Text
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
4
1985


химия и жизнь т: Издамся 196S ГОДА М. Иванова. ВЕЧНАЯ КРЕПОСТЬ А. Н. Крылов. «УЧИТЕ СРЕДСТВЕННО» Ф. П. Сидельковская. БАЛЬЗАМ, ИЗОБРЕТЕННЫЙ ШОСТАКОВСКИМ ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ 2 8 10 ^, ■ ■ ■■■■ - ?-мч ■ ;> ■■ к ' . ' . ., Ф В. Мей. ТОЧКА, ТОЧКА, ЗАПЯТАЯ... Е. Д. Терлецкий. С ЖЕЛЕЗОМ В КРОВИ ПАМЯТИ АКАДЕМИКА М. Н. КОЛОСОВА В. В. Добровольский. ВЕЧНАЯ КРУГОВЕРТЬ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ Ф. С. Татарский. КАК ПОБЕДИТЬ ДРАКОНА? В. А. Перебаскин. ПРАМАТЕРЬ ВСЕХ РАЗУМНЫХ? Я. Коган. ПЛАНКТОН ПОРОЖДАЕТ ПРИЛИВЫ ,г М. Лозан. КАК ПАСЮКИ ЗАХВАТЫВАЮТ СУШУ Р. Шульгина. ЦЕНА НАХЛЕБНИЧЕСТВА А. Дмитриев. КРЫСОЛОВКА ЭЛЕКТРОННОГО ВЕКА В. И. Артамонов. ОДУВАНЧИК О. Астахова. ГРИБНИКИ, ВНИМАНИЕ: ВЕШЕНКА! ДВАДЦАТЬ ДВА ОТЧЕТА АКАДЕМИКА П. Л. КАПИЦЫ С- Шевченко. ФИГУРА МОЛЕКУЛЫ Ю. Пригорницкий. ВАРИАЦИИ НА ТЕМЫ ШАРЛЯ ПЕРРО Д. В. МИФ О ЧЕРНОМ БЕРТОЛЬДЕ Г. Николаев. КРОССВОРД 14 Ю 23 27 33 41 45 50 53 54 55 60 62 80 84 88 91 13 НА ОБЛОЖКЕ — рисунок художника А. Лебединского к статье «Планктон порождает приливы». НА 2-Й СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — рисунок швейцарского художника Э. Грассе (начало XX в.), служащий эмблемой эн циклопеди ческих изда н ий, выпускаемых известной французской фирмой «Ларуссм (к статье «Одуванчик») ПРАКТИКА ИНФОРМАЦИЯ ОБОЗРЕНИЕ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 24 12, 26, 73 38 59 74 94 94 96
Сорокалетие Победы Вечная крепость М. ИВАНОВА В субботу, перед войной, смотрели документальный фильм «Военная присяга». Его демонстрировали прямо в лагере под открытым небом. После отбоя легли спать. Разбудили нас первые взрывы, донесшиеся из центральной части крепости. — Война! Война! — закричали бойцы и в нательном белье сразу кинулись из палаток к оружию. Один из командиров хотел нас заде ржать. — Куда вы? Это же маневры! Что за паника? — кричал он. Но тут снаряды начали лететь в наш лагерь; падали палатки, пирамиды с оружием. От первых взрывов погибло несколько бойцов. Осколком убило и командира, которому так не хотелось поверить в это страшное слово: «война*. Ил воспоминании рядового Марка Герасимовича ПИСКУНА Упорное, героическое сопротивление маленького гарнизона, ею умелые решительные действия заставили целый корпус германской армии остановиться перед крепостью в первый же день войны. И не только остановиться. Приказ, полученный в штурмующих частях к вечеру 22 июня, был, по существу, первым приказом об отступлении, отданным германским войскам с момента начала второй мировой войны. Гитлеровская армия не отступала ни разу пи на западе, ни на севере, ни на юге Европы, но она вынуждена была отступить в районе Брестской крепости в первый же день войны на востоке, против СССР. Сергеи СМИРНОП. Крепость ee<)ei mm
.им
Брест — город старый. Первое упоминание о нем — под названием Бере- стье — обнаружено в Ипатьевской летописи 1019 года. Вся почти тысячелетняя история Бреста это история «строительства и пожара». Сначала долго не унимался пожар междоусобиц. В XIII веке A240 г.) — нашествие татаро-монгольских орд с востока. Брест выдержал это испытание. Позже, вплоть до наших времен, ему еще не раз предстояло противостоять ударам врага, но уже преимущественно с запада. Никакой другой город не размещался так выгодно на западной границе России. Через него шел кратчайший путь из Москвы в Варшаву. К востоку на многие километры простирались Полесские болота, что еще больше усиливало его военно-стратегическое положение. После нашествия Наполеона решено было создать здесь новую крепость для обороны западных границ. Первый камень цитадели был заложен в июне 1836 года. «Русские, в особенности после 1831 года, сделали то, что упустили сделать их предшественники. Модлин (Ново-Геор- гиевск), Варшава, Ивангород, Брест- Литовск образуют целую систему крепостей, которая по сочетанию своих стратегических возможностей является единственной в мире». Эти слова принадлежат Фридриху Энгельсу. В начале нашего века русские военные инженеры позаботились о модернизации Брестской крепости, сделав ее одним из лучших фортификационных сооружений своего времени. «Мостов в Бресте я построил шесть, в том числе и железобетонный». Это — строка из воспоминаний человека, имя которого в истории крепости могло бы остаться незаслуженно забытым, если бы не счастливая находка: металлическая доска с того самого железобетонного моста, на которой выгравированы имена его строителей. ...26 сентября 1976 года в одной из московских квартир праздновался редкий юбилей: столетие со дня рождения ее хозяина. Гостей собралось много — особенно военных. В этом не было ничего странного — юбиляром был один из патриархов советских инженерных войск генерал-майор Иван Осипович Белинский. В 1903 году молодой военный инженер штабс-капитан Белинский прибыл в Брест для прохождения службы. Его приписали к крепостному инженерному управлению и назначили производителем работ. Несмотря на молодой возраст, тогда ему было всего 27 лет, он быстро проявил себя как талантливый строитель. Организовал восстановление и строительство мостов на территории крепости, перестройку и укрепление казематов. Артиллерия быстро развивалась, возрастала мощность снарядов — соответственно надо было совершенствовать и оборонительные сооружения. Среди всех сооружений, созданных Белинским в Брестской крепости, было одно, которым он особенно гордился, несмотря на довольно невзрачный вид этого его детища. Речь идет об уже упомянутом ранее железобетонном мосте — одном из первых железобетонных мостов, построенных в нашей стране. В 1907 году, уже в чине подполковника, Белинский получил назначение заведовать Волынским сектором крепости. Здесь произошла встреча его с человеком, героическая судьба которого известна всему миру: «В 1911 году к нам в крепость прибыл военный инженер Дмитрий Михайлович Карбышев. Он был небольшого роста, пропорционально сложен. Был весь как натянутая струна, его отличала резкая поворотливость в движениях. Лицо у Дмитрия Михайловича было слегка рябоватое, глаза у него были черные и блестящие. Он мило шутил и вообще был очень остроумен». Они стали единомышленниками. Карбышев был убежден, что Брестская крепость еще послужит родине, и хотел применить на деле полученные в академии знания. А они у молодого инженера-фортификатора были весьма глубокими: в аттестате об окончании Николаевской инженерной академии, выданном ему в 191L году, стоял не часто встречающийся балл — 11,58 (по 12-балльной системе!). Карбышеву поручили переустройство VII форта, обращенного лицом к западу. Он решительно поддержал предложение Белинского о применении при реконструкции крепости бетона и железобетона и во многом способствовал реализации этого предложения, превратив бетонные работы из ручных, какими они были в те времена повсеместно, в механизированные. К началу Великой Отечественной войны Брестская крепость, как, впрочем, и дру- 4
Фотография 1914 г. Военный инженер Дмитрий Михайлович Карбышев снят за несколько дней до отправки из Бреста в действующую армию. Дарственная надпись адресована товарищу по службе в крепости, главному контролеру строительных работ Сергею Павловичу Лешкову. Великая Отечественная война тоже застала Карбышева в Белоруссии, в Гродно, всего в 180 км от Бреста. Отсюда начался его последний и долгий (три с половиной года!) путь через 13 лагерей смерти — в бессмертие План Брестской крепости — такой она была перед первой мировой войной ш л •:*«•. t 4, «Л 5
"i i 14 :'! Солдаты Брестского гарнизона. Они еще не знают, что вот-вот начнется Великая Отечественная война i ие крепости, свое оборонительное значение заметно утратила. Ее форты и другие сооружения служили главным образом для размещения войск и складов. Всего в крепости в ночь на 22 июня 1(L1 года находилось 7—8.тысяч человек. Они-то и приняли первый удар фашистских войск. Брест и Брестская крепость были освобождены 28 июля 1(L4 г. Совершив умелый обходный маневр, войска 1-го Белорусского фронта отбили у противника этот оперативно важный железнодорожный узел и мощный укрепленный район на Варшавском направлении. Фашистам не удалось полностью разрушить крепость, но от строгой красоты ее мало что осталось. Впрочем, сразу после освобождения крепость выглядела иначе, чем ныне: построек было больше. Сложенные на старинном связующем (кирпичную кладку цементировали известью с яичными белками), стены цитадели, устоявшие против снарядов, разбирали, чтобы построить жилье. Это помогло открыть многие реликвии героической обороны. Но реликвией должна была стать и сама крепость. Превращение крепости в памятник боевой славы поручили Научно-реставрационным мастерским Министерства культуры Белорусской ССР. Прежде всего надо было защитить от дальнейшего разрушения оставшиеся крепостные постройки, законсервировать развалины, уберечь их от дождя и ветра, снега и солнца, от семян деревьев, что пускают корни в трещинах каменной кладки, от бурьяна, стремящегося «заретушировать» прошлое. Чтобы руины выглядели естественно, сооружать над ними навесы не стали — поверхность развалин защитили коронкой из цементного камня, остатки стен покрыли кремнийорганической смолой, 6
а для тонирования под цвет обожженной кирпичной кладки — смесью, состоящей из той же смолы, полибутил- метакрилата и пигмента (свинцового или железного сурика). Нередко кладку крепостных построек приходилось разбирать и собирать заново, закрепляя кирпич за кирпичом специальным консервирующим составом. По замыслу авторов мемориала — лауреата Ленинской премии А. П. Кибальникова, народного художника БССР А. О. Бембеля и их коллег, старые строения, руины, подвергнутые консервации, и скульптурная композиция должны представлять собой единый ансамбль. Есть в этом ансамбле памятник, установка которого потребовала решения уникальных инженерных задач: это обелиск в виде штыка высотой 104,5 метра и весом 620 тонн. Внутри обелиска устроили гаситель колебаний — из двух маятников весом около пяти тонн. В верхней части штыка прорезали щели — шлюзовые каналы для пропуска ветра. Монтировали обелиск по частям: на земле, в горизонтальном положении, соединяли между собой все элементы штыка с помощью сварки. Каждый элемент весил несколько тонн. Требовалось высочайшее качество сварки — ее технологию разработали в специализированной сварочной лаборатории треста «Химмонтаж». Контролировали качество сварки с помощью рентгеновской и ультразвуковой дефектоскопии. Памятник-штык должен быть вечным. Поэтому облицовку его сделали из титана. Оказавшись в Брестской крепости впервые, поражаешься прежде всего красному асфальту под ногами. Для дорожных покрытий создатели мемориала взяли 600 тонн цветного пластобетона. После дождя, а дождь в этих краях не редкость, он выглядит будто залитый кровью. Справа от площади Церемониалов среди руин разрушенной казармы — чудом уцелевшее здание из темно-красного кирпича, в нем находится Музей обороны Брестской крепости. За площадью — основные сооружения мемориала: устремленный в небо гигантский штык и вырастающая из бетонной глыбы голова воина. Они возвышаются над тремя ярусами плит из черного лабрадорита. Здесь захоронены 833 защитника крепости, их останки перенесли сюда из- под развалин. На плитах выбиты имена, фамилии, воинские звания. Но есть и такие, на которых обозначено — «Неизвестный». Под одной из этих плит, может быть, лежит тот, кто начертал на крепостной стене документальное свидетельство несокрушимой силы человеческого духа:
«Учите средственно» Конечно, каждому из вас известна сказочка Лескова о стальной блохе и о тульском Левше, и вы помните, как атаман Платов прислал ему на корабле бочонок «английской горькой» с назиданием: «Не пей много, не пей мало, а пей средственно», так и в вашем деле я скажу: «Не учите много, не учите мало, а учите средственно». Другой писатель, триединый Косьма Прутков, высказал, между прочим, два афоризма: «Нельзя объять необъятное» и «Специалист подобен флюсу, полнота его всегда одностороння». Наконец, знаменитый Михаил Иванович Драгомиров, бывший долгое время «учителем русской армии», сказал: «Учи показом, а не только рассказом». На профессорах и преподавателях втузов лежит обязанность учить и готовить инженеров, и притом не инженеров-учеников, а «готовых» инженеров, которых можно было бы прямо со школьной скамьи послать на завод в любой цех или в любое конструкторское бюро на соответственную самостоятельную должность. Достижимо ли это? Я прямо скажу — нет, не достижимо, ибо это противоречит первому афоризму Косьмы Пруткова и равносильно желанию «объять необъятное». Никакая школа не может давать готового инженера, руководителя цеха или самостоятельного конструктора, но она обязана дать основные познания, основные принципы, некоторые основные навыки и, кроме знания, еще и умение прилагать знания к делу, тогда сама заводская практика будет для него той непрерывной в течение всей его жизни школой, в которой он не впадет в рутину, а с каждым годом будет совершенствоваться и станет или истинным инженером — руководителем производства или истинным конструктором- новатором в своем деле. На это часто возражают: Менделеев один выдумал бездымный порох, а после Дмитрия Менделеева надо десятки миллионов Иванов Ивановых учить готовым порохом стрелять, и стрелять лучше Менделеева. Ньютоны и Менделеевы рождаются раз в столетие, а то и реже, не школа их создает, миллионы же Ивановых «показом» готовили и готовят Драгомировы. Итак, пора признать, что никакая 8
школа не может «объять необъятного» и не может достигнуть «недостижимого предела». Но в математике переменная величина, стремясь к своему пределу, проходит через бесчисленное множество частных значений, и не всегда нужен ее предел, а некоторые из этих частных значений, которые и надо для дела уметь выбрать. Чем и как надо обос новать этот выбор? Обыкновенно в учебном деле для этого служат «учебный план» и «программы курсов» с их «целевыми установками». Но мне кажется, что здесь часто упускается самое главное: 1) способность студента к усвоению преподаваемого и 2) род деятельности, которой студент стремится себя посвятить в будущем соответственно своей склонности. Это упущение ведет к крупным ошибкам. В основу учебных планов кладутся программы. Каждая программа составляется профессором, заведующим кафедрой и преподавателями по этой кафедре, то есть специалистами по данному предмету, и они всегда склонны изложить предмет «в полном его объеме», как бы забывая, что сами они в своей преподавательской деятельности изучали свой предмет, может быть, 15, 20, 25 лет, а то и более, а студент на изучение этого предмета может уделить лишь небольшую часть года или полугодия, ибо одновременно студенту надо изучить и ряд других предметов, в равной мере обязательных, и сдать по ним зачеты и экзамены. Сдав такой зачет или экзамен, студент стремится как можно скорее «освободить голову» для сдачи зачета или экзамена по следующему предмету, ибо человеческая способность усвояемости не бесконечная, а ограниченная. Уже давно было сказано, что целью университетского образования является «научить учиться». Долгих пояснений эти слова не требуют — достаточно простого сравнения: в старину московские купчихи непременно откармливали к Рождеству гусей моченым горохом и индюков вареными каштанами — для этого гуся зашивали до шеи в мешок, подвешивали к стене и пичкали горохом, так же поступали и с индюком, они и жирели в меру купеческого вкуса и купеческой утробы. Подобно этому часто поступают и со студентом — его пичкают знаниями, сообщаемыми на лекциях, и не оставляют ему достаточно времени для обдумывания, усвоения и настоящего изучения предмета. Сто лет назад мой оте ц учился в 1-м кадетском корпусе. В каждом корпусе было по нескольку лентяев или неспособных к учению кадет, которые с самого начала решали, что их выпустят подпрапорщиками в гарнизон в какую- нибудь Тмутаракань. У них было два способа подготовки к экзаменам. Тогда писали гусиными перьями, и у каждого был перочинный ножик. Так вот, одни начинали подготовку к экзаменам с того, что точили преостро ножик, затем шли в цейхгауз, где в чанах размачивались розги, и начисто подрезали все торчащие сучочки, чтобы сделать розги «бархатными», и на этом подготовку к экзаменам заканчивали. Другие, или более прилежные, или боявшиеся «бархатных» розог, готовились по сокращенным учебникам. Это делалось так: отрезалась треть книги сверху и треть книги снизу и вызубривалась оставшаяся середина. На экзамене хоть что-нибудь да ответишь, и, значит, нуля не поставят и от розог избавишься. Судя по объемам некоторых программ и курсов, и студентам Ленинградского кораблестроительного института придется прибегнуть «к сокращению книг». Как уже сказано, деятельность корабельного инженера протекает вообще или в цеху, или в конструкторском бюро. Одна деятельность требует, если так можно выразиться, главным образом подготовки технологической, другая — математической. Я говорю главным образом, а не исключительно, ибо для той и другой подготовки есть некоторый обязательный общий минимум. Само собою является вопрос, не предоставить ли студенту самому избирать как бы свою подготовку по своей склонности? Часто неправильно смотрят, что инженер-конструктор есть как бы настоящий первосортный инженер, а инженер-технолог есть как бы второсортный. Этот взгляд совершенно неправилен и должен быть изжит. Но этот вопрос требует обстоятельного исследования, на которое у нашей конференции нет времени. Может быть, этот вопрос как-нибудь возникнет вновь и тогда будет обсужден должным образом. «Вестник АН СССР», 1941, № 9—10 9
Сорокалетие Побе ш Бальзам, изобретенный Шостаковским Док гор химических наук Ф. П. СИДЕЛЬКОНСКАЯ Лечебное средство, о котором рассказывается в публикуемой ниже статье, имеет короткое, официально утвержденное название «випилин». Однако большинству людей старшего поколения, а в особенности тысячам ветеранов, которых эта мазь спасла от ожогов, обморожений, от осложнений при огнестрельных ранениях, она известна под другим, более справедливым именем — «бальзам Шостаковского». Лекарство, в кратчайший срок созданное в начале войны советскими химиками, до сих пор состоит на вооружении медиков, оно вводится в состав все новых композиций и лекарственных форм, производится во все возрастающем масштабе и экспортируется во многие страны мира. Эта статья — о том, как начиналась история первого синтетического полимера, нашедшего применение в медицине. Летом 1941 года, когда немцы начали бомбить Москву, нас, сотрудников ИОХа (Институт органической химии АН СССР), эвакуировали в Казань. Я поехала с матерью, а муж пошел в ополчение. Трудовой стаж был у меня невелик, всего год после института, но некоторый опыт по части реакций полимеризации я уже имела. Наша лаборатория, которой руководил 36-летний кандидат химических наук Михаил Федорович Шостаковским, разрабатывала полимерные присадки к смазочным маслам. Дело продвигалось успешно, на заводе пластмасс в Свердловске была уже пущена установка, производившая мономер для одной из них — винилбутиловый эфир. На очереди стояла отработка технологии полимеризации. Поручив это мне, Михаил Федорович направил меня поучиться к известному специалисту по химии полимеров, ныне академику В. В. Коршаку. Когда началась война, эта выучка весьма пригодилась. В Казанском университете нашей лаборатории отвели помещение старинного студенческого практикума — рядом с мемориальным кабинетом Бутлерова. Нас было человек десять, по тому времени не так уж тесно. Вскоре после того, как мы разместились, к Михаилу Федоровичу пришел один из руководителей здравоохранения и задал вопрос, который тогда ставился перТед всеми химиками: какие лекарства может делать ваша лаборатория? Требовались противовоспалительные, противоожоговые, жаропонижающие. Лекарствами до того никто из нас не занимался, но в то время предпочитали думать не об оправданиях... Здесь нужно сказать несколько слов о моем руководителе. Ученик А. Е. Фаворского, он был специалистом по химии ацетилена. Работа с этим газом, особенно при повышенном давлении, требовала немалой отваги — взрывы были самым обычным делом. Михаилу Федоровичу этого качества было не занимать. И химической интуиции — тоже. К примеру, он был первым, кто решился загружать ацетилен в автоклав, не создавая затем над его раствором «подушку» из инертного газа,— догадался, что ее роль могут исполнять и пары растворителя. Этот экспериментальный прием до сих пор называют «способ Фаворского — Шостаковского». Его применяли и в производстве нашего винилбутилового эфира, который получался в результате присоединения бута- нола к ацетилену. Едва гость перечислил виды лекарств, в которых остро нуждалась армия, как Шо- стаковский сказал, что некоторые фракции полимера, с которым мы работаем, внешне напоминают перуанский бальзам, знаменитое природное средство от ожогов и воспалений. Можно попробовать... Ни минуты не размышляя о том, что лечение дело чрезвычайно сложное, что в мировой практике, насколько мы знали, синтетические полимеры в медицине еще ни разу не применялись (до размышлений ли было осенью 1941 года?), мы начали готовить набор фракций, обличавшихся по молекулярной массе. Массу я тут же измеряла на самодельном криоскопе, благо нужный для этого термометр Бекмана у нас был. Каждую порцию, едва она была готова, передавали физиологам, трудившимся здесь же рядом, в университете. А они в тот же день пробовали ее на лягушках. Результат был получен довольно быстро. Фракция с молекулярной массой порядка полутора-двух тысяч очевидным образом ускоряла заживление ожогов, обволакивая раны, способствуя росту эпителиальной ткани. И притом была совершенно не токсична — это тоже проверили на животных. По завершении таких предварительных опытов, как известно, полагается оформить соответствующие акты, получить разрешение на клинические испытания, потом — на применение в лечебной практике... Все это было сделано, но позднее, когда именно, не знаю, потому что в том не участвовала. Тогда же в бальзам так поверили, что немедленно передали его в госпиталь. Он помещался рядом с университетом. 10
раненых с тяжелыми ожогами в нем было много, и главврач, хорошо знакомый с профессором Н. П. Резвяковым, руководителем физиологических испытаний, распорядился применять новое средство сразу, не дожидаясь оформления. Успех превзошел все ожидания. С тех пор наработка бальзама в трех- или пятилитровых колбах стала в нашей лаборатории постоянной рабочей процедурой. О том, что изобретение нужно как-то зафиксировать, подать заявку на авторское свидетельство, тогда тоже не думали. В январе 1942 года у меня родилась дочь. Выкармливать ребенка было трудно — паек в основном хлеб да соль, и те не в изобилии. Не знаю, как обошлась бы без помощи матери да Клавдии Сергеевны, жены Шоста- ковского (она — врач-педиатр). Все мы жили в старом студенческом общежитии на Клыковке — там, где теперь построен студенческий городок. Оттуда до университета ходил трамвай, но влезть в него было трудно, еще труднее вылезть. На работу предпочитали ходить пешком. Минут сорок, не так уж много. Пешком же ходили в магазин отоваривать карточки. Однажды весной я отправилась туда, как всегда, в валенках. А тут неожиданно нагрянула оттепель, улицы развезло. Я промокла и сильно простудилась. Болеть не имела права. Купить лекарства было трудно, однако их делали и сотрудники нашего ИОХа, лаборатория М. М. Кац- нельсона. Товарищи меня выручили — добились в дирекции разрешения, мне был выдан стрептоцид своего производства... Вскоре сотрудником нашей лаборатории на время сделался мой муж Юлий Борисович, теперь он доктор химических наук. Тяжело раненный, он был отправлен в тыл. Попал в Казань. Его оперировали в том самом госпитале возле университета. Осколок, засевший в предплечье, удалось извлечь, однако рука после этого не разгибалась. Юлия Борисовича перевели на инвалидность, он поселился с нами. Как-то он вышел в общую умывальную, а вернувшись, сообщил, что отныне мы работаем вместе: в коридоре его встретил Шос- таковский и в свойственной ему энергичной манере тут же «завербовал» в нашу лабораторию. Сотрудник-мужчина нам требовался остро - за мономером и для бальзама, и для присадки к маслам приходилось ездить в Свердловск. Поезд туда, случалось, добирался лишь *а несколько суток. На заводе пластмасс командированному приходилось брать в рюкзак бидон с сырьем и тем же пассажирским транспортом — другого не было — доставлять драгоценную жидкость в Казань. Женщинам такие путешествия были не по силам. Ну а Юлий Борисович, несмотря па ранение, приладился к этому делу довольно скоро. На современный взгляд: квалифицированный химик, да вдобавок инвалид,— для него ли такая повинность? Но тогда все, без различия чинов и званий, от начальника лаборатории до механика, болели за дело и, не считаясь ни со временем, ни с усталостью, брались за любую нужную работу. Кстати, механик — Василий Иванович Анапский — был у нас замечательный. Пожилой, очень опытный мастер, он месяцами просиживал в Свердловске, и одной из его обязанностей было запаивать бидоны с мономером, чтобы по дороге, не дай бог, ничего не пролилось. И вот во время одного из мужниных вояжей приключилась из-за этого курьезная история, которая неожиданно помогла нам разобраться в затруднениях, казавшихся неодолимыми. Шагая по Свердловску с бидоном за спиной, Юлий Борисович почувствовал, что груз стал теплым, пожалуй, даже горячим. Он сразу сообразил, чем это угрожает: если в запаянном сосуде начнется полимеризация, он может взорваться, как бомба. В тот момент ему пришлось поволноваться. Однако оказалось, что это не полимеризация... Мономер был благополучно доставлен и пущен в дело. Предполагалось изготовить из него порцию винипола — присадки к минеральным маслам полимера с молекулярной массой не менее шести тысяч. Однако, как мы ни старались, получался только бальзам, продукт, куда более легкий. Он, конечно, тоже был нужен, но в тот момент требовался именно винипол... Несколько слов о том, как делалась полимеризация. Мономер заливали в большую колбу из пирекса, подставляли под нее баню с холодной водой или снегом, включали мешалку и добавляли раствор катализатора. Полимеризация длилась примерно час, в течение которого полагалось держать температуру жидкости не выше некой нормы. Процедура, легко заметить, простая и надежная, однако результаты ее с трудом поддавались прогнозу. То получалась одна молекулярная масса, то другая. И та самая случайность — разогревшийся в рюкзаке бидон — навела на мысль, что мономер, тщательно перегнанный и считавшийся чистым, в действительности содержит примеси, способные то ускорять, то, наоборот, ингибировать полимеризацию. О непосредственной причине разогрева догадались скоро: очевидно, механик, запаивая бидон, нечаянно капнул туда припоем, соляной кислотой. А та стала катализировать какие-то реакции присоединения. Подтвердилась и другая гипотеза: о том, что в мономере содержатся перекисные соединения. Приехав за следующей порцией сырья в Свердловск, Юлий Борисович испытал ее солью Мора, затем роданистым аммонием — и увидел густую красную окраску. У нас в Казани за анали * примесей взялась Елена Николаевна Прилежаева, специа- 11
лист по азеотропным смесям. Она выяснила, что наш мономер содержит около семи процентов исходного вещества, бутилового спирта, образующего с ним не разделимую перегонкой азеотропную смесь. Ну а спирт — неплохой ингибитор полимеризации. Мало того, в присутствии кислоты он легко присоединяется к виниловому эфиру, образуя ацеталь, а тот распадается, превращаясь в ацетальдегид — еще одну примесь, активно вмешивающуюся в полимеризацию. Стало быть, для получения высокомолекулярной присадки примеси следует удалять (что и было тут же налажено); для бальзама же лучше всего брать именно сырой мономер. Ведь все примеси, если лекарство лишь наносится на кожу, практически безвредны. Результаты этих изысканий, как легко заметить, можно описать быстро. Однако понять, каких сил стоило выделить, очистить, распознать множество примесей во времена, когда не хватало элементарных реактивов, а о хроматографии и слыхом не слыхали,— это, пожалуй, не под силу даже профессиональному химику, избалованному современным оборудованием. Впрочем, никто из нас вовсе не считал, что занят чем-то непосильным... Позже была пущена промышленная установка для изготовления винипола (ее проектировали известный технолог, ныне академик, В. В. Кафаров и его друг инженер Н. Ф. Кононов), необходимость дополнительной очистки мономера была немедленно учтена. Так что бидон в рюкзаке, можно сказать, разогрелся весьма вовремя. Hv а бальзам продолжали нарабатывать в лаборатории — заводское производство началось позднее. Особого труда наработка теперь не требовала, лишь бы подвозили мономер. В 1943 году муж снова отправился на фронт (рука зажила), а мы вернулись в Москву. Шостаковский тем временем перешел от изучения виниловых эфиров к виниловым же соединениям, содержащим вместо кислорода серу. Потом заговорил об аналогичных производных азота. И снова его интуиция оказалась безошибочной: выбранное им вещество оказалось превосходным мономером для получения синтетических кровезаменителей. Впоследствии удалось наладить производство так, чтобы работать с ацетиленом безопасно, при давлении, почти не отличающемся от атмосферного. Михаил Федорович стал лауреатом Государственной премии, членом-корреспондентом АН СССР, директором института. Звания и почести не отразились на его привычках. Он по-прежнему любил поохотиться,, покопаться в огороде... Его биография до сих пор не написана, и мало кому известно, что 6 июня 1985 года недавно скончавшемуся создателю замечательного бальзама исполнилось бы 80 лет. Вспоминается еще одна история, связанная с виниловым эфиром. Весной 1950 года меня и еще двух сотрудников ИОХа, ныне покойных В. П. Шишкова и Н. А. Герштейн, командировали на завод. Производство винипола шло с перебоями, процесс был неустойчив — надо было разобраться в причинах. Встретили нас не очень-то ласково, мол, что вы, академия, можете понимать в наших заводских делах? Мы провозились более месяца, «прощупали» в лабораторных опытах всю технологическую цепочку, проверив каждую стадию своими руками. Посоветовали внести в процесс кое-какие изменения. Перестройку аппаратуры, помню, закончили к первомайским праздникам, тут же запустили первый синтез по-новому. Успех был для нас вопросом чести, профессиональной состоятельности. Мы сидели в директорском кабинете, дожидаясь результатов,— и как раз в этот напряженный момент принесли телеграмму из Москвы, от товарищей по лаборатории. Они поздравляли нас с праздником и с успехом нашей миссии. С успехом! Знать о том, что получается в тот момент в аппаратах, они, разумеется, не могли — но не сомневались в нас, верили, поддерживали. И их поддержка обрадовала нас даже больше, чем стакан с образцом только что полученного великолепного продукта, вскоре принесенный из цеха. Эта телеграмма напомнила мне военные годы. Всем приходилось туго, работали сверх сил, питались впроголодь. Но трудились дружно, не за страх, а за совесть, держась друг за друга. Этим и победили. Записал В. ЗЯБЛОВ В августе выйдет из печати «Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева», 1985, № 4, посвященный полимерным веществам и материалам медицинского назначения Журнал в продажу не поступает и распространяется только по подписке. Подписка на № 4 принимается без ограничений в отделениях связи до 1 июня (индекс журнала — 70285). В случае опоздания можно подписаться в редакции по адресу: 101000 Москва, Кривоколенный пер., 12, тел. 221-54-72. Цена номера 2 руб. 12
после; * ; *зъ- ъ-л: Если предел длительности жизни существует, то чему он равен? И если кому-то посчастливится дожить до него — что же, в следующий миг этот человек умрет? Известный математик В. Феллер в учебнике «Введение в теорию вероятностей и ее приложения» писал, что допустить некоторую вероятность дожить хоть до тысячи лет разумнее, чем проводить на оси времени роковую черту, переступить которую не дозволено никому. Общие рассуждения, однако, хороши, если они подтверждены фактами. И такие факты, как выяснилось, дает статистика. Анализ данных по смертности долгожителей, выполненный в Московском государственном университете (Л. А. Гаврилов, «Биофизика», 1984, № 5, с. 908), показал, что абсолютного предела для продолжительности человеческой жизни, по-видимому, не существует. В качестве источника данных автор избрал материалы шведской статистики. Долгожителей в этой стране меньше, чем во многих других, зато возраст их зафиксирован с точностью, не внушающей сомнений. А при таком исследовании это особенно важно. Динамика смертности до столетнего возраста сравнивалась с предсказаниями математической модели, основанной на гипотезе о существовании физиологического предела жизни. И вот что оказалось: модель работает безупречно, пока годы не перевалят за 70. Далее же начинаются отклонения, доходящие до того, что столетние старцы умирают вдесятеро реже, чем предрекает модель. У долгожителей, следовательно, смертность нарастает с возрастом медленнее, чем у людей средних лет; если у последних риск смертности, нарастающий в геометрической прогрессии, удваивается каждые 6—8 лет, то у патриархов — лишь через 9. И не видно зловещей черты, ограничивающей их дни. Что же выходит? Что мы вовсе не находимся под дамокловым мечом рока, а скорее ежедневно разыгрываем свою жизнь в рулетку. И, следовательно, имеем возможность задуматься об эффективных способах мошенничества в этой игре. Что же касается долгожителей, то им, выходит, можно менее других тревожиться, поглядывая на календарь. И как тут не отметить правоту братьев Стругацких, написавших в свое время: «Если хотите знать, то максимально возможный возраст наших горцев предела не имеет!» с. и. потапов Отмерен ли наш век? Динамика смертности »лгожителей не подтверждает теори ) «предельно-" подрасти . 13
1 д1 i >Mt ' M i О t Точка, точка, запятая... * КОД HI > РЛ Д 1К АЛОЕ В. МЕЙ Сначала — о точке. Ею обозначают свободный неспаренный электрон, который не принимает участия в образовании химической связи. А сами вещества, атомы которых имеют такие электроны, называют свободными радикалами. Было время — и не так давно, когда все мыслимые радикалы числили корот- коживущими промежуточными продуктами химического взаимодействия, считали их крайне нестабильными, чуть ли не эфемерными. Нос тех пор было получено множество таких радикалов, какие можно спокойно хранить месяцами и даже годами, проводить с ними всевозможные манипуляции — вплоть до возгонки. Известно и то, что свободные радикалы играют огромную роль как в химических (полимеризация, катализ, горение), так и в биологических процессах. Словом, к радикалам стали относиться как к полноправным химическим веществам. Они же, в свою очередь, продолжают преподносить исследователям сюрпризы. Так случилось и в горь- 14
На фото: изображение атомов рения е ионном микроскопе (увеличение 2000 000) ковском Институте химии АН СССР, где неожиданно открыли новый класс соединений. ОТ СЛОВА ДО ДЕЛА Химический синтез часто идет неизведанными путями. Даже тогда, когда результат реакции, казалось бы, очевиден, взгляду исследователя может предстать совершенно непредсказуемая картина. В таких случаях, бывает, сама реакция происходит за минуту, секунду или даже доли секунды, а вот на объяснение ее исхода требуются годы... Лет пятнадцать назад было высказано казавшееся тогда парадоксальным утверждение, что радикалы вовсе не обязаны вступать в реакцию только теми атомами, при которых стоит точка (свободный электрон). У этого мнения нашлись и сторонники, и противники. Некоторые же просто-напросто пожимали плечами. Дескать, о чем спор, утверждение-то тривиальное. Если у радикала есть еще более активные группы, чем те, что с точками, то почему бы не реагировать именно им? Среди последних был и Г. А. Абакумов, ныне доктор химических наук, заведующий лабораторией химии метал- лоорганических соединений горьковско- го института. На словах все казалось достаточно ясным. А на деле вышло нечто весьма неординарное. Началось все с незначительного эпизода. Потребовалось установить строение некоего малоизученного радикала. Обычно в таких случаях о структуре частицы судят по продуктам ее взаимодействия с каким-либо веществом. На этот раз выбрали бромид алюминия. Предполагалось, что получится такой же комплекс, какие так называемые кислоты Льюиса (бромид алюминия относится к их числу) образуют со многими органическими молекулами. Однако результат оказался совсем иным — изменилось само строение радикала. Чтобы объяснить дальнейшее, следует напомнить, что для наблюдения радикалов существует очень удобный метод — электронный парамагнитный резонанс (ЭПР)*. Благодаря неспарен- ному электрону эти частицы обладают * См. «Химию и жизнь», 1982, № 3, с. 50—53. парамагнетизмом, и любое изменение в их структуре сразу же сказывается на спектрах ЭПР. Вот и в данном случае спектры показали, что образовался новый радикал, не похожий на исходный. Более того, такой же спектр получили и тогда, когда вместо радикала взяли соответствующую ему перекись. Выходило, что два диамагнитных вещества (перекись плюс бромистый алюминий) образуют парамагнитный продукт. Непонятно было и другое. Оба участника последней реакции — окислители, а результат взаимодействия говорил о том, что одно из них окисляется другим. Совсем как в известной детской книжке: «Если слон на кита полезет — кто кого сборет?» Сходные результаты получились и с другими радикалами. Шло время, накопилась толстенная пачка спектров, а объяснения все не было. Надвигалась неприятная перспектива: все сведут к «ошибкам в эксперименте» — и на том тему закроют. Объяснение пришло только тогда, когда удалось освободиться от «гипноза точки» — вот она, дистанция между словом и делом! Как только приняли механизм реакции, по которому радикал взаимодействует не «точкой», а другой группой, все стало на свои места. Удалось найти и кита, и слона (окислитель и восстановитель) и достаточно ясно осознать ход событий в целом. Подробный рассказ об этом занял бы несколько страниц текста и примерно столько же — формул. Ограничимся кратким резюме. Подобные реакции оказались общими и для широкого круга радикалов, и для большинства металлов периодической системы. Продукты этих реакций — свободнорадикальные комплексы нового, доселе неизвестного типа. В общем виде формула одного из наиболее интересных их классов такова: Что скрывается за химическими символами? Прежде всего, необычные ли- ганды — замещенные ортосемихиноны (крестиками обозначены заместители, как правило, третично-бутильные группы). Связанные с металлом М группы X, Y, Z (их может быть больше или меньше) самые различные: от водорода 15
