Text
ISSN 0130-5972
ХИМИЯ ИЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
9
1982
Щ
химия и жизнь
Hi деется
с 1965 год*
Ежемесячный научно-популярный журнап Академии наук СССР
№ 9
сентябрь 1982
Ресурсы
60 пет СССР
Экономика, производство
Мастерские науки
Проблемы и методы
современной науки
Спорт
Живые лаборатории
Технология и природа
Земля и ее обитатели
Учитесь переводить
Портреты
Вещи и вещества
М. А. Федин. ОБНОВЛЕНИЕ СОРТА
В. И. Орловский. ВМЕСТО ИНСЕКТИЦИДОВ
И. А. Веселовский. КАК ЗАЩИТИТЬ КАРТОФЕЛЬ
Г. Шпак. ПРОГРАММА «ЦЕОЛИТЫ»
Г. А. Дрейцер. ВОЗВРАЩЕНИЕ К ВИХРЯМ
М. Кривич, О, Ольгин. МОДЕЛЬ ХОРОШЕЙ КРАСКИ
Б. Л. Переверзев. ОБРАЗ КЛЕТКИ
Б. Сергеев. РЕАБИЛИТАЦИЯ КЮБЛАСТИ
У. Айххофф. РЕНТГЕН БЕЗ РЕНТГЕНА
А. А. Лундин. ЯДЕРНАЯ МАГНИТНАЯ ИНТРОСКОПИЯ
А. С Мозжухин. ЧТО МОЖЕТ ЧЕЛОВЕК
А. В. Лупандин. ЛИМОННИК КИТАЙСКИЙ
В. В. Александров, Н. Н. Моисеев. О ЕДИНСТВЕ МИРА,
ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОЕКТАХ И КОМПРОМИССАХ
А. П. Русяев, А. Д. Малярчиков, П. С. Низовцев.
МОЖНО ЛИ ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ФРЕОНА?
Т. Б. Саблина. КАК БЫТЬ С СОБАКОЙ?
Г. С Ларионова. ЧУМКА, ГАСТРОЭНТЕРИТ, ПРИВИВКИ
Б. Г. Колкер. ЭСПЕРАНТО — ДЛЯ ХИМИКОВ
ВОСПОМИНАНИЯ О ТАММЕ
Е. Л. Фейнберг. ЭПОХА И ЛИЧНОСТЬ
Н. И. Кутузов. ФОРМУЛА МАЛИНОВОГО ЗВОНА
2
6
8
10
15
19
28
31
33
37
43
49
54
58
66
69
71
79
80
88
НА ОБЛОЖКЕ — рисунок
М. Златковского к статье
«Модель хорошей краски».
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ — репродукция
картины Камилла Бомбуа
<гАтлет, поднимающий вес».
За последние десятилетия
спортивные результаты
атлетов ушли далеко вперед.
О пределах человеческих
возможностей в спорте
рассказывает статья * Что
может человек»
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
РАЗНЫЕ МНЕНИЯ
ИНФОРМАЦИЯ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ
КНИГИ
КОНСУЛЬТАЦИИ
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
9
18
26
40
42, 78
52, 75
60
74, 87
76
86
93
94
96
В Продовольственной программе СССР говорится о
необходимости усилить работу по селекции новых
сортов и гибридов сельскохозяйственных культур,
отвечающих требованиям индустривльных технологий,
применяемых в рвстениеводстве. Перед
селекционерами поставлена задачв создать новые
высокоурожайные сорта, устойчивые к
неблагоприятным факторам среды,
невосприимчивые к болезням и вредителям. О
создании и внедрении новых сортов ^
пшеницы, ржи, ячменя и других
культур рассказывает
председатель Государственной
комиссии по сортоиспытвнию
сельскохозяйственных культур
при Министерстве
сельского хозяйства СССР, доктор
сельскохозяйственных наук
М. А. ФЕДИН.
Обновление
сорта
С точки зрения экономики сельского
хозяйства сорт — не просто совокупность
растений, обладающая определенными
передающимися по наследству признаками,
а один из основных факторов,
определяющих эффективность земледелия наряду с
уровнем механизации и химизации.
Сорт как классификационная единица
известен давно. Описания сортов различных
культур встречаются в трудах ученых
Древней Греции и Рима. Работа над улучшением
сортов растений велась человечеством
постоянно. И сегодня в земледелии
параллельно с развитием технических средств
производства создаются и внедряются
новые сорта и даже культуры.
Требования, предъявляемые к сортам
сельскохозяйственных растений, меняются
из года в год. Те сорта, которые раньше
полностью удовлетворяли земледельцев,
теперь уже никого не устраивают.
Например, в 20-х годах в нескольких районах стра-
^ ны был очень распространен сорт овса Ша-
^ тиловский 56. Он давал хорошее зерно и
мягкую солому, которую можно было
скармливать скоту. Но сорт создавался в
ту пору, когда зерновые культуры убирали
либо серпом, либо косой. А с появлением на
селе комбайнов от Шатиловского 56
пришлось отказаться: мягкая солома сильно
полегала, урожай было трудно убирать.
Сейчас понятие современный сорт обязательно
включает в себя возможность возделывания
и уборки растений машинами, то есть
учитывает современный уровень механизации.
В последнее время в связи с ростом
производства минеральных удобрений
появился новый критерий оценки сортов:
как они реагируют на подкормку,
окупаются ли затраты, связанные с производством
и применением удобрений.
Еще одно требование,
предъявляемое к новым сортам, это — расширение
круга полезных свойств продукта.
Например, наши селекционеры получили новый
сорт подсолнечника Первенец, который
дает масло, близкое по составу к
оливковому. В нем содержится больше
непредельных жирных кислот, чем обычно бывает в
подсолнечном масле. Конечно, этот новый
сорт для нас перспективен, так как он
расширяет ассортимент растительных
продуктов.
Л
Каждый сорт любой
сельскохозяйственной культуры дает лучший урожай при
определенных погодных и почвенных
условиях. Чем они разнообразнее, тем больший
набор сортов должны иметь земледельцы.
Селекционеры нашей страны в
содружестве с другими специалистами —
технологами по качеству, энтомологами, фитопатоло-
гами, генетиками, физиологами —
ежегодно представляют на государственные
испытания около 1000 новых сортов и
гибридов. В стране существует 50 селекционных
центров, объединяющих около 500 научно-
исследовательских институтов, вузов,
опытных станций. Они применяют большой
набор селекционных методов. Если в 20—30-х
годах селекционеры довольствовались
чаще всего отбором лучших растений из уже
сложившихся популяций, то в наши дни
подход к исходному материалу другой. Сорт
не берут в готовом виде, а создают заново,
по продуманному плану. Например,
используют межсортовую гибридизацию и затем
отбирают лучшее в расщепляющихся после
скрещивания поколениях. Или поочередно
скрещивают несколько сортов, получают
более сложную популяцию, включающую
различные генотипы, и уже в ней проводят
целенаправленный отбор. Активно
используют отечественные селекционеры такие
принципиально новые возможности для
получения сортов, как радиационный и
химический мутагенез и другие методы.
Одним из продуктивных мутагенов
(факторов, которые вызывают мутации)
является своего рода «стресс». Да, и у
растений такое бывает. Например, если
яровую пшеницу, приученную к весенним
посевам и не умеющую зимовать, вдруг
II 1*
II
3
высеять осенью. Среди миллионов
посеянных растений единицы бывают настолько
«потрясены», что в них происходят
наследуемые изменения. Яровая пшеница
трансформируется в озимую, у нее появляется
новое свойство — высокая
морозоустойчивость. Таким методом был получен сорт
пшеницы Мироновская 808 — ныне один из
самых распространенных: он занимает
около половины посевной площади озимой
пшеницы в стране. За рубежом он тоже
пользуется большим успехом.
Л
Итак, в результате большой
селекционной работы в стране ежегодно создают
около 1000 новых сортов растений. Не
много ли это? Даже с учетом того, что для
каждой почвенно-климатической зоны, для
каждых конкретных условий нужен свой
набор сортов, цифра эта кажется
неоправданно высокой. Но такое количество новых
сортов — необходимость. Ведь не все они
попадают на поля колхозов и совхозов.
Представленные селекционерам и сорта
проходят строгий отбор. Существует целая
сеть государственных сортоиспытательных
станций и участков, расположенных во всех
земледельческих районах страны.
Высококвалифицированные специалисты
исследуют все свойства новых сортов,
сравнивают их со старыми, в том числе и теми,
которые в данных конкретных условиях до сих
пор считались наилучшими. Между прочим,
в системе госсортоиспытаний есть
лаборатории, в которых из продуктов новых сортов
выпекают хлеб, варят каши из круп
изучаемых сортов, готовят соленья, маринады и
другие продукты из овощей, компоты, соки,
варенья, джемы из фруктов и ягод. После
проверки новый сорт либо доказывает свое
право стоять в одном ряду с эталонами
(а может быть, и вытеснить какой-то из них),
либо, увы, показывает свою
несостоятельность.
Новый сорт, прошедший все
испытания и получивший «добро», районируют —
прописывают на жительство в тех областях
страны, где он, по данным
госсортоиспытания, показал лучшие результаты. В каждой
области нашей страны на полях; плантациях,
в садах выращивают не случайно попавшие
сюда сорта, а только те, которые
утверждены Государственной комиссией по
сортоиспытанию. Районирование имеет силу закона.
Государственную проверку проходят
практически все возделываемые у нас
виды растений: пшеница и лимоны, лен и
астры, виноград и лаванда, всего 260 культур.
После строгого отбора от ежегодной
тысячи сортов остается не так уж много.
В десятой пятилетке, например,
земледельцы получили около 200 новых сортов
зерновых, крупяных и зернобобовых культур.
В 1981 г. под них было отведено около
четверти пахотных земель.
Л
Обычно селекционеры и
сортоиспытатели стремятся получить такие новые сорта,
которые будут отвечать требованиям не
только сегодняшнего, но и завтрашнего дня.
Например, по прогнозам специалистов,
в будущем урожай озимой пшеницы,
рассчитанной на выращивание в районах
Северного Кавказа и Украины, должен быть не
меньше 80—90 центнеров зерна с гектара.
Лучшие из новых сортов уже сегодня
достигают этого рубежа. Урожай пшеницы
Днепровская 846, созданной селекционерами
Всесоюзного НИИ кукурузы, на Белогор-
ском госсортоучастке Крымской области
достиг 91,4 центнера. Сорт Запорожская
остистая, выведенный селекционерами
Запорожской областной
сельскохозяйственной опытной станции, на Пржевальском
госсортоучастке в Киргизии в условиях
орошения дал 94,4 центнера.
Конечно, это рекорды, полученные
на небольших делянках. Но ведь речь идет
о потенциальных возможностях сортов. На
больших производственных площадях
урожай будет ниже, чем при сортоиспытании,
но все же достаточно высоким по
сравнению со старыми сортами. К тому же
урожайность сорта — один из основных
критериев оценки, но вовсе не единственный.
Новые сорта имеют и другие ценные
качества.
Вот пример. Урожай озимой
пшеницы Одесской полукарликовой, выведенной
во Всесоюзном селекционно-генетическом
институте, 63 центнера с гектара, а иногда
и больше. Это на несколько десятков
центнеров больше, чем у сортов, которые
применяли в этих районах в 30-е годы. А еще
одно достоинство новой пшеницы —
короткая и прочная солома, которая не
полегает от дождя и ветра.
Урожайность сорта Мироновская
25 Мироновского НИИ селекции и
семеноводства пшеницы на 25 центнеров с гектара
выше, чем у знаменитой Украинки 246,
причем прибавка урожая четко
прослеживается не только на экспериментальных
участках, но и на полях колхозов и совхозов.
Л
Разумеется, в мире есть много сортов
озимой пшеницы, которые дают хороший
урожай. Но зарубежные сорта уязвимы в
засуху или в морозные зимы.
Преимущества отечественных высокоурожайных сортов
в том, что они способны переносить частые
у нас засухи и морозы без резкого
снижения продуктивности. Это большое
достижение отечественных селекционеров.
Все возделываемые в мире сорта
озимой ржи имеют высокий стебель. Это
красиво, но для уборки урожая чрезвычайно
неудобно. Да и к чему тратить лишние
питательные вещества на выращивание соломы?
Селекционеры разных стран бились над
4
тем, чтобы исправить этот серьезный по
современным представлениям, недостаток.
Первый в мире сорт ржи с коротким (метр,
максимум — полтора) стеблем —
Чулпан — был создан башкирскими
селекционерами. Этому предшествовала
длительная — более 20 лет — и нелегкая работа.
Сейчас Чулпан возделывают в Поволжье и
Нечерноземье. Урожайность его — 50—
70 центнеров.
В НИИ сельского хозяйства
центральных районов Нечерноземной зоны РСФСР
получены два сорта озимой ржи с
урожайностью 50—60 центнеров: Восход 1 и
Восход 2. Они устойчивы к неблагоприятным
погодным условиям, имеют крепкие,
сопротивляющиеся полеганию стебли, менее
восприимчивы к болезням. Все это
способствовало широкому распространению
новых сортов в центральных районах
Нечерноземья и Центрально-Черноземной зоны.
Совершенствуются и сорта не так
давно созданной культуры тритикале, в
которой волей человека собраны лучшие
качества пшеницы и ржи. Сейчас выведены
новые сорта этого растения — Амфиплоид
201, Амфиплоид 206, Житница и другие,
урожай которых достигает 90 центнеров.
Большое значение для страны имеет
яровая пшеница. В Сибири, Северном
Казахстане и Приморье эта культура, по
существу, основная. Учитывая, что площади
ее возделывания ограничены и прибавка
каждого центнера зерна на гектар дает
значительную прибыль, можно
представить себе значение урожайности новых
сортов. Яровая твердая пшеница Алмаз на
Шадринском госсортоучастке Курганской
области сформировала урожай 52
центнера. Урожай другого сорта твердой
пшеницы — Алтайки, обладающей
засухоустойчивостью, иммунитетом к некоторым
весьма распространенным болезням растений
(например, головне, желтой ржавчине и
мучнистой росе), на госсортоучастках
достиг 67,7 центнера.
Л
Селекционеры Всесоюзного научно-
исследовательского института зернового
хозяйства вывели сорта яровой пшеницы
Целинная 20 и Целинная 21, урожай
которых свыше 40 центнеров. Они будут
районированы там, где пшеница еще не дав Ко
давала максимум 7 центнеров. Традиционно
высоким качеством зерна и хорошей
урожайностью обладают сорта яровой
пшеницы Научно-исследовательского института
сельского хозяйства Юго-Востока:
Саратовская 46, Саратовская 42. Селекционеры
Курганского НИИ зернового хозяйства и
Шадринской сельскохозяйственной
опытной станции вывели два отличных сорта
пшеницы — Шадринская и Вера.
Современные сорта ячменя Абава
(Стендской госселекстанции), Носовский 9
(Черниговской станции), Олимпиец (ВНИИ
сельского хозяйства
Центрально-Черноземной зоны им. Докучаева), Згода
(Всесоюзного селекционно-генетического
института) и другие дают по 60—70
центнеров.
Постоянная селекционная работа,
улучшение и обновление сортов приносят
большую выгоду. Опыт отечественной
и зарубежной^, селекции показал, что за
20—30 лет в различных регионах СССР и
за рубежом только оттого, что на поля
пришли новые сорта, повысились урожаи:
озимой пшеницы — на 27—59 %, яровой
пшеницы — на 20—27%, озимой ржи —
на 29—33%, ячменя — на 45—58%, овса —
на 31—39%, кукурузы — на 33—80%,
сои — на 48—52%.
Л
Есть еще один путь повышения
урожайности сельскохозяйственных культур:
гибридизация. В этом случае используется
явление гетерозиса — кратковременной
«вспышки» урожайности,' которая бывает
после скрещивания определенных сортов в
первом поколении. Правда, сорт себя
воспроизводит, а при гибридизации
селекционеры ежегодно готовят новый посевной
материал, постоянно скрещивая одни и те
же растения. Но труд окупается: в
результате урожай повышается на 20—25%. Пока
еще гибридизируют немногие культуры,
в основном кукурузу и подсолнечник. Но,
несомненно, это направление будет
развиваться, и в ближайшее время следует
ожидать появления гибридов зерновых
культур, в первую очередь озимой ржи и
пшеницы. Работа эта сейчас важна не менее,
чем создание новых сортов.
5
Вместо
инсектицидов
О создании, применении и
производстве микробиологических средств защиты
растений от насекомых-вредителей
корреспонденту «Химии и жизни» Н.
Ефремову рассказывает директор Всесоюзного НИИ
микробиологических средств защиты
растений и бактериальных препаратов В. И.
ОРЛОВСКИЙ.
Главный разработчик
микробиологических препаратов — сама природа. У
насекомых-вредителей, как и у любых живых
организмов, существуют свои болезни, свои
вредители. Мы собираем погибших в
естественных условиях насекомых и выделяем,
а потом разделяем по видам все
микроорганизмы, обнаруженные на жертве. Затем
стараемся определить, какие из них
вызвали гибель насекомого. Когда найдены,
например, бактерии, способные бороться с
этим вредителем, мы отбираем наиболее
активные штаммы и закрепляем эту
активность в потомстве.
После этого идет двух-трехлетняя
проверка: как действует культура бактерий
на полезную энтомофауну поля, на птиц,
которые могут склевать насекомых, на рыб в
водоемах, куда бактерии может смыть
внезапный дождь. Микроорганизмы,
прошедшие все проверки, мы высушиваем и храним
в запаянных ампулах. Когда нужен
препарат, ампулы вскрывают, культуру
размножают, сушат, добавляют эмульгатор (для
лучшего растворения препарата) и прилипа-
тель (клей, нужный для того, чтобы
бактерии не смывало с обработанного участка),
гранулируют — препарат готов.
Л
Первое отличие ^микробиологических
препаратов от химических инсектицидов
заключается в том, что они действуют
строго избирательно, практически не влияя на
окружающую природу. Причем есть
микроорганизмы, уничтожающие только один вид
вредителей, хотя обычно спектр их
действия бывает более широким — до
нескольких десятков, а иногда и сотен видов
вредных насекомых. Например, давно известный
энтобактерин — 140—150.
6
Вторая особенность
микробиологических препаратов — действуют они не
мгновенно. С химикатами проще:
растворили, разбрызгали, попало на насекомых —
они погибли. А наши препараты пока
заразят вредителей, пока подействуют...
Должно пройти три—пять дней, а иногда и
больше. Однажды во время испытания нового
вещества был такой казус. Через несколько
часов после обработки на поле приехал
председатель колхоза, посмотрел —
насекомые как ни в чем не бывало копошатся,—
разочарованно махнул рукой: это все, мол,
ерунда, а не защита, и... приказал
опрыскать поле химическими инсектицидами.
Показалось надежнее.
Третье отличие бактериальных
препаратов в том, что они обладают
последействием. Возьмем, к примеру, боверин и би-
токсибациллин, предназначенные для
борьбы с колорадским жуком. Если личинки
жука находятся на ранних стадиях развития,
то после обработки гибнет 95—98%
насекомых. Если жуки переросли
определенную стадию развития, процент выживших
насекомых увеличивается. Но осенью они
уходят в почву, зараженные спорами
грибков, а весной новое поколение насекомых
заболевает в самом раннем возрасте и,
следовательно, гибнет быстрее. После двух-
трехлетней обработки в земле
накапливается запас спор. Если его все время
поддерживать на определенном уровне, то с
внезапной вспышкой развития насекомых
справиться будет легче. Это, к сожалению,
не всегда учитывают.
И вообще эффективность
микробиологических средств защиты растений во
многом зависит от культуры
сельскохозяйственного производства. Необходимо
учитывать множество факторов: стадию
развития насекомых, количество
вредителей, погоду. Надо точно определить
дозировку, выбрать оптимальную технологию
применения. И о последействии, как вы уже
знаете, приходится помнить. Конечно, все
это усложняет работу. Но агрономы уже
морально подготовлены к ней: во всех
сельскохозяйственных вузах страны читают курс
защиты растений от вредителей, студентов
знакомят и с химическими, и с
микробиологическими способами борьбы с
насекомыми.
Еще один немаловажный фактор
эффективности — техника. Наши препараты
можно распылять и с земли, и с воздуха.
Но обычные распылители для химикатов
здесь не годятся, нужны специальные,
мелкокапельные*, иначе эффект слабее, а
расход веществ неоправданно велик, что
существенно увеличивает стоимость
обработки. К сожалению, пока специальной
техники для микробиологических
препаратов нет.
*0 таком распылении рассказывалось в статье
А. Ижина «Полстакана на гектар» в № 9 за
1981 г.— Ред.
Л
О производстве препаратов.
Микроорганизмы — существа капризные, им
нужны строго определенные условия. Штаммы
продуцентов бактерий, например,
предпочитают расти в глубине питательного
раствора. Их выращивают в ферментерах —
герметичных аппаратах большой емкости.
А некоторые грибковые организмы можно
получать только поверхностными
методами (они распространяются по поверхности
питательной среды, а в глубине расти не
хотят). Главным показателем
производительности оборудования становится уже не
объем, а только площадь рабочей зоны.
Поэтому аппараты для выращивания
грибков гораздо сложнее и дороже, а это
влияет на себестоимость продукции.
Еще одна проблема, пожалуй, самая
главная. У микроорганизмов есть свои
вредители — вирусы, фаги. Штаммы
продуцентов бактерий, как правило, сами несут
на себе фаг. При нарушении технологии
производства (а иногда просто спонтанно)
вирусы начинают развиваться и губят
клетки. Затрачено время, израсходованы
деньги — и все впустую. Это тоже очень
повышает себестоимость нашей продукции.
Есть несколько путей решения этой
проблемы. Например, с помощью методов
генной инженерии. В принципе можно
получить любые микроорганизмы, устойчивые
к фагу. Но вирусы — очень пластичный
материал, они сразу же приспосабливаются к
новому штамму. Мы вызывали
направленные мутации бактерий, шаг за шагом
добивались устойчивости микроорганизмов к
нескольким десяткам вирусов. Но, став
неуязвимыми, культуры бактерий теряли
главное для нас свойство — активность, и
уже не действовали на
насекомых-вредителей. Тем не менее от исследований в этом
направлении отказываться не стоит, в
принципе они перспективны.
Другой путь — поиск существующих
в природе новых, фагоустойчивых видов
бактерий. Такие штаммы обязательно
должны быть. Надо суметь найти их и закрепить
полезные для нас свойства во всей культуре.
Л
Но как бы то ни было, обязательным
условием успешного производства
микроорганизмов всегда будет четко
отработанный технологический процесс.
Оборудование должно быть самым совершенным,
обязательно оснащено приборами для
контроля всех параметров процесса.
Конечно, это легче предложить, чем
воплотить в металле. Но мы очень надеемся
на машиностроителей/ тем более что
сейчас — время перехода от опытного
производства бактериальных препаратов к
промышленному. Выделенные на это средства
нужно использовать с максимальной
пользой.
7
Как
защитить
картофель
Картофель — растение,
которому человечество
многим обязано. В свое время он
спас население Европы от
ужаса хронического голодания.
К сожалению, этот верный
спутник человечества страдает
от многих болезней, очень
снижающих урожай. Бывает, что
от какой-либо напасти
погибают огромные посадки
картофеля. С некоторыми
болезнями, например фитофторо-
зом, кое-как удается
справиться, но некоторые еще
доставляют много хлопот
картофелеводам. К таким относятся и
вирусные заболевания:
мозаики, скручивание листьев.
Долгие годы
селекционеры пытаются обезопасить
культурный картофель,
скрещивая его с теми дикими
видами, которые устойчивы или
иммунны к определенным
штаммам вирусов. Но
ежегодно на полях появляются
новые вирусы, о которых раньше
и понятия не имели. Или —
новые штаммы известных
вирусов. До сих пор в этой гонке
селекционерам не удавалось
прийти к финишу первыми.
Положение несколько
изменилось после того, как
профессор Бристольского
университета Р. В. Гибсон задался
наивными на первый взгляд
вопросами: а стоит ли вообще
бороться с вирусами? Нельзя
ли решить проблему иначе?
Например, устранить саму
причину заражения? Давно
известно, что вирусы передаются
насекомыми — тлями и
цикадами. Нет ли в природе диких
видов картофеля, на которых
эти насекомые не появляются?
Такие растения в конце
60-х годов были обнаружены
на родине картофеля — в
Южной Америке. Да не один вид,
а целых три. Бертольтин,
растущий высоко в горах
Центральной Боливии (кстати,
у этого вида обнаружены и
формы, устойчивые к раку
картофеля — тоже, к
сожалению, весьма
распространенного заболевания). Тариензе,
также растущий в Боливии. И
полнадениум, встречающийся
только в Центральной Мексике
(он оказался устойчивым к
фитофторозу).
Растения этих видов
имеют одну общую
особенность: они покрыты жесткими
железистыми волосками,
которые при соприкосновении с
насекомыми выделяют липкое
вещество. Оно лишает
подвижности не только тлей и цикад,
но даже молодые личинки
колорадского жука.
Как показали
дальнейшие исследования, этот ценный
для полеводов признак при
скрещивании диких видов с
культурными передается по
наследству. Селекционеры
многих стран мира занялись
выведением культурного «тле-
устойчивого» картофеля.
Одновременно продолжался
поиск новых диких видов
растений, которые послужили бы
прародителями защищенных
от насекомых
высокоурожайных сортов картофеля. В конце
70-х годов в Южную Америку
была отправлена еще одна
экспедиция под руководством
известного перуанского соля-
нолога (специалиста по
пасленовым, к которым относится и
картофель) Карлоса Огоа.
На этот раз был найден
новый вид — флавориденс,
крупное растение с мощным
«панцирем» из железистых
волосков, защищающих от
насекомых все растение целиком,
в том числе черешки,
цветоножки и чашечки. Возможно,
скрещивая с флавориденсом
культурные растения
картофеля, удастся получить новый
сорт, который насекомые —
переносчики вирусов будут
избегать.
Биохимикам,
физиологам и солянологам-селекционе-
рам предстоит теперь более
детально уяснить природу
защитных свойств волосяного покрова
диких видов картофеля и найти
возможность рационально
использовать этот признак.
Это поможет сохранить
ту часть урожая, которая
теряется сейчас во всем мире
из-за вирусных болезней.
Доктор
сельскохозяйственных
наук
И. А. ВЕСЕЛОВСКИЙ
последние известия
Шесть
молей
метана —
моль
бензола
Метан удалось
селективно превратить в беизоп
в присутствии цеолитов при
600е С
Ароматические углеводороды, необходимые для
производства полимеров, красителей, лекарственных
препаратов и многого другого, без чего современный
человек обойтись не может, испокон веку
производили из нефти и продуктов коксохимии. Между тем в
экономике возможны ситуации, когда наиболее
доступным видом органического сырья оказывается не уголь
или нефть, а природный газ.
Метан и зтан — основные компоненты природного
газа — превращать в бензол умели и раньше, но только
путем многостадийного «школьного» синтеза, мало
пригодного для промышленности. Теперь в Институте
органической химии АН СССР разработан простой
способ прямой каталитической ароматизации
простейших насыщенных углеводородов (О. В. Брагин,
Т. В. Васина, Я. И. Исаков, А. В. Преображенский,
Н. В. Палишкина, X. М. Миначев, Известия АН СССР,
серия химическая, 1982, вып. 4, с. 954).
Синтетический цеолит ЦВМ (мольное
соотношение оксидов кремния и алюминия 33,3) при 300—
600° С катализирует превращение зтана в смесь
ароматических углеводородов, в составе которой
преобладают бензол и толуол. Если же цеолит модифицирован
0,2—1% металла VIII группы, то в реакцию при 600е
удается вовлечь и метан.
Выход целевых продуктов пока невысок: около 10%
в первом случае и 6,4%—во втором. Однако при
дальнейших экспериментах его, вероятно, можно и
повысить. Но даже если этого добиться не удастся, то
следует помнить: при достаточной селективности
процесса в промышленности нередко удовлетворяются
и скромным выходом. Ведь не вступившее в реакцию
исходное соединение всегда можно вернуть в реактор.
Здесь же — именно в случае метана, наиболее
интересном для производственников,— селективность
обнадеживает: практически единственным продуктом, как
сообщают авторы, оказывается бензол.
Не так давно советскими химиками разработан
каталитический процесс, позволяющий на основе метана
получать один из самых ценных мономеров — пропилен
(см. «Химию и жизнь» 1981, N2 11). Теперь пришла
очередь бензола.
В. ИНОХОДЦЕВ
В феврале 1983 г. выйдет в свет
«ЖУРНАЛ ВСЕСОЮЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА
им. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА», № 1,
посвященный достижениям газовой и жидкостной хроматографии.
Выпуск посвящен современной жидкостной (колоночной и тонкослойной) и газовой
хроматографии (в том числе хромато-масспектрометрии, развитие которой связано с существенным
прогрессом в определении микропримесей н идентификации компонентов сложных смесей), а
также отечественному н зарубежному хроматографическому приборостроению.
Выпуск будет полезен широкому кругу научных сотрудников и работников
промышленности, использующих хроматографические методы в своей работе.
Цена номера 2 р.
Журнал в продажу не поступает и распространяется только по предварительной подписке.
Подписка на № 1 принимается в агентствах «Союзпечати> без ограничения до 15 ноября 1982 г.
Индекс журнала 70785.
9
Программа
«Цеолиты»
Галина ШПАК
Геохимик И. А. Белицкий не
пропускал ни одной публикации о цеолитах, ведь
он многие годы исследует эту группу
минералов, и, когда в 1976 г. на речке Пегас
открыли первое крупное месторождение в
Кузбассе, для него статья геолога В. П. Бол-
тухина о пегасских цеолитах стала как бы
вторым открытием. Открытием в том
смысле, что появилась близкая возможность
реализовать задуманные эксперименты не
в институтских лабораториях, как было
раньше, а широко, можно сказать, на
природе, и проводить их не от случая к случаю,
а целенапоавленно, с выходом иа практику,
на производственные масштабы. Дело в
том, что цеолиты — уникальный объект
для фундаментальных исследований, для
понимания многих явлений из области
химии, физики, минералогии, а
использование их в промышленности или в сельском
хозяйстве равнозначно накоплению
солнечной энергии, казалось бы из ничего, в
прямом и переносном смысле!
В Институте геологии и геофизики
Сибирского отделения АН СССР цеолиты
изучали комплексно — все структурные
виды, собранные из многих частей земного
шара. И такая работа — всестороннее
изучение минерало-физико-химических
свойств природных цеолитов — в начале
60-х годов сделана впервые. А что
полезного можно извлечь из цеолитов? Вроде бы,
ничего. Физико-химические свойства — вот
полезность, и в этом нетрадиционность
нового минерального сырья.
Л
«Новое минеральное сырье»... Может
быть, зто новое — хорошо забытое старое?
Вспомним, к случаю, еще одно
спасительное старинное изречение: «Книги делаются
из книг». И все-таки, почему новое? С таким
вопросом я пришла в институт к И. А. Белиц-
кому.
Из газеты «Наука в Сибири». Печатается с
сокращениями.
— Минеральное сырье
действительно новое, а сами цеолиты давно известны
геологам, но это длинная история.
Однажды, еще во время дипломной
практики в Саянах, на Анзасском
месторождении Белицкий обратил внимание на
крупные красивые кристаллы непонятного
габитуса. Опытные геологи не могли с
определенностью сказать, что зто такое.
Понравившийся кристалл, как оказалось
позже,— цеолит анальцим стал его первым
самостоятельным исследованием. Конечно,
захотелось узнать о цеолитах все, понять,
как они образуются, и вообще что зто
такое.
— Я начал с ними возиться и понял,
что зто очень сложная интересная система:
кристаллическое твердое тело, состоящее
из двух относительно самостоятельных
подсистем — каркаса и «начинки» его
полостей и каналов.
Для наглядности Белицкий снял со
шкафа модель кристалла.
— Вот так он выглядит. Из таких
тетраэдров создаются постройки. В центре
каждого тетраэдра сидит кремний или
алюминий, а по вершинам — связующие атомы
кислорода. По сути зто бесконечный
полимер во всех трех измерениях, поэтому их
называют каркасными. Соединяются
четырехгранники таким образом, что внутри
образуются каналы и полости, связанные
между собой. Диаметры их соизмеримы с
размерами находящихся в них ионов. Обычно
это щелочные катионы калий и натрий и
щелочноземельные — барий, стронций,
кальций. Там же находятся молекулы воды. Вот
такой каркас! Он как губка. Можно выгнать
из каркаса молекулы воды, например,
нагреванием, и, если поместить цеолит в
обычные условия, он снова возьмет в себя
воду из воздуха и при этом не разрушится.
Вместо воды он может впитать в себя —
адсорбировать — другие молекулы газов,
например азота, С02, аргона... Эти
минералы прекрасные адсорбенты, ионооб-
менники, «молекулярные сита»...
— Что значит «молекулярное сито»?
— Молекулы бывают разных
размеров: больше, меньше, одни входят в каналы
и полости каркаса, другие — нет. На этом
основан «ситовой» эффект.
— «Молекулярное сито» и вдруг —
«кипящий камень»! Как цеолиты выглядят в
природе?
— Очень по-разному. Они
чрезвычайно многолики и по виду, и по цвету, и по
физическим свойствам. А само название
связано с одним из старинных приемов
диагностики минералов — поведением его
перед паяльной трубкой. При плавлении
цеолит вскипал в виде белого пенистого
стекла. Королёк такой получался. Поэтому
и назвали «кипящим камнем» (греч «цео» —
киплю + «литое» — камень). Сейчас эта
группа минералов насчитывает около
сорока видов, причем все они — самостоятель-
10
ные кристаллические структуры.
Встречаются обычно в излившихся вулканических
породах, например в базальтах. Их много в
Исландии, Франции, Новой Зеландии,
Англии, Австралии, Америке, трудно сказать,
где их нет. Редкие прекрасные образцы
известны с таких маленьких островов, как
Фарерские и Святой Елены. И у нас их много,
например на Нижней Тунгуске. Они очень
красивы — красные, зеленые кристаллы —
в зависимости от микропримесей, в
большинстве же своем, конечно, белые,
розовые или желтоватые.
Так вот, пожалуй, одни из самых
красивых — исландские. Цеолиты и друзы
цеолитов из Исландии украшали витрины
большинства крупных минералогических
музеев XIX в. Эффектные образцы кристаллов
поставлял в музеи немец Кранц. Никакого
практического смысла они не имели, пото-
•Ч
«ъ
му что все эти гидротермальные
экзотические образования редко встречались в
достаточном количестве.
И все же цеолиты продолжали
открывать вплоть до середины XX в. Минералоги,
естественно, изучали цеолиты с точки
зрения реконструкции условий, в которых они
образовались, словом, занимались минера-
ло-генетическими вопросами
геологических объектов.
— Как же так получилось, что, зная об
уникальных свойствах цеолитов,
минералоги никогда серьезно не занимались их
практической пригодностью?
— Минерал становится полезным
ископаемым в том случае, если его можно
практически использовать, извлечь из него
что-то полезное — металлы, например.
Цеолиты с этой точки зрения в наше время
не интересны. Их полезность
нетрадиционна.
Минералоги обращали внимание
химиков на некоторые свойства минералов
группы цеолитов, но беда была в том, что
тогда думали: в природе нет больших
запасов этого полезного ископаемого.
В многотомном издании Обручева
«История геологической изученности
Сибири» Белицкий наткнулся на странную
ссылку: геолог Чекановский отмечал, что
камчадалы поедали зимой и особенно
весной много нерпичьего жира, у них
«зажигало» животы. Для спасения от этой напасти
они ели «земляную сметану».
— Меня долго мучило,— со смехом
рассказывал Игорь Абрамович,— что же это
такое может быть в геологии, что можно
есть?
Но старые геологи — честные
исследователи, и, если уж они писали о
«земляной сметане», то она действительно
существует. Белицкий долго искал
подтверждений, и ничего не находил.
Года через два, занимаясь в
библиотеке Ленинградского горного института, он
просматривал старый немецкий журнал и,
конечно, удивился и обрадовался — перед
ним открылась статья о «земляной
сметане»! Автор, немецкий ученый, который
работал в Петербургской Академии,
исследовал зту «сметану». Оказывается, что
необычное вещество состоит из белой глины
с большим количеством цеолита! Какой
цеолит, не сказано, но факт остается
фактом.
Ему живо вспомнились слова Чеканов-
ского об экспедиции на Камчатке, когда
один из местных жителей поделился
своими наблюдениям'и: мелкие грызуны охотно
поедают белую породу, похожую на глину.
Столкнулся Белицкий и с другими
явлениями, которые, хотя, казалось бы, и не
имели прямого отношения к цеолитам, но
интриговали не меньше, чем «земляная
сметана»,— почему именно в районах
Камчатки или на Сахалине растут гигантские
растения? Гречиха — в два-три метра! А
лопухи — дома из них можно строить! В тех
краях гигантизм растений только на пользу
сельскому хозяйству и животноводству:
получают большую биомассу.
Рассказывали Белицкому и такое:
будто бы французы, пытаясь решить
кормовую проблему в животноводстве, принялись
культивировать у себя на родине растения,
привезенные из Танзании — там тоже
развит гигантизм, — но они не прижились,
через несколько лет выродились, превра-
тясь в обычные виды. Возможно, причина
гигантизма в почвах? В той же Долине
Гейзеров или на Сахалине почвы часто
содержат большое количество цеолитов...
Более того, известно, что лучшие
персики в Армении растут на цеолитах.
Лучшие болгарские табак и «дерби» — тоже...
фисташковые рощи в пустыне Бадхызского
заповедника — тоже... А у нас в Сибири?
Посадили петрушку и морковь на
цеолитах — как в пампасах!
Л
К середине XX в. уже многое знали о
полезных свойствах цеолитов, но они изу-
12
чались на тех самых редких, красивых
образцах гидротермальных цеолитов,
украшающих музеи. А редкости как
использовать? И тогда люди решили идти другим
путем. Стали искать, как синтезировать
аналогичные структуры, чтобы построить заводы
для промышленного производства
цеолитов. В конечном итоге — добились своего.
Серьезнее или удачливее многих
занялась проблемой синтетических цеолитов
американская фирма «Линде». Были
получены кристаллы, близкие по свойствам
искомому веществу, а по целому ряду
параметров даже лучше, чем создала природа.
Это был цеолит А. Затем были получены
цеолиты X, Y и другие. Разумеется, началось
строительство крупных заводов (они
построены практически во всех промышленно
развитых странах мира). Их продукция
используется в нефтехимии, чистой
металлургии, при глубокой осушке, очистке и
разделении газов, получении сверхвысокого
вакуума, словом, трудно назвать область
человеческой деятельности, где бы не
применяли синтезированных цеолитов,
включая бытовые холодильники, стоящие в
каждом доме... Они пошли в ход! И вот, когда
начался «цеолитовый бум», сыграла свою
роль обратная связь.
Геологи насторожились и
заинтересовались — как же так, цеолиты существуют
в природе, а их синтезируют, потому что
никто еще не открыл крупных
месторождений. Благодаря случайности, как это
нередко бывает в науке, геологов выручила
литология, изучающая осадочные породы. Кто
бы мог представить вулканические
осадочные породы — туфы, целиком состоящие
из цеолитов? Их просто не видели,
пропускали как неинтересную «серую массу».
Кристаллы ведь очень мелкие (меньше
микрона) — в оптический микроскоп не
разглядишь. Одному литологу пришло в
голову сунуть образец в рентгеновский
дифрактометр, чтобы проверить, из чего
состоит туф, и что же: то, что описывалось
как обычный вулканический туф,
состоящий преимущественно из вулканического
стекла,— почти на сто процентов
кристаллические вещества! Ведь стекло — рент-
геноаморфно, а здесь — упорядоченная
система атомов, дающая дифракционную
картину. В поисках похожей структуры
исследователь обнаружил, что такое же
строение имеет цеолит клиноптилолит.
Таким образом выбравшись, наконец,
из лабиринта, геологи преподнесли свою
находку химикам — крупные
месторождения существуют в природе, их можно
эксплуатировать дешевым, открытым способом,
потому что зто пластовые залежи,
выходящие на поверхность (туфы содержат до
95% цеолитов). Химики заинтересовались,
но быстро охладели к новому делу, потому
что вещественный состав любой природы
изменчив даже в пределах одного
месторождения, и к тому же в тонких
химических процессах, таких, как катализ реакций
в нефтехимии, синтетические цеолиты ведут
себя лучше. Словом, зигзаг удачи в который
раз явно заострялся в другую сторону, пока
не додумались использовать цеолитовое
сырье в крупнотоннажном производстве и
в первую очередь в сельском хозяйстве,
животноводстве, в защите окружающей
среды. Здесь никакие синтетические
цеолиты не могут конкурировать с природными.
Эта «серая масса», которую мы топчем
ногами, может быть поистине великим чудом
земли. Еще древние римляне использовали
вулканические туфы — строительный
камень. Из них строили дома и дороги. Этот
«кипящий камень» помогает росту
растений и животных, лечит почву, очищает
воздух...
Сейчас известно около тысячи
месторождений природных цеолитов в сорока
странах мира.
А
Когда в секторе экспериментальной
минералогии Института геологии и
геофизики Сибирского отделения АН СССР
организовалась небольшая «цеолитовая
группа», пожалуй, только академик Владимир
Степанович Соболев и профессор
Александр Александрович Годовиков, предлагая
программу работ, понимали, во что это
может вылиться. По сути, предлагалось
переисследование основных
физико-химических свойств большой группы минералов.
Поначалу руководитель «цеолитовой
группы» — старший научный сотрудник
И. А. Белицкий занимался писанием писем.
Письма с просьбой прислать образцы
цеолитов для коллекции рассылались во все
концы земного шара. Без опорной
коллекции было бы трудно выполнить
задуманное, а чтобы собрать ее, необходим
обменный фонд. В благородном варианте и
здесь действует закон: «ты — мне, я —
тебе». Будем считать, что именно ради
такого благородства Игорь Белицкий и
Геннадий Букин организовали экспедицию на
Нижнюю Тунгуску и на себе, на оленях и на
самолетах вывезли две с половиной тонны
образцов.
Тунгусские цеолиты очень помогли.
В адрес института приходили посылки из
музеев Новой Зеландии, Австралии,
Болгарии, а также Англии, Италии, США,
Франции, Швеции, Японии. Бесценные
образцы цеолитов прислали геологические
музеи нашей страны. Сейчас на территории
СССР известно много месторождений.
Кстати, открылись они относительно
быстро, потому что геологи знали к тому
времени, что и где искать. Ведь в науке не
забывают предшественников. Велика заслуга
геологов-съемщиков. Они нашли и закартиро-
вали вулканические породы, не подозревая,
что обнаруженные пепловые туфы
содержат цеолиты.
Месторождения находили во многих
районах СССР. И наконец, большое
месторождение в триасовых отложениях
Кузбасса на речке Пегас, открытое
поисковиками производственного геологического
объединения «Запсибгеология».
Но образцы пегасских цеолитов
попали в коллекцию Института геологии и
геофизики только в 1979 г. К зтому времени
исследователи всесторонне изучили
природные цеолиты большинства
отечественных и зарубежных месторождений. В
«цеолитовой группе» сектора
экспериментальной минералогии института постоянно шли
эксперименты. Исследователи стремились
установить закономерности свойств
минералов группы цеолитов, используя самые
современные физико-химические, методы.
Труд напряженный, и, если бы к этой
работе не подключились коллективы других
институтов Сибирского отделения, вряд ли
исследования привели к искомому
результату.
15 лет назад на заседании ученого
совета академик В. С. Соболев познакомил
И. А. Белицкого с физиком из Красноярска.
Святослав Габуда «ходил» еще в
кандидатах наук, а сейчас профессор, заведует
лабораторией в Институте неорганической
химии СО АН СССР. Знакомство
обернулось долголетней совместной работой и
дружбой. Белицкий часто и подолгу бывал
в Институте физики имени Л. В. Киренского,
где тогда работал С. П. Габуда. Партнерство
физика и геохимика оказалось удачным.
Правда, Белицкому пришлось теперь
заниматься физикохимией твердого тела. К
термографии, рентгенографии, инфракрасной
спектроскопии прибавился новый метод —
ядерного магнитного резонанса — для
исследования происходящих в цеолитах
фазовых превращений и диффузионных
явлений.
А
В многочисленных отчетах по
цеолитовой проблеме в СО АН СССР есть и такие
любопытные факты: «Начиная с 1963 г.
Институт геологии и геофизики
СО АН СССР неоднократно обращался в
различные организации страны
(министерства геологии СССР и союзных республик,
территориальные геологические
управления, Комиссию по адсорбентам АН СССР) с
информацией о возможностях
практического применения природных цеолитов и
конкретными предложениями о
поддержке поисково-разведочных работ на
цеолиты в ряде районов СССР».
Нельзя сказать, что к предложениям
геологов Сибирского отделения отнеслись
без интереса, но дело как бы двигалось
только по инстанциям, и никакой
конкретной работы.
Тогда Белицкий решил действовать
самостоятельно — взял и привез из Грузии
с Дзегвинского месторождения две тонны
цеолитов в надежде кого-нибудь
заинтересовать — почвоведов хотя бы или
специалистов сельского хозяйства и
животноводства, тем более что институты СО АН СССР и
СО ВАСХНИЛ разделяет только река Обь.
13
Можно в любой день приехать, поговорить
по-соседски. Он готов был ответить на
любой вопрос: как применяются цеолиты, где
и почему? Примеров в мировой практике
более чем достаточно! Еще в 1969 г., когда
появились сообщения, что в Японии цеолиты
используют в земледелии, знающие люди
подтверждали: «Ну, конечно, в земледелии
выгодно. Это же огромная ионообменная
емкость по сравнению с любыми другими
веществами, которые вносят в почву.
Кстати, почвы всегда оценивают и по
ионообменной емкости. А цеолиты — прекрасные
пролонгаторы. В конце концов через
несколько лет в Искитимском совхозе
поставили эксперименты на делянках
кукурузы и картофельном поле.
Использовали все те же грузинские цеолиты.
На фоне полей, где вносились
нормальные удобрения, на контрольных цеоли-
товых участках урожай был выше на 50—
60%.
Белицкий выступил в Институте
почвоведения и агрохимии СО АН СССР на
семинаре. Пропагандист он, наверно,
неплохой, потому что заинтересованных людей
прибавилось. В институте проводятся
работы по рекультивации промышленных
отвалов. Не секрет, что у нас в Кузбассе, да и в
других промышленных районах
образовались участки самой настоящей пустыни, где
ничего не растет. В довершение всего —
постоянные пыльные бури. Словом,
экологическое бедствие. Почвоведы успешно
культивируют на пустошах облепиху.
Кустарник сцепляет почву, но все-таки не дает
сплошного растительного покрова.
Придумывают и другие спасательные меры, но
пока решить эту проблему достаточно
эффективно не удается.
Летом 1980 г. научный сотрудник
института Фикрат Кафарович Рахим-заде
рискнул провести опыты с цеолитами на
стационаре в Кемеровской области. Он
обработал цеолиты растворами удобрений,
добавил их в почву, на которой ничего не
растет, и посадил ячмень. Результат
получился очень хороший. Ячмень уродился с
тяжелыми колосьями, как в самый
благоприятный год.
А в животноводстве? В Институте
экспериментальной ветеринарии Белицкий
познакомился в лаборатории биохимии и
зоогигиены животных с ее заведующим
Афанасием Маркеловичем Шадриным.
И через некоторое время в Институте
геологии и геофизики подготовили к отправке
еще одну партию измельченных цеолитов.
