Text
                    НАУКА И ЖИЗНЬ
We Пена спасает от огня,
но у этого есть цена...
2023	• Академик Григорий
Денисов: «Когда ресурсы начнут
иссякать, человечество подна-
жмёт и сделает термоядерный
источник энергии» • Профессии
и искусственный интеллект: кто
кого в конце концов одолеет?
• Ловись, рыбка... и рассказы-
вай истории о прошлом Земли!
ISSN: 1683-9528

НАУКА И ЖИЗНЬ В ЦИФРОВОМ ФОРМАТЕ ЦИФРОВАЯ ВЕРСИЯ ЖУРНАЛА РЕДАКЦИОННЫЙ ИНТЕРНЕТ-МАГАЗИН: www.nkj.ru/shop (подписка и отдельные номера) TELEGRAM-БОТ свежий номер демо-номер журнала БЕСПЛАТНО t.me/nkj_bot Читайте в приложениях для мобильных устройств: PRESSA.RU • ЛитРес • Строки • Kiozk www.nkj.ru e-mail: subscribe@nkj.ru
В НОМЕРЕ Ю. ЕМЕЛЬЯНОВ — Шорохи тихой осени ........................2 Наука и жизнь сто лет назад.....9 Рефераты (подготовила. Ашкинази) .10 Г. ДЕНИСОВ, акад. — Зажечь плазму для термояда и сделать зеркало для рентгена (беседу ведёт Н. Лескова) .... 12 С. ВАСИЛЬЕВ — Энергия на длинную дистанцию ...................21 О чём пишут научно-популярные журналы мира.................37 Вести из лабораторий и экспедиций Древняя змея и ископаемая летучая мышь из раннего плейстоцена (42). Фильтры донорской крови для работы в экстремальных условиях (50). Поиску золота поможет гелий (66). Наномедь в опасных дозах (67). О. ПЛОТНИКОВА, канд. биол. наук — Почва в объективе микроскопа..44 Н. ШЕВЫРЁВА — Опасная диковина......................52 А. ГУЩИН, канд. биол. наук — Гвинейская тиляпия — живой памятник временам климатического оптимума голоцена в Сахаре......................54 Бюро иностранной научно-технической информации ...................62 И. СОКОЛЬСКИЙ, канд. фармацевт, наук — Соевый соус: со вкусом умами и кокуми ...............69 Д. ЗАРУБИНА, канд. филол. наук — Слово на верёвочке..................78 «УМА ПАЛАТА» Познавательно-развивающий раздел для школьников А. СДОБИНА — В глубинах сапфировых облаков: путешествие на Нептун (81). Р. СЕЙФУЛИНА, канд. биол. наук — От мала до велика (88). М. /АБАЕВ, канд. хим. наук— Больше пены (96). Математиче- ские досуги. Ответы и решения (99). Кунсткамера................100, 119 А. ПЕРВУШИН — Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной. X. Великое молчание .........102 Л. АШКИНАЗИ, Н. СЬЯНОВА — Что видим? Нечто странное! Дома и на крышах.............120 А. СТОЛЯРОВ — Танцуют все (фантастическая повесть) ....122 Маленькие хитрости ............130 Ответы на кроссворд с фрагментами ...............131 Кроссворд с фрагментами .......132 В. МАКСИМОВ, канд. филол. наук — Из истории фамилий ..........134 Н. ШЕВЫРЁВА — Дары бересклетов .... 136 НА ОБЛОЖКЕ: 1-я стр. — Главный соленоид для создания плазмы и антенны для её исследования в камере стенда «Крот», одной из крупнейших плазменных установок России. Эта уста- новка, с помощью которой моделируются процессы в ионосфере Земли, работает в Институте прикладной физики РАН (Ниж- ний Новгород). Фото А. Афанасьева. (См. статью на стр. 12.) Внизу: Тянущие лямку. На лямке, широ- ком ремне через плечо с прикреплённой к нему верёвкой или бечевой, тянули не только суда, но и орудия... (См. статью на стр. 78.) В словаре Владимира Ивановича Даля слово «лямза» — вор, воришка — с пометкой «нижего- родское». Казалось бы, ничего удивительного. Кто-то тянет лямку, тащит по Волге гружёные баржи, а кто-то ищет житья лёгкого, так и норовит что-ни- будь слямзить... 4-я стр. — Осенний наряд бересклета крылатого, сформированного в виде нива- ки. Фото Н. Шевы рёвой. (См. статью на стр. 136.) НАУКА И ЖИЗНЬ® ОКТЯБРЬ *^0*^*1 Журнал основан в 1890 году. Издание возобновлено в октябре 1934 года. ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