и галогенов до тех же семихинонов. Главное отличие этих соединений от множества давно известных комплексов заключается всего-навсего в точке... Обозначаемый ею электрон расположен не на металле, как в классических объектах координационной химии, а на лиганде, не на каком-то отдельном его атоме, а на молекуле в целом (в формуле это обозначено дугой). Изюминка новых соединений именно в этом. Не участвуя в образовании химической связи, свободный электрон образует единую систему с шестью л-элек- тронами ароматического ядра и электронной парой кислородного атома. Примечательно, что изображенная на формуле жесткая «хелатная» (подобная клешне) структура характерна для комплексов переходных металлов. Если же металл непереходный, различия между кислородными атомами, как правило, нет — они становятся тождественными. Это явление обнаружено исследователями из московского Института элементо- органических соединений АН СССР, которые тоже начали заниматься подобными соединениями, и названо блуждающей валентностью. Если бы все дело ограничилось теоретическими рассуждениями, разговор о новых комплексах вряд ли стоило бы выводить за рамки специальных журналов. Но у этих соединений — вот уж чего никак нельзя было предугадать — оказалось множество свойств, полезных для самых разнообразных практических надобностей, ПОКА — ОДНИ ЗАГАДКИ Даже самая совершенная химическая лаборатория не может идти в сравнение с той, которая называется человеческим организмом. И не потому, что химики не умеют изготовлять вещества, вырабатываемые живой природой. Например, адреналин — гормон, в значительной степени управляющий и физическим, и психическим состоянием человека... Известен и метод синтеза его предшественника в организме — норадреналина, и путь получения дофамина, играющего роль медиатора, то есть вещества, передающего возбуждение от нервных окончаний к различным органам. Какое отношение имеет это к теме нашего разговора? Самое непосредственное. Перечисленные вещества, а с ними и многие другие относятся к классу катехоламинов — производных двухатомного фенола пирокатехина. Но ведь от пирокатехина ведут свое происхождение и органические лиганды, входящие в состав новых комплексов: Совпадение поначалу казалось случайным. Начиная свои исследования, горь- ковские химики меньше всего думали об адреналине и ему подобных. Просто самым подходящим для их синтезов исходным веществом оказался получаемый из пирокатехина ортохинон. Но позднее (снова неожиданно) обнаружилось, что многие природные соединения сродни тем веществам, с которыми работают в Горьком. И невольно пришлось заинтересоваться проблемами, существующими вокруг этих соединений. Тем более, что ясности во многих делах там тоже нет и по большей части пока господствуют предположения. Взять хотя бы мумиё. Наверное, ни об одном лекарственном препарате не велось в последнее время столько разговоров, как об этом. И все же механизм целительного действия мумиё изучен явно недостаточно. Известно, что в его состав входят меланины. Вещества этого класса образуются под действием солнечных лучей и в человеческом организме — они придают коже бронзово- шоколадный оттенок, именуемый загаром. Между тем химическая родословная меланинов тоже начинается с пирокатехина. Найдена в мумиё й медь. Было бы весьма заманчиво предположить, что она образует с меланином комплекс, сходный с описанными выше, и что именно в этом комплексе заключено целительное начало природного препарата... Другая гипотеза относится к борьбе с таким неприятным недугом, как алкоголизм. Обнаружено, что продукт окисления спирта в организме — ацетальде- гид взаимодействует с дофамином, образуя наркотические морфиноподоб- ные вещества. Организм алкоголика привыкает к ним и со временем начинает требовать их постоянно. А если с помощью металла (есть такое предложение) связать дофамин в комплекс, эти наркотики, возможно, и не возникнут. И исчезнет одна из главных причин привыкания организма к алкоголю... Прямого отношения к затронутым 16
проблемам горьковские химики не имеют. Однако эти вопросы касаются их потому, что все полученные ими комплексы — а число последних уже достаточно велико — в той или иной степени обладают физиологической активностью. Причем, как полагают, в отдельных случаях она может быть весьма значительной. У специалистов, которые могли бы дать ответ на эти вопросы, руки до комплексов пока еще почти не дошли, но в Горьком надеются привлечь внимание знатоков. Кое-какие ориентиры уже есть. Например, установлено, что подобные комплексы — сидерохромы образуются в живом организме. Они служат для переноса железа через клеточные мембраны. Присутствующие в клетках ионы трехвалентного железа связываются с пирокатехиновыми фрагментами, «торчащими» из полипептидных цепочек, и транспортируются в виде комплексов. В дальнейшем эти комплексы способны диссоциировать, высвобождая железо. Если медико-биологическое лицо новых соединений пока окутано пеленой неизвестности, то над их физико-химическими свойствами туман уже кое- где рассеялся. И то, что открылось, заставило отнестись к ним с повышенным вниманием. ВРЕМЯ РАССТАВЛЯТЬ ЗАПЯТЫЕ Для начала — история о растворившемся электроде. В обычном понимании слова это, в общем-то, был даже не электрод. Его роль должно было играть серебряное «зеркало», нанесенное на внутреннюю поверхность стеклянного сосуда. Такой электрод нужен был для определения некоторых электрохимических параметров. В сосуд, как было предусмотрено методикой эксперимента, залили растворитель, загрузили хлористый литий и хинон. Пока готовили аппаратуру, в сосуд не смотрели, а когда заглянули — зеркала как не бывало. Расследование дела о пропаже серебра показало, что причиной было образование очередного комплекса с точкой (кстати говоря, это один из примеров, доказывающих, что комплексы, имеющие свободнорадикальный характер, могут получаться и не из радикалов). Так же «исчезали» и некоторые другие металлы. В конце концов удалось подобрать такие реагенты, которые дают комплексы, растворимые в самых различных органических средах — вплоть до керосина. Внешне это выглядит весьма эффектно: металл растворяется в керосине за несколько минут. Правда, самые активные металлы (натрий или цинк) удавалось растворять в органических жидкостях и раньше. А вот серебро, медь и им подобные — никогда. Эффектный случай навел исследователей на мысль о возможности таким способом рафинировать металлы, избирательно извлекая из смеси тот, что подходит по потенциалу. Схематично это можно представить так. В одной части реактора металл переводят в комплекс, то есть растворяют. Поток жидкости переносит вещество в другую зону, где его нагревают. При этом оно разлагается на исходные компоненты. Очищенный таким образом металл выделяют, а органические реагенты возвращают ,в зону получения комплекса. Метод рафинирования с помощью таких транспортных реакций (не правда ли, похоже на то, что происходит в живой клетке?) оказался настолько удачным, что в ближайшее время предполагается его практическое использование. Таким же термическим разложением комплексов, только в стационарных условиях, можно получать металлические покрытия и пленки. Почти все комплексы нового класса сильно поглощают свет. Удивляться здесь нечему: по сути дела все они — металлосодержащие хиноидные красители. Что и навело ученых на мысль испытать их в качестве материалов для фотографии. Известно, что из-за дефицита серебра традиционным светочувствительным фотоматериалам давно подыскивают замену. Комплексы радикалов, похоже, можно всерьез рассматривать как один из возможных вариантов. Изображение на пленках, изготовленных сотрудниками лаборатории Абакумова, возникает так. В светочувствительном слое находятся хинон и соединение металла. Под действием света образуется комплекс. Как обычно, более освещенные участки на негативе будут выглядеть темными, а неяркие, наоборот, светлыми. Роль проявителя здесь играет сам же свет. А вот в качестве закрепителей используют вещества, которые в традиционной фотографии служат проявителями. С их помощью восстанавливают непрореагировавший хинон. Есть и другой вариант приготовления 17
светочувствительного слоя. В пленку помещают хинон и восстановитель, работающий только на свету. Изображение возникает благодаря тому, что при экспозиции хинон в зависимости от освещенности восстанавливается неодинаково. Изображение проявляют солью металла — здесь-то и образуется комплекс. А свет (его пускают в действие повторно) выступает уже в качестве закрепителя, способствуя окончательному восстановлению непрореагировавше- го хинона. Изображение на таких пленках получается отменно четким. Правда, на свету оно может выгорать, но есть возможность справиться и с этим. Подобраны вещества, которые превращают образовавшийся органический краситель в неорганический и делают изображение практически вечным. Автор этих строк был свидетелем того, как пожелтевшая за несколько месяцев фотография в 2— 3 минуты снова обрела ясность и четкость — теперь уже навсегда. Другое дело, что по чувствительности эти материалы, увы, заметно уступают традиционным серебряным (как, впрочем, и все без исключения остальные заменители). Но как знать, не настанет ли время, когда чувствительность удастся несколько поднять или придется ею несколько поступиться? Еще две возможности применения комплексов — чисто химические. Одна из них может заинтересовать химиков- аналитиков. Переводя металл в комплекс и записывая спектры ЭПР, удобно проводить и качественный, и даже количественный анализ. Для количественного определения металла выгодно то, что комплекс не надо выделять, то есть можно исключить длительные и трудоемкие стадии экстракции, хроматографическо- го разделения и т. п. В качественном же варианте основой служит тот факт, что спектры комплексов различных металлов имеют разный вид. К тому же метод ЭПР более чувствителен, чем другие, такие, как, например спектрофото- метрия. Еще одна возможность связана с хроматографией. Оказалось, что металлы, образующиеся при нагревании комплексов, удачно модифицируют поверхность хроматографических сорбентов. Металлизация резко меняет свойства последних, и они приобретают способность делить смеси, которые в иных условиях поддаются разделению с трудом. Методика разработана и для газовой, и для жидкостной хроматографии. Возможности использования перечисленных свойств свободнорадикальных комплексов уже очевидны. Проверить же другие предположения исследователи пока просто не успели. В частности, они считают, что эти комплексы могут стать хорошими катализаторами окислительно-восстановительных реакций. Подобные реакции неизменно связаны с переносом электронов. Если в качестве катализатора взять комплексное соединение, в ходе реакции возникнет промежуточное состояние с электроном на лиганде (непосредственно к металлу подобраться трудно — он экранирован лигандами). Для обычных комплексов такое состояние не характерно, а для радикальных энергетически очень выгодно. Поэтому скорость переноса электрона должна возрастать. Случайно ли несколько важных ферментов, катализирующих окислительные процессы в живом организме, относятся к катехола- там — производным пирокатехина? Рафинирование металлов, бессеребряная фотография, качественный анализ, количественный, хроматография... Запятых расставлено немало. Должен, однако, признаться, что я не назвал и половины способностей, присущих плодовитому семейству свободно- радикальных комплексов. В особенности это относится к его отдельным представителям. Так, одни из них обладают оптическим дихроизмом, то есть их монокристаллы имеют различную окраску в зависимости от ориентации в поляризованном свете. Другие обладают уникальными фото- и термофизическими свойствами. Третьи... Впрочем, говорить об этом пока рано — по различным соображениям, в том числе и составляющим «секрет фирмы». Ясно одно: эти комплексы представляют серьезнейший интерес. И для науки, ранее подобных веществ не знавшей, и для практики, которой реализация их возможностей может принести ощутимую пользу. Будем надеяться, что ждать этого долго не придется. 18
С железом в крови £. Д. ТЕРЛЕЦКИЙ Про железо, разумеется, все и всё знают: и что оно главный металл техногенной нашей цивилизации, и что важный биоэлемент... О гемоглобине тоже наслышан каждый, но что это такое, мы особенно не задумываемся — был бы в норме. Между тем именно гемоглобину — пигменту крови, состоящему из железосодержащего соединения порфи- ринового типа и белка глобина, природа доверила один из деликатнейших процессов — доставку кислорода живой клетке. РАЗНОЦВЕТНАЯ КРОВЬ Не секрет, что кровь бывает только у ж и вот н ы х, да и то не у все х. А у растений? Еще в 1939 г. японский исследователь X. Кубо обнаружил в клубеньках сои красный пигмент, родственный гемоглобину. В отличие от гемоглобина животного происхождения растительный пигмент назвали леггемо- глобином, или легоглобином. Приставка «лег» указывает, что это вещество присутствует в бобовых; латинское legumen означает стручковое растение. Впрочем, дело не только в растениях. Клубеньки бобовых возникают благодаря симбиозу с азотфиксирующими бактериями. В лег- гемоглобине гем образуется в бактериальных клетках, а глобин — в растительных. Для чего необходим такой симбиоти- ческий продукт? Все для того же — доставки кислорода. Леггемоглобин создает «режим наибольшего благоприятствования» кислороду, который должен поступить к клеткам клубеньковых бактерий. Но не везде, где требуется интенсивная доставка кислорода к живой клетке, природа обращается к железу. В крови кальмаров, улиток, ракообразных и пауков растворен дыхательный пигмент гемоцианин, содержащий вместо железа медь. Кровь, вернее, гемолимфа этих животных окрашена в голубой цвет. Кроме гемоглобина есть еще два дыхательных пигмента, содержащих железо. Правда, присутствуют они в гемолимфе только некоторых видов кольчатых червей. Один из них, гемеритрин, как и гемоглобин, заключен в эритроцитах (благодаря гемеритрину кровь этих животных окрашена в розовый- цвет); другой, хлорокруорин, растворен в кровяной плазме подобно гемоцианину. Здесь природа совсем уж дала волю фантазии: хлорокруорин придает крови зеленый цвет. Любопытно, что у некоторых многощетинковых червей встречаются одновременно и хлорокруорин, и гемоглобин, причем у молодых особей преобладает гемоглобин, у взрослых же — хлорокруорин. И все же почему наша кровь красная, а не голубая или зеленая? Может, правы фантасты, утверждающие, что где-то там, в неведомых просторах Вселенной, обитают голубые, зеленые или даже вообще бесцветные гуманоиды? На это пока ответа нет. Но очевидно: то, что цвет нашей крови красный и что в ней содержится гемоглобин, а не, скажем, хлорокруорин,— это не прихоть природы, не случайность, а эволюционная закономерность. Гемоглобин, гемеритрин и гемоцианин в тканях соответствующих животных работают в совершенно различных условиях, от которых тоже зависит, и иногда в решающей степени, способность переносить кислород. ПОЧЕМУ МЯСО КРАСНОЕ Не весь кислород, доставляемый гемоглобином, сразу же идет в дело. Часть его до поры до времени остается в мышцах. Это своего рода запас. Как доставить кислород, когда из-за сокращения мышц многие кровеносные сосуды оказываются сдавленными? Вот тогда этот запас и срабатывает. Здесь напрашивается простенький на первый взгляд вопрос, но он из вопросов, как говорят школяры, «на засыпку»: 19
Первые исследователи, наблюдавшие под микроскопом кристаллы гемоглобина, называли его кристаллом крови почему мясо красное? (Интересно, как бы на него ответили эрудиты из телевикторины «Что? Где? Когда?») Традиционный ответ: потому, что мясо пропитано кровью, не годится. Кровь тут совершенно ни при чем. Дело в том, что кислородную эстафету в мышцах (и следовательно, в мясе) принимает другой гемосодержащий белок — мио- глобин («мио» — по-гречески «мышца»). Он и придает им окраску. Установил Для того чтобы установить структуру гемоглобина, понадобилось около тридцати лет. (Это стало возможно благодаря рентгеноструктурному анализу.) Но прежде удалось выяснить строение миоглобина — родственного гемоглобину, но более простого белка. Как выглядит модель этой молекулы, показано на снимке слева. Справа — модель молекулы миоглобина по Кендрю. Эта модель Максу Перутцу сначала очень не понравилась. Известны его слова: «Неужели поиски абсолютной истины могут привести к установлению столь отталкивающей структуры? * Правда, затем он добавил: «К счастью, подобно многим другим природным объектам, мио глобин выигрывает в красоте при более близком рассмотрении » это еще в прошлом веке (в 1883 г.) русский биолог К. С. Мережковский. Различия в строении гемоглобина крови и миоглобина выявили позже. Расшифровка строения их молекул связана в первую очередь с именами Макса Перутца и Джона Кендрю, начинавших научную деятельность в знаменитой Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Именно там был разработан метод рентгено- структурного анализа, сыгравший исключительную роль в исследовании белков и ДНК. Макс Перутц шел к расшифровке структуры гемоглобина почти четверть века и закончил свое выдающееся исследование на рубеже пятидесятых — шестидесятых годов. Строение миоглобина выяснили лет на десять раньше. Миоглобин стал вообще первым белком, структура которого поддалась пространственной расшифровке. В этой молекуле около 2500 атомов, она состоит из 153 аминокислотных остатков, образующих спираль, свернутую в клубок,— глобулу. Внутри — единственная группа гема с единственным же атомом железа. Гемоглобин «устроен» значительно сложнее. Его молекула содержит почти 10 000 атомов и состоит из 574 аминокислотных остатков. И если у миоглобина одна полипептидная альфа-цепь, то у гемоглобина таких цепей две да еще две бета-цеп и и соответственно четыре гема, каждый из которых содержит по атому железа. Таким образом, молекула гемоглобина почти в четыре раза больше молекулы миоглобина. Почему? Да потому, что у них разные функции. Гемоглобин не только поставляет кислород клетке, но и участвует в 20
удалении из нее «выхлопного газа» — углекислоты. И если в клетку кислород транспортируется железом гема, то углекислый газ, не весь, правда, а лишь часть его, выводится глобином. Мы знаем, что кислород — окисли- . тель, но в гемоглобине никакого окисления не происходит, железо сохраняет свою валентность— 2+. Не потому ли известный английский физиолог, один из основателей науки о дыхании Дж. Бар- крофт, назвал гемоглобин самым удивительным веществом в мире? ЖЕЛЕЗО В ФЕРМЕНТАХ Не следует думать, что железо содержится только в дыхательных пигментах. Вот, например, цитохромы. По определению Комиссии по ферментам Международного биохимического союза, «цитохромами называются гемобелки, принцип действия которых состоит в переносе электронов и (или) водорода в результате обратимого изменения валентности атома железа в геме». Здесь следует обратить внимание на то, что в цитохромах в отличие от гемоглобина валентность железа изменяется, и это закономерно. Ведь цитохромы и предназначены для окисления, причем поэтапного. С этим делом справляется группа ферментов, называемая дыхательной цепью. Она заключена в особых деталях клетки — митохондриях. Их иногда называют силовыми установками клетки. Здесь благодаря окислению вырабатывается и накапливается энергия, образуется аденозинтрифосфат (АТФ). Аденозинфосфорные кислоты, в том числе и АТФ, на самом деле не кислоты, а эфиры. Они содержат органические соединения аденин и рибозу и соответственно один (АМФ), два (АДФ) или три (АТФ) остатка фосфорной кислоты. Все три эти соединения играют важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организмах. Процесс окисления с помощью цито- хромов дает побочный продукт, в больших концентрациях губительный для всего живого,— перекись водорода. Вспомним, что раствор этого вещества применяют, например, при дезинфекции ран. Будучи сильным окислителем, перекись водорода может вызвать распад эритроцитов. Совершенно ясно, что организм нуждается в защите от столь опасного агента. Главный защитник — известный фермент каталаза. Ее молекула состоит из четырех субъединиц (наподобие гемоглобина!), каждая из которых содержит гем, связанный с полипептидной белковой цепью. Таким образом, и здесь работают четыре атома железа. i Еще один железосодержащий фермент участвует в разложении НЮ». Это пероксидаза, которая есть в слюне, соке поджелудочной железы, печени и почках, лейкоцитах, некоторых растительных тканях. В молекуле перокси- дазы в отличие от каталазы лишь один атом железа. Пероксидаза участвует в образовании многих пигментов живого организма. Полагают, что она, как, кстати, и каталаза, играет определенную роль и в процессах роста — возможно, и злокачественного. Потому с железосодержащими ферментами связывают надежды на получение эффективных противораковых препаратов. ЖЕЛЕЗО И НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ До сих пор речь у нас шла о железе, комплексно связанном с белками, то есть о наиболее изученных формах его присутствия в организме. Однако в животных тканях железо находится и в виде соединения с ДНК, и, видимо, участвует в работе наследственного механизма. Установлено, что репликация — удвоение молекулы ДНК — во многом зависит от ионов металлов, и железа в том числе. По мнению биохимиков киевского Института геронтологии АМН СССР, роль Молекула гемоглобина построена сложно, здесь воспроизведена простейшая ее модель. Видны альфа- и бета-цепи глобина; большими дисками условно обозначен каждый гем. Их в молекуле гемоглобина четыре (на схеме хорошо видны два), и в каждом из них по одному атому железа
железа сводится к стабилизации структуры молекулы ДНК, что делает ее менее реакционноспособной и в какой-то степени препятствует репликации — самокопированию нуклеиновых кислот, генов, хромосом. Экспериментально установлено, что старение организма сопровождается ростом количества железа в ДНК: с другой стороны, чем и нтен- сивнее делятся клетки (обычно это происходит в молодом организме), тем меньше в них железа. Позже киевские геронтологи обнаружили еще один интересный факт: под действием аскорбиновой кислоты трехвалентное железо ДНК переходит в двухвалентное и уже не мешает репликации. Еще одно полезное свойство классического витамина С. СЪЕДОБНОЕ ЖЕЛЕЗО Железо в наш организм поступает только с пищей. Между тем в молоке его всего-навсего 0,1 мг на 100 г... Вас не смущает столь малое содержание железа в молоке? Казалось бы, должно быть наоборот: в первые недели после появления на свет человеческий организм чрезвычайно нуждается в железе, потому, в частности, что чем меньше организм, тем больше его относительная поверхность и тем больше теряет он тепла. Для поддержания необходимой температуры процессы обмена и дыхания должны идти интенсивнее. Значит, нужно много железа для работы ферментов. При внутриутробном развитии плода содержание железа в организме невелико: потребность в нем удовлетворяется благодаря материнской крови. Незадолго до рождения содержание железа в детском организме резко увеличивается. Ребенок появляется на свет с запасом необходимейшего металла. Этого запаса хватает в среднем на полгода. Потом он истощается, и это обстоятельство служит как бы сигналом растущему организму: уже недостаточно одного лишь материнского молока, пора переходить на более разнообразное питание. Из этого следует, что и в возрасте, далеком от младенческого, вряд ли стоит питаться только молочными продуктами. Конечно, как утверждал один несимпатичный персонаж известного романа Ильфа и Петрова, «мясо вредно», однако железом, как правило, богаты продукты именно животного происхождения: печень, собственно мясо, в меньшей мере рыба, мясо птиц, яйца. И что еще важно: из мясной пищи организм усваивает примерно в три раза больше железа, чем из растительной. Поэтому рекордное содержание железа в бобовых не должно особенно радовать сторонников вегетарианства. В последние годы получены эффективные кровезаменители, не содержащие железа. Во многих случаях они позволяют обходиться без драгоценной донорской крови. В технике тоже используют все больше и больше не железных материалов. Однако железо остается жизненно важным. Железная диета Диетологи говорят о диете калиевой, магниевой, кальциевой и т. д. «Железная диета» — несколько вольное, но правомерное название. Еще в прошлом веке врачи обратили внимание на недуг, поражавший девушек в закрытых учебных заведениях. Зеленовато-бледный цвет лица, слабость, головокружение, обмороки, плохой аппетит — таковы были признаки заболевания, приобретавшего характер эпидемии. Цвет лица и возраст пациенток дали основание назвать недуг «ранним хлорозом». Выдающиеся терапевты Г. А. Захарьин и С. П. Боткин оставили классическое описание болезни. известной также как «бледная немочь». Ранний хлороз - это вариант железодефицитной анемии, нередко возникающей на фоне роста организма при недостаточном поступлении железа с пишеи. Развитию болезни способствуют малая физическая активность и недостаточное пребывание на воздухе, а леча г ее. во-первых, препаратами железа, и во-вторых, диетой. При железодефицитной анемии (малокровии) уменьшается число эритроцитов в крови и падает гемоглобин. Причиной могут быть естественные для женщин потери крови, острые и хронические кровотечения (при язвенной болезни, геморрое, родах и т. д.). заболевания кишечника, затрудняющие всасывание железа, наконец, неправильный рацион, при кошром с пищей поступает слишком мало железа или оно поступает в трудноусвояемой форме. Средняя суточная потребность в железе составляет для мужчин К), для женщин IS mi. а при беременности и кормлении фудью она еще выше соответствен но 20 и 25 мг: увеличивается расход на рост плода и пита ние младенца. Если длительное время питаться преимущественно растительными продуктами, однообразно, также можно прийти к железодефицитному состоянию. Как справедливо говорится в напечатанной выше статье R. Д. Терлецкого, железо из расти тельных продуктов усваивается гораздо хуже, чем из продуктов животных. Поэтому длительная приверженность к строю- 22
му вегетарианству с исключением из диеты любых животных продуктов, может привести к анемии. Не всегда безобидно и чрезмерное увлечение модными ныне овощными и фру кто вы ми ра згру зоч н ы м и днями. Перейдем теперь к препаратам железа - для лечения и профилактики упомянутых болезней. Напомним, что эти лекарства надо принимать только по назначению врача и в указанных врачом дозах> и отметим важное обстоятельство: усвоение железа зависит от кислотности желудочного сока. Поэтому при секреторной недостаточности препараты назначаются вместе с соляной кислотой или с желудочным соком. Улучшает всасывание железа и аскорбиновая кислота, а также белки пищи. Назовем некоторые препараты, применяемые в медицинской практике. Железо посети/июлей- иое ^— таблетки или капсулы, принимают во время еды или сразу после еды. Железа лик- тит в порошках» капсулах, пилюлях. Таблетки «Гемостиму- лин» (с сухой кровью) принимают во время еды, запивая разведенной соляной кислотой A5—20 капель на полстакана воды, пить отдельными глотками); препарат содержит медь, которая активизирует всасывание железа. Драже «Ферро- плекс» — содержит сульфат железа и витамин С, принимают после еды. Сироп ал(к> с желе- :икм по 1/2- \ чайной ложке на прием в четверти стакана воды. Гемофер указанное врачом количество разводят в воде или молоке и пьют за 15 минут до еды, лучше через соломинку (так же можно пить разведенный сироп алоэ). Этот список, конечно, неполон. Примите во внимание, что препараты железа могут вызвать потемнение эмали зубов, поэтому после приема лекарства надо тщательно полоскать рот. И последнее (может быть, самое главное) — о питании при железоцефицитных состояниях, как протекающих скрыто, так и проявляющихся в виде анемии (малокровия). Главный совет покажется вам, может быть, слишком общим, но в нем вся суть: питание должно быть разнообразным. В рацион необходимо включать и растительные, и животные продукты. Мясо, рыба, яйца, творог — все это источник хорошо усваиваемого железа, их надо есть повседневно. Фруктоза, содержащаяся в овощах, фруктах, соках, меде, создает благоприятные условия для усвоения железа, так же как аскорбиновая кислота. Поэтому при диетотерапии железо дефицитных состояний полезны разнообразные овощи, фрукты и т. п.: к тому же они сами по себе содержат железо. Если вас интересуют конкретные цифры, то ниже приведены данные о содержании железа в некоторых продуктах (в мг на 100 г съедобной части). Нрпдукты, бога i ые желе лом: говяжья печень — У, свиная печень - 12, легкое — И), 7, почки 7—8, яичный порошок 13, гречневая крупа К, хлопья «Геркулес» — 7,8, пшено — 7, фасоль 12,4, какао- порошок 11,7, морская капуста К>, плоды шиповника 11,5 (свежие) и 28 (сухие), тахинная халва 50, черника 7, пшеничные отруби - 17,3. Продукты, содержащие oi 2 до 6 мг железа: говядина, баранина, куриное мясо, вареная колбаса, лещ, сазан, скумбрия, куриные яйца, манная, овсяная, перловая крупы, хлеб, шоколад, айва, абрикосы, белые грибы, кизил, слива, персики, хурма, шпинат, щавель, яблоки. Продукты, содержащие oi I до 2 мг железа: свинина, телятина, цыплята, сардины, макароны, рис, ячневая крупа, арбу*, дыня, винтя, садовая земляника, черешня, капуста, зеленый лук, морковь, петрушка, редис, свекла, помидоры, укроп, брюква. К и идидат медицинских наук М. М. ГУРНИЧ Памяти академика М. Н. КОЛОСОВА 26 февраля умер член нашей редколлегии академик Михаил Николаевич Колосов, лауреат Ленинской премии и премии имени М. М. Шемякина, выдающийся химик-биоорганик. М. Н. Колосов родился 11 мая 1927 года в Курске, в 1948 году окончил Московский институт тонкой химической технологии. Вскоре стал кандидатом, затем доктором наук. С 1959 года и до последнего дня жизни работал в Институте биоорганической химии им. М. М. Шемякина АН СССР, где выполнил замечательные научные исследования по синтезу и установлению структуры природных соединений, прежде всего антибиотиков, а в последние годы жизни стал признанным во всем мире авторитетом в области химии нуклеиновых кислот. Главные качества незаурядной личности укладываются в несколько слов. Про Михаила Николаевича Колосова надо сказать: этот человек имел собственное мнение. Имел, никогда не боялся его высказывать и не искал обтекаемых формулировок. Острые проблемы развития науки академик Колосов, добрый друг нашего журнала, не раз поднимал и на страницах «Химии и жизни». Светлая память о Михаиле Николаевиче Колосове будет в сердцах всех, кто с ним работал, кто его знал. 23
м)ак ь 1 HI Свежая гвоздика, срезанная три месяца назад В Киеве строится первое в нашей стране гипобарическое хранилище для срезанных цветов. В большой холодильной камере, которая охлаждается до +2 "С с помощью подвешенных к потолку испарителей, размещены баромодули — цилиндры диаметром 2,2 и высотой 4 м. В этих цилиндрах и хранятся цветы, их загружают через тамбур с герметичной дверью, а после загрузки устанавливают рабочее давление: 100+20 мм рт. ст. В баро- модули подается увлажненный воздух, а из камеры постоянно удаляются выделяемые растениями летучие вещества. При пониженном давлении гвоздика сохраняет свежесть два-три месяца, а пионы — до двух месяцев — вчетверо дольше, чем в обычных холодильниках. Гипобарическое хранилище для срезанных цветов Экспериментальное хранилище на 150 тыс. срезанных цветов разработано в Институте технической теплофизики АН УССР. «Цветоводство», 1984, № 5, с. 8 Полезный обман зрения Яркость и разнообразие расцветок ацетатных тканей достигается дорогой ценой: технология крашения многоступенчатая, длительная, связанная с образованием больших объемов загрязненных сточных вод. Значительно дешевле и экологически чище другой способ: формовать ацетатные нити из уже окрашенного прядильного раствора ацетилиеллюлозы. Однако заводы, работающие по такой технологии, выпускают нити лишь нескольких цветов. Если часто менять формовочные растворы, из-за многочисленных промывок фильер и коммуникаций резко возрастает количество отходов, снижается производительность оборудования. Недавно предложен остроумный метод, позволяющий обойти эти препятствия, получать разноцветные нити из небольшого числа окрашенных растворов. Этот метод основан на: 1) существующей технологии получения нитей и 2) обмане зрения. Проходя через отверстия в фильере, прядильный раствор образует тончайшие волоконца (так называемые элементарные нити), которые потом собирают в толстую нить. Нить наматывают на бобину, а потом подвергают крутке. После небольшой переделки фильеры, после прокладки к ней дополнительной линии для прядильного раствора можно получать двухцветные волоконца. Они настолько тонки, что глаз человека воспринимает их «пестроту» как один цвет: синий сливается с желтым, образуя дополнительный — зеленый. Таким образом, работая с красным, синим и желтым прядильными растворами, можно получать, кроме нитей этих цветов, еще и зеленые, оранжевые, фиолетовые. А неокрашенный, бесцветный раствор позволяет варьировать интенсивность окраски. Итак, небольшое усовершенствование технологического оборудования плюс невинный обман зрения позволяют получить широкую гамму цветов, яркие и красивые ткани. «Химические волокна», 1984, № 1, с 53, 54 «Летучая рыба» Так назвали конструкторы суденышко, которое может двигаться по воде с помощью мускульной силы одного человека. Оно похоже на обычный водный велосипед, только вместо плавучего корпуса у него внизу пристроено подводное крыло двухметровой ширины из углепластика. На этом крыле суденышко летит по воде, как «Метеор» или «Комета». По расчетам его максимальная скорость — около 24 км/ч; на испытаниях 500-метровая дистанция была пройдена за полторы минуты. У «Летучей рыбы» лишь с»дни недостаток она не может стартовать с места: при скорости меньше 11,2 км/ч крыло зарывается в воду и водный велосипед вместе с ездоком тонет. Поэтому для разгона приходится применять катапульту. «New Scientist», 1984, № 1425, с. 21 Ледовая зашита садов Весенние заморозки смертельно опасны для фруктовых садов. Если мороз прихватит едва распустившиеся бутоны, рассчитывать на урожай не приходится. И когда синоптики предупреждают о грозящей беде, в садах разводят костры. Недавно предложен новый метод защиты от заморозков. Когда расположенные в саду датчики сигнализируют о падении температуры до нуля, автоматически включаются насосы и распылитель опрыскивает деревья водой. Водяная пленка об- ЭГАс/tqLutAfcaeA. UtSUUtLj£4Ls 24
волакивает почки, бутоны и цветы и, замерзая, покрывает их ледяной корочкой, под которой температура при небольшом морозе остается положительной. А летом защитная система тоже не будет простаивать: она пригодится для орошения сада. «Science et Vie», 1984, № 800, с. 123 С ТЭЦ — на птицеферму С тепловых электростанций на птицефермы и птицефабрики могут поступать не только тепло и электричество, но также отходы, содержащие соединения кальция. Топливо обычно содержит серу, которая при сгорании превращается в сернистый газ, а его в свою очередь нейтрализуют известью, так что в конце концов получаются отходы, содержащие огромное количество кальция в виде сульфата. А цыплятам как раз кальция и не хватает. В научно-исследовательской лаборатории птицеводства на Атлантическом побережье США испытали, как действует на бройлеров добавка этого отхода энергетики @,9 % кальция); контролем служили обычные кальциевые добавки. Никаких отличий от контроля обнаружено не было. Иными словами, в деле утилизации обширных отходов сделан еще один небольшой шаг. «Сел ьс кохозя истее иная эксп ресс-u н форма ция. Зарубежный опыт», 1984, № 22, с. 32 От метана к метанолу Чтобы получить из метана метанол, способный служить сырьем для промышленности органического синтеза и горючим для двигателей внутреннего сгорания, метан сначала превращают в синтез-газ (смесь СО и Н_>), из которого затем в присутствии катализатора синтезируют метанол. Естественно, химики ищут более короткий путь, а сложность заключается в том, что необходимо подобрать катализатор, способный активировать связь С—Н в молекуле СН4. Первые успехи уже достигнуты: найдено вещество, способное реагировать с метаном. Это сложное комплексное соединение иридия, производное цикло- гексана. Если это соединение нагревать с метаном при 140— 150 °С под давлением 20 атмосфер, то циклогексильный радикал заменяется на метильный с выходом 60 %; остается лишь найти условия, в которых образующееся соединение дает метанол, а комплексное соединение иридия регенерируется, то есть создать каталитическую систему, с помощью которой метан можно непосредственно превращать в метанол. «Journal of the American Chemical Society», 1984, т. 106, с 1121 Дырявое крыло Сконструировано самолетное крыло, на внешней титановой обшивке которого электронным лучом пробиты мельчайшие отверстия: диаметром 0,06 мм, 120 дырочек на 1 см\ По замыслу конструкторов, через эти отверстия должен уходить пограничный слой обтекающего крыло воздуха. Значит, не будут возникать турбулентные завихрения воздушного потока. Ожидается, что такая новинка позволит снизить расход горючего на 25 %. «Design News», 1984, г. 40, № 20, с. 32 Сообщения из заводских газет В Нижнетагильском производственном объединении «Уралхим- пласт» налажено сжигание загрязненных стоков. Отфильтрованные сточные воды попадают в трубчатые печи, в которых при температуре около 870 JС выгорают органические загрязнения. Продукты сгорания отдают свое тепло в котле- утилизаторе, а очищенная вода превращается в пар, который используется для технологических целей. Этого пара достаточно для работы цеха карбамидных смол. «Химик» В цехе хлористого алюминия Дзержинского производственного объединения «Капролак- там» пущена установка для получения коагулянта из отходов отделения хлорирования. Хлористый алюминий из отходов используется для очистки стоков целлюлозно-бумажных производств. «За доблестный труд» В Даугавпилсском производственном объединении «Химво- локно» все отходы химического и химико-прядильного цехов — лактамные воды, капро- лактамно-олигомерный концентрат, волокнистые отходы — направляются в цех регенерации. За сутки здесь получают 11 т регенерированного капро- лактама, который используется в производстве щетины, кордной и технической нити. «За коммунистический труд» Что можно прочитать в журналах Об уплотнениях из нитинола («Chemical Engineering», 1984, т. 91, № 17, с. 17). Об извлечении марганца и серебра из руд («Chemical and Engineering News»), 1984, т. 62, № 32, с. 24). О лазерном обогащении урана («Nuclear Engineering International», 1984, т. 29, № 359, с. 49). О новой технологии печатных плат («Design News», 1984, т. 40, № 18, с. 14). О новой токопроводящей пасте для микросхем («The Financial Times», 1984, № 29437, с. 6). О повышении эффективности водоструйных аппаратов для добычи угля и точной обработки металлов («New Scientist», 1984, т. 104, № 1425, с. 20). О теплоходе-пароме, работающем на природном газе («New Scientist», 1984, т. 103, № 1421, с. 26). Об утилизации пластмассовых отходов («Science News», 1984, т. 126, № 9, с. 140). Об использовании соломы в качестве топлива («Farmers Weekly», 1984, т. 102, No 6, с. 88). Об обработке сена аммиаком («Milling», 1984, т. 167, № 8, с. 33). О фторировании молока («Feed- stuffs», 1984, т. 56, № 15, с. 29). О разведении коз («Farmers Weekly», 1984, т. 101, № 12, с. 32). 25