Шадрин договорился с ветеринарами Чи-
стогорского свинокомплекса о проведении
эксперимента с использованием цеолитов
в качестве кормовых добавок для свиней.
Опыты провели. Шадрин поехал
посмотреть результаты и вернулся в
Новосибирск возбужденный: «Полная виктория!
Пятнадцать процентов увеличения привеса
по сравнению с контролем». Геологи
встретили его спокойно и попросили договорить-
14
ся о повторении эксперимента. И что же?
Полное поражение! И не цеолиты виноваты.
Как говорят, организационные моменты и
неотработанность методик помешали.
Когда Белицкий приехал к чистогорцам, многое
его удивило.
— Я был потрясен, увидев это
образцовое хозяйство. Во-первых, красиво!
А во-вторых, тебе предлагают, прежде чем
войти в свинарник, принять... душ! И
полностью переодеться! Это в свинарник-то1
Карантин строжайший. Представляете,
около ста тысяч свиней, и если одна заболеет,
может начаться эпидемия — гигантские
убытки...
Как откармливают свиней, а тем более
как ухаживают за ними, Белицкий знал
понаслышке. Оглядевшись в непривычном
помещении, он спросил у рабочего:
— Могут ли свиньи перескакивать из
контрольной группы в опытную?
Рабочий простодушно ответил:
— Могут!
Вот тебе и на! С кого спрос про
опорос? Поставили еще один эксперимент; на
этот раз он проводился непосредственно
под руководством А. М. Шадрина.
Установили несомненно благоприятное действие
добавки цеолитов в корм на
физиологическое состояние, сохранность и привесы
животных. Особенно это видно было на
опытах с поросятами-отъемышами.
Животноводы знают, что самый опасный период
для жизни поросят, когда их отнимают от
свиноматки. Часто они болеют диспепсией,
их лечат антибиотиками (это дорого и все-
таки не всегда эффективно — многие
поросята гибнут). Так вот, там, где поросят-
отъемышей кормили цеолитами,
заболевания диспепсией не наблюдалось. Очень
важно и другое. В зале, где были
рассыпаны цеолиты, на 23% уменьшилось
аммиачное заражение.
Но грузинские цеолиты кончились, их
ведь было всего две тонны на все опыты, и
дело заглохло. Вздыхай, не вздыхай, но
1976 г. заканчивался не очень весело для
исследователей.
Через два года геологи сделали еще
одну попытку возродить идею внедрения
цеолитов. Белицкий выступил на
Объединенном ученом совете ВАСХНИЛ и
СО АН СССР. Он рассказал о возможностях
применения цеолитов и существующем
мировом опыте их использования.
Размахнулись, «бросили камень в
воду», но, как известно, колебание
постепенно затухает... Так бы оно и случилось,
если бы не открытие на речке Пегас...
Окончание следует
Возвращение
к вихрям
Чтобы успешно решать сложные
народнохозяйственные задачи XI пятилетки,
поставленные XXVI съездом партии,
необходимо рационально использовать
энергетические ресурсы, повышать надежность,
долговечность машин и оборудования.
Важная роль в этом деле принадлежит
современной теплообменной аппаратуре.
Статья А. Холмской «О пользе
вихрей» («Химия и жизнь», 1982, № 1)
вызвала большой интерес у читателей,
имеющих дело с теплообменными процессами
и теплообменной аппаратурой. Редакция
журнала и авторы метода, позволяющего
кардинально иитеисифицировать
теплообмен, получают десятки лисем от
предприятий, научно-исследовательских и проектных
институтов, от специалистов различных
отраслей промышленности — химиков,
нефтепереработчиков, энергетиков,
железнодорожников. По просьбе редакции на
вопросы читателей отвечает профессор
Московского авиационного института имени
Серго Орджоникидзе, доктор технических
наук Г. А. ДРЕЙЦЕР.
Где выпускают новые теплообменные
аппараты?
Производство теплообменных
аппаратов с кольцевыми турбулизаторами
начато на заводе «Узбекхиммаш» в Чирчике.
Кроме того, рижский завод
«Коммунальник» и завод «Кайтра» неподалеку от
Вильнюса с 1978 г. выпускают жаротрубные
котлы РК-1,6 и ВТС-1,6, в которых
применяются трубы (наружного диаметра 45—
50 мм) с кольцевыми канавками. Накатку
этих труб заводы выполняют сами.
15
Как влияют на теплообмен размеры трубы н В этом случае Трубка по прочности не
профиль накатки? уступает гладкой, ненакатанной.
Нам приходилось работать с трубами
диаметром от 4 до 35 мм из нержавеющей
и простой стали, из меди, латуни,
титана.
Оптимальные глубина и шаг накатки
зависят от условий теплообмена: от
теплоносителя и его скорости, режима течения,
допустимых потерь давления. Обычно для
оптимальной турбулизации потока
накатывают канавки с соотношением размеров
_ =0,94—0,95 и — =0,3—0,5 (см. рисунок).
Ширина накатки зависит от диаметра
трубы и от толщины стенки. Например, для
труб диаметром 24 мм при толщине
стенки 1 мм ширина канавок должна быть
не менее 2 мм, а для труб
диаметром 51 мм, толщиной 3 мм — около 3 мм.
Справедливо лн мнение, что резкий профиль
турбулнзатора увеличивает интенсивность
теплоотдачи?
Оно неверно. Мы исследовали
разные профили диафрагм и начинали
именно с резких. Однако оказалось, что
интенсивность теплообмена зависит от высоты
диафрагмы и шага выступов.
Конфигурация турбулизаторов на сам теплообмен
не влияет, но влияет на гидравлическое
сопротивление. (Кстати, от высоты и шага
диафрагмы оно тоже зависит.)
Гидравлическое сопротивление наибольшее при
треугольном профиле турбулнзатора и
минимальное при каплеобразном. Значит, при
прочих равных условиях потери давления
тем меньше, чем плавнее очертания
диафрагмы. Как уже говорилось в статье
«О пользе вихрей», мы получили опти-
Приставка к токарному
станку для накатки канавок.
Три ролика, расположенных
под углом 120° друг к другу,
синхронно вращаются,
протягивают трубу и
накатывают на ней кольцевые
канавкн. Винтовая нарезка
на роликах соответствует
профилю канавок, шаг нарезки
примерно равен шагу канавок
(t). Чтобы на трубе
прокатывались канавкн
кольцевые, а не спиральные,
ролики несколько наклонены
(угол р). Оптимальные
соотношения размеров:
для переходной области и
слабой турбулентности —
d i
^ 0,92, — ~1; для
области турбулентного
d i
течения ~0,95, — =
D D
= 0,25—0,5
- U -V
\"
16
мальную конфигурацию турбулизатора,
накатывая канавки снаружи трубы. Этот
способ оказался оптимальным и с
технологической точки зрения.
Не уменьшает лн накатка стойкость труб к внб-
рацнн н коррознн?
Полагаю, что эти опасения напрасны.
Трубы теплообменных аппаратов обычно
разрушаются от вибрации в местах заделки
в трубные доски, а у наших
теплообменников с кольцевыми турбулизаторами эти
места остаются гладкими.
Процессы «струевой коррозии» при
скоростях течения теплоносителя в
обычных теплообменных аппаратах почти не
связаны с геометрией поверхности, на
которой идет теплообмен. В значительно
большей степени они зависят от
температуры этой поверхности. А
интенсификация теплообмена позволяет снизить
рабочую температуру, что может в некоторых
случаях даже замедлить коррозию.
Бывает, что для теплообменных
аппаратов нужны специальные
антикоррозийные покрытия, обладающие, к сожалению,
низкой теплопроводностью. Для таких
теплообменников турбулизация потоков
позволяет компенсировать дополнительное
термическое сопротивление такого покрытия.
Что представляет собой приспособление для
накатки труб?
В статье «О пользе вихрей»
говорилось, что накатать кольцевые диафрагмы
на трубах для теплообменных аппаратов
можно с помощью сравнительно
несложной приставки к токарному станку. Она,
действительно, предельно проста, в этом
можно убедиться, посмотрев на схему.
Приспособление может обрабатывать
в минуту 2 метра труб наружным
диаметром до 35 мм. В лаборатории ВНИИ
металлургического машиностроения
(ВНИИметмаш) под руководством
кандидата технических наук Ф. П. Кирпичникова
продолжают работать над технологией
накатки кольцевых канавок на трубах.
Здесь уже разработан стан, который ведет
процесс накатки непрерывно и с высокой
точностью. Производительность стана —
до 9 метров труб в минуту.
Насколько эффективно применение
теплообменников с турбулизаторами в сильно
загрязненных средах?
В различных производствах, особенно
химических, в теплоноситель попадают
самые разнообразные реагенты, и заранее
неизвестно, как поведут себя неведомые
осадки на стенках труб. В каждом случае
приходится исследовать, можно ли
интенсифицировать теплообмен и каким
образом.
Отложения на стенках труб резко
снижают тепловые характеристики тепло-
обменных аппаратов. В большинстве
случаев основной компонент осадков —
карбонат кальция. Кроме того, отложения
содержат сульфат кальция, гидроокись
магния, соли железа. Турбулизация потока
вблизи стенки трубы мешает осаждению
и кристаллизации солей.
В Киевском институте санитарной
техники и оборудования зданий и
сооружений (НИИСТ) были проведены
сравнительные исследования отложений в трубах с
кольцевыми турбулизаторами и в гладких
трубах кожухо-трубных теплообменных
аппаратов. В качестве рабочей жидкости
был взят раствор с высокой жесткостью
(до 24 мг-зкв/л) и щелочностью (до
14 мг-зкв/л): в водопроводную воду
добавили соли хлористого кальция,
двууглекислого и хлористого натрия. Раствор
прогоняли со скоростью 1,3 м/с через
гладкую латунную трубу (наружный диаметр —
16 мм, внутренний — 14 мм), а потом
через трубу с кольцевыми
турбулизаторами (— =0,922; — =0,53). При средней
температуре стенки 70СС коэффициент
теплоотдачи в трубах с накаткой вдвое
превысил коэффициент теплоотдачи в гладкой
трубе. Слой накипи в гладкой трубе
оказался вдвое толще, чем в трубе с
турбулизаторами.
Это подтвердилось и в условиях
эксплуатации теплообменных аппаратов в
системах горячего водоснабжения в Киеве
и в латвийском городе Бауска. Трубы с
кольцевыми турбулизаторами можно
чистить вдвое реже, чем гладкие. И делать
это сравнительно несложно —
спиральными ершами. Кроме того, осадок хорошо
смывается 5%-ным раствором ингибиро-
ванной соляной кислоты. При этом
теплотехнические и гидравлические
характеристики теплообменных аппаратов полностью
восстанавливаются.
ЧТО МОЖНО ПРОЧИТАТЬ
О НОВОМ СПОСОБЕ
ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА
Э. К. Калинин, Г. А. Дрейцер, С. А. Я р-
х о. Интенсификация теплообмена в каналах. М.:
Машиностроение, 1972, 1-е изд.; 1981, 2-е изд.
Г. И. Воронин, Е. В. Дубровский.
Эффективные теплообменники. М.: Машиностроение,
1973.
Э. К. Калинин, Г. А. Дрейцер, С. Г.
Зеки ров, А. А. Вахабов, LU. К. Агзамов,
Е. С. Левин. Комплексное исследование
теоретических н прантнческих проблем интенсификации
теплообмена в трубчатых теплообменных аппаратах с
однофазными и двухфазными теплоносителями.—
В кн.: Теплообмен VI. Материалы VI Всесоюзной
конференции по тепло- и массообмену. Т. I. Ч. 1.
Минск, ИТМО АН БССР, 1980, с. 100—111.
Г. А. Дрейцер, В. И. Гомон, И. 3.
Аронов. Сравнительные исследования величины
отложений в трубах с нольцевыми турбулизаторами и в
гладних трубах ножухо-трубчатых теплообменных
аппаратов.— Промышленная теплотехника, 1981, т. 3,
№ 6, с. 36—42.
17
Вихри
над
ламинарией
С точки зрения
гидробиолога, изучающего
экологию морских многоклеточных
водорослей, идея завихрения,
турбулизации пристенного
потока теплоносителя с помощью
выступов имеет особую
ценность. Она позволяет
по-новому взглянуть на
взаимоотношения водного растения и
окружающей среды.
Дело в том, что для
водорослей и других водных
растений движение воды — один
из важнейших внешних
факторов, наряду с
освещенностью, соленостью,
температурой, концентрацией
биогенов и органических веществ.
В местах с повышенной
подвижностью воды усиливаются все
физиологические функции
растения, в том числе и обмен
веществ со средой. И наоборот,
в застойных местах, где вода
неподвижна или движется с
малой скоростью, обмен
водоросли Со средой замедлен.
Ускоряющему действию
потоков на обменные
процессы в водных растениях
можно дать такое
гипотетическое объяснение: при
определенных скоростях с
поверхности растения срывается
пограничный слои воды,
прилегающий к клетке,
насыщенный ее метаболитами и
обедненный «пищей» —
биогенами, в то же время
активизируются все ферментативные
системы клеточной мембраны.
Замечено, что в прибое, где
вода движется быстре всего —
в различных направлениях, со
множеством микро- и
макрозавихрений —
«катализирующее» действие турбулентности
проявляется особенно сильно.
Можно заметить и другое:
водные растения не только
интенсивнее растут в условиях
турбулизации потоков, но и
сами стремятся создать себе
наилучшие условия —
образовать столь полезные им вихри.
Вот несколько примеров.
Возьмем широко
распространенную на Дальнем
Востоке бурую водоросль
ламинарию. В прибойной
части у растений узкие и гладкие
«листья» — ламины, а «листья»
ламинарии из более глубоких
мест, где вода обычно
движется спокойно, без
завихрений, покрыты
многочисленными сборками и складками.
Можно предположить, что
складки на ламинах выполняют
функции турбулизаторов
пограничного с листом слоя
морской воды. Это имеет
очевидный смысл в условиях потока,
близкого к ламинарному. Там
как раз и собраны растения с
гофрированной поверхностью.
В прибойной части нужда в тур-
булизаторе отпадает: складки
и сборки на листе не
образуются.
Ламннарня из
прибойной частн
(а) н нз
глубоководной
зоны (б)
»:
.«•**
&
i/<-
***1
>W
«Лист»
глубоководной
ламинарии,
которая обитает
в условиях
потока, близкого
к ламинарному
Надо сказать, что
ламинария — не исключение.
Вокруг листообразных пластин
другой бурой водоросли —
макроцистис возникают
турбулентные завихрения при
линейной скорости потока
всего 1—4 См/с. Турбулизатора-
ми здесь служат
многочисленные покрывающие лист
щетинки. Что же касается
водорослей с более сложным
строением, например цистозиры или
фукуса, которые образуют
густые заросли, то в этом случае
роль турбулизатора
выполняет всё растение.
Турбулизация потока
может возникать не только при
контакте С водорослями.
Образование завихрений было
отмечено и вокруг
двустворчатых моллюсков мидий. Что
это — случайный эффект или
еще один пример
использования организмами свойств
среды? Ответ на этот вопрос
должно дать дальнейшее изучение
удивительно гармоничной
картины жизни моря, в которой
турбулентным вихрям
отведено далеко не последнее место.
С ЗАВАЛКО,
Институт биологии
южных морей,
Севастополь
18
Модель
хорошей краски
КАФЕДРА |
Она занимает один этаж одного из
институтских корпусов. Длинный коридор
с застекленными дверями лабораторий,
стенды с описаниями практикумов и
курсовых заданий, фотографии студентов-
отличников, по разным случаям
полученные почетные грамоты. Вопреки
известной поговорке о сапожнике, который
обычно испытывает затруднения с обувью,
стены тут повсюду покрашены приятной
глазу ровной краской. Поговорка же
упомянута потому, что органические
покрытия, которыми занимается кафедра,— это
и есть, попросту говоря, лаки да краски.
В том числе и те, которыми красят стены.
А также автомобили, корабли, вагоны,
химические аппараты, фонарные столбы,
табуретки и башмаки. Чтобы не гнили,
не ржавели, не обрастали, не портились,
чтобы были красивыми.
Проще, наверное, назвать вещи,
которые вовсе не красят, нежели перечислять
объекты, подлежащие окраске. И
немудрено, что в разных вузах страны есть
более десяти кафедр, которые готовят
людей, умеющих делать лаки и краски
и обращаться с ними. Одна из таких
кафедр в Ярославле.
ПОКРАСКА ЗАБОРА:
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Возьмется ли неспециалист судить о
работе спектрофотометра или оценивать
качество конструкционной стали? Рискнет
ли случайный прохожий давать советы
строителям телевизионной башни? Однако
есть и такие области деятельности, где
многие (увы, слишком многие) считают
себя компетентными людьми. Например,
медицина; от кого нынче не услышишь
надежного совета... И, по мнению
заведующего кафедрой, доктора химических наук
М. М. Могилевича,— лакокрасочное дело.
Всякий, кто вслед за Томом Сойером
хоть раз в жизни красил забор, полагает,
i
что делр это нехитрое, и готов поделиться
знаниями по части укрывистости, колера
и скорости высыхания. Что ж,
применительно к дачному забору можно этим и
ограничиться. В одной из сложнейших ныне
областей химии — полимерной —
лакокрасочная ветвь остается, однако, едва ли не
самой малоизученной и отчасти даже
загадочной. Есть специализированный
институт, при заводах и лакокрасочных
объединениях — сильные исследовательские
лаборатории, да и академические
учреждения не чураются этой проблемы. А
учебные кафедры — с них, вроде бы, спрос
иной, их дело готовить специалистов.
Но можно ли, скажите, подготовить
не человека с дипломом, а именно
специалиста, знающего и мыслящего, если
студент не окажется с первых учебных
шагов в надлежащем научном окружении?
На всякой хорошей учебной кафедре
традиционно проводят исследования. Если
силы направлены на достижение реальных
целей, то учебная кафедра вполне может
стать мастерской современной науки.
ФУНДАМЕНТ
В балансе лаков и красок восемь,
а то и девять десятых составляют
материалы, содержащие непредельные пленкооб-
разователи. При высыхании двойные связи
насыщаются, между полимерными цепями
появляются мостики. Жидкий слой на
поверхности твердеет, образуется
твердая, прочная пленка — что от краски
и требуется.
Из таких материалов широкой
публике известны более всего масляные
краски. Однако по распространенности и
значению абсолютное первенство
удерживают алкиды. Они появились в технике около
полувека назад, им мы в значительной
мере обязаны многоцветьем окружающего
нас предметного мира. Королевские
кареты и извозчичьи пролетки красили
сплошь в черный цвет, первые
автомобили тоже. Алкидов тогда еще не было...
Алкиды — это полиэфиры,
полученные из многоатомного спирта и
многоосновной кислоты. Например, из глицерина
и фталевой кислоты (встречали такие
краски — «глифталевые»?). Алкиды образуют
отличную ровную пленку, они хорошо
пигментируются, давая богатую цветовую
гамму, словом, всем хороши, кроме
одного: их нельзя применять в чистом виде.
Первая же капля бензина, случайно
пролившаяся при заправке автомобиля, разъест
такую краску, оставит на ней неизгладимый
след. Молекулы полиэфиров не так уж
велики, их правильнее бы назвать олиго-
зфирами («олиго», как известно,
переводится с греческого как «несколько»). Вот
если бы объединить «олиго-» в «поли-»...
Но для этого нужны ненасыщенные
связи. Ни у глицерина, ни у фталевой
кислоты их нет: Значит, надо привнести их с
какими-то еще веществами. Такими
веществами оказались жирные кислоты
растительных масел.
Модифицированные маслами ал-
киды — самый ходовой сегодня материал
для лаков и красок. Ненасыщенные
кислоты под действием кислорода воздуха
раскрывают двойные связи, объединяя
молекулы олигомеров в трехмерную
конструкцию, в единую пленку, прошитую,
простроченную, словно стеганое одеяло,
миллионами стежков химических связей.
Бензин, да и все прочие растворители
такой полусинтетической высохшей пленке
нипочем.
Все эти сведения можно найти в
вузовском учебнике. Так в чем же тогда
проблемы? А они, безусловно, есть и с
непредельными пленкообразователями,
теми самыми, которые составляют
главное научное направление кафедры,
руководимой профессором Могилевичем.
Проблема — с маслами. У нас в стране
выпускают ежегодно сотни тысяч тонн
лакокрасочных материалов, содержащих
растительные масла: алкиды, олифы,
масляные краски. Немалая доля приходится
на пищевые масла, которые следовало бы,
конечно, использовать по прямому
назначению.
Другая проблема в формировании
трехмерной пленки. По классическому
механизму, полимеризация сопровождается
окислением, благо плёнка тонкая, а
кислорода вокруг хватает. Но кислород,
образно говоря,— строитель и разбойник
одновременно: инициируя полимеризацию, он
попутно сжигает часть материала.
Некоторое время спустя, насытив
определенный процент двойных связей, кислород
превращает жидкую пленку в твердую,
но в ней, необратимо застывшей, осталось
еще немало ненасыщенных связей. И в этом
вся загвоздка. Неиспользованные при
постройке, они ищут себе партнеров для
взаимодействия, а найдя, рушат созданное
ранее. Пленка начинает стареть, как
только она образовалась. И в нее не
введешь, как в пластмассу, ингибитор
окисления, тогда пленка вообще не образуется.
Еще проблема — с растворителями,
которых в лаках и красках сейчас очень
много, в среднем половина. При
высыхании в атмосферу улетают сотни тысяч
тонн всяческой органики.
Наконец, как ни хороши алкиды, они,
во-первых, не универсальны, и, во-вторых,
им тоже можно найти замену. Но как
создают новые лаки и краски? Случается,
что трудоемким методом проб и ошибок,
словно оправдывая мнение знатоков
покраски заборов относительно эмпириче-
ского характера лакокрасочной науки.
А именно: исходя из общих, обычно
разумных, предположений, получают серию
материалов, а потом следует унылый
перебор — подходит или не подходит? Что
касается методов исследования, то,
бывает, ограничиваются лишь пробой на
удар — падающим шариком, пробой на
изгиб да на отрыв пленки от подложки.
Это при том, что процесс «высыхания»
краски (хоть на заборе, хоть на ракете)
включает в себя как минимум окисление,
полимеризацию, фазовые переходы,
диффузию, свободнорадикальные процессы.
И все это — шариком?..
На ярославской кафедре считают так:
краска — лишь верхний этаж постройки,
которая должна покоиться на прочном
научном фундаменте — на знании
механизмов образования пленки. А для
изучения механизмов промышленные материалы
малопригодны, подобно тому как судовые
двигатели или часовые механизмы не
пригодны для познания фундаментальных
законов механики. Нужны модели,
адекватные, но по возможности простые:
мономеры — с тирол, метилметакрилат,
бутадиен, изопрен, модельные олигоме-
ры — олигоэфиракрилаты, модель масла —
ал лиловые эфиры. Вещества, изученные,
что называется, вдоль и поперек; тем-то
они и хороши. .
Что касается методов, то они на
кафедре столь же далеко ушли от падающего
шарика, сколь полиэфиры — от каретного
лака. Волюмометрия точно оценивает
поглощение пленкой кислорода, полярогра-
фы анализируют продукты окисления,
газожидкостные хроматографы — летучие
вещества, покидающие пленку. Чтобы
уяснить, что, где и как сшито, пускают в
дело ЭПР и ЯМР, инфракрасную и
ультрафиолетовую спектроскопию,
гель-хроматографию и калориметрию.
Короче: на кафедре, технологической
по сути, считают, что фундаментальное
исследование — самый верный путь к
новой технологии, к новой краске.
ПАРТНЕРЫ
Численный состав кафедры — 62
человека. Из них 12 кандидатов, 2 доктора
наук — нынешний завкафедрой и его
предшественник, профессор-консультант
П. И. Ермилов. Лекции, семинары,
практикумы, курсовые работы,— все как
положено. Вуз есть вуз, студент в нем на первом
месте. Условия для научной работы, что и
говорить, не академические. Как же в
таком случае распутывать клубок вопросов,
спрятанных в тоненькой головоломной
пленке?
В одиночку, наверное, никак. Однако
разумная внешняя политика кафедры дает
возможность использовать научный и про-
Роль кислорода в формировании
лакокрасочной пленки неоспорима.
Слева — микрофотография пленки
одного из модельных олигомеров; пленка
получена в вакууме. Справа — пленка
из того же материала, отверждениая
на воздухе; сравните размеры
полимерных агрегатов
изводственный потенциал многочисленных
партнеров. Среди них в первую очередь
Институт химической физики АН СССР, в
том числе отделы, возглавляемые
академиками Н. С. Ениколоповым и Н. М.
Эмануэлем. Далее, московский ГИПИ ЛКП
(исследовательский и проектный институт
лакокрасочной промышленности), а также
его ярославский филиал. Потом НИИ
мономеров для синтетического каучука.
И мощные промышленные объединения:
ленинградское «Пигмент», ярославское
«Лакокраска», подмосковное «Лакокрас-
покрытие».
Институт химической физики назван
первым, ибо он — главный научный
консультант кафедры. Обмен идеями,
методиками, оттисками весьма полезен обеим
сторонам. К этому надо добавить и чисто
материальную помощь, которую оказывает
кафедре могучий партнер. Мы имеем в
виду приборы. Специально для кафедры
в «Химфизике» изготовлены новейшие
уникальные калориметры, которые
позволяют, по словам одного из сотрудников
кафедры, «следить за развитием личинки
комара». Комарами тут не занимаются,
но высокая чувствительность полезна и в
исследовании полимеризации.
Партнеры из промышленности дают
кафедре неоценимую возможность
провести опытно-промышленные испытания,
а в случае удачи — и внедрение. Но это
не все. Связь с индустрией позволяет
исследователям быть в курсе ее важнейших
потребностей, избежать ошибок в оценке
своих сил и возможностей. Разумеется, и
лакокрасочные объединения получают
прямую выгоду — новые процессы,
новые технологии. Что же касается научных
партнеров, то и они не в накладе.
Коллектив, возглавляемый профессором Г. В.
Королевым (отделение Института химфизики
в Черноголовке), задает тон в радикальной
полимеризации, которая приводит к
сетчатым структурам; лаборатория профессора
Е. Т. Денисова известна
фундаментальными результатами в области окисления. А на
кафедре созданы группы во главе с
кандидатами химических наук Е. М. Плиссом
и И. В. Голиковым, прошедшими школу
«Химфизики», и группы эти вполне могут
исследовать окисление и полимеризацию
применительно к пленкам.
КОШМАРНЫЙ ПРОЦЕСС
ИЛИ ЧТО ПРОИСХОДИТ В ПЛЕНКЕ
Давайте вернемся к процессу
образования пленки, который в обиходе, да
и в промышленной практике именуют
обычно «высыханием»; неверно — зато коротко.
Молекулы кислорода атакуют жидкую
еще пленку, разрывая двойные связи,
образуя перекиси и гидроперекиси, которые
в свою очередь распадаются на свободные
радикалы, инициирующие сшивание
звеньев в огромные полимерные молекулы
сетчатой структуры. Молекулы растут,
пленка обретает консистенцию студня;
сшитые зерна макромолекул становятся
крупнее, а жидкой прослойки между ними
все меньше и меньше...
Вся эта свободнорадикальная драма
разворачивается в пленочке толщиною
в десятки микрон, к которой и
притронуться-то страшно. «Кошмарный процесс»,
как говорят на кафедре. Формулировка,
может быть, несколькб свободная, однако
не только решить, но и записать систему
дифференциальных уравнений,
описывающую процесс высыхания, невозможно: не
известен до конца механизм, не
определены многие константы. Собственно этим
и занимаются на кафедре — механизмом
окисления непредельных соединений и их
трехмерной полимеризации.
21
Л-
V
Разговор о кошмарном процессе и
ретивых радикалах проходил возле
установки, на которой изучают упомянутые
выше модели реальных покрытий. Этой
установкой открыто гордятся, во всяком
случае, другой такой нигде не увидишь
С помощью циркуляционной волюмомет-
рии получают кривые поглощения
кислорода, летучие продукты удаляют
вымораживанием, а затем подвергают дотошному
анализу. Досконально изучается и
образовавшаяся в конце концов пленка. И все
это не одноразоЕо, а в динамике: каждое
мгновенье переменчивой жизни
твердеющей пленки фиксируется и записывается.
Уникальная информация легла в
основу созданной на кафедре послойной
модели высыхания пленки. Эта модель —
мысленный разрез высыхающей пленки. Он
похож на слоеный пирог, причем у
каждого слоя своя консистенция. Нижний слой
почти не окислен, верхний окислен глубоко,
а между ними — все ступеньки окисления
и полимериза!. ии. От слоя к слою
распространяется полимеризационная волна,
становясь все слабее по мере продвижения.
Модель объясняет многое, чему рань-
ше не было объяснения. Например, почему
в одних случаях кислород инициирует
полимеризацию, а в других ингибирует ее,
отчего некоторые пленки твердеют не
с поверхности, а с основания, так сказать,
вверх ногами, с какой стати некоторые
краски не высыхают до конца, а скользят
по подложке, как по смазке. Наконец,
по какой причине обычная масляная краска
не высыхает без кислорода, однако если
она сделана на основе знаменитого
тунгового масла, то кислорода требуется совсем
немного. Этот экзотический продукт
содержит сразу три сопряженные двойные
связи. Поэтому кислород-строитель ему
почти не нужен. Кислород лишь
инициирует полимеризацию: осколки-радикалы
углубляются в пленку, каждый успевает
сшить сотни олигомерных молекул. А на
поверхности сразу же образуется
настолько плотная пленка, что
кислороду-разрушителю через нее уже не проникнуть.
Значит, старение резко замедляется. Это
напоминает обжаривание мяса на
раскаленной сковороде: корочка формируется
очень быстро, она не препятствует
образованию ростбифа, но не дает вытекать
соку...
Послойная модель, как и подобает
хорошей теоретической модели, и
объясняет, и предсказывает. Она позволяет, в
принципе, подобрать для каждого пленко-
образователя в каждом конкретном случае
наилучшую толщину пленки и оптимальный
режим ее формирования, что уже сейчас
(правда, в лабораторных условиях)
позволяет улучшить свойства покрытий.
Объяснив многие тонкости пленко-
образования, теория предсказала
возможность использования примерно с тем же
эффектом других олигомерных веществ.
Например, олигобутадиена. Правда, в
молекуле бутадиена, мономера для
синтетического каучука, не три, а лишь две
сопряженные связи, зато его получают
в промышленном аппарате, а не выжимают
из тропических плодов. Что же касается
синтеза тунгового масла, то самый
короткий из известных — в шестнадцать стадий!
ЕЩЕ О ПАРТНЕРСТВЕ
Случается — в самом деле
случается,— что институт или лаборатория
заводит себе партнера за тысячу
километров, пренебрегая возможным
сотрудничеством на расстоянии нескольких
кварталов. Разумеется, у кафедры органических
покрытий есть и дальние связи, с разными
городами и республиками. Но и ближних,
ярославских, тоже хватает. Здесь одно из
крупнейших в отрасли предприятий —
ярославское объединение «Лакокраска».
И мощная наука по синтетическим каучу-
кам, опирающаяся на солидную
производственную базу.
Но при чем тут синтетические каучу-
ки? Об этом мы скажем в следующей главе,
а здесь отметим, что в Ярославском
политехническом есть и кафедра технологии
синтетических каучуков. Оказалось в
высшей степени удачным, что две сильные
кафедры, работающие в близких областях,
сомкнули свои исследования.
О ЖИДКИХ КАУЧУКАХ,
ОПУСКАЯ ПОДРОБНОСТИ
Для формирования хорошей пленки
нужны ненасыщенные соединения,
желательно с сопряженными двойными
связями. Двойные связи есть у всякого
каучука, без них он не сможет присоединять
атомы серы, сшивающие каучуковые
молекулы, то есть превратиться в резину.
Но у традиционных каучуков слишком
велика молекулярная масса, потому они
и твердые. А для лаков и красок требуются
жидкие вещества — с молекулами
покороче. Пусть тот же полибутадиен, но не
с такой длинной цепочкой; тогда он будет
работать в пленке почти как тунговое
масло. Или хотя бы как льняное (которое,
кстати, в чистом виде вполне съедобно).
Эти теоретические рассуждения были
пущены в научный обиход лет десять
назад. Они и оставались теоретическими, ибо
не удавалось оборвать процесс
полимеризации на той стадии, когда олигомер,
оставаясь жидким, набрал бы все-таки
нужное число звеньев в цепи.
Первые же сообщения о
лабораторном получении жидкого каучука
заинтересовали представителей обеих кафедр.
Интерес усиливался тем обстоятельством,
что для Волжского автозавода, который
только-только пустил главный конвейер,
требовались новые лакокрасочные
материалы, и не столько декоративные, сколько
грунтовые, надежно защищающие от
коррозии и одновременно пригодные для
электрофоретического осаждения.
Долго ли, коротко, но на кафедре
СК группа во главе с доцентом Б. С. Туро-
вым разработала синтез олигомерного
каучука, а на лакокрасочной кафедре
разобрались с его применением в качестве пленко-
образователя. Потом совместно с Ефремов-
ским заводом СК отработали технологию
получения жидкого каучука, а в ярое лав-
ком объединении «Лакокраска» с
прошлого года стали делать грунты для «Жигулей»
полностью на основе отечественных
материалов, включающих жидкие каучуки.
Примерно в то же время обе кафедры
подготовили совместную монографию;
производственные и научные плоды
созрели одновременно.
Кандидат технических наук В. С. Крас-
нобаева, работавшая уже с жидкими кау-
чуками восьми типов, полагает, что
пленкообразующие материалы на их основе
рано или поздно окажутся лучше, чем алки-
ды, а возможно, и олифа на тунговом
масле. Однако сконструировать полностью
синтетический непредельный олигомер,
способный дать хорошую пленку,— дело
нешуточное. Работу с жидкими каучука-
ми на кафедре начинали с граммов, и
было-то в начале — кинетика окисления,
расположение двойных связей в тунговом
масле, влияние сопряженности и
микроструктуры на конечные свойства; чистая,
можно сказать, наука, столь ценимая
диссертантами.
Это — в который раз — к вопросу
о практичности теорий.
ДВОЙНАЯ ПОЛЬЗА
За рассуждениями о пленках и оли-
гомерах мы как-то упустили из виду
студентов, ради которых первым делом и
работает кафедра. Не забывают ли
ученые мужи об учебном процессе за своими
многотрудными исследованиями?
Не забывают. И при всей важности
для теории и народного хозяйства
проводимых здесь научных работ, профессоры,
доценты и преподаватели готовят
добротных специалистов, памятуя о том, что им,
со свежим дипломом, завтра предстоит
применять новые теории, создавать новые
краски, выпускать их тысячами тонн и
окрашивать ими миллионы квадратных
метров.
Студенты работают в лабораториях,
помогают выполнять договорные темы,
а заодно учатся обращаться с
современными приборами. Они живут в атмосфере
хорошей, если хотите, столич ой науки,
далекой от скучного эмпиризма, но также
и от стерильного и не менее скучного
снобизма: измерить константу — с нашим
удовольствием, но копаться в красках —
увольте...
Когда две кафедры ярославского
Типичные кинетические кривые
поглощения кислорода при
окислительной полимеризации. От
кривой / к кривой 3 толшина пленки
возрастает от 15 до 80 мкм
института передали производственникам
первые жидкие каучуки, промелькнуло
сообщение: работа, мол, выполнена
студентами. Это неверно в принципе: студентам
такое не поднять, это по плечу лишь
зрелым научным работникам и заводским
технологам. Другое дело, что участие
студентов в работе было полезным
вдвойне: и для ускорения исследования, и —
что гораздо важнее — для самих
студентов.
ДЕШЕВАЯ КРУПИНКА
С ДОРОГОЙ ОБОЛОЧКОЙ
Чтобы установить связь слов «краска»
и «украшать», не требуются сложные
этимологические изыскания. Красить — это
и значит придавать красоту. Краска
должна быть нарядной. А для этого нужны
хорошие пигменты, ибо пленкообразова-
тель, какой бы он там не был, в конечном
счете лишь носитель окрашивающего
вещества. В том, понятно, случае, когда речь
идет о наружном слое.
Пигменты в красках большей частью
минеральные. То есть соединения
металлов, обычно цветных. Сырье дефицитное.
Но если олово из консервных банок или
свинец из аккумуляторов можно лри
правильной постановке дела извлечь и
использовать вторично, то титан, кадмий или
цинк, спрятанные в краске, в утиль не
сдашь. А на краски уходят тысячи тонн
минеральных пигментов...
Любой пигмент состоит из твердых
непрозрачных частиц. На цвет работает
только поверхность. Значит, если пигмент
диспергировать, раздробить как можно
23
размер частиц пигментов
Так размер частиц пигмента влияет на
оптические свойства пленки —
интенсивность окрашивания и
рассеивающую способность. Зная эту
зависимость, можно выбрать
оптимальную степень измельчения.
Заманчиво было бы уйти по кривым
влево, однако это не всегда выгодно:
на дополнительное измельчение
приходитсв тратить энергию
мельче, окрашивающая способность
возрастет. Не добавляя ни грамма пигмента,
можно покрасить больше квадратных
метров поверхности. Это одно из
направлений научной работы ярославской кафедры,
у истоков которого стояли профессор
П. И. Ермилов и доцент Л. Н. Лейбзон.
К высокодисперсному пигменту
можно безбоязненно добавлять и дешевый
наполнитель, лишь бы он не портил цвет.
Ярославское объединение «Лакокраска»
переходит сейчас с шаровых мельниц на
бисерные, то есть делает шаг к более
тонкому диспергированию. Качество при
этом не страдает совершенно, просто от
каждой частички берут больше, чем она
давала прежде.
Нехитрое рассуждение о том, что у
пигмента работает лишь поверхность,
привело к еще одной плодотворной идее.
А именно: если нам безразлично, что
находится внутри частицы, то почему бы не
взять нечто дешевое, не очень нужное, а
может быть, даже бросовое и покрыть
это «нечто» очень тонким слоем вещества
с требуемыми оптическими свойствами?
Такие пигменты кафедра и
разрабатывает сейчас совместно с ленинградским
объединением «Пигмент». В качестве
мишени выбрана классическая окись цинка.
Ядром, зерном частицы могут служить
каолин, белая сажа, тальк и т. п. Кстати,
пигменты такого рода называют иногда
оболочковыми, в честь покрывающего их
снаружи слоя вещества, а иногда керновы-
ми (от немецкого Kern — ядро, зерно,
сердцевина).
Кандидат химических наук Е. А. Ин-
дейкин оправдывает выбор объекта
двумя обстоятельствами: во-первых,
необходимостью экономить цинк, во-вторых,
наличием и других, помимо лакокрасочной
промышленности, потребителей окиси
цинка, например резиновой
промышленности, где то же вещество расходуется
в немалых количествах, но уже как
ускоритель вулканизации. Резина с керновой
окисью цинка не теряет ничего из своих
ценных свойств. Но как с красками?
К сожалению, пока оболочковые
пигменты несколько уступают монолитным,
целиком из дорогого вещества. Идея
продуктивна, но реализация ее далеко не
проста. Осаждение окислов на ядро — процесс
достаточно капризный и небыстрый.
Скорость — враг наращивания, так как при
быстром осаждении поверхность зерна не
закрывается сплошной пленкой: на
возникших центрах кристаллизации начинают
расти ветви-дендриты. Впрочем, и
медленное осаждение не позволяет пока
полностью закрыть ядро,- а это значит, что
красящая способность, интенсивность
окраски, цвет не так хороши, как хотелось бы.
Однако не всякая краска должна
сиять и блестеть. Есть и грунты, и
промежуточные слои, для которых главное —
защитные свойства. Тут, по всей видимости,
и найдут себе применение керновые
пигменты. А там видно будет. Не будем
торопить события, но выскажем надежду,
что подойдет очередь и титана, и хрома,
и кобальта, да мало ли еще чего ценного,
во что можно обернуть зернышки попроще.
ВЫБОР ЦЕЛЕЙ
Крупные исследовательские
институты, ведущие поиск на многих научных
направлениях, оперируют в своих
финансовых отчетах миллионами рублей. Если
взглянуть на научную деятельность
кафедры органических покрытий с этой точки
зрения, то показатели окажутся более чем
скромными: каких-то 170 тысяч рублей в
год по хозяйственным договорам. Какой-
нибудь суперприбор с приличной
автоматикой, бывает, обходится дороже.
Договоров можно набрать и больше
без особого труда,— считает заведующий
кафедрой. И выполнить по всем пунктам,
принеся определенную пользу другой
договаривающейся стороне. А себе, то есть
институту, заработать еще несколько
десятков тысяч рублей. Так за чем же дело
стало?
За тем, что (еще и еще раз) главная
продукция кафедры исчисляется не в
рублях и первейшее ее дело — готовить
хороших специалистов. Кафедра набирает
темы не легкие и сиюминутные, а основа-
Ь>*
На микроснимках — темные частицы
(оксид цинка) и светлые (тальк). Слева
эти частицы сосуществуют в виде смеси,
справа они объединены в керновые
(оболочковые) пигменты
тельные, на долгий срок, с серьезной
наукой, с добротным выходом в практику.
На пользу и производству, и студентам.
Чтобы научились принципам исследований,
чтобы сделали объективно полезную
дипломную работу.
Отыскивая цели поиска, кафедра
рассчитывает свои небольшие силы, выбирает
фронт исследований, на котором по той
или иной причине не сосредоточились
могучие флагманы науки. Например:
вовлечение в оборот доступного, а порой и
бросового, сырья. Тут не только прямая
экономическая выгода, не только верное
понимание насущной хозяйственной
задачи, но и педагогический принцип:
нравственность обучения. Привить завтрашнему
инженеру и исследователю рачительное
отношение к ресурсам — не столько из
области техники, сколько из области
морали.
Для керновых пигментов, о которых
только что говорилось, кафедра
подобрала еще одну основу: тонкие шла мы
гальванических ванн, зловредный отход,
который крайне труд о обезвреживать и
почти невозможно утилизировать. А тут —
пигменты!
Еще пример — с катафорезом,
которым сейчас увлечен лакокрасочный
мир. Катафорез — это осаждение
покрытий из водных растворов и дисперсий на
катоде, каковым служит окрашиваемая
деталь — хотя бы автомобильный кузов.
Сулит это дело огромные выгоды, но и
сложностей тоже хватает; в нескольких
строках не перескажешь, так что поверьте
на слово.
С чего, вы думаете, начала работу
с катафорезом ярославская кафедра? С
подбора режима? С подготовки
поверхности? С состава покрытий? С
технологических тонкостей?
Ничего подобного. Начала с модели,
на которой можно изучить принципы и
механизмы. Фундаментальное
исследование — самый короткий путь к новой краске.
М. КРИВИЧ, О. ОЛЬГИН,
специальные корреспонденты
«Химии и жизни»
Ветер,
волны
и пресная
вода
Сейчас для опреснения
морской воды на плавучих
платформах, нефтяных
эстакадах, причалах часто
используют электроионитовые
аппараты. Они надежны,
достаточно производительны, дают
пресную воду высоких
кондиций, но требуют значительного
количества электроэнергии.
А энергии в таких местах как
раз и не хватает.
В Истринском (под
Москвой) отделении ВНИИ
электромеханики разработана
плавучая энергетическая
установка, использующая энергию
и ветра, и волн. Она
предназначена для электрического
питания опреснителей, но,
разумеется, может быть
использована и для других целей. На
поплавке A) установлен
турбогенератор B) и компрессор C),
работающий от ветрового
колеса D) с турбиной E). Когда
дует ветер, колесо вращает вал
компрессора, а компрессор
нагнетает воздух в
турбогенератор, который и
вырабатывает электроэнергию. Лишний
воздух попадает в подводный
резервуар F), вытесняя из
него воду. Если же ветер слаб,
в турбогенератор через
обратный клапан G) поступает
воздух из резервуара, где
столб воды, подымающийся и
опускающийся вместе с
морскими волнами, работает как
поршень насоса. В общем,
когда не хватает энергии
ветра, установка использует
волнение моря; когда море
спокойно, работает ветер. Ну, а в
часы полного затишья
установка, конечно, не работает
и энергии не дает. Но воды,
опресненной в остальное
время, как правило, должно
хватить на эти тихие часы. Море
абсолютно спокойным бывает
не так уж часто.
«Газовая промышленность»,
1981, № 12, с. 9—11
Плавучая ветро-вол новая
энергетическая установка
Летом —
о зимнем
колосе
Пшеница вырастает и
вызревает за три-четыре
месяца. И то, что за год удается
получить только один урожай,
зависит целиком от климата.
Впрочем, и зимой удается
вырастить пшеницу — в
искусственных условиях, в фитокаме-
рах или установках
«Фитотрон». Хотя стоимость энергии,
которую приходится на это
затратить, слишком высока по
сравнению со стоимостью
полученного урожая, иногда с
этим приходится мириться,
например при селекции
растений. Если новый
высокоурожайный сорт будет создан на
три-пять лет раньше, то любые
затраты окупятся с лихвой.
Во Всесоюзном
институте растениеводства
разработана новая методика
выращивания сельскохозяйственных
культур в искусственных
условиях, которая позволяет
значительно уменьшить расход
энергии. Потолок и верхнюю
половину стен помещения, в
котором посеяны растения,
покрывают зеркальной
полимерной пленкой и включают
световые установки ДРЛ-400 —
ксеноновые зеркальные
лампы накаливания с водяным
экраном. Отраженного пленкой
света вполне хватает для
нормального роста пшеницы
(а также тритикале и других
культур). Излучаемого
лампами тепла достаточно, чтобы
обогреть помещение, не
прибегая к дополнительным
источникам тепла.
Качество полученного
таким образом зерна выше,
чем выращенного в поле.
И самое интересное, что
стебли растений в два раза
короче, чем обычно. А это большое
преимущество: расходовать
питательные вещества почвы
на производство соломы,
разумеется, нецелесообразно.
Чем меньше их получат
стебли, тем больше — зерио.
Может быть, разобравшись в
причине, из-за которой стебли
замедляют свой рост, удастся
вывести культуры растений,
которые сохраняют эти
качества и в традиционных
условиях — в поле?
«Доклады ВАСХНИЛ»,
1982, № 3, с. 23
Холод
из
тепла
Тепловые отходы,
тепловое загрязнение — эти
словосочетания употребляются все
чаще и чаще. Правильнее,
однако, было бы говорить не об
26
отходах, а о вторичных
тепловых ресурсах — разумеется,
при условии, что есть хороший
способ эти ресурсы
использовать. Один из вариантов
предложен в Одесском
технологическом институте
холодильной промышленности. Этот
вариант несложен, надежен и
экономически весьма
эффективен. Для его реализации
необходимы, кроме вторичных
энергоресурсов, еще два
списанных авиационных
двигателя, выработавших свой
моторесурс.
Отработавший пар
поступает в турбину первого
турбокомпрессор но го двигателя
и приводит ее во вращение.
Воздух сжимается в
компрессоре и поступает во второй
двигатель, где он сначала
дожимается, затем частично
охлаждается в теплообменнике и,
наконец, попадает в турбину,
которая в данном случае
служит детандером. Здесь воздух,
как в любой турбохолодильной
машине, расширяется и при
этом сильно охлаждается. Его
можно направить теперь в
холодильную систему,
например, в кондиционер.
Эта достаточно простая,
поддающаяся автоматизации
Система испытана и уже
используется в Балаковском
производственном
объединении «Химволокно» для
технологического
кондиционирования воздуха. Реальный
экономический эффект составляет
80 тысяч рублей в год. И —
никаких тепловых отходов.