ШОРОХИ ТИХОИ ОСЕНИ Шёл я как-то по осен- нему лесу, и атмо- сфера в нём была такая, что в голове вначале не- ясно замелькали, а по- том отчётливо выплыли из глубин памяти подза- бытые слова известной песни «Тихая осень»* в исполнении Жанны Би- чевской: Лес одевается яркими красками, Птичка уж в нём не поёт. Солнце дарит нас последними ласками, Тихая осень идёт. * Автор слов — архидьякон Роман (А. Г. Тамберг), автор музыки — Л. В. Сидоров. Тихая! Пожалуй, имен- но это короткое прилага- тельное как нельзя лучше соответствует настрое- нию и ощущениям в без- ветренные и тёплые дни «золотой» поры года. Вы можете запротестовать и логично поправить, что, к примеру, зимой в лесу частенько не то что тихо, а словно ватой уши заты- кает — это, когда сильный снегопад глушит все зву- 2 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
ки. Ваша правда, но вот ведь какая штука... Пере- ждав дремотную темноту декабря, мы уже живём ожиданием прихода яр- кой и гомонливой весны, и «белая» — если со сне- гом повезёт! — тишина воспринимается иначе. Ведь впереди — жизнь! И совсем другое дело, когда шумное лето неуклонно отступает, оставляя наши души наедине с привне- сёнными в них носталь- гическими нотками. Природа заботится о нас, как хорошая мать о своём дитяти. Чтобы не позволить воцариться полному унынию, особен- но в пору мелких, нудных дождей, уходящие в зим- ний сон деревья веселят нас, разбавляя сплошную зелень лесов чересполо- сицей ярко вспыхнувших крон. Особенно выделя- ются солнечным цветом крупные листья орешни- ка и клёна. Постепенно опадая и укрывая толстым шуршащим ковром по- черневшую землю, они ещё долго будут освещать наши тропы. Праздничный лес и ти- шина сами собой дей- ствуют умиротворяюще и пробуждают эстети- ческие чувства. Но осень приберегла и другое сильное средство против уныния— грибы! Когда ещё вы встретите в лесу такое их обилие и разно- Представитель класса миксомицетов. ЛИЦОМ К ЛИЦУ С ПРИРОДОЙ образие?! Очень кстати вылезают на свет всякие грибные необычности самых разных форм и расцветок. Вряд ли кто равнодуш- но пройдёт мимо ярко- жёлтого округлого пятна на зелёном мху. Гриб не гриб, на растение тоже не похож. На самом деле — удивительный «грибозверь», представи- тель класса миксомицетов (Myxomycetes). Современ- ная наука относит их к группе амёбоидных ор- ганизмов. Они не живот- ные и не грибы, но имеют признаки и тех и других. Подобно грибам — раз- множаются спорами. Подобно животным спо- собны передвигаться с помощью ложноножек в активной фазе их жизни. Правда, чтобы заметить их движение, придётся сидеть очень долго. Это странное образование, именуемое плазмодием, никуда особо не торопит- «Наука и жизнь» .V? 10. 2023. 3