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ ИЮНЬ Симпозиум «Проблемы научно-технического прогнозирования и разработки комплексных научно-технических программ». Новгород. ВСНТО A17218 Москва, ул. Кржижановского, 20/30, корп. 5, 125-99-09). Конференция «Развитие производительных сил Сибири на перспективу до 2000 года». Новосибирск. Президиум СО АН СССР F30090 Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 17, 65-33-45). IV конференция по проблемам хозяйственного освоения зоны БАМ. Благовещенск. Научный совет АН СССР по проблемам БАМ F30090 Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 17, 65-39-59). IX совещание по квантовой химии, Иваново. Институт химии неводных растворов A53460 Иваново, ул. Энгельса, 7, 252-72). II симпозиум «Твердые электролиты и их аналитическое применение». Свердловск. Институт электрохимии F20219 Свердловск, ул. Софьи Ковалевской, 20, 54-26-21). VII симпозиум «Двойной слой и адсорбция на твердых электродах». Тарту. Тартуский университет B02400 Тарту, ул. Юликооли, 18, 3-41-21). Совещание по химии неводных растворов неорганических и комплексных соединений. Ростов-на-Дону. Ростовский университет C14711 Ростов-на-Дону, ГСП-П, ул. Энгельса, 105, 22-39-67). II конференция по электрохимическим методам анализа. Томск. Томский политехнический институт F34004 Томск, ул. Ленина, 30, 6-27-60). II Всесоюзное совещание по химии азинов. Свердловск. Уральский политехнический институт F20002 Свердловск, ВТУЗгородок, 54-88-90). III конференция по металло- органической химии. Уфа. Институт химии D50054 Уфа, просп. Октября, 71, 4-23-21). V конференция «Математические методы в химии». Грозный. НПО «Промавтоматика» C64060 Грозный, просп. Кирова, 2, 3-61-04). I совещание по химическим реактивам. Уфа. «Союзреактив» МХП СССР A01887 Москва, Кривоколенный пер., 12, 294-80-63). Конференция «Современное состояние и перспективы развития теоретических основ производства хлорорганических продуктов». Баку. Азербайджанский институт нефти и химии C70014 Баку, просп. Ленина, 20, 98-33-80). III симпозиум «Теория механической переработки полимерных материалов». Пермь, Институт механики сплошных сред F14013 Пермь, ул. Академика Королева, I, 39-12-56). Совещание «Основные направления работ по предотвращению загрязнения окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов на предприятиях цветной металлургии на XII пятилетку». Иркутск. Управление главного энергетика Минцветмета СССР A21911 Москва, просп. Калинина, 27, 203-38-12). Конференция «Природоохранные и рыбозащитные мероприятия при мелиоративном и водохозяйственном строительстве». Москва, ВДНХ СССР. «Союзводпроект» Минводхо- за СССР A07005 Москва, Бауманская ул., 43/11 261 -89-44). Конференция «Экономические проблемы совершенствования природоохранной работы в народном хозяйстве». Тбилиси. ЦП Научно-экономического общества A17259 Москва, Б. Черемушкинская ул., 34, 120-13-21). Совещание «Прогноз развития науки по исследованию и охране природных ресурсов Арктики». Норильск. Научный совет АН CCfcP по проблемам биосферы A17312 Москва, ул. Ферсмана, 11, корп. 1, 124-53-77). Совещание «Мониторинг нефти и нефтяных продуктов в окружающей среде». Уфа. ЦП ВХО им. Д. И. Менделеева A01907 Москва, Кривоколенный пер., 12, 221-68-50). Совещание по проблеме антропогенного изменения климата. Ленинград. Государственный гидрологи ческ и й и нститут A99053 Ленинград, В. О., 2-я линия, 23, 272-72-34). II конференция по прикладной радиобиологии. Чернигов. Институт физиологии растений B52627 Киев, ГСП, Василь- ковская ул., 31/17, 63-51-50). Симпозиум «Циклические нук- леотиды и система регуляции ферментативных реакций». Рязань. Научный совет АН СССР по проблемам биохимии животных и человека A17984 Москва, ГСП-1, ул. Вавилова, 34, корп. 2, комн. 106, 135-54-05). V совещание по структуре и функции хромосом. Пущино Моск. обл. Научный совет АН СССР по проблемам молекулярной биологии A17993 Москва, ул. Вавилова, 32, 135-14-64). Симпозиум «Связь метаболизма углерода и азота при фотосинтезе». Пущино Моск. обл. Институт почвоведения и фотосинтеза A42292 Пущино Моск. обл., 223-35-58). VII съезд Всесоюзного микробиологического общества. Алма- Ата. Всесоюзное микробиологическое общество A17312 Москва, просп. 60-летия Октября, 7, корп. 2, 135-22-20). Конференция «Актуальные вопросы физиологии и патологии сна». Москва. 1-й Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова A19435 Москва, Б. Пироговская ул„ 2/6, 248-63-64). VII симпозиум по полимерам медицинского назначения. Минск. Научный совет ГКНТ СССР по проблеме «Синтетические полимеры медицинского назначения» A17049 Москва. Ленинский просп., 8, 237-39-52). Конференция «Проблемы профилактики, диагностики и лечения аутоиммунных и вторичных иммунодефицитных заболеваний». Новосибирск. Институт клинической иммунологии F30104 Новосибирск, Нарым- ская ул., 25, 21-71-90). Конференция «Нейропептиды, их роль в физиологии и патологии». Томск. Сибирский филиал ВКНЦ АМН СССР F34050 Томск, ул. Шевченко, 24, 3-41-74). Конференция «Комплексная и медицинская климатология в СССР». Ростов-на-Дону. Ростовский отдел Географического общества СССР C44090 Ростов- на-Дону, ул. Зорге, 40, 65-60-75). Совещание «Комплексные проблемы профилактики заболеваний и укрепление здоровья населения». Москва. ВНИИ социальной гигиены и орган и за ции здравоохранения A07120 Москва, ул. Обуха, 12, 227-85-23). 26
Технология и природа Вечная круговерть тяжелых металлов МИГРАЦИОННЫЕ ЦИКЛЫ Без металлов не может обойтись ни человек, ни зверь, ни птица, ни крошечная былинка. Ибо металлы входят в состав главнейших физиологических регуляторов: ферментов, гормонов, витаминов. Проще говоря, без металлов невозможно дыхание, фотосинтез, образование крови, белковый, углеводный и жировой обмены. В середине века научная мысль была взволнована нехваткой металлов в окружающей среде. В самом деле, например недостаток меди в почве серьезно снижает урожай зерновых культур, а отсутствие кобальта в кормовых травах чревато тяжелыми заболеваниями сельскохозяйственных животных. Но вскоре жизнь выдвинула на первый план новую, не менее важную проблему. Один из главных природных ресурсов — металлы — стал опасным загрязнителем. Еще недавно в списке самых вредных загрязнителей фигурировали лишь свинец, кадмии и ртуть. В 1980 году в докладе исполнительного директора программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) к ним добавле- 27
ны медь, олово, ванадий, молибден, марганец, кобальт и никель. Человечество выкачивает металлы из земных недр, все больше окружает себя механизмами, арматурой, металлическими бытовыми изделиями. Волнует уже не недостаток, а явный избыток. Конечно, в природе есть естественные ненормально высокие концентрации тех или иных металлов. Например, вокруг залежей цинковых руд — в почве, растениях, грунтовой воде — всегда много цинка. Но залежи руд — лишь отдельные точки на глобусе, так называемые геохимические аномалии. После же появления огромных индустриальных центров невольно рождается мысль, что техногенная деятельность человечества загрязнила металлами всю биосферу. Чтобы объективно разобраться в этой жизненно важной ситуации и отделить впечатления от реальной опасности, надо тщательно изучить пертурбации тяжелых металлов в биосфере. Поэтому давайте остановимся на таких трех тесно связанных вопросах: каковы источники поступления тяжелых металлов, как они распределяются в биосфере и каково их вечное движение? ИЗ КАМЕННОГО ПЛЕНА И МАНТИИ Сперва выясним, как попадали металлы в биосферу еще до начала мощной производственной деятельности людей. Со школьной скамьи мы знаем, что металлы пребывают в основном в земных недрах. Но как именно они распределяются в земной тверди, известно гораздо хуже. Вот кое-какие сведения на этот счет. Меди и цинка в рудных залежах по сравнению с их средним содержанием (кларком) в земной коре в сто раз, свинца и никеля — в тысячу, кобальта — в десять тысяч, ртути — в сто тысяч раз больше. Не собрана ли львиная доля тяжелых металлов в месторождениях? Нет. Проделанные академиком В. И. Вернадским, другими исследователями и мною расчеты свидетельствуют, что дело обстоит как раз наоборот. Только в верхнем километровом слое земной коры в пределах суши рассеяно столько металлов, что их месторождения могут претендовать лишь на тысячные доли процента от этой грандиозной массы. Итак, главный запас — не залежи руд, а металлы, рассеянные в земной коре. При выветривании и разрушении ее верхнего (гранитного) слоя рассеянные металлы извечно освобождаются из каменного плена и вклиниваются в биосферу. Подсчеты свидетельствуют, что за всю геологическую историю планеты из гранитного слоя в биосферу могло поступить лишь около 20 % вещества, изначально бывшего в нем. Металлов же в биосфере куда больше: свинца и цинка около 30 %, а меди еще больше — 44 %. Значит, наряду с выветриванием Тяжелые металлы в гранитном слое литосферы и в биосфере, Ы0У т Гранитный слой литосферы Осадочная толща дисперсионное органическое вещество Мировой океан растворенные формы мертвое органическое вещество Живое вещество Органическое вещество почвы Железо Марганец Ванадий Хром Цинк Медь Свинец Никель Кобальт Молибден Кадмий Серебро Ртуть 295 200 000 5 740 000 623 200 278 800 418 200 180 400 131 200 213 320 59 860 10 660 1312 374 265 79 920 000 1 608 000 312 000 240 000 192 000 136 800 48 000 228 000 48 000 4800 720 240 960 3625 2247 246 261 725 159 145 72 29 29 Нет данных 22 9,9 4,66 0,55 2,60 0,27 6,85 1,23 0,04 0,68 0,04 13,70 0,15 0,14 0,21 1,000 0,960 0,006 0,0072 0,200 0,040 0,010 0,008 0,004 0,0024 Нет данных 0,0001 0,00005 0,625 0,600 0,0038 0,0044 0,125 0,025 0,006 0,005 0,002 0,0015 0,000013 0,000075 0,000031 0,700 0,672 0,0042 0,005 0,140 0,028 0,007 0,0056 0,0028 0,0017 0,000014 0,000084 0,000034 28
^Л,уХ-> ..<о .7- . - _ _ * Ю к*2 KeHsnxuizJcmAUtM^ QcOfZ-fo* ^7 Ошис- LuofUO'1Zio1og ^9^ с тяжелые металлы попали в биосферу и другим путем. Таким вторым вечным поставщиком служат процессы дегазации — выделение перегретых паров и газов из верхней мантии, расположенной под земной корой. Дегазация — мощный инструмент. Именно благодаря ему некоторых металлов сейчас в биосфере больше, чем в гранитном слое коры. Например, ртути в биосфере почти вчетверо больше, чем в том же самом гранитном слое. А теперь посмотрим, как и где оседают металлы, поступившие в биосферу. Для этого надо подсчитать, сколько металлов прочно связано в мертвом органическом веществе и в живых организмах, сколько их в почве, в океане. Результаты наших расчетов такого рода приведены в таблице на стр. 2S. Самый главный вывод, который следует из таблицы, тот, что, откуда бы металлы ни приходили в биосферу — из мантии при ее дегазации или из гранитного слоя континентов при выветривании, они все равно рано или поздно оказывались в осадочной толще. По- видимому, в своем вечном движении металлы Сперва НаСЫЩаЛИ ВОДНУЮ И Газораспределение меди в биосфере; цифры тонны металла вую оболочки, а затем «складировались» в осадочных толщах. И не получается ли, что жидкая и воздушная оболочки Земли все время пребывали в некоем равновесии с тяжелыми металлами, избыток которых удалялся в осадки? Остающаяся в биосфере квота металлов — это их растворимые формы, а также то, что связано в отмершем органическом веществе суши и моря. Сколько их может быть, видно на построенной мною модели распределения меди в биосфере. В общем, выходит, что окружающая среда спокон веку была изрядно насыщена тяжелыми металлами и что эволюция жизни шла именно в таких условиях. Й не поэтому ли живое вещество Земли впитывает в себя столь много металлов? КРУГОВОРОТЫ Привычные для нас со школы названия «большой» (геологический) и «малый» (биологический) круговороты веществ не очень-то соответствуют истине. 29
Еще В. И. Вернадский выяснил, что зачастую живое вещество планеты поглощает куда большее количество химического элемента, чем его вовлекает так называемый «большой» геологический круговорот. Полагают, что все реки мира за год уносят с суши четверть миллиона тонн железа. Но ведь это куда меньше биологического захвата — только наземные организмы в год впитывают в себя более 30 млн. т железа. Да и вообще в биологическую миграцию вовлекается в десятки раз больше тяжелых металлов, чем их уносят реки. Вот конкретные цифры: в биологическом круговороте суши ежегодно участвуют по 30—40 млн. т марганца, свыше 8 млн. т цинка, 1,7 млн. т меди, около 0,5 млн. т свинца, сотни тысяч тонн хрома, никеля, кобальта, молибдена... При миграции неизбежно перераспределение вещества. Поэтому для объективной оценки перемещения того или иного металла нужно знать его вовле- каемость в тот или иной цикл по сравнению с другими элементами. Такой принцип выявления миграционной способности химических элементов был разработан в 30—40-х годах академиком Б. Б. Полыновым. Согласно принципу Полынова, интенсивность миграции металла на суше зависит от так называемого общепланетарного коэффициента биологического поглощения (Кб). Это не что иное, как частное от деления средней концентрации элемента в золе растительности всей суши на его среднюю же концентрацию в гранитном слое литосферы. И здесь следует особо отметить, что между концентрацией металла в земной коре и легкостью его биологического поглощения нет никакого соответствия. Так вот, Кб растительности суши для многих металлов — от 1 до 9, для цинка, молибдена и серебра — больше 10. А для железа, ванадия, хрома — меньше 1, то есть хуже всего растения поглощают именно эти металлы. Из-за сильного уменьшения доли железа и увеличения квоты многих других металлов в биологическом круговороте основательно меняется пропорция металлов, присущая земной коре. А теперь давайте заглянем в океан, где тоже идет биологический круговорот. Концентрация металлов в океанической воде намного ниже, чем в земной коре. Но морские организмы поглощают их куда сильнее, чем наземные. И поэтому бег металлов в океане стремительнее, чем на суше. По недавним подсчетам геохимиков О. П. Добродеева и И. А. Суетовой, основная масса живого вещества океана обновляется очень быстро — каждые 25 дней. В силу этого за год в океане многократно оборачивается один и тот же атом металла. Но вообще-то количество металлов, вовлекаемое в биологический круговорот на суше и в океане, примерно одинаково, хотя масса живого вещества океана меньше, чем на материках. Правда, есть и существенные различия в движении металлов. Например, марганец в большем количестве вовлекается в биологический круговорот суши, а кобальт — океана. ВОДНЫЕ ПУТИ МЕТАЛЛОВ Реки мира ежегодно в виде взвесей вливают в океан более 700 млн. т железа, около 40 млн. т марганца, по 1,5—2,0 млн. т цинка и никеля, свыше 1 млн. т меди, 0,4 млн. т свинца. Кроме того, в речной воде растворено 0,25 млн. т железа, 0,37 млн. т марганца, растворены в ней и цинк, и никель, и медь, и свинец. Как и при биологическом круговороте, легкость вовлечения металлов в водные путешествия неодинакова, хотя закономерности здесь другие. Легче всего вода захватывает серебро и ртуть. Интенсивность же водной миграции никеля, свинца, кобальта, марганца вдесятеро слабее их биологического движения, а железа — почти в 100 раз. В Мировом океане львиная доля приплывших металлов быстро осаждается в пределах материкового шельфа — гигантской глобальной геохимической ловушки. И если в реках преобладающая часть металлов собрана во взвесях, то в океане металлов в сотни и тысячи раз больше в растворенном виде. Но хотя концентрация почти всех металлов в морской воде меньше, чем в речной, ртути и молибдена в море все же больше — возможно, потому, что они попадают туда при нескончаемом выплавлении магм из основания мощных рифто- вых разломов океанической коры, или, говоря проще, ложа океанов. И соотношения между металлами в море не те, что в реке. То, что концентрация железа в океанической воде по сравнению с речной меньше почти в 200 раз, а меди лишь всемеро, 30
-чЛ0 /гш^^Ф^С v ?*ш,&>ъ -£еа$есы& f-ic: цинка вчетверо меньше, свидетельствует об относительном богатстве океанической воды медью и цинком. Но еще сильнее, в сотни раз, океан обогащен молибденом, ванадием, ртутью и кадмием; в десятки раз — серебром, никелем, хромом. Растворенные металлы покидают приютивший их океан каждый в свое время. Например, молибдену для этого требуются сотни тысяч лет, а свинцу и марганцу, чтобы выпасть в осадок, хватит и нескольких тысяч лет. Промежуточное положение занимают серебро, кадмий и ртуть. ИЗ ОКЕАНА ПО ВОЗДУХУ Но есть и обратное движение — путешествие металлов из океана на континенты по воздуху. Вообще-то над сушей в твердых частицах аэрозолей металлы вигают всегда. Вот последние выкладки: в столбе воздуха высотой в один километр над каждым квадратным километром суши летают от одного до нескольки десятков граммов разных тяжелых металлов, а в километровом слое воздуха над всей сушей блуждают тысячи тонн металлов. Их состояние весьма своеобразно. Мелкие твердые частицы, поднятые ветром в воздух, будучи в атмосфере (в среднем 5 -7 дней), испытывают воздействие конденсирующейся на них воды и растворимых в ней хлор- и сульфат- ионов. И часть металлов невольно скапливается на поверхности аэрозольных частиц в состоянии, способном к раство- Годовой геохимический цикл меди. Сплошная цветная линия показывает миграцию меди в сорбированном состоянии или в составе минеральных частиц. Цветная прерывистая линия отражает миграцию ионов. Черная пунктирная линия отображает миграцию меди в составе мертвого органического вещества, сплошная — биологическая миграция меди. Цифры — тонны металла рению. Полагают, что в атмосферных осадках, выпадающих на континенты, примерно половина массы металлов находится в растворимом состоянии. Конечно, поведение каждого имеет свои особенности. Например, около 80 % выпадающей с дождем меди приходится на водорастворимые соединения, а среди выпадающего свинца преобладают нерастворимые. И другая немаловажная подробность. Если сравнить концентрацию металла в атмосферной пыли с его средней концентрацией в земной коре, получится, что в аэрозолях в сто раз выше содержание кадмия и в десятки раз — свинца, цинка, меди, никеля. Так что микроскопические пылинки очень жадны на металлы. БУДУЩЕЕ ОПТИМИСТИЧНО Наблюдения в биосферных заповедниках за поведением тяжелых металлов, начатые во второй половине 70-х годов во многих странах, выявили на первый взгляд весьма тревожный факт. Оказалось, что поступление металлов с атмосферными осадками больше, чем их вынос поверхностным стоком. Это было истолковано как свидетельство глобального техногенного загрязнения. На мой 31
взгляд, такой вывод преждевременен. Ведь в методике наблюдений был существенный изьян: если выпадение металлов из атмосферы тщательно фиксировали и измеряли, то на вовлечение их в атмосферную миграцию не обращали внимания. Скорее же всего, движение металлов между поверхностью суши и атмосферой сбалансировано: выпадает с осадками примерно столько же, сколько захватывается ветром. И здесь я хочу подчеркнуть, что особая роль в обмене металлов между сушей и атмосферой принадлежит почве, хотя в этом обмене веществ участвуют и растения. Они могут вбирать в себя часть водорастворимых соединений металлов из атмосферных осадков, и в то же время на их листьях могут синтезироваться металлоорганические соединения. Но вот что важно: металлы, попавшие в почву, либо входят в состав подвижных комплексных соединений, либо прочно и надолго закрепляются в устойчивых компонентах почвенного гумуса. Недавние исследования геохимиков-почвоведов Н. Г. Зырина и Б. А. Зво- нарева свидетельствуют, что наиболее прочно, так сказать, на века закрепляются ртуть и свинец. Почвенный покров — могучий регулятор"движения металлов, не позволяющий их растворимым соединениям излишне скапливаться в речных и озерных водах, в растениях и животных. Именно почва диктует миграционный пульс на суше. И вот теперь придется вспомнить, что в нижние слои атмосферы металлы попадают не только над сушей, но и над морем. Правда, концентрация металлов над поверхностью океанов вдесятеро меньше, чем над континентами. Но все равно в воздухе витают многие сотни тонн металлов. Сколько и каких — пока сказать трудно. Можно лишь ориентировочно судить об отдельных, самых изученных. Например, за год в атмосферу из океана попадает 670 тысяч тонн меди, но переносится на сушу и вместе с дождями выпадает лишь 60 тысяч тонн меди. Да и сам океан получает с континентов металлическую дань — с пылевым выносом в него ежегодно поступает около 65 млн. тонн железа, примерно по сто тысяч тонн никеля, цинка и меди... Как видите, изрядные количества металлов поступают на поверхность Земли из атмосферы самым естественным путем, без нашей помощи. Пока ясны лишь контуры общей картины движения тяжелых металлов в биосфере. Из-за неодинаковой изученности циклов ее можно конкретизировать только для отдельных металлов, например для меди. А ведь любое суждение о глобальных изменениях биосферы должно базироваться на взаимосвязи всех циклов, всех металлов. Достаточно упустить из внимания хотя бы часть одного из циклов, чтобы прийти к неправильному выводу. И пока нет весомых фактов для мрачных глобальных прогнозов. Ведь биосфера всегда эволюционировала при высоком содержании тяжелых металлов, а их избыток неизбежно выводился в осадки. Сильные колебания концентрации металлов, в том числе и геохимические аномалии, были присущи окружающей среде и раньше. Тесная сопряженность миграционных циклов и выдающаяся роль почвенного покрова как их мощного глобального регулятора гарантируют высокую устойчивость биосферы перед натиском дополнительного притока металлов природного или техногенного происхождения. Но все это вовсе не означает, что напрочь отсутствует опасное загрязнение отдельных клеточек организма биосферы. Миграционные циклы низких рангов легко ранит та или иная хозяйственная деятельность человека. Это пока не сказывается на биосфере в целом, но глубоко нарушает геобиоценозы на сравнительно небольшом пространстве. Главный же вывод оптимистичен. Изучение глобальных миграционных циклов металлов опровергает доводы о фатальном и неизбежном загрязнении всей биосферы тяжелыми металлами и вместе с тем намечает пути для предотвращения реальных случаев поражения отдельных территорий. И чем скорее будет выполнена эта работа — тем лучше и для нас, и для биосферы. Доктор географических наук В. В. ДОБРОВОЛЬСКИЙ 32
m 8з in 1 в Hi 0 111 I 11 1 1 a Bl II II 1 fl D Как победить дракона? Инженер Ф. С. ТАТАРСКИЙ Не люблю позеров, но этот, что называется, нейдет из головы. Давний семинар по охране окружающей среды. Стареющий кандидат наук из тех, кто любую мысль, пусть самую ординарную, начинает с претенциозного: «Мы, ученые...» — Пусть это покажется парадоксом, но именно мы, ученые-химики, должны сегодня сказать «нет» дальнейшему развитию химии. Видели, как тетки на рынке картошку свою рекламируют: «Без удобрений росла, на чистом навозе!..» И мы платим за естественность! А нейлоновые рубашки вы носите? То-то! Подавай нам лен, хлопок, хоть рогожу, но — естественную. Дальше в голосе его появилась толика строго дозированной печали: — Мы, ученые, знаем, что пока все разговоры о безотходности — красивая легенда, не более. Что-то как-то все равно выбрасывается. Не шлам, так газ, не газ, так пыль, не пыль, так вода, и в них неестественные для природы, для жизни примеси. Как хотите, но именно мы, понимающие это, должны сказать свое «Нет, нет и еще раз нет!» И пусть лучше я останусь без работы, пусть пойду в киоск у метро торговать конвертами и газетами, но совесть моя человеческая будет чиста! Ни в какой киоск он не ушел. Дорабатывает до пенсии: Но, готовя эти заметки о конкретной проблеме нынешней нашей химии, я не раз вспоминал этого нелюбимого своего оппонента. Может, он и прав в чем-то? 2 «Химия и жизнь» № 4 зз
Автор знает немало химических производств, и в каждом из них действительно есть .свои выбросы, свои стоки, свои отходы — свой зловредный «дракон», угрожающий и природе, и всем нам, живым существам. Работают институты, разрабатывают и внедряют новые технологии, а безотходных среди них — так, чтобы совсем, полностью безотходных,— пока что не видно. И наводит это на крамольную мысль: неужели все то, чем мы, химики, занимаемся, какая-то тяжелая, еще до конца не понятая ошибка? Решайте сами. Этот рассказ — без утайки и без бодрячества, но и без самоуничижения — об одной конкретной технологии, которая существует и которую в качестве аргумента в споре с витийствующим антихимиком не приведешь. Но это — сегодняшняя наша химия, с ее поисками и пробами, ее стратегией и временными отступлениями ради победы над одним конкретным «драконом». О ХРОМЕ — НЕ МЕТАЛЛЕ Любая популярная статья о хроме начинается обычно с того, что название свое этот элемент получил от греческого слова «хрома», означающего цвет, краску. И это закономерно: богатству цветов и оттенков хромовых соединений можно позавидовать. Но, на мой. взгляд, лучше бы его, хрома, название произвести от другого слова: «трудный» или, может, «мучительный»... И это при том, что наша страна по производству химических соединений хрома идет в самых первых рядах, что не к кому-нибудь, а к нам едут за опытом и лицензиями в области хромпиковых производств. Совсем недавно большая группа исследователей из Уральского научно-исследовательского института химии (УНИХИМ), проектировщиков Уралгипрохима и производ- ственников-хромистов была удостоена Государственной премии за эти самые хромовые соединения. Удалось решить (и красиво решить!) немало проблем. Осталась нерешенной одна проблема шлама. Именно он, шлам, тот самый дракон, зловредный и "опасный, которого еще предстоит победить. Расскажем, как он появился на свет. Если представить себе, что кто-то из нас мог присутствовать на лекции по технологии хрома в 1915 году, ему пришлось бы, наверное, услышать нечто этакое: — Позвольте, милостивые государи мои, поздравить вас с событием чрезвычайным. В Шайтанке, близ Екатеринбурга, начало работать первое наше отечественное, российское производство хромпика. Уральская хромовая руда, именуемая шпинелидом или же хромистым железняком, камень доломит да сода сУкраины — простые все вещи, а, как говорил классик, дивное диво творят! Измельчают руду и доломит, в пропорции секретной с содой, лопатами смешивают, да в обычных тачках завозят на самый верх печи, подобной тем, в каких кирпич обжигают. А там местные мужики, прозываемые «шайтанами» по имени своего поселка, ломами да трепалами ворошат раскаленную массу, с пода на под передвигают, дабы содержащийся в воздухе кислород мог хорошенько хром руды окислить. С последнего пода, самого горячего, жаркая эта масса выгребается в короба с водой — ах, если б видели вы это! Пар разных цветов клубится, искры летят, как при фейерверке, и через специальные щели в стенках коробов льется желтый хроматный раствор. Обратили внимание: лектор ни слова не сказал о том, что остается в коробах,— о шламе? Да и кого он, шлам, тогда интересовал? Двое «шайтанов» цепляли короб крюком и под дружное «сама пойдет» вываливали грязно-желтую массу в телегу. Возница чмокал губами, и шлам навсегда покидал завод, чтобы залечь пластами по берегам речки Пахотки. незаметного притока Чу- совой. Семь десятков лет прошло с той поры, и сегодня у директора Первоураль- ского производственного объединения «Хромпик» (того самого бывшего заводика в бывшей Шайтанке) Валентина Михайловича Секиража на стене кабинета висит график. Графиком жизни и смерти называет его директор. Все круче вниз идет на нем линия «свободная емкость шламонакопителя»: еще года два, и упрется она в край графика. И тогда остановится предприятие, оборудованное по последнему слову техники, отлаженное, как хороший прибор, выпускающее половину продукции с Государственным знаком качества. Шлам задушит производство. Скорее всего, этого не случится, предприятие не остановится. Но то, что произойдет, вряд ли будет многим лучше. Не зря, поверьте, уподобили мы шлам 34
дракону — победа над ним потребует огромных сил и средств. Да и будет ли настоящей победой планируемый (о нем ниже) цех нейтрализации? Поэтому подолгу не отходит от графика лауреат Государственной премии В. М. Секи- раж, не спешит вечерами домой... Может, есть какой-то другой выход? Может, что-то не додумали? Может, уже завтра у кого-то появится революционная и спасительная идея... Чтобы с кем-то или с чем-то успешно бороться и в конечном счете победить, надо хорошо знать врага. Это аксиома. Поэтому придется привести в кратком конспекте еще одну лекцию о хроме, современную. — Прежде всего следует отметить, что технология извлечения хрома из руды за эти семьдесят лет принципиальных изменений не претерпела. Дело в том, что в хромовой шпинели элемент № 24 крепко соединен с кислородом, железом, магнием, алюминием... В минерале, в руде хром находится в трехвалентном состоянии. Эти соединения переменного, кстати, состава в воде, естественно, нерастворимы, иначе дожди и грунтовые воды давно бы вымыли оттуда весь хром. В хорошей, богатой руде окиси хрома CtjO., и примесей примерно поровну. Следовательно, задача технологии — разрушить связи хрома с другими элементами, хром извлечь, примеси оставить. Еще тогда, в пятнадцатом году, технологи пошли по самому простому и естественному пути: нагрели смесь руды с содой докрасна и через спек пропустили кислород. Хром окислился до шестивалентного состояния и соединился с самым активным катионом — натрием соды: образовался растворимый хромат натрия Na-jCrO». Казалось бы, теперь достаточно провести обычную операцию водного выщелачивания с пека, чтобы получить чистый хроматный раствор, а в остатке — не содержащий хрома, состоящий из балластныч компонентов руды шлам. Вот ведь как все просто. Только у этой простоты есть два небольших «но». Во-первых, извлекается при такой технологии только часть хрома, причем часть сравнительно небольшая. А во-вторых, кроме того, в раствор вместе с хроматом натрия переходит часть балластных солей, причем, увы, немалая. Технологи вновь пошли по изведанному «металлургическому» пути: 7* стали искать флюсы и другие добавки к хромит-содовой шихте. Лучшей из добавок оказался распространеннейший минерал доломит—карбонат кальция и магния. Это уж потом ученые разобрались в весьма хитром химизме влияния доломита на процесс окислительной прокалки. Тогда же производственники обрадовались: на хромит-содово- доломитовых шихтах их печи начали работать, в общем, вполне прилично и растворы получались почти чистыми. Обратили внимание: «в общем», «прилично», «почти»?.. Все какие-то не технические категории. За семь десятков лет в хромпиковом производстве модернизировано все и вся. Вместо подовых работают полностью механизированные барабанные вращающиеся печи; выщелачивание идет в мельницах мокрого помола; пульпы фильтруют на вакуум- фильтрах; растворы концентрируются в автоматизированных вакуумных установках. И только основа основ процесса — шихта практически осталась той же: руда, доломит, сода. А это значит, что с каждой тонной полноценных хромовых продуктов образуются две тонны шлама. И что с ним, с этим шламом, делать дальше — это и есть самый «драконовский» вопрос... Думаете, по существующей технологии из руды «выжимается» все, что она может отдать? Никак нет. При всех усовершенствованиях в шламе и сегодня остается четверть содержавшегося в руде хрома. Так что же, шлам — наше богатство, руда будущего? Скажи ге об этом в понедельник любому работнику хром- пикового завода. Этого хватит, чтобы испортить ему настроение до конца недели. Это шлам-то богатство?! ОБЛИК ДРАКОНА Прежде всего, он, как и положено дракону, ядовит: все растворимые соединения хрома токсичны. И полностью отмыть их от шлама не удается никакими силами: реакционная способность хрома очень велика (за что он, кстати, и ценится). Трехвалентный хром мертвой хваткой держится в шламе за другие элементы, образуя «букет» вредных примесей. Шестивалентный, напротив, образует много растворимых соединений. Значит, просто свалить шлам в террикон, как пустую породу, нельзя. Он будет высыхать, завьюжит его ветер, полетят отравленные перышки дракона на поля, в речки, на жилые поселки, на детские садики... Подумать страшно. 35
Поэтому приходится строить специальные пруды-шламонакопители, защищать их дно толстой полиэтиленовой пленкой, дабы не пробрался дракон в грунтовые воды. Хранить шлам в этих прудах приходится под слоем воды, чтобы ни песчинки, ни одного грамма шламовой пыли не унесло с поверхности. Но вечного ничего нет, шламо-. накопитель потихоньку заполняется, рядом с ним приходится строить второй, потом третий... Пока делали сотни тонн солей в месяц, можно было терпеть. Сейчас, когда ежемесячный счет пошел на десятки тысяч тонн, терпеть стало невмоготу. Местные власти сказали решительно: «Хватит!» — и не отвели больше земли под новые пруды. И в верхах их поддержали. Мало свободной емкости осталось в последнем Первоуральском шламонако- пителе. Еще года два, и тогда... Что тогда? Вернемся чуть назад, припомним, что за вещества содержатся в шламе. Прежде всего ответим на вопрос, во что превращается во время прокалки доломит. Понятно, что при высоких температурах карбонаты кальция и магния разлагаются с получением некоего подобия цемента. Поэтому-то дракон, его наиподлейшее преподобие, затаил еще одну каверзу. Достаточно всего несколько секунд не ворошить свежий шлам, и он «схватывается», образуя нечто вроде плохонького бетона, где роль наполнителя играет остаток руды. Удобно работать с материалом, который грозит мгновенно и плотно забить любую емкость, любой насос, любую трубу? Конечно же, ученым и производственникам сразу же пришла в голову мысль — может, это вовсе и не порок, а достоинство шлама? Будем делать из него строительные блоки, панели, фундаментные камни... Используем драконью шкуру на все сто процентов, и проблема будет решена. Вот только вряд ли кому-либо захочется жить в доме, из стен которого потихоньку будет сочиться ядовитая драконья кровь — растворимые соединения хрома. Однако, может, как мы хром окислили, так его можно и восстановить? Вырвем тем самым у дракона ядовитые зубы, превратим шлам в безвредный. Технически это сделать можно, но только вяжущие свойства шлама, и без того довольно слабые (иначе мы не боялись бы пыления), после восстановления — или, как еще говорят, нейтрализации — становятся совсем никудышными. Да при этом образуются еще разные водорастворимые соединения. Мало радости жить в доме, стены которого размываются дождем. Так что же делать? ВАРИАНТЫ, ВАРИАНТЫ... Много лет назад сотрудники Уральского научно-исследовательского института химии сказали: — Порок не в шламе и не в трудностях его утилизации. Порок в самой доломитной технологии. Совершенствовать ее — пустой номер. Надо либо вернуться назад, к бездоломитной, либо искать принципиально другую технологию. Легко сказать — вернуться к прокалке без доломита. Ведь четко и определенно установлено, что при этом за один раз можно из руды взять лишь половину хрома. Л за два раза?! Автор сознательно упрощает — схема двухстадийной бездоломитной прокалки намного хитрее, чем просто «прокалка два раза». Но, во всяком случае, именно эта схема явно лежит где-то на пути к победе над драконом. Судите сами: количество шлама уменьшается почти втрое, а количество хрома в нем — в десять раз. Наверное, с маленьким одноголовым драконом справиться все- таки полегче, чем с огромным да о десяти головах! Именно по пути бездоломитной прокалки, судя по всему, и пойдет наша хромпиковая промышленность при создании новых мощностей. А почему не сейчас? Хитер дракон — существующие производства приспособить под новую технологию очень трудно, а без длительной остановки почти невозможно. К тому же производительность прокалочных печей в новой технологии почти на четверть меньше, чем при работе с доломитом. Это значит, что на четверть упадет и выпуск продукции. Кроме того, растет расход соды и — все-таки остается шлам, будь он трижды неладен! Придумали другой вариант. Идея формулировалась так: проведем бездоломитную прокалку в одну стадию, извлечем из руды половину хрома, а то, что останется,, передадим как сырье, как «бедную» руду в металлургическое производство, например феррохромное. Так родился химико-металлургический метод, о котором с немалым оптимиз- 36
мом в свое время писала наша пресса. Как он, этот метод, родился — понятно, а вот как и почему скончался... Чтобы это понять, надо на минуту сесть в кресло руководителя ферросплавного завода. Еще вчера получал он полноценную хромовую руду — высоки были показатели его производства. Сегодня ж ему начнут давать чужую «бяку», отход, из которого кто-то заранее извлек часть хрома. Все показатели феррохромного производства, естественно, поползут вниз. А если так, то совсем не трудно найти веские и внешне совершенно объективные доводы против метода, несправедливого к металлургии. Правда, при этом удается решить серьезнейшую экологическую проблему — шлак ферросплавного производства нетоксичен (там ведь процесс идет не окислительный, а, наоборот, восстановительный) и сравнительно легко утилизируется. Правда, общие технико-экономические показатели двух смежных — химического и металлургического — производств по крайней мере не ухудшаются (по некоторым данным даже становятся лучше). Ну и что? Почему это должны делать металлурги? Надо химикам — пусть ставят у себя фер- рохромные печи. Ах, им это невыгодно? Со своими отходами самим надо разбираться, а не на чужом, как говорится, горбу да прямо в рай! Нет, тут не только сто раз заклейменная и все же живучая ведомственность. Действительно, внедрение химико-металлургического метода требовало решения многих непростых проблем. Короче, скончался химико-металлургический метод. Еще вариант: метод металлурго-хими- ческий. Все в нем наоборот. Руду получают не химики, а металлурги и делают из нее традиционным способом феррохром, а уж его — ферросплав смешивают с содой, прокаливают и окисляют в своих печах (причем без всяких переделок) химики-хромписты. Проверили эту идею в лаборатории: прокалка шла как по маслу, хром извлекался практически полностью, а то, что оставалось, называть шламом просто неприлично. Какой там шлам — великолепное сырье для других отраслей промышленности. Восторги разрушила маленькая, в полстранички бумага на официальном бланке: феррохрома для химиков нет и в обозримом будущем не будет; все действующие, строящиеся и даже проектируемые феррохромовые мощности полностью загружены*. А дракон торжествовал! И тогда на листы проектировщиков легли первые наброски схемы нейтрализации шлама. Надо признаться, разные мнения есть об этой схеме. Кто-то считает ее вполне приемлемой, кто-то бурно негодует, но практически все согласны с тем, что сегодня она — единственный реальный выход из положения. Нашли-таки способ превратить ядовитого дракона если не в безобидного ужа, то в некое его подобие. В специальных аппаратах с добавкой восстановителя весь окисленный хром переводится снова в трехвалентный, нерастворимый и нетоксичный. Это значит, что шлам можно сваливать в террикон, не опасаясь ветрового разноса. Все вроде бы удовлетворительно, только производственники (и особенно экономисты заводов) теряют аппетит, прочитав пояснительные записки к проекту цеха нейтрализации. Явную и несомненную победу над драконом они называют пирровой победой: эксплуатация цеха будет столь неэкономичной, столь разорительной, что согласиться с его строительством можно только из-за того, что не смогли мы все вместе придумать ничего лучшего. Настроенные наиболее оптимистично надеются, что, когда шлам станет нетоксичным, работать с ним будет проще, а уж потомки ждать умных потомков? Или, сжавши зубы, продолжать работать самим? Ответ очевиден. Работа продолжается. Вот, собственно, и все, о чем честно, без утайки и ложного бодрячества обещал рассказать автор. Для краткости опущены почти все детали и некоторые этапы борьбы с драконом. Автор понимает, что, попадись эта статья на глаза упомянутому в начале кандидату наук, тот не упустит возможности воскликнуть: «Ага! Что я говорил!» Однако автор надеется, что эти заметки прочтут молодые исследователи и студенты химических специальностей, в чьи учебные программы введен курс основ экологии. Им, молодым, выходить на бой с драконами всех мастей, всех производств. Выходить на бой до полной победы. * Сейчас вроде бы эта точка зрения пересматривается, по крайней мере применительно к одному заводу. Что-будет — увидим. 37