«Холодильная техника»,
1982, № 6, с. 16—19
Косметика
и завивка
для старых
шнуров
Пришедшие в
негодность телефонные шнуры
можно восстановить. Сначала их
моют, потом нарушенную
изоляцию подновляют жидкой
пластмассой и подкрашивают
акриловым красителем,
отличающимся хорошим блеском и
высокой износостойкостью.
А после этого придают
шнурам привычную для нас
форму — нагревая их в
специальной установке, напоминающей
по принципу действия щипцы
для завивки волос.
"Design News", 1982,
т. 38, № 2, с. 38
Масло
с
тефлоном
В испытательном
пробеге автомобиль, в двигатель
которого залили коллоидную
смесь моторного масла и
тефлона, расходовал на 10%
меньше горючего, чем при
работе на обычных смазочных
материалах.
"Newsweek", 1982,
№ 10, с. 3
Прочная
пленка
Во Владимирском
производственном объединении
«Автоприбор» разработана и
выпускается установка для
электроискрового
легирования металлической
поверхности. Электроискровой разряд
переносит на деталь с
электрода частицы металла.
Образующаяся пленка в 3—5 раз
увеличивает стойкость режущего
инструмента и штампов.
«Автомобильная
промышленность»,
1982, № 3, с. 37
Добавка
к бетону
Введение в бетонные
смеси тринатрийфосфата
замедляет схватывание бетона
в начальный период и
повышает его морозостойкость.
Такую бетонную смесь можно
перевозить на далекие
расстояния, ее легче
укладывать.
«Бетон и железобетон»,
1982, № 2, с. 26, 27
Что можно
прочитать
в журналах
О получении этиленими-
на из дихлорэтана и аммиака
(«Химическая
промышленность», 1982, № 4, с. 13—16).
Об устройстве для
измерения поверхностного
натяжения жидкостей («Завод-
екая лаборатория», 1982, № 1,
с. 28, 29).
Об очистке сточных вод
в производстве кремнийорга-
нических полимеров и ол и
гомеров («Пластические
массы», 1982, №3, с. 47—50).
О применении
конструкционных углепластиков
(«Химические волокна», 1982,
№ 2, с. 5—8).
О применении сланцев
и их отходов в качестве
наполнителей для полимерных
строительных материалов
(«Горючие сланцы», 1982, № 1,
с. 21—23).
Об определении
размеров пузырьков газа в
жидкости («Химическая технология»,
1982, № 1, с. 59, 60).
О плазменном
термоупрочнении металлических
поверхностей («Технология и
организация производства»,
1982, № 2, с. 42, 43).
О новых ингибиторах
коррозии («ВДНХ СССР»,
1982, № 3, с. 10, 11).
О новом методе
очистки коксового газа от
сероводорода («Кокс и химия», 1982,
№ 1, с. 24—26).
О гранулировании
химических продуктов в жидких
средах («Кокс и химия», 1982,
№ 3, с. 46—48).
О современных
средствах для сбора нефти с
поверхности воды
(«Судостроение», 1982, № 2, с. 61—67).
Об
электронно-микроскопических методах
исследования и контроля медицинских
полимеров
(«Химико-фармацевтический журнал», 1982,
№ 1, с. 78—84).
О новых типовых
проектах теплиц («Картофель и
овощи», 1982, № 1, с. 26).
27
-<_j| г ,ки
Образ клетки
Кандидат медицинских наук
Б. Л. ПЕРЕВЕРЗЕВ
В научных журналах и монографиях
широко обсуждаются различные гипотезы,
предположения и идеи о механизмах
возникновения злокачественного роста,
о путях и причинах ракового перерождения
клетки. При этом авторы нередко
констатируют, что теоретическая онкология
переживает кризис, что в этой области
необходимы принципиально новые подходы.
В такой ситуации очень важно четко
сформулировать проблему. Как же обстоит
дело в этом отношении с целями
онкологических исследований и с их объектом?
ОБ ОПАСНОСТИ УСРЕДНЕНИЯ
Важнейшая цель теоретической
онкологии — установить механизмы
превращения нормальной клетки в
злокачественную. При этом физико-химические
особенности, отличающие раковую клетку от
нормальной, нам неизвестны, что вносит
некоторую неопределенность в саму
формулировку цели.
Есть и другая неопределенность,
касающаяся самого объекта исследования —
клетки, понимаемой обычно как клетка
вообще (хотя в каждом отдельном случае
исследователь работает с какими-то
конкретными клетками, например клетками
печени, крови и т. д.). Когда речь заходит о
клетке о таком понимании, у большинства
читателей, вероятно, возникает мысленный
образ клетки, как ее рисуют в учебниках:
в виде образования округлой формы с
ядром, цитоплазмой -и прочими деталями.
Это усредненный, стационарный образ
клетки. В то же время всем хорошо
известно, что клетки — объекты
нестационарные, живые. Вспомним известную
философскую истину: нельзя дважды войти
в одну и ту же реку, потому что она
находится в постоянном изменении. С
клеткой положение такое же: усредненный ее
образ статичен. Правда, с ним легко
и привычно иметь дело, но если мы
зададимся целью изучить природу клетки, то
такое упрощение может привести к
неожиданным последствиям. Очевидно,
нужно как-то учитывать изменения,
происходящие в каждой клетке на протяжении ее
жизненного цикла.
28
Однако работать с индивидуальной
клеткой не всегда возможно. Вместо этого
исследователь обычно работает с
группами клеток, или клеточными популяциями,
определяя их средние или суммарные
свойства и сравнивая свойства популяций,
получаемых от подопытных и контрольных
животных. Легко показать, что при этом не
всегда можно правильно ответить на
поставленные вопросы. Если, например, мЫ
возьмем популяцию, в которой по овина
клеток обладает неким признаком со
знаком плюс, а другая половина со знаком
минус, то в сумме этот показатель для
популяции, очевидно, окажется равным
нулю. Но ведь на самом деле ни одной
клетки с нулевым значением этого
признака в популяции нет! Еще пример: из
злокачественной опухоли мы получили
суспензию клеток и, пытаясь выявить
специфические особенности раковых клеток,
хотим охарактеризовать их, скажем, с
помощью биохимического метода.
Спрашивается, какова при этом будет ценность
результата, если мы не знаем, сколько в
данной популяции истинно раковых клеток?
Всякая клеточная популяция, с
которой исследователь имеет дело в
эксперименте, почти всегда является сложной:
в ней присутствуют клетки с разными
биологическими свойствами,
находящиеся к тому же в разных стадиях митоти-
ческого цикла. Принцип усреднения в
оценке свойств непрерывно меняющегося
объекта ориентирует на наиболее часто
встречаемую клетку или ее состояние, в ущерб
другим. Эту трудность пытаются
преодолеть путем синхронизации клеток в куль-
/туре, а в последнее время — путем
разделения популяции разными физическими
методами на более или менее
однородные фракции: Однако эти методы еще не
стали распространенными и имеют свои
ограничения.
Каков же выход? По-видимому,
чтобы учитывать все варианты одной клетки
на всем протяжении ее жизненного цикла,
нужно, работая с клеточными
популяциями, не усреднять получаемую
информацию, а моделировать вероятные измене- ~
ния в одной клетке во времени. Сделать
это можно с помощью многомерной
математической модели клетки.
КАК ПОЛУЧИТЬ МОДЕЛЬ
Для создания такой модели нужно
выполнить некоторые условия. Прежде
всего нужно работать Ке с клеточными
популяциями неизвестного состава, а с
тщательно подобранными,
представительными по численности группами клеток,
состоящими из клеток одного типа (сорта)
со строго определенными свойствами.
В этом случае такую популяцию клеток
можно считать обобщенным образом
клетки определенного типа, например,
клетки печени (гепатоцита), или клетки
тимуса (тимоцита) и т. д. Каждая конкрет-
ная клетка в такой популяции будет
представлять гепатоцит, тимоцит и т. д. в
определенный момент его жизненного цикла,
а различные варианты клеток,
встречающиеся в популяции, будут отражать
различные фазы жизненного цикла той же клетки.
При этом каждая клетка должна быть
охарактеризована количественно. Из всех
количественных показателей, которыми
в настоящее время можно
охарактеризовать отдельные клетки, важнейшими
представляются два: количество ДНК, по
которому можно установить место клетки
в митотическом цикле (другими словами,
эта величина служит в масштабе мито-
тического цикла эквивалентом времени),
и количество РНК, особенности которой
во многом определяют индивидуальные
свойства клеток. Если принять за
координаты количества ДНК и РНК, выраженные
в единых единицах массы (в каких — об
этом речь пойдет ниже), то результаты
измерений содержания нуклеиновых
кислот в отдельных клетках популяции
образуют на графике геометрическую фигуру,
обычно близкую к трапеции или эллипсу.
Эта фигура и будет отражением образа
клетки в кинетическом значении этого
слова, который должен заменить
привычное для нас стационарное изображение
клетки с ядром посередине и органелла-
ми, разбросанными в цитоплазме.
Правда, цитологам известно, что
содержание РНК в клетках значительно
варьирует. Считается даже, что результаты
измерений РНК в конкретных клетках могут
быть случайными, особенно если
учитывать ошибки методов измерений. Можно
согласиться с этим мнением, если иметь
в виду конкретную клетку на фоне
популяции однотипных клеток; но если
сравнивать клетки разных типов, например ге-
патоцит и тимоцит, то здесь вряд ли
можно говорить о случайности (в
определенных, разумеется, пределах): различия
в количественном и качественном составе
РНК в них генетически детерминированы.
И действительно, наши работы с
клеточными популяциями, полученными от
здоровых и больных раком животных (разные
типы лейкоцитов крови и костного мозга,
тимоциты, перитонеальные макрофаги, ге-
патоциты), показали, что каждый тип
клеток обладает индивидуальными и
стойкими границами распределения ДНК — РНК.
Какие же факторы влияют на
результаты измерений РНК в клетках? Это тип
клетки (гепатоцит, тимоцит и т. д.), степень
ее дифференцировки (большой —
средний — малый тимоцит),
злокачественность, степень функциональной
активности, вероятно, возраст и др. Нетрудно
заметить, что все это — важнейшие
биологические свойства клеток, каждое из
которых представляет собой
самостоятельную научную проблему. Пути
исследования этих свойств с помощью описываемого
здесь метода моделирования клеток в
общем ясны: нужно подобрать клеточные
популяции, в пределах которых вариации
содержания РНК обусловлены лишь одним
из перечисленных факторов; измерить
содержание РНК и ДНК в отдельных
клетках; установить количественные и
логические связи между содержанием ДНК
и РНК в клетках популяции; сопоставить
данные, полученные на клетках разного
типа, и наконец, промоделировать
механизмы функционирования генома клетки,
обладающей теми или иными
особенностями.
ЧТО ДАЕТ МОДЕЛЬ
Вот результаты измерений ДНК и
РНК в одних и тех же тимоцитах — клетках
тимуса здоровой мыши (рис. 1). Каждая
точка на графике — это одна клетка.
Данные были получены следующим
образом. У животного извлекали зобную
железу — тимус, помещали ее в каплю
сыворотки и размельчали скальпелем до
образования клеточной суспензии. Мазки
суспензии на предметных стеклах сушили
на воздухе, фиксировали в спирте, а затем
по специальной методике окрашивали ме-
тиленовым синим. Затем с помощью
сканирующего микроспектрофотометра
измеряли оптическую плотность окрашенных
клеток, определяя тем самым количество
связанного красителя: эта величина
пропорциональна суммарному количеству
нуклеиновых кислот (ДНК+ РНК). После из
мерения отмывали краситель и с помощью
кислотного гидролиза экстрагировали из
клеток РНК, мазок вновь окрашивали и
еще раз фотометрировали, измеряя
содержание ДНК. Содержание же РНК вычисля- '
ли по разнице между результатами.
Содержание ДНК и РНК мы в данном
случае выражали в относительных
единицах (показаниях прибора). Но можно вы-
1
Распределение клеток популяции
тимоцитов здоровой мыши в
координатах ДНК — РНК
РНН
200
150
100
50
[''■4F1 •
ДНК
29
Схема дифференцировки тимоцита
Распределение здоровых (сплошная
линия) и злокачественных (пунктир)
клеток в координатах ДНК— РНК
ражать их и в абсолютных единицах
массы (это сделано на рис. 2 и 3); наиболее
удобны для этого, с нашей точки зрения,
единицы плоидности, соответствующие
количеству ДНК в клетке с гаплоидным —
одинарным набором хромосом: для
каждого вида эта величина постоянна. Тогда
количество ДНК в диплоидной клетке,
вступающей в фазу синтеза, будет равно 2,
а в тетраплоидной клетке, по окончании
фазы синтеза,— 4, то есть за время фазы
синтеза оно удваивается.
Как видно из рисунка 1, большая часть
точек размещена в нижнем левом углу
графика; по мере увеличения содержания
ДНК в клетках увеличивается
содержание РНК, которое, как показали расчеты,
за время фазы синтеза также удваивается,
причем оба процесса идут синхронно. Есть
основания считать, что это явление
закономерное для любых нормальных проли-
ферирующих (делящихся) клеток.
30
Метод цитофотометрии позволяет
учитывать также и морфологию клеток,
их размеры, форму, характерные
особенности, по которым определяют тип
клеток, степень их дифференцировки или
зрелости, различные проявления патологии.
Так, все точки, расположенные в верхней
части графика, соответствуют наиболее
крупным тимоцитам, так называемым
«большим», которые считаются наименее
дифференцированными.
В клетках, расположенных на
верхней границе распределения точек на
графике, которая проходит под углом 45°,
содержание РНК равно содержанию ДНК.
По мере же уменьшения содержания в
клетках РНК, то есть ближе к оси абсцисс
на графике, меняется и их морфология:
меньше всего РНК в наиболее
дифференцированных («зрелых») малых тимоцитах.
Это отражает переход тимоцита от простой
пролиферации — деления к выполнению
им своей специфической функции в
организме, связанной с его участием
в иммунных процессах.
Таким образом, если рассматривать
популяцию как модель одной клетки,
находящейся на всех этапах ее жизненного
цикла, то в нашем случае популяция ти-
моцитов может служить еще и моделью
их дифференцировки: содержание РНК
в тимоцитах зависит от степени их
«зрелости». Известно, что в
недифференцированной клетке еще не определен набор
функционирующих активных генов,
свойственных зрелой клетке. Согласно
гипотезе каскадной регуляции генома, при диф-
ференцировке клетки на каждом
последующем этапе реализуется лишь часть
генетической информации,
использовавшейся на предыдущем этапе. В нашем
случае, вероятнее всего, в
недифференцированных клетках происходит синхронное
воспроизведение всей цепочки ДНК и
комплементарных ей молекул РНК; по мере
же дифференцировки количество
синтезируемой РНК уменьшается, причем на
каждом этапе дифференцировки это
уменьшение отражает блокировку
соответствующей части генома.
Отсюда следует, что верхняя
граница распределения — это, вероятнее всего,
путь, который проходит в своем митотиче-
ском цикле одна недифференцированная
клетка (см. рис. 2). Он начинается со
вступления клетки в митоз (А), после
которого клетка (В) делится на две дочерние
клетки. Одна из них, вероятнее всего,
повторит свойства материнской —
вернется в исходное положение (А), а другая
на нашем графике спустится на одну
ступень ниже (С), снова вступит в митоти-
ческий цикл и поделится. При этом ее
путь будет тоже иметь вид прямой линии,
но она пройдет под несколько меньшим
углом. Конечное состояние тимоцита — это
малый тимоцит (N), который либо гибнет,
либо превращается в качественно новую
«функционирующую» клетку (пунктирная
линия на графике). В такой клетке
содержание РНК тоже может возрастать, но
оно уже не будет зависеть от фазы синтеза
ДНК. Для создания модели
функционирующего тимоцита нужна другая
клеточная популяция, здесь мы ее не
рассматриваем.
На основании этих предположений
можно произвести и некоторые расчеты.
Так, совместно с А. А. Конрадовым и
В. М. Максимовым мы установили, что
на своем жизненном пути тимоцит
проходит пять митозов — пять ступенек на нашей
схеме дифференцировки. Вероятность
перехода дочерней клетки на очередной
этап дифференцировки составляет, по
нашим расчетам, ~ 0,75. Можно установить
также, какая часть генома блокируется на
каждом этапе дифференцировки (или,
если о геноме говорить преждевременно,
то во всяком случае — насколько
уменьшается на каждом этапе суммарное
количество РНК в клетке).
МОДЕЛЬ КЛЕТКИ
И ПРОБЛЕМЫ ОНКОЛОГИИ
Что может дать предлагаемый
подход для решения важнейших задач
теоретической онкологии, о которых шла речь
в начале статьи?
Конечно, неплохо было бы построить
аналогичную модель для злокачественных
клеток. Однако здесь все сложнее. Из-за
нестабильности генома злокачественной
клетки мы не можем выполнить главного
условия — подобрать популяцию клеток,
одинаковых по своим биологическим
свойствам.
Впрочем, есть некоторые основания
надеяться, что эту трудность удастся
преодолеть. На рис. 3 показаны границы, в
пределах которых располагаются по
содержанию нуклеиновых кислот нормальные ти-
моциты (сплошная линия) и
злокачественные клетки опухоли тимуса — тимомы
(пунктирная линия). Несмотря на
значительное перекрывание контуров, видна
зона, в которую попадают только
злокачественные клетки. Отсюда можно сделать
вывод: если по морфологическим
признакам тимоцита нельзя определить,
является ли он здоровым или подвергся
злокачественному перерождению, но по
содержанию в нем нуклеиновых кислот
он попадает в эту зону, то это значит, что
есть все основания отнести его к числу
злокачественных. Вот одно из
практических следствий наших рассуждений. Хотя
это еще и не решение проблемы
диагностики рака, однако задача установления
природы одной-единственной клетки
становится вполне реальной.
Экспериментально показано, что
если в нормальных клетках синтез ДНК и
РНК происходит синхронно, то в
злокачественных эта синхронность нарушена.
По-видимому, форму распределения
клеток тимомы на нашем графике можно
объяснить тем же — нарушением синхронности
синтеза ДНК и РНК. Это одна из
особенностей злокачественных клеток, которую
наглядно демонстрируют наши
эксперименты. Признак этот качественный в том
смысле, что он отличает злокачественную
клетку от нормальной, хотя установить
этот признак в иных условиях
эксперимента трудно.
А
В заключение хотелось бы
остановиться на том, что подход к
исследованию природы клетки через создание
кинетического ее образа не только связан
с перестройкой традиционного
мышления, но и выдвигает новые требования к
проведению экспериментов. Оказывается,
нет нужды стремиться к увеличению числа
опытов и используемых в этих опытах
экспериментальных животных —
исчерпывающую информацию можно получить
и на одном животном или больном;
возрастает роль умения учитывать ошибки
методов измерения; строже становятся
требования к применению статистических
расчетов; на первое место в планировании
эксперимента выходит математическое
моделирование событий, происходящих в
индивидуальной живой клетке. Все это
открывает новые перспективы в изучении
ключевых проблем клеточной биологии.
Реабилитация
К-области
Для начала —
немного истории. Еще в
XVIII в. было установлено,
что профессиональное
заболевание английских
трубочистов — кожный рак
вызывается постоянным
контактом с сажей и
каменноугольной смолой. По тем
временам это был
серьезный триумф медицины.
И потребовалось более
века для того, чтобы
разобраться в деле
поподробнее. В 1922 г. было
высказано предположение, что
рак вызывает не
каменноугольная смола в целом, а
отдельные ее компоненты.
Прошло еще 11 лет — и
31
из нее был выделен
индивидуальный
углеводород — бенз(а)пирен (БП),
обладающий свойствами
сильнейшего канцерогена:
Углеводородов в
смоле тысячи. Почему же
зловредное действие
оказывает именно этот?
Явилась на свет изящная теория
французского ученого
Б. Пюльмана, согласно
которой во всем виновата
так называемая фенантре-
новая двойная связь
(выделена цветом). В отличие
от прочих «двойных»
связей этой сложной
молекулы, она почти не делит свои
пи-электроны с соседними,
а является двойной всерьез.
В большинстве химических
реакций, особенно
реакций присоединения,
именно она — самая активная —
затрагивается в первую
очередь. Стало быть,
рассудил Пюльман, и в
процессе метаболизма должна
в первую очередь
реагировать эта область
молекулы (он назвал ее
К-областью в честь
знаменитого биохимика X. А. Кребса).
Следовательно, для того
чтобы предсказать
канцерогенную активность
углеводорода, достаточно
выявить в нем такие активные
(химически активные)
зоны. Сделать это не так уж
трудно: либо определить
с помощью квантовохими-
ческого расчета энергию
локализации электронов,
либо измерить скорость
присоединения к веществу
стандартного,
чрезвычайно активного окислителя —
тетроксида осмия.
Почему именно
тетроксида? Да потому, что
тем временем выяснилось,
каким путем происходят
в клетке превращения этих
чуждых организму
веществ. Стремясь от них
избавиться, клетка
переводит нерастворимые в
воде углеводороды в
гидрофильную форму. А для
этого их проще всего
окислить и превратить в
соответствующие
дигидродиолы. Так вот, резонно было
предположить, что
канцерогенное действие
оказывает не сам
углеводород, а продукты его
окисления, которые, вместо того,
чтобы мирно выводиться
из организма, начинают
реагировать с жизненно
важными белками и ДНК.
Успехи
химиков-синтетиков сделали
возможными испытания этих
предполагаемых продуктов
каждого по отдельности. И тут
оказалось, что наиболее
активный метаболит — ди-
гидродиол, содержащий
эпоксидную группу, в
котором К-область
совершенно не затронута:
Эксперименты,
выполненные in vitro, доказали,
что именно такой
метаболит связывается с
молекулой ДНК (точнее, с
аминогруппой гуанина) легко
и прочно. Опыты же in
vivo показали, что это
вещество — сильнейший
канцероген и мутаген. А вот
другие эпоксиды, в том
числе 4,5-эпоксид,
образуемый с участием
К-области, ведут себя куда
скромнее, потому что
обладают большей
химической активностью и до
ДНК попросту не доходят,
обезвреживаются.
Так выяснилось, что
главное зло таится в
скромной, незаметной бэй-об-
ласти (англ. bay — залив,
бухта; выделена цветом),
на которую обычные
химические реагенты
действуют далеко не в первую
очередь. Как же быть с
теорией Пюльмана?
Можно, разумеется,
ограничиться простой констатацией
того философского факта,
что живая клетка куда
сложнее, чем колба
химика, и нельзя механически
переносить
закономерности обычных реакций
на реакции биохимические.
Однако можно ли сказать,
что подход Пюльмана
оказался совершенно
бесплодным?
Канцерогенная
активность углеводорода
предсказанию все же
поддается, но только
рассчитывать — с помощью тех
же методов — надо
другое: не энергию
локализации электронов около
К-связи, а энергию их
делокализации, связанную
с образованием катионов
бензильного типа в бэй-
области. Абсолютно ли
надежен такой расчет?
Разумеется, нет. Его
результаты коррелируют с
данными эксперимента, но
не во всех случаях. Это
вполне объяснимо. Ведь
в экспериментах in vivo
на измеряемую степень
активности влияют не
только энергии локализации
или делокализации, но и
факторы, которые никакой
квантовой механикой не
учтешь, например, пол,
возраст, вид подопытного
животного.
А как быть с
К-областью? Оказалось, что все
же свою роль играет и она:
молекулы с одним лишь
«заливом», не имеющие
активной двойной связи,
зловредного действия не
оказывают.
Б. СЕРГЕЕВ
ЧТО МОЖНО ПРОЧЕСТЬ
О КВАНТОВО-
ХИМИЧЕСКИХ
РАСЧЕТАХ В БИОХИМИИ
Я. Л а д и к. Квантовая
биохимия для химиков и биологов.
М.: Мир, 1975.
Б. Пюльман.
Электронная биохимия. М.: Наука, 1966.
32
Я MP-спектрометр с магнитом, внутрь
которого можно помещать лежащего
пациента
Проблемы и методы
современной науки
Рентген
без рентгена
Каждый знает, как проверить
свежесть покупаемого яйца: нужно
посмотреть сквозь него на свет. Если яйцо
тухлое, в нем видны темные пятна. Эта
испокон века известная операция, пожалуй,
наиболее древний способ интроскопии,
неразрушающего исследования того, что
находится внутри объекта. Едва ли
нужно объяснять, насколько важны для
современной цивилизации многообразные
способы «заглядывать в яйцо, не разбивая
скорлупы»: неразрушающий контроль
качества изделий, изучение всевозможных
природных объектов в их нативном виде,
наконец, обследование живых существ для
диагностики заболеваний.
Со времен В. К. Рентгена,
открывшего «икс-лучи», которые сразу же нашли
применение в медицине и в технике,
интроскопия обогатилась десятками методов.
В ход пошли и гамма-кванты, и нейтроны,
и быстрые ионы, и ультразвук. Каждый
метод по-своему хорош и незаменим, но
все они связаны с довольно жестким
воздействием на объект, которое нередко
можно считать неразрушающим лишь в
грубо механическом смысле слова. По
крайней мере, биологические объекты
уязвимы для любого из перечисленных видов
излучения. А менее суровые воздействия
не находили применения из-за того, что с
точки зрения проникающей способности
они менее избирательны, да и способы
их детектирования были не столь удобными.
Однако в- последние годы удалось
разработать новый, совершенно неожиданный
подход к проблеме, основанного на
применении магнитного поля и радиоволн —
техники ядерного магнитного резонанса (ЯМР),
хорошо знакомого химикам. Конечно,
всякая новизна относительна, и классические
аргументы скептиков от «этого не
может быть» до «это давным-давно
известно» не теряют своей остроты, по крайней
мере до тех пор, пока новинка не
начинает приносить очевидную для всех пользу.
ЯМР-интроскопия, появившаяся на
свет в начале 70-х годов, за последние
год-два этого заветного уровня
достигла, и потому, рассказывая о ней, можно
использовать перечисленные — и уже
опровергнутые — аргументы скептиков в
качестве заголовков.
ЭТО ДАВНЫМ-ДАВНО
ИЗВЕСТНО
Если перед специалистами в области
ЯМР поставить задачу — заглянуть в яй-
2 «Химия и жизнь» № 9
33
цо, не разбивая скорлупы, они ответят,
что в самом общем виде задача ими
давно решена. Яйцо — это жидкость
в хрупкой оболочке. Но традиционный
ЯМР высокого разрешения как раз и
изучает жидкости. А заливают их в хрупкие
стеклянные ампулы. При желании можно
сделать ампулу и из известняка, как
яичную скорлупу. Так что, объявись на свете
порода птиц, несущих яйца
цилиндрической формы длиной несколько
сантиметров и диаметром несколько
миллиметров, такие яйца можно было бы
непосредственно помещать в датчик
спектрометра.
Этот датчик помещается между
полюсами магнита, создающего поле строго
постоянной напряженности. Требования к
однородности чрезвычайно суровые:
градиенты поля в объеме образца не
должны превышать 10~8—10"9 от величины
самого поля. Как известно, атомные ядра,
спин которых равен 1/2 (протоны, ядра
,9F, ' 3С, 3' Р) будучи помещены в
такое поле, оказываются способными
поглощать энергию другого, переменного
радиочастотного поля. И если это
поглощение измерять достаточно
чувствительным устройством, можно
зафиксировать резонансные сигналы однотипных
ядер (например, протонов), находящихся
в химически неэквивалентных
состояниях — входящих в состав разных групп
атомов одной и той же молекулы.
Интерпретация спектра этих сигналов —
процедура относительно несложная,
позволяет установить строение веществ,
находящихся внутри ампулы, то есть как бы
заглянуть внутрь. А поскольку в состав желтка
и белка входят разные соединения, то в
принципе можно и отличить друг от друга
эти части яйца. Правда, если они
находятся в разных ампулах.
ЭТО НЕВОЗМОЖНО
О том, что происходит в датчике
ЯМР-спектрометра, в популярной
литературе писалось немало. Коварство,
таящееся в подкупающей наглядности таких
описаний, обнаруживается при первой же
попытке понять на их основе хоть что-
нибудь в специальной литературе о ЯМР. На
самом деле все не так просто, а главное —
не так радужно. Во-первых, ничего, с
точки зрения химика, путного спектрометр
бы после погружения в датчик яйца не
записал. Спектры высокого разрешения
получаются только при работе с
маловязкими жидкостями, а желток и белок
довольно вязки. Во-вторых, реальное яйцо
по диаметру сильно превышает датчик
традиционного прибора, и это препятствие
весьма серьезно. Чем шире датчик, тем
труднее поддерживать в его объеме
должную однородность поля. Так что если взять
да изготовить магнит, в который
помещалось бы яйцо, то спектров высокого
разрешения, скорее всего, получить не
удастся. И в-третьих, даже если бы их получить
удалось, никакой мудрец в них не
разобрался бы. Ведь яйцо — это не ампула,
в которую налито химически чистое,
индивидуальное соединение. Как и всякий
биологический объект, оно содержит
десятки различных соединений. Поэтому
сигналы протонов, входящих в состав разных
молекул, на ложатся друг на друга, и
белок вряд ли будет чем-то отличаться от
желтка.
Эти соображения, с точки зрения
химика, привыкшего к применяемому в
лабораторной практике традиционному
ЯМР, убедительно доказывают
неразрешимость поставленной задачи.
И КАК ЭТО ДЕЛАЕТСЯ
Развитие радиоспектроскопии и, в
частности, спектроскопии ЯМР — это прежде
всего бурный прогресс приборов и
аппаратуры. Смена поколений среди ЯМР-спект-
рометров происходит через каждые
несколько лет, и потребители — химики,
биологи, медики порой не успевают следить
за ростом их возможностей.
Спектрометр высокого разрешения,
способный быстро и легко выдать удобный
для химика-исследователя спектр какого-
нибудь несложного жидкого соединения,—
это уровень-, достигнутый научным
приборостроением еще к середине 60-х годов.
В принципе, однако, изящный спектр
высокого разрешения несет лишь малую
часть информации о веществе, которую
можно было бы добыть, изучая отклик
атомных ядер на воздействие магнитных
полей. Спектрометр классического ' типа
удачно отбирал эту часть из громадного
массива данных, полный анализ которого
при простейшей схеме магнит — датчик —
самописец был попросту немыслим.
В конце 60-х годов появились первые
ЯМР-спектрометры, снабженные ЭВМ. В
отличие от традиционных приборов, в них не
было развертки поля по частоте или по
напряженности — на образец вещества
обрушивался сразу весь нужный диапазон
радиочастот в виде короткого импульса.
Картина отклика ядер на такой удар,
разумеется, куда сложнее, чем привычный
набор узких линий обычного спектра, но
ЭВМ, в память которой эта картина
попадала, извлекала из нее те же самые линии с
помощью так называемого Фурьепреобра-
зования.
Первым достижением таких приборов
было резкое повышение чувствительности.
В памяти ЭВМ можно накопить отклики
от тысяч часто следующих друг за
другом импульсов и получать, например,
спектры органических соединений
изотопа углерода ,3С, природная концентрация
которого в составе обычного углерода
всего-то 1,1%.
34
Но это было только первым успехом
импульсной техники: картина отклика,
попадавшая в память машины, несла
массу иной, нетрадиционной информации,
которую старые приборы попросту
упускали. Применяя такие приемы, как
кросс-поляризация, техника магического угла*,
разработчики приборов следующего
поколения научились избавляться от запрета
на исследование вязких или твердых тел.
Кроме того, богатый опыт в
изготовлении магнитов со строго однородным полем
открыл возможность напряженностью
поля управлять и, в частности, в случае
нужды регулировать ее по строго
определенной, контролируемой ЭВМ программе.
На этом — сегодняшнем уровне в
приборах последних поколений ЭВМ не только
анализирует получаемые данные, но и
управляет всей работой спектрометра.
Таким образом, приборы прошли ряд этапов
эволюции, в чем-то сходной с эволюцией
живых организмов, и обзавелись
собственным мозгом, способным как анализировать
данные, поступающие извне, так и
руководить поведением самого прибора. Для
таких спектрометров задача о яйце стала
разрешимой: они способны не только
обнаружить внутри объекта то или иное
соединение, но и проследить за поведением
молекул этого соединения в разных точках
объекта. А это избавляет от необходимости
искать в составе желтка и белка разные
хитроумные молекулы — достаточно того,
что и тут и там есть вода.
Среди прочих уникальных свойств
этого самого распространенного на
свете вещества есть одно особенно для нас
важное: время, в течение которого
протоны воды «успокаиваются» после
возбуждения магнитным полем (время релаксации),
сильно зависит от вязкости материала,
содержащего воду, от свойств молекул,
с которыми соприкасаются молекулы воды
и от многих других особенностей
реального объекта. Кроме того, если говорить
об объектах биологического
происхождения, то разные их ткани почти всегда
отличаются и процентным содержанием
воды. Вот обстоятельства, которые
позволили поручить ЯМР-спектрометру задачу,
ранее считавшуюся абсолютно ему
чуждой: искать не тонкие различия между
молекулами или их частями, а рисовать
картины, характеризующие распределение
в объеме образца молекул воды — по
концентрации или по времени релаксации. А
отрешившись таким образом от деталей
молекулярного строения объекта, удалось
сразу убить еще одного зайца:
избавиться от самого сурового запрета ЯМР —
запрета на сильное увеличение диаметра
датчика. Иными словами, на помещение
в прибор довольно объемистых предметов
*См. «Химия и жизиь», 1981, № 4.
размером, поначалу, как раз с куриное
яйцо.
И вот, наконец, вожделенные
результаты: изображение внутренности яйца,
полученное без повреждения скорлупы
(рис. 1); «срез» лимона, сделанный без
помощи ножа (рис. 2). Изображения, как
видите, не черно-белые, а цветные.
Откуда же берется цвет и почему яичный
желток получился зеленым? Да потому, что
этот цвет условный. ЭВМ приравнивает
диапазон фиксируемых ею концентраций
(или времен релаксации) воды к полному
спектру солнечного света и, подавая
результаты измерений на экран
осциллографа, изображает объект условно цветным.
Это чрезвычайно удобно для наблюдателя.
Первые картины такого рода —
один из пионеров исследований в этой
области П. Лаутербур назвал их зоймато-
граммами (греч. £еягуцс1 — то, что
используется для связи) — появились в
начале 70-х годов и сразу же вызвали
немалый энтузиазм. Возникла, кстати, и
потребность уточнить, что же означает слово
«изображение». Наиболее удачное
определение дал тот же Лаутербур:
изображение — это графическое представление о
пространственном распределении одного
или нескольких свойств объекта. Эти слова
могут, пожалуй, заинтересовать не только
естественника, но и художника.
Изображение, внутреннее
строение — категории такие простые и
житейски понятные. Однако до возможности
всерьез изучать их применительно не к
модельным, а реальным, живым объектам
метод ЯМР добрался только тогда, когда
приборы достигли высочайшего
технического совершенства и обзавелись даже
некоторым (не побоимся этого слова)
интеллектом. Только на этом уровне — уровне
80-х годов нашего века — отпали
технические ограничения, казавшиеся
непреодолимыми, и метод стал поставщиком
результатов, имеющих значение не только
для узкого круга специалистов, но и для
всех.
ЯМР-ТОМОГРАФИЯ
Чтобы изобразить срез яйца, ЭВМ
расчленила плоскость его сечения на 125
участков по вертикали и столько же по
горизонтали. Всего, стало быть, обмеру
подверглись 15 625 точек, благодаря
этому и получилась настолько четкая
картина, что различаются детали размером
менее миллиметра.
Такую же картину можно получить
для другого среза — удаленного от
первого на небольшое расстояние. Времени
на это уйдет немного: нужные данные
окажутся в памяти ЭВМ спустя 30 мкс.
А накопив параллельные срезы по
всему объему предмета, можно в результате
извлечь из машинной памяти точное трех-
Т
35
мерное изображение всех его
«внутренностей».
Тем, кто сталкивался с современной
медицинской диагностикой, такой
подход — построение последовательных
срезов — хорошо знаком. Он
применяется в одном из новейших методов
обследования больных — в рентгеновской
томографии, изобретатели которой были
в 1979 г. удостоены Нобелевской премии
по медицине.
Когда появились первые сообщения о
зойматографии, возник естественный
вопрос: а нельзя ли заменить ею рентген?
Едва ли нужно объяснять, насколько
ценной была бы такая замена с точки
зрения безопасности как больных, так и
медицинских работников: ведь кванты
радиочастотного поля по энергии уступают квантам
рентгена в 1010—1012 раз. А вскоре было
сделано важнейшее наблюдение: время
релаксации воды заметно изменяется
при переходе от здоровых тканей к
опухолевым. Первые сенсационные
фотографии мышей с хорошо видимой в них
опухолью появились несколько лет назад
и придали работе над приборами с
большой полостью магнита особую
экстренность.
За разработку приборов, нацеленных
на ЯМР-томографию, взялись сразу
несколько групп исследователей в разных
странах. Казалось, что первыми добьются
успеха те, кто имел опыт в разработке
рентгеновских томографов. Как-никак, у них
уже были готовые программы для ЭВМ,
опыт экономии машинного времени,
необходимый при нужном здесь колоссальном
объеме счетной работы — на анализ
томограмм ее тратится примерно столько
же, сколько на запуск и стыковку
космических аппаратов.
1
Изображение продольного
«разреза» яйца,
полученное с помощью
ЯМР-интроскопии
Поперечный «разрез»
лимона
3, 4
Изображения
плоских сечений
головы пациента,
полученные при
обработке ЭВМ
результатов
одной и той же
съемки на
ЯМР-томографе
36
Однако оказалось: Я MP имеет
столько невидной со стороны и непостижимой
для новичков специфики, что опыт в
разработке спектрометров оказался в данном
случае более ценным. Диаметр полости
магнита удалось увеличить вначале до
размеров человеческой головы, а совсем
недавно — и до размеров,
позволяющих обследовать человека целиком. На рис.
3 и 4 представлены два «среза» головы
добровольца. Отличающиеся по строению
ткани отличаются и цветом, и его
интенсивностью. Доброволец, к счастью,
совершенно здоров; если бы в его мозге была
опухоль, она сразу проявилась бы в виде
цветного пятна. Проблемы, которые
пришлось решить, прежде чем эти снимки стали
возможны, трудно даже перечислить. Не
последнее место среди них занимает то
обстоятельство, что объем счетной работы
растет пропорционально объему
исследуемого предмета, то есть кубу его
линейного размера. Изощряясь в экономии
машинного времени (нельзя же, чтобы прибор
мог обследовать, скажем, одного
больного в день), приходится одновременно
уделять внимание и проблеме безопасности.
Хоть это и не рентген, но исследователи
все же беспокоятся, не будет ли
причинять вреда сильное магнитное
поле. В самое последнее время
выяснилось, что опасность может представить
не само поле — живем же мы все в
магнитном поле Земли,— а только его
градиенты. И вот теперь метод,
первоначально основанный именно на создании в
объекте градиентов магнитного поля,
приходится освобождать от этих градиентов.
Окончательный выбор оптимального
способа обследования больных — дело
ближайшего будущего.
ДВЕ КНОПКИ НА ПУЛЬТЕ
Иллюстрации, приведенные в этой
статье, имеют существенное отличие от
всех фотографий такого рода, которые,
возможно, встречались читателям в
других публикациях. Все эти изображения
получены на серийном приборе,
снабженном не самодельным, а серийным же
магнитом. Используемый для этого прибор
(см. заставку статьи), пожалуй, самый
универсальный из ныне существующих
радиоспектрометров. На нем можно получать и
спектры высокого разрешения на любых
ядрах, и спектры с кросс-поляризацией и
магическим углом, и спектры ядерного
квадрупольного резонанса. Может
возникнуть вопрос: а не излишняя ли это
роскошь?
И в самом деле, почему бы не
пристроить большие магниты к спектрометру
попроще, зачем нужны медикам все эти
магические углы? Упрощать прибор,
пожалуй, преждевременно. Несмотря на
то, что уже сегодня его можно купить для
практической эксплуатации в клинике (он,
кстати, хоть и недешев, но стоит
примерно вдвое меньше, чем рентгеновский
томограф), основное назначение его все-таки
другое: дать возможность
медикам-исследователям отработать оптимальную
методику. А раз назначение прибора в
основном лабораторное, нет нужды тратить
время на упрощение его «капитанского
мостика». Если врач-практик с управлением
ЯМР-спектрометром, возможно, и не
сладит, то исследователю это по силам.
Приборостроение, как известно,
развивается в двух направлениях: создание
универсальных, всемогущих установок и —
параллельно — разработка простых в
управлении приборов узкоцелевого
назначения. Опыт и в том, и в другом накоплен
достаточный, так что можно гарантировать:
как только наилучшая, полностью
безопасная методика обследования больных будет
найдена, появится и нехитрый в
обращении, хотя по конструкции, видимо, не такой
уж простой прибор, весь пульт управления
которого будет состоять из двух-трех
кнопок. Возможно, внешне похожий на те
приборы, что каждый из нас видел в кабинете
рентгенолога.
Но только без рентгена.
Д-р У. АЙХХОФФ
(Карлсруэ , ФРГ)
Ядерная
магнитная
интроскопия
Современная
физика, успехи которой стали
одной из главных
движущих сил
научно-технической революции, сумела
создать всего два способа
построения изображений,
не имеющих природных
аналогов: лазерную
голографию, а также зоймато-
графию, иначе именуемую
ядерной магнитной
интроскопией,— о ней вы только
что читали. Впечатляющие
прикладные достижения
зойматографии,
основанной на явлении ядерного
магнитного резонанса,
представляют собой
весьма изощренную с
технической точки зрения
реализацию сравнительно
несложных физических
принципов.
При помещении
вещества в постоянное
магнитное поле
энергетические уровни атомных ядер
расщепляются, если ядра
обладают отличным от
нуля собственным
моментом количества движения
(спином). Разность
возникших энергетических
уровней пропорциональна
напряженности поля.
Поэтому первое условие для
экспериментального
наблюдения этого эффекта —
наличие возможно более
37
мощного поля. Если спин
ядра имеет минимальное
из возможных значений,
1/2, то возможны лишь два
энергетических уровня
(рис. 1).
Переход между
ними, то есть изменение
спина, происходит с так
называемой ларморовой
частотой W0, также
пропорциональной
напряженности поля. Поэтому если
на вещество наложить еще
одно — переменное —
магнитное поле с частотой
W0, перпендикулярное
постоянному, ядра начнут
поглощать энергию
переменного поля. В
результате заселенность более
высокого и потому энерге-
Снгналы ЯМР
двух
цилиндрических
ампул с водой
(А и Б),
размещенных
на некотором
расстоянии
друг от друга
в магнитном
поле Н,
обладающем
градиентом
вдоль оси Z-
-AH(Z)
тически менее выгодного
уровня возрастет. Этот
самый процесс
поглощения энергии переменного
поля ядрами,
помещенными, кроме того, в
постоянное поле, и называется
ядерным магнитным
резонансом. Наблюдать его
легче всего, как уже
говорилось, в случае ядер,
спин которых равен 1/2, то
есть ядер водорода, фто-
ра-19, фосфора-31, угле-
рода-13, азота-15 и др.
В отсутствие
переменного поля
подавляющее большинство ядер
находится на нижнем
энергетическом уровне, и к
такому же состоянию
стремится система после устра-
Расщепление
энергетических уровней
во внешнем постоянном
магнитном поле Н0.
Е,, Е2 — энергия
соответствующих уровней;
ш0 — резонансная частота,
тТ — постоянная Планка,
Y — гиромагнитное
отношение. Спнны ядер
обозначены кружочками
со стрелками,
указывающими
ориентацию относительно
постоянного поля
нения резонанса с этим
самым полем.
Процесс
восстановления равновесия
называется спин-решеточной
релаксацией. Характеризуют
его временем Т„ сильно
зависящим от агрегатного
состояния вещества, его
чистоты, химического
строения и других факторов.
Например, для чистой
воды при комнатной
температуре Т, = 4 с, а в чистых
неметаллических
диамагнитных кристаллах эта
величина может достигать
и суток.
Основным
направлением, в котором до
недавних пор развивался
метод ядерного
магнитного резонанса, было
исследование тонкого
взаимодействия между
ядерными спинами соседних
атомов, а также между
спинами ядер и
электронными оболочками,— на
основе этого и формировались
традиционные спектры
высокого разрешения. На
получение таких спектров
были нацелены и
конструкции приборов, важнейшим
требованием к которым
была максимальная
однородность постоянного
поля и стабильность прибора
при настройке его на лар-
моровскую частоту:
«держать» ее иной раз
приходится целыми днями.
Создание зоймато-
графии было результатом
развития ЯМР в другом
направлении, основы
которого, если смотреть на
дело ретроспективно,
были тоже заложены
довольно давно, еще в начале
50-х годов. Именно тогда
Р. Габиллиард предложил
58
метод измерения
градиентов, неоднородностей
магнитного поля, суть
которого сводилась к измерению
сразу в двух ампулах.
Ампулы, наполненные,
например, водой,
помещались параллельно, на
некотором расстоянии друг
от друга в постоянном,
перпендикулярном им
магнитном поле (рис. 2). Если
поле совершенно
однородно, то резонансная
частота, естественно,
будет одной и той же для
обеих ампул. А вот при
наличии хотя бы
небольшого градиента поля
резонансная частота, которая,
напомним,
пропорциональна напряженности, будет
для каждой ампулы своей.
Метод измерения
градиентов в том и состоял, что,
зная расстояние между
ампулами и измеряя
соответствующие им
резонансные частоты,
исследователь легко получал
значения напряженности в
разных точках пространства.
В принципе отсюда
оставался один шаг до
того, чтобы, зная
напряженность поля в разных
точках, измерять
расстояние между ампулами,
помещенными в
произвольные места полости
магнита. Однако эта
возможность была реализована
лишь в 1973 г., когда
П. Лаутербур впервые
получил двумерные
«изображения» распределения
ядер водорода между
несколькими ампулами.
Переход от двумерных
изображений к трехмерным
представлял собой
определенную трудность,
потому что если объем
образца делится на п частей
по каждой из двух взаимно
перпендикулярных осей,
то для реконструкции
плоского «среза» требуется
измерить концентрацию
протонов в na точках, а вот
трехмерное изображение
требует обмерить уже п3
точек. И чем более
высокого разрешения мы
требуем от системы, чем
больше мы хотим выявить
мелких деталей, тем большее
число точек приходится
обмерять и тем большая
нагрузка ложится на ЭВМ,
анализирующую
получаемые данные. Поэтому в
дополнение к проекцион-
но-ре конструкционном у
методу Лаутербура в
последние годы начинают
разрабатываться метод
«рабочей точки», в котором
градиент поля создается
сразу во всех трех
измерениях, а также
изощренные приемы, с помощью
которых машинное время
экономится ценой
разумных уступок по части
чувствительности метода.
Развитие приложений
этого метода для
исследования биологических
объектов было резко
ускорено тем фактом, что
различные ткани живых
организмов отличаются не
только процентным
содержанием воды, но и временем
ее спин-решеточной
релаксации Г,. Примечательно,
что последняя особенность
вытекает из
установленного еще в 1968 г. различия
состояний воды, в частности
между опухолевой и
здоровой тканью. Это различие
обнаружили с помощью
микрокалориметрии
советские физики Э. Л. Анд-
роникашвили и Г. М. Мрев-
лишвили*. Три года спустя
в работах американского
исследователя П. Дама-
диана появились зоймато-
граммы, фиксирующие
положение опухолей в
организмах подопытных
мышей. К настоящему
времени возможности этого
перспективного
диагностического метода резко
возросли и, как уже известно
читателям, с его помощью
начинают обследовать
пациентов.