Строчок осенний. Жёлто бурый подосиновик. Боровик. Строфария сине-зелёная. ся. Его средняя скорость движения —порядка 6 мм в час. А зачем он вообще куда-то движется? Ищет добычу! Ведь это самый настоящий хищник. Но не пугайтесь: основной пищей ему служат бак- терии, одноклеточные водоросли, грибы и их споры. Обнаружив скоп- ление нужной органики, миксомицет подтягивает к ней всё своё тело и на- слаждается пищей. Из той же цветовой гам- мы, но выглядит гораздо скромнее, запоздалый подосиновик. Дотянул почти до ноября — один- одинёшенек из своей родни. Шляпка не ярко- красная, как у класси- ческих «красноголови- ков», а жёлто-бурая. Это не просто случайность. Жёлто-бурый подосино- вик — самостоятельный подвид, водящий «друж- бу» с берёзами в отличие Плодовые тела дождевика грушевидного. 4 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
Красный мухомор. Рядовка фиолетовая. от своего яркого собра- та — любителя осин. Парад тёплых оттен- ков продолжает строчок осенний, выделяющийся тёмно-коричневым «за- гаром» и оригинальной формой. Другое его на- звание — строчок рога- тый, — пожалуй, лучше отражает особенность внешнего вида гриба. Воз- главляют гвардию самых «загорелых» всеми люби- мые боровички. Какая же осень без них! Многочисленные се- мьи опят уже угодили в лукошки. Опустевшую жилплощадь на пнях за- няли снежно-белые тела дождевика грушевидно- го. Яркие шарики плот- но облепили пригодные участки, толпятся и тес- нят друг друта. Но места хватает всем — дружные ребята! Красавцы цвета мор- ской волны вне конку- ренции. Им позавиду- ет даже первый щёголь леса — красный мухомор. Белые «бородавки» на шляпке строфарии сине- зелёной придают ей неко- торое сходство с главным оппонентом на осеннем конкурсе красоты. Осенние опята. Подзелёнки очень кра- сивы, но больше с ярко- зелёной изнанки, а вот рядовка фиолетовая — со всех сторон одинакового цвета. Встречайте аплодис- ментами — на подиуме навозник мерцающий, счастливый обладатель элегантного жёлто-корич- невого колпачка в виде колокольчика с шикарно блестящей кожицей. Вер- тикальные бороздки толь- ко усиливают обаяние. Неподалёку скромно примостились застенчи- вые грибочки малого рос- точка. Похожи на ещё од- ного представителя клана навозников — навозника складчатого. Маленький Навозник мерцающий. полупрозрачный зонтик с заметными складочками на тонюсенькой ножке- былинке — какая грация! Постаревший гриб теряет свою элегантность, но, «Наука и жизнь» ЛЬ 141. 2023. 5
Навозник складчатый. «Змеиный» узор на изнанке шляпки навозника складчатого. Навозник белый. Зонтик пёстрый. удачно подвернув край зонтика вверх, демонстри- рует модную подкладку с изящным «змеиным» узо- ром. Очень напоминает рисунок на брюшке «вы- ползка» — чулка змеиной кожи, оставшегося после линьки её владельца. Навозник белый толь- ко недавно вылез из-под лесной подстилки и ещё скрывает свою ножку под полами бархатистой «шубки» с редкими свет- ло-коричневыми пест- ринками. Словно боится простудиться. К нашему конкурсу ре- шил присоединиться ещё один участник. Хоть и молод, но смел — его тол- стенькая, в коричневую крапинку ножка быстро устремляется вверх, уно- ся к свету аккуратную и нежную на ощупь головку. Пройдёт совсем немного времени, и яйцевидная головка раскроется и пре- вратится в пёструю шляпу с широкими полями — тот самый узнаваемый всеми пёстрый зонтик, давший название этому грибу. 