Ux it Ш ИЗРЕНкиь Мелкая зверюшка — динозавр Динозавров привыкли считать большими, прямо-таки огромными. Если же попадались останки скромного размера, то их приписывали не успевшим подрасти детенышам. Английские исследователи Р^ж. Калли- сон и X. Кимби поставили это мнение под вопрос. Заново изучив скелеты и отдельные кости ископаемых ящеров, они пришли к выводу, что среди особей мелкого габарита, не превышавших по своим размерам индюка или даже цыпленка, были не только «малолетки», но и вполне зрелые существа. Разница между теми и другими примерно та же, что между щенком-сенбернаром и взрослой болонкой. Рост вроде бы одинаков, однако у сенбернара лапы настолько велики, что очевидно: зверю еще предстоит до них «дорасти». «New Scientist», /'AV-/. /V<> 1415 JO'it*..4! Подвощюскоп Австралийский студент С. Кеннеди опубликовал в «Journal of Ex peri menial Marine Biology and Ecology» исследование, посвященное пространственному распределению микроорганизмов, населяющих водоросли Сиднейской бухты. Работа выполнена с помощью самодельного микроскопа для работы под водой. Это первый работоспособный инструмент такого рода: вес ранее предлагавшиеся модели либо были слишком сложны и ненадежны, либо годились лишь для работы на мелководье, с окуляром на поверхности. «Search». MM. г. 15, № 9 10 Немецкий птенец педантичнее? Ранее мы уже сообщали о работе шведских орнитологов, установивших, что птенцы мухоловки, выращенные в сильном магнитном поле, повернутом относительно земного, с наступлением осени улетали отнюдь не туда, куда следовало. По сообщению журнала «Behaviour Ecology and Sociobiology» A984, т. 15. № 1). аналогичные опыты, поставленные в ФРГ, привели к совсем другим результатам. Магнитное поле поворачивали относительно земного на 105 го в горизонтальном, то в вертикальном направлении. И что же? Несмотря на все ухищрения, мухоловки точно следовали маршруту предков. Дети курящих родителей легче (по сравнению со сверстниками из некурящих семей) заболевают бронхитом и воспалением легких, чаще пропускают занятия. Если крыса-мать в период беременности содержалась в атмосфере табачного дыма, ее крысята хуже поддаются обучению по сравнению со зверьками из контрольной группы. «Science Digest» I9H4, т. 125. № 22 *m>»wwAWJ*Jt//J0WWfWWf»W> УМШ^Л,^^^ .^^„^^^^ШШМ^^^1^^ чихвйхамша
Сезам-1984 Устройство, затворявшее вход в сказочную пещеру с сокровищами, как известно, умело исполнять лишь две команды: «откройся» и «закройся». Новая модель авиационной радиостанции, испытываемая в США, откликается на 60 устных команд, освобождая летчика от необходимости крутить ручки настройки. «Science Digest», 19X4, N<> // Сорочьи антипатии Новозеландские сороки Gymnor- hina tibicen hypleuca невзлюбили поклонников бега трусцой. Завидев спортсмена, они бросаются на него скандальной стаей, причем норовят не только запугать криками, но и причинить посильные телесные повреждения. Местные орнитологи полагают, что в бегущем человеке птицы почему-то усматривают угрозу для своих птенцов. «Search». 1984, т. /5, № /- 2 К сведению водителей Ребенок до пяти лет видит автомобильную дорогу совсем иначе, чем дети старшего возраста или взрослые. У малышей сектор обзора по вертикали всего 70', а у взрослых — 120 . По горизонтали соответственно, 90 и 150 . Кроме того, до пяти лет человек лишь в 63 случаях из ста правильно определяет направление на источник шума (взрослые — в 90). «Длигоси гидлнщу», /Ш, г. 37, №> 5 Цитаты То обстоятельство, что закономерности относятся к воспроизводимым сторонам явлений, вынуждает нас признать, что в физических явлениях существуют и такие черты, которые существенно однократны. Я. ПАУЛИ. «Физические очерки», М., /975 Д. И. Менделеев говорил: «Нет без явно усиленного трудолюбия ни гениев, ни талантов». Думаю, что его слова применимы к различным областям жизни, в том числе и к спорту. Заслуженный мастер спорта М. ЯКУШИН, «Советский спорт», 29 декабря 1984 ^*Т ТОЮ HN?4 - • *• К 2000 г. ожидают появления самолета на тысячу пассажиров, который будет летать со скоростью, в 10 раз превышающей скорость звука (более 12 000 км/час). Моря будут бороздить суда грузоподъемностью 1 млн. т. Пассажирские поезда будут развивать скорость 300 км/час и даже более. Не позднее 2000 г. весь земной шар будет опоясан сетью видеотелефонной связи. К концу- нашего столетия телевидение станет объемным. «Мир в 2000 году». М.: Прогресс, 1973 Яицы соблюдать свежими На Дацком корабле везены были в Китай и оттуда обратно яицы, которые, будучи положены в мелко растолченный сахар и забыты, находились совершенно свежими и хорошими. Надлежало бы испытать и подложить их под курицу. Чаятельно, таким образом можно бы было привозить из самых отдаленнейших стран свежие чужестранные семена. Кислая капуста Действия кислой капусты оказались вновь во время путешествия по морю Г. Пейруза, который приносит благодарность ее употреблению и говорит, что он доехал уже до острова Консепсион и ии один из его людей, бывших с ним на корабле, не был болен. Разные известия Г. Вольф, находящийся в Данциге, сделал посредством многолетней перегонки из древесной смолы янтарь. По недостатку естественной каменной соли сплаалена была в Грос-Зальце искусственная, которой и отправлено в Си- лезию около 30 000 центнеров. Королевская Прусская фарфоровая фабрика принуждена от недостатка дров употреблять каменное уголье, подобно как и англичане на ценинной своей фабрике. Ради сего приготовляют уже такие печи. Из разломанных капсель- ных черепьев делают в помянутых печах, где жар не столько силен, плавильные горшки. В Бильфельде начинают уже вместо сыворотки употреблять для беления также купорос. *Еженедельные известия Вольного экономического общества 1788 года»
Гипотезы Праматерь всех разумных? В. А. ПЕРЕБАСКИН Боюсь объяснений* объясняющих объясненные вещи. А. ЛИНКОЛЬН Говорят, что гипотез о происхождении человека столько же, сколько людей на Земле. Ну что же, каждый имеет право представлять собственных предков на свой лед. Не хочу быть исключением — предлагаю свой вариант. Начну с цитаты из заметки, недавно опубликованной в журнале «Science News» A983, т. 124, № 7, с. 101): «Изучение различий в строении ДНК людей, живущих в разных странах, позволило сделать вывод, что человечество произошло от одного общего предка женского пола. Современный человек ведет свой род от единственной праматери, жившей около 350 тысяч лет назад». Генетики из Беркли, изучившие множество проб ДНК из митохондрий (каждая макромолекула такой ДНК содержит 35 генов, передаваемых потомству только от матери, без влияния отцовского генетического материала; изменения в таких ДНК возможны только под действием мутаций), подтвердили гипотезу, согласно которой в указанный ими срок совершился решающий эволюционный скачок, после которого очеловечивание человека ускорилось многократно. О сути этого скачка — чуть позже, а пока поговорим об энергетике. ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ Любая система заслуживает своего названия только потому, что в ее рамках существуют связи чего-то с чем-то, элементов, удерживаемых в определенном единстве. При ослаблении связей она распадается на составляющие — тоже системы, которые также могут в свою очередь распадаться. И так до бесконечности, на сегодняшний день до кварков... В. И. Ленин разглядел в этом важнейшее свойство материи — бесконечность вглубь: «Электрон так же неисчерпаем, как и атом, природа бесконечна». Итак, связь — всеобщее свойство систем, и различаются между собой родственные системы именно энергией связи. К примеру, капля воды в запаянной ампуле при нагревании постепенно увеличивает свой объем до определенного предела, а потом исчезает как тело, как система, распадаясь на массу других систем — молекул. И наоборот, при охлаждении, при потере молекулами энергии из них опять организуется единая макросистема — капля. Что-то похожее происходит в живом мире. Волчья стая, например, обычно образуется с наступлением голодного, энергетически дефицитного зимнего периода и распадается летом, во время пищевого изобилия. Более сильный, лучше вооруженный хищник, тигр, стай не образует — ни к чему. И наоборот, слабо вооруженное копытное вне стада долго не живет: пищевое изобилие, в одиночку для него бессмысленно, одинокое копытное легко становится добычей хищников. Как видите, просматривается некая аналогия. Биологическая энергия пищи выполняет роль собственной энергии живых систем, препятствующей образованию связей. Давление же внешней среды, естественного отбора, наоборот, подобно обычному физическому давлению, сплачивает, укрепляет, консолидирует системы. От этой аналогии можно в принципе прямо переходить к происхождению человека, но для начала проверим кое-какие действующие здесь закономерности на примерах попроще. ВЫХОД НА СУШУ Теплое девонское море... Одна из энциклопедий назвала его «подлинным раем для рыб». Определение несколько сомнительно: уже тогда, очевидно, существовала законченная экосистема растений и животных. Экосистема же вовсе не подразумевает абсолютное равенство всех своих участников. В нее всегда входят как высокоспециализированные, идеально приспособленные к условиям обитания виды, так и другие, менее удачливые. Так что лучше говорить не о равенстве, а о взаимозависимости... 41
Под давлением естественного отбора менее приспособленные, неспециализированные виды неизбежно вытесняются с лучших угодий куда-то на периферию, на край ойкумены — так случается в любой очереди, в любой давке. Подобным же образом наименее специализированные виды рыб — кистеперые были оттеснены на самый край водной стихии, на границу суши, в полосу прибоя. Дальше для рыбы вроде бы некуда. Пришлось специализироваться, приспособиться к этим небывало трудным условиям. Вернее, не специализироваться, а, наоборот, стать универсалами. Ибо специализация сразу к двум средам обитания, да вдобавок в условиях острого дефицита энергии,— это явная универсализация. Кистеперый целакант оказался вынужден расширить поле своей деятельности (прежнее его энергетически не обеспечивало) и освоить в дополнение к родному водному новый способ существования — наземный, правда, став уже не целакантом. Но едва это произошло, как из сурового режима голодания он попал в условия невиданного энергетического изобилия. Врагов на суше у него практически не было, пищи же — растений и насекомых — неограниченные запасы (в условиях современной занятости суши с целакантом, скорее всего, произошло бы то же, что с крыловской щукой, вознамерившейся половить мышей). Теперь, вспомнив, что происходит в условиях такого изобилия с каплей воды или стаей волков, нетрудно угадать, что произойдет с системой «целакант»: она неминуемо должна распасться на ряд других систем. В отсутствие естественного отбора живучесть мутантов (особей с отклонениями от нормы), естественно, повышается. Можно предвидеть, что часть из них, отыскав свободные экологические ниши, адаптируется и породит новые виды. Мало того, известно: чем больше открывается таких ниш,-тем шире спектр выживающих мутантов. В многообразии свободных ниш — ответ на мучивший многих исследователей вопрос, каким образом от одного и того же целаканта произошли и травоядные, и хищные потомки. «Большую изменчивость островных видов можно считать следствием уменьшения контроля со стороны хищников»,— пишет известный эколог Р. Дажо, объясняя небывалое видовое разнообразие сумчатых в Австралии и птиц на Галапагосских островах. Выходит, в иных случаях хищный волк может произойти от смиренной овечки... Именно так и вышло, когда кистеперые рыбы, перебравшись на сушу, породили экосистему стегоцефалов — земноводных, как травоядных, так и хищных. ДИНОЗАВРЫ — МЛЕКОПИТАЮЩИЕ — ЧЕЛОВЕКООБРАЗНЫЕ... Климат девона и карбона был жарким и влажным. Тем не менее где-то вдали от морей могли существовать области жарко-сухого климата. Для земноводных, естественно, не очень-то удобные. Это был край, предел их болотистой ойкумены. И опять на край выталкивается самый слабый, неспециализированный вид только что возникшей стегоцефальской экосистемы... Приспосабливайся или погибай. И снова изгои выкручиваются. Начинается формирование динозавра, существа более универсального по признаку сухо пути ости, могущего процветать как в жарко-влажном, так и в жарко-сухом климате. Как видите, проявилось то же свойство систем: в условиях дефицита системной энергии — совершенствование, универсализация. «После каледонского периода горообразования (...) на больших пространствах суши установился континентальный климат» (И. И. Шмальгаузен «Происхождение наземных позвоночных»). Экосистеме стегоцефалов, идеально специализированных для влажного климата, пришлось погибнуть, а вот для динозавров, готовенького, но малопочтенного до того вида, открылся богатейший выбор экологических ниш. Избавившись с гибелью стегоцефалов от давления естественного отбора, они попали с полосу энергетического изобилия и породили новую многообраз- нейшую экосистему ящеров. В том, что последовало далее, ничего нового уже не было — природа, в сущности, любит штампованные решения. Самый неспециализированный, самый «никудышный» вид динозавров, вытесненный на край местности, населенной процветакнцими ящерами, начал вынужденно приспосабливаться к тамошнему холодно-сухому климату. Опять универсализация, выработка спо- 42
собности выживать в любом из наличествовавших тогда видов климата... Среди прочих новых приобретений — вскармливание детенышей материнским молоком. Древнейшие млекопитающие (мелкие, размером с землеройку, лишенные и преимуществ, и недостатков узкой специализации) дождались своего часа, когда вступила в действие тенденция, четко выявленная графиком «температурной истории планеты» в статье Г. Скоробогатова «Где оно, космическое чудо?»*. Иными словами, когда планета начала остывать до уровня, неприемлемого для непобедимых динозавров... Незаметные зверюшки вышли на авансцену эволюции и снова породили широкий спектр видов как травоядных, так и хищных, уютно устроившихся каждый в своей экологической нише. И снова кто-то, самый слабый и неспециализированный (история повторяется), был вытеснен на край- Правда, теперь этот край мало напоминал золотой пляж на берегу девонского моря или цветущие леса да луга юрского ландшафта. Это было каменистое, продуваемое всеми ветрами высокогорье, где было мало хищников, но мало и любых других животных. И вот такие невообразимо тяжкие условия заставили это (пока неизвестное нам) существо совершенствоваться как никакое другое. Пришлось развить цепкие, ловкие, как у ящерицы, конечности, преобразовать когти (бесполезные в скалах) в ногти, обрести всеядность. И резко поднять эффективность усвоения пищи, в целых шесть раз увеличить КПД (а что поделаешь — дефицит!). Это еще не все. Чтобы издали видеть врага или добычу, существо поднялось на задние конечности, а потом (или одновременно) объединилось в стаи. Именно с этого момента началось очеловечивание гоминид (надеюсь, читатели уже догадались, о каких существах идет речь). Энергетические условия требовали объединения, а объединение в свою очередь — общения, понимания друг друга для согласования трудовых и охотничьих усилий, для суммирования малых индивидуальных сил во всесокрушающую мощь монолитной стаи. Благодаря общению человекообразные стали стремительно умнеть; они успешно освоили «логические системы», присущие разным видам животных («засадную» * «Химия и жизнь», 1983, № 12. логику, кошек, «преследовательскую» собак...), и сумели противопоставить остальному животному миру сумму приемов, несравненно более эффективную, чем у любого другого вида млекопитающих. В итоге, спускаясь со своих возвышенностей в эпохи периодически сковывавших Землю оледенений, стаи человекообразных из толпищ изгоев превращались в гегемонов животного мира; даже самые мощные специализированные хищники в панике освобождали места обитания при их подходе. Продолжая это победоносное движение в межледниковые периоды, гоминиды попадали из голодной провинции в центр — пищевой эдем. И вот здесь-то их подстерегал враг пострашнее всяких саблезубых: подавление естественного отбора в условиях изобилия. Ведь повторялась история, происходившая до того с цела- кантами или динозаврами: система попадала в режим избытка энергии. Тогда-то, видимо, и появились удивляющие ныне антропологов «щелкунчики» Дарта (человекообразные «белки»), австралопитеки Кенигсвальда (человекообразные «коровы»), гигантопи- теки (подобного же образца «волки»), кениапитеки Лики (предки современных обезьян)... Когда эти, перечисленные и не перечисленные, существа двинулись в атаку на экосистему млекопитающих, занимая свободные — или завоеванные — экологические ниши, на них тут же со всей силой неизбежности обрушился топор естественного отбора. Обычного, животного, включающего и гибель в зубах приспособившихся к новым соседям хищников... Ведь все эти двуногие существа — несмотря на почти человеческий облик, на вполне вероятную у них примитивную речь — еще не были людьми разумными. НЕДОСТАЮЩЕЕ ЗВЕНО На поиски такового тратятся колоссальные усилия. Ищут в благодатных африканских саваннах... Но в таких ли местностях совершаются решающие эволюционные метаморфозы? Да и была ли эта беспрецедентная по результатам метаморфоза такой уж заметной? Ведь состояла она не столько в физическом, сколько в «социальном» преобразовании стада человекообразных. Как государство не может стать самостоятельным, пока оно не создаст свою независимую экономику, так и выделить- 43
ся из животного мира в особую систему было нельзя, не создав свой, не животный способ отбора. Решающим в этот великий момент событием могло оказаться нечто малозаметное, на первый взгляд не очень-то существенное и едва ли поддающееся обнаружению методами археологии — рождение мутантной самочки с нарушенным циклом воспроизводства потомства. Самки, способной к зачатию не раз или два-три раза в год, как у животных предков, а круглогодично, с ежемесячным зарождением в ее организме активных яйцеклеток. Не это ли была первая на Земле женщина и первый человек в полном смысле слова; не ее ли гены мы все до сих пор носим в своих митохондриях? Для воспроизводства наиболее жизнеспособного потомства в животном мире существуют жесткий межвидовой отбор на уничтожение и сравнительно либеральный внутривидовой, сводящийся чаще всего к отпугиванию. Самый могучий из самцов попросту демонстрирует остальным — «вприглядку» или в ходе ритуальной, не убийственной драки — свои рога или клыки, и этого оказывается достаточно для завоевания благосклонности самки на недолгий брачный период. Однако с нарушением*такой периодичности ситуация меняется, отбор «на испуг» становится недостаточным, ибо противник сильнейшего становится не временным, а почти постоянным. Хитрым, умным, изощренным... Борьба внутри стада в результате этого, видимо, стала куда более суровой, вплоть до уничтожения. В противовес же ее разрушительным последствиям включились механизмы иные, принципиально новые — уже не стадные, а социальные. К примеру, почитание предков... Внутривидовой отбор этой способной к круглогодичному размножению группы гоминид (вернее, уже людей) объединил всю полноту как внешнего, так и внутреннего отбора и породил систему, развивающуюся с колоссальной быстротой независимо от превратностей судьбы прочего животного мира: где строже отбор — там выше качество. А кого за это следует благодарить — не первую ли женщину, которая своим, возможно, не очень-то строгим нравом разрушила животную систему естественного отбора? И стала праматерью всех разумных существ, ныне населяющих нашу планету? В оформлении статьи использовано изображение «Вестоницкой Венеры» — глиняной фйиуркц из палеолитической стоянки Долни Вестонице в Чехословакии 44
Гипотезы Планктон порождает приливы После опубликования Ньютоном закона всемирного тяготения власть Луны над морскими приливами наряду с падением пресловутого яблока как бы утверждает этот закон. В науке надолго воцаряется идея единой силы, правящей миром,— всемирное ньютоновское тяготение. Великий естествоиспытатель нашего времени академик В. И. Вернадский по этому поводу писал так: «В XVIII — XIX вв. проявления всемирного тяготения искали всюду. Этим путем приходили к открытию новых законов и к выяснению сложных и запутанных явлений, но в то же время всегда убеждались, что силы, при этом открываемые, отличны от всемирного тяготения. В XVIII в., идя по этому пути, С. Кулон доказал, что сходны с тяготением законы притяжения и отталкивания наэлектризованных тел, однако эти законы одинаковы только по форме. Лаплас, исходя из притяжения, пришел к теории особых, отличных от тяготения капиллярных сил. Попытки найти проявление всемирного тяготения в явлениях химии, в химическом сродстве, привели к открытию новых законов и плодотворных обобщений, не связанных с ньютоновским притяжением» (Избранные сочинения, 1954, т. 1, с. 49). И хотя приложением закона всемирного тяготения к морским приливам занимались такие выдающиеся математики и физики, как Эйлер, Бернулли, Лаплас и Кельвин, все же многое в при- ливообразовании осталось запутанным. Вот высказывание нашего современника, видного специалиста по приливам С. Картера: «Хотя большинство из нас принимает приливы как нечто само собой разумеющееся, это одна из наиболее удивительных загадок нашего мира, одна из тех природных сил, которые оказывают наибольшее влияние на нашу жизнь. Они тайна хотя бы потому, что мы так мало о них знаем. Мы потратили миллиарды, чтобы высадить человека на мертвый лик Луны, но живые приливы, управляемые Луной, так еще и не поняли». Утверждение Луны в качестве главной причины приливов в океане основано на предпосылке, что Земля покрыта сплошной жидкой оболочкой, обволакивающей ее слоем равной толщины. В этом случае меняется одно слово в законе Ньютона — вместо слова «квадрат» расстояния между телами надо поставить слово «куб». И тогда на фоне того, что гравитационное притяжение Земли Солнцем в 172 раза силь- 45
нее, чем Луной, приливообразующая сила Луны станет в 2,2 раза больше, чем Солнца. Ныне полагают, что сила притяжения Луны рождает два приливных горба: в ближайшей к Луне точке и на противоположной стороне земного шара. Солнце же лишь либо немного увеличивает их, когда находится примерно на одной прямой с Луной и Землей, либо уменьшает. Согласно этой точке зрения, самые сильные приливы должны быть, когда Луна на своей эллиптической орбите вокруг Земли пребывает в перигее, и слабые в — апогее. Увы, поведение приливов далеко не всегда соответствует этой логике. Более того — приливы большой высоты обычны в местах, весьма удаленных от экватора, и наоборот, слабые приливы свойственны экваториальной зоне. Не подчиняется лунным правилам и распределение на земном шаре суточных и полусуточных приливов. Да и вообще приливообразующие силы Луны уменьшают силу тяжести лишь на 1/8 900 000 долю. Согласитесь, на такой доле далеко не уедешь, и поэтому решили, что приливы порождает горизонтальная составляющая этой лунной силы, которая сперва вызывает горизонтальное смещение части жидкости, но в итоге подъем уровня моря. Допустим, что это так, но тогда придется Недоумевать по поводу невероятной скорости движения приливного горба, который, чтобы обежать вокруг Земли за 24 часа 50 минут, на экваторе должен мчаться быстрее 1500 км/ч. Это куда больше реально возможных скоростей распространения волн в океане. И еще вот такая закавыка: приливная волна частенько направлена и с запада на восток, то есть противоположно вращению Земли. Еще великий Галилей решительно протестовал против гипотезы о том, будто «Луна, странствуя по небу, притягивает к себе водяной бугор, который идет, непрерывно за ней следуя». Устами одного из персонажей «Диалога» Галилей упрекал своего уважаемого современника —- Кеплера: «И среди великих людей, рассуждающих об этом удивительном явлении природы, более всех других удивляет меня Кеплер, который, будучи наделен умом свободным и острым и хорошо знакомым с движениями, приписываемым Земле, допустил особую власть Луны над водой». А нельзя ли эту власть отобрать у Луны и вручить еще кому-то? Давайте попробуем это сделать. Во всяком случае, учение В. И. Вернадского о биосфере позволяет иначе подойти к проблеме морских приливов и рассматривать их не с позиций небесной механики, а с естест- венноисторических, считая их структурным элементом биосферы. Поначалу примем к сведению, что районы Мирового океана, славящиеся богатством жизни и изобилием рыбы,— это зона господства самых высоких приливов. В причинно-следственной связи между высотой приливов и количеством жизни мы, вероятно, видим случай, когда живое вещество не только приспосабливается к природным явлениям, но само становится причиной их усиления или даже зарождения. Система «живое вещество — приливная волна» самоорганизующаяся и работает по принципу максимума «пользы». Здесь действуют два биогеохимических принципа Вернадского, гласящие, что биогенная миграция атомов в биосфере стремится к максимальному своему проявлению и эволюция видов должна идти в направлении, увеличивающем проявление такой миграции. Так вот, как ни странно, основываясь на этом, приливы в океане можно посчитать явлением, порожденным при участии живого вещества. Вся жизнь в океане зависит от фитопланктона. Солнечная энергия, первично усвоенная мириадами организмов фитопланктона, служит энергией жизнедеятельности для всех других морских существ. Мне думается, что именно эта огромная энергия живого вещества океана и служит главной приливообра- зующей силой. Во многих публикациях красочно рассказано, как одноклеточные водоросли, питающиеся ими крошечные растительноядные, вслед за ними хищные организмы зоопланктона закономерно путешествуют вверх и вниз. Эти путешествия назвали суточной вертикальной миграцией. И не странно ли, что распростра- неннейшие представители фитопланктона — диатомовые водоросли не имеют специальных механизмов для перемещения в воде, например жгутиков. Но все-таки они путешествуют, то ли меняя плавучесть с помощью газовых пузырьков, то ли меняя содержание са- 46
харов и крахмала в своем теле. Возможно и другое объяснение. Давайте представим себе, что днем, во время фотосинтеза, когда поглощение энергии клеткой превышает ее расход на дыхание и температура клетки понижается, ее плотность немного увеличивается и она как бы тонет. Ночью, когда фотосинтез прекращен, а дыхание продолжается, клетка при выделении энергии нагревается и всплывает. Ранним утром, жадно вбирая в себя солнечное излучение и расходуя его на фотосинтез, клетка несколько охлаждается, ее плотность растет. К полудню клетка опускается на глубину, где гарантирована защита от яркого дневного света и ультрафиолетовой радиации. Но уменьшение освещенности с глубиной ведет к тому, что энергетика дыхания начинает преобладать над фотосинтезом и клетка, чуть нагреваясь, опять всплывает. Однако по мере подъема растет освещенность и, следовательно, интенсивность фотосинтеза. Поэтому после полудня часто бывает второе за сутки, но обычно значительно меньшее по амплитуде всплы- вание и погружение водорослей. И хотя такие перемещения требуют больших затрат энергии, они оправданны. В этом суровая жизненная необходимость. Шельф Мирового океана занимает лишь около 8 % его площади, но здесь обитает примерно 90 % всего планктона. Шельф — это очень пологий склон, с уклоном часто менее 0,01. На глубинах около 200 м уклон дна резко возрастает и начинается крутой континентальный склон. Биологи пишут, что на шельфах фитопланктон представляет собой довольно четкий горизонтальный плавучий слой. Такой густозаселенный слой воды можно рассматривать как распластанное тело, простирающееся вдоль береговой линии полосой в десятки километров. Физические свойства такого слоя, по всей очевидности, должны отличаться от свойств окружающей его воды. Это прежде всего температура слоя, его плотность, вязкость и заряд электрического поля. Чрезвычайно важная черта слоя воды, заселенного фитопланктоном,— способность захватывать и запасать солнечную энергию, благодаря чему слой обладает свободной энергией и, следовательно, может совершать работу. Жизнь фитопланктона идет своим чередом и в разгар зимы. Более того, самые продуктивные районы океана при- *M*tji^au( &rtg£ Механическая модель приливов и отливов, и — движение перфорированного поршня вниз; б — движение поршня вверх. Нетрудно заметить, что в узком сосуде уровень жидкости резко меняется, в то время как в огромном, широком, крайне незначительно полярные, тропические же много беднее жизнью. И со всем этим в полном согласии пребывает распределение приливов на земном шаре. Не предположить ли, что попеременное погружение и всплытие густозаселенного планктоном слоя действует наподобие своеобразного поршня насоса, перемещающего воду? Работу планктонного насоса лучше пояснить на грубой механической модели. Взгляните на рисунок 1: движение перфорированного поршня вниз вызывает подъем воды в узком сосуде, а движение его вверх — понижение уровня в этом же сосуде. В громадном же по объему сосуде уровень воды при движении поршня остается практически без изменений. Амплитуда колебаний уровня воды в узком сосуде диктуется силой, от которой зависит скорость движения поршня, а также отношением площади сечения сосуда к площади поршня и степенью перфорации поршня. В этой модели узкий сосуд подобен прибрежной 47
nhM**u*&- Cj<jut*AjL£Vfur&tWr *U*4iJL *n«fr оупллииь- Схемы приливов и отливов в океане. При отливе слой фитопланктона всплывает, а когда этот слой погружается, начинается прилив полосе, поршень насоса — планктонному слою на континентальном шельфе, а громадный сосуд — открытому океану. Опускание поршня в механической модели, как и погружение слоя планктона, невозможно без частичного просачивания воды сквозь слой и отжатия глубинных вод под ним в сторону берега и открытого моря (рис. 2). Уровень воды над слоем планктона будет понижаться, но на прибрежном мелководье из-за роста скорости воды, отжимаемой в сторону берега, образуется прилив. В открытом же море погружение слоя планктона не может привести к сколь- нибудь существенному повышению уровня воды, ибо с ростом глубины падает скорость отжимаемой им воды. При всплытии планктонного слоя вода частично просачивается сквозь него вниз и подсасывается со стороны берега и открытого моря. Уровень воды над слоем планктона будет повышаться, а в прибрежной зоне падать, вызывая отлив. Мне думается, важно отметить, что отлив — не только пассивная реакция после прилива, ибо и здесь участвуют силы, развиваемые планктоном. Свободную энергию слоя планктона на погонный метр береговой линии можно подсчитать: 4,2-П-С-Л 24-60-60 Вт/м, где П — суточная продуктивность фитопланктона в граммах с квадратного метра в сутки; С — теплотворная способность грамма органического вещества водорослей; Л — ширина слоя фитопланктона у берега в метрах. Например, слой шириной 10 км, при суточной продуктивности в 3 г/м~ и теплотворной способности 4-1 & кал/г обладает мощностью в 5,8 киловатт на погонный метр береговой jjhhhh. А ведь в эстуариях — открытых к морю устьях рек — продуктивность может доходить до 25 г/м" в сутки, ширина же слоя планктона зачастую десятки километров. Иначе говоря, свободная энергия планктона может достигать ста и более киловатт на погонный метр берега. Этого вполне достаточно, чтобы выполнить работу приливов и отливов. Биологи могут возразить, что вековечные сезонные изменения в составе планктона сказываются на плотности организмов в слое, на амплитуде их вертикальной миграции и даже времени суток погружения и всплытия слоя. Все это должно неминуемо сказаться на режиме приливов и отливов. Согласен — из-за этого может меняться высота приливов, суточные приливы будут переходить в полусуточные и наоборот или же проявятся всевозможные формы смешанных приливов. Но при всем этом высота прилива и ширина приливной зоны все же будут очень сильно зависеть от очертания побережья и профиля дна. А они-то не меняются каждый сезон. В эстуариях, где первичная продукция фитопланктона особенно велика, приливы зачастую особенно высоки и заходят далеко вверх по реке. Например, на Амазонке — на 1400 км. Крутолобый вал таких приливов кое-где бывает высо- 48
той в семь метров и, преодолевая течение реки, мчится со скоростью до 16 км в час. На характере приливов, кроме геоморфологических факторов, сказываются еще и собственные колебания океанских бассейнов, силы Кориолиса, морские течения и ветры. Конечно, какое-то влияние на приливы оказывает и Луна. Но мне думается, что здесь играют роль не столько силы притяжения, которые очень малы, сколько 1 влияние лунного света на упорядоченность жизни организмов, в особенности на их вертикальную миграцию. Множество факторов свидетельствует, что жизненный цикл ряда организмов диктуется лунным ритмом. Так, может быть, и фитопланктон обладает своеобразным механизмом, который в ответ на свет Луны или ее притяжение помогает организмам регулировать их вертикальную миграцию? Не это ли объясняет смещение начала приливов в суточном цикле? Конечно, могут быть и другие весомые причины такого смещения. Наукой накоплен обширный материал о приливах и живом веществе океана, свидетельствующий об их взаимообусловленности в пространстве и во времени. Причастность крошечных живых организмов к приливообразованию может быть удостоверена прямыми экспериментами. Сейчас воздействие хозяйственной деятельности человека на природную среду особенно быстро усиливается в районах континентального шельфа. Чрезмерное рыболовство и использование других морских ресурсов, загрязнение шельфа всевозможными отходами может сказываться на фитопланктоне и как-то влиять на приливы. Планетарную мощность возобновляемой энергии приливов оценивают в 1 — 2 млрд. кВт, что превышает суммарную мощность энергии рек. И если приливы окажутся неотъемлемой частью механизма биотического круговорота вещества, то намечаемое использование их колоссальной энергии потребует осмотрительности. Ибо нарушение какой-либо приливной электростанцией миграции необходимых фитопланктону питательных веществ может уменьшить приливы и, следовательно, работу самой станции. Так ли это? Мне думается, что ответ не заставит себя долго ждать. Кандидат геолого-минералогических наук Я. КОГАН Гипотеза не абсурдна Гипотеза кандидата геолого-минералогических наук Я. Л. Когана о прямой связи приливных движений в береговой зоне морей и океанов с активностью планктонных организмов, обитающих здесь же, на первый взгляд кажется невероятной. Однако детальный анализ показывает, .что «биологический насос», о котором пишет Коган, не абсурден и, в принципе, может дать те относительно очень малые гидравлические уклоны, что характерны для приливных явлений в удалении от берега. Конечно, термо-механическая модель, выдвинутая автором гипотезы, очень уязвима. Например, в полярных широтах во время полярной ночи интенсивность приливов не ослабевает, хотя нет поступления энергии в видимой части спектра. Однако этот довод не опровергает гипотезу целиком, хотя и заставляет думать о наличии более сложного механизма регулирования. Мне, специалисту по гидродинамике, кажется, что идея Я. Л. Когана заслуживает внимания, хотя она и не альтернативна по отношению к традиционным схемам. Решение соответствующей краевой задачи о пульсирующем по высоте (может быть, и по объему?!) проницаемом слое в океане вполне под силу науке. Вероятно, в ближайшее время можно сделать количественные еценки механических параметров этой системы, которые требуются для объяснения реальных эффектов приливов. Гипотеза интересна и с другой точки зрения — осваивая шельфовую зону, человечество должно быть особенно внимательно к экологическим последствиям этой деятельности. Если гипотеза окажется справедливой, то из нее следует, что неосмотрительное хозяйствование может не только исчерпать то, что заготовлено природой еще до появления человека (нефть, газ, уголь), но и нарушить тот поток энергии, который сейчас считают вечным, возобновимым. Доктор технических наук В. М. ЛЯТХЕР, председатель Технического комитета по теоретическим основам гидравлики Советского национального комитета Международной ассоциации по гидравлическим исследованиям 49
ным успехом. Потери в живой силе не раз заставляли крыс вернуться в пределы прежних границ и ждать подходящего момента Момент подошел, когда парусные корабли начали бороздить океаны. Пасюки получили великолепную возможность перебрасываться с материка на материк. Сперва они захватили страны ближнего Востока и Северной Африки. Дальнейшему их расселению способствовали исторические события: походы арабов, расцвет Османской империи,.. Крестоносцам и в голову не приходило, что вместе с захваченными трофеями из Малой Азии в Западную Европу прибывали и вездесущие крысы. Европейцы почувствовали недоброе, лишь когда чума вспыхнула в городах. Но, увы, с тех пор шаг за шагом пасюки оккупируют новые и новые места, образуют устойчивые форпосты в человеческих поселениях и в болотистых и плавневых ландшафтах. Так, в 1982 году агентство Рейтер сообщило из Каира, что в долину и дельту Нила ринулось громадное количество крыс из мест, прилегающих к Суэцкому каналу, опустошенных в ходе египетско- израильских боев. Обычно крысы покидают родные места во время жесткой засухи, из-за нехватки воды и корма. Надвигающиеся катаклизмы — землетрясения, извержения вулканов, пожары — тоже могут стать причиной их кочевок. Да что там вулканы — я не раз наблюдал уход крыс из животноводческих ферм после перевода домашних животных в другое место. В чем же секрет незаурядных успехов пасюков в захвате планеты и каков механизм этого нашествия? Как и следовало ожидать, ответ кроется в биологии вида. И здесь специалисты поработали на совесть — если поставить на весы все то, что напечатано об обширном классе земноводных и об одной серой крысе, чаша весов склонится в ее сторону. В биологическом отношении у нее много достоинств: неприхотливость, высокая плодовитость, трогательная забота о потомстве, всеядность и многое другое. Недавно сибирский исследователь В. Лялин в крысином об- 3- - \ " . . > Как пасюки захватывают сушу Не будет преувеличением утверждать, что из млекопитающих лишь человек и серая крыса (пасюк) сумели занять чуть ли не всю сушу. Правда, пока пасюки обошли тундру, пустыни и тропические леса. Долгие тысячелетия эти грызуны довольствовались отведенным им судьбой небольшим уголком Юго- Восточной Азии. Здесь их родина, здесь они появились около полумиллиона лет назад. Быть может, временами под давлением чрезмерной конкуренции или друшх обстоятельств кое-какие крысиные группы и пытались выйти за пределы региона. Однако угрюмая тайга с севера, безжизненные пустыни на северо-западе, морские пространства с востока, как и непроходимые леса юга, преграждали путь. Да и сама численность популяции пасюков недолго держалась в зените. В то время, когда жизнь в северном полушарии пребывала в тисках ледниковых стихий, в крысиные владения вторгались холоди ющие ледяные северные циклоны. Это сократило ряды пасюков и охладило их пыл к путешествиям. Едва закончились ледниковые кошмары, растаяли материковые льды, природа воспрянула. Теплолюбивые животные пошли на север. Крысы тоже не дремали. Около десяти тысяч лет назад, идя по стопам человека, они начали кампанию по захвату всей суши. Правда, расселение собственными силами шло медленно и с весьма перемен-