Этот успех зойма-
тографии самый
впечатляющий, но далеко не
единственный. Не
исключено, что скоро появятся
ЯМР-микроскопы, которые
позволят исследовать внут-
* Э. Л. Андроникашвили,
Г. М. Мревлишвили. — Доклады
АН СССР. 1968. т. 183. вып. 2. с.
463.
реннее строение
природных объектов с
разрешением порядка нескольких
микрон. Чтобы обеспечить
такой прирост
чувствительности приборов, придется
лишь увеличить
напряженность Н0, а, по последним
данным, никаких
принципиальных препятствий для
этого нет. Исследуются
возможности и получения
эойматограмм на ядрах
других, не водородных
атомов. Так, работая на
ядрах фосфора, можно
получать изображения
организмов или их частей по
распределению веществ —
производных этого
элемента. Например, изучение
сердечной мышцы по
содержанию АТФ, как
ожидается, позволит
обнаруживать в ней инфаркто-
опасные зоны. Исследуются
возможности получения
эойматограмм и с
помощью другого варианта
радиоспектроскопии: не
ЯМР, а ЭПР —
электронного парамагнитного
резонанса. В этом случае
будет изучаться
распределение в объекте не ядер
каких-то элементов, а
парамагнитных частиц,
свободных радикалов.
Возможно, со временем
найдет применение и вариант
зойматографии, вовсе не
нуждающийся в
постоянном магните, а
использующий взамен его
естественное магнитное поле Земли.
Перспективы
применения нового метода, как
видите, почти
безграничны, но и то, что
достигнуто за первое десятилетие
его существования,
достойно восхищения.
Кандидат физико-
математических наук
А. А. ЛУИ ДИН
39
Разные мнения
Геометрия
микромира
В свое время трудности, возникавшие при
попытках объяснить некоторые особенности
явлений космического масштаба, привели к
необходимости использовать для их описания
неевклидову геометрию. Но нет ли у явлений
микромира каких-либо особенностей,
свидетельствующих о своеобразии геометрии его пространства?
Одна из важнейших характеристик всякой
элементарной частицы — ее спин, собственный
момент количества движения. По этому
признаку все частицы делятся на две группы: в группу
так называемых фермионов входят все частицы
с полуцелым спином (например, электроны),
в группу бозонов — все частицы с целым
спином (например, фотоны). При этом главное
различие между поведением фермионов и бозонов
определяется известным принципом Паули: в то
время как две тождественные частицы с
полуцелым спином не могут находиться в одном и
том же квантовом состоянии, в случае бозонов
в одном и том же квантовом состоянии может
находиться много (в пределе — бесконечно
много) тождественных частиц.
Для фермионов слова «одно и то же
квантовое состояние» равноценно словам «одна
и та же область пространства». В самом деле,
если два электрона с противоположными
спинами находятся на одной орбитали и при этом
по ней «размазаны», то и можно считать, что
они находятся в одном и том же месте. Но если
эту интерпретацию принципа Паули
распространить на бозоны, получится, что в одной и той же
области пространства может находиться сколь
угодно много тождественных частиц.
Иначе говоря, мы имеем дело с
удивительным фактом, когда в одном случае в одном
и том же месте пространства нельзя поместить
и двух тождественных частиц, а в другом случае
таких частиц может быть бесконечно много.
И виной всему оказывается спин: когда он
полуцелый, пространство становится слишком
«тесным», а когда целый, пространство становится
слишком «просторным».
Как известно, помимо классической
геометрии Евклида существует эллиптическая
геометрия Римана и гиперболическая геометрия
Лобачевского; в совокупности все эти три
геометрии образуют единую систему. Различие
между ними принято пояснять так: если в
геометрии Римана через данную точку нельзя
провести ни одной прямой, не пересекающей
другую, то в геометрии Лобачевского таких прямых
может быть бесконечно много. То есть
эллиптическая геометрия как бы «сужает»
пространство, а гиперболическая геометрия его как бы
«расширяет» в сравнении с пространством
Евклида.
Само собой напрашивается
сопоставление: фермионы с полуцелым спином должны
подчиняться геометрии Римана, а бозоны —
геометрии Лобачевского.
Но есть ли в этом сопоставлении какой-
либо смысл?
Ю. Б. ДАНОЯН.
старший научный сотрудник
(Ереван)
Квантованные
звезды
Применение подходящей системы
единиц позволяет иногда значительно упрощать
соотношения между физическими величинами.
Например, если для описания атома водорода
за единицу скорости принять скорость света,
за единицу заряда и массы — заряд и массу
электрона, то радиус первой орбиты электрона
Re и период его обращения Те вокруг ядра
весьма просто выражаются через постоянную
тонкой структуры а = 1/137,036: Re = 1/a2 и
1в=2я/а3.
Но если за единицу массы принять массу
Солнца, а гравитационную постоянную тоже
приравнять к единице, то такими же простыми
соотношениями выражаются радиус Солнца Rq
и период его вращения вокруг оси Tq
(относительно «неподвижных» звезд): К^ = Вл/а2,
Тф=(8л/а22 • 2. Если использовать обычную
систему единиц, получится, что радиус и период
вращения Солнца определяются его массой,
зная которую можно определить ^0=9,964X
ХЮ10 см (по результатам наблюдений —
6,9599 • 1010 см) и Т0=25,3В суток (совпадает
с экспериментальным значением).
Интересно, соблюдается ли подобная
закономерность и для других звезд?
В. ЧУ ЛКОВ-ЭЙ ДМ АН,
инженер (Москва)
Существует ли
предел
температуры
Если нагревать твердое тело, то вначале
оно расплавится, затем испарится, а потом
превратится в плазму, состоящую из свободных
атомных ядер и электронов. Однако дальнейшее
повышение температуры не может
продолжаться беспредельно, так как с повышением
температуры растет скорость частиц, а она не может
превышать скорость света.
Но чему будет равна эта предельная
температура вещества, когда его частицы
разогнаны до околосветовых скоростей? Предельно
идеализируя сверхвысокотемпературную
плазму, ее можно считать смесью не
взаимодействующих между собой на дальних расстояниях
частиц — атомных ядер и электронов. При
полной ионизации, каждый атом дает Z-f-1 частиц,
где Z — порядковый номер элемента;
средняя «атомная масса» этих частиц (учитывая
массу ядра) будет равна A/(Z-f-1), где А — атомная
масса элемента.
Тогда, используя уравнение, связывающее
скорость частиц идеального газа с его
температурой, и считая, что эта скорость близка к
скорости света, получим, что Тмакс~ 1,5 • 10,6A/(Z +
40
1
+1 ). То есть разные элементы могут быть
нагреты до разных предельных температур,
зависящих исключительно от атомной массы
элемента и его порядкового номера. Так, в соответствии
с этим выводом водород может быть нагрет
до температуры, не превышающей 7,5 • 10 К,
гелий — 2 - 10,6К, а уран — 4 - 10,6К.
Значит, если постепенно повышать
температуру вещества, то легкие атомы будут
вынуждены сливаться в более тяжелые. Такой
процесс может происходить в недрах
сверхмассивных астрономических объектов в ходе их
эволюции. Видимо, масса синтезируемых при этом
ядер не может становиться бесконечно большой,
и когда достигается предел их стабильности,
происходит космическая катастрофа — вспышка
сверхновой звезды или «Большой взрыв»,
породивший всю нашу Вселенную.
Приведенный расчет основан, конечно, на
очень сильных допущениях. Но ведь должен
же быть у температуры предел?
Ю. М. СПИВАК,
кандидат технических наук
(Алма-Ата)
Одинокая
Вселенная
Начиная с открытия Коперника наука шаг
за шагом отметает наивные представления о
привилегированности и даже единственности того
мира, в котором мы живем. В результате к
настоящему времени такое представление
практически сохранилось лишь применительно ко всей
нашей Вселенной, образовавшейся, согласно
общепризнанной гипотезе, 10—20 млрд. лет в
результате «Большого взрыва». Практически,—
потому что современные гипотезы о
множественности вселенных (например, существующих в
другом временном измерении) пока не выходят
за рамки чистой фантастики.
Но как раз концепция «Большого взрыва»
сгустка сверхплотного вещества, заключенного
в достаточно малом (и пока нам неизвестном)
объеме, и противоречит представлению о
единственности Вселенной. Действительно, как
объяснить, почему должен был существовать только
один сгусток такого правещества? Всему духу
современной науки несравненно больше
соответствует представление о гом, что первичный
«Большой взрыв» был не единственным, то есть
представление о множественности вселенных.
В связи с этим интересно было бы
заняться поиском астрономических объектов,
существование которых не укладывается в
общепринятую схему развития нашей Вселенной, так
сказать, поиском следов ее пересечения с
другими вселенными. Естественно предположить,
что такие следы надо искать на значительном
удалении — на расстояниях 109—10,и млрд.
световых лет.
Подобные объекты, в принципе, уже
известны — это так называемые квазары,
имеющие гигантскую массу и гигантскую светимость.
В частности, по их поводу академик В. Л.
Гинзбург писал: «В отношении природы и эволюции
галактических ядер и квазаров (...) нет еще
достаточной ясности».
Но может быть, квазары как раз и
представляют собой расширяющиеся или
сжимающиеся вселенные?
А. М. РОЗЕН,
доктор химических наук
(Москва)
Бег
после работы
Занятия оздоровительным бегом сейчас
широко распространены. Считается, что бег
«трусцой» способствует продлению активного
периода жизни человека, отдаляет старость,
повышает сопротивляемость организма
инфекции, предотвращает сердечно-сосудистые
заболевания.
Механизм оздоровительного действия
бега заключается, в частности, в том, что при
этом повышается содержание кислорода в крови
и резко усиливаются процессы обмена, в том
числе окислительные. Так, согласно одному
исследованию, к концу 3-километровой
дистанции содержание кислорода в крови бегуна
достигает 50 мл на 1 кг массы тела, что вдвое
превышает норму.
Одна из важнейших задач советского
здравоохранения заключается в профилактике
профессиональных заболеваний. С этой целью
неуклонно оздоровляются условия труда; за
здоровьем лиц, занятых в так называемых вредных
производствах, ведется тщательное наблюдение,
им предоставляются дополнительные льготы:
спецпитание, сокращенный рабочий день,
путевки в санатории и т. д.
Но коль скоро при оздоровительном
беге резко интенсифицируются окислительные
процессы, приводящие не только к общему
повышению тонуса организма, но и к
ускоренному разрушению попавших в него вредных
веществ, то почему бы не ввести (разумеется,
после тщательной проверки специалистами)
оздоровительный бег после работы для
работников некоторых вредных отраслей
промышленности в качестве еще одной меры п рофилак-
тики профессиональных заболеваний?
И. Б. ЕВЗЕЛЬМАН,
кандидат технических наук
(Свердловск)
41
Информа1. i
р
1ч
L
rr*
'X
>t>
1'
i!
n
hri
n
ь^
**
u
r^
l-J
bJ
МЕДАЛИ И ПРЕМИИ
Академия наук СССР
опубликовала список золотых
медалей и премий имени
выдающихся ученых, конкурсы
на соискание которых будут
проведены в 19ВЗ году. В
области химико-технологических
и биологических наук будут
присуждены:
золотая медаль имени
Д. И. Менделеева
(присуждается совместно с Президиумом
ВХО им. Д. И. Менделеева) —
за выдающиеся работы в
области химической науки и
технологии, имеющие важное
практическое значение (срок
представления работ — до
В ноября 1982 г.);
золотея медаль имени
В. Н. Сукачева — за
выдающиеся работы в области
экологии (срок представления
работ — до 7 марта 19ВЗ г.);
золотая медаль имени
Д. Н. Прянишникова — за
лучшие работы в области питания
растений и применения
удобрений (срок представления
работ — до 7 августа 19ВЗ г.);
золотая медаль имени
Н. В. Мельникова с премией
в размере 2000 рублей — за
выдающиеся работы в области
проблем комплексного
освоения недр (срок представления
работ — до 28 ноября 1982 г.);
премия имени В. Г. Хло-
пиив — за лучшие работы в
области радиохимии (срок
представления работ — до
26 октября 19В2 г.);
премия имени М. М.
Шемякина — за выдающиеся
работы в области
биоорганической химии (срок
представления работ — до 26 апреля
1983 г.);
премия имени И. М.
Сеченова — за выдающиеся
экспериментальные и
теоретические исследования в области
общей физиологии (срок
представления работ — до 13 мая
1983 г.);
премия имени С. В.
Лебедева — за лучшие научные
работы в области химии и
технологии синтетического
каучука и других
высокомолекулярных соединений (срок
представления работ — до 1
сентября 19ВЗ г.);
премия имени К. И.
Скрябина — за выдающиеся
исследования в области
гельминтологии и паразитологии (срок
представления работ — до
7 сентября 1983 г.).
КНИГИ
(IV квартал 1982 г.)
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«НАУК А»:
Адсорбция в
микропорах. 20 л. 2 р. 50 к.
Ванников А. В.,
Матвеев В. К., Сичкарь В. П.,
Тютчев А. П. Радиационные
эффекты в полимерах. Электрические
свойства. 20 л. 3 р. 50 к.
Всеобщая история
химии. Становление хнмии как
науки. Учение об элементах и
химических соединениях. 25 л.
Зр-
Долгоппоск Б. А., Тиня-
кова Е. И. Генерирование
свободных радикалов и нх
реакции. 20 л. 3 р. 50 к.
Ковба Л. М., Арсеньев
П. А., Багдасаров X. С. и др.
Кислородные соединения
редкоземельных элементов и
элементов I—III групп. 20 л. 3 р.
50 к.
Минскер К. С,
Замков Г. E.f Колесов С. В.
Старение и стабилизация полимеров
на основе винилхлорида. 20 л.
3 р. 50 к.
Ряшенцева М. А., Минв-
чев X. М. Рений и его
соединения в гетерогенном
катализе. 12 л. 1 р. 20 к.
Эмануэль Н. М., Буча-
ченко А. Л. Химическая физика
старения и стабилизации
полимеров. 26 л. 3 р. 10 к.
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«ХИМИЯ»:
Альбом
технологических процессов переработки
нефти и газа. Учебное пособие
для вузов. 16 л. 60 к.
Баскакова Т. И.,
Волкова Л. Е., Глаэковский Ю. В. и
др. Аналитический контроль
производства синтетических
волокон. Справочное пособие.
20 л. 1 р. 30 к.
Бенин Н. Г., Петров Б. М.
Оборудование дпя
изготовления пневматических шии. 20 л.
1 р. 30 к.
Берестовой А. М., Бепо-
гпаэов И. Н. Жидкостные
экстракторы (инженерные методы
расчета). 15 л. 75 к.
Борисович Г. Ф.
Концентрация производства в
химической промышленности.
15 л. 2 р. 30 к.
Быстрое Г. А.г
Гальперин В. М., Титов Б. П.
Обезвреживание и утилизация отходов
в производстве пластмасс.
20 л. 1 р. 30 к.
Веселовская Е. Н.,
Андреева И. Н. Наливай ко Е. И.
и др. Высокомолекулярный
полиэтилен высокой
плотности. 20 л. 1 р. 30 к.
Випенкин А. В. Масла
для шестереночных передач.
15 л. 75 к.
Водяник В. И.,
Малахов Н. Н., Полтавский В. Т.р
Шелюк И. П.
Предохранительные мембраны. Справочное
пособие. 10 л. 50 к.
Годовский Ю. К.
Теплофизике полимеров. 19 л. 2 р.
70 к.
Денисов Е. Т.,
Ковалев Г. И. Окисление и
стабилизация реактивных топпив.
1В л. 3 р.
Ентус Н. Р. Техническое
обслуживание и ремонт
резервуаров. 12 л. 60 к.
Ефимов А. И. и др.
Свойства неорганических
соединений. Справочник. 30 л. 1 р.
80 к.
Иониты в химической
технологии (теория, расчет,
применение). 29 л. 1 р. 70 к.
Кнеэенко В. И.,
Кононова Г. Н. Теоретические основы
процессов переработки гвлур-
гического сырья. Учебник для
вузов. 25 л. 1 р. 10 к.
Крылова И. A.f
Ратников В. Н.р Коган Н. Д.
Окраска электроосвждением.
15 л. 75 к.
Леошкин А. П.,
Давидович С. К., Синицын М. П. и др.
Организация, планирование и
управление химическим
предприятием. Учебник для вузов.
26 л. 1 р.
Морачевский А. Г.,
Смирнова Н. А., Балашова
И. М., Пукинский И. Г.
Термодинамика разбавленных
растворов неэлектролитов. 1В л.
Зр.
Одабашян Г. В.,
Макаров М. Г. Лабораторный
практикум по химии и технологии
основного органического и
нефтехимического синтеза.
Учебное пособие для вузов.
20 л. 90 к.
Окончание —
на стр. 78.
42
Спорт
Что может человек
О ПРЕДЕЛАХ РЕКОРДОВ
И ЧЕЛОВЕЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
В СПОРТЕ
Д( ктор биологических наук
А С МОЗЖУХИН
На Олимпиаде 1980 года в Москве
установлено 36 мировых и 74 олимпийских
рекорда, а четырьмя годами раньше, в
Монреале — 35 мировых и 70
олимпийских И в то же время в легкой атлетике
и плавании рекордных результатов стало
меньше В 1976 г. обновлены 22
легкоатлетических олимпийских достижения и 25 —
в плавании, а в Москве и по легкой
атлетике, и по плаванию спортсменам уда
лось побить только по 16 рекордов При
этом важно заметить
что олимпииски<
достижения в спринте у мужчин не
обновлялись с 1968 г., а у женщин — с 1976 г.
Тенденция очевидна И она заставляет
задуматься вот о чем Спорт высших дости
жении, при всех своих очевидных успехах,
приближается к пределам человеческих
ЕСТЬ ЛИ ПРЕДЕЛ*
Доказать, что пределы спортивных
достижении существуют, совсем нетрудно
Всегда найдется оптимист, который
поверит, что прыжки в высоту с разбега
на три метра, а в длину — на десять
метров в принципе возможны. Но можно
ли представить себе атлета, преодолеваю
щего без шеста планку на шести-семи-
метровои высоте, улетающего в обычном,
не тройном прыжке на 18—20 метров?
Наверное, нельзя. А если кто-то начнет ос
паривать этот тезис, всегда можно дойти до
пределов, которые поставят в тупик любого
оптимиста. С высочайшей степенью веро
человеку в п
никогда не тс
выше деся^
рекордов
можностями. И это ни в коей мере не
противоречит мнению знатоков спорта:
сегодня и завтра все спортивные достижения
будут расти. Только каждая сотая доля
секунды, каждый сантиметр, каждый
килограмм по мере приближения к пределу
человеческих возможностей будут даваться
все большим и большим трудом.
Еще 10—15 лет назад рекорды
регистрировали по ручному секундомеру. Теперь
электронные секундомеры фиксируют
сотые и тысячные доли секунды не только
в спринтерском беге, но и в
«медлительном» плавании, и даже в лыжных гонках.
Можно допустить, что дальнейшее
развитие спорта потребует еще более точных
измерений. Наверное, техника позволит
фиксировать десятитысячные, стотысячные,
миллионные доли секунды. Если довести
это рассуждение до абсурда, уточнение
(а значит, и микроскопический рост)
результатов может длиться бесконечно.
Можно добавлять к рекордной штанге
граммы, потом миллиграммы, потом доли
миллиграмма. Но тонну-то человеку все
равно не поднять...
Мы уже видели, что особенно трудно
обновляются рекорды на спринтерских
дистанциях. Очевидно, здесь атлеты ближе
всего к абсолютному пределу. В этом легко
убедиться, рассмотрев бег на сто метров.
Десять секунд — прекрасный результат
для этой дистанции, так или чуть быстрее
бегают лишь единицы. Для того, чтобы
пробежать стометровку за 10 сек,
спринтер должен сделать за это время примерно
50 двухметровых шагов (точнее прыжков),
таким образом, за секунду приходится
преодолевать десять метров пятью
шагами — прыжками, на каждый из которых
требуется 0,2 сек.
Нельзя ли тратить на каждый из этих
прыжков вдвое-втрое меньше времени?
Ответить может только расчет.
Физиологам довольно точно известны скорости
таких процессов, как сокращение мышц,
распространение нервных импульсов и т. д.
Например, средняя скорость возбуждения,
пробегающего по нервным волокнам,
около 100 м/с. Грубо говоря, зная эту
скорость и длину ноги атлета, можно
подсчитать, как скоро мышца «услышит» команду.
Однако точный расчет пока невозможен:
биомеханики не могут дать полную
картину взаимодействия всех мышц; трудно
сказать, сколько синапсов включаются в
работу одновременно.
А самый приблизительный расчет,
учитывающий распространение процесса
возбуждения по нервам, мышцам и
центральной нервной системе, а также время
сокращения и возбуждения мышц,
показывает: на физиологические процессы,
связанные с толчком одной ногой, махом
другой ногой и приземлением, нужно
не меньше 0,2 сек. В самом деле,
на сокращение и расслабление
мышц требуется 0,1 сек.
(фактически — чуть меньше,
поскольку фазы сокращения и расслабления
разных групп мышц частично совпадают),
движение возбуждения по нервам занимает
около 0,08 сек., а через синапсы — не
менее 0,02 сек.; как ни считай, сумма
составляет все те же две десятые секунды.
Выходит, чтобы бежать стометровку
быстрее 10 секунд, нужно ускорить
протекание физиологических процессов.
По-видимому, это невозможно не только для
обычных людей, но и для выдающихся
спортсменов. А то, что есть атлеты,
пробегающие сто метров чуть быстрее
десяти секунд, говорит лишь о
приблизительном, прикидочном характере нашего
расчета. Если довести его точность до сотых
и тысячных долей секунды, предел
физиологических возможностей человека, воз-
44
можно, опустится с 10 секунд, скажем,
до 9,6 секунды. Но это для наших
рассуждений не очень существенно.
РЕЗЕРВЫ
Итак, потолок человеческих
возможностей существует. И все развитие
современного спорта можно рассматривать как
постепенное приближение к этому пределу.
Что же помогает атлетам поднимать
границы рекордных достижений,
приближаться к грани, которая отделяет
возможное от невозможного?
Спортивные достижения растут
благодаря нескольким факторам, которые мы
проранжируем по их значимости: 1)
совершенствование тренировочного
процесса, спортивной техники, научно-техническое
оснащение спорта; 2) повышение
мотивации в достижении высоких результатов;
3) отбор людей, особенно одаренных
в сфере двигательной активности; 4)
мобилизация физиологических резервов
организма, адаптация к чрезвычайно высоким
физическим нагрузкам.
Почему эти важнейшие факторы
расставлены мною именно в таком порядке?
Казалось бы, последний из них —
физиологический — должен занять первую
строку, коль скоро речь идет о пределах
физиологических возможностей. Однако
мы хорошо знаем, что физиология
человека не изменяется не то что за
олимпийский цикл, но и веками, тысячелетиями.
Между тем, методы тренировки, тактика
выступлений, технические приемы,
экипировка спортсмена за короткие
промежутки времени между олимпиадами
претерпевают значительные изменения.
Высокий приоритет мотивации,
фактора социального, тоже объясним. Чтобы
добиться успеха в спорте, необходимо
тяжко трудиться, бороться за победу на
соревнованиях, преодолевая неприятные
ощущения, а нередко и боль, осознанно
идти на риск травмы. С точки зрения
физиологии соревнующиеся находятся
примерно в равных условиях, а
психологический настрой, позволяющий вскрыть
функциональные резервы организма,
возможен лишь при достаточной мотивации.
Добавим, что такая мотивация наиболее
сильна в обществе, которое высоко
оценивает тяжелый труд спортсменов
высокого класса.
Наконец, понятно, что отбор
спортивно одаренных людей тоже весьма важен.
Ибо далеко не безразлично, с какой
высоты подниматься к спортивным вершинам,
к тому же сегодня эти вершины вообще
доступны лишь единицам. И эти единицы
нужно отыскать.
Любой человек способен превзойти
себя — совершить большую работу, чем
он совершал до этого. Для реализации этих
скрытых возможностей требуется волевой,
эмоциональный подъем, усиливающий
деятельность внутренних органов человека.
В технических протоколах любых
соревнований можно без труда отыскать,
казалось бы, неожиданные результаты.
До Олимпиады Герд Вессиг из ГДР лишь
однажды преодолел высоту 2,27. Но 1
августа 1980 г. он легко прыгнул на 2,15;
2,21; 2,27; 2,31; 2,33 и, наконец, взял
рекордную высоту 2,36, став мировым
рекордсменом и олимпийским чемпионом.
Татьяна Колпакова (СССР) победила в
прыжках в длину с результатом 7,06, хотя
прежде дальше 6,84 не прыгала.
Возможности усилить деятельность
всех систем организма и есть его
функциональные резервы. Это способность
организма проявлять особую силу, быстроту,
выносливость благодаря необычно мощным
мышечным сокращениям, мощной работе
сердца и других органов.
Функциональные резервы можно
представить в виде системы,
направленной на усиление двигательной
деятельности — для достижения высокого
спортивного результата. Она, как и любая
другая большая система, состоит из
подсистем: 1) биохимические резервы
(реакции обмена); 2) физиологические
резервы (на уровне клеток, органов, систем
органов); 3)психические резервы (уровень
мотивации спортивной деятельности,
помехоустойчивость, способность идти на
риск ради осознанной цели и т. д.) и,
наконец, 4) спортивно-технические резервы
(специальные двигательные и тактические
навыки).
Здесь нет возможности рассказать
о каждой из этих подсистем, ибо они
неимоверно сложны сами по себе.
Возьмем физиологические резервы на
клеточном уровне. По сути дела это резервы
спринтера. Простое рассуждение: за 10
секунд спринтерского бега из нейрона
и связанного с ним волокна на сторону
45
просто ничего не успеет уйти. Нет
поступлений извне в нервную клетку, нет
заметных выбросов метаболитов в кровь.
Клетки живут своими энергетическими
резервами. А как они мобилизуются, мы пока
не знаем, ибо не можем в процессе
работы влезть в клетку, как уже влезают
методом биопсии в мышцу.
Важно отметить, что разные люди,
совершая работу (на тренировке и,
особенно, во время соревнований), мобилизуют
различные резервы из разных подсистем.
Начинающие спортсмены повышают свои
результаты, как правило, благодаря
предельному усилению физиологических
функций, а опытные атлеты, заканчивающие
свой путь в спорте, опираются обычно на
высокую спортивную технику и
продуманную тактику.
Этим различия в использовании
функциональных резервов не исчерпываются.
Для выполнения работы очень важны
резервы сердечно-сосудистой и
дыхательной систем — минутный объем крови
и максимальное потребление кислорода.
(Между прочим, эти показатели самые
высокие у бегунов-стайеров и лыжников-
гонщиков; минутный объем крови
достигает у них 35 литров, а максимальное
потребление кислорода 5—6 л/мин.) Так вот,
представители различных видов спорта при
работе увеличивают минутный объем крови
разными путями: у лыжников-гонщиков
возрастает количество крови,
выбрасываемой за одно сокращение сердца (так
называемый ударный объем крови), а у
футболистов, баскетболистов, гимнастов
сердце начинает сокращаться чаще.
Механизмы мобилизации резервов
пока изучены недостаточно. Сегодня
можно лишь констатировать, что специальная
тренировка, направленная на воспитание
определенных качеств спортсмена, выра-
i батывает и особые механизмы мобилиза-
i ции резервов.
ЧТО ДАЕТ ТРЕНИРОВКА
Мышца начала работать. Она
сообщает об этом языком нервных импульсов
в центральную нервную систему и
выбрасывает в кровь продукты обмена. Оба
потока информации обрабатываются, и
принимаются срочные меры, чтобы помочь
работающей мышце: увеличивается частота
дыхания и сердечных сокращений,
повышается температура тела, усиливается
потоотделение,— причем физиологические
изменения у тренированных спортсменов
значительно сильнее, чем у обычных
людей. Особенно это заметно в условиях
предельной работы.
Физиологические показатели
спортсменов
и нетренированных людей
Физиологический
показатель
Частота
сердечных
кращений,
удары/мин
Систолический
объем
крови.
мл
Минутный
объем
крови.
Объем
легочной
вентиляции,
л/мин
Максимальное
потреб-
кис ло-
рода,
л/мин
Нетренированные
люди 160— 110— 20 50—70 2,5—3
180 130
Тренированные
спортсмены 200 150— 35—40100— 5—6
200 150
Отличия разительны. Можно
добавить, что тренированные люди способны
работать при таких сдвигах в организме,
когда нетренированный человек должен
быть признан тяжело больным и самое
время вызывать скорую помощь: частота
пульса выше 200 ударов в минуту,
содержание глюкозы в крови 40—50 мг%,
температура тела 39—40° С.
46
Все это говорит о том, что за время
тренировок i— регулярных физических
нагрузок значительной интенсивности —
организм приспосабливается к
чрезвычайным изменениям во внутренней среде.
При этом, с одной стороны, усиливаются
функции систем вегетативного
обеспечения (сердечно-сосудистой, дыхательной,
выделительной, системы терморегуляции),
а с другой стороны, можно предполагать,
что адаптация к нагрузкам сопровождается
снижением чувствительности клеток, в
первую очередь центральной нервной
системы и хеморецепторов, к изменениям
во внутренней среде.
Поскольку при этом в нашем
организме никакие новые органы или
физиологические механизмы не образуются,
остается признать очевидное: адаптация
к физической работе изменяет (в
основном усиливает) функции физиологических
систем (кровообращение, дыхание,
потоотделение), то есть мобилизует скрытые
возможности организма с помощью
безусловных и условных рефлексов,
благодаря усилению функций желез внутренней
секреции — гипофиза, надпочечников,
щитовидной железы. Известный пример
такой мобилизации резервов — рабочая
гиперемия (усиление кровенаполнения)
работающих органов и ухудшение
кровоснабжения менее нагруженных. В покое
через органы брюшной полости протекает
24% крови, через почки — 19%, через
мозг — 13%, через коронарные сосуды
сердца — 4%, через скелетную
мускулатуру — 21 % и другие органы — 19%.
А при максимальной работе в органы
брюшной полости и почки попадает лишь
по 1 % крови, через сосуды мозга
протекает 3%. Зато на долю скелетной
мускулатуры приходится 88% циркулирующей
крови.
Такое перераспределение крови
связано с тем, что из работающих органов в
их кровеносные сосуды в большом
количестве поступают продукты обмена —
молочная и пировиноградная кислоты, креатин,
аденозин. Эти вещества снижают тонус
гладкой мускулатуры мелких сосудов
(артериол, венул), сопротивление
кровеносного русла снижается, а кровоток,
естественно, увеличивается. (Некоторые
исследователи предполагают, что в
мышцах есть специальные нервные волокна,
возбуждение которых приводит к
расширению сосудов.) В то же время происходит
рефлекторное возбуждение симпатической
нервной системы, надпочечники
выбрасывают адреналин и норадреналин, продукты
обмена раздражают хеморецепторы, все
это приводит к усилению работы сердца,
повышению тонуса кровеносных сосудов
в неработающих органах. В результате
увеличивается кровоток (минутный объем
крови) и растет сопротивление кровотоку
в сосудах неработающих органов. И это.
понятно, тоже усиливает кровоснабжение
органов работающих.
Каждая тренировка раз за разом
приводит в действие все перечисленные
механизмы энергетического обеспечения
мышцы, которая совершает работу.
Каждая тренировка закрепляет эти
механизмы, улучшает их координацию. И когда
в очередной раз спортсмен должен отдать
все свои силы спортивной борьбе,
идеально отработанные связи органов и систем
приходят в действие самым
эффективным образом, с минимальными
затратами энергии.
КАК ОЦЕНИТЬ РЕЗЕРВЫ
В повседневной жизни, в обычной
работе мы используем первый эшелон своих
возможностей. Работаем до тех пор, пока
не возникнет усталость; потом отдыхаем;
отдохнув, продолжаем работать. Однако
в спорте, а порою и на производстве
приходится усталость преодолевать.
Например, спортсмен, который стремится
увеличить свою выносливость,
непременно должен на тренировках через силу
совершать работу, повторяя раз за разом
тренировочные упражнения. Можно
сказать, что при этом мобилизуются резервы
второго эшелона.
Когда неприятные ощущения, боль
становятся нестерпимыми, человек
прекращает работу — будь то производственная
деятельность, тренировка или выступление
на соревнованиях. Значит ли это, что все
резервы исчерпаны? Нет. И вот почему
Хорошо известно, что рубеж крайней
усталости, когда человек произвольно
выключается из работы, можно перешагнуть.
В экстремальных условиях — во время
аварии на производстве, в бою, в
кульминационные моменты ответственных
соревнований эмоциональное возбуждение
достигает предела. При этом происходит
чрезвычайное возбуждение
симпатической нервной системы, необычайно
увеличивается выброс гормонов надпочечников
и гипофиза. Человек совершает
невозможное, он работает до обморока — автома-
тического отказа. Сколько таких примеров
и в труде, и в спорте...
Какие резервы мобилизуются при
этом, физиология и медицина еще не
установили. Но и после потери сознания
организм продолжает работать,
мобилизуются новые неведомые резервы — на
сей раз для борьбы за жизнь, резервы
третьего эшелона.
Все это — качественные
представления о резервах организма, о возможностях
человека. А тренерам, организаторам
спорта нужны количественные данные. Без них
нельзя сформировать ни одну команду.
Пока о функциональных резервах
спортсменов судят по техническим
результатам. А они с первой Олимпиады
современности до наших дней возросли в спринте
на 17—20%, в прыжках в высоту на 25%,
в длину — на 40 %, в тяжелой атлетике
(в высшей весовой категории) более чем
на 100%. Но мы уже говорили, что разные
люди для достижения одного и того же
результата используют различные
резервы — из разных подсистем. Поэтому
очень важно знать, что может дать каждая
подсистема резервов.
Тренер может довольно точно
оценить техническую подготовленность своего
ученика — и качественно, и даже
количественно. Психолог (пусть и не столь точно)
оценит мотивацию, помехоустойчивость
спортсмена. Труднее всего физиологам и
врачам: исследовать биохимические и
физиологические резервы на сколько-
нибудь значимых соревнованиях просто
невозможно. Поэтому так много попыток
имитировать условия соревнований в
лабораториях. Автор, например, в своих
исследованиях использовал работу на ве-
лоэргометре и так называемой
стандартной скамейке.
Здоровые молодые люди, студенты
института физкультуры и университета
выполняли предельную работу, то есть
работу до предельной усталости, до
отказа. В качестве средства для повышения
мотивации к совершению предельной
работы была использована
сдельно-премиальная система оплаты. Грубо говоря,
испытуемым платили сдельно за
наработанные джоули и выдавали премию за
дополнительные усилия после достижения
предела возможностей, то есть за работу через
силу. (Разумеется, сдельно-премиальная
оплата ни в коей мере не адекватна
стимуляции в спорте, но в качестве модели
мотивации она, по-видимому, вполне
применима.)
Методика работы на велоэргометре
достаточно известна: испытуемый с
постоянной скоростью F0 об/мин) крутит
педали; исследователь, увеличивая или
уменьшая сопротивление педалей, может
при этом изменять нагрузку (от 150 до
350 Вт), выполненную работу нетрудно
подсчитать, зная время и нагрузку.
Исследование на стандартной скамейке еще
проще: испытуемый по команде подымается
на полуметровую ступеньку и спускается
с нее на пол. Зная вес человека (Р), высоту
подъема (h), число восхождений в минуту
(п), нетрудно рассчитать мощность при
подъемах (Phn) и спусках С 1. После
этого подсчитывается вся работа,
выполненная за время t: A = 4/3Phnt.
Для тренированных людей
(студентов инфизкульта) предельная работа
составила 627 кДж, а для нетренированных
(студентов университета) — всего лишь
75 кДж. В этом нет ничего неожиданного.
Но вот что интересно. Спортсмены
отличались не только значительно большей
работоспособностью, но и готовностью
«терпеть», работать сверх предела, через
силу. При повышении мотивации (введении
премий) они вдвое увеличивали объем
выполненной работы. А испытуемые из
числа нетренированных прекращали
крутить педали и подниматься на скамейку
нередко даже задолго до среднего
предела G5 кДж) и ни- за какие премии не
могли больше работать.
О чем говорят эти результаты?
О том, что тренированный человек многое
может. И о том, что мы пока мало знаем
о его возможностях. Пределы
возможностей существуют. Но есть и резервы. Если
мы сумеем до них добраться, вполне
возможно, пределы отодвинутся очень и
очень далеко.
И последнее, о чем следовало бы
сказать. Вернее, ответить на последний
вопрос: зачем, собственно, добираться до
пределов человеческих возможностей в
беге, прыжках, поднятии тяжестей? Ведь
гармоничное физическое развитие
человека вполне возможно и при
допредельных, вполне умеренных нагрузках. Но так
уж устроен человек, что он всегда
стремился и будет стремиться совершить
невозможное, побить рекорд, каким бы
высоким он ни был. И потому восхождение
к предельным результатам неизбежно.
А по пути к этим вершинам наука
получает поистине бесценные сведения. В конце
концов спорт высших достижений это еще
и медико-биологическая лаборатория,
исследующая человека завтрашнего дня,
если хотите, испытательный полигон его
возможностей.
ЧТО МОЖНО ПРОЧИТАТЬ
О ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВАХ
ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОРГАНИЗМА
В. П. Загриядский. Физиологические
резервы человека.— В кн.: Избранные лекции по
физиологии военного труда. Л., 1972.
Н. М. Амосов, Н. А. Брендет.
Физиология активности н сердце. Киев, 1975.
А. С. М о з ж у х и и. Функциональные резервы
спортсмене.— В кн.: Физиологические механизмы
адаптации организма спортсменов к мышечной
работе различного вида, мощности и продолжительности.
Л., 1980.
48
Живые лаборатории
Лимонник
китайский
Кандидат медицинских
наук
А. В. ЛУПАНДИН
Самое знаменитое
из лекарственных растений
Дальнего Востока,
несомненно, женьшень,
применяющийся в народной
медицине тысячелетиями.
Пользуются
известностью и другие растения
из того же семейства
аралиевых — элеутерококк
и аралия манчжурская.
Препараты из этих растений
повышают устойчивость
организма к
неблагоприятным факторам, помогают
ему к зтим факторам
приспосабливаться
(адаптироваться). Поэтому такие
препараты называют адапто-
генами.
К этой же группе
лекарственных средств
относятся и препараты из
лимонника китайского, тоже
обитателя Дальнего
Востока, хотя и не столь редкого,
как женьшень. Он широко
распространен в Приморье
и Приамурье, на Сахалине
и Курильских островах.
Лимонник
представляет собой лиану,
вьющуюся по соседним деревьям
и кустарникам, толщиной
до 2,5 см и длиной до 15 м.
Осенью на нем появляются
кисти мелких (не больше
7 мм), кислых
темно-красных ягод со своеобразным
лимонным привкусом.
Внутри каждой ягоды
несколько крупных семян
кисло-горького вкуса.
Очень богатые
биологически активными
веществами, зти семена и
заключают в себе действующие
начала растения.
Свое название
лимонник получил за
характерный запах,
свойственный всем частям растения
(даже корневищу),
содержащим много зфирных
масел. А китайским
лимонник назван потому, что он
был впервые описан
русским ботаником Н. С.
Турчаниновым в 1837 г. как
представитель флоры
Китая.
ЛЕКАРСТВО
ОТ УТОМЛЕНИЯ
По своему
медицинскому стажу лимонник
далеко уступает женьшеню.
Тем не менее уже в
китайской фармакопее,
составленной в V в., есть
указания на его тонизирующие
свойства. В официальную
медицину препараты
лимонника вошли сравнитель-
49
но недавно, после того как
было установлено, что он
действительно обладает
рядом ценных качеств:
улучшает умственную и
физическую работоспособность,
повышает устойчивость
организма к неблагоприятным
воздействиям.
Эксперименты
показали, что у шоферов под
действием лимонника
снижается утомляемость,
уменьшается число аварий.
У спортсменов, постоянно
принимающих препараты
лимонника, быстрее
восстанавливаются силы после
интенсивных тренировок.
Лучше всего
действие лимонника
проявляется после мышечного или
умственного утомления.
Это было хорошо известно
аборигенам Дальнего
Востока, подкреплявшимся
сушеными ягодами
лимонника при длительных
переходах.
Объяснить такое
действие лимонника
позволили исследования,
проведенные профессором
И. С. Белоиосовым и его
сотрудниками. Они
показали, что лимонник заметно
усиливает углеводный
обмен в анаэробных
условиях — он активизирует
образование гликогена из
молочной кислоты,
накапливающейся в тканях при
неполном окислении
глюкозы, и ускоряет
образование АТФ. Именно
поэтому лимонник повышает
устойчивость организма к
кислородному голоданию
и восстанавливает
работоспособность после больших
нагрузок, когда в тканях
исчерпаны запасы
веществ — источников
энергии. (Правда, в первые
3—4 дня приема
лимонника несколько нарушается
точная координация
движений; особенно это
заметно у
высококвалифицированных спортсменов в
таких видах спорта, как
стрельба, гимнастика или
бокс.)
Очень важно
отметить, что лимонник нельзя
рассматривать как допинг.
Во-первых, механизм его
стимулирующего действия
50.
иной, чем у стимуляторов,
подобных фенамину или
кофеину: лимонник ие
просто возбуждает, а
вызывает общую
перестройку обмена веществ иа более
высокий энергетический
уровень. А во-вторых,
после повышения
работоспособности, вызванного
приемом лимонника, никогда
не наступает фаза
угнетения, депрессии, весьма
характерная для допингов,
которые только форсируют
обменные процессы и
расход энергии, не ускоряя
восстановление сил.
Адаптогенное
действие лимонника отличается
весьма широким спектром.
Он повышает устойчивость
организма к токсическому
действию угарного газа,
нитритов, цианистых
соединений, снотворных,
наркотиков, нейролептиков и
других веществ,
угнетающих нервную систему.
Лимонник уменьшает
повреждения тканей при
воспалении, термических и
химических ожогах и особенно
при отморожениях,
которые традиционная
тибетская медицина издавна
лечила лимонником.
Механизм лечебного действия
в этом случае объясняется
опять-таки тем, что
лимонник усиливает поставку
тканям энергии, потому
что отморожение —
результат прежде всего
местного кислородного
голодания: при температуре
тканей ниже 8°С кровоток
через них практически
прекращается, а оке и
гемоглобин при низкой
температуре теряет
способность отдавать кислород.
Традиционная
медицина народов
Юго-Восточной Азии использовала
лимонник еще и для
профилактики и лечения
инфекционных болезней:
дизентерии, острых
энтероколитов, простуд, коклюша и
т. д. И здесь эффективность
лимонника подтверждена
экспериментами: во
время эпидемии гриппа
1969 г. заболеваемость
у большой группы
школьников и рабочих,
получавших лимонник, оказалась
вчетверо ниже, чем у
контрольных групп. При
лечении лимонником
дизентерии и острых
энтероколитов выздоровление
наступает значительно
быстрее, чем даже при лечении
антибиотиками, хотя
непосредственно на
возбудителей болезни
лимонник не действует.
По-видимому, повышение
устойчивости к инфекциям
связано с тем, что под влиянием
лимонника увеличивается
содержание в крови
защитных белков —
иммуноглобулинов.
Лимонник оказался
эффективным и при
некоторых сосудистых
заболеваниях, таких, как ве-
гетодистония, гипотония
и др. К сожалению, он
противопоказан при
гипертонической болезни
и стенокардии, и это не
позволяет использовать
еще одно его ценное
свойство: как показали
эксперименты, лимонник
оказывает лечебное действие
при атеросклерозе.
КЛЮЧ К ЭФФЕКТУ
Столь широкий
спектр фармакологической
активности лимонника
может быть объяснен только
каким-то достаточно
универсальным механизмом
его действия. Установить
этот механизм оказалось
возможным только после
того, как была изучена
структура содержащихся в
лимоннике биологически
активных веществ.
Еще в 1951 г.
сотрудник Горнотаежной
станции Дальневосточного
филиала (теперь —
Дальневосточного научного
центра) АН СССР Д. А.
Баландин выделил из семян
лимонника вещество, которое
он назвал схизандрином
(от латинского родового
названия растения —
Schizandra) и которое
действовало на организм
так же, как неочищенные
препараты лимонника.
Установить точную
химическую структуру этого
вещества тогда не удалось.
Только в 1961 —
1964 гг. группа
исследователей под руководством
известного химика-биоор-
ганика, ныне академика
Н. К. Кочеткова доказала,
что схизандрин
Баландина — это смесь
содержащихся в масле семян
лимонника безазотистых
соединений — лигнанов
(структурных единиц
инкрустирующего вещества
древесины — лигнина), имеющих
дибензоциклооктановое
ядро.
Теперь, когда стала
ясна химическая
структура действующего начала
лимонника — лигнанов,
появилась возможность
говорить о механизме их
действия на организм.
Биохимической роли
полиметоксифенольных
соединений, к которым
относятся и лигнаны
лимонника, уже были посвящены
обширные исследования.
В частности, известно, что
такие вещества ингибиру-
ют действие важного
фермента — катехол-О-метил-
трансферазы. Этот
фермент разрушает катехола-
мины — норадреналин и
адреналин, которые
служат главными
медиаторами симпатической
нервной системы. А не может
ли и действие лигнанов
лимонника объясняться
тем, что они мешают
работе этого фермента,
защищая тем самым катехо-
ламины от разрушения?
Это наше
предположение было подтверждено
экспериментами.
Оказалось, что лигнаны
лимонника действительно
блокируют этот фермент и тем
самым увеличивают срок
жизни катехоламинов во
всех тканях, что приводит
к повышению тонуса всей
симпатической нервной
> системы. По-видимому, это
i и есть тот единый универ-
> сальный механизм, который
i объясняет адаптогенный
эффект лимонника на уров-
i не всех органов и тканей.
Раскрытие этого ме-
Г Манизма позволило пред-
> сказать некоторые до тех
i пор неизвестные эффекты
1 применения лимонника. На-
1 пример, мы
предположили, что он может оказаться
эффективным при язвенной
болезни желудка. Дело
в том, что в развитии
этого заболевания
большую роль играет
высвобождение в слизистой
оболочке желудка под влиянием
стресса целой группы
медиаторов, в том числе
гистамина и его
антагонистов — катехоламинов.
При этом катехоламины тут
же разрушаются под
действием катехол-О-метилтран-
сферазы, а фермента,
который разрушал бы гистамин,
в слизистой оболочке
желудка нет. Не
сдерживаемый присутствием своих
антагонистов, гистамин и
вызывает изменения в
обмене, ведущие к
образованию язвы.
Мы предположили,
что если лигнаны
лимонника защищают от
разрушения катехоламины, то
они могут ослаблять
нежелательное действие
гистамина на слизистую
оболочку желудка. И
действительно, лечение
язвенной болезни желудка
экстрактом лимонника по
методике, разработанной
заслуженным врачом
РСФСР И. И. Лапаевым,
оказалось
высокоэффективным: у больных уже
через месяц приходили в
норму секреция и моторика
желудка, обычно
повышенные при зтом заболевании,
язва у них зарубцевалась,
а рецидивы заболевания
наблюдались редко.
Еще одно
подтверждение правильности наших
представлений о
механизме действия лимонника
было получено, когда им
попытались лечить
больных упорным
дерматозом — псориазом
(чешуйчатым лишаем). На это нас
натолкнули данные,
свидетельствующие о том, что
в участках кожи,
пораженных болезнью, значительно
повышена активность кате-
хол-О-метилтрансферазы.
