгв1я того Ю какого pwirtpa уч ^ i вайе вяевво понежат* коифяс' ■«■гддл состав дев Li точвс! cdbcb все- 0 ЮВФВС17*«^0 ВЯТШРСПВ ■ IIЯ ^Tpontvel реводпноно! oipaiu ict- o вврмодлщаго гъ яароп хсеявспь aa s««ri со вгЪп QocTpoliiBfl, opy- i&lflu, cBoroHV запасаня вродуатогь l 1704- a 4) Хм pTToBOirni no o<7^*"B aiB в* nam. яеиеляыгъ speoopt. m*atl впр*лъ ю ояоячагмиаго m BMbBMBlJ Учр^двтрлиыяъ Собрввкяъ, шшп повсюду cj ужать crtijixail «««ггъввекЛ яавааг. составляй! в» деяовав1в 243 rtPTBHrw apwrruri- лип i«i»»nn редине! «HbtictII [*r§poeellcit,ro Согвта Крсетъввсыгь mrapiTorw» я опубавховвянд! гь mv*+y\ 8Я ггвтг «Rirtfrtl», (Пвтро- 1>ад\, вов*рг вв. 19 иг. 1917 г) СЪЬЗДА СОвЪТОвЪ РАЬОЧМГЬ - С. Д-(ПРННЯТЪ НД ЗДС 26 ГЖТ ГЬ 2 Ч Н ) I Право ч*сгнм с«|ст»««тости на замам отмыявтся на*****. *аав яе ■ *■ .к,т, Ь\л\ нв в?оиыея*. вв вовуоагнв. ли сдзваги въ «р^ит л^ г» 1иогц ■i каивъ ii6o ipfTHBi смсобсвъ or туансвв. Bcj irui госудавст«вмМм, члстм СТОЯИЮ o6merf loJLlir*t И'- '1'ллвав;с пу^ла^тра ».дл ,Л щвнм гь алррслипгш ..-^аелячввм л и&чеви irw. 6frw вык^оа исвется воау- ', аилч1 U О * Во|в«п о •*■/! «) irm rn ооЧ^ш*, «tSBTv «Vn ftlHiBi, nikv* bc«i*- ■TtBVan Гчв^итмылт CiiIimIibt. |Э С«не4 t*fn%unt» рв«7««в«1в шь**п- алш юввоса а#вапо fun тъии. ^j\ Fuflaifc.ibcTBO «Наука» Цена 45 коп ^^а*и ■JbUbf мне iBB cTirr; 41 K^ifup неводы uaJ гтвы* nif мпввы' fi/iTr>Boac nnoicna в проч. корфв-вуюц рашастсл г1 *>',ипг)пднг,» nq-MOirn JBftt Hk rum dojmojbji* mrjinp-Tig jffto ■Ы. П MBBCIBKTI СП >fJI41B ВВЛМ1Л IIV Вопрос CiOTpiBllD a*Bf t \ jo^a^h ~.АНЫ. лэлюраы, 3pTCJbHxf I П. Г|Д JjO *Я тПГ'Ч В ПС ^rjtj#Hieri ея агад, ГУД* 1тгт1 вг^гтвиы м л. т;. \jy »0Я1Л 11ЧВН1Я >П jfMo К)шивзоа«ки*»х '>>со * ИЛ]. П I ^c.« Hit ■ ГГ^ВДЬИиВИ JK~ аиякгмч! ]«рвд1яам'ь it, отъ прырогга нвсрвси.я i "роваводвтмьлс-тн и в та fB.inj ювлВ-тиа. Upi ммЪьгв'Я грвяыцг ид HiirjuD* ж^р^ nutja aojbu flfnpnrocfltiiHawHi Зпдя въюмваюикгъ ч**1 <«вя1е jriacnoBT. яьСывшя! поаухактъ UJKiralirif poicn» я лща по \»аогяг, аы^ывал 8яов»цнля ш, jrai». croi бреша в «"люраци ^ воре*- Ш«*Я ЖЬ'Ы) о«И ВС ВС "■** Btfftii О6Р1ТИ0 Вт jxjthu быть пиан* М ВЪ CTTlibulJi^ ntCT 'Тяы! af*pjbBbl фои!!. л ■ иЧвикГЪ ДЛЯ ^jBjr"S( ■_j«ac»Md xBceima» тх, явСы* *<и*жягь 1орес«аен|р QID npecrjPBiF. do О'ркгарщю i "^ — -араал в гтроч 1ижь с«бд rocyjupcrio Пррегегев!* проиюдятсл ut'Kv с «гtaxi авмяьщи Се «^fWM, 8»itVbv порочима »ы даяртжры в ороч я. пи ^рг$1ю. jiOu ш сопашгч Bre roifpjBamtfCf в% it •*. iarw 1ыримие б«тс* '.гроаааго (V>juiiiBcriR <>оа apecrvtB-v acel For( ib. о BppwBibm Mtoion R0TDr io Учр^днтеаьваго ^сгЛршм ев rv вгцвь по воомоягяоеп но а в\ пгЪстяыгъ свои* гъ тт>1 яеобювяиг.! пост* КпТТфАЛ 101»FJ OrP»ll*»*fc' ЯЯ (orfcTAMI KpfCTUlJ-fl- вып. njai lit. if «ояфя' ПРввс1|*гвяВ| Coaira Haf m