ществе обнаружил особей, которые наподобие сиделки приходят на помощь больным собратьям. Из лабораторий мира поступают сведения и о том, что крысы, распознавшие ядовитую приманку, устанавливают возле нее дежурство и не подпускают неосведомленных. Пожалуй, самая примечательная черта пасюков — железная групповая организованность. Еще в 1963 году английский исследователь Л. Колхаун выяснил, что крысиные поселения любой величины — это не безликая однородная толпа, а четкие семейные группы численностью 8—13 особей. Я и мои сотруд н и к и продол ж ил и исследо вани я такого рода на животноводческих фермах Молдавии. Разбив территорию ферм на квадраты (величиной 1 м"), поголовно пометив пасюков, долго наблюдая за зверьками и одновременно регистрируя их поведение на кинопленке, мы многое выяснили. Крысиные семьи на фермах обычно насчитывают 10—20, иногда 40 особей. Каждая семья придерживается строго определенной территории площадью около 150 м~'. Семейный участок благоустроен: зверьки сооружают жилые кварталы, где расположены выводковые норы, тропы к источникам корма и воды. Есть и наблюдательные точки и пограничные «столбы», которые систематически метятся пахучими выделениями. В семейной группе безоговорочно главенствует сильный вожак, которому подчиняются все без исключения. У него много обязанностей: надо охранять неприкосновенность территории, надо поддерживать порядок среди подданных, нужно метить границы, прогонять пришельцев, налаживать контакты с соседями... Самки, как и подобает, заняты воспроизводством, воспитанием и обучением молодого поколения. Обучение наглядное, с помощью демонстрации жестов и подражания. Детеныши быстро осваивают смысл разных акустических сигналов, учатся распознавать опасность, искать корм и мна- гое другое. Вот один пример. Самка выходит из норы, делает короткие пробежки вдоль стены, льнет к земле, если раздается незнакомый звук, затаивается. И снова передвигается к источнику корма. За всем этим следят крысята и вскоре делают то же самое. Из года в год в семейной группе прибавляются молодые самцы и самки, «холостяки». Но территориальные возможности не безграничны. Им негде жить, они становятся лишними. Более того, они создают нервозную обстановку: усиливается конкуренция за пищу и другие помехи. Со временем недорослей начинают ненавидеть все взрослые и силой выдворяют с родной земли. И эти молодые особи, получившие дома навык и знания, вынуждены в конце концов отправиться на поиск своего угла. Киносъемкой зарегистрирован, пожалуй, самый драматический момент: вожак крысиной семьи изгоняет чужака 51
Сперва осторожное знакомство с новым предметом ^который не таил в себе опасности: потом использование его е качестве убежища Некоторым улыбается счастье — они находят подходящее место вблизи родного поселения. Как правило, новую территорию осваивает бравый самец из числа бродяг. Он застолбит участок мочой и объявит на него свое право. К себе он пускает лишь самочек, самцов прогоняет. Лишь одному- двум, признавшим его господство, хозяин разрешает постоянную прописку. Пока самцы выясняют отношения, самочки успевают вырыть норы и удобно расположиться в них. Новая крысиная группа начинает функционировать. А через месяц-другой появятся первые новорожденные. Рано или поздно, но все подходящие места вокруг поселения пасюков будут заняты. И тем самым возможности округи поглощать молодые кадры исчерпаются. Тогда кочующие особи вынуждены будут отправляться в далекие странствия. Они разделятся на мелкие группки по личным симпатиям и пойдут куда нюх велит. Превосходные органы обоняния выручат странников, оповестив о том, что корм где-то недалеко. А на другой день люди скажут: «Смотрите, крысы появились! Как из-под земли». Однако это идиллия — на крысином пути много терний. Например, недавно мы зарегистрировали появление пасюков в шести новых местах на окраине города. Четыре новых поселения были основаны молодыми особями более чем в 700 м по прямой от ближайших старых очагов. Одну точку, в непосредственной близости от устойчивого поселения S2 пасюков, заселили несколько взрослых особей; наверное, эта территория входила в участок обитания всего поселения. Остается загадкой появление разновозрастных крыс в подвале дома на окраине города, вдали от других поселений зверьков. Так вот, из шести новых мест крысы выжили и расплодились только в одном. В остальных они исчезли без применения ловушек, ядов и прочих средств уничтожения. О чем же свидетельствуют эти факты? Да о том, что, вопреки общераспространенному мнению о бродячей жизни крыс, они оседлы, тесно привязаны к небольшой территории. В то же время изгоняемые молодые зверьки вынуждены составлять кочующую часть популяции. Расселение молодых на новых территориях — это есть та главная форма миграции, которая позволяет пасюкам оккупировать страну за страной, континент за континентом. Члены вновь образовавшихся поселений сталкиваются с трудными, еще незнакомыми условиями. Лишь когда новая зона обнюхана, исхожена, освоена, появится устойчивый форпост. Пройдет время, и отсюда лишняя молодежь ценою больших жертв пойдет на захват новых земель. Иначе говоря, картина расселения серых крыс в общих чертах напоминает захват европейцами Северной Америки. В обоих случаях были форпосты (укрепленные форты у людей и поселения у крыс), откуда начинались новые поползновения. Такое продвижение медленно, куда медленнее, чем нашествие саранчи или леммингов. Зато оно идет с обеспечением тыла, надежно и безвозвратно. Заняв более или менее благоприятные жизненные пространства, ныне пасюки стараются освоить менее благоприятные и даже очень жесткие. Новые города и поселки в тайге и тундре, железнодорожные и шоссейные магистрали, водные каналы в пустыне, водохранилища — все это помогает крысам. Уже более двух третей Восточной Сибири и Дальнего Востока ими заселены. Появились они и на Курильских островах. Не помогут ли сведения, изложенные здесь, выработать новую стратегию борьбы с этим нахлебником, с этим превред- ным существом, разносящим заразу? Профессор М. ЛОЗАН, Кишиневский государственный университет
Цена нахлебничества В нашей стране действует обширная централизованная система борьбы с грызунами, подчиняющаяся Главному управлению карантинных инфекций Министерства здравоохранения СССР. В любом городе есть дезинфекционная служба, которая в своей деятельности руководствуется рекомендациями ВНИИ дезинфекции и стерилизации. А недавно в Москве проходило 1 -е Всесоюзное рабочее совещание по экологии и медицинскому значению серой крысы. В Москве и других городах на объекты, где обитают крысы, заведены специальные журналы или карточки. Есть и схемы городов с нанесенными на них крысиными территориями. Как видите, все солидно. Специалисты следят за передвижением серых тварей, что называется, денно и нощно. И с огорчением пишут: «При низкой численности у крыс чрезвычайно возрастает уровень настороженности, на объектах они выбирают самые укромные, труднодоступные для человека места, где их меньше всего тревожат, поэтому выявление их становится весьма затруднительным». Чтобы уменьшить крысиное поголовье, прежде всего, по мнению специалистов, необходимо соблюдать основные гигиенические нормы, что как раз, как ни странно, хромает. Баки с пищевыми отходами нередко стоят у самых домов, на складах продукты часто хранятся нелучшим образом: несоответствующая тара, грязно, сыро. Особенно на овощных базах. Все это на руку пасюкам, именно здесь они охотно селятся. В 1983 году в Москве проходило I Всесоюзное рабочее совещание по экологии и медицинскому значению серой крысы. .В докладе «Город как среда обитания серых крыс» сотрудник Московской дезинфекционной станции В. А. Судей- кин сообщил, в частности, следующее. До 1969 года менее всего были заселены крысами кирпичные здания. Теперь крысы любят обживать и кирпичные дома, вероятно, потому, что часть из них постарела и кирпичи стали кое-где разрушаться. Любопытно, что плотность населения пасюков пре бывает в обратной зависимости от величины постройки — чем крупнее сооружение, тем ниже плотность. Пасюки предпочитают жить в небольших ларьках, палатках, бараках. Вольготнее же всего они себя чувствуют на предприятиях по переработке вторичного сырья. В больших жилых домах их поселения неустойчивы. В крупнейшем подземном сооружении Москвы — метрополитене есть лишь отдельные нестойкие крысиные поселения. В течение круглого года крысы обитают по берегам водоемов и на свалках, хотя и не всюду. Санитарный порядок на улицах города, в складских помещениях и базах плюс правильное складирование — дезинфекторы ведь ростом куда больше крысы и в любую щель со своими ядами и крысоловками не пролезут — немало поспособствуют в борьбе с хвостатыми нахлебниками. Идеально сделать помещение таким, чтобы зверьки не могли в него попасть, а если и попали, то не выбрались бы. Но это, к сожалению, пока из области фантазии — подземные коммуникации большого города связаны между собрй. Это и канализационные стоки, и трубы теплотрасс, и газопроводы, и телефонные коллекторы — везде крысы чувствуют себя хозяевами и отовсюду лезут в дома, магазины, склады. Сейчас при застройке новых районов предусмотрены меры по так называемой крысонепроницаемости: тщательная заделка швов в подземных коммуникациях несъедобными материалами, плотные чугунные люки, обязательно закрытые, и прочее. Но все эти меры, конечно, недостаточны. Главными в борьбе с серой крысой были и остаются истребительные мероприятия: механические (ловля капканами, вершами, живоловками) и химические. Как ни странно, специалисты не берутся утверждать, какой способ эффективнее. И другая странность: ни одно предприятие страны не выпускает крысоловки специально для дезинфекторов, делают их какие-то артели в малом количестве и по безналичному расчету не продают. В химической войне с пасюками специалисты используют острый яд — фосфид цинка, но только в подвалах нежилых помещений. Препарат вроде бы очень эффективный, но... Опять «но», и теперь уже виноваты в нем умные крысы, которые не хотят грызть приманку с ядом. А если какая-то дуреха съест ядовитую горбушку, то остальные, видя ее трагическую смерть, быстро удаляются в сторону. Другие препараты — это антикоагулянты (зоокумарин, ротендан). Ими можно пользоваться во всех помещениях. И опять «но». Зверек должен 6—7 раз взять приманку, и только тогда начнется разжижение крови, хемодиализ и кровотечение, от которого он и умирает. Пожалуй, 6—7 раз многовато, тем более что приманки готовят централизованно, и они весьма похожи одна на другую. Только для Москвы в год делают по 400 тонн таких приманок. Но крысы съедают не все. В подвалах, на базах, просто на улице хвостатый нахлебник находит массу вкусных вещей. Так зачем же есть однообразные- сухари, да еще с ядом? Неконкурентоспособность — вот в чем здесь дело. Можно, конечно, напичкать ядом рыбу и колбасу — крыса после семикратного обжорства сдохнет, но стоить ее смерть будет подороже килограмма мяса. В 1973 году в Москве провели эксперимент на 25 плодоовощных базах города. В течение месяца здесь шла усиленная капканово-химическая атака на серых крыс. Было расставлено 50 тысяч капканов, скормлено 20 тонн отравленной приманки, а крысы с лица баз стерты не были. Правда, вдвое сократилась их численность. В результате каждый умерщвленный пасюк обошелся в 10 рублей 50 коп. Вы вод из всего этого напрашивается сам: без решения санитарных проблем от крыс не избавишься. 53
Экономический ущерб от обыкновенной серой крысы в разных районах нашей страны, естественно, измеряется разными суммами. Довольно сложно вообще его подсчитать. Надо учитывать стоимость съеденной и испорченной сельскохозяйственной продукции, испорченных промышленных товаров, поврежденных построек, затраты на борьбу с пасюком. И прочее, и прочее. Ведь крысы распространяют болезни среди домашних животных, они способны переносить чуму и другую страшную заразу. Такого рода сложные подсчеты сделали работники НИИ биологии и биофизики при Томском университете и получили следующие цифры: в Западной Сибири (с 1969 по 1975 год) крысы ежегодно портят промышленных товаров на 0,27 коп. (все в среднем) на одного жителя; один зверек поедает и портит за год 9,8 кг продуктов и кормов на сумму 78,4 коп. Повреждение крысами построек и инвентаря на животноводческих фермах Западной Сибири обходится в 125 тысяч рублей в год. Общий итог таков: 2,68—4,33 млн. рублей. Еще подсчитали, что если уве- Крысоловка электронного века личить расходы по борьбе с крысами (дератизации) в 4--6 раз, то и тогда эти затраты будут экономически оправданы. Не будем при водить другие примеры, да и не во всех районах страны проведен точный подсчет ущерба от грызунов, уж очень это, повторяем, сложно. В капиталистических странах по статистике на каждого человека приходится по одной крысе. Там каждое учреждение делает свою заявку и заключает договор на дератизацию, а что творится у соседа, никого не интересует. У нас же численность крыс снижена до 0,3 на тысячу квадратных метров городской застройки. (Минздрав СССР предельной цифрой считает одну особь на такую площадь. ) Для это го на ка жд ы й квадратный метр заселенной ими территории приходится в среднем выкладывать 30 г отравленной приманки в год. Едва работа дезинфекторов ослабевает, крысы быстро увеличивают прирост. Вот еще сведения, опубликованные в сборнике «Экология и медицинское значение серой крысы» (Москва, 1983). За 30 лет A951 — 1980) в Моск- Во второй половине XX века человек создал дли крыс новую экологическую нишу: предприимчивые грызуны весьма любят жить в больших электронно-вычислительных машинах. А поселившись, причиняют немалый вред: перегрызают провода, выводят из строя изоляцию и так далее. В Японии, например, среди причин неисправностей электронной техники повреждения крысами занимают третье место. Чем привлекает грызунов электроника? Прежде всего, конечно, тем, что в недрах ЭВМ они находят укромные, уютные, редко посещаемые людьми убежища. Теплые к тому же: при работе ЭВМ выделяется тепло. А кроме Того, выяснили, что крысы неравнодушны к звукам, издаваемым работающими электронными устройствами, особенно в ультразвуковом диапазоне. Дело в том» что крысы, по-видимому, сами пользуются ультразвуком для общения друг с другом. По данным некоторых экспериментов, звуки частотой около 20 килогерц заставляют их нервничать и грызться между собой; а частота чуть повыше, около 24 килогерц, наоборот, об- ве было отловлено и отравлено ядами 614 800 крыс. Это предотвратило не только их вредоносную деятельность, но и не дало появиться на свет 5 351 000 новых грызунов. Если принять, что в сутки взрослая крыса потребляет 60 г сухих продуктов, а молодняк вдвое меньше, то тогда, не будь отлова, крысы съели бы 78 400 т снеди. Итоговые выводы этого сообщения таковы: «Если считать, что крысы поедали продукты минимальной стоимости (по цене ржаного хлеба — 16 коп. кг), то ... истребление крыс в Москве ежегодно давало минимум 418,3 тыс. рублей экономии». В Москве крысами заселено лишь 8 % территории, а в Саратове и Волгограде и того меньше — 4—5 %. Сами видите, цифры ничтожные, но они могут быть еще меньше, если мы с вами, не дожидаясь дезинфекторов, станем неукоснительно соблюдать элементарные правила гигиены и чистоты, если хозяйственники не будут оставлять мусор у магазинов и примутся всегда вовремя увозить пищевые отходы от домов. Р. ШУЛЬГИНА л а дает для них неодолимой притягательной силой. Этим воспользовались японские инженеры, сконструировавшие крысоловку нового образца для крупных ЭВМ. В роли приманки здесь выступает ультразвуковой генератор, периодически попискивающий на нужной частоте. Привлеченная звуком крыса приводит в действие вакуумное устройство вроде пылесоса — оно засасывает жертву в приемную камеру,' где грызун автоматически умерщвляется углекислым газом, дезинфицируется и упаковывается в картонный контейнер, который затем вывозят куда следует. Конструкция, как нидше, достойная века электроники. Пока неизвестно, правда, окажется ли она достаточно эффективной: крысы — животные на редкость сообразительные и, как правило, рано или поздно раскрывают секрет самых хитроумных ловушек. Впрочем, есть один радикальный способ, гарантирующий избавление электроники от крысиной угрозы. Это повсеместный переход на такие ЭВМ, в которых крысе просто негде будет угнездиться... А. ДМ ИГР ИЕН t*> 54
ЗАЧЕМ ОДУВАНЧИКУ ЛЮДИ? Где только не встретишь одуванчик — на лугах и опушках, на огородах и по обочинам дорог, в плодовых садах и особенно часто возле человеческого жилья... Почему одуванчик так жмется к людям? Дело, очевидно, в том, что это растение лучше других приспособлено к тем условиям, которые создаются в местах особенно сильного воздействия человека на природу. Когда я учился в институте, про нас, биологов, в шутку говорили: «Вон биолог идет, в землю смотрит...» На беду обитателей зеленого царства, смотрят себе под ноги лишь немногие представители человеческого рода. Большинство же попирает землю ногами, устремив взор если не в небеса, то, во всяком случае, и не на растущие под ногами травы. Вот и гибнут они во множестве, раздавленные сапогами, туфельками, колесами. А одуванчик устойчив к вытаптыванию. У него, как и у подорожника, листья собраны в розетку, плотно прижатую к земле. И там, где гибнут другие травы, он занимает освободившееся место. Успешно противостоит одуванчик и травоядным животным, сопутствующим человеку. Розетку его листьев, словно якорь, надежно удерживает на поверхности земли уходящий глубоко в почву корень. Объедят коза или корова большие темно-зеленые листья — и сразу же из середины розетки им на смену лезут новые. Ну а если розетка будет съедена вся, и это вовсе не означает, что растение погибнет: скрывающийся в почве корень даст начало новому ростку. Отнюдь не у каждого растения корень отличается такой способностью возрождать наземную часть. Размножаться одуванчик может как вегетативно, так и семенами. Каждое соцветие-корзинка продуцирует до 200 семян, а одно взрослое растение за год — до 3000. Вот этими качествами одуванчиков и объясняется их процветание вблизи от человеческого жилья. Даже обрушивающиеся на них потоки гербицидов в конечном счете не только не уменьшают численность одуванчиков, но, напротив, увеличивают ее. Ничего удивительного в этом нет. Ведь от гербицидов гибнут многие другие растения, и одуванчики, первыми оправляющиеся после химической атаки, получают возможность захвата новых территорий. Таким образом, с помощью гербицидов человек сдвигает равновесие в естественных биоценозах в пользу одуванчиков. Одуванчики широко распространены в холодном и умеренном поясах обоих полушарий. В нашей стране произрастает 208 видов одуванчика. Особенно много их в Казахстане и Средней Азии. Большинство одуванчиков имеет золотисто-желтую окраску соцветий. Однако есть виды и с иной окраской. Например, в горах Камчатки растут одуванчик беловатый и одуванчик мясокрас- ный — это их научные названия. ЗАЧЕМ ОДУВАНЧИКУ ПЧЕЛЫ? Первые соцветия одуванчика, которые появляются уже ранней весной, дают изголодавшимся за зиму насекомым пыльцу, богатую белками — до 13 мг с одного соцветия. Есть в соцветиях одуванчика и другая приманка для насекомых: в каждом из 100—200 цветков корзинки скапливается около 0,12 мг нектара. Это немного по сравнению, скажем, с малиной, цветок которой производит около 15 мг нектара, но все же с гектара одуванчиков пчелы могут собрать до 50 кг меда. Одуванчиковый мед ярко-желтого или янтарного цвета, ароматный, очень густой и быстро кристаллизующийся. И вкусный нектар, и яркая окраска соцветий, и нежный запах одуванчика неодолимо влекут к нему насекомых. Но зачем это растению? Ведь у подавляющего большинства видов одуванчика, в том числе и у хорошо известного всем одуванчика обыкновенного, семена образуются без оплодотворения... По-видимому, дело в том, что еще сравнительно недавно (в эволюционном смысле) одуванчики образовывали семена в результате полового процесса — 55
тогда им было жизненно необходимо привлекать насекомых-опылителей. В дальнейшем же они перешли к образованию семян без оплодотворения — так называемому апомиксису, потребность в опылении отпала, а приспособления для привлечения насекомых остались. При бесполом размножении потомство наследует лишь свойства материнского организма; в ходе же полового процесса соединяются различающиеся между собой отцовские и материнские наследственные задатки, потомство получается более разнообразным, с новыми комбинациями свойств и поэтому лучше приспосабливается к внешним условиям. Считается, что благодаря этому половой процесс предоставляет виду определенное преимущество. Но вот перед нами одуванчик, который отказался от такого преимущества — и ведь не пропал, а, напротив, процветает! Своим примером он убеждает нас в том, что жизнь куда сложнее научных догм. По-видимому, роль апомиксиса в природе нельзя оценивать однозначно. Те растения, которые плохо приспособлены к условиям среды, при переходе к апомиксису станут довольно быстро вымирать. Видам же хорошо приспособленным апомиксис, наоборот, дает даже некоторые преимущества. Ведь половой процесс сложен и сам по себе, а в случае перекрестного опыления требует еще участия насекомых, ветра и других факторов, обеспечивающих перенос пыльцы. Ну а если вдруг случится ненастная погода, препятствующая лету насекомых, или установится безветрие? Растениям-апомиктам ничего такого не нужно. Урожай семян у них всегда стабилен. Окиньте взором луг, на котором желтые соцветия одуванчиков только что превратились в ажурные шары не разлетевшихся еще плодов: все они как один, без малейших дефектов, каждый цветок дал начало полноценной семянке. У одуванчика не случается того, что у злаков называется «через- зерницей». И тут невольно приходит в голову мысль о культурных растениях. Конечно, без полового размножения, без рекомбинации генов селекционеры не могут создавать новые сорта..Но допустим, что в конце концов выведен некий выдающийся сорт, идеально приспособленный к условиям окружающей среды и к технологии возделывания. Что если теперь у растений этого сорта изменить способ размножения — превратить их в апомикты? Вероятно, в этом случае человек смог бы получать более стабильные урожаи. К сожалению, механизм образования семян без оплодотворения изучен недостаточно. И самое главное: непонятно, как в течение нескольких поколений заставить пшеницу или кукурузу пройти тот путь, который одуванчик проделал за многие и многие тысячелетия... ЗАЧЕМ ОДУВАНЧИКУ ПАРАШЮТ? Мы уже говорили, что одуванчик образует большое количество семян. Однако
ему далеко до чемпионов плодовитости. Например, лебеда дает за лето 100 000 семян с одного растения, ши- рица — 500 000, а огородный сорняк гулявник оставляет после себя 700 000 семян! На этом фоне одуванчик со своими 3000 семянок выглядит аутсайдером. Однако дело не только в количестве семян, но и в том, насколько эффективно они расселяются, захватывают новые территории. Так вот, у сложноцветных растений, к которым относится и одуванчик, приспособления к распространению семян с помощью ветра наиболее совершенны и эффективны. Семена у одуванчика созревают быстро, но в странствие по белу свету отправляются не сразу. Случайный порыв ветра обычно не сдувает ажурных шариков. И лишь когда устанавливается в меру теплая и достаточно сухая погода, а ветер начинает дуть ровно и энергично, семянки одна за другой стартуют с цветоложа и улетают часто за многие километры. Свой десант одуванчик выбрасывает, как правило, в послеполуденные часы — в это время полет бывает наиболее продолжительным и дальним. Летательный аппарат семян одуванчика удобен тем, что при посадке семянка опускается вниз вертикально и своим заостренным кончиком втыкается между частицами почвы. А дождевые капли, ударяя по парашютику, еше глубже загоняют семя в землю. Золотые соцветия одуванчика горят с конца апреля до глубокой осени. Больше всего цветущих растений приходится на конец мая — начало июня, когда устанавливается теплая погода, благоприятная для произрастания всякой зелени. Таким образом, расцвет одуванчиков знаменует собой начало лета. Что касается экземпляров, цветущих в конце лета и осенью, то это представители второй генерации одуванчика. Некоторые из них успевают сформировать бутоны лишь к зиме. В таком виде растения уходят под снег, перезимовывают зелеными и, разбуженные апрельским солнцем, приступают к цветению вскоре после того, как сходит снег. ЗАЧЕМ ОДУВАНЧИКУ КАУЧУК? Все знают, что, если сорвать лист одуванчика, на его месте тотчас же появится капля молочно-белой жидкости. Это млечный сок, который содержит самый настоящий каучук, природный продукт полимеризации изопрена. В соке одуванчика обыкновенного его немного, всего 1,6—2 %, но у других видов его содержание достигает 30—40 %. Высококаучуконосные виды одуванчика распространены главным образом в Средней Азии и северо-западном Китае. Установлено, что исходным сырьем для биосинтеза каучука в тканях одуванчика являются углеводы и их производные, в первую очередь остаток ацетила СШСО—, который превращается
в каучук при участии кофермента А. А вот для какой надобности наш одуванчик, уподобившись гевее, синтезирует каучук, остается загадкой. В 20-е годы, когда каучук был позарез нужен молодой советской индустрии, правительство поставило перед ботаниками задачу отыскать такие растения-каучуконосы, которые могли бы успешно произрастать в условиях средних и северных широт. В 1931 г. ботаник Л. Е. Родин обнаружил в Казахстане вид одуванчика, особенно богатый каучуком,— кок-сагыз, эндемик Тянь-Шаня. Вскоре его стали возделывать на больших площадях на Украине, в Казахстане и других местах. Однако задача обеспечения страны каучуком была решена иначе. В том же 1931 г. была получена первая опытная партия советского синтетического каучука, который и положил конец карьере кок-сагыза. К тому же при выращивании кок-сагыза для промышленных целей выяснилось, что у малокаучуконосных одуванчиков значительно лучше всхожесть семян, они жизнеспособнее, конкурентоспособнее и из-за этого в смешанных посевах быстро вытесняют высококаучуконосные. ЗАЧЕМ ОДУВАНЧИК ЛЮДЯМ? Научное название одуванчика обыкновенного — Taraxacum officinale — дважды подчеркивает его целебные свойства: родовое имя растения произошло от греческого слова «успокаивать», а видовое в переводе с латыни означает «лекарственный, аптечный». Одуванчик применял от различных болезней и укусов скорпиона еще прославленный Авиценна. Настои одуванчика в старину давали пить раненым, листья прикладывали для улучшения пищеварения и при болезнях печени, а масляная настойка растения считалась прекрасным средством для лечения ожогов и некоторых кожных заболеваний. Не отвергает одуванчика и современная медицина: он включен в Государственную фармакопею СССР. Из корня его вырабатывают густой экстракт, применяемый как горечь для усиления секреции пищеварительных желез. Кроме того, корень одуванчика входит в состав аппетитных и желчегонных сборов. Препараты, получаемые из растения, применяют при экземах, фурункулезе, пигментных пятнах. А в последние годы получе ны данные, свидетельствующие о перспективности использования оду- 58 ванчика для лечения атеросклероза. Следует, однако, предостеречь желающих лечиться одуванчиком. Это растение содержит физиологически активные вещества, которые могут повредить организму, поэтому употреблять лекарства из одуванчика можно, лишь посоветовавшись с врачом. Одуванчик с успехом применяется и в пищевых целях, причем у него съедобны и* вершки и корешки. Поджаренные корни его дают кофе, сходный по вкусу с цикорным. А из молодых листьев одуванчика весной, когда мало свежей зелени, получается прекрасный витаминный салат — для этого нужно только сначала подержать листья полчаса в подсоленной воде, чтобы удалить горечь. Такой салат активирует пищеварение, стимулирует выделение желчи. Нераспустившиеся соцветия одуванчика иногда маринуют и в таком виде добавляют в солянки и винегреты вместо каперсов. Можно приготовить из одуванчика и душистое желе. Для этого берут 200—250 распустившихся корзинок (собирать их нужно в 11 —12 часов, когда в них больше всего нектара), добавляют 5—10 листиков вишни и один лимон или апельсин с цедрой, нарезанный или натертый на терке, заливают все двумя стаканами воды, кипятят 10 минут и оставляют настаиваться в течение суток. Полученный настой отцеживают, подогревают и добавляют 750—850 г сахара, после чего кипятят полтора часа на малом огне, охлаждают — и желе готово. Пищевые достоинства одуванчика высоко оценили французы — они выращивают его на огородах наравне с другими овощами. Семена высевают раз в несколько лет. А чтобы получить для салата более нежные и многочисленные листья, появляющиеся цветоносы удаляют. Опытные садоводы, пропалывая свои сады, не выбрасывают выкопанные одуванчики: из них можно готовить отвары для борьбы с вредителями плодовых деревьев. И еще одна польза может быть от одуванчика: он помогает людям, ведущим сидячий, малоподвижный образ жизни, поддерживать свою спортивную форму. Стоит встать пораньше утром и прополоть в саду или огороде хотя бы небольшой участок, заросший одуванчиком, тщательно удаляя из земли все корни,— и вы сразу же почувствуете прилив бодрости...
Иi писем пак шк Программа «Бешеный слон» В девятом номере «Химии и жизни» за прошлый год в статье «Микро-ЭВМ для химиков» было сказано, что никакая последовательность нажимаемых клавиш не может вывести калькулятор «Электроника» БЗ-34 из строя. Но существует алгоритм, после выполнения которого привести калькулятор в рабочее состояние можно только выключением прибора. Вот ;»та программа, получившая название «Бешеный слон»: ВГТ; °; 9:f;f:f: X; X; X; X: t*: О: F АВТ. Ее придумали учащиеся новосибирской физматшколы № 165. С. ПАЧКОВСКИЙ, Новосибирск О мидиях, фильтрации и табаке Сначала о мидиях. Это один из массовых видов черноморских моллюсков. Его запасы в Черном море только у берегов СССР по грубым подсчетам составляют около 65 млн. т. Мидии — активные фильтраторы, устойчивые к загрязнению воды. В процессах самоочищения моря эти живые насосы играют очень важную роль. Одна мидия за свою жизнь прокачивает через себя более 200 тыс. л воды, освобождая ее от различных взвешенных веществ. Общая годовая производительность всего мидиевого населения Черного моря характеризуется внушительной величиной 380 тыс. км * воды. Учитывая, что все Черное море содержит 537 тыс. км1 воды, можно оценить значение этой работы мидий. Существуют разные методы измерения скорости фильтрации воды мидиями — знать их возможности в этом отношении крайне важно как для академической науки, так и для практических целей. Недавно в нашем институте был разработан простой прибор для оценки параметров фильтрационной работы двустворчатых моллюсков (рис. 1). Мидию укрепляют на рейке с противовесом, подвешенной к ленточному торсиону (изготовленному, например, из отрезка магнитофонной ленты); фотоэлектрическая пара, состоящая из светодиода и фотодиода, преобразует упругую деформацию торсиона в электрический сигнал, величина которого регистрируется самописцем. Фильтруя воду, мидия с силой выбрасывает ее из отверстия выводного сифона, создавая реактивную силу, достаточную для закручивания торсиона. При этом каждому значению скорости фильтрации соответствует вполне определенный угол закручивания. Уже первые эксперименты с Прибор для измерения скорости фильтрации воды мидиями: 1 — мидия, 2 — рейка, 3 — противовес, 4 — торсион^ 5 — светодиод, 6 — фотодиод Реакция мидии на «выкуренную» сигарету использованием описанного прибора дали интересные научные результаты, о которых мы сейчас упоминать не будем. Нам хотелось бы остановиться лишь на одной методической тонкости. В «Химии и жизни» неоднократно публиковались материа-' лы о вреде курения не только для самого, курильщика, но и для его окружения. Оказывается, к этому человеческому пороку весьма негативно относятся и мидии. Если опыт по определению скорости фильтрации ставился в лаборатории, где в это время находился хотя бы один курящий, мидия реагировала на его присутствие резким снижением среднего уровня фильтрации. Если же полку курящих прибывало до 2—3 человек, моллюск прерывал эксперимент в одностороннем порядке — смыкал створки раковины, защищаясь от неблагоприятных условий среды. Было высказано предположение, что табачный дым попадает в воду через расположенную в том же помещении систему аэрации с микрокомпрессором, которая насыщает воду кислородом, что необходимо для нормального самочувствия мидии. Для проверки этой гипотезы с помощью специального приспособления табачный дым подавался непосредственно в аэратор. Ответная реакция мидии на одну выкуренную сигарету сорта «Черноморские» показана на рис. 2. Эффект налицо: черноморские мидии не любят «Черноморских» сигарет. Хорошо бы на пачках с куревом к фразе «Курение опасно для вашего здоровья» добавить слова: «...и отрицательно сказывается на процессах самоочищения моря». Может, хоть на пляжах станут меньше курить?.. В. И. БЕЛОЙВАНЕНКО, Ю. С. ЧУРИЛОВ, Институт биологии южных морей АН УССР, Севастополь -Иан&ж* fC&hetduf*' >^!V —г- ЩЩ['„ ii it ' i i i i it Z€ 3€ fy**^i 59
внимание: О. АСТАХОВА ГРИв, X Кое-кто, пожалуй, возмутится — зачем про грибы печатать в апреле, а не в разгар поры, в августе или в сентябре? А возмущаться не надо: не только шампиньоны ныне собирают круглый год. Да и название у вешенки самое весеннее. Однако если мы спросим заядлого грибника, исходившего лес, что называется, вдоль и поперек, была ли в его корзинке вешенка, то вряд ли получим утвердительный ответ. Тем не менее, вкусную вешенку обыкновенную (Pleurotus ostreatus) летом можно встретить почти в каждом лесу, почти на всем земном шаре. Она растет на пнях и на валежнике, на ослабленных и мертвых стоячих деревьях. Правда, предпочитает тополь, граб, дуб, но иногда неплохо себя чувствует и на хвойных деревьях, проникая далеко на Север. А вот профессиональным микологам вешенка хорошо известна, и прежде всего потому, что очень удобна для промышленного культивирования, все более и более набирающего силу. Грибы по составу (до 4,6 % белков, до 0,5 % жиров, до 3,8 % углеводов, а также разнообразные экстрактивные и минеральные вещества) занимают отнюдь не последнее место среди растений и по питательной ценности сравнимы с черным хлебом. Но, увы, из-за интенсификации лесного хозяйства, загрязнения среды и просто вытаптывания массовая заготовка грибов в обжитых районах стала непростым делом. Поэтому-то промышленное культивирование грибов в густонаселенных странах получает все больший размах. Справедливости ради надо сказать, что одомашнивание грибов, их искусственное разведение, отнюдь не новость. В Юго-Восточной Азии грибы разводят уже более двух тысяч лет. История культурной вешенки не такая древняя: ее начали разводить в Германии в начале нашего века. Во время первой мировой войны вешенка была там неплохим подспорьем питания. Потом интерес к вешен- ке ослаб. Разгорелся он в 60-е годы, когда в Венгрии появилось крупное промышленное производство и на мировом рынке возник устойчивый всесезонный спрос на грибы. Сейчас вешенку выращивают в Венгрии, ГДР, ФРГ, США, Франции, Италии, Польше, Голландии, Австрии, Швейцарии. Начали ее разводить и у нас; в текущем году уже в 12 лесхозах будет собран рукотворный урожай этого гриба. По пищевым качествам вешенка приближается к белому грибу, самому ценному среди своих съедобных собратьев. Так, во всяком J >г\ h Г \ ШШш
случае, утверждает журнал «Прикладная биохимия и микробиология» A984, т. XX, вып. 2). Тщательно изучив жиры вешенки, биохимики пришли к заключению, что они те же и их столько же, сколько в белом грибе. Среди ненасыщенных и насыщенных жирных кислот вешенки больше всего олеиновой E6 %) и стеариновой B3 %). Выяснилось, что условия культивирования влияют не столько на состав ее жирных кислот, сколько на их относительное содержание. Это зависит от питательной среды и от возраста самой культуры. Кстати, ныне грибы выращивают не только на лесных плантациях, но и на жидких питательных средах, и на плотных субстратах в теплицах. Так, в старом мицелии C0—60 суток) увеличивается содержание олеиновой кислоты и уменьшается содержание стеариновой. Если мицелий внести в глубь твердого питательного субстрата, например, в брикет из опилок, в грибе появится много пальмитиновой кислоты (до 3.6 %). А в вешен ке, растущей в естественных условиях, можно обнаружить лишь ее следы. Пальмитиновая же кислота обычна только в белых грибах и в шампиньонах, она-то, наверное, и придает им деликатесную прелесть. И еще одна подробность — в вешенке, выросшей на березе или осине, куда больше азота, фосфора и железа, нежели в той, которая, скажем, избрала себе место жительства на дубовом пне. Но если главных питательных веществ в вешенке лишь немногим меньше, чем в самом распрекрас ном белом грибе, то по количеству клетчатки она сильно от него отстает. И ничего плохого в этом нет, наоборот, по этой причине она лучше усваивается. Или вот такое ее достоинство — высушенная вешенка по количеству рибофлавина (витамина Ви) превосходит не1 только ржаной хлеб, но и говядину и даже молоко. Характер у вешенки сродни опятам — она любит карабкаться по стволам деревьев, разрушая их. Но если опята весьма и весьма схожи друг с другом, то вешенка, поселившаяся на березе, может быть бледно-охристой или почти белой, на ильмовых и иногда на других деревьях, растущих на Дальнем Востоке, она кремовато-желтая или лимонная, а на буке, тополе или осине серая или серо-коричневая с сизоватым отливом. Но вот сочная мякоть вешенки всегда белая и на изломе ничуть не темнеет. Еще причудливей формы ее шляпки. Специалисты их именуют вот так: неправильно округлые, языкообразные, уховидные, раковинообразные с заворачивающимся краем... Зато поверхность шляпки всегда гладкая и голая, без всяких там пупырышек. Как и опята, вешенки часто жмутся Друг к другу, срастаясь иногда по 30 штук сразу, и тянутся вверх, к свету, отчего ножки становятся длинными и изящными. Но бывает и так, что шикарную шляпу, диаметром этак сантиметров в 20 или даже 30, украшенную снизу ровными пластинками, поддерживает какой-то кургузый обрубок. Наши первые плантации вешенки были заложены в 1976 году на Кавказе и в Белоруссии. Урожай у нее отменный. Так, в Гомельском лесхозе за' три года с гектара плантации собрали по 40—50 т вешенки. А в теплицах Лооского лесхоза вешенку пестуют круглый год. Растущие там ее разные формы — тополевая, буковая, флоридская и мичиганская плодоносят и зимой. Проще всего выращивать вешенку на своего рода пнях — тридцатисантиметровых чурках (обрезках) осины, тополя, ольхи или березы, предварительно выдержанных на воздухе не менее двух месяцев. Иногда их ставят друг на друга в колонну высотой 2—2,5 м. С каждого такого пня после внесения в него мицелия вешенки можно собрать за 3—5 лет около трех килограммов грибов. Для круглогодичного культивирования вешенки готовят целлюлозную среду из стержней початков или стеблей кукурузы, соломы, опилок или других древесных отходов. Туда добавляют крахмал, муку из семян хлопчатника или соевую, а также сахарозу. После пастеризации из всего этого делают пластинки или блоки, куда высаживают мицелий. Оптимальные условия для его развития — 22—25 тепла, пониженная освещенность и достаточная влажность. Через три недели температуру понижают; ибо плодовые тела вешенки лучше растут при 14—15е, но увеличивают освещение. В общем, вешенка приятна во всех отношениях — вкусна, питательна, неприхотлива и быстро адаптируется к самым разным условиям. Она еще и служит своего рода санитаром: довольно быстро уничтожает сельскохозяйственные и древесные отходы. Кроме того, она хорошо хранится. При 0— 2 С грибы в полиэтиленовых пакетах не потеряют товарных качеств и за месяц, а замороженные при —18 С за 2 месяца. Будем надеяться, что вскоре мы и в апреле будем иметь к столу свежие грибы. И не только шампиньоны, сморчки или строчки, но и вешенку. А тому, кто всерьез заинтересовался ею, сообщаем, что, судя по последним публикациям в специальных журналах, вешенкой вплотную занимаются в Белорусском научно-исследовательском институте лесного хозяйства в Гомеле и в Институте ботаники АН УССР в Киеве. Вешенку можно солить, мариновать, тушить, жарить, сушить, готовить из нее экстракт и порошок. Приятного аппетита!