6 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Кое-кто рассчитывает поразить зрителя необыч- ной причёской. Действи- тельно, такое в лесу не часто увидишь. Грибная капуста, а по-научному спарассис курчавый*, — гость редкий, из Красной книги. Большинство конкур- сантов делают акцент на ярко расцвеченных го- ловных уборах. Рогатик язычковый им в этом не конкурент. Зато выгодно выделяется своей строй- ной фигурой. Группа этих оригинальных грибов на- поминает застывших тан- цоров... Наступившая тиши- на обладает одним очень ценным свойством: она открывает для нас потаённый мир шоро- хов — тех слабых звуков, которые обычно ускольза- ют от нашего уха, теряясь среди более сильных. Засохшие тростники у речки тихонько потрес- кивают. Но звук исходит не от всех обширных за- рослей, а из одного вполне определённого места. Он то затихает, то становит- ся громче. Иногда вовсе пропадает и даже пере- мещается! Это не похоже на шелест трущихся друг о друга тростниковых стеб- лей, тем более, что царит полное безветрие... Я терпеливо ждал и наблюдал. И дождался! На старый ствол некогда упавшего дерева из за- * См. статью: А. Ивойлов «Грибное счастье, но не для сбора».— «Наука и жизнь» № 5, 2023 г. Спарассис курчавый. Рогатик язычковый. рослей выкатился малень- кий коричневый шарик с задорным хвостиком. Он не пел, а «разговаривал». Может быть, сам с собой, а может, общался с сует- ливыми синицами, весело болтавшими о чём-то на большом дубе. И вполне вероятно, что силился сказать что-то и мне. Во всяком случае, крапивник (вы уже догадались, что то была именно эта задорная крошка) часто поворачи- вался в мою сторону и тут же раздавалось узнавае- мое: трик-ти-тик! Синицы улетели, кра- пивник отозвался на при- зыв другой такой же кро- хи и перепорхнул на тот берег реки. Звуки растворились, и в этой тиши послышал- ся слабый шорох где-то вверху. С ветвей мне на голову мягко приземлился кусочек коры. Потом ещё и ещё. Я взглянул вверх и встретился взглядом с поползнем. Проказник «Наука и жизнь» Л® 10. 2023. 7
Крапивник. наклонился с ветки вниз и тоже посмотрел на меня. Подморгнул и опять за ра- боту — искать под корой что-нибудь съедобное. На стволе черёмухи, окружённой молодой порослью бересклета, висела старая дуплянка, установленная мною года два назад. Пришла пора почистить жилище для будущей птичьей семьи. Сняв крышку, я удивил- ся: под старое синичкино гнёздышко кто-то натас- кал красноватых листьев бересклета и мха, да так много, что оно оказалось под самым потолком. Но только я собрался вы- грести весь этот ком, как внутри раздался шорох. Я замер. Тихо. Осторожно просунул палец под гнез- до и... Из мохового шара высунулась усатая мор- дочка. И тут же скрылась обратно. Лесная соня! Вот кто обосновался в уютном домике. Не впер- вой, когда в моих домиках поселялись сони, но я ещё ни разу не заставал их так поздно осенью. Пришлось отложить ге- неральную чистку! Дорога по краю поля почти всякий раз дарит удачу. Не обманула и те- перь. Впереди из травы высунулась косулячья го- лова с ушами. Вот, думаю, сейчас заметит меня и как задаст стрекача. Но нет! Редкий случай: косуля небрежно взгля- нула в мою сторону, да и только. А я всё ближе, ближе... Чую, молодая и неопытная козочка под- пустит совсем близко. Ещё несколько шагов, и будем почти рядом... Вдруг шорох в лесу, по соседству. Косулька насторожила уши в ту сторону, откуда донёсся звук. Похоже, я уже ей не- интересен, шорох — это любопытно... И что же? В лесу замелькало белое «зеркальце» ещё одной косули. А та, что со мной на поле была, постояла недолго, прислушиваясь, и тихим шагом присоеди- нилась к товарке. Не только мы шорохи осени слушаем! Юрий ЕМЕЛЬЯНОВ (Минск). Фото автора. 8 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