Догадка оказалась верной:
лечение мазями,
содержащими лигнаны лимонника,
позволило и здесь
получить надежный
терапевтический эффект.
ТАБЛЕТКИ
ВМЕСТО НАСТОЙКИ
Из того, что мы
рассказали о лечебных и
профилактических свойствах
лимонника, должно быть
ясно, что его препараты,
как и другие адаптоген-
ные средства,
заслуживают широкого
использования в медицинской
практике.
К сожалению, здесь
дело обстоит не так
хорошо, как хотелось бы.
Наиболее распространенный
препарат лимонника —
настойка из его семян.
Согласно Фармакопее, ее
следует принимать не
более чем по 30 капель 3
раза в день. Но практика
показывает, что такие дозы
не всегда оказывают
достаточный терапевтический
эффект. Увеличить же
дозы нельзя, и не из-за
свойств самого лимонника,
а потому, что настойка
содержит большое
количество этилового спирта (из-за
зтого она, к сожалению,
пользуется большой
популярностью не столько
у больных людей, сколько
у тех, кто тяготеет к
неумеренному употреблению
этого органического
растворителя).
Недавно группа
специалистов Хабаровского
химфармзавода,
Хабаровского медицинского
института и Института
физической культуры (в
составе которой был и автор)
разработала новые
препараты из лимонника. В их
числе мази с лигнанами
лимонника, жидкий
экстракт из семян,
превосходящий настойку по
концентрации действующих
веществ приблизительно
в 20 раз, таблетки с сухим
экстрактом, вообще не
содержащие спирта и
незаменимые для
применения в полевых условиях.
Испытания показали, что
эти препараты —
эффективные средства
восстановления работоспособности
в экстремальных
условиях, профилактики и
лечения заболеваний.
51
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ♦
KOL^w.." ОЮВСЮДУ
I еще и водяной
НАСОС...
Подсобным хозяйствам
нужна малая техника —
сегодня это самоочевидно. И опыт
братских стран тут может быть
особенно полезен. Недавно
пришло сообщение из
Болгарии: разработан
мини-трактор, который в разобранном
виде умещается в багажнике
легкового автомобиля.
Мощность его 9 л. с, скорость.—
до 15 км/ч. Мини-трактор
может выполнять многие
сельскохозяйственные работы,
даже качать воду.
ПРОШЛОГОДНИЕ
ЛИСТЬЯ
Привычная осенняя
картина — опавшие листья под
ногами, по-видимому, не очень
устраивает некоторых
шведских ученых. Они предпочли
бы, чтобы прошлогодние
листья с деревьев облетали
весной, незадолго до того, как
появится новая зелень. Может
быть, не очень красиво, зато
согласуется с результатами
исследования, проведенного в
Лундском университете.
Определив состав листьев, опавших
осенью и перезимовавших под
снегом, и листьев,
задержавшихся на ветвях до весны,
пришли к выводу, что во
втором случае прошлогодние
листья привносят в почву
гораздо больше растворимых
питательных веществ, и деревья
получают дополнительную
подкормку.
Не следует думать,
однако, что весенний листопад
может быть полезен всегда и
везде. Будь так, природа сама
. бы позаботилась, чтобы все
деревья удерживали старую
листву до весны.
Эксперименты же проводились только на
дубах и буках. Могли сказаться
на результатах исследования
и особенности шведских
почв — сухих, подверженных
выщелачиванию. Не найден
пока и ответ на самый главный
вопрос: как удержать листья
на деревьях в пору листопада?
КОНКУРЕНТ ЖИДКИМ
КРИСТАЛЛАМ
К
жидкокристаллическим индикаторам мы
постепенно привыкаем — в
наручных часах, в
микрокалькуляторах. Возможно, в скором |
времени часть индикаторов
будет заменена новыми — элек-
трохромными. Эти индикаторы
толщиной 1,5 мк составлены
из пяти слоев. Главные из '
них — два внутренних, распо- I
ложе иных между прозрачны- I
ми электродами и разделен- I
ных слоем твердого электро- ,
лита. Состав этих слоев не I
сообщается — подана патент- I
ная заявка. Упоминается лишь, I
что в одном из слоев можно I
использовать окись вольфра- I
ма. Электрическое напряжение I
вызывает перенос ионов водо-I
рода и гидроксила, в результа- I
те химических реакций
образуются окрашенные соедине- i
ния, в частности интенсивно- I
синяя вольфрамистоводород- I
ная бронза. Электрический ток I
нужен только при переключе- I
нии индикатора. I
Как сообщил журнал I
«Electronics» (т. 54, № 16), авто- I
ры изобретения уже изготови- I
ли образец наручных часов с I
электрохромным индикатором I
и, более того, нашли такие об- I
ласти применения, где у их I
индикатора пока нет конку- '
рентов. Это окулярные сетки I
микроскопов, которые можно I
«стереть», если мешают
наблюдениям и светофильтры
переменной плотности.
«СУММАРНАЯ I
ТЕМПЕРАТУРА —
200 ГРАДУСОВ»
Такого сообщения по |
радио голландские фермеры ■
ждут каждую весну. Впрочем, Г
многие сами ведут подсчеты: I
с 1 января начинают записы-1
вать средние дневные темпера- г
туры воздуха, плюсовые
значения суммируют. В конце
февраля — начале марта в I
сумме набирается 200° С. Вот |
тогда, как считают голланд-1
ские специалисты, пришло вре-1
мя вносить в почву азотные I
удобрения. Суммарная темпе-1
ратура — как бы сигнал: пора L
начинать эту важную работу, I
наступили оптимальные сроки. I
200-градусный рубеж — не аб-г
солют: сумма температур мо-1
жет быть немного больше или!
меньше, следует учитывать I
особенности почвы, местного!
микроклимата. По-видимому,
голландский опыт нельзя цели-*
ком распространить на другие!
страны. Но может быть, ис-i
пользовать саму идею? |
52
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
новости отовсюду
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
из опилок
Помните хитроумного
габровца из известной шутки?
Он, человек весьма
экономный, надевал своей корове
зеленые очки, чтобы она
принимала опилки за сено. Нечто
подобное, как сообщает
журнал «Feedstubbs» (т. 53, № 50),
проделали серьезные
исследователи. Обрабатывая
древесные опилки химикалиями
(точный состав не сообщается), они
получили заменитель сена.
Новый корм дешевле сена и
почти столь же питателен.
Усваивается он, правда,
несколько хуже сена, однако
надеются, что этот недостаток
нового корма исправим.
БЕЗВРЕДНЫЙ
СТИМУЛЯТОР
Применение в
животноводстве стимуляторов роста
открывает заманчивые
перспективы увеличения
продуктивности. Но большинство
стимуляторов оказывает
нежелательное побочное действие,
а остатки их, содержащиеся
в мясе, могут быть вредными
и для человека.
Этих недостатков, по-
видимому, лишен новый
способ ускорения роста,
разрабатываемый в Англии («Animal
Production», т. 32, с. 376). Он
основан на том, что у гормона
роста, управляющего
развитием животных, есть
антагонист — соматостатин,
вырабатываемый гипоталамусом.
Если животным ввести комплекс
собственного соматостатина
и чужеродного белка, у них
появляются антитела к сома-
тоста тин у, которые инактиви-
руют его, и выработка гормона
роста в организме идет
беспрепятственно. В
экспериментах содержание этого гормона
у овец возрастало впятеро,
а привесы — вдвое по
сравнению с контрольными
животными.
МЕНЬШЕЕ ИЗ ЗОЛ
В человеческом
организме вырабатывается в 10 раз
больше мочевой кислоты, чем
в организме других
млекопитающих. Хорошо это или
плохо? С одной стороны, как
будто плохо: избыток мочевой
кислоты, особенно в пожилом
возрасте, вызывает подагру,
которая не грозит братьям
нашим меньшим. Но зато с
другой стороны...
Известный
американский исследователь Б. Эймс
считает, что именно мочевой
кислоте человек обязан тем,
что вообще доживает до
такого возраста, когда может
заболеть подагрой. Проведенные
в его лаборатории
эксперименты показали, что мочевая
кислота — прекрасный антиокси-
дант («PNAS», т. 78, с. 6858).
Она перехватывает
образующиеся в ходе обмена веществ
свободные радикалы — а ведь
им многие ученые
приписывают чуть ли не главную роль
в старении организма и
возникновении злокачественных
опухолей. Если это на самом
деле так, то уж пусть лучше
будет подагра!
ЕЩЕ РАЗ
О ШИЛИШПЕРЕ
«Для грузила ты мог
взять свинец, пулю»,— говорит
чеховский следователь
«злоумышленнику». С
юридической точки зрения это, может
быть, и правильно, но с
экологической — категорически
неверно. Свинцовую дробь, то
ли попавшую в водоем после
неудачного выстрела охотника,
то ли в виде грузила,
потерянную рыболовом, часто
заглатывают птицы, принимая ее
за камешки. А свинец ядовит.
«Химия и жизнь» уже писала,
что экологи рекомендуют
всерьез подумать о том, не
отказаться ли охотникам от
свинцовой дроби, заменив ее
стальной. Над этим же
следовало бы задуматься и
рыболовам. В опубликованном
недавно докладе английского
Совета по охране природы
подсчитано, что в реках
Великобритании каждый год
остается до 250 т потерянных
свинцовых грузил — по шесть штук
на каждый метр берега!
Отравление свинцом из
проглоченных грузил, по мнению
экологов,— непосредственная
причина 50% случаев гибели
лебедей в Англии.
«Разве ты не понимаешь,
глупая голова, к чему это
ведет?»,— как говорил тот же
следователь...
53
О единстве мира,
глобальных
проектах
и компромиссах
Кандидат физико-математических наук
В. В. АЛЕКСАНДРОВ,
член-корреспондент АН СССР
Н. Н. МОИСЕЕВ
Испокон веку человек старается
понять законы, управляющие мирозданием,
предсказать возможное течение событий.
Это не только помогает решать те или
иные повседневные задачи, но и создает
уверенность в своих силах, порождает тот
нравственный климат, который, пожалуй,
в неменьшей степени обеспечивает го-
меостазис (устойчивость) рода
человеческого, нежели конкретные успехи в
материальной сфере.
История сохранила величественные
схемы мироздания, созданные гениями
далекого прошлого. Но только с эпохи
Возрождения появилась возможность
построения научных конструкций,
позволяющих увидеть единство мира,
взаимообусловленность всех процессов. Благодаря
этому стали формироваться фундамент и
технология (методы) того анализа
окружающего мира, который мы ны не
называем системным.
Первый шаг в этом направлении был
сделан Ньютоном, который общие идеи
движения, возникшие еще в античное
время, взял за исходную позицию для
анализа внешнего мира. На первых порах это
касалось только механики и астрономии.
Но если можно вычислить, когда и где на
небосводе снова появится комета
Галле я или куда упадет камень, брошенный
с той или иной скоростью, то почему
нельзя узнать судьбу более сложных явлений?
Одним словом, поняв, что такое движение,
поняв причины, его порождающие,
человек получил принципиальную возможность
построения теорий, на основе которых
возможно научное предвидение.
Следующий шаг — эволюционное
учение Дарвина. Оно открыло другую
страницу познания, связав воедино
множество фактов, накопленных
естествоиспытателями. Картина эволюции жизни,
развития ее форм, механизмы, порождающие
это движение,— все это позволило
заглянуть в прошлое. А если мы знаем
принципы развития живой материи, если мы
понимаем некие пружины изменения
живой природы, то в наших силах увидеть те
или иные черты завтрашнего дня.
В. И. Вернадский сделал еще один
шаг — им создана концепция биосферы.
Центральное в его учении — глубокая
взаимосвязь космических и земных
процессов: планетарных, геологических,
химических, биологических... Он был первым,
кто показал, что нынешний лик Земли, ее
ландшафты, гидросфера и атмосфера
порождены жизнью — живой компонентой
биосферы. И чем дальше идет развитие
планеты, тем весомее роль жизни в ее
судьбе.
В последние годы жизни В. И.
Вернадский разрабатывает концепцию о
ноосфере — сфере разума. Главное здесь то,
что разум человека, созданная им
цивилизация способны к целенаправленному
воздействию на естественный ход
эволюции Земли. Часть планеты, которая
доступна активной воле людей, превращается в
сверхорганизм, то есть в систему,
обладающую собственными целями и
возможностями их достижения. Итог учения
Вернадского — это представление о единстве
человека и биосферы, о целостности
цивилизации в рамках биосферы, о том, что
естественный этап развития биосферы —
ее постепенное превращение в единую
общность, в единую природно-хозяйст-
венную систему.
Л
Если человечество хочет предвидеть
результаты своей деятельности, оно может
целенаправленно воздействовать на ход
событий. Но управление имеет смысл
только тогда, когда ясно очерчены цели, во имя
которых предпринимаются те или иные
действия. Поэтому проблема целей
превращается в одну из основных для
современной науки.
Главная цель развития цивилизации,
по В. И. Вернадскому,— это всемерное
обеспечение гармоничной эволюции
человека и биосферы. Человечество не
может обойтись без биосферы, и его
будущее неразрывно связано с ее
эволюцией. Мощь цивилизации, ее глобальное
влияние на ход эволюции стали столь
значимы, что способны разрушить
нынешнюю ситуацию, которую лишь условно
можно назвать равновесием. Конечно, люди
еще не могут, да и не стремятся
погубить всю биосферу, но она способна
перейти на новый равновесный режим, и
места для человека в этих новых условиях
может попросту не оказаться. Сейчас
насущно необходим поиск таких альтернатив
человеческой деятельности, которые не
нарушали бы гомеостазис людей как
вида, которые бы обеспечили совместное
гармоничное развитие цивилизации и
биосферы.
Одна из главных трудностей таких
исследований — их системность. Ведь
нельзя локализовать какую-либо часть
биосферы — гигантской системы с очень
сложными связями. Например, интен-
54
сивность осенних и зимних штормов в
северной части Атлантики тесно связана с
урожаем в Поволжье и Казахстане. При
продолжительных зимних штормах океан
отдает много тепла в атмосферу, и
следующие весна и лето бывают холоднее
обычного. Атлантические ветры, так называемый
Западный перенос, будут более холодными
и поэтому принесут в Поволжье и
Казахстан больше осадков.
Ныне обсуждают много самых
разных проектов перестройки природных
условий. Начиная от скромных планов
перераспределения стока небольших рек до
глобальных проектов вроде перекрытия
Берингова пролива.
Любые проекты, так или иначе
влияющие на экологическую обстановку,
задевают судьбы людей. Ибо общество состоит
из различных групп, с разными
интересами и различной шкалой ценностей. Поэтому
любой проект, каждое действие людей,
влияющее на экологическую обстановку,
приводят к неким конфликтам. Науке
придется заняться анализом такого рода
конфликтов и выработкой методов
достижения рациональных компромиссов.
А теперь давайте поподробнее
поговорим о проектах изменения климата в
тех или иных уголках Земли.
Л
Сначала немного теории.
Географическая климатология накопила множество
фактов, которыми с успехом пользуются и
в науке, и в повседневной практике.
Вместе с тем то и дело приходится
сталкиваться с климатическими аномалиями,
объяснить которые, а тем более предсказать,
специалисты не в состоянии. Никто,
например, почти ничего не может сказать о
причинах бедствия, постигшего страны Са-
— хеля (Центральная Африка), когда
несколько лет подряд в этой засушливой, но в
целом благоприятной для жизни зоне не
выпало ни капли дождя. Нам до сих пор
памятно лето 1972 г., когда Западная Европа
_ ..была затоплена дождями, а влажная
обычно в это время года лесная зона России
задыхалась от жары и лесных пожаров.
И все же сведения, накопленные
климатологией, нельзя недооценивать.
Например, известным русским географом
и климатологом А. И. Воейковым еще в
XIX в. был сформулирован вот такой
принцип: тепло на севере (имеется в виду
Баренцево море) — сухо на юге и наоборот.
Это правило удивительно точно. Едва в
i конце 40-х годов началось небольшое
похолодание Арктики, как растительность
i юга сразу же отозвалась на это. За послед-
i мие 27 лет в барханных песках Восточ-
i ной Туркмении количество растений уве-
l личилось в 8 раз! В засушливой зоне,
i примыкающей к пустыне Каракум, плот-
i ность естественной растительности возрос-
i ла на 20—22%, началось интенсивное
восстановление кустарников, погибших в
предыдущий засушливый период.
Ныне хорошо известно, что климат
того или иного региона диктуют морские
и воздушные течения, причем приоритет
всегда у океанских течений, которые
главным образом определяют особенности
движения воздушных масс.
В этом смысле весьма показательна
история оледенения Антарктиды.
Географическое положение Антарктиды уже
более 50 млн. лет близко к современному.
Конечно, на ней были ледники, особенно
в горах, да и вокруг нее зимой
вырастали ледяные поля, но сплошной
ледниковый щит появился недавно. Первое
серьезное похолодание в Антарктиде
было 38 млн. лет назад. Похолодало из-за
того, что исчезло Южно-Тасманово
поднятие. Это породило циркумполярное
течение, которое постепенно оградило
Антарктиду от окружающего мира. Над ней
стал царить только холодный воздух.
Летние месяцы над Антарктидой стали
дождливыми и облачными. В пасмурное
холодное лето снег, накопившийся за зиму,
таять не успевал. Антарктида превратилась
в насос, выкачивающий воду из океана.
Уровень Мирового океана из-за роста
Антарктического ледяного щита
понизился на десятки метров.
Если перекрыть пролив Дрейка, вся
картина циркуляции вод Мирового океана
изменилась бы. Исчезло бы
Антарктическое циркумполярное течение, к берегам
Антарктиды подошли бы теплые воды. И
она начала бы таять.
Вот такие рассуждения обычно и
кладут в основу проектов. В свое время
шумную известность получил проект,
предполагавший изменить направление
теплого течения Гольфстрим. Под влиянием
силы Кориолиса течение Гольфстрим,
зародившись в Карибском море и пройдя
около 1000 км вдоль восточного побережья
Северной Америки, поворачивает на
восток, даря Западной Европе мягкий
морской климат. Благодаря Гольфстриму
в Европе на широте Копенгагена
растут буковые леса, в то время как в
восточной Канаде на той же широте
господствуют тундровые ландшафты.
Если у Ньюфаундлендской банки
поставить что-то вроде плотины, то часть
вод Гольфстрима пойдет на север вдоль
берегов Лабрадора. По замыслам авторов
проекта, там отменно потеплеет!
Конечно, на Лабрадоре и в северной части
провинции Квебек климат стал бы мягче.
Но те устойчивые северо-западные
ветры, которые господствуют над северной
Канадой, западом провинции Онтарио и
провинцией Саскачеван, стали бы
влажными. И в Канаде, наверное, стал бы
формироваться ледяной щит, наподобие того,
который 23 тысячи лет назад
километровым панцирем прикрыл Великие озера.
А сколько писали об изменении те-
55
чения Куросио, которое из-за ускорения
Кориолиса уходит от берегов
Сибири. Направив одну из теплых струй этого
течения в Охотское море, можно улучшить
условия жизни на его побережье. Но не
начнет ли расти ледниковый щит в центре
Сибири? Средние температуры в Якутии
куда ниже, чем в Гренландии. А там на тех
же широтах, что и Якутия, лежит ледник
мощностью до 3 км. В Якутии, где
тонкой почвой окутан 1,5-километровый слой
вечной мерзлоты, растут травы в рост
человека и пасутся стада оленей,
шумит лес. Этот контраст тоже порожден
Гольфстримом, ибо благодаря ему в
Гренландии великое обилие атмосферных
осадков. В Якутии же нет ледников прежде
всего потому, что там мало влаги, летом там
ясное небо и много солнца. Ледники
питают не суровые зимние морозы, жизнь
им дарит избыток влаги в холодном
климате. И поворот Куросио может
обернуться трагедией для Сибири.
Проекты и куда меньшего масштаба
могут непредсказуемо повлиять на
региональный климат. Вот лишь один пример.
Падение уровня Каспийского
моря не может не беспокоить:
один из самых продуктивных
водоемов мира теряет свои
качества. И вот возни- . •.'
кает проект. С по
верхности залива
Кара-Богаз-Гол
испаряется
воды в год. Его отделили от Каспийского
моря, он мало-помалу превращается в
солончаковую пустыню. Если это произойдет,
вода перестанет здесь испаряться и,
следовательно, замедлится падение уровня
моря. Но ведь вода, которая здесь
испаряется, выпадает с осадками где-то в
горах Тянь-Шаня и Памира. Она наращивает
ледники и питает Амударью и Сырдарью.
Если исчезнет Кара-Богаз-Гол, то ухудшатся
сельскохозяйственные условия в Средней
Азии. Насколько ухудшатся? Надо считать!
Не следует забывать и обо всем
экологическом равновесии.
Еще труднее прогнозировать
изменения климата на обширных
пространствах. Общую климатическую ситуацию
диктуют циклоны, которые еще плохо
изучены, и антропогенные
воздействия.
"" ж" V.-* *!■
|Н*Г- <l^ ■ «...
Например, выброс техногенной С02 в
атмосферу и все более мощное
производство искусственной энергии стимулируют
повышение средней глобальной
температуры воздуха. Но как изменится климат
отдельных регионов? Общая схема
рассуждений примерно следующая.
Полагают, что небольшое увеличение средней
глобальной температуры воздуха слабо
скажется на экваториальной зоне, зато
значительно возрастет температура в
приполярных областях. Следовательно,
уменьшатся широтные температурные градиенты
и циркуляция атмосферы станет вялой,
ослабеет перенос влаги, и засушливые
районы мира станут еще более сухими, а
влажные — еще более влажными.
Вот такую картину обычно рисуют
климатологи. Но и здесь немало загадок.
Главная из них так называемая загадка
голоцена — чрезвычайно благоприят-
»>•■*..»»>.• , ные климатические
г/*"-.-■?;[ :'4**."V. *. условия,
которые царили
Земле в исторические времена, всего
5—6 тысяч лет назад. На побережье
Белого моря шумели широколиственные леса,
как будто все климатические пояса
сдвинулись на 300—600 км к северу.
Глобальная температура воздуха была на несколько
градусов выше нынешней. И вроде бы
климату голоцена следовало быть очень
контрастным. Пустыни должны были сделаться
необъятными, но Сахара наперекор
логике была засушливой саванной, как
сейчас страны Сахеля. Каракум, Кызыл кум,
Гоби и другие пустыни тоже были
саваннами, где безбедно жили многочисленные
племена скотоводов.
В чем загадка голоцена? Почему,
казалось бы, правдоподобные
рассуждения несостоятельны? К сожалению, мы
можем только гадать или строить гипотезы.
Вот одна из них. Около берегов
Кольского полуострова (точнее, возле горла
Белого моря) Гольфстрим резко
поворачивает на север и уходит от берегов
Советского Союза, не в силах
прорваться через мелководья, которые отделяют
Баренцево море от всегда одетого в
ледяной панцирь Карского моря. В
результате над Карским морем и севером
Западной Сибири царят массы
холодного воздуха,
блокирующие теплые и влажные
'*. атлантические циклоны.
В голоцене этого
холодного «карско-
■/->-Г° заслона», навер-
"*'<-" ное, не было.
Вероятно, Ат-
- , -р **»■:.- у-у ••". - - л ант и чес к ие
'•-\: /£":'*: '^Чь' . циклоны
могли
про-
** -
-и:Л*-.
никать далеко на восток, к самому
Тихому океану. Короче говоря, такая отрадная
ситуация могла возникнуть, если
Гольфстрим прорывался в Карское море. Либо
мощность Гольфстрима была в ту пору
другой, либо изменилась топография шель-
фовой зоны Баренцева и Карского морей.
Либо произошло еще что-то, о чем мы
просто не догадываемся.
На интуитивном уровне, уровне
догадок или с помощью традиционных
географических рассуждений не ответить на
эти и многие другие вопросы. А ведь
грандиозная природопреобразующая
деятельность людей продолжается. И знать
последствия этого неудержимого
процесса жизненно необходимо.
Можно ли
избавиться
от фреона!
А. П. РУСЯЕВ, А. Д. МАЛЯРЧИКОВ,
П. С НИЗОВЦЕВ,
Белорусский научно-
исследовательский санитарно-
гигиенический институт.
Институт тепло- и
м а ссо обмена
АН БССР
Для удобства человека изобретено
множество устройств, в том числе и
бытовые холодильники. Например, в СССР
ежегодно продают шесть миллионов бытовых
холодильников. Из них свыше пяти
миллионов — это фреоновые компрессионные
холодильники, более экономичные, чем,
скажем, абсорбционно-диффузионные или
термоэлектрические.
Сейчас на планете трудится около
восьмисот миллионов холодильников. Это,
конечно, хорошо. Но вот очень плохо то,
что примерно двадцать миллионов штук
домашних холодильников ежегодно
выбрасывают на свалки всех уголков планеты и
фреон из них волей-неволей попадает в
воздух. Производство компрессионных
фреоновых бытовых и промышленных
холодильных машин тоже небезгрешно.
Технология заполнения их герметичных систем
предусматривает частичный выпуск в
атмосферу фреона. Многие парфюмерные и
прочие аэрозольные баллончики также
начиняют фреоном-12.
А между тем еще 10—12 лет назад
специалисты по охране окружающей среды
предупреждали, что фреон-12, вовсе
безвредный для человека, тем не менее
способен погубить все живое. Дело в том, что
из-за химической инертности фреон легко
проходит нижние слои атмосферы и может
накапливаться на высоте 30 километров.
Предполагают, что там фреон теряет свою
58
Что делать? Где выход?
Мы и наши коллеги по
Вычислительному центру Академии наук СССР пришли
к такому выводу: путь к частному лежит
через общее. Это вполне в русле
взглядов В. И. Вернадского. Только создав
глобальные модели, можно более или
менее уверенно прогнозировать
климатические изменения, вызванные
хозяйственной деятельностью. По нашему мнению,
успех принесет не индуктивный путь
исследований (от частных проблем к общим
схемам), а дедукция (от модели
климата планеты к частным вопросам).
Биосфера — единый организм, а лечить надо,
как утверждают медики, не болезнь, а
самого больного. Об этом в другой раз.
инертность и нарушает озоновый экран —
защитный слой, испокон веков спасающий
биосферу от жестких ультрафиолетовых
лучей Солнца.
Сотрудники Калифорнийского
университета предполагают, что при нынешнем
темпе роста производства фреона и
выброса его в атмосферу вскоре концентрация
фреона в атмосфере возрастет в десятки
раз. А по мнению специалистов
Организации научных исследований Австралии, за
восемь лет (с 1965 по 1973 г.) концентрация
озона неуклонно снижалась как раз там,
где задерживается большая часть жесткого
излучения Солнца. Конечно, повинен в этом
не только фреон, но и прочие отходы
цивилизации, испачкавшие небо планеты.
> Более того, часто уверяют, будто
опасность от фреонов, уходящих в воздух
" из холодильных машин, совсем невелика,
с ибо ущерб от загрязнения атмосферы,
скажем, авиационными и автомобильными
двигателями куда больше, куда серьезнее.
Но самоочищение верхней атмосферы, на-
■ верное, идет в десятки раз медленнее,
чем самоочищение приземного слоя воз-
> Духа.
, Конечно, физико-химические процес-
, сы в верхней атмосфере еще во многом
с неясны, и реальный, вернее, точный
прогноз воздействия фреона на озоновый экран
1 дать пока нельзя. Однако благодушие здесь
) может быть пагубным, и лучше всего лю-
с бой валяющийся на свалке холодильник
рассматривать как бомбу замедленного
- действия. В герметичной системе бытового
v холодильного агрегата находится свыше ста
граммов фреона. На высотах около 30 ки-
1 лометров эти сто граммов могут занять ог-
- ромный объем, как-то нарушив в зтом
месте биологический щит Земли.
; Биосфера за необозримо долгое вре-
i мя эволюции приспособилась к длинновол-
- новой ультрафиолетовой радиации. Че-
- ловечество тоже адаптировалось к естест-
) венному спектру солнечного излучения/
) И поэтому образование в озоновом слое
г своеобразных окон под воздействием
разреженных паров фреона или по какой дру-
> гой причине может причинить вред, напри-
мер изменить биохимические процессы
синтеза белка в организме. Избыточное
ультрафиолетовое излучение способно
подхлестнуть и распространение болезней:
резкое увеличение дозы ультрафиолетовой
радиации, проникающей к поверхности
Земли, может губить не только
болезнетворных микробов, но и полезных. К тому
же коротковолновая радиация — сильный
мутаген. И не появятся ли новые мутанты
микробов, более опасные, чем
существующие? Кроме всего этого, превращение
озонового слоя в решето, безусловно,
изменило бы тепловой баланс и циркуляцию
воздушных масс, а в конечном счете
температуру, влажность и давление воздуха,
то есть погоду и даже климат Земли. И
вовсе не случайно недавнее появление новой
научной дисциплины — гигиены озоносфе-
ры.
На наш взгляд, большую пользу делу
охраны природы может принести создание
серийного образца холодильной машины
для бытовых шкафов, торгового
оборудования, кондиционеров и термостатирующих
устройств на базе разработок Института
тепло- и массообмена Академии наук
Белорусской ССР. Здесь идут работы по замене
фреона-12 другим инертным веществом,
которое не сможет «дырявить» озоно-
сферу.
Уже сейчас ясно, что холодильная
машина на других веществах может быть
столь же скромна в потреблении энергии,
как и нынешние компрессионные
холодильники при прочих неизменных их
достоинствах (простота конструкции, малая
материалоемкость, бесшумность работы...).
Будем надеяться, что не за горами то
время, когда холодильные агрегаты
повсюду станут наполняться не фреоном-12, а
экологически чистыми веществами.
От редвкции. Мнение о том, что фреоны
разрушают озоновый экран планеты и что
главные виновники этого — холодильники,
разделяется не всеми специалистами. Во всяком случае,
есть и другая точка зрения. В подтверждение
перепечатываем ниже из журнала «Холодильная
техника» A9В1, № 9) документ, подготовленный
Международным институтом холода —
организацией, объединяющей специалистов
холодильного дела из многих стран мира, в том числе
СССР. Добавим, что, по данным этого института,
холодильники — не главные потребители
фреона: на их долю приходится не более трети его
мирового потребления.
Официальное
заявление
Международного
института
холода
По имеющейся в
Международном институте холода
(МИХ) информации,
правительства некоторых стран
рассматривают вопрос о введении
законодательства,
запрещающего применение фреонов в
качестве Хладагентов для
холодильных установок.
Основанием для этого служит
утверждение, будто разложение
фреонов в стратосфере может
привести к снижению
концентрации находящегося в ней
озона, в результате чего может
увеличиться интенсивность
ультрафиолетового излучения,
достигающего поверхности
Земли, и соответственно
участятся случаи заболевания людей
раком кожи.
Теория этих процессов
была впервые предложена
Роулэндом и Молиной около
6 лет назад и позднее была
подкреплена моделированием
на ЭВМ. В расчетах авторов
имеются, однако,
значительные неопределенности, и пока
не представляется возможным
подтвердить с помощью
измерений полученные ими
результаты.
Между тем
естественные колебании концентрации
озона гораздо значительнее,
чем ожидаемые от
воздействия фреонов, и
потребуются многие годы, прежде чем
концентрация достигнет такого
уровня, который удастся
экспериментально определить.
Фреоновые хладагенты
широко используются во всем
мире: в домашних
холодильниках, торговых и
транспортных установках они нашли
исключительное применение. В
настоящее время нет таких
веществ, которые могли бы
стать им удовлетворительной
заменой. Все остальные
известные хладагенты либо
токсичны, либо горючи, либо
имеют другие нежелательные
свойства. Поэтому запрещение
фреонов может привести к
гораздо большему риску, чем
снижение концентрации озона.
Кроме того, замена
фреоновых установок потребует
многомиллиардных затрат.
Следует также иметь в
виду, что холодильная техника
играет большую роль в
решении наиболее важной
мировой проблемы —
обеспечении растущего населения
продуктами питания. Благодаря
применению тепловых насосов,
работающих на фреонах,
имеется возможность
значительной экономии электроэнергии.
Поэтому замена
фреонов в холодильной
промышленности может иметь самые
серьезные последствия.
Учитывая изложенное,
МИХ настоятельно
рекомендует правительствам не
вводить каких-либо радикальных
ограничений по применению
фреонов до тех пор, пока
необходимость в этом не будет
окончательно установлена.
Если все же она будет
подтверждена, следует
тщательно выявить возможность
контроля в целях
максимального снижения вредного
воздействия фреонов на
человечество.
А пока могут быть
приняты меры для
предпочтительного использования
потенциально менее вредных фреонов,
например фреона-22, и
уменьшения их утечки в атмосферу.
Любая холодильная машина в
принципе является
герметичной системой, и потери газа
можно существенно снизить
посредством надлежащего
конструирования и
обслуживания.
Президент
Генеральной
конференции МИХ
Г. ЛОРВИТЦВИ
59
В выпуске: Письма
Оптимальные юнь«х
решения химиков
КЛУБ
ЮНЫЙ
ХИМИК
Устав клуба
Пункт первый. Членом клубе может быть
каждый школьник.
Пункт второй. Членом клубвствновится тот, кто
задаст интересный вопрос, или найдет интересный
ответ, или пришлет заметку, фотогрвфию,
рисунок, или просто рвсскажет о своих полезных
делвх. В письмах следует обязвтельно указывать
имя, фамилию, вдрес, клвсс и номер школы.
ДОМАШНЯЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Письма
юных химиков
Как всегда, письма юных химиков
содержат описания разнообразных опытов. Но,
воронку с помощью отрезков стеклянной
палочки и эпоксидного клея (рис. 2). Фильтр в
такой воронке не прилегает плотно к стенке,
и раствор через него проходит быстрее.
Чтобы получать небольшие количества
газов, Леонид СТУКАН (8-й класс, школа
№ 77, Ленинград) использует очень простое
приспособление, состоящее из двух хлор
кальциевых трубок и резиновой трубки (рис. 3).
Опуская или поднимая одну из трубок,
можно привести прибор в действие или
остановить его. Стеклянную трубку можно
заменить резиновым шлангом с зажимом.
РЕАКТИВЫ
На этот раз много писем посвящено
злектрохимическому синтезу. Чаще всего для
этой цели используют угольные электроды.
Оптимальные
решения
Школьные задачи, какими бы они
порой ни казались абстрактными,
представляют собой упрощенные модели реальных
задач, которые каждый день приходится
решать исследователям и инженерам.
Естественно, что при решении таких задач
приходится исходить из данных, полученных
опытным путем. А каждый эксперимент
требует сил и средств. Поэтому чем меньше
исходных данных использовано для
решения поставленной задачи, тем это решение
оптимальнее, то есть сочетает в себе
максимальную строгость результатов с
минимальными затратами.
Но всегда ли учебные задачи
удовлетворяют принципу оптимальности?
Оказывается, далеко не всегда. Вот несколько
таких примеров, почерпнутых из
общеупотребительных руководств. Чтобы выявить
в этих задачах избыточные сведения,
обратите внимание на то, что, поскольку в
предельном углеводороде СхН2х+2 с х атомами
углерода связано максимальное число
атомов водорода, равное 2х+2, то для
индексов С и Н молекулярной формулы любого
углеводорода СХН справедливо
неравенство у<2х+2 @.
ЗАДАЧА 1 I
При сгорании 0,5 л некоторого
газообразного углеводорода получены 2 л
двуокиси углерода и 2,009 г воды. Масса 1 л
разумеется, чтобы выполнить даже
небольшое исследование, необходимы приборы и
реактивы. С этого мы и начнем очередной
обзор писем.
ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
Для химических опытов часто
требуется дистиллированная вода. О том, как
сделать высокопроизводительный дистиллятор,
пишет восьмиклассник из Краснооктябрьской
средней школы Владимирской области Иван
САВЕНКОВ. Устройство прибора ясно из
рис. 1; особо тщательно следует изготовить
основной элемент — испаритель. Способ
герметичного крепления кипятильника
предлагаем продумать самостоятельно. Чтобы
подливать воду, не вынимая пробки, в нее
можно вставить третью трубку с краном или
пробкой.
«Тот, кто занимался очисткой растворов,
знает, как иногда мучительно долго
происходит фильтрование»,— пишет москвич Игорь
ПАХАРЬКОВ. Чтобы ускорить дело,
прибегают к фильтрованию под давлением или с
отсасыванием, используют складчатые
фильтры. Игорь же предлагает усовершенствовать
Однако при получении электролизом,
например, серной кислоты она загрязняется
продуктами разрушения угольного анода. Л. СТУКАН
предлагает в этом случае заменить угольный
анод на свинцовый — он практически не
разрушается, и кислота получается чистой.
Важная деталь электролизера —
диафрагма. На страницах клуба обсуждались
разные способы ее изготовления. Алексей ЖУКОВ
из Ногинска Московской обл. делает
диафрагму очень просто: отрезает дно от
пластмассового пузырька из-под клея и заклеивает
. отверстие плотной тканью, с трудом
пропускающей воду. В горлышко пузырька
вставляется анод. Отделив таким образом
анодное пространство, Алексей получил
различные реактивы, например: азотную кислоту из
раствора нитрата аммония (анод —
железная пластинка), едкий натр и хлорид меди
из раствора поваренной соли (с медным
анодом) и т. д.
Аналогичные эксперименты, но с другой
диафрагмой (рис. 4) провел Алексей
КАЛЮЖНЫЙ (8-й класс, школа № 9, Черкесск).
При электролизе нитрата аммония, но с
медным анодом, он получил в анодном
пространстве раствор нитрата меди. Для
ускорения электролиза было использовано более
высокое напряжение, чем обычно
применяется в таких опытах.
Вообще говоря, продолжительность
электролиза — весьма существенный фактор
Самодельный
днстнллятор
монохлорпроизводного этого
углеводорода составляет 4,129 г, а плотность паров
этого монохлорпроизводного по воздуху
равна 3,19 (объемы и плотности газов
приведены к нормальным условиям).
а) Вычислите процентный состав
исследуемого углеводорода.
б) Определите простейшую формулу
углеводорода.
в) Установите его истинную
молекулярную формулу.
(Польские химические олимпиады.
М.: Мир, 1980, задача № 287).
ЗАДАЧА 2
При сгорании 4,8 г органического
вещества образовалось 6,6 г двуокиси
углерода и 5,4 г воды. Плотность паров
этого вещества по водороду равна 16.
Определить молекулярную формулу вещества.
(Г. П. Хомченко. Пособие по химии
для поступающих в вузы. М.: Высшая
школа, 1976, задача № 1, с. 390).
(Решение — нв стр. 65)
в любом электрохимическом синтезе, о чем
часто забывают. На это обратил внимание
школьников бывший юный, а теперь
профессиональный химик Александр КАМНЕВ.
Прежде чем начать эксперимент, пишет он, надо
прикинуть: а стоит ли овчинка выделки?
Так, в № 4 «Химии и жизни» за этот год
на с. 76 была опубликована заметка
«Берегите цинк»— о выделении цинка из
отходов. Однако расчет показывает, что при
рекомендуемой плотности тока и площади
катода 6 см2 за 2 часа выделится всего
0,14 г цинка. Оцинковать катод таким
способом можно, а вот применить
полученный металл снова... Так что с помощью
g электролиза в домашних условиях можно
получать лишь очень небольшие количества
веществ.
Многие школьники знают, что
источником некоторых реактивов могут служить
пигменты — основа масляных красок.
Пятиклассник Андрей БОРОДЬКО из Черноголовки
(Московская обл.), шестиклассник Алексей
ЛЯХОВИЧ из Новосибирска и другие ребята
напоминают, что цинковые белила содержат
ZnO, свинцовые — 2РЬСОэ • Pb(OHJl
титановые — ТЮ2, литопон — ZnS и BaS04>
бланфикс — BaS04v кадмий желтый — CdSv
стронциановая — Sr€r04f кобальтовые
краски — фосфат или оксид кобальта и т. д.
Нерастворимые в воде хроматы и сульфаты
щелочноземельных металлов можно
перевести в растворимые соли по схеме
MeS04+Na2C03 ^t МеСОэ + Na2S04; МеСОэ +
+2НС1-»-МеС12 + Н20+С02. Если Ме = Са
(гипс), первая стадия идет легко —
равновесие почти полностью сдвинуто
вправо. Но уже для Me = Sr необходимо
кипятить сульфат с избытком соды. Если же
взять реагенты в соответствии с уравнением
реакции, то выход SrCOs составит лишь
67 %; это установил девятиклассник из
Воркуты Юра МАКАРЫЧЕВ.
В прошлых обзорах был затронут
вопрос о получении бария из бумаги. Д.
ШУМАКОВ из Запорожья провел настоящий
«следственный эксперимент» с листом плотной
белой бумаги. После ее сжигания,
прокаливания золы, промывания серной кислотой и
щелочью осталась почти белая масса —
наполнитель. Из нее удалось получить
немного вещества, которое окрашивало пламя в
желто-зеленый цвет, что характерно для
солей бария. Так можно обнаружить барий
в некоторых сортах бумаги, но реактива из
нее, очевидно, не получить.
роформом, затем удаляют иод водным
раствором тиосульфата и очищают хлороформ от
воды так же, как зтилацетат.
ИССЛЕДОВАНИЯ
Интерес юных химиков вызвал поиск
элементов, соединения которых могут быть
окрашены во все цвета радуги. Ранее в
клубе были описаны такие соединения
ванадия, молибдена, хрома, меди. Теперь
Евгений ШАДАЙ G-й класс, школа № 621,
Москва) сообщает о том же свойстве
соединений железа (включая его комплексные соли).
Это показывает, что, вероятно, все металлы
переменной валентности могут давать
соединения самых разнообразных расцветок.
Более полезным для практических
целей может оказаться эксперимент А.
ЛЯХОВИЧ А. Он приготовил разноцветные лаки из
пластмассовых школьных закладок. Их надо
мелко нарезать и залить ацетоном. На
следующий день получится красивый цветной
лак, которым можно не только окрасить
разные поделки, но и рисовать на бумаге, так
как лак быстро высыхает. Держать лак и
окрашенные им предметы следует подальше
от огня.
С цветными превращениями связаны и
опыты с индикаторами. Алексей ГИЗАТУЛЛИН
(8-й класс, школа № 851, Москва)
сообщает, что смесь CuS04 и К2Сг207 при
добавлении щелочи становится зеленой, а в
присутствии кислоты снова желтеет. Москвич
Григорий СЕРЕДА также сделал свой индикатор,
нагревая 2 мл глицерина с небольшим
количеством (NH4JCr207 с последующим
добавлением спирта. После фильтрования
получился ярко-зеленый раствор, который при
добавлении кислоты становится желтым, а в
нейтральной или щелочной среде восстанавливает
зеленый цвет. А Эдвард МЕЛЬНИКОВ (9-й
класс, школа № 2, гор- Цесис Латв. ССР*
пень с.ислоты, сливая хлориды, нитраты и
сульфаты кальция, магния, цинка со
щавелевой кислотой. Однако чистая кислота не
получится, так как оксалаты всех
щелочноземельных и многих других металлов
довольно хорошо растворимы в кислотах. Поэтому
равновесия типа Me(N03J + Н2С204^£
^МеС204 + 2HN03 будут в значительной
степени смещены влево.
В январском выпуске клуба был описан
очень простой способ выделения серебра
из отработанного фиксажа с помощью
медной фольги. Однако, как сообщил А. ЛЯ-
ХОВИЧ, таким образом серебро извлекается
далеко не полностью, поэтому надо либо
кипятить раствор, либо использовать более
сильный восстановитель, например раствор
проявителя.
Один из наиболее употребительных
реактивов — едкая щелочь. Для получения
ее из раствора можно использовать давно
известный, но редко применяемый способ —
взаимодействие гашеной извести с
раствором соды или поташа: Ca(OHJ + Na2COg—►•
—>-CaC03|+2NaOH. Этот метод применяет с
успехом москвич В. ЕГОРОВ. Он же
предлагает юным химикам для получения
соединений олова брать не чистый металл, который
трудно достать, а обычный третник,
используемый для пайки. Если его расплавить и
долго прокаливать на воздухе, он превратится
в смесь оксидов — РЬО и Sn02. Для
разделения металлов эту смесь надо
растворить в горячем 10%-ном растворе щелочи
(работать осторожно!) и добавить 3%-ную
перекись водорода. В результате реакции
PbO+4NaOH _> Ka,[Pb(OH)i;] н£ РЬО,,|+
+ 4NaOH-h2H О свинец выпадет в осадок,
а в растворе останется NaL>Sn03f из
которого можно получить и другие соединения
олова.
Немного о получении органических
веществ. Для некоторых опытов нужен чистый
глицерин, который не всегда можно купить.
В. ЕГОРОВ предлагает выделить его из
раствора Люголя (94% глицерина, 3% воды,
1 % 12 и 2% KI). Иод и иодид калия
экстрагируются несколько раз небольшими
порциями ацетона до обесцвечивания
глицерина. Для полного удаления из него воды
и ацетона глицерин надо нагреть до 100°С.
Из ацетонового раствора можно выделить
иод (как из йодной настойки), а можно
смешать его с водным раствором щелочи
или соды и нагреть — выпадет
желтоватый осадок йодоформа с характерным
запахом. Это — прекрасный антисептик,
широко применявшийся ранее в хирургии.
Механизм реакции таков. Сначала в молекуле
ацетона водород замещается на иод: СН3—
СО—СН3 + 3l2-^CI3--CO—CH3 + 3HI, а
затем это соединение расщепляется щелочью:
Cl3—CO—CH3 + NaOH-^CHI3 + CH3COONa.
Два распространенных органических
растворителя — этилацетат и хлороформ
получил Михаил РОДЫГИН A0-й класс, школа
№ 4, Горловка). Он тоже не прибегал к
сложному органическому синтезу, а извлек
растворители из продажных препаратов. Этил-
ацетат — из средства для мытья стекол
«БЛО» (оно содержит кроме эцилацетата
воду и аммиакат меди). Сначала аммиак
нейтрализуют серной кислотой, а затем
перегоняют смесь. Для ее осушки (этилацетат
образует с водой азеотроп, содержащий 8,5%
воды и кипящий при 70,4СС) следует
сначала отогнать мутный азеотроп, а затем чистый
растворитель (т. кип. 77°С) или же
использовать после перегонки осушитель —
безводный CaCI2, CuS04 и т. п. Небольшое
количество хлороформа (~ 50 мл) можно
выделить из пасты Розенталя (80%
хлороформа, 10% спирта, 8% парафина и 2%
иода). Сначала из смеси отгоняют иод с
хлоне стал изобретать новые индикаторы, а взял
всем известный фенолфталеин и сделал из
него два раствора — нейтральный и
слабощелочной. Теперь две капли этих растворов
надо по отдельности смешать с двумя
каплями исследуемой жидкости: если
испытуемый раствор кислый, перед нами будут две
бесцветные капли, если щелочной — две
красные, а если нейтральный, то будет одна
красная и одна бесцветная капли.
Константин БОЯНДИН (8-й класс,
школа № 27, Семипалатинск) провел несколько
опытов с окислителями. Пропуская хлор в
ледяной раствор щелочи, он получил гипо-
хлорит натрия, с помощью которого соль
железа (III) в среде концентрированной
щелочи была окислена до феррата K2Fe04.
Второй окислитель Константин сделал из
обычной перекиси водорода. Ее окислительную
силу можно увеличить, добавив перед самой
реакцией соль железа (II). Такой раствор
называется реактивом Фентона. Его силу можно
проверить на 1%-ном растворе KI: бурая
окраска иода появляется значительно быстрее,
чем при окислении только перекисью.
Очень интересные опыты провел К.