i.v / * I 4 *' ,-—л*1 \ *•—
Двадцать два отчета академика П. Л. Капицы Петр Леонидович Капица, 1944 год Отчет № 3. Март — апрель 1939 г. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ Этот отчетный месяц ознаменовался интересной аварией на нашей установке жидкого воздуха. От масла, приносимого с воздухом из компрессора, заело клапаны регенераторов на холодном конце. В результате неровного движения воздуха один из регенераторов забился углекислотой, давление поднялось выше обычного и передалось на насадку — ее помяло. Одна секция из 34 пришла в негодность. Починка заняла полтора дня. Сотрудники ворчали на меня. Ведь они давно уже говорили, что пора промыть регенераторы от накопившегося в них за 16 месяцев эксплуатации масла, а я этого не разрешал. А теперь в присутствии посторонних, работников завода, такой конфуз... Это показывает, что у наших сотрудников все еще не совсем правильный подход к делу. Такой поломке надо радоваться, а не огорчаться ей. То, что машина рабо- тала 16 месяцев без промывки масла, показывает, что забивка маслом несерьезная вещь. Но для освоения установки нужно определить период, после которого наступает забивка, а главное, узнать, как серьезна авария, которая может произойти, если регенераторы забьются маслом или углекислотой. Теперь мы знаем, что здесь ничего серьезного нет, и это важнее, чем репутация в глазах посторонних людей. За истекший месяц в «Журнале технической физики» вышли мои статьи «Турбодетандер для получения низких температур» и «Устойчивость и переход через критические обороты быстро вращающихся роторов при наличии трения»; кроме того, некоторые популярные журналы, такие, как «Плановое хозяйство», «Техника — молодежи», «Знание — сила», поместили переработки стенографического отчета моего доклада на Президиуме Академии наук. В этом, конечно, нет ничего особенного, но интересно отметить реакцию общественности. Нашим институтом вообще интересуются; это выражается, например, в том, что к нам совершают экскурсии сотрудники различных научных и педагогических учреждений. Наплыв экскурсантов обычно велик, и нам пришлось отвести отдельные дни и часы в месяц, чтобы посетители не нарушали нашу работу. В прошлом году, например, в институте побывало не менее тысячи человек. Но сейчас наплыв значительно увеличился и захватил более широкий круг людей, например недавно у нас побывали слушатели Промакадемии и т. д. К нам поступает также немало предложений по использованию турбины для решения различных технических проблем. Надо сказать, что с самого первого года работы в институте я обратил внимание, что (...) очень часто обращаются по пустяковым, не стоящим разбора вопросам. Но политика института — всегда всем отвечать (...) Мне на квартиру за полночь, когда человеку полагается спать, звонит телефон. Я полусонный подхожу. Звонит инженер Г. Он мне рассказывает, что ему сейчас пришла мысль, как тушить пожары в шахтах жидким воздухом, и он хочет по этому поводу разговаривать непременно завтра же. Я попросил его обратиться к секретарю и с ним сговориться о времени беседы. В положенный день он ко мне приходит. Его предложения, вопреки ожиданиям, не так сумасшед- !Ни, как его поведение. Продолжение. Начало см. в № 3.— Ред. 63
Дело в том, что у нас в Союзе горят почти все медные рудники. Серный колчедан, будучи оголен от почвы, начинает окисляться и поэтому нагревается. В большой массе он отдает тепло плохо, и происходящий нагрев увеличивает интенсивность окислительного процесса. Таким образом, повышение температуры идет лавинообразно и наконец достигает такой величины, что происходит самовозгорание и пожар. Предотвратить пожар еще не умеют, и, как только он возникнет, приходится закрывать шахту, заливать жидкой глиной и ждать месяцы, пока все остынет. Инженер Г. говорит, что убытки миллионные. И вот Г. предлагает охлаждать руду до ее воспламенения жидким азотом. Это не только охладит пласт, но также преградит доступ кислороду и предотвратит дальнейшее горение. Идея грамотная. Но нужны подсчеты. Пылкий Г., оказывается, о численной стороне не думал. Я прошу его указать массу загоревшейся руды, температуру воспламенения, теплоемкость и теплопроводность пласта и другие данные, необходимые для подсчета. Г. плавает. Все же соединенными усилиями мы создаем кое-как количественную картину. Я делаю здесь же очень приближенный подсчет, и, к моему удивлению, получаются приемлемые числа. Оказывается, что в две недели можно потушить пожар, имея установку на несколько сот квтч мощности. Конечно, это еще не совсем достоверный подсчет, но все же есть основания думать, что идея Г. не совсем фантастична. Но, потушив пожар, что мы будем делать с дорогостоящей установкой? Г. не успокаивается. Через неделю он приводит другого инженера и предлагает тем же методом тушить пожары еще в каменноугольных шахтах. Продувая в шахты холодный азот, можно выгнать весь метан; при этом благодаря отсутствию кислорода не создастся взрывчатой смеси, и, таким образом, можно рассчитывать не только прекратить пожар в угольных шахтах, но предотвратить и возможность взрывов. Г. думает, что установку следует поставить на колеса вагона и возить в разные места, чтобы тушить пожары. Конечно, и в этом случае нужно сделать численный расчет, прежде чем сделать определенные выводы. Г. безусловно не лишен воображения, но он сангвиник, а такие люди, к сожалению, начиная с большой энергией, обычно не доводят до конца своих идей. Рано говорить, прав ли Г., но во всяком случае на его идеи следовало бы обратить внимание, так как, если он прав, то не только, можно спасти большое количество руды, но, главное, значительно обезопасить работу шахтеров (...) Разрешение таких проблем, как создание передвижных установок для тушения пожаров в шахтах, которые не под силу организовать отдельным промышленным предприятиям, должно быть чрезвычайно облегчено при социалистическом хозяйстве. Очевидно, что в условиях капитализма организовать капитал, вложенный в различные предприятия, гораздо труднее, чем сделать это у нас, где весь вопрос может быть поставлен на широкую государственную и экономическую основу. Правда, для решения такого рода проблем, может быть, наша техническая культура еще слаба. Но она может подняться, только если мы будем непрерывно сгремиться внедрять все новые и новые достижения техники в жизнь. Но передо мной стоит вопрос: кто у нас занимается такими проблемами, сразу охватывающими ряд главков и наркоматов? Кто должен проявить инициативу и направить всю эту работу, которая должна заключаться в экономических и„технических расчетах, в организации предварительной экспериментальной работы и в разработке плана внедрения? Такой организацией, по-видимому, может быть Госплан или Академия наук. Или они вместе. Но пока этого нет. Конечно, эти широкие хозяйственные проблемы далеко выходят за пределы задач отдельных заводов и институтов, и, когда к нам обращаются, мы можем давать товарищам новаторам только общие советы. На вопрос: «Что же дальше делать?» — приходится обычно отправлять их в какой-нибудь главк за помощью и техническими сведениями. Я чувствую при этом, что поступаю как бюрократ, так как знаю, что толку они в главке не добьются. 3 апреля по приглашению Всесоюзного совета научно-технических обществ я читал лекцию в Политехническом музее. Было много народу — аудитория очень разнообразная, хотя главным образом инженеры. Читать поэтому было очень трудно. Почти невозможно сделать доклад понятным и интересным для всех, если бы сама аудитория не проявляла интереса. Но слушали почти два часа внимательно, и большое количество вопросов показало, что аудитория разобралась в основных поставленных проблемах. Интерес к новым возможностям в технике у нас есть, и это очень радостно. В своем докладе я главным образом пытался показать, насколько для движения техники необходима научная мысль, и иллюстрировал это на примере своей работы. Далее, я критиковал недостаток смелости наших инженеров и инертность наших технических руководящих органов (наркоматы, главки и пр.). Это, безусловно, вызвало сочувствие в аудитории. Это показывает, по-видимому, что меня слушали преимущественно инженеры с заводов, а не из главков. А отношения между заводскими инженерами и инженерами главков, по-видимому, такие же, как когда-то между «фронтовыми» и «штабными». Все описанное, я думаю, подсказывает следующие выводы: 1) безусловно, что у нас накипает стремление к творчеству в технике; 2) у нас налицо 64
здоровые творческие силы; 3) существует недовольство «штабными», тормозящими эти силы и недостаточно организующими их; 4) недостает организации для внедрения в хозяйство крупных новаторских идей в технике (...) Оригинальные, новаторские достижения особенно ценны, так как здесь мы не только догоняем, но и опережаем. А отличить оригинальное от чужого без участия общественности очень трудно. Поэтому контроль общественного мнения специалистов-техников очень важен, и только широкое общественное мнение может объективно оценить техническое достижение (...) Инженеры, работающие у меня, сейчас, после 2-х месяцев работы, закончили освоение чертежей турбины. В нашей мастерской мастерами завода «Борец» т. т. П. и Г. самостоятельно закончены все наиболее ответственные и трудные части турбины. Инженерам надо еще немножко заняться теоретически (теория у них хромает), а мастера должны запустить свою турбину и сами ее испытать. Это значит, что через месяц-полтора кадры будут достаточно воспитаны и все главное будет готово, чтобы начать производство, если завод подготовит необходимую материальную базу. Но в то же время, как эта наиболее важная и ответственная часть работы — формирование кадров — заканчивается, руководители завода за эти три месяца, попросту говоря, ничего не сделали. Нет цеха, станков, материалов. При такой организации, конечно, нечего и думать, что к 10 августа удастся выпустить пер- • вую установку. Я рад, что ответственность за выполнение этого задания лежит не на мне и не на нашем институте. Свою часть работы мы выполнили. Остается лишь чувство j неудовлетворенности, какое бывает у кухарки, которая изготовила вкусные блюда, а к ним приступают неохотно, и если их будут есть, то, по-видимому, так же, как едят ростовские каплуны, которым пищу запихивают в горло через воронку (...) j ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Разработка установки по жидкому кислороду идет благополучно (...) Через 2—3 месяца можно будет ждать получения жидкого кислорода (...) Отчет № 4. 17 апреля — 17 июня 1939 г. жидкий воздух По-прежнему в институт поступают запросы о турбодетандере. Изредка они бывают фантастичны; обычно предполагают, что турбина делает холод сама собой и поэтому всюду, где надо что-либо охладить, достаточно ее поставить. Упускается из виду, что работа турбины не нарушает основных законов термодинамики, и если она и создает холод, то в компрессоре, ее обслуживающем, при сжатии воздуха образуется столько же тепла. Но большинство все же делает весьма важные и интересные предложения о новых применениях турбины и жидкого кислорода. Самые интересные такие: 1) применение кислорода для добычи алюминия из руд, не прибегая к электролитическому методу; 2) такая же возможность открыта для получения карбида кальция с помощью кислорода; 3) наконец, возможно применение кислородного дутья на заводах по переработке медной руды, причем содержащаяся в последней сера не будет бесполезно выбрасываться в отходы, а будет легко перерабатываться в серную кислоту. Я слыхал о многих применениях кислорода, но об этих применениях мне не было известно. Все они связаны, конечно, с получением дешевого кислорода (...) С заводом «Борец», который изготовляет наши установки и от которого зависит дать жизнь всем этим возможностям, по-прежнему дело слабо. Месяца два назад мы решили организовать максимальное давление на Масленникова — директора завода, чтобы заставить его более энергично действовать. Для этого наш заместитель директора тов. С. ездила в партком завода и этот вопрос обсуждался на заседании партийного комитета. Наконец тов. Масленников по нашей просьбе приехал к нам (при этой беседе присутствовал тов. М. из Экономсовета). Сперва тов. Масленников пытался говорить, что у него все в порядке и он сразу же может приступить к изготовлению турбины. Но когда я позвал рабочих с его завода, работающих в институте, они быстро помогли установить, что завод еще не приспособлен к этой работе и никаких подготовительных мероприятий пока осуществлено не было. Мы снова получили обещание, что все двинется с места. Но с места сдвинулся только сам тов. Масленников, который получил повышенное назначение начальником треста (...) Инженеры-конструкторы с «Борца» закончили свою работу; переработанные ими чертежи они увезли на завод. Турбина, которая построена мастерами завода, опробована и прекрасно работает у нас, так что второй раз им построить такую турбину при наличии подходящих приспособлений будет нетрудно. Что касается инженеров-конструкторов, то хотя они и проработали чертежи установки, но заняться с ними теоретической работой времени не хватило; между тем администрация завода отказалась оставить их дальше. Таким образом, самостоятельно проектировать подобные установки для других габаритов и других целей эти конструкторы, к сожалению, пока еще не могут. 3 «Химия и жизнь» № 4 65
fW&xUfaa*^^ ЖшиЛс KJccaefag Получение жидкого кислорода Воздух сжимается в турбокомпрессоре до 6 бар и далее охлаждается в теплообменнике- регенераторе и ожижителе, после чего часть воздуха направляется на разгонку в ректификационный аппарат для получения концентрированного кислорода. Оставшаяся часть сжатого воздуха поступает на расширение в турбоветандере Капицы до 1,3 бар, где охлаждается и идет в обратном направлении в ожижитель и теплообменник-регенератор для охлаждения поступающего сжатого воздуха. Разгонка жидкого воздуха ведется при давлении 1,3 бар. Концентрированный кислород сливается из нижней части ректификационного аппарата Я так устал давить на завод, что решил больше в их дела не вмешиваться. Пока все равно толку никакого не получается. Надо ждать, пока сам завод проявит инициативу. Интересно противопоставить этому то, что ряд американских фирм в своих предложениях пишут, что они готовы прислать нам специалистов-инженеров, чтобы только те ознакомились с работой установки и с ее проектированием. А нашего директора завода надо чуть ли не на четвереньках упрашивать, чтобы он дал своих инженеров (...) ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Установка для получения жидкого кислорода уже собрана и с начала этого месяца находится на испытании (...) Во время опытов установка все время работала от турбины, построенной у нас в институте мастерами завода «Борец». ГАЗООБРАЗНЫЙ КИСЛОРОД (...) Начали работу по фундаментам под турбокомпрессор. Кладка фундаментов начнется, наверное, недели через две, и ко времени доставки машины (сентябрь), можно с уверенностью сказать, вся строительная часть будет готова (...) С финансами укладываемся свободно. Отчет № 5. Июль 1939 г. жидкий воздух На заводе «Борец» по-прежнему никакого особого движения нет, хотя он и должен по сроку, который был утвержден Экономсоветом, сделать первую экспериментальную установку к 1 августа, т. е. через десять дней. По существу, к работе еще не приступлено. Кроме модели для отливок ничего не сделано. Материал не заготовлен. Мы сейчас вносим конструктивные изменения в старую установку с целью ее улучшения, так что я боюсь, что, когда завод «Борец» приступит к выпуску своей установки, она может оказаться устаревшей. 66
ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Мы закончили первый цикл работ с жидким кислородом. Первыми подвергались испытанию регенераторы. Регенераторы представляют собой тип теплообменника, основанный на том, что, когда холодный воздух покидает турбину, холод отдается так называемой насадке регенератора, состоящей из трубы, в которой имеется большая поверхность теплопередачи, образуемая лентой. Через некоторое время поток переключается и по тому же регенератору идет теплый поток воздуха и холод отнимается. Теория этих регенераторов разрабатывалась Нуссельтом и Хаузеном. Так как их теория была неполной и очень запутанной, то я нашел более простые и точные выражения для расчета процессов в регенераторах. Построенные на этих расчетах регенераторы, которые работают в нашей установке (по существу, это вообще был первый работающий у нас в Союзе регенератор на холодильных установках), оказались легче и лучше немецких. Результаты практических испытаний точно совпали с расчетами. На новой установке мы значительно улучшили наши регенераторы: уменьшили гидравлическое сопротивление, увеличили поверхность и сделали их короче и толще. Они должны были дать еще лучшие результаты. На самом деле в работе наши новые регенераторы проявили себя хуже, чем следовало по расчету. В причинах этого мы окончательно еще не разобрались (...) Этот факт очень ярко показывает, как трудно планировать научную работу. Казалось бы, при полностью разработанной теории регенераторов, что мы предварительно сделали, можно было быть вполне спокойными. Но вот регенераторы проявляют непредвиденные свойства, о которых никто не знал. От решения этих новых вопросов будет зависеть возможность уменьшить вес регенераторов на 50—60%. В плане заранее этого, конечно, нельзя было предвидеть. Но, не решив этого вопроса, мы не можем приступить к проектированию большой машины для получения газообразного кислорода. Поэтому, если бы мы называли какие-нибудьi сроки, оказалось бы, что мы задерживаемся против них на несколько месяцев. Вот почему давать сроки в научной работе совершенно невозможно. Такие неожиданные неприятности и затруднения, вероятно, встретятся на нашем пути еще много раз. По существу, преодоление их составляет главное удовольствие и интерес научной работы. Если все течет нормально, как по расписанию, то негде проявиться творчеству (...) Что касается разделительной кислородной части, то здесь также пока что большими успехами похвастаться нельзя. Наша машина для разделения кислорода не дала еще хороших результатов. Обнаружен целый ряд дефектов, устранением которых мы сейчас и занимаемся. 1 августа институт закрывается на месяц. Все уходят в отпуск, поэтому отчетов за этот срок я писать не буду. Отчет № 6. Сентябрь 1939 г. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ Институт работает над усовершенствованием турбины, упрощением ее и улучшением ее конструкции (...) На заводе «Борец» с изготовлением первого экземпляра установки дело обстоит еще довольно скверно, что отражено в статье, помещенной в газете «Индустрия», «Что же происходит с установкой академика Капицы?», в номере от 10 сентября 1939 г., и в отклике «По следам материалов «Индустрии», в номере от 28 сентября 1939 г. Давление на завод производится по-прежнему через общественные организации и через печать. Но сильного сдвига по-прежнему нет. Самое обидное для меня следующее. В начале года у меня в институте работали три инженера, которые осваивали чертежи и расчеты установки. Это были т. т. Белянин, Гетье и Левитин. Они начали успешно обучаться, и я им уделил большое внимание, много с ними разговаривал, объяснял, учил расчетам и т. д. После того как они вернулись на завод, эти кадры уже разбазарены. Белянин ушел в административный аппарат наркомата. Гетье переведен на другую работу. Остался один Левитин. Такое отношение главка в значительной мере отбивает охоту к непосредственной, неформальной помощи заводу, так как труд и энергия, затраченные на воспитание кадров, тратятся зря. ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Сейчас произошли значительные задержки в развитии работы с жидким кислородом. Связаны они главным образом с тем, что институт потерял 4 мастеров в мастерской из 9. Основные и самые важные кадры института забронированы и полностью сохранены, но второстепенные работники в связи с общим призывом и мобилизацией для нас потеряны (...) Сейчас в связи с общими заданиями, возложенными на институт, мастерская должна быть по числу работников почти утроена. Пока это не сделано, темпы нашей работы исключительно медленные. В то же время, казалось бы, что получение жидкого кислорода в данный момент исключительно важно для страны, и я не вижу, что конкретно институт может предпринять, чтобы быстро выйти из затруднительного положения с кадрами (...) 3* 67
Отчет № 7. Октябрь 1939 г. жидкий воздух С жидким воздухом работа с нашей стороны пришла к своему логическому концу. Улучшенная турбина по-прежнему работает хорошо, и главная задача — длительно испытать ее на износ подшипников и пр. Достоверные данные об этом можно получить только через несколько месяцев. Пока есть все основания думать, что, как я уже писал, новая турбина представит значительные конструктивные улучшения по сравнению с предыдущей. Мы организуем передачу ее чертежей на завод «Борец». На заводе «Борец» стало наблюдаться маленькое оживление, хотя и недостаточное (...) ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Как я писал в прошлом отчете, главная задержка у нас была с уменьшением штата мастеров. Поэтому все усилия наши были направлены на то, чтобы увеличить штаты нашей мастерской. Это нам удалось. Мы имеем сейчас новых семь человек. Пытались мы получить людей четырьмя методами: 1) через отдел кадров Академии наук, 2) через главки, 3) через райкомы партии и комсомола, 4) путем личных связей. Ни одним из организованных путей нам не удалось получить ни одного человека. Главк прислал одного на пробу, но и тот сбежал. Получены же люди в большинстве по знакомству. Есть основания думать, что они окажутся надежными работниками. Среди них 3 комсомольца и 1 член партии. (...) За этот месяц мы делали только один опыт с новой кислородной установкой. Мы получили обогащение 99 % кислорода, т. е. более, чем необходимо для практики, так как техническая норма 97 %. Но производительность была мала — мешал унос кислорода из резервуара. Сейчас, по-видимому, удалось выяснить причины уноса жидкости и делаются соответствующие изменения в аппаратуре (...) Параллельно мы начали уже подготовлять работу — разрабатывать и строить маленькую кислородную установку более упрощенного типа, главным образом ориентируясь на запросы авиации. Запросы авиации очень серьезная вещь, и поэтому мы можем вполне рисковать, изготовляя упрощенную установку, по крайней мере те ее части, которые уже оправдали себя, так как пока что не видно никаких объективных оснований сомневаться в том, что выбранный нами путь правилен. С другой стороны, ответственность задания требует темпов и оправдывает некоторый риск. ГАЗООБРАЗНЫЙ КИСЛОРОД Турбокомпрессор уже прибыл в Ленинград, получен и отправлен в Москву. Есть сведения, что он подмок в дороге, но навряд ли эта опасно для такого рода машин. Естественно, что проверке будет подлежать вся электрическая аппаратура, на состояние изоляции которой может повлиять сырость. Для приемки компрессора готово все: фундаменты,, помещения. Есть договоренность с монтажным отделом завода, который будет его монтировать (...) Отчет № 8. Ноябрь 1939 г. ЖИДКИЙ КИСЛОРОД (...) Вопрос о причинах неправильного функционирования регенераторов остается пока еще невыясненным, и это сильно задерживает нашу работу, так как, не поняв причины плохого теплообмена в этих регенераторах, нельзя идти дальше. Теперь все силы будут направлены на то, чтобы окончательно разобраться в этом интересном вопросе. В основном этот вопрос сводится к следующему. У нас есть одна пара регенераторов (прежняя), которая работает очень хорошо. Для новой установки мы взяли 3 пары регенераторов и таким образом увеличили втрое поверхность теплообмена. Казалось бы, что эти регенераторы должны работать в 3 раза лучше; на самом деле они работают в 4 раза хуже. Разница в регенераторах только та, что допущены меньшие скорости газа. Это должно было сказаться на некотором ухудшении теплообмена между газом и насадками регенераторов. Но этот теплообмен легко высчитывается, и можно показать, что этого фактора далеко не достаточно для объяснения плохой работы регенераторов. Очевидно, есть какие-то принципиальные явления, которые еще ускользают от нас. Пока что мы обследовали насадку и клапаны. Но это не повлияло на плохую работу регенераторов. Происходящее сейчас в регенераторах явление не может быть с уверенностью объяснено современными теориями и расчетами, как опубликованными, так и моими лично. Это очень интересный вопрос; наталкиваться на такие задачи очень приятно, но в данном случае единственный недостаток этого вопроса тот, что он сильно задерживает нашу работу (...) 68
ГАЗООБРАЗНЫЙ КИСЛОРОД Турбокомпрессор начали устанавливать, и его монтаж идет полным ходом. Никаких затруднений здесь не встречается, если не считать того, что затерялись задвижки по дороге из Швейцарии, но их обещают скоро разыскать. Ввиду затруднений, возникающих с регенераторами, особой спешки со сборкой компрессора нет, так как дальнейшую работу по проектированию установки надо отложить, пока окончательно не выяснится вопрос о регенераторах. Отчет № 9. Декабрь 1939 г. жидкий воздух Выяснилось, что хотя те улучшения турбины (новая конструкция подшипников), которые мы разработали, действуют хорошо, но при сравнительно небольшом износе шарикоподшипников турбина начинала терять стабильность. После 40—50 часов работы она начинала зудеть и приходилось подшипники сменять. Это, конечно, недостаточный срок (...) Мне сейчас пришла мысль еще об одной конструкции, при которой износ подшипников, даже очень серьезный, теоретически должен был бы влиять очень мало. Эта конструкция уже разработана, и опыты с ней начнутся в ближайшее время (...) 15 декабря 1939 г. я ездил на завод «Борец» и читал лекцию о нашей установке для того, чтобы поднять настроение работников завода. Аудитория состояла преимущественно из рабочих-стахановцев и некоторого количества технических работников завода. Перед такой смешанной аудиторией читать очень трудно, чтобы всем было интересно. Поэтому приходилось останавливаться больше на общих вопросах — о значении кислорода, о значении наших работ для промышленности. Говорил также о медлительности, которую проявил завод. Виновником этой медлительности является, конечно, директор, но он-то как раз на лекцию и не пришел,— может быть, боялся критики? (...) Аудитория слушала внимательно, читать было им приятно. Кажется, мы делаем все, чтобы поднять дух на заводе. Поэтому те плачевные результаты, которые сейчас имеются, очень огорчительны. ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Опыты с жидким кислородом, проведенные за этот месяц, все еще не дали возможности точно установить причину недорекуперации в регенераторах (...) ГАЗООБРАЗНЫЙ КИСЛОРОД Установка турбокомпрессора продолжается. Общий монтаж механической части почти закончен (...) Отчет № 10. Январь 1940 г. жидкий воздух Испытания турбины, в которой применены некоторые другие принципы создания устойчивости, произведены (...) Турбина ходила около 10 часов. Хотя теоретически новая система должна гораздо лучше работать на износ, но это надо еще подтвердить опытом. За 10 часов работы износ в подшипниках получился небольшой (...) Что касается изготовления турбины на заводе «Борец», то там, по-видимому, наметилось оживление. В газете «Индустрия» появилась 6 февраля 1940 г. статья «Волокита с освоением ценной машины» (...) жидкий кислород (...) Что касается неудовлетворительной работы регенераторов, то обследование их трубочками Пито указало на то, что, по-видимому, имеется значительный пропуск в клапанах на холодном конце, что, возможно, объясняет плохую работу регенераторов (...) Ошибка в конструкции клапанов является, чрезвычайно характерной и частой в технике. Конструкция наших клапанов ничего оригинального не представляет — она одинакова с теми, которые обычно применяются на регенераторах. Недостаток их заключается в следующем. Обычно все клапаны хорошо работают, когда они смазываются и между седлом и клапаном образуется тонкий масляный слой, который закрывает все шероховатости клапана. Довольно простой расчет показывает, что при отсутствии масла этих шероховатостей достаточно, чтобы вызвать значительный пропуск газа. В особенности легко протекает через них газ при низких температурах. Так как при низких температурах масло твердеет и не может быть речи об ис- 69
пользовании масла как смазочного агента, то в этих условиях всякий механический клапан, работающий на соприкосновении двух металлических поверхностей, не шлифованных с оптической точностью (что в технических условиях затруднено), будет неизбежно пропускать газ. На всех современных холодильных установках употребляются только металлические клапаны; очевидно, все они пропускают газ, что до сих пор, по-видимому, упускали из вида. Между тем связанные с этим потери могут составлять до 10—15 %. В наших условиях, когда мы имеем дело с большими количествами газа и сравнительно малым коэффициентом ожижения, эти пропуски сильно сказываются, а поэтому они и были нами обнаружены. Конечно, при небольших размерах машины можно делать оптически шлифованные клапаны, как я это делал прежде для своей гелиевой машины, где один только клапан, и то сравнительно небольшого размера. Для больших же машин мы ищем выход в том, чтобы сделать упругое седло для клапана. В литературе есть указания, что одним из немногочисленных материалов, сохраняющих еще упругость при низких температурах, является кожа. В то время как почти все остальные материалы становятся хрупкими, кожа благодаря какому-то непонятному свойству ее природы сохраняет свою эластичность при самых низких температурах. Чтобы выбрать наиболее подходящую кожу, я поехал в Институт кожевенной промышленности, взяв с собой жидкого воздуха, и там на месте испытал самые разнообразные образчики кож. Выяснилось, что обезжиренная и обезвоженная кожа, ничем не обработанная, при температуре жидкого воздуха —194 °С так же эластична, как и при комнатной температуре. Последующая обработка кожи, в особенности жирование ее, несколько уменьшают эластичность. Но есть несколько синтетических дубителей, после обработки которыми и при отсутствии жира кожа сохраняет вполне удовлетворительную эластичность. Мы выбрали три образца кож, из которых соорудили экспериментальные клапаны. Обследование их при низких температурах показало, что они несравненно лучше, чем прежние наши металлические (...) Случай с клапанами удивительно характерен для промахов техники. Обычно техников гипнотизируют уже известные конструкции, и они применяют их в иных условиях без достаточного учета особенностей новой обстановки. Под таким гипнозом и мы относились к клапанам до этого времени. Принцип клапанов настолько установился, что их применяют, не вникая в детали их работы. Расчет же пропуска клапанов в зависимости от толщины зазора несложен, и он сразу указывает, что ни один из обычных клапанов без масла хорошо работать не может. ГАЗООБРАЗНЫЙ КИСЛОРОД Электрический монтаж турбокомпрессора двигается нормально (...) Отчет №11. Февраль 1940 г. жидкий воздух Турбина с двумя подшипниками нового типа, о которых я писал в последнем отчете, прошла целый ряд испытаний. Мы улучшили ее конструкцию еще тем, что один из подшипников посадили на гибкую диафрагму и таким образом увеличили мягкость хода и устойчивость. В пусковой период нам удавалось снимать с нее до 12 кВт. Я думаю, что это своеобразный мировой рекорд снятия мощности по отношению к весу турбины, так как вся турбина весит не больше 1,5—2 кг. Что касается износа подшипников, то по крайней мере за 40—50 часов работы еще никакого заметного износа нет; даже наоборот, кажется, что подшипники как бы прирабатываются и турбина ходит все спокойнее и спокойнее. Сейчас, когда держишься за нее рукой, почти не чувствуешь ее вращения. (...) На заводе «Борец» продолжает наблюдаться оживление. Но я боюсь, что это не то оживление, которое действительно следует похвалить. Они торопятся по возможности скорее скопировать нашу установку, не вникая в сущность ее работы, и в такой копировальной работе, конечно, мало ценного. Гораздо лучше было бы, если бы они выпустили, быть может, меньше установок, но зато относились бы к ним более продуманно. ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Испытания новых клапанов дали положительные результаты. Оказалось, что, действительно, все недостатки рекуперации регенераторов объяснялись плохим действием клапанов, о которых я писал в прошлом отчете. Кожаные клапаны уже проработали часов 15 и держат плотно (...) Таким образом, тот вопрос, который столько нас мучил и служил основной причиной задержки нашей работы, наконец выяснился. Как ни тривиально и просто найденное решение, но оно ускользало до сих пор от холодильщиков. Тем приятнее наши результаты (...) На преодоление таких заминок, ложащихся поперек пути решения более интересных проблем, и уходит все время; их-то и труднее всего предвидеть. Это одно из самых главных затруднений в честном планировании научной работы (...) 70
ГАЗООБРАЗНЫЙ КИСЛОРОД В связи с решением вопроса о регенераторах и преодолением трудностей, которые нас останавливали, мы можем приступить к окончательной разработке установки для получения газообразного кислорода... Отчет № 12. Март 1940 г. жидкий воздух Наша новая турбина по-прежнему работает хорошо. Теперь почти с уверенностью можно сказать, что это наиболее простая и удобная из наших конструкций. (...) ЖИДКИЙ КИСЛОРОД За этот месяц мы начали испытание кислородной установки, применяя уже обе ступени ректификации. Конструкция для второй ступени, которую мы разрабатываем, состоит из вертушки, могущей иметь ряд отдельных секций, причем чем больше секций на вертушке, тем более чистый кислород можно будет получать (...) Одна очистительная секция, которую мы испытали 21 марта, дала жидкий кислород с чистотой 93 %. Это позволило вычислить, что уже трех секций будет достаточно, чтобы получить кислород необходимой по ОСТу чистоты. Построив такую вертушку с тремя секциями, мы начали тут же ее испытания. Размер вертушки всего 27 см в высоту и 15 см в диаметре; должна же она была заменить собой обычную ректификационную колонну фирмы Линде 2 метров высотой и более 30 см в диаметре, т. е. примерно в 30—40 раз большую по объему, чем наша вертушка. Результаты испытания получились вполне удовлетворительные. Так как это был первый опыт, то сразу подобрать оптимальный режим было нелегко, но обогащение кислородом никогда не падало ниже 98 % и доходило до 99 %. Надо сказать, что жидкий кислород по ОСТу должен иметь чистоту не меньше 97 % и обычно употребляется не более 98,5 %-ной чистоты (...) Теперь можно сказать, что проблема жидкого кислорода решена нашими турбодетандером и вертушкой значительно более простыми и компактными методами, чем обычно применяемые. Но все же нашу работу нельзя рассматривать как полностью законченную. Теперь осталась, что называется, «полировка» (...) Теперешняя наша установка несет на себе все следы экспериментальной работы. Остов, на котором крепится вся арматура, сколочен кое-как из дерева; изоляция во многих местах сделана из ваты и марли — все сделано так, чтобы можно было побыстрее собрать и столь же быстро переделать. Такая система работы имеет большое значение для ускорения темпов экспериментов. Но теперь всему этому надо придать более солидные и конструктивные формы (...) Установка, которую мы сейчас испытывали,— это прототип установки для получения жидкого кислорода на большом заводе. Она рассчитана на высокий к. п. д., на большую продолжительность работы. Постоянные просьбы со стороны авиации и флота — снабдить их небольшой установкой такой же мощности, с меньшим пусковым периодом, удобопереносимую и, конечно, по возможности более простую по конструкции, хотя бы для этого пришлось несколько пожертвовать ее к. п. д.,— заставили нас, как я уже писал, разрабатывать параллельно еще такую установку. Ввиду того, что эта установка, по-видимому, более остро нужна стране, чем большая установка, мы решили сейчас главные наши силы направить на осуществление именно такой кислородной установки уменьшенного размера. Поэтому основной состав наших мастеров работает с большим энтузиазмом как раз над ней. Машина хорошо подвигается вперед, и она должна быть готова к испытаниям к середине мая. Это как раз и затягивает несколько переделки в конструкции основной установки. Такое перенесение центра тяжести работы на передвижную установку определяется также результатами анализа полученного нами жидкого кислорода. Ввиду того что кислород для дыхания должен удовлетворять более строгой спецификации, не иметь вредных примесей в виде углекислоты или ацетилена, мы послали наш жидкий кислород на специальное исследование (...) Оно было произведено Институтом авиационной медицины. Как видно из результатов этого официального анализа, получаемый нами кислород не только вполне удовлетворяет требованиям чистоты, необходимой для дыхания, но даже лучше, чем обычный, которым снабжаются наши летчики. Этот результат не является неожиданным. Он объясняется тем, что воздух, поступающий в нашу установку, в отличие от обычных условий, не подвергается высокому давлению B00 атм) в цилиндрах компрессоров, а сжимается только до 5—6 атмосфер. При высоком сжатии воздуха температура его сильно подымается и происходит крекинг и окисление масла в цилиндрах компрессора. При этом могут образоваться вредные соединения. При меньших давлениях такой процесс играет значительно меньшую роль. Далее, в обычной установке нужна воздух химически чистить едкой известью, что также может быть источником вредных примесей. У нас эта необходимость отсутствует (...) 71
Интересно, что в беседе со мной полковник В., когда я ему .сказал, что мы получили жидкий кислород и просим организовать его исследование, выразил удивление. Он так и сказал, что их постоянные эксперты уверяли его, что нам не удастся получить жидкий кислород такими методами, какими мы его в действительности получили, и предлагали не возлагать надежды на наши установки. Он сказал, что этим советникам надо «дать по рукам». Но по каким бы частям тела, даже более подходящим, чем руки, он бы им ни давал, я не думаю, что это изменит общий дух отношения к нашей работе в промышленности (...) Когда еще 2 года назад наша работа по получению жидкого воздуха была закончена, я предвидел, что к ней, как всегда ко всему новому, придется ждать известной недоброжелательности. Весь опыт моей предыдущей работы приучил меня к тому, что при выпуске всякой новой работы находится достаточно людей, которые на нее обрушиваются. К этому должен быть готов всякий работник, которому удается сделать что-нибудь новое. В данном случае приходилось ожидать, что это будет проявляться еще сильнее, и вот почему. Подходя к холодильному процессу, и в частности к получению жидкого воздуха и возможностям его использования для получения кислорода, я ставил вопрос не так, как это было узаконено многолетней практикой инженерной техники. Обычно принято, как это и указывается во всех учебных курсах, рассматривать весь тепловой баланс установки суммарно, не входя в разбор термодинамической эффективности каждого отдельного цикла, и по этому общему энергетическому балансу определять энергетический и экономический показатели установки. Я же разбил процесс на все возможные элементы и определял термодинамически показатели каждого элемента в отдельности. Такой подход мне нужен был для того, чтобы отыскать те звенья процесса, которые надо в первую очередь заменять новыми, а также чтобы получить более точные и ясные основания для расчетов. Такой метод нелегко воспринимается обычными инженерами, так как при определении к. п. д. холодильных циклов мне приходилось базироваться на более глубоком знании термодинамики, особенно второго начала, которым обычно инженеры владеют слабо. Поэтому я постарался опубликовать свои работы с возможной ясностью и, чтобы быть полностью уверенным, что сам не допустил ошибки, дал их на проверку и критику до опубликования теоретикам термодинамики и механики, как, например, академику А. Н. Крылову и другим. Только после этой апробации я был почти полностью уверен, что крупных ошибок у меня нет. В своей последней работе («Журнал технической физики», 1939 г., т. 9, вып. 2, стр. 99—123) я также дал все экспериментальные данные, полученные от испытания нашей установки. Таким образом, возможная здоровая критика могла базироваться только на совсем конкретном материале. Я был очень рад, что моя работа вызвала большой интерес как у нас, так и за границей (...) Судя по тому, что до сих пор никакой критики не появилось в западноевропейской литературе, по-видимому, крупных ошибок у меня не было найдено, хотя все же молодой талантливый советский ученый тов. 3. обнаружил одну маленькую ошибку, к счастью, непринципиального характера. Новизна нашей идеи теперь ясна из того, что мы получаем заграничные патенты, которые довольно благополучно прошли апробацию в Германии, Англии, Франции и Америке. Среди наших инженеров и ученых деловой критики по существу не было (...) Но отрицательная реакция на новую работу проявляется в самых широких кругах наших инженеров- холодильщиков, и ее нелегко вызвать наружу. Мне рассказывали, что ряд профессоров и доцентов на своих лекциях студентам, как и в отдельных разговорах, отрицательно отзывались о. моих работах. Но никогда они не выступали открыто. Чтобы дать им эту возможность высказаться, уже после опубликования моей работы я специально прочел в инженерно-технических обществах Москвы и Ленинграда доклады о моих работах, но никаких критических выступлений они не вызвали. Как яркую иллюстрацию несомненно отрицательного отношения к этой работе могу привести поведение проф. Г.— консультанта Главгаза и, кажется, Главхиммаша, опубликовавшего три книги по холодильному делу для вузов и считавшегося у нас одним из ведущих специалистов по холодильному делу, в особенности в области получения жидкого кислорода. Профессор, конечно, был приглашен быть одним из членов комиссии Госплана для отзыва о моей установке и свое заключение на заседании комиссии он выразил так: «Я не нахожу слов, чтобы выразить свое восхищение достижениями» и т. д. в том же духе (...) 23 октября 1938 г., на конференции по подземной газификации Наркомтопа проф. Г. выступил с большим докладом о проблеме кислорода (за моим отсутствием был мой заместитель тов. Стецкая). Касаясь нашей работы, он говорил (цитирую по стенограмме): «Т. Капица сделал турбодетандер для воздуха, он получает лишь воздух, но кислорода он еще не получает. Он работает над получением жидкого кислорода, потом будет работать над получением газообразного. Поэтому полученное непоказательно» (...) (...) По существу, я понимаю проф. Г. и даже до известной степени сочувствую ему. Он уже в почтенном возрасте, и переучиваться ему трудно. При введении новых методов он легко может очутиться за бортом. Эти Г. и им подобные являются, конечно, большим тормозом для проведения нового в промышленности, так как руководство главками, заводами и т. д. в нашей промышленности со- 72
ставляет свое мнение о новых достижениях, обычно опираясь на их мнение. На кого же им и опираться, как не на своих постоянных консультантов? К тому же у Г-подобных всегда находятся исключительно веские и убедительные аргументы. Ведь вновь созданная установка, которая, подобно нашей, работает на новых принципах, испытывается и изучается в лабораториях, имеющих сравнительно ограниченные технические возможности. При столкновении с жизнью у этих установок неизбежно обнаруживаются недостатки, так называемые «детские болезни», которые уже, разумеется, давно изжиты и забыты в прежних установках, развивавшихся в промышленности 30—40 лет. Эти новые установки находятся в положении, подобном, например, первым автомобилям, которые, в первый раз выйдя на дорогу, были, конечно, менее надежны, чем коляски с лошадиной упряжкой, хотя для здравомыслящего прогрессивного человека было ясно, что автомобиль — это будущее передвижения (...) Возникает вопрос — что же можно противопоставить Г-подобным, которые безусловно существуют всюду и везде? Я думаю, что при здоровых условиях им можно противопоставить только одно: это здоровое общественное мнение, создаваемое обсуждением новых вопросов на конференциях, в научных обществах, клубах, в дискуссиях в печати и пр. (...) Потом мне казалось, что нужно создать коллектив молодежи, научить эту техническую молодежь новым идеям, вложенным в наши установки, внушить им энтузиазм к ним и начать работу для проведения их в промышленность. Так, я начал работать с инженерами завода «Борец». Три месяца они работали в нашем институте. Но, как я уже писал, этот план провалился. Несмотря на энтузиазм, с которым инженеры сначала взялись за работу, через 3 месяца их одного за другим сняли с нее (...) Инженеры немного «побузили», когда их снимали с нашей работы, и на этом все и кончилось. Инженер Л.остался в одиночестве. Он честно боролся и борется до сих пор за проведение установки в жизнь, чем испортил свои отношения с администрацией завода. И когда Эконом- совет поставил вопрос о невыполнении заводом его обязательств, то этот инженер едва избежал выговора. Забавно, что единственное лицо, преданно относившееся к делу, чуть не пострадало, совсем как в сентиментальных романах... С формальной стороны, конечно, есть нарушение двух постановлений Экономсовета: 1) невыполнение заводом постановления об изготовлении установок жидкого воздуха в срок и 2) о прикреплении к Институту физических проблем инженеров для их обучения. Но если бы даже не было этих формальных нарушений, то боюсь, что дело не двигалось бы успешно (...) Невозможно проводить новую установку в жизнь без известного энтузиазма и поддержки со стороны руководства и аппарата промышленности, опираясь на мелких исполнителей. Если я пишу обо всем этом, то только потому, что хочу иллюстрировать на своем примере общий дух отношения ко всему более или менее крупному новому, который господствует в промышленности и в прикладных научных учреждениях (...) Недавнее постановление СНК СССР о Сталинских премиях за изобретения очень хорошо, конечно, будет стимулировать изобретательское творчество у нас в СССР, которое несомненно разрастется после этого поощрения. Но надо еще найти и создать условия, посредством которых эти изобретения могли бы быстро проводиться в жизнь. Нечего скрывать — они у нас еще не найдены (...) Главное — создать такие условия, при которых руководство нашей промышленности научилось бы опираться на здоровую научную общественность и было бы тесно связано с ней в своей ежедневной работе. Оторванность наших научно-технических обществ от действительной промышленной жизни страны, отсутствие дискуссий в печати есть основная причина задержки проведения в жизнь всего нового (...) ГАЗООБРАЗНЫЙ КИСЛОРОД Турбокомпрессор уже установлен, и мы можем приняться за постройку регенераторов (...) структура бактериальных токсинов и генетический контроль их биосинтеза». Москва. Институт эпидемиологии и микробиологии им. Гамалеи A23098 Москва, ул. Гамалеи, 18, 193-30-01). Совещание «Экспериментальная химиотерапия опухолей». Пос. Черноголовка Моск. обл. Институт экспериментальной диагностики и терапий опухолей ВОНЦ АМН СССР A15478 Москва, Каширское ш., 24, 111-82-45). Информация НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ ИЮЛЬ Школа молодых ученых «Актуальные проблемы органической химии». Новосибирск. Новосибирский институт органиче- Окончание следует ской химии F30090 Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 9, 65-58-50). Конференция «Биосинтез целлюлозы». Казань. Казанский институт биологии D20111 Казань, ул. Лобачевского, 2/13, 2-64-91). IV конференция по биологии и патологии пушных зверей. Киров. ВНИИ охотничьего хозяйства и звероводства F10601 Киров, ул. Энгельса, 79, 2-72-26). Конференция «Молекулярная 73
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК Часто, настроившись на сложные задачи на вступительных экзаменах по химии, школьники делают ошибки в простых, требующих сообразительности. Проверьте себя — решите предложенные задачи, затратив на каждую по минуте. 1. Сколько литров хлора получится при полном разложении (весь хлор выделяется в свободном виде) одного моля ловкость рук Хорошая и очень удобная вещь — тиноль (его еще называют паяноль). Этим веществом вы можете быстро что-нибудь запаять без паяльника, так как тиноль содержит и протраву, и плавни, и олово. Мало того, спайка тинолем очень прочна из-за присутствующего в небольших количествах цинка. А сплавы олова с примесью цинка, как известно, довольно тверды. Приготовить тиноль вовсе не сложно, только надо работать аккуратно и тщательно соблюдать технологию. И еще: дозировку соблюдайте точно. Приготовьте в небольшом стакане 74 следующих веществ: KG, BaCb, KCIO.i, C2H4CI21 C<>HeCltf? 2. В одинаковых по объему сосудах при одинаковых условиях находятся следующие газы: водород, ацетилен, пропан, аммиак и этан. Расположите сосуды с веществами в ряд по возрастанию содержания атомов водорода в сосуде (считать газы идеальными). 3. Напишите формулу углеводорода, содержащего 50 % водорода и 50 % углерода (по массе). 4. К некоторому веществу постепенно приливают 10 %-ный водный раствор NaOH. По мере добавления щелочи рН раствора уменьшается, то есть раствор становится более кислым. Что это за вещество? (Решения — на стр. 79] или колбочке раствор соляной кислоты, прилив 32 мл концентрированной HCl (q=1,19 г/см') к 12 мл воды. В полученный раствор внесите 8,1 г металлического цинка (можно взять даже цинк из батареек, предварительно хорошо вымыв его и сплавив на пламени газовой горелки). Когда он полностью растворится, добавьте еще 7,8 г олова. Реакция 2H++Zn(Sn)=H2+Zn2+(Sn2+) к концу пойдет совсем медленно, а из раствора частично выделится осадок. Терпеливо дождитесь окончания реакции, когда пузырьки водорода перестанут выделяться, и осторожно упарьте раствор солей на водяной бане до состояния густой полужидкой пасты (упаривать на открытом огне нельзя ни в коем случае!). Остывшую массу перенесите или в фарфоровую ступку средних разме- Клуб Юный жимми
ров, или в обыкновенную фарфоровую суповую тарелку. Добавьте сюда же 7,5 г нашатыря (хлорида аммония), 9,4 г растертой в тончайший порошок канифоли, 29,6 г цинковой пыли, 14,8 г опилок металлического олова, 7,4 г свинцовых опилок и 10 мл безводного (либо 12 мл водного аптечного раствора) глицерина. Смесь тщательно разотрите пестиком или ложкой из нержавейки, если это приходится делать на тарелке. Готовый тиноль в виде однородной полужидкой кашицы перенесите в стеклянную баночку из-под майонеза и закройте полиэтиленовой крышкой. Пайка тинолем производится так. Место, которое вы будете паять, тщательно зачистите тонкой наждачной шкуркой, медные провода зачистите ножом и скрутите. Место спая равномерно намажьте тинолем и нагревайте до тех пор, пока через черную вспенившуюся и обуглившуюся корочку нагара не блеснет серебристый расплавленный металл (точнее, сплав металлов: олова, свинца, цинка). Нагревать можно обыкновенной свечой, спиртовкой. Если площадь поперечного сечения нагреваемых проводов меньше 4 мм2 (то есть диаметром менее 2,3 мм), то достаточно одной — трех спичек или лучинки. Остывший спай обрабатывают наждачной шкуркой, чтобы удалить нагар и лишний припой. Имейте в виду: этим тинолем нельзя паять посуду и предметы, предназначенные для пищевых продуктов, так как он содержит довольно много свинца. Но это затруднение можно устранить, исключив из состава свинец. Не рекомендуется также применять такой тиноль для радиомонтажа: даже следы солей олова, свинца, цинка, аммония неизбежно вызовут коррозию и, естественно, снизят надежность контактов. Поэтому для радиомонтажа надо готовить специальный тиноль по несколько измененной технологии. Смешайте 7,4 г тончайшего порошка канифоли, 38 г цинковой пыли, 14,8 г оловянных и 7,4 г свинцовых опилок с 14 мл безводного A6 мл водного) глицерина. Все дальнейшие манипуляции проделайте, как и раньше. Еще одна деталь. Нужные для приготовления тиноля металлические опилки проще и удобнее всего получить с помощью напильника. Чем тоньше будет у него насечка, тем лучше. Л. И. ЛЫГИНА, И. А. ПАРАВЯИ BHkiOPMHA Вы, конечно, много раз видели проросшие во время зимовки картофелины. На фотографии — еще один экземпляр, извлеченный по весне из сырого и теплого погреба. Длина побега превышает два метра, вес его в несколько раз больше веса самой картофелины. Причем объем и вес ее за время зимовки уменьшился незначительно. Откуда же возникла биомасса побега? Из ничего? Н. КОСТЫРЯ КлуС Юным мимик 75
JIml £ РЕАКТИВЫ Неорганические кислоты относятся к числу самых распространенных реактивов в любой лаборатории, в том числе и в домашней. О получении серной кислоты еще одним способом — пропусканием сернистого газа через раствор перекиси водорода — написали сразу несколько юных химиков: Андрей НОВИЦКИЙ (школа № 6, Киев), Егор СОКОЛОВ (школа № 363, Ленинград) и В. ВОРОБЬЕВ из Архангельска. Чем выше концентрация перекиси, тем более крепкой получается серная кислота. Интересно, что эту реакцию изучал французский химик Л. Ж. Тенар еще в 1818 г., когда им же впервые была получена чистая перекигь водорода. В 1901 г. немецкий химик А. Набл установил, что реакция протекает по крайней мере в две стадии с промежуточным образованием малоустойчивой дитионовой кислоты: S02+H2Cr^H2SO;*;2H2SO.,+H202==H2S20,,+ +2Н20; H2S206+H202=2H2S04. Еще через несколько лет было обнаружено, что в ходе реакции выделяется озон, о чем свидетельствуют характерный запах и посинение иод-крахмальной бумажки, так что истинный механизм этой реакции, очевидно, еще сложнее. Соляную кислоту обычно получают нагреванием смеси поваренной соли и концентрированной серной кислоты. Алексей Начало см. в предыдущем номере Журнала. СИДОРЧУК (школа № 5, пос. Кольцове*, Свердловской обл.) считает, что если не требуется очень чистая кислота, то можно поступить проще: залить кусочки хлористого кальция разбавленной серной кислотой. Из-за плохой растворимости сульфата кальция @,2 % при 20 °С) равновесие H2S04+CaCl2=CaS04+2HCI будет в значительной степени смещено вправо. Сульфат кальция, который получается в этой или других реакциях, обычно выбрасывают. И в самом деле, на что он годен? А вот О. БУЯНОВ (с. Павловская Слобода Истринского района Московской обл.) сумел перевести CaS04 в раствор — подействовал на него аммиаком и углекислым газом в водной среде. Отфильтровав белый осадок и выпарив раствор, он получил кристаллический сульфат аммония. Эта реакция тоже описана в литературе: ее изучал в 1930 г. немецкий химик Б. Везер, который пропускал через водную суспензию гипса NH.* и СОг. Реакция идет в соответствии с уравнением CaS04 + 2NHt + СО2 + HjO = СаСО* + + (NH4)L>S04. Из CaCO.j легко получить различные растворимые соединения кальция. Известно, что НВг и HI нельзя приготовить, используя концентрированную серную кислоту, так как она окисляет эти вещества. Денис НОВИКОВ (школа № 212, Ленинград) предлагает вместо серной взять в избытке концентрированную фосфорную кислоту, простой способ получения которой был описан в «Химии и жизни» A982, № 5). Из 22 г КВг и 9 мл Н3Р04 он получил 50 мл 10 %-ной бромоводородной кислоты. Аналогично из нитрата калия можно получить азотную кислоту. Эти способы возможны потому, что фосфорная кислота и ее соли нелетучи. Несколько слов о получении металлов. Почти все юные химики знают, что стаканчики гальванических элементов сделаны из цинка, но далеко не все догадываются, какие количества цинка можно извлечь из отработавших свое элементов, если тщательно вымыть цинк и расплавить его в металлической посуде (т. пл. 420 ПС). Сергей КУЗНЕЦОВ (школа № 1, с. Красный Яр Кокчетавской обл.) из старых батарей, оставленных геологами, выплавил несколько килограммов цинка и снабдил им свою школу. (Если нет мощного источника тепла, цинк лучше плавить небольшими порциями и выливать в формочки.) А из старых железоникелевых аккумуляторов Сергей получил соединения никеля. Для этого он растворил в серной кислоте (взятой тоже из аккумулятора, но уже кислотного) одну из пластин, содержащую соединения никеля, отфильтровал раствор и, выпарив его, получил зеленую соль — NiS04« 7Hi>0. (Если упаривать раствор, нагретый до температуры выше 32 , то в кристаллогидрате будет 6 молекул воды.) 76 Клуб Юиым химик
Бывший юный химик, а теперь инженер- электрик из Красноярска В. Б. Федотов указывает, что аноды щелочных аккумуляторов марки ЖН-22, ТЖН-250 и др. содержат гидроксиды никеля и 20 % графита, а катоды аккумуляторов типа КН и НКН содержат также и кадмий. Сульфат кобальта, соседа никеля по периодической таблице, получили Р. ФЕДОРОВ и В. ПЕТРОВ (школа № 1, г. Осташков Калининской обл.). Исходным веществом служила краска «кобальт фиолетовый» на казеиново-масляной основе. Эту краску юные химики поместили в 20 %-ную серную кислоту и, перемешивая, подогрели раствор. При этом он окрасился в розовый цвет, характерный для гидратирован- ных ионов Со +. Через 12 часов, когда отделился творожистый нерастворимый осадок (органическая основа краски), раствор слили и оставили испаряться. Через несколько дней выпали кристаллы C0SO4X Х7Н20 (как и сульфат никеля, это вещество также легко теряет воду — одну молекулу при 41° и шесть молекул при 71 ). Юный химик из Молдавии Игорь ХОЛОДОВ, ставший теперь студентом химического факультета МГУ, делится со школьниками своим опытом по получению соединений сурьмы из намазки спичечных коробков. В состав намазки входит около 40 % сульфида сурьмы Sb2S.j. Содранную с нескольких десятков коробков (вместе с бумагой) намазку Игорь прокипятил в колбе в течение часа с 25 %-ной соляной кислотой. Так как при этом выделяется ядовитый газ — сероводород, этот опыт можно проводить только под тягой*. Полученный отфильтрованный раствор содержит SbCI*, соли цинка, кальция, а также железа или свинца. При разбавлении холодной водой в результате гидролиза образуется осадок оксихлорида сурьмы SbOCI, который надо отфильтровать, снова растворить в кислоте и получить таким образом чистый препарат сурьмы. * Вообще юные химики часто недооценивают ядовитость сероводорода, наивно полагая, что неприятности при работе с ним могут быть связаны только с отвратительным запахом и соответственно с неудовольствием окружающих. В действительности этот газ очень коварен. Вот что написано о нем в «Курсе общей химии» Б. В. Некрасова: «Уже 1 ч. R,S на 100 000 ч. воздуха легко обнаруживается по его характерному запаху (тухлых яиц). Сероводород весьма ядовит: 1 ч. его на 2000 ч. воздуха вызывает острое отравление, первым симптомом которого является потеря обоняния. В дальнейшем наступают головная боль, головокружение и тошнота. Противоядием служит прежде всего чистый воздух... При вдыхании сероводорода в значительных концентрациях может мгновенно наступить обморочное состояние и даже смерть от паралича дыхания (если пострадавший не был своевременно удален из отравленной атмосферы). В случае меньших концентраций внезапные обмороки часто наступают лишь через некоторое время после отравления...» В заключение этого раздела — предложение Алексея ОНИЩЕНКО из Волгограда. Он пишет о получении марганца из его диоксида, который содержится в сухих элементах. Метод восстановления оксидов с помощью алюминия или магния хорошо известен, но реакция обычно идет слишком бурно. Алексей в качестве восстановителя взял серу (в количестве 160 г на 16 г Мп02), тщательно перемешал смесь, подогрел в течение минуты в фарфоровой чашке и поджег спичкой. Реакция прошла быстро, марганец получился в виде светлого порошка, а не слитка, так как температура была значительно ниже температуры его плавления A245 С). И все же, проводя эту реакцию, надо принять меры безопасности: все операции проводить под тягой, подложить снизу железный лист или ящик с песком, защитить глаза темными очками и обеспечить проветривание помещения, так как в ходе реакции выделяется сернистый газ с резким запахом. Продолжение обзора (см. следующий номер) будет посвящено опытам в домашней лаборатории. И. ИЛЬИН клуб Юный химик 77
ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ Предлагаю юным химикам на занятиях химкружка получить отличный растворитель жиров, иода, фосфора, каучука и многих органических соединений — хлороформ. Для этого понадобятся вполне доступные реактивы: ацетон и хлорная известь. Они дешево стоят и продаются в магазинах. Для начала соберите несложный прибор (см. рис.). Подключите холодильник Либиха к холодной проточной воде, подготовьте водяную баню с горячей водой для нагревания реакционной смеси, в приемник налейте немного воды. Когда все будет готово, можно приступить к опыту. В большую колбу засыпьте 50 г хлорной извести, которую предварительно хорошо перемешайте со 100 мл воды, чтобы не остались комки. К этой кашице из капельной воронки постепенно прилейте 20 мл смеси равных объемов воды и ацетона, при этом осторожно нагревайте реакционную смесь горячей водой. Если содержимое колбы будет сильно пениться, ее надо охладить. (Нельзя нагревать реакционную смесь на открытом огне: пары ацетона горючи!) В результате ре- 2СС1аСОСН3 + Са(ОН), -*• 2СНС13 + -\~ (СНзСОО)гСа по мере добавления ацетона образуется хлороформ. Его пары конденсируются в холодильнике вместе с водой B,6 %) и стекают в приемник. В приемнике получатся два слоя: верхний — вода, нижний, более тяжелый — хлороформ. Иногда хлороформ будет получаться желтоватого цвета. Этого можно избежать, если обернуть все резиновые пробки полиэтиленовой пленкой. Под действием паров хлороформа резина набухает, частично растворяется и загрязняет растворитель. И еще одно очень важное условие: опыты следует проводить под тягой. О. ГНЕДЕНКО акций 2СН*СОСН* + -* 2ССЬСОСН* + ВИКТОРИНА ЗСа(ОС1), ЗСа(ОНJ А/ ^адЗй 1 &мЛс<г Ответ на вопрос, напечатанный в № 3 Если внести таблетку гидроперита в тиосульфат натрия, то через некоторое время начнется быстрая реакция, сопровождающаяся разогревом смеси и выделением газообразных продуктов со слабым запахом сероводорода. Меня заинтересовал механизм этой реакции, и вот почему. Во-первых, смущал сероводород. Как он мог образоваться в смеси с окислителем — H_)Oi'. Во-вторых, об этой реакции нигде не написано. Я решил исследовать реакцию самостоятельно. В присутствии сильных окислителей тиосульфат натрия окисляется до сульфата и серной кислоты. Я провел реакцию тиосульфата с перекисью водорода в растворе и проверил кислотность среды. Индикатор показал щелочную среду. Парадоксальный результат для раствора серной кислоты, но ему все же есть объяснение. Перекись водорода в растворах малой концентрации выступает как слабый окислитель и подобно иоду окисляет тиосульфат до тетратионата: 2Na>S>0<+H>0>= = Na,S,6,,-r-2NaOH. Когда мы вносим таблетку гидроперита в порошок тиосульфата натрия, перекись водорода действует иначе, выступает в роли сильного окислителя. Следовало бы предположить, что уж в этом случае реакция среды будет кис- 78 Клуб Юмый кммик
лой, но к своему крайнему удивлению я обнаружил, что она нейтральная. Этому факту я долго не мог найти объяснение. Потом предположил, что в реакции каким-то образом принимает участие мочевина, входящая в состав гидроперита. Например, так. Атом азота в аминогруппе имеет неподеленную пару электронов (подобно аммиаку), а значит, может присоединить протон, образуя с кислотами соли. Таким образом мочевина связывает серную кислоту, образующуюся в результате реакции 4Н2О2 + + Na9S203 = Na2SO., + +H2s64+3H20. Теперь надо объяснить, почему процесс протекает лавинообразно и выделяются газы с примесью HqS. Сначала я. предположил, что процесс автокаталитический, то есть катализатором служит один из продуктов реакции. Но, рассмотрев описанную в учебнике реакцию тиосульфата с хлором, которая протекает довольно спокойно, я пришел к выводу, что дело здесь не в автокатализе. Причина в другом: быстро выделяющееся тепло реакции расплавляет смесь, она вскипает и частично разлагается с образованием небольших количеств H2S, который не успевает окисляться. Как показал анализ выделяющихся газов, ничего, кроме водяных паров с примесью сероводорода, здесь не образуется. А. КАЛЮЖНЫЙ, Черкесск От редвкции. А. Калюжный не только провел интересный опыт, что делают многие юные химики, но попытался объяснить все наблюдаемые явления. И надо сказать, что это ему в общем удалось. Реакцию тиосульфата с гидроперитом изучали чуть ли не 200 лет назад. Впоследствии, уже в нашем столетии, было установлено, что при кипячении раствора тиосульфата, действительно, выделяется сероводород и образуется сульфат. А разогрев, очевидно, вызывает реакция окисления тиосульфата перекисью. А. Калюжный сделал совершенно правильный вывод о двух возможных путях окисления и, более того, привел правильные уравнения обеих реакций. В нейтральной среде по пути образования тетратио- ната реакция идет на 75 %, а по пути образования сульфата — на 25 %. Изменяя условия реакции, можно направить ее в ту или иную сторону. Мочевина дает в воде нейтральную реакцию, но способна связывать кислоты, при этом образуются соли мочевины (аналогичными свойствами обладают амины). Вероятно, эта способность мочевины и приводит к росту рН среды. (См. стр. 74) 1. Одна молекула KCI содержит один атом хлора. Молекула хлора двухатомна. Следовательно, из одного моля KCI получится 0,5 моль С1г, или 22,4:2=11,2 л; из одного моля ВаСЬ — 22,4 л хлора; из одного моля КСЮз — 11,2 л; из моля C2H4CI2 — 22,4 л; из моля СбНбС1о — 67,2 л хлора. 2. В соответствии с законом Авогадро в равных объемах любых идеальных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул. Поэтому вещества следует расположить в ряд в соответствии с количеством атомов водорода в молекуле, что сделать несложно: водород = ацетилен <С аммиак <С этан <С пропан. 3. Наиболее богатый водородом углеводород — метан. Но даже он содержит всего лишь 25 % водорода по массе. Только при замене водорода на тритий (его наиболее тяжелый изотоп) получим требуемую формулу — СТ4. 4. В ответ на вопрос этой задачи можно назвать целый класс химических веществ — ангидриды и галогенангид- риды кислот. Возьмем для примера SO3. Говорить о величине рН в чистом оксиде бессмысленно, поскольку нет ионов водорода. При добавлении к БОз водного раствора щелочи часть SO { нейтрализуется с образованием NaHSOi, а большая его часть прореагирует с водой, содержащейся в растворе щелочи, и образует сильную кислоту — H2SO4. Поэтому, пока существует не- прореагировавший БОз, добавление каждой новой порции раствора щелочи будет уменьшать величину рН, то есть раствор будет становиться все более кислым. Как только вещество полностью провзаимодействует, дальнейшее добавление щелочи приведет к увеличению рН, поскольку щелочь начнет нейтрализовать кислоту. Разумеется, такой эксперимент не стоит проводить дома — он опасен, поскольку серный ангидрид энергично взаимодействует с водным раствором щелочи. С. ДОРОЖКИН, И. СИРОТА Клуб Юный химик 79
Вопрос об относительном расположении атомов в пространстве мог быть поставлен не ранее, чем появилось понятие атома. Придумали его в древности, но современная атомистика ведет свое летоисчисление от Дж. Дальтона, поскольку именно его работы, выполненные на рубеже XVIII и XIX веков, перевели представления об атоме из разряда натурфилософских гипотез в ранг научной теории, базирующейся на эксперименте. Рисунки Дальтона (рис. I) хорошо известны; гораздо менее известно, что они представляют собой проекции объемных конструкций, которые Дальтон использовал на лекциях. Ныне эти первые молекулярные модели (рис. 2) экспонируются в лондонском Музее науки. Шарики диаметром около 2,5 см были деревянными, имели по 12 или по И равноотстоящих лунок и скреплялись плотно входящими в эти лунки металлическими штырями. Ф а & У. Волластон, один из первых последовательных сторонников атомистической теории, использовал похожие модели для того, чтобы показать, как из сферических или ды- необразных атомов можно образовать формы, родственные кристаллографическим. Рисунки, опубликованные им в 1808 году в «Philosophical Transactions», удивительно напоминают современные, иллюстрирующие принцип плотной упаковки молекулярных кристаллов. Понятно, что эти фигуры носили условный характер, поскольку до начала нынешнего века методов непосредственного исследования молекулярной структуры не существовало вовсе. Это, однако, не помешало выпуску молекулярных моделей в продажу уже в 1855 году (дата по сохранившемуся катало- 80
гу; вполне возможно, что и раньше). Однако то были совсем не те конструкции, что выпускаются сегодня. Более всего они напоминали игру «Эрудит» с деревянными квадратиками. Считалось, что построение формул из этих квадратиков позволяет студентам легче усваивать органическую химию. Использование подобных пособий иногда давало побочный эффект, о котором вспоминал известный химик-органик К. Шорлем- мер: «Когда тупицу просили объяснить атомную теорию, тот отвечал: «Атомы — это квадратные плашки из дерева, придуманные д-ром Дальтоном». Пожалуй, не большее отношение к реальности имели первоначальные «роликовые» модели, которые А. Кекуле начал использовать в учебных целях с 1857 г. Рисунки, встречающиеся в его работах (рис. 3), представляют собой, как и у Дальтона, tveXiuAjefuifurf &аСС0 frc-iex. проекции деревянных моделей, в которых ролики, отвечающие разным элементам, имели разные цвета и соединялись вертикальными латунными стержнями. Следующим после возникновения атомистики шагом на пути к познанию пространственного строения молекул стала бутлеров- ская теория строения органических соединений, сформировавшаяся в конце 50-х — начале 60-х годов XIX века. Ее распространение породило все возрастающее число наглядных конструкций, призванных иллюстрировать порядок соединения атомов. В 1865 г. А. В. Гофман произнес в лондонском Королевском обществе речь «О соединяющей силе атомов», иллюстрируя химические превращения моделями, изображенными на рис. 4 слева. Роль атомов играли крокетные шарики, а соединяющей силы — спицы. Путь от изобретения до внедрения в данном случае оказался недолог. Уже весной 1867 г. журнал «The Laboratory» объявил, что м-р Блэйкмэн с Грейз-Инн-Роуд изготовляет на продажу ящики с так называемыми глиптическими моделями: в каждом по 70 ярко окрашенных и посеребренных шариков, для соединения которых приданы латунные стержни, прямые и изогнутые, плюс несколько гибки х, из индийской резины («для иллюстрации эластичных связей по д-ру Франклен- ду»). Глиптические модели представляли молекулы плоскими (рис. 4, справа). Довольно забавны были «механические представления графических изображений Крум — Брауна», изобретенные Дж. Дьюа- ром в том же 1867 г. Они представляли собой набор тонких полос, соединенных гайками так, чтобы позволить свободное движение одной полоски над другой. Под центральной гайкой помещался латунный диск, «чтобы сделать эту комбинацию выглядящей похожей на атом» (рис. 5). Нам эта конструкция более напоминает, конечно, настенную лампу на кронштейне. В то же самое время Кекуле, отказавшись от своих «роликовых» моделей, сделал шаг в направлении, указанном Гофманом. Глиптическим моделям была придана трехмерность, причем атом углерода имел тетраэдрическую конфигурацию. Кекуле использовал эти модели на лекциях, впрочем, вовсе не придавая их пространственному строению реального физического смысла, рассматривая их только как весьма условную иллюстрацию. Благодаря авторитету Кекуле они стали распространяться. Историк химии О. Б. Рам- зай высказал предположение, что именно ученик Кекуле студент В. Кернер, переехав в Палермо, привез с собой подобные конст- г 81
рукции (или их идею), которыми стали пользоваться в местном университете Ст. Каниц- царо и Э. Патерно. В 1869 г. вышла статья Патерно, содержавшая рисунки моделей (рис. 6). То, что рисунки сделаны с натуры, несомненно, поскольку видны скрепы, соединяющие «валентности». Это уже настоящие шаростержневые модели, причем использовавшиеся для объяснения пространственного строения молекул (за пять лет до создания стереохимии, но, к сожалению, не слишком удачно). Год рождения стереохимии — 1874, когда появились работы Я. Г. Вант-Гоффа и Ж.-А. Ле-Беля, связавших необъяснимую в рамках прежних представлений оптическую изомерию с расположением атомов в пространстве. Наиболее важным для химии оказалось представление об углеродном тетраэдре как объектив .о существующем объекте. В своих публикациях, начиная с самой первой, Вант-Гофф приводит проекционные рисунки тетраэдров (рис. 7), причем в третьем издании знаменитой книги «Расположение атомов в пространстве» содержится описание, не оставляющее сомнений в том. что автор оперировал настоящими пирамидками: «Мы можем воспользоваться склеенными из картона тетраэдрами, у которых различные радикалы будут обозначаться разноцветными бумажными колпачками, наклеиваемыми на гранные углы». Склеенные руками Вант-Гоффа пирамидки бережно сохраняются в Государственном музее естествознания в Лейдене (рис. 8). Они оригинальны, однако как будто менее наглядны, чем модели типа кекулевских, которые, кстати, могли попасться на глаза юному Вант-Гоффу во время его стажировки у Кекуле в Бонне. Вероятно, появление картонных пирамидок связано главным образом с тем, что у начинающего преподавателя ветеринарного училища в Утрехте не было ни мастерских, ни помощников, а моделей требовалось много и манипуляции с ними должны были не требовать особых усилий. Вот и пришлось клеить картонные пирамидки. В g F я |^ л 9 а 6 с sj\ Г\\. И пошли эти картонки (в виде проекций) гулять по статьям, порождая иллюстрации, которые нам сейчас трудно понять. Подобные рисунки содержатся, например, в знаменитой статье Г. Заксе о неплоском циклогексане (рис. 9, вверху — «кресло», внизу — «ванна»). В 1885 г. боннская фирма «Герхардт» выпустила в продажу те- ^ траэдры (уже не картонные) со стержень- $ ками. Впрочем, та же фирма торговала и шаростержневыми «моделями Кекуле —- Байера». Последними широко пользовался i автор гипотезы «динамической изомерии», один из основателей ко нформацио иного ана- лиза К. Бишоф. Свидетельство тому фотография группы химиков во дворе Рижского политехнического института 1898 г., на которой импозантный Бишоф якобы составляет нечто из лежащих перед ним на сто- | ле моделей (рис. 10). Ь Постепенно пирамидки были вытеснены I моделями типа шаростержневых. Именно noil следними, вовсе не похожими на те, что I применял Заксе, пользовался в 1915 г. Э. Мор, Т на основе новых экспериментальных дан- J ных возродивший гипотезу Заксе о не плоском _J строении насыщенных углеродных циклов 82
(рис. 11). В 1920 г. У. Л. Брэгг ввел понятие атомных радиусов, а в 1932 М. Мага высказал мысль о том, что модели следует конструировать с учетом объема атомов. Вскоре Г. Стюартом были предложены такие «заполняющие пространство» модели, позже усовершенствованные Г. Бриг- лебом (рис. 12). Ныне используются самые разнообразные варианты молекулярных моделей, причем мы менению систем с дисплеями, способных как угодно изменять и «поворачивать» на экране объемное изображение молекулы. При необходимости графопостроитель рисует избранную картинку на бумаге, и сегодня объемные иллюстрации к научным статьям все чаще представляют собой не изображения материальных моделей, а плоды деятельности вычислительных машин (рис. 13). Поэтому не исключено,, что в недовольно ясно представляем, в каких отношениях они состоят с физической реальностью. Возможно, что модели будут нести свою службу еще долго. Однако гарантировать это трудно. Вторжение в химию ЭВМ привело к все расширяющемуся при- 13 12 далеком будущем химики вообще разучатся «ваять» фигуры молекул из картона, пластилина и прочих подручных материалов. С. ШЕВЧЕНКО На стр. SO бронзовый леи работы литовского скульптора Теодораса Валайтиси 83
1. ДВА ПИСЬМА Милостивые государи, тревога и удивление, терзающие меня продолжительное время, заставляют обратиться к вам с этим письмом. Сперва о претензиях не могло быть и речи. Тыква замечально превратилась в позолоченную карету, узники мышеловки — в шестерку лихих лошадей, крыса — в усатого кучера, а ящерицы — в ливрейных лакеев, столь браво вскочивших на задок кареты, словно всю жизнь только тем и занимались. Наивысшей похвалы заслуживает метаморфоза, происшедшая с моим затрапезным платьицем. Оно расцвело и распустилось, как почка майского каштана, украсившись золотой и серебряной отделкой. На бал я прибыла во благовремении, меня тотчас заметили, принц весь вечер не отходил от меня, приглашал танцевать и настойчиво расспрашивал, кто я и откуда. Естественно, я избегала прямых ответов, и в результате принц безнадежно в меня влюбился, а гости наперебой твердили: «Загадочная принцесса...» В полночь, не успели часы пробить двенадцать раз, я бросилась прочь из дворца. Один из хрустальных башмачков был ловко потерян на лестничном марше. А уже после того как вся подаренная вами роскошь снова превратилась в мышей, ящериц, тыкву и залатанное платье, до меня дошли слухи, что принц нашел мой башмачок. Казалось бы, жаловаться не на что. Однако дальнейшие обстоятельства — или, точнее, их отсутствие — вынудили меня взяться за перо. Миновал год, а от принца между тем нет никаких известий. В чем дело? Крайне удивлена — (подпись неразборчива) Милостивая государыня, уполномочен выразить сочувствие по поводу причиненных Вам хлопот. Лично от себя хотел бы добавить, что полностью разделяю Ваши чувства и полагаю, что Вы вправе требовать награды за услуги, предусмотренные договором № 718 от 7.03 прошлого года, согласно которому Вы приняли участие в испытаниях опытных образцов иксигрекаппаратуры. Кстати, сообщаю, что предварительная обкатка метатрансувеличенных грызунов и пресмыкающихся, а также бахчевой культуры «тыква» оценена специалистами положительно. Теперь о вознаграждении. По окончании упомянутых испытаний мы готовы были приступить к экспериментальной операции под кодовым названием «Осчастлив- ливание», в результате которой принц, отдав приказ примерять хрустальный башмачок всем девушкам королевства, должен был разыскать Вас и заключить с Вами законный брак, что и составляло вознаграждение за участие в эксперименте. Однако выполнить данный пункт договора не представилось возможным. Вас предупреждали, что метатрансувеличение одновременно шести мышей и такого же числа ящериц чревато непредсказуемыми последствиями. Однако Вам было угодно поставить нас перед выбором: либо шестерка лошадей и столько же лакеев, либо Вы отказываетесь участвовать в нашей работе. Между тем Вы вполне могли бы ограничиться двойкой метатрансувеличенных лошадей, как Вам и было предложено. А шестеро лакеев — зачем столько? Рессоры едва выдержали. К сожалению, Ваша алчность перевесила разумные аргументы, и мы вынуждены были согласиться на Ваши кабальные условия. Итог печален: не выдержав перегрузки, сгорела обмотка трансформатора, что привело к замыканию в центральном энергореле. И, как мы предупреждали, в тот же миг произошло обратное превращение: лакеи стали ящерицами, карета — тыквой, кучер — крысой и проч., о чем Вы уведомляете нас в письме. Но это не все. Нам не удалось довести до конца даже первый этап «Осчастливли- вания», поскольку необратимые последствия упомянутого замыкания стали причиной того, что заклинило двигатели семимильных сапог. Поэтому солдаты, которым выдали спецобувь, не смогли облететь королевство для принудительной примерки хрустального башмачка всем девушкам. Вследствие вышеизложенного принцу не удалось отыскать Вас. С горя он женился на какой-то кухарке-сироте (ее зовут Золушкой) и, по нашим сведениям, уже оправился от душевного потрясения. С искренним соболезнованием и надеждой на более близкое знакомство — С. БОРОДА,^ст. научный сотрудник 85
2. СЕГОДНЯ УТРОМ, СТО ЛЕТ НАЗАД В одной руке ангел держал реторту, в другой — лягушку. Он парил над столом, заваленным книгами и склянками. «Неужели философский камень жидкий?» — зачарованно спросил я. «В этом весь смысл! — ответствовал ангел-ал химик, сливая содержимое реторты в чашу.— Теперь три капли лягушачьей крови... Бери же!» Я потянулся за желанной чашей, но что-то сотрясло вселенную, чаша исчезла и в глаза ударил свет: я проснулся. — А? Что? — хватаясь за шпагу, выпрыгнул я из постели. Господи, да зачем же в такую рань? И снилось-то как раз... Вновь грянул залп. Я в бешенстве распахнул окно.— Прекратить, канальи! По вытоптанной траве парка я в беспокойстве ковылял к конюшням и слушал сбивчивый доклад идущих рядом мерзавцев. Оказывается, одна из лошадей очнулась! Одна из тех лошадей. Вот и началось. Ежеминутно ко мне подбегали с докладами, из коих явствовало... из коих... Голова моя закружилась, меня вели под руки, и слезы тревожного счастья застилали передо мною мир. — Ваше высочество! Фрейлины проснулись! Ваше высочество, пажи продрали глаза! Ваше высочество, камеристки!... лакеи!., повара!.. — А как же она? — перебиваю.— Есть признаки? Признаков нет. Мы огибаем южное крыло дворца. Под мертвыми яблонями — клетка с оборванцами. Они возбужденно перехватывают грязными руками прутья — почуяли, догадались... — Радуйтесь, принцы! — кричу я.— Пробил час пробуждения! Сегодня поднимется та, к которой шел каждый из вас! Ее разбужу я! По предсказанию — поцелуем! Приглашаю на нашу свадьбу! Вас пронесут в клетке вокруг стола! Не отшатнулся, даже не пошевелился только этот, белокурый. Его перехватили вчера, когда он выходил из волшебного леса. Этот человек был первым, перед кем лес расступился. ...Прежде чем войти в ее спальню, я приказываю освободить из-под стражи звездочетов, программистов, электронщиков и алхимиков. Им повезло. Не начнись пробуждение, я бы подверг господ шарлатанов пыткам. Подумать, ели, пили, обирали мою убогую казну: золото им, видите ли, для каких-то кон-ден-са-то-ров требовалось! Рубины отовсюду выковыривали: ла-зер, дескать, ла-зер... Приходилось терпеть. Принцесса проспала только сорок лет, когда мы продрались сюда сквозь этот кошмарный лес. Еще тридцать ушло на бесплодные попытки разбудить ее. Пушки постоянно перегреты. Но сколько ни палили мы в Морфея — это не действовало ни на принцессу, пи на похрапывавших — до сего дня — придворных. Фея, устроившая сие, не предусмотрела лишь одного: моей любви к заколдованной красавице. И сколь сомнительными ни казались посулы программистов и прочих чернокнижников ускорить ход времени во дворце, я разрешил этот научный грабеж казны, сопровождавшийся яростными склоками, то есть диспутами, после которых, истребовав вина старых запасов, хохочущие алхимики шли к кухаркам, а угрюмые радиоинженеры — к феям. Непостижимо, как эта опутанная интригами компания сумела построить свой Генератор и в течение суток прогнала во дворце тридцать лет. Как бы то ни было, но 40+30+30=100. Передо мной открывают скрипящую дверь — принцесса лежит на ложе, увитом гирляндами искусственных цветов. Я наклоняюсь к ее лицу и целую в щеку, целую с трепетом, несмотря на то, что делал это миллион раз. О, как я торопил пробуждение! Пушки грохотали, свирепые петухи орали на балконе, а внизу навзрыд орали серенады лучшие испанские кабальеро. Напрасно! Но сейчас, когда в этих стенах миновали положенные сто лет, когда поднялись все заколдованные вместе с ней,— вот сейчас... Я втягиваю живот и заставляю себя глядеть соколом. Сейчас она сладко потянется и откроет глаза. Ну же! Ни малейшего движения. — Вы действительно принц? — спросил я, как только его привели. — Действительно. 86
Делаю знак цирюльнику и, пока он возится с рукавом белокурого юноши, перед которым расступился лес, отворачиваюсь и молю бога, чтоб оправдалась моя последняя надежда. — Ваше высочество, голубая! — млеет цирюльник.— Прикажете остановить? — И немедленно! Я смотрю в глаза юного принца взглядом преданного друга. — Кровь вам еще понадобится, не так ли, сударь? Отныне вы свободны. То, что не удалось мне, удастся вам. Свадебный стол будет ждать вас у входа во дворец. Спешите же! Пообещав некой Куамелле, женщине с завидным слухом, десять серебряных, я поставил ее под дверь спальни. Стол уже был накрыт, оркестр рассажен, а самые расторопные стражники караулили парадный вход, чтобы молодой принц не слишком долго утомлял принцессу своим обществом. Стражники вздрагивают: мимо них проносится Куамелла. — Проснулась, проснулась,— кудахчет она на бегу.— От первого же поцелуя! Уже выходят из спальни! Ваше высочество, а как насчет десяти... Немедленно убрать. Бешено бьется сердце. Она спускается с ним по лестнице. Прекрасная. Прекрасная. Ослепительная. Но отчего мои подданные разбегаются? Им вослед, словно улюлюканье,— зв... зв... зв... Кто-то включил Генератор! Принцесса и принц исчезают в глубине дворца. Пока ученых допрашивают, хожу, ломая руки. Моя бедная ^возлюбленная, она та*м превращается в старуху. Впрочем, он тоже. Дьявольская машина работает на пределе: восемьдесят лет за полчаса. Страшная догадка заставляет меня окаменеть. Бежать-то следовало не от дворца, а во дворец! Время, ускоренное для нас, там тянулось обычно. Значит, они успели прожить целую жизнь, и она любила его, а за окнами — застывший мир, остановившееся солнце, под которым, как муха в янтаре,— я, старый безумец... Разорвать, разорвать густую смолу! Я бегу, спотыкаюсь, бегу, из ноздрей течет не по-стариковски горячая кровь; спотыкаюсь, скатываюсь по ступенькам и вновь бегу, не чувствуя боли, не обращая внимания на камердинерский вой. Зв... зв... зв...— все громче звучит надо мной монотонный приговор. Во дворце все обвито тяжелой от пыли, фантастической паутиной. Источенная шашелем мебель рассыпалась по ветхим коврам. Цепенея от страха, я шепчу имя Девы Марии, крадусь по зловонным коридорам, пока не оказываюсь в бывших своих апартаментах. Странно: если не считать пыли, здесь все почти так же, как было утром. Сегодня утром, сто лет назад. Если не считать и этого полуистлевшего листка в мраморной шкатулке. «Ваше высочество, все мои попытки проникнуть за пределы дворца или остановить Генератор были тщетны. Этот белокурый паук намертво опутал меня своей невидимой паутиной, и вся моя жизнь после пробуждения стала пыткой. Я узнала о Вас все; подумать только. Вы истратили всего себя, чтобы разрушить колдовство и добиться моей любви! И тут является самодовольный юнец, которому «предопределено» получить мою руку. Знайте же, ни секунды я не любила его. Все эти ужасные годы Вы один были моим Принцем. Недавно я закрыла глаза разбудившего меня. Но и теперь не выйду из дворца, как бы ни мечтала хоть тайком коснуться Вас. Любите юную принцессу; старушке же довольно и того, что видит Вас, устремившегося к главному входу. Как хорошо, что Вы не успеете! Прошайте. Быть может, мы встретимся где-нибудь там, где нет времени». Я долго брожу по дворцу, и ничто уже не тревожит меня. В небольшой гостиной, наполовину занятой Генератором, со скукой слежу за полетом ядра, выпущенного одной из моих пушек. Едва вращаясь, ядро ползет прямо сюда. Странно — ведь только сейчас, войдя в эту комнату, я подумал, что убью проклятую машину. Волокна воздуха окутывают темный шар, тянутся мантией; ядро страшно медленно и очень точно приближается к окну. Прекрасный выстрел. Всех наградить. 87
Бертольд Шварц числится изобретателем пороха не только в сочинениях литераторов, имеющих право на вымысел. С этим именем связана давняя историческая традиция. Согласно многочисленным источникам, Бертольд жил в Германии в XIV столетии. Чаще всего упоминают, что это был монах, увлекавшийся алхимией и черной магией (прилагательное «черный» — schwarz — постепенно превратилось в фамилию). Магия (а алхимию нередко к ней приравнивали) запрещена как папскими буллами, так и императорскими указами — Бертольд попадает в тюрьму. Продолжая там свои алхимические изыскания, он изобретает порох. Несмотря на противоречивость и даже фантастичность сведений (в некоторых источниках тайну изготовления пороха Бертоль- ду открывает не кто иной, как дьявол), до середины прошлого века историчность фигуры монаха не подвергалась сомнению. В Германии он считался чуть ли не национальным героем, о нем сочиняли монографии и Миф о черном Бертольде Общежитие студентов-химиков имени монаха Берт о льда Шварца. Неужели монаха? И. ИЛЬФ. Е. ПЕТРОВ. Двенадцать стульев Это имя привычно связывают с химией; в художественной литературе Бертольд Шварц всегда фигурировал в роли изобретателя пороха. Пушкин в своих «Сценах из рыцарских времен» неспроста назвал алхимика братом Бертольдом. В сохранившихся планах этой пьесы записано: «Бертольд в тюрьме занимается алхимией — он изобретает порох». А в написанном спустя сто лет романе Фейхтвангера «Семья Опперман» одна из героинь восклицает: «Не зовись дурацким именем Бертольд, как звали изобретателя пороха!»