БОЯНДИН по окислению различных металлов
диоксидом азота. Наиболее активные
щелочные и щелочноземельные металлы в среде
N02 покрывались оксидной пленкой, а при
нагревании энергично окислялись
(амальгамированный алюминий даже вспыхнул). Такие
металлы, как железо, никель, олово
окислялись незначительно. А вот губчатая медь
даже при обычной температуре энергично
присоединяла N02, образуя красно-бурый
порошок. Под действием воды он бурно
разлагался с выделением бесцветного газа,
буреющего на воздухе (NO), а в колбе оставался
оксид, аммиачный раствор которого дает с
ацетиленом темно-бурый осадок, то есть этот
оксид — Си20. К. БОЯНДИН предположил,
63
что образующееся вначале вещество — это
соединение состава Cu2N02. Интересно, что
точно к такому же выводу пришли в
1896 г. французские химики Сабатье и Сен-
деренс; образовавшийся коричневый осадок
они назвали нитроксилом меди. Однако
последующие исследования этот вывод не
подтвердили: оказывается, сначала идет реакция
2Cu + NOa = Cu20 + NO, а затем оксиды
азота адсорбируются оксидом меди (I),
причем в значительном количестве — до
33% по массе. Получается стабильный в
сухом воздухе порошок, который при
нагревании в замкнутом объеме отщепляет
N02f оставляя Си20, а при охлаждении
М02 вновь поглощается. Аналогичные
«адсорбционные комплексы» дают и другие
металлы. Например, были получены соединения
состава Fe2N02, Co2N02 и Ni4N02. При
сильном нагреве (до 250°С) реакция идет
иначе — образуются СиО и N2.
Михаил ГИЛЯРОВ (школа № 224,
Москва) предлагает юным химикам провести
опыт, описанный в старой и потому
малодоступной книге В. В. Рюмина
«Занимательная химия» (она издана в 1936 г.). В
пробирку вставляют картонный кружок, через
который проходит медная проволока (рис. 5).
Нижняя ее часть доходит почти до дна, а
верхняя припаяна к цинковому кольцу. Вся
верхняя часть проволоки должна быть
изолирована (водостойким клеем, сургучом и
т. п.). В нижнюю часть пробирки наливают
насыщенный раствор SnCI2f а сверху —
насыщенный раствор NaCI. Через некоторое время
у перегородки вырастают кристаллы
металлического олова.
Алексей КОЧЕТОВ (он учится вместе
с А. Калюжным) провел опыты по
измерению электропроводности растворов
электролитов разной концентрации. Идея была
такая: если электроды жестко закреплены, а
>
данного вещества. Опыты показали, что если
ток постоянный, его величина непрерывно
падает со временем, поэтому измерения надо
проводить на переменном токе; в этом
случае в течение по крайней мере 10—20 с
ток почти не меняется.
А. КОЧЕТОВ напоминает также
школьникам, которые ходят в походы, что
существует простой способ оценки чистоты воды
в реке, озере и т. п. Для этого надо
влить в воду слабый раствор перманганата
калия и немного подождать. Если раствор
обесцветился, значит в воде есть
органические примеси, что указывает на возможное
присутствие и болезнетворных микробов.
Такую воду можно пить только
прокипяченной.
О «ФАНТАСТИЧЕСКИХ»» ОПЫТАХ
И ПЛАГИАТЕ
Этот раздел мы советуем внимательно
прочитать всем школьникам, которые
присылают в редакцию результаты своих
экспериментов. Основное внимание, как правило,
уделяется тем письмам, в которых описаны
самостоятельно проведенные опыты. Дело в
том, что взять вузовский учебник или
Другую книгу по химии и выписать оттуда
несколько опытов может каждый. Совсем
другое дело — поставить опыт самостоятельно
и честно описать его и все встретившиеся
трудности. Так будут исключены и грубые
ошибки. Например, поступали предложения
получать натрий электролизом расплава его
соли — тиосульфата натрия (т. пл. 48,5°С),
йодистый водород — нагреванием KI с
концентрированной серной кислотой, барий —
электролизом расплава нитрата бария и т. п.
Если попытаться провести такие опыты,
сразу станет ясна их нереальность: при
нагревании тиосульфат растворяется в
собственной кристаллизационной воде, то есть это
фактически не расплав, а водный раствор, из
рает не только барий, но даже молибден.
Особо следует остановиться на таких
недопустимых фактах, как списывание опытов
без указания источника. В качестве
примера можно привести письмо от школьника X.
с описанием ряда интересных опытов. К его
счастью, у одного из сотрудников
редакции оказалась хорошая память и он
довольно быстро нашел оригинал—статью,
опубликованную в одном из первых номеров
«Химии и жизни» в 1965 г. Сравнение
статьи с письмом показало, что опыт
переписан дословно, практически без изменений
и без ссылки на первоисточник, то есть
фактически выдан за свой собственный.
А повезло X. вот почему. Если бы
сотрудники редакции ничего не заметили (что
вполне возможно, так как прошло много лет),
то письмо могло быть опубликовано. Тут-то
и начались бы неприятности! Читают журнал
сотни тысяч человек, поэтому плагиат (а
именно так называется выдача чужого
произведения за свое) обнаруживается практически
всегда и идут в редакцию одно за другим
сердитые письма. Приходится редакции на
страницах журнала приносить извинения
читателям и указывать настоящего автора
(такие случаи, к сожалению, бывали). А
«прославиться» на всю страну таким образом —
вещь очень неприятная.
Все сказанное выше вовсе не
означает, что опубликованные где-то опыты
нельзя использовать снова. Так, в 1978 г. в
издательстве «Химия» вышла книга «Опыты
без взрывов», составленная О. Ольгиным и
целиком основанная на публикациях в «Химии
и жизни» за много лет. Но в книге об этом
прямо сказано на с. 2, а на с. 7
перечислены авторы опытов... Поэтому в письмах
следует указывать, взяты ли опыты из
какой-либо книги или журнала, или описаны
по аналогии с известными опытами, или
полностью придуманы самостоятельно. И обя-
напряжение постоянно и невелико (~ 1 В),
то в принципе можно определить
концентрацию вещества по величине тока, построив
предварительно калибровочный график для
ЗАДАЧА 1
Очевидно, что для ответов на все
вопросы задачи достаточно найти
молекулярную формулу углеводорода. Ее
можно вывести только по заданной плотности
паров монохлорпроизводного этого
углеводорода по воздуху (равной 3,19) и, таким
образом, получить решение, оптимальное
по числу исходных данных.
Обозначим молекулярную формулу
исследуемого углеводорода как СхНу, а
его хлорпроизводного — СЖН ,С1;
учитывая, что его молекулярная масса
равна 29- 3,19 — 35,5+1=58 B9—средняя
молекулярная масса воздуха), получим
уравнение, связывающее индексы в
молекулярной формуле углеводорода:
12ж+у=58 B).
Кроме того, для тех же индексов
справедливо неравенство A). Из A) и B)
следует, что 58—12х <2х+2, или 14х>
>56, то есть х >4. Но х не может быть
больше или равен 5, поскольку при х> 5
левая часть уравнения B) превышает
правую- Следовательно, х=4 и у=10, и
которого натрий, естественно, не выделишь;
серная кислота при нагревании попросту
окислит KI (а тем более HI) до иода; расплав
селитры — сильный окислитель, в котором его-
С4Н10— истинная молекулярная формула
углеводорода.
Теперь сохраним в условиях задачи
только информацию о том, что при
сгорании некоторого количества
газообразного углеводорода получены 2 л (н. у.)
двуокиси углерода и 2,009 г воды. По этим
данным определим сначала простейшую
формулу исследуемого вещества. В 2,009 г
Н20 содержится 2-2,009/18^0,223 г
водорода; в 2 л С02 содержится 12-
- 2/22,4^1,072 г углерода. Поэтому в
целых наименьших числах (С) :(Н)=2:5. То
есть простейшая формула углеводорода —
С2Н5.Однако поскольку в молекуле любого
углеводорода должно содержаться четное
число атомов водорода, молекулярная
формула должна иметь вид C2rH5n, где
п > 1 — четное число. Теперь, применив
неравенство A) к индексам х = 2п и у=5п,
найдем, что 5п<2 • 2п+2, т. е. п<2.
Но п>1, и поэтому п = 2, и молекулярная
формула углеводорода — С4Н10.
ЗАДАЧА 3
Исключим из условия этой задачи все
количественные данные, кроме плотности
вещества по водороду. Судя по продуктам
сгорания, в состав соединения входят
углерод, водород и, возможно, кислород.
Поэтому молекулярную формулу вещества
запишем в виде CKHyOz (х>1. У>1, z>0).
Так как молекулярная масса вещества
М=32, то
12ж+у + 16=32 C).
Покажем сначала, что z=£0.
Действительно, при z=0 вещество должно быть
зательно надо указать, проверены ли они
экспериментально или это предлагается
сделать другим школьникам, имеющим больше
возможностей для проведения опытов.
углеводородом с молекулярной
формулой СхНу, и для определения индексов х и
у на основании C) получаем уравнение
12ж+у=32 D).
Учитывая также неравенство A), получаем
32—12х < 2х+2, то есть к > 2,14 или, с
учетом того, что х — число целое, х>3.
Но при х> 3 левая часть уравнения D)
больше правой. Значит, соединение
содержит кислород, то есть z>1. Тогда из
C) имеем, что z = 1; z не может быть
больше или равно 2, так как при
z> 2, х> 1 левая часть C) больше
правой за счет суммы двух слагаемых
12х +16z. Отсюда получаем, что х= 1,
у=4, и молекулярная формула вещества—
СН40. Поскольку мы исходили из
единственной количественной информации,
полученное решение оптимально.
Итак, используя простую формулу A),
мы смогли обойтись значительно меньшим
числом экспериментальных данных и, тем
не менее, получить правильные
решения задач. В заключение следует
отметить, что полная оптимизация решений —
сложный творческий процесс, к которому
предъявляется много разных, порой
противоречивых требований. Мы же
рассмотрели один из простейших случаев, когда
под оптимальным мы понимаем решение,
полученное на основе минимального числа
исходных данных. Поскольку в
рассмотренных задачах это число удавалось сводить
к единице (дальнейшая минимизация
числа исходных данных невозможна), в
указанном смысле решения оптимальны.
А. ХРУСТАЛЕВ
V'_
■■ *
M
Jcmim n с t-H.JTJ..
Как быть
с собакой!
Большинство горожан не может
обойтись без общения с природой или хотя
бы с ее отдельными элементами. Одни
разводят цветы вообще, другие — только
фиалки или только кактусы. Если прежде
в домах держали, пожалуй, лишь канареек,
собак да кошек, то ныне в городских
квартирах обитают представители всех
классов позвоночных: рыбы, амфибии,
рептилии (и не только безобидные ящерицы,
но и ядовитые змеи), птицы и, конечно,
млекопитающие. Из млекопитающих,
общение с которыми, видимо, дает людям
наибольшее удовлетворение, держат и
кроликов, и крыс, хорьков, лисиц, обезьян,
медвежат, волков...
И вот какой парадокс: если человек
держит дома ядовитую змею, это мало
кого волнует, а вот содержание им собаки
или кошки большинству окружающих
далеко не безразлично.
Здесь уместно Напомнить, что в
нашей стране собак разных пород и так
называемых «метисов» используют многие
ведомства (Министерство обороны, МВД,
КГБ, МПС, ГВФ, Минздрав, Минсельхоз,
АН СССР). В то же время собаководство
как отрасль животноводства у нас
отсутствует. Более того, ни один вуз страны не
выпускает специалистов по собаководству.
Лишь в трех вузах читают краткий курс
собаководства — 40 часов. Еще в 20-х годах
в Ветеринарной академии был упразднен
курс лекций по заболеваниям собак и
кошек. А ныне студентам Ветеринарной
академии вообще не разрешают брать
темы дипломных работ по собакам, ибо
нет специалистов, способных руководить
такими работами. Единственное место,
где защищают дипломные работы по
собакам,— Всесоюзный
сельскохозяйственный институт заочного обучения. И это
в то время, когда государственным
организациям собак не хватает и они
вынуждены покупать их у граждан. Выращивание
же щенят в питомниках весьма сложно
(инфекционные заболевания, отсутствие
индивидуального подхода к щенку,
себестоимость...).
Собак и кошек в городах становится
все больше, но, увы, далеко не всех этих
животных опекают люди. И вот что странно,
человек, выбросивший на улицу живое
существо, почему-то не несет никакой
ответственности, а между тем именно
такие люди и виновны в мучениях
бездомных четвероногих животных. Хорошо,
что кошки в стаи не собираются; зато
в последние 10—15 лет в некоторых
городах и кое-где в сельской местности
появились стаи бродячих, одичавших собак.
Некоторые из них стали гибридами с
волками. Эти стаи представляют огромную
опасность не только с санитарных позиций.
К сожалению, действенной борьбы с ними
не ведется. Мне известно, что в начале
70-х годов в нескольких кварталах
Лосиноостровской дачи под Москвой
отстреливали по 60—80 одичавших собак в месяц.
Несмотря на это, в лесу иногда встречаются
целые колонии, там густая сеть собачьих
нор, где живут и плодятся дикие собаки.
Сторожа многих складов на
полувольном режиме держат собак, которые
тоже бесконтрольно плодятся, приходят
с этих складов на остановки городского
транспорта или к закусочным, где их
подкармливают сердобольные люди. Я
несколько лет наблюдаю таких собак возле
Московского университета. А между тем
любому сознательному человеку ясно, что
собака, охраняющая склад по ночам,
должна все время жить при этом складе, а не
бегать днем по улицам как ей
заблагорассудится.
В том, что горожане частенько
отрицательно относятся к людям, имеющим
собак, в какой-то мере повинны сами
хозяева, пускающие животных свободно
бегать. И поэтому естественны те
конфликты, которые происходят на городских
улицах. Кроме того, горожане зачастую
неправильно информированы о санитарной
опасности собак. Самый страшный жупел,
который обычно фигурирует всюду, вплоть
до официальных документов,— бешенство
и гельминты. Но ведь ни одного случая
бешенства, например в Москве, уже нет
в течение 35 лет. К тому же все мы знаем,
что проводится ежегодная вакцинация
собак против бешенства. Чтобы человек
заразился от собаки гельминтозом, он
должен с ней очень близко контактировать,
а это для людей, не имеющих собак,
отнюдь не просто. Почему-то поедая овощи
и ягоды с полей, удобренных отбросами
коров, свиней и прочих
сельскохозяйственных животных, носителей гельминтов,
собирая грибы и ягоды в лесу, где обитают
дикие животные, носители гельминтов,
никто не думает, что можно заразиться;
просто потому, что такое бывает
достаточно редко.
Миф же о заражении гельминтозом
от собаки, живущей в соседней квартире,
столь живуч, что, пожалуй, именно на нем
3*
67
основан запрет на выгул собак в скверах,
садах и парках, в зеленых зонах. А ведь
в других странах такого ограничения нет.
Наоборот, считается, что выгул собак в
парках способствует удобрению земли и
тем самым процветанию растительности.
Правда, в ряде европейских стран
ограничено время выгула, то есть утром до
определенного часа и вечером с
определенного часа. Естественно, там запрещен
выгул на детских площадках; более того,
если собака оправилась на тротуаре, хозяин
обязан за ней убрать, бросив экскременты
в урну.
Л
У нас решения об организации
площадок для выгула собак выносят горсоветы.
Но в последние годы при строительстве
новых микрорайонов место для таких
площадок обычно не предусматривают,
а в старых городских районах зачастую
вовсе нет подходящей территории. К тому
же решения об устройстве небольших
выгульных площадок игнорируют
биологические особенности собак: этим
четвероногим для выгула требуется большая длина
пробега. И во многих странах выгул собак
отнюдь не ограничен специальными
площадками малых размеров. Скопление же
на небольшой площадке собак разного
пола, разных пород и нрава чревато
собачьими драками, лаем, что омрачает жизнь и
владельцев собак, и прочих горожан. Но и
это не все — место скопления собак
становится рассадником заболеваний: если
хоть одна собака, посещающая площадку,
заболеет, скажем, чумкой, болезнь
перекинется на остальных собак.
Немилостив к собакам и транспорт.
В одних городах мелких собак можно
перевезти в автобусе, засунув в корзинку,
а крупных псов — на поводках и в
намордниках, в других же это категорически
запрещено. Проблемой становится самая
обычная поездка за город. Еще недавно можно
было возить собаку по железной дороге,
если купить на нее билет и держать на
поводке и в наморднике. Но теперь в
поезде для собаки только одно место — на
передней площадке первого вагона. А одну
ее там не оставишь. Неужели хозяин
должен, купив себе билет, ехать не на своем
месте, а вместе с собакой на передней
площадке? Аэрофлот пока разрешает
провоз собак, но увы, самолеты летают
не во все места...
И еще одна нелепость: собаку и
кошку многие почему-то не считают личной
собственностью. Запретить держать собаку
могут даже соседи. А ведь нигде и никто
не будет слушать соседей, приобретая
собственный автомобиль, который куда больше
загрязняет среду, нежели собака. Право
личной собственности записано в наших
законах, так же как и право
неприкосновенности жилища. И собака, и
кошка,— если они не бездомные, конечно же,
чья-то собственность! Причем,
одушевленная собственность, требующая самого
гуманного отношения.
Наконец, несколько слов о пунктах,
куда владельцы могли бы за определенную
плату поместить свою собаку на время
командировки или, скажем, лечения в
санатории. Сколько беспокойства, сколько
хлопот и ограничений в личной жизни
причиняет нам отсутствие таких пунктов
передержки собак!
Конечно же, у владельцев домашних
животных должны быть права, но вместе
с правами должны быть и четкие
обязанности, должна быть ответственность перед
обществом и перед четвероногим другом.
В 1976 г. природоохранительные общества
и организации, деятели науки и культуры,
ветераны войн и другие граждане из
многих населенных пунктов обращались
с ходатайством об издании общесоюзного
Указа об ответственности за жестокое
обращение с домашними животными.
В тот год проявление жестокости к
животным резко возросло. Людей
призывали сдавать шкурки собак и кошек и
получать премиальные вознаграждения —
участились случаи уничтожения здоровых
собак и кошек на глазах их владельцев
прямо на улицах.
А кошка на улице и вовсе беззащитна.
Правда, в городах кошек обычно держат
дома, где они и отправляют свои
естественные потребности. Выгулов им не надо.
Если собаку можно упрекнуть в том, что
она лает, то кошка мяукает очень редко
и беспокоить соседей не может. Случаи
бешенства у кошек редки, да и находясь
все время дома, не контактируя с другими
животными, они не могут заразиться
бешенством.
Когда-то кошки были санитарами
наших жилищ — спасали от мышей и крыс.
Но вот лет десять назад панацеей от
всех бед и в том числе от мышей и крыс
стали считать химические препараты. Ныне
этот миф развеян: образовались стойкие
к ядам популяции мышей и крыс. Недаром
в Британском музее до сих пор в штате
держат шесть кошек, на которых надеты
желтые ошейники. Их досыта не кормят
по вполне понятным причинам, хотя им
и начисляют зарплату.
Л
Отечественное собаководство (кош-
ководства нет вообще) переживает не
блестящие времена. Ситуация странная:
собаки нужны самым разным ведомствам,
нужны народному хозяйству и науке,
а с другой стороны — масса препон на
пути их разведения и содержания. Между
тем главенствующую роль в разведении щ
собак играют горожане-любители. Но
собакам не сладко и в сельской местности.
Это не голословное утверждение: почти
68
не осталось эскимосских лаек и других
пород, приспособленных к потребностям
национальных меньшинств. Не осталось
разнообразия гончих собак, плохо обстоит
дело с борзыми; например, хортых
борзых уцелело около 200 особей. Под
предлогом охраны джейранов почти
истреблены тазы, оскудело поголовье
кавказских овчарок, среднеазиатских (горных
и равнинных) и, видимо, многих других
пород. В то же время собаки этих пород
хорошо выполняли свое предназначение
и ныне очень ценятся за рубежом.
Согласно Закону об охране и использовании
животного мира, необходимо сохранять
генофонд диких животных, и здесь многое
делается. Так почему же не сохранять
генофонд домашних животных, и собак
в частности?
Л
Четвероногие друзья могут выручить
в самых разных случаях жизни. Возьмем
лишь один пример. «Болезнью века» стали
сердечно-сосудистые заболевания. Так вот,
данные американского кардиолога
Э. Фридман свидетельствуют о влиянии
домашнего животного даже на исход
болезни. Из взятых наугад пациентов,
перенесших инфаркт и не державших дома
животных, скончалось в течение года около
30%. В то же время из пациентов, имевших
домашних животных, скончалось только
5%. Первое, что приходит в голову:
необходимость гулять с собакой могла повлиять
на здоровье этих людей. Поэтому Э.
Фридман исключила собаковладельцев из
наблюдаемых ею пациентов, но и после
этого оказалось, что у владельцев кошек,
птиц и даже ящериц лучшие шансы
пережить инфаркт.
Стоит ли игнорировать эти и другие
подобные сведения? Не взять ли пример
с человека, у которого дома есть
живность?
Кандидат биологических наук
Т. Б. САВЛИНА
F^
Чумка,
гастроэнтерит,
прививки
Если вы хотите
обзавестись щенком, то убедите
сына или дочь, а прежде всего
себя самого, что это не
игрушка, а будущий член семьи,
требующий знаний, времени,
внимания, хлопот и
определенных денежных средств.
Итак, вы приобрели
месячного щенка. Ваша основная
задача — вырастить
полноценную собаку. И пожалуй,
первая проблема, с которой вам
придется столкнуться: как
спасти щенка от страшного для
собак заболевания чумой
плотоядных? Это острая, очень
заразная, вирусная болезнь
преимущественно молодых
животных. Вот ее признаки:
лихорадка, катаральное воспаление
слизистых оболочек,
пневмония, нарушение функций
центральной нервной системы и
желудочно-кишечного тракта,
дерматиты, паралич. Один из
первых признаков —
нагноение глаз. Смертность же собак,
заболевших чумкой,
варьирует от 30 до 80%.
Среди владельцев
собак почему-то бытует мнение,
что некоторые породы будто
бы невосприимчивы к вирусу
чумы и поэтому прививка
необязательна. Это неверно.
Просто-напросто среди собак
менее восприимчивы к чумке
боксеры, чау-чау,
фокстерьеры, эрдельтерьеры, а пудели,
овчарки и сеттеры более
чувствительны. Поэтому прививать
нужно всех щенков и, что
особенно важно, в точно
определенном возрасте.
По поводу срока
прививки щенков не совсем
правильной точки зрения, по-моему,
придерживаются некоторые
клубы служебного и
декоративного собаководства — те,
что не рекомендуют прививать
щенков до 6—8-месячного
возраста, а иногда и до года.
Мотивируют это тем, что ранняя
прививка якобы портит
экстерьер и замедляет рост
щенков.
И практика, и теория
свидетельствуют, что самый
безопасный срок первой
прививки — 7—8 недель, когда
щенки еще обладают
частичным иммунитетом,
приобретенным от матери, если она*
была привита против чумы
перед вязкой. В этом возрасте
щенку вводят неполную дозу
вакцины, поэтому осложнений
быть не может. Естественно,
речь идет о прививке
абсолютно здоровому щенку, а чтобы
убедитьс я в этом, нужно
целую неделю перед прививкой
тщательно наблюдать за ним
и мерять температуру
(нормальная температура для
щенка — до 39° С).
Вторую дозу вакцины
необходимо ввести ровно
через 4 недели после первой.
В результате первые две
прививки щенок перенесет до
смены зубов, будучи крепким, не
подверженным другим
заболеваниям. Такая схема
прививки тем более обязательна для
тех пород собак, которым
купируют уши. Ибо эту операцию
нужно делать привитому
щенку в 2,5—3 месяца.
Первые 2—3 дня после
прививки у щенка может быть
69
легкое недомогание,
повышение температуры к вечеру
до 39,3—39,4° С. Поэтому в
первые дни лучше
воздержаться от прогулок при сырой
погоде. В течение 2 недель
щенка ни в коем случае не
следует купать, а при выгуле не
спускать с поводка, не давать
бегать, резвиться,
контактировать с другими собаками.
Время выгула не должно
превышать 15 минут.
После первых двух
ранних прививок в 6—7-месячном
возрасте полезно еще раз
вакцинировать собаку, когда
сменятся все зубы. Этим вы
добьетесь развития стойкого
иммунитета до вакцинации через
год. Прививать собак в
дальнейшем необходимо раз в год
до 5—6-летнего возраста.
Теперь несколько слов о
интересующей многих
эпидемии парвовирусного
гастроэнтерита собак, которая
вспыхнула в Москве в середине
августа и почти потухла в октябре
1980 г. Тогда эта острая
вирусная болезнь собак,
поражающая желудочно-кишечный
тракт, была впервые
зарегистрирована в нашей стране.
Заболевание сопровождалось
сильнейшим угнетением
животного, полным отказом от еды и
питья, изнурительной
диспепсией. В первые часы
температура поднималась до 39,7—
39,9° С, а потом резко падала
ниже нормы (до 37,0—37,4° С)
из-за резкого упадка сил и
обезвоживания организма.
Заболевали и молодые, и старые
собаки любых пород. Среди
молодняка от 1 до 5 месяцев
гибель от этой болезни была
поголовной. Бывали даже
такие случаи: при своевременно
начатом лечении всего за
7—10 дней наступало вроде бы
полное выздоровление, а еще
через 10—14 дней следовала
внезапная смерть.
Уже разработана и
будет применяться вакцина
против этой страшной болезни.
Так что — прививки и
еще раз прививки!
Г. С. ЛАРИОНОВА,
ветврач
Краткое изложение
постановления
Совета Министров РСФСР
«Об упорядочении
содержания
собак и кошек
в городах и других
населенных пунктах
РСФСР»
Совет Министров РСФСР 23 сентября
1980 г. принял постановление, которым в
городах, рабочих, курортных и дачных поселках
вводится обязательная регистрация и ежегодная
перерегистрация собак, принадлежащих
гражданам, предприятиям, организациям и
учреждениям (кроме собак, владельцами которых
являются предприятия, учреждения, организации
Министерства обороны, Комитета
государственной безопасности СССР и Министерства
внутренних дел СССР). Райисполкомам, по
санитарным соображениям и с учетом местных
условий, дано право ограничивать количество
собак и кошек, содержание которых
разрешается владельцам, и в исключительных случаях
запрещать содержание этих животных.
Решено, что регистрацию и
перерегистрацию собак будут осуществлять ветеринарные
учреждения Министерства сельского хозяйства
РСФСР. Причем при регистрации и
перерегистрации собак для частичного возмещения
расходов, связанных с устройством и содержанием
площадок для выгула собак, поддержанием
санитарного состояния в городах и других
населенных пунктах, а также с оказанием
коммунальных и иных услуг владельцам этих
животных, будет взиматься плата в размере,
устанавливаемом Советами министров автономных
республик, крайисполкомами, облисполкомами,
Московским и Ленинградским горисполкомами, но
не свыше 15 рублей. В виде исключения,
исполкомам местных Советов народных депутатов
предоставлено право снижать в отдельных
случаях плату, взимаемую при регистрации и
перерегистрации собак, или полностью освобождать
от нее граждан с учетом их материального
положения, назначения собаки и других
обстоятельств.
Решено, что собаки, находящиеся на
улицах и в иных общественных местах без
сопровождающего лица, и безнадзорные кошки
подлежат отлову. Причем отловленных служебных,
охотничьих и других породистых собак, а также
собак, имеющих регистрационные знаки, будут
держать отдельно от остальных животных в
течение трех дней и с разрешения органов
ветеринарного надзора возвращать этих собак
владельцам по их просьбе, а при отсутствии таких
просьб могут передавать указанных собак
заинтересованным предприятиям, учреждениям и
организациям или продавать их.
Владельцы при возвращении им
отловленных собак будут оплачивать расходы по их
отлову, кормлению, содержанию и ветеринарной
обработке нелечебного характера.
Министерству мясной и молочной
промышленности РСФСР и Министерству торговли
РСФСР поручено рассмотреть вопрос об
организации производства кормов для собак и кошек
и торговли этими кормами.
Совет Министров РСФСР обязал
Министерство жилищно-коммунального хозяйства
РСФСР, Министерство сельского хозяйства
РСФСР, Министерство здравоохранения РСФСР,
а также министерства и ведомства, имеющие
жилищный фонд, Советы министров автономных
республик, крайисполкомы, облисполкомы,
Московский и Ленинградский горисполкомы
организовать широкое ознакомление граждан с
правилами содержания собак и koluqk в городах
и других населенных пунктах, оповещение
граждан о месте нахождения организаций,
осуществляющих регистрацию, перерегистрацию и
лечение животных, а также отлов бродячих
собак и кошек.
Учит «_сь ., pf.., "i
Эсперанто—
для химиков
УРОК IX
ADHERA POLIESTERA F1LMO
Firm о "ZM" produktas diafanan ро-
liesteran filmon "Y 3523", kiu konservas
altajn adherajn kvalitojn ce malalta tempe-
raturo kaj estas destinata por gluado de
skatoloj kun nutrajoj, konservendaj C)
en malvarmigiloj. La filmo estas produk-
tata en ruloj, 38 au (I) 50 milimetrojn
largaj kaj 55 metrojn longaj.
La adhera filmo "Y 8951" posedas
plialtigitan fortikecon dank'al B) armado
per vitraj fibroj. Gi estas rezista al
malvarmo kaj humideco, taugas por herme-
tikigo de papera au (I) plasta taro
kaj estas produktata en ruloj, 12
milimetrojn largaj kaj 50 metrojn longaj.
Комментарии
1. Союз au — или, либо: au unu,
au alia.
2. Предлог dank'al — благодаря:
dank'al vi.
3. Суффикс -end- означает
долженствование: esplorenda — подлежащий
исследованию.
Лексика
adhera — липкий, адгезионный, polies-
tero __ полиэфир, konservi — хранить,
сохранять, destini — предназначать, glui —
клеить, skatolo — коробка, nutri — питать,
rul0 _ сверток, рулой, larga — широкий,
Продолжение. Начало — в № 7 и 8.
longa — длинный, долгий, posedi —
обладать, danki — благодарить, armi —
армировать, вооружать, vitro — стекло, taro —
тара.
Не пора ли подумать о серьезном
чтении — конечно, когда курс будет закончен?
Советую подписаться на какие-либо журналы.
В Венгрии издаются «Juna ami ко» («Юный
друг» — для начинающих эсперантистов и
школьников), «Budapesta informilo»
(«Будапештский вестник»), «Hungara vivo» («Венгерская
жизнь», один из лучших журналов на
эсперанто); в Болгарии — «Scienca mon do» («Мир
науки» — орган Всемирной федерации научных
работников), «Расо» («Мир» — орган
Движения эсперантистов за мир во всем мире),
«Bui да га esperantisto»; в ГДР — «Der Esperan-
tist»; в Югославии — «Homo kaj kosmo» («Чело-
ек и космос» — научно-популярный журнал
по астрономии, космонавтике и наукам о Земле);
в Чехословакии — «Scienca revuo» («Научное
обозрение»). Подписка — через «Союзпечать»,
но пока только по лимитам, выделяемым клубам
эсперанто.
Книги на эсперанто — в магазинах (хотя и
не часто), в клубах эсперанто, в библиотеках
(не забудьте о межбиблиотечном абонементе).
Ассоциация советских эсперантистов также
планирует издание журнала и книг.
Читайте как можно больше, в том числе
и художественную литературу на эсперанто,
особенно пьесы. Пробуйте переводить на
эсперанто вывески, афиши, плакаты, заголовки
статей в газетах. Не тратьте попусту время по
дороге на работу и домой I
УРОК X
PROCEDO DE PUR1GO DE FUMAJ
GASOJ
Estas ellaborita procedo por elimini
la gasojn de sulfura duoksido el fumaj
gasoj helpe de etaj D, 5) partikloj de
cindro, kiuj formigas dum forbruligo B)
de la karbo samtempe kun fumaj gasoj.
Per tio sparigas la kalko kaj malgrandigas
la kvanto de skorioj.
Car A) por elimini la sulfuran
duoksidon estas necesa relative malalta
koncentro de hidrogenaj jonoj, la cindro
estas tralavata C), kaj formigas etgra-
nula D,5) slimo, kiu estas enigata en
ordinaran gaspurigilon, kie okazas la re-
akcio kun sulfura duoksido. La formi-
ganta ce tio kalcia sulfate estas eli-
minata per akvo.
Комментарии
1. Союз car — поскольку, потому что,
так как, ибо.
2. Наречие for-прочь: li iris for.
Часто for употребляется в качестве
приставки, означая удаление: foriri — уйти,
forigi — устранить, foresti — отсутствовать.
3. Предлог tra-через, сквозь: vidi
tra la vitro.
4. Суффикс -et- означает
уменьшительность: papereto — бумажка.
71
5. Приставки и суффиксы могут
играть роль корней и образовывать новые
слова: аго — совокупность, igi — заставить,
igi — стать, mala — противоположный,
ejo — помещение, есо — свойство, ilo —
инструмент, средство, ajo — предмет, вещь,
eta — маленький, мелкий, ebla —
возможный, ebligi — сделать возможным,
позволить.
Лексика
procedo — способ, рига — чистый, fu-
mo — дым, elimini — устранять, удалять,
выделять, sulfuro — сера, cindro — зола,
bruli — гореть, kalko — известь, skorio —
шлак, relative — относительный, lavi —
мыть, granulo — зерно, slimo — ил, шлам,
okazi — происходить, случаться.
Еще несколько рекомендаций на будущее.
Хорошо бы достать в библиотеке или в
букинистическом магазине такие книги: Е. А. Бокарев.
Эсперанто-русский словарь. М.: Советская
энциклопедия, 1974 (сейчас издательство
«Русский язык» готовит переиздание); Русско-
эсперантский словарь /Под ред. Е. А. Бокарева.
М.: Советская энциклопедия, 1966; И. В. Сергеев.
Основы эсперанто. М.: Международные
отношения, 1961; Проблемы интерлингвистики.
М.: Наука, 1976; М. И. Исаев. Язык эсперанто.
М.: Наука, 1981. В плане издательства «Наука» —
книга 3. В. Семенова и М. И. Исаева «Учебник
международного языка эсперанто» и сборник
статей «Проблема международного
вспомогательного языка». Кроме того, Уфимский клуб
эсперанто подготовил «Методические
разработки по международному языку эсперанто»;
обратитесь по адресу 450025 Уфа,
абонементный ящик 1125, клуб эсперанто, приложив к
письму конверт со своим адресом.
УРОК XI
ELEKTROMOB1LO "FIAT"
Oni skribas, ke firmo "Fiat" konstruis
elektromobilon, kiu posedas altajn teknikajn
karakterizojn.
Gi estas provizita per elektromotoro
de kontinua kurento kun elektrona regulilo
de rapido kaj estas provizita per elektra
regenera C) sistemo de bremsado kaj per
hejtilo, konsumanta gasojlon.
La masino havas A) du pedalojn kaj
komutilon de antaua B) kaj malantaua B)
iro, kaj sur la panelo, krom B) kutimaj
aparatoj, estas instalitaj ampermetro, volt-
metro kaj indikatoro de sargiteco de
bate rioj.
24 plumb-acidaj akumulatoroj trovigas
en tri konteneroj, demeteblaj dum 15—
20 minutoj. Hi estas resargeblaj C) nokte
dum 8 horoj.
La maksimuma rapido de la elektro-
mobilo estas 70 kilometroj en horo, la suma
pezo estas 3500 kilogramoj. Ce ekveturo
C) la masino a tin gas la rapidon 50
kilometroj en horo dum 14 sekundoj.
Комментарии
1. Глагол havi (иметь) всегда требует
после себя винительного падежа, глагол
esti (быть) — никогда.
2. Предлоги: antaii — перед
(antau ni — перед нами, antaii jaro — год
назад, antau nelonge — недавно, antaua —
передний, antauen — вперед, antau ol —
прежде чем); krom — кроме (krom tio —
кроме того).
3. Приставки: re- означает
повторение, возвращение (rekonstrui —
реконструировать, rekrei — воссоздать); ек-
означает начало действия или
моментальное действие (ekbruli — загореться, ekha-
vi — заиметь, приобрести, ек al la labo-
ro! — за работу!).
Лексика
skribi — писать, provizi — снабжать,
kontinua — непрерывный, постоянный
(о токе), kurento — ток, generi —
производить, генерировать, bremsi —
тормозить, konsumi — потреблять, gasojlo — •
газойль, havi — иметь, komuti —
переключать, panelo — приборный щиток, панель,
kutima — обычный, aparato — прибор,
аппарат, instali — установить, sargi —
заряжать, baterio — батарея, plumbo —
свинец, acido — кислота, trovi — иайти,
kontenero — контейнер, nokto — ночь,
pezo — вес, тяжесть, veturi — ехать.
Переписка — прекрасное средство для
совершенствования языковых знаний. Кроме
того, она приносит полезные сведения и помогает
обмену научно-технической информацией,
способствует взаимопониманию между народами.
Адреса для переписки — в эсперантских
журналах и в клубах эсперанто. Не увлекайтесь
экзотикой. Старайтесь, чтобы ваши письма
были интересными и информативными,
прикладывайте к ним две-трн красивые видовые
открытки. Пишите по разным адресам, пока
не получите несколько ответов. В дальнейшем
вы сами сможете напечатать объявление о
переписке.
УРОК XII
CU A) EBLAS PRODUKT1 NUT-
RAJOJN EL OSTOJ?
Jes B), tio eblas. En Anglio estas
konstruata fabriko^ por transformado de
brut-ostoj en nutrajbjn.
Komence la ostoj estas frakasataj kaj
lavataj per varmega akvo por elimino de
la sebo. La sensebigitaj ostoj au estas
kuirataj sub premo de kelkaj atmosferoj por
ricevi miksajon de proteinoj kaj mineralaj
substancoj, au estas prilaborataj per diluita
klorida acido D). En la lasta kazo la
mineralaj substancoj solvlgas, kaj restas la
prote in o, kiu estas forfiltrata el la solvajo. Dum
kuirado de la ostoj la proteinoj eliminigas en
formo de solvajo, sed la mineralaj substancoj
restas en formo de solida sedimento.
72
Rezulte de tia prilaboro el 100 tunoj
da ostoj oni ricevas 50 tunojn da utilaj
produktoj — 25 tunojn da mineralaj sub-
stancoj kaj 25 tunojn da proteinoj kaj sebo.
La mineralaj substancoj, konsistantaj
precipe C) el kalcia fosfato, servas kiel
aldono рог pliricigo de dietaj kaj porinfanaj
nutrajoj. La sebo estas utiligebla en
panbakado, kaj la proteinoj — рог plial-
tigo de la nutra valoro de mangajoj.
Комментарии
1. Вопросительная фраза строится с
помощью либо вопросительных слов
(урок V), либо вопросительной частицы
си, которая обычно не переводится (ио
может переводиться словом «ли»): cu vi
vidis lin? — вы видели его?
2. Частица jes — да.
3. Наречие precipe — особенно,
главным образом.
4. Названия кислот образуются по
названиям их солей: sulfata acido — серная
кислота, sulfita acido — сернистая кислота,
klorida acido — соляная кислота.
Лексика
osto — кость, bruto — скот, komen-
ci — начать, frakasi — дробить, sebo —
жир (животный), kuiri — варить, kelkaj —
несколько, proteino — белок, dilui —
разбавить, lasta — последний, kazo — случай,
resti — остаться, sedimento — осадок,
tuno — тонна, servi — служить, aldoni
(al-doni) — добавить, rica — богатый,
infano — ребенок, рапо — хлеб, baki —
печь, valoro — ценность, mangi — есть,
кушать, питаться.
Хорошо овладеть языком — значит
и свободно говорить на нем. Для этого нужна
разговорная практика. Получить ее можно в
клубе эсперанто, который, будем надеяться,
уже есть в вашем (или ближнем к вам) городе.
Психологический барьер при изучении устной
речи на эсперанто преодолевается легко —
ведь этот язык ни для кого из говорящих не
первый. А когда вы заговорите на эсперанто, то и
разговорная речь на других языках дастся вам
легче.
УРОК XIII
NAFTO EL B1TUMOZAJ D) SABLOJ
Bitumozaj D) sabloj estas nun
transform eblaj en sintezan nafton, kaj fakuloj
asertas, ke iam (I) ill kompensos nesuficon
de la ordinara nafto.
Lau kelkaj taksoj, la bitumozaj D)
sabloj entenas trilionon de tunoj da nafto.
Krom tio, grandegaj rezervoj de peza
viskoza nafto trovigas profunde sub la tero,
el kie gi estas tre malfacile ekstraktebla
per ordinaraj metodoj. f amen B) oni
asertas, ke ce nunaj m'ondaj prezoj рог
nafto preskau C) cian specon de peza
nafto kaj nafton el bitumozaj D) sabloj
oni povas ekstraktadi kun profito.
Por fari tion, oni uzas grandegajn
ekskavatorojn, kiuj elprenas 3—4 tunojn da
roko en sekundo. La sablo movigas per
transportilo en cilindrojn, kie el gi ekstrak-
tigas bitumo helpe de varmega akvo, vaporo
kaj aero. Poste la bitumo trapasas kemlan
prilaboron; rezulte apartigas ioma A)
kvanto da karbono, sulfuro kaj azoto, kaj
oni ricevas nafton. Por ricevi 160 litrojn de
tia nafto estas necesaj 2,5 E) tunoj da bitu-
moza sablo.
Комментарии
1. Неопределенные слова образуются
от вопросительных при отбрасывании
начального «к»: iu — кто-то, io — что-то,
ia — какой-то, ie — где-то, ien — куда-то,
iam — когда-то, iom — сколько-то,
некоторое количество, немного, ial — почему-то,
iel — как-то, ies — чей-то.
2. Союз tamen — однако, все-таки.
3. Наречие preskau — почти: preskau
lasta. f
4. Суффикс -oz- означает
«содержащий в большом количестве»: poroza —
пористый, stonoza — каменистый.
5. Чтение десятичных дробей: 2,5 — du
kaj duono (см. урок VI) или du komo kvin.
Лексика
nafto — иефть (сырая), sablo — песок,
aserti — утверждать, sufica — достаточный,
taksi — оценивать, rezervo — запас,
viskoza — вязкий, profunda — глубокий, tero —
земля, monda — мировой, prezo — цеиа,
speco — вид, род, profito — выгода,
fari — делать, preni — брать, взять, roko —
порода (горная), movi — двигать, porti —
носить, vaporo — пар, aero — воздух,
pasi — проходить, aparta — отдельный,
komo — запятая.
Вы уже знакомы с основными элементами
структуры эсперанто и знаете более 400
корневых слов. Благодаря такому солидному запасу вы
читаете тексты, которые не просто полезны для
учебы, но и сообщают о новостях науки и
техники. Если вы проявите усердие, сможете читать
такие новости и на некоторых других языках;
эксперимент ждет вас в следующем уроке.
УРОК XIV
METODO DE PUR1GO DE LUBRIKA
OLEO
Estas el labor ita metodo de purigo de
oleo, uzata en dizelaj motoroj.
Por tiu celo estas aplikata miksajo de
substancoj, elvokantaj koaguladon de kar-
bonaj kaj metalaj partikloj. La flokoj, forml-
gantaj rezulte de la koagulado, estas elimi-
nataj helpe de centrifugilo. Tia malkara
metodo bone konvenas por purigo de negran-
daj kvantoj da oleo, kaj instalajo, kostanta
73
112.500 dolarojn, povas purigi 380.000 litrojn
da oleo en jaro.
Dank'al la apliko de la nova metodo
de purigo, elspezoj pro oleo por dizelai
motoroj malpliigas je 50 procentoj, kaj
el 380 litroj da uzita oleo oni ricevas 340
litrojn da oleo, tauga por reutiligo en
motoroj.
Лексика
Вы уже достигли такого уровня, что
к этому тексту комментарии не нужны.
Новых корневых слов — только шесть:
lubriki — смазывать, oleo — масло, voki —
звать, flokoj — хлопья, centrifuga —
центробежный, konveni — подходить,
соответствовать.
Теперь — обещанный в прошлом уроке
эксперимент. Возьмите небольшую статью по
своей специальности на языке, который вы
прежде не изучали (английском, французском,
испанском, итальянском, португальском,
румынском — на выбор). Благодаря знанию основ
эсперанто вы поймете много слов. Возможно,-»
вам удастся понять и содержание статьи.
Хотите продвинуться дальше? Тогда
ознакомьтесь по какому-нибудь пособию с кратким
изложением грамматики и фонетики,
составьте алфавитный словарик наиболее
употребительных служебных слов, окончаний,
приставок, суффиксов — и читайте, читайте, читайте
тексты по своей специальности, почти не
обращаясь к словарю, опираясь на
интернациональные слова и на слова, известные из эсперанто.
Пытайтесь угадать значение незнакомых слов
(необязательно всех) из контекста. При
достаточном упорстве вы довольно быстро
научитесь плавать в водах иноязычной информации.
И последнее. В прошлом номере не
обошлось без опечатки: на стр. 81, в самой нижней
строке левой колонки, неверно набрано слово
registrigi.
Б. Г. КОЛКЕР
Окончание следует
Полезнме
химика^
Упаривание
без нагрева
и вакуума
В лабораторной
практике очень часто приходится
упаривать растворы, в том
числе и коллоидные. Но не
всегда их можно нагревать,
особенно когда имеешь дело
с биологическими жидкостями,
чувствительными к повышению
температуры. Поэтому,
надеюсь, многим будет полезен
описанный здесь способ: он
позволяет быстро упаривать
водный раствор при температуре
на 5—7°С ниже комнатной,
причем без охлаждающих
устройств. К тому же раствор
будет полностью защищен от
пыли и примесей ионов,
выщелоченных из стекла.
Принцип упаривания
состоит в том, что жидкость
помещают в мешочек,
сделанный из полупроницаемой
пленки и подвешенный на нити.
Проникая через пленку, вода
испаряется с поверхности, и
раствор внутри мешочка
концентрируется. Его температура
зависит от влажности и
температуры окружающего
воздуха, и, как правило, она ниже
комнатной. Скорость же
испарения зависит от размеров
мешочка, то есть от
величины его внешней поверхности.
Медленное естественное испа-
Три варианта устройства
для быстрого упаривания
коллоидных растворов
Установка для
упаривания:
целлофановый мешочек
с раствором (объемом
около 50 см3),
закрепленный на трубке
со шкалой;
нагревательный
элемент от рефлектора;
настольный
вентилятор
О
ИМ"К
60_
дПЮу
ггов
клейму
74
рение воды можно
значительно ускорить, обдувая мешочек
воздухом, хотя бы от
настольного вентилятора. Понятно, что
теплый воздух еще более
ускорит испарение.
Доступный и вполне
пригодный материал для
мешочка-испарителя — обычный
целлофан. Из него можно
сделать испарители,
обозначенные на рисунке цифрами
I и III. Цилиндрический же
испаритель 11 лучше сделать из
целлофановой оболочки
колбасы или сосиски. Оболочка
легко снимается, когда
сосиску замораживают, а затем на
15—20 секунд погружают в
горячую воду.
Целлофан любого
происхождения надо тщательно
промыть в теплой, потом в
холодной и наконец в
дистиллированной воде, где и
оставить его на ночь.
Каким-либо округлым
предметом, например
колбочкой или электролампой,
целлофановой пленке для
испарителя I придают требуемую
форму, затем предмет
осторожно удаляют, а края
мешочка обвязывают суровой
ниткой вокруг резиновой
пробки. Продувая воздух через
пробку, мешочку придают по
возможности правильную
форму и расправляют складки.
После этого мешочек
закрепляют на пробке еще
несколькими оборотами нитки и
оставляют на ночь в подвешенном
состоянии для сушки. Утром
обрезают целлофан выше
нитки и место соединения с
пробкой обмазывают ровным слоем
водостойкого клея, например
«АГО» (можно взять и
нитрокраску). Когда клей полностью
высохнет, мешочек заполняют
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
РАДИ ВОДОРОДА
Растворимость самого
легкого газа в металлах —
явление известное. Чаще всего
оно вредно: водородная
коррозия, водородная
хрупкость— об этих явлениях €<Хи-
мия и жизнь» не раз
рассказывала. Однако читатели знают
и о сплавах титана с железом,
способных при определенных
условиях поглощать водород
и как бы концентрировать его.
Недавно в Японии создан еще
один подобный сплав — тита-
но-марганцевый. Он хорошо
поглощает водород: 185 см3
дистиллированной водой через
отверстие в пробке. Если
целлофан не поврежден и
крепление к пробке хорошее,
капли воды на поверхности не
выступают (в противном случае
устройство необходимо
переделать).
Испарители типа II
готовят так же, но вслед за
креплением на пробке, еще в
мокром виде, затягивают ниткой,
а после сушки обмазывают
клеем. Вариант II! — это,
собственно, классический
диализатор Грема, сделанный из
верхней части стандартной пол-
литровой банки, закрытой
крышкой с пробкой; обдувать
такой испаритель нужно снизу.
Пробку во всех случаях
можно брать любую, лишь бы
она позволяла проделать
отверстие диаметром 10 мм.
Кстати, через это отверстие
впоследствии можно ввести
химический термометр.
Установка в собранном
виде с указанием примерных
размеров показана на втором
рисунке. Мешочек прикреплен
к нижней части стеклянной
трубки, на которую наклеена
шкала — бумажная полоска с
делениями по 1 мл.
Испаритель укреплен на штативе.
Воздух можно подогревать
нагревательным элементом от
рефлектора. Чтобы
регулировать скорость вращения
крыльчатки, настольный
вентилятор желательно включать
через реостат.
Скорость испарения
дистиллированной воды
измерялась по шкале (в минутах на
1 мл). Вот результаты
проверочных опытов: без обдувания
и подогрева, при комнатной
температуре 22° С (внутри
мешочка 17е С) 1 мл воды ис-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
на 1 г сплава при давлении
30 ат и пониженной
температуре. А при нормальной
температуре и давлении около 5 ат
водород вновь выделяется.
Таких циклов «туда —
обратно» может быть до шести
тысяч. Полагают, новый сплав
будет полезен водородным
автомобилям близкого
будущего.
ЛАЗЕР И ИСТОРИЯ
БОЛЕЗНИ
В больницах и
поликлиниках стеллажи с пухлыми
томами историй болезни
запарился за 50 минут; с
обдуванием, но без подогрева
(расстояние до вентилятора 25 см,
внутри мешочка 15°С) 1 мл
испарился за 8,5 минут; с
обдуванием и обогревом (расстояния
как на рисунке, около мешочка
50°С, внутри 24°С) 1 мл
испарился за 3,5 минуты.
Итак, обдувание
ускоряет процесс приблизительно в
6 раз, а обдувание теплым
воздухом — в 14 раз. При этом
температура жидкости
самопроизвольно понижается на
7—8° С. Регулируя температуру
воздушного потока, можно
упаривать при температуре
несколько выше комнатной,
что еще увеличивает скорость
процесса.
Конечно, описанные
опыты имеют лишь
иллюстративный характер. Скорость
испарения можно повышать и
более — например, увеличивая
поверхность испарителя,
подбирая вентилятор и
нагреватель и рационально располагая
их относительно испарителя.
В заключение заметим,
что такие же целлофановые
мешочки можно использовать
еще для одной очень важной
операции — для очистки
коллоидного раствора от примеси
электролитов (такую операцию
называют диализом).
Мешочек, в котором находится
коллоидный раствор с примесью
солей, погружают в
дистиллированную воду и
периодически меняют ее, а затем,
если надо, жидкость
упаривают до требуемого объема.
Можно поступить и наоборот;
сначала упарить жидкость, а
затем очистить ее от
минеральных солей.
В. П.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
нимают очень много места.
Видимо, традиционные
хранилища сведений о пациентах
слишком громоздки.
Предложен иной способ фиксации и
хранения информации («New
Scientist», 1982, т. 93, № 1287).
Лазерное устройство заносит
данные медицинских
наблюдений на небольшие
пластмассовые карточки со
специальным покрытием. Запись
выглядит серией микронных
дырочек в покрытии. «Читают» ее,
естественно, тоже с помощью
лазера.
75
Книги
Когорта
великих
Биографии великих
химиков. Пер. с нем./ Под ред.
К. Хайнига; Пер. В. А. Крицма-
на/ Под ред. Г. В. Быкова,
С. А. Погодина. М.: Мир,
1981.
Первый вопрос, который
мы обычно задаем, узнав о
выходе в свет новой (не сугубо
научной) книги, это —
интересная ли она? Ответ решает
для нас ее судьбу. Не слишком
ли субъективный подход к
столь важному делу?
Очевидно, не слишком: в идеале книга
должна нравиться не
единичному читателю, а целой
группе, категории — той, на
которую она рассчитана. Поэтому
чем шире читательский адрес
книги, тем больше
благожелательных откликов вызывает ее
выход.
Перевод
подготовленного коллективом авторов из
Германской Демократической
Республики сборника
биографий химиков с мировым
именем — от Парацельса до
Л. Полинга и Н. Н. Семенова —
наверное, будет интересен
очень широкому кругу
читателей. Если бывает иногда, что
знание какого-либо предмета
нам заменяет довольно
поверхностный стереотип, то
чаще всего это относится к
истории. Проверьте себя: что
говорит вам, например, имя
Йенса Якоба Берцелиуса?
Связано ли оно в вашем сознании
с привычным для нас
обозначением химических элементов
буквенными латинскими
символами? А с систематизацией
горных пород и минералов по
химическому составу? А с
понятием катализа, изомерии,
аллотропии?.. А тем, для кого
подобные сведения не внове,
будет небезынтересно узнать,
что этот крупнейший химик
первой половины XIX в.
общался с Гете, посвящая поэта и
философа в основы анализа
минералов во время совместных
экскурсий по горам близ Эге-
ра.
76
Среди тех, кого авторы
сборника «Биографии великих
химиков» отнесли к когорте
великих, есть ученые, в том
числе и наши
соотечественники, в частности М. И. Усано-
вич, о которых знают
немногие. Или не очень многие.
«История — это роман
фактов»,— писал Клод Адриан
Гельвеций, один из
радикальных представителей
философии французского
просветительства XVIII в. Если принять
это утверждение, то
насыщенность фактами
оправдывает некоторую сухость
изложения материала в сборнике
«Биографии великих химиков».
Достижением редакторов
русского перевода стали емкие
примечания к главам. Сюда
включены интересные
пояснения, исторические и научные
сведения, указаны и
прокомментированы .
немногочисленные фактические неточности,
обнаруженные при подготовке
книги к русскому изданию.
Наверное, эти примечания будут
небезынтересны и при
переиздании сборника на его родине.
н. колосков
О
фотосинтезе
и
«фотосинтезе»
Ю. Г. Чирков.
Фотосинтез: два века спустя.
М.: Знание, 1981.
Фотосинтез — один из
самых важных биологических
процессов, по существу
запускающий механизм великого
круговорота природы.
Благодаря фотосинтезу
сформировался окончательный состав
атмосферы, появился в ней
свободный кислород,
образовался озоновый экран, надежно
защищающий нас от
губительного действия
ультрафиолетовых лучей.
Внешне все, казалось
бы, просто. Под действием
кванта света зеленое растение,
поглощая углекислый газ и
воду, увеличивается в массе —
растет. При этом выделяется
свободный кислород. И
растения, и кислород необходимы
травоядным, которыми, в свою
очередь, закусывают
хищники... Так образуется пищевая
цепь жизни.
Автор повествует об
удивительных превращениях
солнечного луча в зеленом
листе, пытается поразить
воображение читателя обилием
фактов, широтой
рассуждений, остротой научных споров
о приоритете. И иногда —
действительно поражает. Вот чем,
в частности.
Мне, как давнему
читателю €<Химии и жизни»,
показались знакомыми некоторые
места из книги, особенно те,
где речь идет об углекислом
газе и микроскопической
водоросли-хлорелле. Покопавшись
в старых журналах, нашел
статьи Е. Д. Терлецкого
«Углекислый газ» (№ 1, 1976 г.) и
С. Стариковича «Месяц
наедине с хлореллой» (№ 5, 1974 г.)
и обнаружил следующее
(цитирую наиболее характерные
места).
Ю. Чирков, 1981 г., с. 45:
«Если оглядеться вокруг и
немного вспомнить историю,
легко обнаружить
бросающуюся в глаза
закономерность: жизнь человеческих
индивидуумов все в большей и
большей мере протекает в
искусственных условиях.
Поговорим о любви
человека к замкнутому
пространству...
В самом деле, как резко
растет число всевозможных
сооружений, отгораживающих
человека от внешнего мира...
Сколько всяких подземных
сооружений строится, не
говоря о тоннелях и
метрополитене: под землей растут
комплексы с выставочными
залами, ресторанами, магазинами,
гаражами, складами.
Результат? Человек все
меньше находится на
открытом (хочется сказать, свежем)
воздухе.
Уже серьезно
поговаривают о заполярных городах с
искусственным климатом,
воздвигнутых под гигантскими
прозрачными колпаками...»
Е. Терлецкий, 1976 г.,
с. 28: «Если приглядеться
повнимательней, то можно
обнаружить любопытную
тенденцию: человеческие
индивидуумы все больше и больше
стремятся заключить себя в
замкнутое пространство.
В самом деле.
Посмотрите, как резко увеличилось
за последние годы число
различных подземных
сооружений, не говоря о тоннелях и
метрополитене. Под землей
строятся комплексы с
выставочными залами,
ресторанами, магазинами, гаражами,
складами... Человек все
меньше и меньше находится на
открытом (хотелось бы сказать,
свежем) воздухе. Уже всерьез
поговаривают о заполярных
городах под прозрачными
колпаками».
Ю. Чирков, 1981 г.,
с. 48—49: «Тридцатилитровый
сосуд с хлореллой заменил
испытателю всю биосферу — все
поля и луга, все водоросли
океанов и морей, все пальмы,
сосны и березы.
Главная часть
установки — цилиндрический реактор,
где выращивалась хлорелла
очень высокой плотности —
до 800—900 млн. клеток в
кубическом сантиметре
питательного раствора.
Темно-изумрудную
суспензию пронизывали мощные
потоки света, распределяемые
световодами так, чтобы клетки
водоросли могли активно
заниматься фотосинтезом...
Когда через месяц
стальная дверь гермокабины
лись довольны состоянием его
здоровья.
И в тот же вечер
отпустили его домой».
С. Старикович, 1974 г.,
с. 58: «Тридцатилитровый
сосуд с хлореллой в нашем
эксперименте заменил всю
биосферу — все поля и луга, все
водоросли океана, все
баобабы и березы...
Главная часть
«Сирени» — цилиндрический
реактор, в котором можно
выращивать хлореллу очень высокой
плотности — до 800—900 млн.
клеток в кубическом
сантиметре питательного раствора.
Эту темно-изумрудную
суспензию пронизывают мощные
потоки света,
распределяемого световодами так, чтобы
клетки водоросли могли
активно заниматься фотосинтезом».
И далее (с. 63): «Когда
эксперимент кончился, когда была
открыта стальная дверь
кабины, испытатель немного
посидел на пороге и шагнул из
искусственной биосферы в
настоящую. Врачи состоянием
его здоровья остались
довольны и в тот же вечер отпустили
его домой».
Поразительный, но
далеко не новый метод
«фотосинтеза» из чужих
произведений избрал автор книги
«Фотосинтез: два века спустя».
Л. ЕЛЕНИН
Энергетика
клетки
вмешательства в
жизнедеятельность организма, которое
иногда бывает просто
необходимо.
Книга
члена-корреспондента АН СССР В. П. Скулачева
повествует о сложном пути,
который был пройден, прежде
чем появились современные
представления об
энергетических процессах в живой клетке.
Постоянные читатели «Химии
и жизни» помнят, наверное,
статью об исследованиях по
биоэнергетике,
опубликованную в 1972 г., № 12. В ней
рассказывалось о споре между
сторонниками традиционных
представлений и новой хемиос-
мотической гипотезы. Сейчас
спор в основном окончен.
Итак, еще один этап
познания пройден. Но работа
на этом не заканчивается: о
клетке пока известно далеко
не все. Вот одна из проблем
биоэнергетики будущего,
рассказ о которых завершает
книгу. «Хотим мы того или
нет, но человечество идет к
получению пищевых продуктов
синтетическим путем. Чтобы
решить эту задачу,
потребуется синтез белков, жиров,
углеводов и витаминов из простых
соединений: углекислого газа,
воды, аммиака — при участии
соответствующих ферментов.
Ферменты эти должны
обеспечиваться энергией. АТФ —
наиболее универсальная
форма энергии, которую с<узнают»
такие ферменты. Вот почему
фабрики синтетической пищи
будут потреблять АТФ, как
ГРЭС — уголь.» Проблема
сейчас упирается в биосинтез
АТФ в промышленных
масштабах. Может быть, именно
этому будет когда-нибудь
посвящена новая популярная
книга по биоэнергетике?
Н. Е.
as жизнь is
Э| ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫХ К
£ ИДЕЙ £
и
а!
as
as
ж
Ю.ГЧИРК0В
НАНЕОЛЕЕ МАЧНТЕЛЬ-
НЫЕ НАУЧНЫЕ ПРОВ IF
МЫ ЧЕМ-ТО
НАПОМИНАЮТ ЦЕПЬ
ГИМАЛАЙСКИХ ВЕРШИН СРЕДИ
НИХ ВЕЛИЧЕСТВЕННО
БЕ1ЕЕТ НЕ ПОКОРЕН- «
ИМИ ПОКА ПРОЦЕСС
•0T0CHKTE3A ВО
МНОГОМ ЕЩЕ
ТАИНСТВЕННЫЙ. ОН ХРАНИТ
РАЗГАДКУ ТОГО, КАК В
ЗЕЛЕНОМ 1ИСТЕ ЕЛЛГО-
ДАР1 ЭНЕРГИИ
СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕН ОБРАЗУЕТ-
С Я ПИША ЛЛЛ ВСЕГО
СУЩЕГО НА ЗЕМЛЕ
ОВЛАДЕНИЕ «ОТОСИНТГ-
ЭОМ СУ1НТ МНОГОЕ:
ПОНИМАНИЕ СОЕРОВЕН-
НЫХ ТАЙН ЖИЗНИ.
ОЕУЫАИИЕ
СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ.
ИСКУССТВЕННЫЙ СИНТЕ1
JT 1ЕВОЛ.ОВ. ЖИРОЙ И
БЕЛКОВ.
ФОТОСИНТЕЗ:
ДВА ВЕКА
СПУСТЯ
1С
1С
IE
1С
1С
К
1С
1С
1С
1С
1С
1С
1С
открылась и испытатель
шагнул из биосферы
искусственной в настоящую, врачи оста-
В. П. Скулачев.
Рассказы о биоэнергетике.
М.: Молодая гвардия, 1982.
Биоэнергетика — наука
молодая. Бывает, в это
название вкладывают особый смысл:
термином этим порой
объясняют парапсихологию и тому
подобное. Но — место уже
занято. Биоэнергетика изучает
совсем другое: энергетические
процессы, протекающие в
живой клетке.
Иногда задают вопрос:
«А может ли что-нибудь дать
биоэнергетика для решения
проблем энергетического
кризиса?» Ответ таков: некоторые
белки, например, могут
служить генераторами тока,
работая в солнечной батарее. Но
это — дело не скорого
будущего, да и не самое главное из
того, что может дать
биоэнергетика человечеству. Гораздо
важнее то, что, понимая суть и
смысл процессов,
протекающих в живой клетке, можно
научиться управлять ими. А
отсюда — полшага до разумного
77
Информицг i
Окончание.
Начало на стр. 42.
КНИГИ
Перекалин В. В., Сопо-
ва А. С.г Липина Э. С.
Непредельные нитросоединения.
3-е изд., перераб. и доп. 20 л.
3 р. 30 к.
Попоцкий Л. М.г Лапше-
нов Г. И. Автоматизация
химических производств. Учебник
для вузов. 19 л. 90 к.
Рид Р., Праусниц Дж.г
Шервуд Т. Свойства газов и
жидкостей. Справочное
пособие. Пер. с англ. 3-е изд.,
перераб. и доп. 58 л. 4 л. 40 к.
Романков П. Г.,
Фролов В. Ф. Теплообменные
процессы химической технологии.
19 л. 2 р. 80 к.
Соколов И. Д.,
Пермяков Р. С, Здановский А. Б. и др.
Галургия. Теория и практика.
30 л. 1 р. 80 к.
Уильяме У. Дж.
Определение анионов. Справочник.
Пер. с англ. 50 л. 3 р. 70 к.
Фангхенель Э., Дитц Ф.г
Кузьмин М. Г. и др.
Органические фотохромы. 20 л.
3 р. 30 к.
Фукс И. Г. Добавки к
пластичным смазкам. 13 л. 65 к.
Хейфец Л. И., Ней-
марк А. В. Многофазные
процессы в пористых средах. 19 л.
3 р. 10 к.
Чернин И. З.г Сме-
хов Ф. М.г Жердев Ю. В.
Эпоксидные полимеры и
композиции. 15 л. 2 р. 30 к.
ИЗДАТЕЛЬСТВО
с<МИР»:
Актуальные проблемы
материаловедения, вып. 1. Пер.
с англ. 21 л. 3 р. 50 к.
Новейшие
инструментальные методы исследования
структуры полимеров. Пер. с
англ. 20 л. 3 р. 30 к.
Пептиды. Основные
методы образования пептидных
связей. Пер. с англ. 35 л. 5 р.
60 к.
Тинсли И. Поведение
химических загрязнителей в
окружающей среде. Пер. с англ.
17 л. 2 р. 50 к.
Физические свойства
соединений на основе
редкоземельных элементов. Пер.
с англ. 16 л. 2 р. 80 к.
В 1983 г. часть книг,
выпускаемых издательством
«Химия», будет
распространяться непосредственно
издательством, а не через книжные
магазины: эти книги будут по
мере выхода в свет высылаться
заказчикам по почте
наложенным платежом.
Бвлабайченко О. И., Вят-
кин М. А., Церерин Ю. А.
Повышение эффективности
использования энергии в
технологических установках
химической промы тленности.
2,5 л. 10 к.
Беленький В. П.,
Сердюк Л. А. Автоматизация
управления капитальным
строительством и проектированием
в химической
промышленности. 11 л. 55 к.
Большаков Г. Ф. Химия
и технология компонентов
жидкого ракетного топлива.
. 23 л. 1 р. 40 к.
Будтов В. П., Консе-
тов В. В. Тепломассоперенос
в полимеризационных
процессах. 20 л. 3 р. 30 к.
Вяткин М. А., Ряб-
цев Н. И., Скопьник Г. М.
Основные пути экономии
энергоресурсов в химической
промышленности. 2,5 л. 10 к.
Голобурдин А. И.,
Донат Е. В. Пневмотранспорт в
резиновой промышленности.
11 л. 55 к.
Еркова Л. Н., Чечик О. С.
Латексы. 17 л. 1 р. 10 к.
Ермолов Г. М., Косте-
рин Ю. В. Повышение
эффективности использования
топливно-энергетических
ресурсов в нефтеперерабатывающей
и нефтехимической
промышленности. 5 л. 25 к.
Заиков Г. Е.,
Иорданский А. Л., Маркин В. С.
Диффузия электролитов в
полимерах. 18 л. 3 р.
Зайцев И. Д.,
Зозуля А. Ф., Асеев Г. Г.
Машинный расчет физико-химических
параметров неорганических
веществ. 25 л. 1 р. 50 к.
Кар мы шов В. В.
Химическая переработка
фосфоритов. 18 л. 1 р. 20 к.
Перлин С. М„
Макаров В. Г. Химическое
сопротивление стеклопластиков.
15 л. 1 р.
Перлов Е. И., Багдаса-
рян В. С. Оптимизация
производства азотной кислоты. 16 л.
1 р. 10 к.
Трусов А. Д.
Экономический анализ хозяйственной
деятельности предприятий
химической промышленности.
12 л. 60 к.
Уральский М. Л., Горе-
пик Р. А., Буканов А. М.
Контроль и регулирование
технологических свойств резиновых
смесей. 11 л. 55 к.
Шабельский В. А., Мыш-
ленникова В. А Окраска
методом электроосаждения.
10 л. 50 к.
Заказы на эти издания
(с указанием точного
обратного адреса) следует направлять
в отдел распространения
издательства «Химия» по адресу:
107076 Москва, Стромынка,
д. 13, корп. 2.
Гарантийные письма от
предприятий, организаций и
библиотек должны быть
подписаны руководителем и
главным бухгалтером и заверены
печатью.
Заказы принимаются
до 31 марта 1983 г.
78
Воспоминания
о Тамме
«Мы исходили не
только из того, что следует
сохранять память о людях,
много сделавших для
науки. Роль И. Е. Тамма в
развитии науки, в
воспитании новых поколений
людей науки, в общественной
жизни страны и в
международном сотрудничестве
ученых придает
истории его жизни значение,
которое далеко выходит за
пределы того конкретного, что
он сделал в теоретической
физике и что получило
широкое международное
признание, выразившееся во многих
официальных актах, хотя бы таких, как
присвоение звания Героя
Социалистического труда, присуждение
Нобелевской премии, избрание членом многих
академий наук и т. п. Игорь Евгеньевич был прежде всего уникальной личностью, и
многообразные проявления этой личности, как нам кажется, заслуживают внимания
тех, кто не знал его в жизни...»
Так начинается сборник «Воспоминания о И. Е. Тамме», вышедший в
издательстве «Наука» в конце прошлого года.
С именем Тамма знаком любой современный физик. Более того, почти каждый
может называть его своим учителем. И это вовсе не преувеличение: уже более
полувека в университетах и технических вузах учат электромагнетизм по книге «Основы
теории электричества», написанной И. Е. Таммом. Одна из причин такого
долгожительства — умение автора почувствовать и передать физическую сущность явления.
Этот редкий дар ярко проявился, например, в 30-е годы, когда шла бурная дискуссия
о понятии «силовая линия» в электромагнетизме — ее пытались представлять как
механическое натяжение в эфире. Иной подход при этом трактовался как
идеалистический. Тамм рассчитал тогда конкретный пример тороидального поля, в котором
магнитные силовые линии плотно заполняют поверхность, но при ничтожном изменении
силы тока могут превратиться в одну короткую замкнутую силовую линию. Получилась
ясная иллюстрация условности этого понятия. Так было защищено право
электромагнитных «силовых линий» на существование, как первичных явлений, которые не
сводятся к механическим процессам. Но только через несколько десятилетий этот расчет
И. Е. Тамма «сработал» совсем в других условиях: стало ясно, что поля описанной
им конфигурации важны в установках для термоядерного синтеза.
Научное предвидение вообще очень характерно для работ Тамма. В 1934 г.
он пишет статью о бета-силах, действующих между нуклонами в ядре, и объясняет
внутриядерное взаимодействие обменом двумя частицами — электроном и нейтрино.
Но такое взаимодействие гораздо слабее реально существующих ядерных сил, что
79
и показал Тамм в своей работе. Сама же идея взаимодействия, в основе которого
лежит обмен массивными частицами, с той поры стала основополагающей идеей в
физике элементарных частиц. Современная теория электрослабого взаимодействия
основана на обмене тяжелыми частицами. Работу о бета-силах Игорь Евгеньевич всю
жизнь считал своей лучшей работой.
А наибольшее признание получили его исследования совсем в другой области.
В 1937—1939 гг. вместе с И. М. Франком он понял, что заряженная частица,
равномерно движущаяся в среде со скоростью, большей скорости света в этой среде,
сама излучает свет. Экспериментально эффект был открыт С. И. Вавиловым и П. А.
Черенковым, за эту работу все авторы были удостоены Государственной A946 г.) и
Нобелевской A958 г.) премий. По традиции считали, что излучение происходит лишь
при ускорении заряженной частицы. Надо было обладать большой свободой и
непредвзятостью мышления, чтобы почувствовать и объяснить тот факт, что равномерно
движущаяся заряженная частица проявляет принципиально разные свойства в среде и
в пустоте: в первом случае излучение может быть, во втором — нет.
В 1930 г. И. Е. Тамм тщательно исследовал квантовое рассеяние света в
кристаллах. Незадолго до того Раман и Мандельштам открыли эффект комбинационного
рассеяния света; их теоретические соображения были уже не
традиционно-классическими, однако еще не до конца квантовыми. Тамм сумел создать полную квантовую
теорию явления, причем последовательно применил квантование не только световых,
но и упругих волн в твердом теле, впервые ввел понятие звуковых квантов, позднее
названных фононами. Так зародилась концепция «квазичастиц» — квантов звука.
Впервые квантование было применено к целой системе частиц, и появилось понятие
кванта коллективных колебаний. Сегодня эта концепция общепринята и широко
используется в самых разных разделах физики твердого тепа.
Глубина, строгость, последовательность — черты, отличавшие все работы
И. Е. Тамма, поэтому многие из них сыграли большую роль в теоретической физике.
В квантовой теории поля пользуются методом Тамма—Данкова при анализе
взаимодействия частиц, в теории металлов известны «уровни Тамма» для электронов на
поверхности, которые не могут ни уйти, ни проникнуть внутрь. Еще одно из его исследований,
опередивших свое время, — оценка магнитного момента нейтрона. Четыре
десятилетия назад, когда она была сделана, само существование магнитного момента у
нейтральной частицы казалось парадоксальным, сегодня это — общепризнанный факт. А статья
И. Е. Тамма и Л. И. Мандельштама о смысле соотношения неопределенностей для
энергии и времени, написанная в начале 40-х годов, имеет не только физический, но
и глубокий философский смысл.
Немало работ Тамма посвящено прикладным исследованиям. Например, он
многое сделал для продвижения в области управляемого термоядерного синтеза,
изучив поведение высокотемпературной плазмы в сильном магнитном поле. Кроме
того, он один из авторов идеи удержания плазмы магнитным полем.
Игорь Евгеньевич был не только исследователем, но и педагогом. Он в 1934 г.
организовал и до конца жизни возглавлял Теоретический отдел ФИ А На, который
сегодня носит его имя, позднее основал кафедру теоретической физики в МИФИ,
руководил кафедрой в МГУ.
«Человек, вызывавший любовь и радостное уважение очень многих и сам широко
раздававший свою дружбу... Нам хотелось, чтобы по воспоминаниям его друзей,
коллег и учеников все это почувствовали не знавшие Игоря Евгеньевича читатели»,—
пишут составители сборника. Мы перепечатываем из этой книги воспоминания
Евгения Львовича Фейнберга.
Эпоха и личность
Член-корреспондент АН СССР
Е. Л. ФЕЙНВЕРГ
Игорь Евгеньевич родился и рос
в России последних императоров,
царствование которых почти всем тогда казалось
незыблемым. Еще не знали, что такое
автомобиль и кино. Медленное
вытеснение деревенской лучины керосиновой
лампой было научно-технической
революцией. Только еще изобрели радио,
затем многие годы остававшееся в России
без должного применения. Такая новинка,
как телефонный аппарат, была
установлена на квартире министра иностранных
дел для прямой связи с гатчинской
резиденцией царя. Но министр не умел с ним
обращаться и при необходимости звал
племянника. В русской армии вводилась
новейшая техника — трехлинейная
винтовка. Умами владели Толстой и Чехов,
передвижники и Чайковский, Дарвин и
Маркс, Рентген и Кюри. Россия старалась
наверстать столетия крепостнической
отсталости. Формировалось гражданское
самосознание и развивалось революционное
80
движение. Строился великий сибирский
путь. Открывались картинные галереи.
Нарождалась многочисленная
интеллигенция. Ее составляли, с одной стороны, люди
высочайшей технической и научной
квалификации, нередко игравшие значительную
роль в государственном аппарате (один
из создателей теории автоматического
регулирования Вышнеградский был известен
не этой своей деятельностью, а тем, что
стал умелым министром финансов;
математик и теоретик судостроения,
переводчик Ньютона с латыни Крылов играл
крупную роль при создании новейшего военно-
морского флота), а с другой —
подвижнические поколения земских врачей и
сельских учителей.
Тамм родился, когда ученый многим
казался чудаком и слово «физик» мало
что значило. Он умер, когда
дистанционное управление по радио за сотни
миллионов километров никого не удивляло,
когда человек расхаживал по Луне, и
Игорь Евгеньевич мог слышать, как
девочка справедливо удивлялась: «Что же
тут особенного? Сколько я себя помню,
люди всегда были на Луне». Он был
свидетелем двух мировых войн, грандиозной
революции и фашизма,
концентрационных лагерей и Хиросимы. Он умер в стране,
социальный строй которой так же
отличался от строя России его молодости, как
отличается от трехлинейной винтовки
введенная на вооружение уже даже не
урановая, а водородная бомба. В конце его
жизни многие миллионы людей на земном
шаре разуверились в старых
нравственных нормах. В то же время сам Игорь
Евгеньевич оказался принадлежащим к
категории тек людей — ученых-физиков —
которую обожествляли, но и проклинали,
уважали, но и отвергали, нередко
рассматривали как олицетворение культуры,
антагонистической старому гуманизму, но
которую романтизировала молодежь.
Может ли человек вынести это
преобразование окружающего мира, сохранив
себя как единую личность? Что должно
стать с его характером, убеждениями и
взглядами на жизнь, если в детстве он
ездил на лошадях и жил в пропыленном
провинциальном городе, а в старости
перелетал за считанные часы в другое
полушарие, чтобы обсуждать возможности
предотвращения термоядерной войны?
Самым характерным в Игоре
Евгеньевиче представляется именно то, что
уже в юношеские годы сформировалось
его отношение к жизни, к людям, к науке,
к самому себе. Оно оставалось непоко-
лебленным при всех трансформациях,
происходивших в мире, при всех изменениях
его личной жизни — в горести и радостях,
в атмосфере пренебрежения и
превознесения, причем его твердая жизненная
позиция была основой не тупой
неподвижности, а развивавшейся духовной и
практической деятельности.
Мне посчастливилось знать Игоря
Евгеньевича последние почти 40 лет его
жизни. О предыдущих годах я многое
слышал и от него самого, и от его близких.
Но только недавно, когда мне была
предоставлена возможность ознакомиться с
его письмами 1913—1914 гг. к будущей
жене Наталии Васильевне Шуйской, я
понял, как сознательно, настойчиво и иногда
мучительно формировалась тогда его
личность. Этому восемнадцатилетнему
юноше уже было понятно, каким он хочет
быть, каким, по его мнению, должно быть;
уже тогда он в основном стал таким, каким
я его узнал сорокалетним.
Главным в этой личности было то
лучшее, что выработалось к началу XX в.
в российской интеллигенции. Этот
замечательный слой общества был далеко не
однороден. Уже упоминались такие его
разные группы, как высшая техническая
интеллигенция и земские врачи. Но были
и подпольщики, для которых только
революционная деятельность оправдывала
существование — нужно ли говорить о
том, что всем известно? Были богатые
модные, нередко действительно
высокоталантливые инженеры, врачи и адвокаты.
Были мечущиеся враги «сытых», которые
обращались к религии или античности, к
символизму или футуризму, террору или
мученичеству — невозможно перечислить
все разновидности. Отсюда выходили и
поэты, и революционеры до мозга костей,
и практические инженеры, убежденные,
что самое существенное — это строить,
созидать, — делать полезное для народа
дело. Но было во всем этом нечто
основное, самое важное и добротное —
среднеобеспеченная трудовая интеллигенция с
твердыми устоями духовного мира.
Вероятно, наиболее ясным представителем
именно такой интеллигенции был Чехов —
не тот «плакальщик», которого видели в
нем современные ему недальновидные
критики, а деятельный и безупречно
правдивый, чувствительный и тонкий, но не
слезливый и не сентиментальный,
сдержанный, даже скрытный в высказывании
личных переживаний и веселый. Тот Чехов,
который предстает в его сочинениях и
письмах и о котором так хорошо написал
К. Чуковский.
Игорь Евгеньевич как личность
происходит именно отсюда, и лучшие родовые
черты этой интеллигенции являются
лучшими его чертами, ее недостатки — и его
слабостями.
Л
Едва ли не главной из этих черт была
внутренняя духовная независимость — в
большом и в малом, в жизни и в науке.
Она отнюдь не сопровождалась
драчливостью, фрондерством, протестом ради
протеста или зубоскальством, какими
нередко заменяют продуманную твердость
позиции. Еще в письмах из Эдинбурга
81
(где он учился) Тамм много, хотя и
по-юношески, писал о своей убежденности в том,
что эта независимость — главное для
человека: «Все мы слишком считаемся с
чужими мнениями и чувством... По-моему,
люди отличаются от тех кустов, что между
вашим домом и воротами... только тем,
что для кустов надо садовника, чтобы их
обрезать, а человек, как существо
разумное, сам приучился... обрезать те стороны
своей натуры, которые не соответствуют
шаблону. А такие стороны есть у всех,
а не только у «незаурядных» людей. Ну,
а как только ты обрезал эти веточки, так
от тебя счастье — Фрр — улетело»,—
пишет он, сам немного стесняясь своего
«глубокомыслия».
Игорь Евгеньевич мечтал посвятить
себя революционной деятельности. Но на
пути к этой цели стояло противодействие
родителей. Отец — «городской инженер»
в Елизаветграде (строил водопровод,
электростанцию и т. п.) — был обременен
работой, и мать аргументировала просьбу
к сыну тем, что больное сердце отца не
выдержит, если с ним что-нибудь случится.
Игорь Евгеньевич метался в ярости, не
решаясь принять на себя такую
ответственность. Временный компромисс был
достигнут на том, что он в 1913 г. на год уехал,
по его словам, в «добровольную ссылку» —
учиться в Эдинбург (подальше от
революции). Но и здесь, скрывая это от родителей,
он знакомился с социалистическими
кругами разного толка, с русскими
политическими эмигрантскими организациями, с
положением бедноты. Игорь Евгеньевич не
хотел быть инженером, потому что, как
он писал в одном письме, «быть инженером
на фабрике, значит определенно быть
против рабочих. Я, может быть, когда-
нибудь и отойду от политики, это, к
сожалению, возможно, но все-таки никогда
не перейду на другую сторону и не буду
бороться против своих
единомышленников».
«Отсрочка» не изменила его
намерений, и когда разразилась революция,
он окунулся в нее со всей своей страстью.
Как известно, после революции Тамм
очень скоро отошел от политической
деятельности и целиком, столь же страстно
бросился в науку. Неудивительно, что
первую свою научную работу он опубликовал
лишь в 1924 г., когда ему было 29 лет.
В наше время на него как на будущего
физика-теоретика уже давно махнули бы
рукой.
. Период 30-х годов отмечен
необычайно бурным взлетом его научной
деятельности. Работы по квантовой теории
оптических явлений в твердом теле, по
квантовой теории металлов, по
релятивистской теории частиц, по ядерным
силам, по свечению Вавилова — Черенкова,
по космическим лучам следовали друг
за другом, и все они были значительны.
Они принесли ему внутреннее удовлетворе-
82
ние и широкое признание в научной среде.
Однако это же время было омрачено для
него трагическими переживаниями (в
частности, в связи с гибелью любимого брата),
о которых посторонний мог догадываться
только по тому, как новые и новые
глубокие морщины ложились на его всего
лишь сорокалетнее лицо, как редко он
стал смеяться, и глубокая
сосредоточенность при прежней энергичности движений
стала надолго определять его внешний
облик.
Но жизнь была не такова, чтобы
можно было уклониться от тех или иных
проявлений гражданского самосознания в
острых общественных ситуациях. Когда
возникали философские дискуссии по
проблемам новой физики, Тамм неутомимо
отстаивал правильное понимание, не
убоявшись тяжелых, но несправедливых
обвинений в идеализме. Положение Тамма в то
время было легко уязвимо для нападок.
Однако он не сделал ничего
противоречащего его собственным представлениям о
порядочности, что могло бы облегчить
его участь и «исправить репутацию». Он
по-прежнему проявлял заботу об
оказавшихся в несчастье родных и друзьях, а
главное — остался прежним Таммом, для
которого при всем внимании и даже
уважении к чужим мнениям и авторитету
важнее всего была собственная оценка.
Независимость подхода проявлялась
в самых разных вопросах. Когда
приближался его семидесятилетний юбилей,
возникла мысль преподнести ему
скульптурный портрет-барельеф Эйнштейна. Но
чтобы узнать, понравится ли ему
выбранный подарок, двое его более молодых
друзей придумали «ловкий ход» — ничего
не говоря о подарке, пригласили его
вместе посетить мастерскую автора
барельефа. Барельеф был выполнен в весьма
современной манере и многим, в том
числе и этим друзьям, очень
нравился. Однако вкусы Игоря
Евгеньевича в искусстве сформировались на
15—20 лет раньше, и хотя, когда ему
однажды проигрывали музыку Шостаковича,
он отнесся к ней серьезно и с интересом,
а при упомянутом посещении мастерской
скульптора был внимателен и
сосредоточен, этот барельеф ему решительно не
понравился. В мастерской он был
молчалив и, только покинув ее, коротко отрезал:
«Нет, все совершенно не нравится». Он не
стал подделываться под вкусы более
молодых, как это свойственно некоторым,
желающим быть «на уровне». Эта
независимость мышления и поведения сыграла
едва ли не решающую роль в его
научных достижениях. Так случилось, что не
однажды коллеги встречали его работы
резко критически. Вот только два примера.
Когда был открыт нейтрон и стало
ясно, что атомное ядро построено из
нейтронов и протонов, возникла проблема
согласования этой модели с измеренными
вскоре значениями магнитных моментов
ядер. Уже экспериментатор Р. Ф. Бечер
заметил, что магнитные моменты ядер
можно понять, если приписать магнитный
момент (и притом отрицательный) самому
нейтрону. Игорь Евгеньевич (вместе со
своим аспирантом С. А. Альтшулером)
проанализировал имевшиеся данные и
пришел к такому же выводу. Ныне, когда мы
так привыкли к картине пространственно
протяженных адронов со сложно
распределенными электрическими зарядами и
токами, даже трудно понять, почему это
было воспринято как нелепая ересь,
простительная еще, если ее высказал
экспериментатор, но постыдная в устах
образованного теоретика. Тогда считалось
несомненным (и единственно совместимым
с теорией относительности), что
элементарные частицы — точечные, и у нейтрона,
не несущего в целом электрического
заряда, неоткуда взяться магнитному моменту.
На харьковском совещании 1934 г., где
была доложена эта работа, было много
крупных физиков, самых именитых
иностранных и наших. Тамм рассказывал мне,
как мягко и даже с некоторым
состраданием эти люди, любившие и уважавшие
его, люди, которых и он глубоко уважал,
старались на разных языках объяснить ему
нелепость его вывода. Он их внимательно
слушал, с горячностью спорил и не мог
отступиться от своей точки зрения — он
не видел убедительного опровержения.
Впоследствии — и скоро — стало ясно,
что он прав.
Через 20 лет, когда стала развиваться
физика пионов на ускорителях в области
энергий порядка сотен мегаэлектронвольт,
Ферми нашел, что рассеяние пион —
протон имеет резонансный характер. Игорь
Евгеньевич воспринял результат Ферми как
свидетельство существования короткоживу-
щих нестабильных частиц, страстно увлекся
этой идеей сам, увлек своим энтузиазмом
группу молодых теоретиков и развернул
в ФИАНе широкий круг исследований
разных пионных процессов (с успехом были
рассмотрены рассеяние пион — нуклон,
фотогенерации пионов на нуклонах и
взаимодействие протон — нейтрон) на
основе единой идеи о наличии
резонансных состояний в системе нуклон — пион.
Он называл их «изобарами». В таммовском
Теоретическом отделе ФИАНа работа
закипела, изобары стали злобой дня. Ныне
покойный Семен Захарович Беленький
(удачно применивший изобары в
статистической теории множественной генерации
Ферми) написал шуточное стихотворение,
где слова рифмовались со словом
«изобары», повторяющимся через строку:
«Аспиранты! Стройтесь в пары, изучайте
изобары! Тары-бары, тары-бары, изучайте
изобары» и т. д.
Как сразу выяснилось,
удовлетворительное количественное описание всех
процессов можно получить, только если
предположить, что такое состояние имеет
большую резонансную ширину, более сотни
мегаэлектронвольт, то есть немногим
меньше самой высоты уровня. Это вызвало
резкий скептицизм некоторых лучших
наших теоретиков вне ФИАНа (лично очень
дружественно настроенных по отношению
к Тамму). В самом деле, возможно ли
говорить о подобных резонансах как о
реальности? Расчеты ведь идут по
приближенному методу, без учета много-
пионных состояний, «числам верить
нельзя». Однако вычислительная работа была
проведена огромная. И Игорь Евгеньевич
хорошо чувствовал и оценивал устойчивость
выводов по отношению к сделанным
приближениям. Как ни силен был скептицизм
и авторитет критиков, он не поддался ему
и продолжал отстаивать реальность таких
объектов. Прошло немного времени, и ре-
зонансы стали полноправными членами
семейства элементарных частиц.
Было бы, однако, глубоко ошибочно
думать, будто Игорь Евгеньевич вообще
никогда не соглашался с критикой. В том
и была его сила, что он с полной
серьезностью вдумывался в мнение оппонента
и сразу признавал свою неправоту, если
слышал убедительный довод. Сколько раз
он сам себя опровергал, сколько раз,
рассказав на внутреннем — «пятничном» —
семинаре о полученном им результате,
через неделю страстно и неоглядно каялся.
Быстро расхаживая перед доской, торопясь
высказаться, он клял себя за то, что
«прошлый раз наговорил чепухи», что ему стыдно
и т. .п. Иногда это бывало после того, как
кто-нибудь из молодежи наедине указывал
ему на ошибку. Но в печать шло только то,
что он перепроверял много раз и в чем
был уверен. Никак не могу припомнить
ни одной его печатной работы, которая
оказалась бы ошибочной. Были одна-две
публикации с весьма частными
гипотезами, которые он и сам считал ненадежными
(он публиковал их только в ожидании
отклика экспериментаторов) и которые
оказались неверными.
Он помнил свои ошибки иногда
лучше, чем некоторые переставшие его
интересовать собственные старые работы,
помнил и не скрывал. Как-то, уже в начале
60-х годов, он рассказал мне о своем
политическом споре с Бором. Они
возвращались поездом из Харькова в Москву
в 1934 г. Время было тревожное, гитлеризм
навис над миром. Бор говорил, что
противостоять ему удастся, только если
объединятся все антифашистские силы —
коммунисты, социал-демократы, либералы.
«Как Вы не понимаете, Тамм, это
необходимо»,— убеждал он. По существу, Бор
говорил о том, что реализовалось вскоре
в Народном фронте во Франции, в
испанской гражданской войне, в движении
Сопротивления. Но Тамм был сторонником
распространенного тогда мнения, будто
подобный союз лишь ослабит антигитле-
83
ровскую борьбу. Они проспорили, стоя
у окна в коридоре, чуть ли не всю ночь.
С какой горечью вспоминал он об этой
своей (если бы только его одного) слепоте'
Игорю Евгеньевичу не нужно было
«выдавливать из себя по каплям раба»,
как Чехову, выросшему в страшной среде
тупых лавочников и мещан. Он мог
ошибаться, мог излишне доверять привычным
словам, менявшим со временем свой
смысл, но, даже подчиняясь
непреодолимому, он не был рабом.
Л
Игорь Евгеньевич был
мужественным человеком. Он был смелым и в
простом смысле. Он спокойно и достойно
вел себя под бомбежкой на фронте во
время первой мировой войны. В письме
к будущей своей жене, описывая одну
такую бомбежку, он с удовлетворением
написал: «Очень жутко, когда, стоя на
открытом месте, слышишь зловещее
шипение. Но все же свободно можно
удерживать себя в руках» (письмо от 23. V
1915 г.). Во время гражданской войны,
переезжая между Крымом, Одессой и
Елизаветградом, он не раз попадал в
чересполосицу всяческих властей, в том числе
и бандитов вроде Махно. Тамм вспоминал
эпизоды, когда он оказывался в
смертельно опасной ситуации и лишь
самообладание спасало его. Он был одним из
старейших у нас альпинистов и не раз
подвергался опасности, но шел в горы снова.
Однако стоит рассказать один
эпизод, показывающий, что он сам понимал
под мужеством. -Его сын тоже стал
альпинистом, даже более высокого класса
(мастером спорта) и не раз возглавлял
уникальные, опаснейшие восхождения.
Я никогда не слышал, чтобы Игорь
Евгеньевич восхищался своим сыном,
которого очень любил, по какому бы то ни было
поводу, хоть когда-нибудь «похвастался»
им. Разве только обычной
скороговоркой, в ряду других семейных новостей
сообщал: «Женя вернулся, был зимний
траверс, категория трудности 56» (это —
высшая из возможных). Помню лишь один
случай, когда он не сдержался. Звено
(«связка») из экспедиции сына взошло на
вершину Хан-Тенгри G000 м), а сам он,
идя в следующем звене, прождал двое
суток погоды в нескольких сотнях метров
от цели и, трезво оценив свои силы, отдал
распоряжение отступить и спускаться вниз.
Узнав об этом, Тамм пришел в восторг.
«Какой молодец,— говорил он мне,—
какие нужны были смелость и мужество,
чтобы взять на себя такую ответственность,
быть может, рискуя лишить себя и своих
товарищей радости победы, в двух шагах
от нее!»
Мужество, основывающееся на
высоком интеллекте,— вот что было особенно
характерно для Игоря Евгеньевича и что
особенно проявилось в последние годы —
84
годы его тяжелой неизлечимой болезни.
Всю жизнь он был на- редкость здоровым
человеком, никогда не болел серьезно.
Ему было за шестьдесят, когда как-то,
после воскресного дня он радостно
сообщил: «Вчера я узнал, как просто можно
выиграть одну секунду на стометровке.
Нужно только предварительно пробежать
эти же сто метров один раз». И вот этот
подвижный человек, у которого и походка
была такая, как будто он стремился сам
себя обогнать, из-за перерождения нерва,
управляющего диафрагмой, был срочно
оперирован и переведен на дыхательную
машину: в трахею, перпендикулярно шее,
снаружи была вставлена металлическая
трубка, присоединявшаяся к
респираторной машине, которая равномерно, в ритме
естественного дыхания вдувала воздух в
легкие.
Я ждал этого момента с ужасом,
почти уверенный, что именно мужество
Игоря Евгеньевича побудит его вырвать
трубку и покончить с такой полужизнью.
Но я слишком упрощенно представлял
себе, что значит его мужество. Через
несколько дней меня допустили к нему
в клинику — в день, когда он впервые в
течение часа сидел в кресле и еще не
научился говорить в новых условиях,
требовалось произносить слова только на
вдохе. Не успел я побыть с ним двух
минут, как заведующая респираторным
отделением, профессор Любовь Михайловна
Попова, под руководством которой была
проведена операция и которая потом до
конца руководила лечением, увела меня
в свой кабинет и с тревогой спросила:
«Вы видели, что Игорь Евгеньевич сегодня
писал? Когда его усадили в кресло, он
знаками показал, чтобы из стола вынули ящик,
положили его на колени вверх дном,
на него — бумагу и начал писать какие-то
математические знаки. Вы видели их? Это
адекватно?» На медицинском языке это
значило: «Он не рехнулся?»