диссертации, в 1853 г. во Фрейбурге был даже воздвигнут памятник «францисканскому монаху, доктору алхимии Бертольду Шварцу в память пятисотлетней годовщины его открытия», что окончательно канонизировало год и место изобретения. Вскоре после этого официального признания, однако, стали появляться данные, делающие приоритет знаменитого монаха, мягко говоря, сомнительным. Выяснилось, что порох был известен в Европе задолго до середины XIV века. Рецепт его приготовления содержится в алхимической «Книге огней» Марка Грека, датируемой рубежом ХШ и XIV веков. Аналогичный рецепт, правда, в зашифрованном виде можно найти в сочинениях англичанина Роджера Бэкона, относящихся к 1267 г. Оба варианта, по-видимому, почерпнуты из арабских рукописей, но само их существование опровергало версию о «брате Бертольде». Осада восставшими крестьянами замка под Линцем. Гравюра XVII е. Исторические свидетельства были настолько достоверны, что оспаривать их не пытался почти никто. Взамен этого было выдвинуто другое утверждение: Бертольд-де не выдумал порох, а лишь впервые применил его как заряд огнестрельного оружия, иными словами, изобрел такое оружие. Действительно, в рукописях Марка Грека или Роджера Бэкона не описано применение пороха. Но орудия-то были известны в Европе и до 1353 года. Знаменитая битва при Креси в 1346 г. между французами и англичанами была выиграна последними во многом благодаря стрельбе из чего-то подобного пушкам. Известны документы 30-х и даже 20-х годов XIV века с описанием и рисунками ружей... Версия об изобретении Бер- тольдом огнестрельного оружия также оказалась несостоятельной. Оставался последний вариант, к которому и прибегли его поклонники. Они объявили монаха автором неких существенных усовершенствований в технологии изготовления пороха и оружия, которые, мол, способствовали быстрому рас-
пространению последнего во второй половине XIV столетия. Поскольку конкретное содержание или хотя бы характер этих усовершенствований не указывался, опровергнуть подобное предположение было трудно, и в качестве такого вот рационализатора Бертольд продолжает фигурировать в большинстве справочников и энциклопедий вплоть до наших дней. Итак, Бертольд пороха не выдумал, а изобрел неизвестно что. Есть основания для кощунственного вопроса — а существовал ли он вообще? Средневековая литература о Бер- тольде обширна, но чрезвычайно противоречива. Только к XVI веку путаные сведения консолидируются и возникает отчетливый образ уроженца и жителя Фрейбурга Константина Анклицена, в монашестве францисканца Бертольда ДИварца. В более ранних источниках в качестве места рождения и деятельности изобретателя называются многие города: Кельн, Гослар, Майнц, Прага, Нюрнберг; иногда беднягу поселяют во Франции, Италии, Швейцарии... Время открытия растягивается на полтора столетия — от середины Х1И до конца XIV века. В некоторых документах изобретатель выступает как безымянный монах, то доминиканец, то августинец, то бернардинец. Для нас различия этих орденов несущественны, но в XVI веке спутать их было невозможно. Чем старше источник, тем скуднее и отрывочнее приводимые в нем сведения об изобретателе. Такая эволюция сведений о некой личности по мере приближения ко времени ее предполагаемой деятельности — вер- иый признак легендарности. Задача историка в таких случаях — выявить и проанализировать наиболее старый текст. Такой источниковедческий анализ был проведен несколько лет тому назад историком из ГДР В. Титтманом. Он окончательно решил вопрос об историчности загадочного монаха. Первое из обнаруженных упоминаний о Бертольде содержится в рукописи 1410 г., в одной из «Книг оружейных мастеров». Кому, как не оружейникам, знать об изобретателе пороха и орудий? Но эти книги — не руководства по изготовлению пушек и пистолетов. Оружейные мастера, как и мастера других средневековых цехов, тщательно хранили тайны своего мастерства, передавали их изустно и ни в коей мере не стремились делать их достоянием гласности. Книги предназначались не. для производителей, а для заказчиков и потребителей — рыцарей, воинов — ив соответствии с этим писались как развлекательные сочинения. Их авторами были, несмотря на название, не оружейные мастера, а профессиональные писцы, умеющие придать рассказу увлекательную форму, иллюстрировать его рисунками... Автор рукописи 1410 года рассказывает: мастер Бертольд занимался алхимией и пытался окрасить свинец в желтый цвет, чтобы получить золото. Для этого он сплавлял свинец с серой, селитрой и маслом в плотно закрытом сосуде. При нагреве сосуд лопнул и наружу выделились газы. Тогда Бертольд изготовил сосуд попрочнее и, поместив туда смесь, забил отверстие пробкой, а сверху для тяжести укрепил камень. Но при нагреве «газ нашел себе дорогу» — выбил деревянную пробку и отшвырнул камень. Камень попал в дверь комнаты и пробил ее. Тут Бертольд понял возможности военного использования происшедшего, стал ставить опыты, варьируя соотношение серы, селитры и угля (до сих пор об угле — ни слова!), и нашел, что чем плотнее закрыто отверстие, тем сильнее взрыв. Тогда он отлил пушку (уже не сосуд, а пушку), зарядил ее камнями... «Отсюда начинается история оружейных мастеров»,— заключает автор. Совершенно очевидно, что вся эта история — легенда. В ней Бертольд объявляется изобретателем не только пороха, но и огнестрельного оружия, причем оба эти открытия будто бы сделаны одновременно и случайно. Такое мифологическое описание начала какого-либо производства традиционно и типично. По-видимому, история и была написана как рассказ, не претендующий на историзм,— в ней нет никаких указаний на место и время действия, а герой обозначен лишь именем. Интересно, что в списке той же книги, выполненном тридцатью годами позднее, этот сюжет изложен в стихотворной форме. Он начинается словами: Был мастер из Греции родом И звался он черным Бертольдом. В этой первой фразе традиционно все: и сказочный зачин типа «жил-был», и греческое происхождение изобретателя — возможный отзвук имени Марка Грека. В этих наиболее старых источниках Бертольд не более чем фольклорный герой. Последующие переписчики в меру своей фантазии добавляли к рассказу все новые и новые подробности; каждый автор связывал изобретение с тем городом или страной, где, по его мнению, производство огнестрельного оружия достигло наибольшего совершенства, и зачислял изобретателя в тот монашеский орден, который считал наиболее почтенным. Постепенно легенда обрастала историческими и географическими деталями, пока, наконец, Бертольд Шварц не стал полноправным историческим лицом. В действительности же, как показывает анализ источников, он продукт литературного творчества. По удачному выражению английского историка химии Дж. Партингтона, Бертольд Шварц — совершенно легендарная личность, подобная Робину Гуду или, скорее (учитывая его монашеский сан), брату Туку — еще более легендарному сподвижнику Робина Гуда. Д. В. 90
Фантастика ^ ~cj Кроссворд Георгии НИКОЛАЕВ Их было двое: древнегреческий философ из 11 букв и современный писатель из 10 букв. Стояло время года из 5 букв. Наступил месяц из 3 букв. Древнегреческий философ из 11 букв лежал на плодородной почве из 8 букв и играл сам с собой в настольную игру из 5 букв. Современный писатель из 10 букв смотрел на него широко открытыми органами зрения из 5 букв, и нижняя часть его жевательного аппарата из 7 букв медленно отвисала. — Где я? — наконец произнес он с душераздирающей интонацией из 4 букв. — Не знаю,— сказал древнегреческий философ из 11 букв.— То ли в старинном городе Сумской области из 7 букв, то ли в государстве Центральной Америки из 8 букв. А что? Современный писатель из 10 букв тихо застонал. В нем появилось нехорошее чувство из 12 букв. Он огляделся. Невдалеке нес свои воды приток Тобола из 5 букв. На берегу, заросшем кустарником пустынь из 7 букв, виднелась пристройка к зданию, бывшая по счастливой случайности тоже из 7 букв. 91
С притока Тобола из 5 букв доносились выкрики из 2 букв. — Простите,— пересиливая нехорошее чувство из 12 букв, обратился современный писатель из 10 букв к древнегреческому философу из 1 I букв,— а что там на берегу? Древнегреческий философ из 11 букв оторвался от настольной игры из 5 букв и приподнял верхнюю часть тела из 6 букв. — Рабочий коллектив из 7 букв ловит на обед промысловую рыбу из 6 букв,— ответил он и печально улыбнулся.— Вы что, впервые попали в кроссворд? — В кроссворд? — Именно. В род задачи-головоломки из 9 букв. — Ааааа,— сказал современный писатель из 10 букв и уже новыми органами зрения из 5 букв посмотрел на окружающее. Поблизости стояло передвижное сельскохозяйственное орудие из 7 букв. На нем сидела, грустно сложив могучие крылья, хищная птица из 6 букв. От нее веяло унынием и запахом газа из 4 букв. Современный писатель из 10 букв поморщился. — А что это там, над нами? — спросил он, глядя в зенит. Древнегреческий философ из 11 букв задрал верхнюю часть тела из 6 букв и прищурился. — Сторона геометрической фигуры из 9 букв. — А где же то, что всегда сверху? Из 4 букв? — упавшим голосом спросил современный писатель из 10 букв. — Небо, что ли? — Да,— всхлипнул современный писатель из 10 букв.— Небо. — Не досталось на этот раз. Но ты не волнуйся, это не страшно, привыкнешь. Здесь, главное, с голоду не умереть. — Вы имеете в виду промысловую рыбу из 6 букв? Так ее наверняка съест рабочий коллектив из 7 букв. — Пожалуй,— сказал древнегреческий философ из 11 букв и нахмурился.— Но бывает и хуже. В прошлом кроссворде погиб один мой знакомый, итальянский поэт эпохи Возрождения из 7 букв. Там было много жертв, потому что составитель вставил в кроссворд инфекционную болезнь из 5 букв, а о лекарстве из 16 букв не позаботился... Да ты посмотри, кто к нам идет! — 92 внезапно воскликнул он и заерзал на плодородной почве из 8 букв. От притока Тобола из 5 букв танцующей походкой к ним подходила известная балерина из 9 букв. В руке она держала лабораторный сосуд из 7 букв. — Привет,— сказала она,— давно не виделись. — Привет,— ответил современный писатель из 10 букв. — Я вас что-то не знаю,— сказала она.— Вы новенький? — Это его первый кроссворд,— объяснил древнегреческий философ из 11 букв.— Дебют, так сказать. — Даже так? — оживилась известная балерина из 9 букв.— Ну и как ваши впечатления? Столько интересных людей, столько занятных вещей... Вот, например,— она помахала лабораторным сосудом из 7 букв.— Шла, шла, и нашла. Так вы довольны? — Да как сказать...— начал современный писатель из 10 букв. — Доволен он, доволен,— вмешался древнегреческий философ из 11 букв,— А о тебе, между прочим, спрашивал выдающийся химик из 8 букв... — Ах, этот,— сказала известная балерина из 9 букв.— Пусть не спрашивает, у меня с ним нет ни одной общей буквы. — Как угодно,— сказал древнегреческий философ из 11 букв и с кряхтением повернулся.— Вот невезение, все бока отлежал. — А вы встаньте,— предложил современный писатель из 10 букв.— Разомнитесь. — Не могу,— сказал древнегреческий философ из 11 букв.— Я по горизонтали. — Простите, не понял. — Я, говорю, что я — по горизонтали. И потому я лежу. А вы — по вертикали, вот вы и стоите. Понятно? — Бедняжка,— известная балерина из 9 букв погладила по голове современного писателя из 10 букв.— Ты совсем неопытный- Современный писатель из 10 букв смутился, хотел достойно ответить, но в это время от притока Тобола донесся грозный рев. — Опять оно здесь! — Известная балерина из 9 букв схватила современного писателя из 10 букв за руку.— Оно меня преследует! — Кто это оно? — дрожащим голосом произнес современный писатель из 10 букв.
— Хищное млекопитающее из 4 букв,— сказал древнегреческий философ из 11 букв.— Будем надеяться, что оно не голодное. — В позапрошлый раз мы тоже на это надеялись,— сказала известная балерина из 9 букв. — Но это преступление! — возмутился современный писатель из 10 букв.— Нельзя к безоружным людям запускать хищников. Я буду жаловаться! Кто этот кроссворд редактировал? — Не кричи,— буркнул древнегреческий философ из 11 букв,— а то оно услышит. Современный писатель из 10 букв всхлипнул. — Не надо,— прижимаясь к нему, сказала известная балерина из 9 букв,—^ давайте лучше, пока есть время, покатаемся на передвижном сельскохозяйственном орудии из 7 букв, а то я никогда на Н£М не каталась... — Я не хочу кататься на передвижном орудии! — захныкал современный писатель из 10 букв.— Я не хочу инфекционных болезней! Я не хочу хищных млекопитающих! Я не хочу так жить! Не хочуууу! Древнегреческий философ из 11 букв с грохотом отшвырнул в сторону настольную игру из 5 букв. — У тебя мания величия,— отчетливо произнес он. — Почему это? — опешил современный писатель из 10 букв. — Ты ведь не великий современный писатель из 10 букв? И даже не известный современный писатель из 10 букв? Если не ошибаюсь, ты просто современный писатель из 10 букв, не так ли? — Так... — Какого же черта ты хнычешь? Ты попал сюда случайно, может быть, ты никогда больше не попадешь в кроссворд, никогда, понял? Тебя же никто не знает, не так ли? — Так,— обрадовался современный писатель из 10 букв.— Сам удивляюсь, кдк это я сюда попал! — Видишь, как тебе повезло,— со злостью сказал древнегреческий философ из 11 букв-— Главное, в историю не попасть, памяти о себе не оставить. Иначе по кроссвордам затаскают. — Да что вы,— рассмеялся современный писатель из 10 букв,— Мне это не грозит. — Ну так как? — зашептала на ухо современному писателю из 10 букв известная балерина из 9 букв.— Может, все-таки прокатимся на сельскохозяйственном орудии из 7 букв? Вдвоем, а? — Конечно,— сказал он и взял ее под руку.— Нет проблем... — Ах,— сказала известная балерина из 9 букв и растворилась в воздухе. — Что это с ней? — изумился современный писатель из 10 букв.— Куда это она делась? — Отгадали,— сказал древнегреческий философ из 11 букв и зевнул.— Кроссворды для того и существуют, чтобы их отгадывали. Шумно захлопала крыльями хищная птица из 6 букв, но когда современный писатель из 10 букв обернулся, ее уже не было. Вслед за ней исчез запах газа из 4 букв. Потом пропала жилая пристройка к зданию из 7 букв вместе с кустарником пустынь, бывшим по счастливой случайности тоже из 7 букв. На берегу притока Тобола из 5 букв столпился рабочий коллектив из 7 букв, пошумел и растаял как дым. Древнегреческий философ из 11 букв тревожно заворочался. — Сейчас за меня примутся,— сказал он.— Чувс вую. — Мне вас искренне жаль, у вас трудная судьба,— великодушно сказал ему современный писатель из 10 букв.— Я желаю вам расстаться с известностью. Пусть- вас забудут потомки. Прощайте. — Иди ты...— сказал, исчезая, древнегреческий философ из 11 букв. И современный писатель из 10 букв остался один. Потом не стало притока Тобола из 5 букв и стороны геометрической фигуры из 9 букв, заменяющей небо. Современному писателю из 10 букв стало совсем одиноко. Из-за передвижного сельскохозяйственного орудия из 7 букв вылезло хищное млекопитающее из 4 букв, посмотрело на современного писателя из 10 букв, облизнулось и пропало. Пропал то ли старинный город в Сумской области из 7*- букв, то ли государство в Центральной Америке из 8 букв... Все пропало. Современный писатель из 10 букв висел в пустоте разгаданного кроссворда, и дышать ему становилось нечем. — А если не отгадают? — бился у него в голове продукт деятельности разума из 5 букв. 93
Короткие заметки Под шорох твоих ресниц... «Щелкни кобылу в нос — она махнет хвостом» - в этом афоризме Козьмы Пруткова скрыта глубокая мысль: живые организмы, действительно, обладают свойством давать иногда самую неожиданную реакцию на те или иные внешние воздействия. Подтверждением этому может служить короткое сообщение, появившееся недавно в американском медицинском журнале «New England Journal of Medicine» (т. 311, с. 125е)). Речь в нем идет об интерфероне — открытом почти 30 лет назад защитном белке, который клетки вырабатывают в ответ на заражение вирусом. Интерферон, выделяемый из крови животных и человека, уже давно находит применение для лечения и профилактики вирусных инфекций, например гриппа. А в последнее время он привлек к себе особое внимание медиков. Во-первых, успехи генной инженерии позволили получать интерферон с помощью микробов в больших, прежде недоступных количествах. А во-вторых, появились сведения о том, что он как будто может быть с некоторым успехом применен при отдельных формах рака. Однако механизмы выработки и особенно действия интерферона нам еще не вполне понятны, так что тут вполне можно ожидать всяких сюрпризов. Об одном из них и говорится в вышеупомянутом сообщении. Двое больных злокачественной лимфомой получали весьма большие дозы альфа-интерферона (по 50 млн. единиц на квадратный метр поверхности тела три раза в неделю). И вот через полгода врачи заметили, что у обоих больных стали необыкновенно быстро расти ресницы: они достигли длины 6,5 см. Косметический эффект, по отзывам очевидцев, был поразительный. Чтобы ресницы не мешали, их приходилось даже подстригать каждые несколько дней. Пока неизвестно, принесет ли применение интерферона сколько-нибудь существенные успехи в борьбе с раковыми заболеваниями. Но очень может быть, что этот препарат, теперь относительно доступный, возьмут на вооружение косметологи. Какая женщина откажется иметь не накладные, а собственные ресницы в шесть сантиметров длиной? А. ДМИТРИЕВ 94
] к. I» 11 li П«~ 1 Г. И это предусмотрено природой... Если уж брать с кого-то пример предусмотрительности, так с природы. Тому есть множество подтверждений; вот еще одно, недавно обнаруженное. Сотрудники двух научных учреждений — лаборатории секреции молока Центра сельскохозяйственных исследований (штат Мэриленд) и Медицинской школы Джорджтаунского университета изучали состав молока у матерей, родивших младенцев в срок и преждевременно. Расхождения при внимательном анализе оказались разительными. У тех женщин, которые родили недоношенных детей, в молоке было почти вдвое больше полиненасыщенных жирных кислот с длинной углеводородной цепью — тех самых кислот, которые необходимы для формирования клеток мозга и нервных волокон. Но это не все. Молоко тех же матерей содержало примерно на 70 % больше жирных кислот с более короткой цепью, которые поставляют энергию для роста. Итак, природа предоставила недоношенным младенцам прекрасный шанс догнать в развитии вовремя родившихся детей. Однако дотошный читатель заметит, что жирные кислоты, особенно с большой молекулой, усваиваются нелегко, и организм недоношенного ребенка с иими может не справиться. Но сказать так — значит недооценить предусмотрительность природы. В том же материнском молоке были найдены и соответствующие ферменты — липазы поджелудочной железы, так что ребенок получает сразу и пищу, и препарат для ее усвоения... Все эти факты важны для понимания самого процесса секреции молока; но уже сейчас из них можно сделать по меньшей мере один практический вывод. Как утверждает журнал "Agricultural Research" A984, т. 32, № 12), присутствие ферментов в материнском молоке требует особых условий его хранения, ибо эти ферменты способны постепенно разрушить самое ценное, что есть в донорском молоке. Много раз говорено, что кормление грудью всегда предпочтительнее, но если оно невозможно, донорское молоко желательно охлаждать как можно глубже — не исключено, что и до минус 70 С. Правда, это уже не предусмотрено природой... О. ОЛЬГИН 95
sj&li&Sk+r^ В. Н. ГУБАРЕВУ, Симферополь: В стандартах нередко указывают сроки хранения тех или иных веществ, но не вообще, и для определенных условий хранения, упаковки и проч. В. Р. ФИЛИППОВУ, Константинова Донецкой обл.: Если бура в проявляющем растворе кристаллизуется, но кристаллов выпало немного, не обращайте на них внимания; впрочем, можно слегка подогреть раствор, и кристаллы растворятся. А. И. ЯКИМОВИЧУ, гор. Ровно: Теплозащитные фильтры в фотоувеличителях либо поглощают, либо отражают тепловое излучение а инфракрасном диапазоне; изготовить их самостоятельно нельзя. И. В. ГАВРИЛОВОЙ, Казань: Рекомендация удалять из шкафа таблетки «Молебоя» через шесть недель связана не с тем, что начинают выделяться какиё'-то вредные вещества, а с тем, что к этому времени практически полностью расходуется действующее начало — ДДВФ (дйметилдихлорвинилфосфат). Б. Г. МИЛЬ Г РЕ НУ, Киев: Когда к магнитной ленте прикасаются руками, она загрязняется, и как следствие хуже становится звучание* А. И. ТРОФИМОВУ, Москва: Фальсифицированный продукт — это всегда подделка, возможно, опасная для здоровья, а искусственный продукт разрешен официально и приготовлен по утвержденной технологии из натуральных и безвредных компонентов (искусственные мед, икра, кофе и т. п.). И. А. ИВАНЕНКО, Новосибирск: Многолетний опыт употребления «Пепсиколы» в самых разных странах мира позволяет сделать вывод о том, что этот напиток во всяком случае не приносит вреда. Т. А. СТЕПАНОВОЙ, Днепропетровская обл.: Бикарбонат аммония действительно хороший разрыхлитель теста, но в продажу он не поступает. Г. И. МАРЧЕНКО, Новороссийск: Все овощи и все фрукты, даже кислые на вкус,— это источники щелочных минеральных элементов. Б. ПРИ ЛУЦКОМ У, Ставропольский край: Аптечную глюкозу продают обычно в упаковках по Ю таблеток, каждая по 0,5 г, стоит такая упаковка 2 коп. (в переводе на килограмм — 4 руб.), что связано, вероятно, с высокой чистотой продукта и затратами на таблетирование и расфасовку. Б. В. КОВАЛЕНКО, Мурманск: Синтетическую пленку неизвестной марки, даже купленную в магазине, не надо использовать для хранения пищи, а присылать нам образец пленки нет смысла, так как лабораторией мы не располагаем, а по внешнему виду невозможно определить марку и назначение материала. Л. ФЕДОТЬЕВОЙ, Ленинград: Самый верный совет таков: отнесите украшения в ближайшую ювелирную мастерскую, там их починят квалифицированно. ЧИТАТЕЛЮ Фм не указавшему адреса: Соображение, будто манная каша — только для детей, не соответствует истине, ешьте на здоровье. 4 Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, В. Е. Жвирблис, | М. Н. Колосове В, А- Легасов, В. В. Листов, В. С. Любаров, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, А. С. Хохлов, Г. А. Ягодин Редакция 3, Ю. Буттаев (художник), М. А. Гуревич, Ю. И. Зварич, М. Я. Иванова, А. Д. Иорданский, A. А. Лебединский (художественный редактор), О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), B. Р. Полищук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Л.Н. Стрельникова, Т. А, Сулаева (зав. редакцией), М. Б. Черненко, В. К. Черникова, Р. А. Шульгина Номер оформили художники: В. М. Адамова, Г. Ш. Басыров, КХ А. Ващенко, B. С. Любаров, Е. Б. Рачко, C. П. Тюнин Корректоры Л. С. Зенович, Л. Н. Лещева Сдано в набор 15.02. 1°85 г. Т04234. Подписано в печать 20.03.1985 г. Бумага 70XI08 1/16> Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,4. Усл.-кр. отт. 7585 тыс. Уч.-нзд. л. 11,2. Бум. л. 3. Тираж 318 750 экз. Цена 65 коп. Заказ 399. Ордена Трудового Красного Знамени Издательство «Наука» АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61 Телефоны: 135-90-20, 135-52-29 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 142300 г. Чехов Московской области ф Издательство * Наука» «Химия и жизнь», 1985 96
Британское адмиралтейство никто не упрекнет в расточительности. Так отчего же два века назад оно пошло на немалые расходы, предписав интендантам неуклонно снабжать королевский флот свежими лимонами? Оттого, что дешевле закупать в Италии, Греции и Испании в изобилии произрастающие там цитрусы, нежели нести потери в личном составе из-за проклятой цинги. В выборе верного средства адмиралтейство не промахнулось. Теперь, доподлинно зная витаминный состав почти всего на свете, мы без труда нашли бы и такой плод, в котором аскорбиновой кислоты не 50—90 мг/100 г, как в лимоне, а гораздо больше. Однако дело не в абсолютном содержании, а в том, как долго оно сохраняется. И тут у лимона соперников немного, потому что, во- первых, в упомянутой Италии его собирают круглый год (пик — с ноября по январь); а во-вторых, сколько под кожурой было витаминов, почти столько и останется. Чтобы покончить с витаминными мотивами, заметим, что именно в лимоне был открыт столь известный ныне витамин Р, верный спутник и си- нергист аскорбинки. И в том же цитрусе обнаружили, как явствует из их названия, всевозможные цитрали, лимонены и проч.— правда, не в дольках, а в кожуре. Чтобы весь этот пахучий комплекс благоухал в чае или в пироге, мы и обдаем лимон кипятком, перед тем как его" нарезать: пар раскрывает масляные железки на желтой кожуре. Кстати, желтой кожура становится при хранении, поскольку лимоны, чтобы не портились при перевозке, срезают обычно светло-зелеными с едва заметной желтизной. Именно срезают, а не срывают, как яблоко или грушу, потому что плодоножка у лимона крепко соединена с веткой и сама собой от нее не отделится. А собирают лимоны вручную и чаще — в перчатках: чтобы не поцарапать плод и чтобы самим не оцарапаться. Если вы не знаете, то знайте, что побеги лимонного дерева усеяны колючками. И хотя они не такие злые, как на ежевике, все же среди признаков, по которым ведут селекцию, значится отсутствие шипов, а также семян и пупка на верхушке лимона. А вот сладость селекционеров не очень заботит — не персик и не банан. Впрочем, есть и сладкие сорта, самый известный из них — оранжевый Мейер, он же «китайский лимон»; его часто разводят в кадках, а родом он и впрямь из-под Пекина. Однако в цитрусовом царстве такие лимоны погоды не делают, а если есть у настоящего кислого лимона конкурент, так это лайм. По вкусу он совсем как лимон, но мельче, с тонкой кожурой, без типичного лимонного запаха, зато очень сочный и без семян. Если лимон выращивают преимущественно в субтропиках, то лайм — в тропиках. В наших северных краях мы в таких ботанических тонкостях не разбираемся. Что же до пользы, то от лайма до лимона — один шаг. Отечественный лимон — грузинский и среднеазиатский — почти наверное кислее, чем привозной: в нем до б % лимонной кислоты и вдвое меньше Сахаров. Но когда надо сбрызнуть лимонным соком рыбу или салат, сладость вроде бы ни к чему. Для других же случаев есть сахар. Вот хороший совет, дословно списанный из старой книги: «Из свежих лимонов делают лимонад, нарезав в стакан воды 2—3 ломтика и прибавив сахар по вкусу. Такой лимонад охотно пьют больные, имеющие повышенную температуру». Рецепт проверен и уточнен. Здоровые с нормальной температурой тоже пьют охотно. e/lMcM(rJC^
«о, ум., _ АУха, rna,... ""и. pvku.... оставцл ,.п„ад,сь этоа™ ™ На Шип»./ реНлБодрость /nJJf*,Jf niO^cS1404^ « n^- п°Л4авщ„сь РЯ*° занимаюТся "д зв>*и гим„, и ПластиКа W Не спети " ^ шири» f лива^ «оИМи об^е^еско^'р3-» ^адСГ^ W s%£?5k?s га? ^5*Ъгг »r *'Sir ■*»^r°"» ~s»"^S"; ™«« "^/^^£-^?^?^ *е *Дит* о* * вдовому^Сл°Родом „ п7/цение » ды*^ Катехо- /Ш и В^са *т0"°ВТ°Р*ем, //Ш «Srej»crto.Ha СПолинтеЛя. ' Birr-,.// .*"*»«■. J? *Ha>*a» /V 4^ -Д -^>"" / ff~