По-видимому, мне так и не удалось
убедить ее до конца, что он просто
продолжил вычисления по увлекавшей его
работе, прерванные в больнице перед
операцией. Очевидно, лежа неподвижно
все дни после операции, он что-то
придумал и хотел скорее проверить, прав
ли он. «Но так же не бывает, каждый,
кому приходится подвергаться этой
операции, испытывает психологический шок,
«рассыпается» и очень долго не может
прийти в себя!» Игорь Евгеньевич не
«рассыпался» — он нашел выход в работе. В
течение трех лет у него дома одна —
«большая» — машина стояла у кровати, другая —
на письменном столе. Он вставал с
кровати, переходил к столу и работал по
нескольку часов, подключившись к другой
машине.
Л
Игорь Евгеньевич был деятельным
человеком. Шаблонные слова — «живем
только один раз» — слова, которые для
пошляков оправдывают потребительское
отношение к жизни, он никогда не
произносил. Но всегда казалось, что они были
для него основой, определяющей
требование к себе — сделать в жизни максимум
того, что можешь сделать достойного:
оставить нечто в науке, помочь
окружающим тебя людям, осуществить все, что
тебе по силам — как бы это ни было мало
в масштабе человечества. Его обычная
жалоба в письмах к Наталии Васильевне еще
в молодости — на потерянное без дела
время, на свою вынужденную по той или
иной причине бездеятельность.
Чувство причастности к судьбе
человечества было вообще органически ему
свойственно. Оно определяло и его
увлечение политикой в молодости, и борьбу
против всяких видов лженауки, и участие
в овладении атомной энергией для
обеспечения равновесия в мире, которое
необходимо, как он вместе со всеми полагал,
если мы хотим предотвратить ядерную
катастрофу. Но нередко бывает, что,
заботясь о человечестве, не думают о
человеке. Однако вот факт. В 1953 г. на
Тамма обрушились почести и награды.
Ничего сколько-нибудь похожего в его
жизни не бывало. Однажды он увел меня
к себе в кабинет и сказал: «Я получил
очень большую премию. Эти деньги мне
совершенно не нужны. Не знаете ли Вы
каких-нибудь молодых людей, которым
необходимо помочь, чтобы они занимались
наукой?» Недавно я узнал, что этот вопрос
он задавал не мне одному, и практическое
осуществление во всех случаях не
замедлило последовать.
Да и вообще — обычная картина:
когда в его кабинете в институте
заканчивается деловой разговор, он вдруг
вынимает папиросную коробку (или конверт
от полученного письма), во всех
направлениях исписанную ему одному понятными
заметками и (папироса в углу рта торчит
вверх, дым от папиросы раздражает глаз,
и он жмурится) вспоминает: «Ага, этому
позвонить... а за этого похлопотать... об
этом узнать» и т. д.
В науке его деятельное начало
заставляло его непрерывно работать. Он
любил работать по ночам, огромная часть
сделанного не получала отражения в-
публикациях — он печатал только подлинно
результативные вещи, и число его
опубликованных работ по теперешним
масштабам неправдоподобно мало (если
исключить популярные статьи, обзоры
и перепечатки на других языках,
наберется лишь 55 научных статей). Иногда
вдруг — обычно после неудачи какой-
нибудь попытки решения крупной
проблемы, забравшей много сил,—
наступало разочарование и не было новой
идеи, тогда он чувствовал себя
опустошенным' и несчастным. Он приходил
в институт и просил более молодых
сотрудников: «Подкиньте какую-нибудь
задачку». Он называл это «опохмелиться
после запоя». Так появились
неожиданные конкретные работы по весьма
частным проблемам — по теории упругости
(совместная с Л. М. Бреховских) — о
сосредоточенном ударе об упругую
пластинку, а также работа, совместная с
В. Л. Гинзбургом, по
электродинамической теории слоистого сердечника (как
известно, Тамм был теоретиком
широчайшего профиля, обладал крепкой
профессиональной хваткой и мог с легкостью
делать работы в самых различных
областях физики).
Впрочем, работа о слоистом
сердечнике относится к военным годам,
и здесь вопрос стоял еще острее.
Находясь вместе с институтом в эвакуации
в Казани с августа 1941 по сентябрь
1943 г., Игорь Евгеньевич был глубоко
несчастен. В это тяжелейшее для страны
время он оказался в стороне от наиболее
важных в этот момент дел. Он
чувствовал, 4TOt его талант и квалификация не
находят должного приложения. Я
никогда не видел его таким почти постоянно
раздраженным и озабоченным. Казалось,
он, всегда столь нетребовательный и
почти аскетически скромный в личных
бытовых потребностях, переживал, как
унижение, необходимость в условиях
голодной тыловой жизни заботиться об
элементарном обеспечении семьи. На фоне
смертельной опасности для страны это
было для него мучительно.
Когда разразилась первая
мировая война, он встретил ее, как говорили
тогда, «антипатриотично». Он понимал,
что это «чужая война», и не пожелал,
подобно некоторым другим студентам,
идти на фронт «вольноопределяющимся»
(как студент Московского
университета он был освобожден от призыва в
первые годы). Его жена, Наталия Васильевна,
вспоминала, как яростно он спорил с
оборончески настроенным членом их
семьи. Но на фронте лилась кровь, и,
закончив пораньше занятия, он весной
1915 г. пошел добровольцем-санитаром
в полевой госпиталь. Он видел потоки
крови, в периоды боев через его руки
проходили сотни, тысячи раненых, он
стал свидетелем страданий, которые
нельзя было забыть, а причины,
приведшие к ним, нельзя было оставить
неосмысленными. Но теперь было
Другое, и он глубоко страдал от своей
отстраненности от общего дела. Конечно,
он все время интенсивно работал —
Игорь Евгеньевич органически не был
способен существовать без научной
работы. Но это была теория элементарных
частиц, теория ядерных сил и другие
подобные вопросы, которые в первые
годы войны считались неимоверно
далекими от практических приложений...
Окончание следует
85
Консультации
КЗ
КАК ХРАНИТЬ ЛУК
Я люблю репчатый лукг
добавляю его в кушанья,
ем сырым. Однако все
мои запасы этого овоща
быстро портятся:
луковицы прорастают или
гниют. Расскажите,
пожалуйста, как можно
запасти лук впрок.
Т. И. Некрасова,
гор. Калинин
При правильном
хранении репчатый лук не
портится много месяцев. Лучше
всего запасать впрок острые
сорта. Предварительно
луковицы обязательно надо
подсушить. В солнечную сухую
погоду их можно сушить прямо
на открытом воздухе
примерно неделю, разложив в один
слой и время от времени
переворачивая. Другой
вариант — подсушка в теплом
месте, например, вблизи от
отопительных приборов при
температуре 25—30° С в течение
полугора-двух недель. Иногда
в конце сушки луковицы
держат несколько часов при более
высокой температуре — до
45° С. Хорошо высушенный
лук звучно шелестит при
ворошении.
Оптимальная
температура хранения около 0° С.
Но и при обычной комнатной
температуре луковицы хорошо
сохраняются, если
относительная влажность хорошо
проветриваемого помещения не
превышает 50—65%. В таких
условиях лук держат и
россыпью на стеллажах, в
ящиках, в венках под потолком
и даже в старом капроновом
чулке. Периодически запас
надо просматривать и удалять
проросшие или заболевшие
луковицы.
Недозревший или
мелкий лук можно засолить. Его
очищают от верхних чешуек,
промывают в холодной воде,
86
закладывают в бочонок
(можно в банку или эмалированную
кастрюлю), добавляют
несколько горошинок душистого
перца, лавровый лист и
заливают 10%-ным рассолом.
Посуду закрывают деревянным
кружком и выдерживают при
комнатной температуре около
недели под гнетом, затем
хранят в прохладном месте.
Можно засолить и лук-перо:
перья нарезают кусочками
длиной 2—3 см, плотно
укладывают в посуду, пересыпая
поваренной солью E—7 % от
массы лука), добавляют
душистый перец, лавровый лист и
выдерживают 2—3 недели
под гнетом.
Луковицы сладких и
полусладких сортов, менее
лежких, годятся для маринада.
Особенно хорош
маринованный лук диаметром около
3 см, но подойдут и более
крупные луковицы. Их
разрезают пополам, удаляют
покровные листья, обрезают
шейки и корневые мочки,
моют, бланшируют 1—2 минуты в
кипятке, сразу охлаждают
в холодной воде и укладывают
в банки, на дно которых кладут
лавровый лист, 2—3 горошины
черного перца, 2—3 кусочка
хрена. Затем лук заливают
горячим маринадом: на 1 л
воды 50 г соли, 50—60 г
сахара, полную столовую ложку
уксусной эссенции. Поллитро-
вые банки стерилизуют в
кипящей воде 6—7 минут,
литровые— 8—10 минут.
Наконец, лук можно
запасти и в сушеном виде:
луковицы разрезают на
кружки толщиной 3—4 мм,
разбирают на колечки и сушат на
сите при температуре 65° С.
Влажность сушеных овощей
невысока— 10—14%, и
держать их следует в хорошо
закрытой посуде.
ЛИМОНЫ ВПРОК
Я купил несколько
килограммов лимонов,
плоды нарезал, уложил
в стеклянные банки и
засыпал сахаром.
Однако через некоторое
время ломтики начали
сильно горчить. В чем
тут дело! И еще: что
называют лимонной
цедрой и правда ли,
будто в ней больше
витаминов, чем в
мякоти плода!
А. М. Медведецкий,
гор. Бельцы,
Молдавская ССР
Цедра — это
окрашенная часть кожуры плода
цитрусовых, так называемая фла-
ведо; неокрашенный, белый
слой называется альбедо.
Содержание витамина С в
кожуре действительно выше,
чем в мякоти: дыхание плода,
в котором важную роль
играет аскорбиновая кислота, в
поверхностном слое
происходит более интенсивно.
Горький привкус
плодам придает лимонин,
содержащийся в кожуре. В
свежих плодах он не горек, но
становится таковым от
взаимодействия с кислотой,
которая выделяется из
разрушенных клеток мякоти.
Следовательно, при заготовке
лимонных ломтиков надо
отобрать свежие и целые
плоды и нарезать их очень
острым ножом, чтобы как можно
меньше повредить клетки
мякоти, а еще лучше —
срезать верхний слой
кожуры, благо из него получаются
превосходные цукаты.
При заготовке лимонов
впрок берут 1 кг сахарного
песку на 1 кг кружков плодов,
нарезанных толщиной 5—
6 мм, и укладывают их
горизонтально в стеклянной
банке, пересыпая сахаром.
Заполненные банки держат в
течение недели при
комнатной температуре,
переворачивая время от времени,
чтобы сахар быстрее
растворился и распределился
равномерно. После этого лимоны
можно хранить до полугода
в холодильнике.
Для получения цукатов
лимонные корки вымачивают
2—3 дня в холодной воде,
меняя ее три раза в день. Затем
корки проваривают минут
двадцать, воду сливают и
опускают их в кипящий сироп
A,3 кг сахара и 3 стакана воды
на килограмм корок), снимают
с огня и дают постоять 5—6
часов. Затем корки 3—4 раза
варят по пять минут с
интервалом 10—12 часов (в конце
варки добавляют немного
лимонной кислоты). Остается
откинуть цукаты на дуршлаг
и подсушить на тарелке.
Вообще же плоды
лимона можно хранить и целыми
в течение длительного
времени при температуре 6—7° С.
Кстати, для апельсинов
оптимальная температура 4—5° С,
для мандаринов — около
2—3° С.
Более подробную
информацию можно найти в
книге Л. В. Метлицкого
«Цитрусовые плоды», выпущенной
Пищепромиздагом в 1955 году.
ЧЕМ ПОЛЕЗНЫ
ЯГОДЫ ФЕЙХОА
На базаре нашего
города часто продают плоды
фейхоа, похожие на
огурчики,— сладкие,
зеленые. Говорят, что они
полезны при болезнях.
Правда пи это!
Л. С. Ступина,
Ейск, Краснодарский край
Фейхоа —
субтропическое растение, родом из Южной
Америки; в нашей стране его
культивируют на Южном
берегу Крыма, в районе Сочи, в
Западной Грузии. В мае на
невысоком (до 3 м)
раскидистом деревце с плотными
листьями появляются крупные
ароматные цветы
своеобразной формы: четыре сочных
розовых лепестка окружают
Пол *зные советы
Как
покрасить
печь
Во многих деревнях
нашей страны есть свои традиции
и приемы росписи печей. К
сожалению, сейчас трудно
отыскать хорошего
мастера-печника. Часто печь приходится
оштукатуривать не только ради
прочности, но и потому, что
кладка сделана небрежно,
неумело, швы кривые, кирпич
взят разных оттенков. Конечно,
свежепобеленная печь хороша
сама по себе, но все же
расписанная она выглядит
красивее.
Предлагаем вниманию
читателей самую простую
отделку печи. Сначала
поверхность штукатурят. Чаще всего
для этого используют
глиняный раствор, ком поненты его
берут объемными частями
(ведрами, совком, банкой и
т. д.), добавляют воду и
хорошо перемешивают до
получения однородной пластичной
массы. Вот несколько
рецептов.
Глиняный раствор: 1
часть глины, 2 части
известкового теста, 4 части песка, 0,1 ча-
пучок темно-красных
тычинок. Цветение продолжается
примерно два месяца, а в
октябре и ноябре снимают
урожай — темно-зеленые плоды,
вернее, ягоды.
У ягод фейхоа плотная
сочная мякоть белого или
кремового цвета, в ней сидит
множество мелких белых или
коричневых семян.
Разрезанная ягода пахнет ананасом
и земляникой; кстати, ботаника
так и определяет растение —
ананасно-земляничная гуава.
Кисло-сладкие ягоды
содержат от 5 до 10 % Сахаров,
1,5—3,6% яблочной кислоты
и другие полезные вещества:
пектины, дубильные вещества,
витамины С, В и Р. По
количеству витамина С ягода фейхоа
не уступает лимону. Но главная
особенность и ценность
ягоды — это присутствие в ней
сти мелкого асбеста (можно
натереть на терке листовой
асбест).
Глиняный раствор (без
асбеста): 1 часть глины, 1 часть
известкового теста, 4 части
песка и 0,1 части мелко
нарубленной минеральной ваты.
Известково - гипсовый
раствор: 1 часть гипса, 2
части известкового теста, 1 часть
песка, 0,2 части асбеста.
Перед
оштукатуриванием швы кладки углубляют
на 5—10 мм, чтобы отделка
лучше держалась. Затем печь
топят и теплую поверхность
штукатурят два раза. Для
первого слоя берут жидкий
раствор, а для второго — погуще
(добавьте на ведро раствора
стакан столярного клея).
Суммарная толщина покрытия не
должна превышать 1 см. Сухую
штукатурку шлифуют
наждачной шкуркой и протирают
мешковиной или суконкой.
Далее печь нужно
загрунтовать. Состав грунтовки:
известковое тесто — 2,5 кг;
поваренная соль — 0,1 кг;
столярный клей или КМЦ —
0,25 кг; олифа — 0,05 кг. Соль
и клей разведите отдельно,
каждое вещество — в литре
воды; известковое тесто
разбавьте в 10 л воды и,
перемешивая, влейте остальные
составы.
Загрунтованную
поверхность можно красить. Приго-
иода. Количество его довольно
велико, но значительно
колеблется, вероятно, это
зависит от сорта фейхоа и условий,
в которых росло деревце.
Плоды фейхоа едят
сырыми или перерабатывают на
варенье или вино. Делают из
них и сырое варенье; мякоть
прокручивают в мясорубке и
смешивают с сахаром. Такое
варенье и свежие ягоды
фейхоа особенно полезны людям,
страдающим заболеваниями
щитовидной железы и
сердечно-сосудистыми
болезнями.
Размножают фейхоа
семенами, отводками и
черенками. Его можно выращивать и
как комнатное растение. Об
этом было подробно
рассказано в февральском номере
«Химии и жизни» за 1966 г.,
с. 93.
товьте красочный состав:
известковое тесто — 2,5—3 кг;
поваренная соль — 0,1 кг;
пигмент (сурик, охра, мумия) —
0,25 кг; клей — 0,1 кг;
олифа — 0,05 кг.
Известковое тесто
разведите в 10 л воды комнатной
температуры, пигмент —
отдельно в литре воды, добавьте
туда соль, хорошенько
размешайте до полного ее
растворения и вылейте в
известковый раствор. Далее: распустите
клей в ли гре гор я чей воды,
добавьте олифу, смешайте с
известковым раствором. Перед
употреблением жидкость
процедите через марлю.
Сухую окрашенную
поверхность можно расписать по
трафарету водным раствором
гуаши, смешанной с яичным
белком A белок на литр
раствора) или темперой.
Рекомендуем еще один,
так называемый каминный
способ отделки; правда, он
годится только в том случае, если
печь сложена аккуратно и из
одинаковых ровных кирпичей.
Тщательно очищенную
кирпичную поверхность покройте
смесью равных количеств
светлого пентафталевого лака
ПФ-283 и скипидара. Отделка
получится матовой и не будет
пригорать.
Ю. В. ПРОСКУРИН
87
Вещи и вещества
Формула
малинового
звона
Н. И. КУТУЗОВ
В синем небе, колокольнями проколотом,
медный колокол,
медный колокол
то ль возрадовался, то ли осерчал...
В. ВЫСОЦКИЙ.
Колокола в наши дни стали
принадлежностью музеев. Знаменитые
Ростовские звоны легче услышать в звукозаписи
или в кино, чем на натуре, в Ростове
Великом. Тем не менее искусство колокольных
дел мастеров осталось составной частью
национальной культуры. И поныне остается
загадкой, как удавалось нашим предкам без
измерительных приборов и точного
анализа сплавов создавать «стозвонные»
колокола — каждый со своим голосом.
Размеры этих певунов становились все
больше и больше. И наконец, в 1735 г.
литейщик Михаил Моторин отлил известный
теперь во всем мире Царь-колокол весом
12 327 пудов, то есть больше 197 тонн.
Для таких отливок требовались
особые сплавы: прочные, легкоплавкие,
текучие, а после твердения — достаточно
«музыкальные». Наиболее подходящими
оказались известные издревле оловянистые
бронзы, иногда именуемые колокольными.
Или «певкой медью».
«ГУЛКАЯ МЕДЬ,
ЗВОНКАЯ МЕДЬ»
Как известно, чистая медь плавится
при 1083°С; кстати, расплав ее очень
красив: окисляясь на воздухе, он приобретает
цвет морской волны. Если расплав
разогревать и дальше, то при высоких
температурах он начинает гореть зеленоватым
пламенем.
Чтобы расплавить олово, нужен
меньший нагрев — всего 228°С. Когда же
смешивают эти два металла, то
температура плавления их сплава оказывается
намного ниже, чем у чистой меди. Это
было удобно: плавильные печи для
колокольных бронз складывали из обыкновенного
кирпича и топили дровами.
Свойства оловянистых бронз зависят
прежде всего от соотношения
компонентов. Чем больше олова в сплаве, тем
ниже температура плавления бронзы, тем она
более текуча, гроще получить отливки с
тонкими рисунками и надписями. Однако
избыток олова отрицательно сказывается
на механических свойствах сплава. Бронза
становится слишком твердой и хрупкой,
теряет пластичность. Например, бронзу, в
которой 6% олова, можно ковать, а сплав,
содержащий 27% Sn, настолько хрупок, что
от удара молота разлетается на мелкие
куски. На колокола шли сплавы, в которых
на одну часть олова приходилось по
меньшей мере четыре части меди.
Если у мастеров были чистые
металлы, то составление бронзы не вызывало
особых трудностей. Хуже обстояло дело,
когда приходилось лить новые колокола из
старых, разбитых. Во-первых, литейщикам
не был точно известен состав исходного
сплава. Во-вторых, бронза при переплавке
становилась хуже — гуще или, наоборот,
слишком жидкой в расплаве, но хрупкой
после твердения. Происходило зто потому,
что расплав поглощал кислород, олово
окислялось до оловянной кислоты.
Многолетние опыты литейщиков дали
плоды: был найден способ
«обезвреживания» металла старых колоколов. В расплав
стали добавлять фосфор, который
восстанавливал окислившееся олово.
У колокольных бронз была еще одна
особенность — они требовали твердения
при медленном охлаждении. Вместе с тем
нельзя было и слишком затягивать процесс:
сплав, твердея, распадался на
составляющие (в металлургии этот процесс именуют
ликвацией). Чем медленнее охлаждение,
тем больше степень этого распада, тем
более неоднородным получался сплав. А это
сказывалось на его прочностных и
«музыкальных» свойствах.
И все же колокольные мастера умели
подобрать оптимальные режимы, хотя,
конечно, получить совершенно однородный
сплав им так и не удалось. Вот как
выглядят результаты анализа проб из
разных частей одного и того же колокола
(первая колонка — металл верхней части
колокола, вторая — средней, третья —
нижней):
Содержание металлов, %
Медь
Олово
Свинец
75,68
21,36
2,96
76,69
20,46
2,85
77,69
19,9
2,41
Свинец попал, видимо, как примесь.
Примеси не могли не влиять на
прочность сплава и на чистоту звука. В
колокольную бронзу иногда вполне
сознательно добавляли другие металлы.
Считалось, например, что от добавки серебра
колокола становятся звонче, звучнее. Царь-
колокол отлит из сплава, в составе
которого 84,51% меди, 13,21% олова, 1,25%
серы, 0,26% серебра и 0,036% золота. Но
такое количество серебра и золота
вполне могло присутствовать в «чистой» по
тем временам меди, например колыван-
ской, а добавление серебра в сплав
носило, скорее всего, символический
характер.
ЛИТЬЕ
Процесс отливки колокола был делом
трудным, долгим и очень напряженным.
В фильме «Андрей Рублев» достаточно
точно воссоздана атмосфера этого поистине
великого труда.
Сначала копали большую яму, стены
ее обкладывали кирпичом или бревнами,
а сверху возводили навес. Когда яма была
готова, приступали к изготовлению
глиняных форм. В центре ямы на
подставке лепили из глины горку-болван, на
нее впоследствии должен был опираться
будущий колокол изнутри. В болван же
вделывали петли для языка. Когда глина
высыхала, ее обмазывали жиром, а поверх
накладывали второй слой глины, так
называемую рубашку. По толщине и форме
рубашка соответствовала стенкам колокола.
И рубашке давали высохнуть, а затем и
ее обмазывали жиром. Вокруг нее
возводили каркас из металлических прутьев, и на
него накладывали последний слой глины.
Заключительная сушка и обжиг
конструкции в целом завершали подготовку.
После этого верхнюю часть формы
поднимали, и мастер наносил на ее
внутреннюю поверхность надписи, рисунки,
украшения. А рубашку, которая теперь уже
была не нужна, разбивали и удаляли из ямы.
Опускали на место верхнюю армированную
и украшенную часть формы, тщательно
центровали, чтобы в пространство между
ней и болваном лить расплавленный
металл. Зазор был неодинаков по толщине:
выше — тоньше. От профиля стенок
колокола зависела гармоничность звучания.
Печи для плавки металла строили
поблизости от ямы. Обычно сооружали
сразу несколько печей, чтобы в них
можно было подготовить весь необходимый
металл. При изготовлении больших
колоколов на форму и болван давили сотни
пудов расплавленного металла. Чтобы
форма не треснула, ее обкладывали
несколькими рядами кирпичей, а иногда всю
эту конструкцию забрасывали землей,
которую обязательно плотно утрамбовывали.
При этом создавались оптимальные условия
для охлаждения металла. Известно,
например, что Царь-колокол в такой упаковке
остывал три дня...
ИСТОРИЯ С ГЕОМЕТРИЕЙ
От свойств сплава зависит не только
сила звучания колокола, но и высота тона.
Позже вывели даже математические
закономерности: высота основного тона
обратно пропорциональна квадратному
корню из величины плотности сплава.
Квадратичной зависимостью оказалась она
связана и с величиной хрупкости. Было за-
89
Софийская звонница
в новгородском Кремле.
Фото Г. Нарышкина
Транспортиров ка
колокола.
Фото 1902 г.
Одни из колоколов
Софийской звонницы
мечено, что форма колокола, соотношение
между его высотой и диаметром донной
части тоже влияет на звучание. Оттого
русские мастера делали у колоколов более
широкие основания. Вероятно, искусство
мастера сводилось к тому, чтобы к
данному составу бронзы подобрать
подходящую форму колокола: отношение
диаметра к толщине стен и высоте.
Интересно, что вообще при ударе в
колокол обычно слышны один главный и
несколько добавочных тонов. Если бы
стенка была по всей высоте одинаковой
толщины, то добавочные тона если бы и
появились, то звучали негармонично. Стенки,
закономерно утончающиеся кверху,
помогали добиться такой гармонии, что при
ударе был слышен целый аккорд: в нижней
части основной тон, вверху и посредине —
большая или малая терция, а иногда и квар-
90
iiijintl fti
та, вверху — на октаву выше, чем в средней
части. Такой гармонии достигали люди,
понятия не имевшие о законах гармонии.
И о математике, и о химии. Самородки?
Гении? Мастера»
Когда лили несколько колоколов для
одной звонницы, то подбирали их
профили так, чтобы звучали гармонично
добавочные тона всех колоколов. Обычно их лили
по очереди: зная вес и диаметр
предыдущего, мастер мог прикинуть, каким должен
быть следующий.
На звук копокола влияет и то, как в
него звонят. Если бьют подвижным языком
по неподвижному телу колокола,
добавочные тона возникают одновременно с
главным. Так испокон веку звонят на Руси. Если
же сам колокол ударяется о язык, то тогда
в первый момент слышен лишь главный
тон, а добавочные нарастают позднее.
При быстром раскачивании колокола
слышен лишь главный тон, а добавочные
теряются.
«А НА КОЛОКОЛЬНЕ,
УСТАВЛЕННОЙ В ЗАРЮ...»
Особо ответственным делом считался
подъем готового колокола на высокую
звонницу. Рядом с ним сооружали леса с
блоками, через которые пропускали
крепкие веревки, прикрепленные одним
концом к колоколу, другим — к вороту.
Начинали вращать ворот (эту работу
выполняли несколько десятков людей, иногда им
в помощь давали и коней), и тяжеленный
кусок металла медленно подымался вверх.
От колокольни к лесам шли балки,
на них — катки. С помощью этих
приспособлений колокол вкатывали в звонницу.
Это было событием в жизни города и
окрестностей. День подъема колокола
становился праздником. Механикус,
подрядившийся выполнять эту работу, был героем
дня; если все сходило благополучно, он
удостаивался награды. Были даже случаи,
когда крепостные механикусы получали за
свои труды вольную...
А
Не только заутреню или вечернее
богослужение возвещали колокола. Они
гремели «во дни торжеств и бед
народных». Набат собирал ополчения и
бунтарей. С колоколами неразрывно связаны
многие страницы нашей истории.
И колокола же — отнюдь не немые
свидетели народного гения.
Колокола
и
колокольчики
ТУЛЬСКИЙ КОЛОКОЛ
НА ШИПКЕ
Главный колокол
монастыря на Шипке отлит
в Туле и оттуда доставлен
в Болгарию. Весит он
11 тонн. Звуком этого
колокола революционный
комитет болгарских
повстанцев в 1923 г. известил
народ о начале
«болгарского 1905 года» —
Сентябрьского антифашистского
восстания против
правительства А. Цанкова, которое
историки называют
правительством фашистской
диктатуры.
91
ИЗ СЕВАСТОПОЛЯ
В ПАРИЖ
И ОБРАТНО
В 1854 г. во время
Крымской войны
французы взяли в качестве трофея
колокол Херсонесского
монастыря в Севастополе,
отлитый в 1778 г. в
Таганроге из турецких пушек.
В Париже его установили
на одной из башен Собора
Парижской богоматери.
Однако в 1913 г. колокол
удалось заполучить
обратно. За содействие в этом
французский консул Луи Ге
был награжден русскими
орденами: Анны 2-й
степени и Владимира 4-й степени.
СПАСЕННЫЕ РЕЛИКВИИ
Накануне захвата
Новгорода гитлеровцами
в августе 1941 г. два
колокола Софийской
звонницы — Праздничный A614
пудов) и Воскресный
E00 пудов) — были
закопаны в землю, а три
других, в том числе и самый
маленький (весом 80
пудов), подаренный городу
Борисом Годуновым,
погрузили на баржу, чтобы
перевезти на другой берег.
От прямого попадания
немецкого снаряда баржа
затонула — так колокола
оказались на дне Волхова.
Гестаповцы потом жестоко
допрашивали священника,
видевшего, где затонули
реликвии, требуя указать
место. Старик не выдал
тайны. Сейчас эти
колокола снова в новгородском
Кремле.
И ВСЕ 13 — В ЛАД
Самые известные в
стране — звоны Ростова
Великого, где все 13
колоколов соборной звонницы
настроены гармонично.
Три самых больших
составляют мажорный аккорд:
Сысой издает басовое «до»,
Полиелейный — «ми», а
Лебедь — «соль».
МЯТЕЖНЫЕ КОЛОКОЛА
ми существами. Нарекали,
например, особыми
именами. В летописи Устюга
упоминается колокол Тю-
рик, а для Валдайского
монастыря отлили в 1654 г.
колокол по имени Никон.
В московском Кремле на
колокольне Ивана Великого
установлены именитые
колокола — Успенский, Реут
(ревун), Лебедь,
Воскресный.
Бывало, что
колокола ссылали. Так, в 1591 г.
Борис Годунов сослал из
Углича в Тобольск
набатный колокол, созвавший
на восстание посадских
людей. Этот колокол
сбросили с колокольни и даже
наказали кнутом. А
Екатерина 11 приказала
вырвать язык у московского
набатного колокола,
который призывал к бунту
1771 г. Сейчас этот
колокол — в Оружейной
палате Кремля.
«ДАР ВАЛДАЯ»
Легенда гласит, что
новгородский вечевой
колокол Иван 111 собирался
перевезти в Москву, но по
дороге, как раз на Валдае,
он разбился, и будто бы
из его осколков местные
жители стали отливать
знаменитые поддужные
валдайские колокольцы.
В XIX в. на Валдае
работали три колокольных
завода, на них
обрабатывали в год около 900 пудов
металла. Заводу купца
Смирнова даже было
разрешено изображать на
своих изделиях
государственный герб.
В с. Пурех
Нижегородской губернии, в с. Сук-
сун, г. Слободском Вятской
губернии и других местах
России также лили
поддужные колокольчики с
надписью «Дар Валдая».
Отливались они даже в
Швеции. Отличить
шведские несложно: на их
внешней стороне — русские
надписи, а на внутренней —
латинскими буквами.
Иногда с
колоколами обходились как с живы-
Короткие заметки
Отчего болят зубы
«Не ешь много сладкого — зубки
заболят»,— говорим мы детям. Правильно
говорим: пища, богатая углеводами, способствует
развитию кариеса, о чем свидетельствуют как
медицинская статистика, так и результаты
многочисленных экспериментов.
Один из таких экспериментов
продолжался больше 30 лет и происходил не в
лаборатории, а в естественных условиях — на
островах Тристан-да-Кунья в Южной Атлантике.
Обитатели островов — всего 200 с чем-то человек —
долгое время жили в почти полной изоляции от
внешнего мира и пробавлялись лишь той
пищей, какую могли добыть в море или вырастить
на скудной островной почве. Хлеб в их нехитром
рационе отсутствовал совсем, потому что
зерновых на островах не сеяли. Сахар, чай, кофе
тоже были в большую диковинку.
В 1932 г. на Тристан-да-Кунью заглянул
первый в истории архипелага зубной врач.
Осмотрев островитян он был поражен
превосходным состоянием зубов: только у 1,82% был
обнаружен кариес, а у 83,32% за всю их жизнь
зубы ни разу не болели.
Но прогресс коснулся и Тристан-да-Куньи.
Пять лет спустя хлеб и сахар, хотя и
считались роскошью, но мало-помалу стали
появляться на столе островитян. И при очередном
обследовании кариес был найден уже у 4,2%
жителей, а не затронутых болезнью осталось 50,2%.
Прошло еще 15 лет. Островитяне стали
жить не в пример лучше. Теперь каждый съедал
в неделю полкило сахару, 800 г муки, 200 г
джема. Зато и зубы стали портиться быстрее:
9,1% жителей были больны кариесом и только
22,2% не изведали зубной боли.
К 1952 г. потребление сахара на душу
населения выросло до 1 кг в неделю, муки —
до 2,3 кг. Результат: 12,55% больных кариесом
и всего 12,39% с нетронутыми зубами.
А в 1961 г. на одном из островов
произошло сильное извержение вулкана. Нет
оснований полагать, что и оно было вызвано ростом
потребления сахаре; но так или иначе, оно
положило конец уникальному эксперименту:
население было эвакуировано.
А. ДМИТРИЕВ
Осенью
или весной!
Рекомендации по применению того или
иного вещества в сельском хозяйстве обычно
живут недолго. Иногда — потому, что у этого
вещества обнаруживаются какие-либо
неприятные свойства (такое, к сожалению, хоть и редко,
но бывает), иногда — потому, что найдено что-то
лучшее. Меняются со временем и способы
применения препаратов — на смену старым
приемам обработки растений химикатами приходят
новые, более эффективные. И от проявленной
в этом деле гибкости зависит урожай.
Все эти рассуждения вот к чему.
Общеизвестно, что подкормка полей минеральными
удобрениями помогает повысить урожай.
Именно поэтому сейчас много сил отдается
химизации сельского хозяйства. Удобрения
производят, транспортируют, вывозят на поля. Затраты
немалые. И нелишне было бы поточнее знать,
насколько они эффективны. А если не очень —
что надо сделать, чтобы эффективность
повысить.
Одно из направлений этой работы —
исследования того, как зависит прибавка урожая
от времени года, когда удобрения вносят в
почву. Например, на Брестской опытной станции
изучали действие на озимую рожь фосфорно-
калийных удобрений. И определили, что
подкормка весной более эффективна, чем осенью
(об этом сообщил журнал «Зерновое хозяйство»,
1982, № 3, с. 12—13). А в Чимкентской области
опыты с азотными удобрениями для озимой
пшеницы показали, что при большой влажности
их лучше вносить рано весной по тало-мерзлой
почве, а при недостатке влаги — поздно осенью
или зимой (более подробно опыты описаны
в журнале «Земледелие», 1982, № 3, с. 52).
Такие рекомендации — шаг вперед по
сравнению с обычным «валовым» показателем,
кто сколько удобрений внес. И теперь формула
«Вношу тогда, когда мне удобнее» должна быть
заменена другой: «Вношу тогда, когда эффект
максимальный».
Н. ПРОШИН
93
Свой голос утешает
Дети, конечно, большая радость, но... они
имеют склонность беспричинно кричать, порой
на протяжении долгих часов, выводя из себя
родителей. Теперь папы и мамы, уставшие от
плача своих новорожденных дитятей, могут
надеяться обрести покой, ознакомившись с
результатами последних опытов, проведенных
психологами.
Еще 10 лет назад было замечено, что
спокойно лежащий ребенок, заслышав плач
другого, очень часто и сам начинает реветь, как бы
подчеркивая «бедственность» положения
беспомощного младенца. Теперь исследователи
решили выяснить, представляет ли эта особенность
поведения детей врожденную черту, или же она
приобретается в процессе накопления
новорожденным жизненного опыта. Для этого в одном
из родильных домов 36 мальчикам и 34
девочкам в возрасте, не превышающем 35 часов,
давали прослушать 4-минутную запись детского
плача. Предварительно состояние каждого
ребенка проверяли: если он плакал перед опытом
на протяжении 3—4 минут, то считался
плачущим, а если, бодрствуя, жалобных звуков не
издавал, его относили к категории спокойных
детей.
При этом обнаружилась совершенно
неизвестная особенность поведения новорожденных.
Если плач лежащего по соседству младенца
сильно и надолго выводит спокойного ребенка
из себя, то услышав свой собственный рев,
заранее записанный на пленку, спокойный ребенок
относится к нему довольно невозмутимо, а если
и закричит, то ненадолго. Более того, услышав
свой собственный голос, дети, как бы
устыдившись, заметно успокаивались. Если же
новорожденным давали прослушать запись плача
более взрослых детей или плача детеныша
шимпанзе, они на это почти совсем не реагировали.
К сожалению, пыл тех измученных
плачем родителей, которые готовы тотчас же
побежать в магазин за магнитофоном, должно
несколько умерить следующее наблюдение: опыты
показали, что успокоительное воздействие на
младенцев собственного голоса довольно быстро
снижается со временем и примерно к 6
месяцам от роду ребенок начинает реветь, когда ему
вздумается...
Б. СИЛКИН
94
Короткие заме.к»
Откройте форточку!
Пошла такая строительная мода, поветрие
какое-то — делать окна без форточек.
Экономия древесины, что ли. Но, во-первых,
невелик на форточку расход, а во-вторых, не
мешало бы знать цену такой экономии.
В комнате без форточки — еще куда
ни шло. Но из кухни, когда на плите яичница или
манная каша, никуда не уйдешь, а в мороз
открывать окно, чтобы проветрить немного,—
верная простуда. Вот и приходится варить, печь
и жарить в закрытом помещении. А в
малогабаритной нынешней кухне площадью примерно
6 м^ с типовой газовой плитой, у которой горят
две конфорки, уже через час-другой при
закрытых окнах концентрация несгоревших полностью
углеводородов превышает предельно
допустимую для промышленных предприятий.
Углекислого газа — раз в шесть больше, чем
допускается в атмосферном воздухе. И тому
подобное. А температура в кухне подымается при
этом порой до 30е С, что отнюдь не создает
ощущения комфорта.
Эти сведения сообщил недавно журнал
«Гигиена и санитария» A982, № 4). Не только
и не столько для того, чтобы кого-то напугать,
а чтобы найти наилучший и скорейший выход.
Он, по мнению авторов работы, заключается
в том, чтобы держать форточку (если она есть)
открытой во время готовки, ибо эта простейшая
мера позволяет снизить содержание
углеводородов примерно на две трети, а угарного газа —
вдвое. Еще лучше дополнить форточку активной
вентиляцией, но много ли кухонь ею
оборудовано? И уж совсем хорошо было бы изменить
конструкцию газовых горелок, сделать их более
безопасными и заодно экономными. Но такой
выход вряд ли будет скорейшим...
В общем, готовя завтраки, обеды и ужины,
держите форточки открытыми. А за отсутствием
таковых, сообразуясь с погодой и закаленностью
организма, приоткрывайте хотя бы слегка окна.
Что же до новых домов, то выскажем
надежду, что в них и плиты будут совершеннее, и
вентиляция надежнее, и форточки — в каждом
окне...
О. ЛЕОНИДОВ
£L-4&&Sb+r-:h:*
Л. Д. САМОЙЛОВУ, Воронеж: Вот рецепт самого, пожалуй,
распространенного универсального индикатора — смешивают
1%-ные растворы диметиламинобензола A5 мл), метилового
красного E мл), бромтимолового синего, фенолфталеина и тимол-
фталеина (по 20 мл); при увеличении рН окраска меняется от
красной до желтой, зеленой и синей.
И. АРХИПОВ У. Фалешты Молдавской ССР: Никакого чуда и
впрямь не было, разрушение угольных анодов при электролизе —
дело давно известное.
A. Р. ДРАНОМУ, Донецкая обл.: Снизить жесткость
водопроводной воды до требуемой для аквариума проще всего так —
смешать воду из-под крана с дистиллированной
3. К- СИЛКИНУ, Темрюк: Вода, прошедшая через ионатор,
пригодна для мытья фруктов в той же мере, как всякая другая,
ибо вне работающего ионатора она бактерицидного действия
не оказывает.
Ф. М. ВЯТЧАНИНОВУ, Череповец: Водоэмульсионная краска
Э-ВА-27А содержит антисептик, покрытый ею потолок в ванной
плесенью не обрастет, а для большей устойчивости попробуйте
нанести поверх еще слой масляного лака.
Б. А. ОРЛЕНКО, Николаев: Для склеивания губчатой
(микропористой) резины годятся клеи «Уникум» и «Момент», дающие
гибкий клеевой шов; о средствах же, в продажу не
поступающих, и говорить лишне.
B. А. ОНАИКО. Москва: «Биосол» для ухода за волосами
состоит из девяти компонентов включая импортные, и проще
все-таки поискать готовый препарат, нежели пытаться его
приготовить.
В. Н. КРАВЧЕНКО, Бердянск: К сожалению, ни одна
организация не высылает частным лицам посадочный материал батата;
поглядите журнал «Приусадебное хозяйство», рубрику «Могу
поделиться» — вдруг повезет...
В. Г. ЖДАН, Амурская обл.. При контакте с металлами, в
частности с алюминием, синеет не только брусничный, но и вишневый
сок, что, впрочем, на пищевых достоинствах продукта
практически не сказывается.
Б. С. ПАРИЙСКОМУ, Москва: В чае некоторых сортов
содержится 2—3% пектина (на сухое вещество), а пектин
способствует образованию студня — вот перестоявшая заварка и стала
тягучей.
Н. Ф. КОСТЮНИНУ, Ленинград: Замазка «Эпопласт» и клей
«Эпофикс» уже поступают в продажу, но, судя по малой о том
осведомленности покупателей, в недостаточном пока количестве.
В. С-НОЙ, Мичуринск: Эмали для автомобилей и автобусов
рассчитаны на эксплуатацию при температурах от —50 до 50°С,
а батарея центрального отопления нагревается и до 90°С —
немудрено, что запах в квартире нехороший.
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
В. Е. Жвирблис
(зав. отделом хим. наук),
М. И. Колосов,
Л. А. Костандов,
В. С. Любаров
(главный художник),
J1. И. Мазур,
В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
В. М. Соболев,
Б. И. Степанов,
A. G. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редакция:
М. А. Гуревич,
Н. В. Ефремов,
Ю. И. Зварич,
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,
-Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
В. К. Черникова
Номер оформили
художники:
Г. Ш. Басыров(
Р. Г. Бикмухаметова,
М. М. Златковский,
М. Ю. Мелик-Пашаева
Корректоры
Я С. Зенович, Л. А. Котов а.
Сдано в набор 14.07.1982 г.
TI5931.
Подписано в печать 11.08.1982 г.
Бумага 70Х108/|6
Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,4
Усл. кр.-отт. 8697 тыс.
Уч.-иэд. л. 11,8.
Бум. л. 3,0. Тираж 365 000 экз.
Цена 65 коп. Заказ 1745.
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
117333 Москва В-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20, 135-52-29
Ордена Трудового Красного Знамени
Чеховский полиграфический
комбинат Союэполиграфпрома
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли.
г.1 Чехов Московской обл.
^^Издательство «Наука»,
«Химия и жизнь», 1982
96
Про баклажан
Это для северянина он баклажан.
Для южанина, питающего к названному
овощу нежные чувства, такое имя звучит
слишком официально. Разве на базар
ходят за баклажанами? На базар ходят за
«синенькими»!
А синенькие они потому, что в их
глянцевой кожице есть вещество дельфи-
нидин (не от «дельфина», а от голубого
цветка дельфиниума). Так вот, кальциевая
и магниевая соли дельфинидина синие,
калиевая — пурпурная. И посему окраска
овальных или грушевидных плодов
колеблется от истинно синей до
густо-фиолетовой, почти черной.
Трудно сказать, насколько нам нужны
красящие вещества; обратим лучше
внимание на кальций, магний и прочее. Этого
прочего в баклажанах так много, что
пособие по биохимии плодов отмечает:
«В консервах из баклажан проявляется
тенденция к наибольшему
концентрированию микроэлементов». Консервы
упомянуты не случайно, ибо в южных районах
баклажаны в том или ином виде попадают
в каждую вторую банку закусочных
консервов. И даже удивительно, что каких-то
пять веков назад растение считалось
исключительно лекарственным. В частности,
поговаривали, что сваренный в масле
баклажан утишает зубную боль. Варить и
жарить баклажаны тогда не решались, очень
уж они были горькими. Однако, на наше
счастье, растение оказалось податливым
и при окультуривании горечь почти
исчезла. Но стоит пустить дело на самотек, дать
баклажанам хочрь немного одичать,— и
пошло-поехало, не слаще пирамидона...
Свернув на лекарственную тропу,
сообщаем заинтересованным лицам, что
медики достаточно высоко оценивают
диетические свойства баклажанов, несмот- /
ря на то, что в плодах совсем немного
питательных веществ. Какие-то соединения
(какие именно — достоверно не выяснено)
регулируют обмен холестерина и снижают
его уровень в крови, препятствуя таким
образом развитию атеросклероза. Насчет
зубной боли наши предки, возможно,
преувеличивали, но они были правы,
полагая баклажан и целебным растением.
А впрочем, есть ли среди овощей иные?
Что касается кулинарных
возможностей, то они у баклажан столь же обширны,
как у грибов. От скромного жаренья на
сковородке до многоходовых комбинаций
с участием десятка составляющих. Кстати,
фарширование, едва ли не самый
распространенный способ, имеет под собою
рациональную основу: просто баклажан
вкусен, а фаршированный к тому же
сбалансирован по питательным веществам...
Упомянем и схожесть заготовки на
зиму: баклажаны, подобно грибам, солят,
маринуют и сушат. Для северянина это
скорее всего экзотика — такая же, как
маринованные опята для жителя степей.
Но если опятам требуется как минимум лес
и дождик, то баклажаны могут обойтись
без степи и палящего солнца: при
надлежащей агротехнике они вызревают даже
в Пермской области (правда, лишь на
южных склонах). А в теплицах — хоть
в Архангельске.
Выращивать баклажаны — дело
стоящее. Ласковые прозвища просто так, без
причины, не дают. Только по любви. Сами
поглядите: птица — синяя, чулок — синий,
даже море — и то синее. А баклажаны —
синенькие...
Подарок
к началу
учебного
года
Благоразумный
студент или школьник, прежде
чем идти на экзамен,
поинтересуется личностью
экзаменатора, его
сильными и слабыми сторонами.
Ибо найти подход к
экзаменатору — половина
успеха. Похоже, что эта
многовековая традиция вскоре
умрет. В ГАИ будущие
водители сдают экзамены по
правилам дорожного
движения специальным
автоматам, во многих вузах
во время сессий студенты
остаются с глазу на глаз
с электронными
экзаменаторами. Разве к ним
подход найдешь?
Машины неутомимы
и беспристрастны, они не
поддаются ни на какие
студенческие уловки, а
машинное обучение
позволяет, в принципе, дать
каждому учащемуся по
учителю. В общем, дело это
бесспорно прогрессивное.
Но пока экзаменующих и
обучающих машин не
хватает. И, наверное, не так
уж скоро появятся они
в каждой школе. Но стоит
ли ждать их появления?
Ведь еще в тридцатые годы,
когда о машинном
обучении и не помышляли, был
предложен остроумный
способ проверки знаний —
«самоинструктор и тестер»
Петерсона (Л. Столаров.
Обучение с помощью
машин. М., «Мир», 1965).
Вот как он работает.
На карточке —
несколько ответов на вопрос,
заданный ученику;
каждого ответа клеточка.
Та, что отвечает
единственно правильному решению,
пропитана неким
химическим веществом, например,
щелочью. Если ученик
станет тыкать в клетки
стеклянной палочкой,
смоченной раствором
фенолфталеина, при правильном
ответе бумага покраснеет.
Если нет — пусть краснеет
экзаменующийся.
Разрешите считать
эту заметку нашим
подарком — и преподавателям, и
учащимся — к началу
учебного года.