НАУКА И ЖИЗНЬ СТО ЛЕТ НАЗАД Симфония гудков После октябрьского па- рада, в ходе демонстрации трудящихся, «оркестр» из 50 паровозных гудков и 3-х сирен гудел «Молодую Гвар- дию», «Интернационал», «Варшавянку» и др. револю- ционные мотивы. Батареи орудий за Москвой-рекой выполняли роль барабана. Мелкую барабанную дробь давали красноармейцы из винтовок. Мощный и не- бывалый оркестр труда и борьбы! Дирижёр симфонии т. Абрамов управлял этим оркестром с крыши 4-х этаж- ного дома флажками. По его знаку ученики консервато- рии бросались к рычагам, соединённым с гудками, и тогда со струёй пара выры- валась могучая симфония, гремевшая на всю Москву. «Экран Рабочей газеты», № 10,1923 г. Юбилейный радиоконцерт Радиоконцерт, данный в честь годовщины Октябрь- ской революции, можно было слушать на трёх площа- дях Москвы — Театральной, Серпуховской и Елоховской, а также в зале клуба б. Про- хоровской мануфактуры. Принимаемая радиомузыка усиливалась мощным уси- лителем инж. Шорина и по кабелям передавалась к уста- новленным на площадях реп- родукторам. Музыка, когда её не заглушал шум от проез- жавших автомобилей, была хорошо слышна на площадях на расстоянии 150 шагов от громкоговорителя. Тембр высоких голосов, скрипки и виолончели передавался превосходно; хуже — низкий мужской голос и рояль. «Техника связи», 1923 г. Аэромедицина Известно, что разрежен- ная атмосфера, в которой дышит пилот, представляет немалую опасность для здо- ровья, особенно у людей с больным сердцем. Поэтому для полётов на больших вы- сотах употребляют особые аппараты, поддерживающие давление воздуха в кабине на обычном земном уровне. Но полёты могут служить лечебным средством при некоторых болезнях. Так, по наблюдениям немецкого врача Гаммеля, невралгия в некоторых случаях исчеза- ет после полётов, точно по волшебству. Один военный лётчик совершил полёт в состоянии тяжёлой инфлу- энцы — и после нескольких часов спустился на землю совершенно здоровым. «Красная панорама», 1923 г. Автоматические телефонные станции Из Германии доставлена в Москву автоматическая теле- фонная станция, являющаяся последней новинкой в тех- нике этого дела. Ожидаются приборы многократного те- лефонирования по проводам, они будут установлены на ли- нии Москва — Петроград, так что пропускная способность линии увеличится в 3 раза. Такими станциями намечено оборудовать наиболее круп- ные центры С.С.С.Р. На рисунке показан специ- альный телефонный аппарат для подключения к автомати- ческой телефонной станции. Нужный номер соединяется путём поворота диска на передней стенке. «Пролетарий связи», 1923 г. «Наука и жизнь» Л« IO. 2023. 9
I UIH.1- IW РЕФЕРАТЫ ОН МОЖЕТ РАБОТАТЬ БЫСТРЕЕ Хорошая память — это память с высокой плотностью записи, надёжно хранящая информацию, не требующая энергии для хранения, позволяющая быстро записывать и переписывать данные. А реализовать её можно по-разному. Вот, кстати, полупровод- ник Ge2Sb2Te5 — он бывает кристаллический и аморфный, с коэффициентом отражения 0,58 и 0,36 соответственно, а переводить его из одного состояния в другое можно нагревом лазером. Его используют как оп- тическую память, поскольку по отражению лазерного излучения от его поверхности можно узнать, в каком он состоянии, то есть — что записано, ноль или один. Причём изменения состояния, или фазы, обратимы, так что процесс записи/стирания можно повторять многократно. Поэтому Ge2Sb2Te5 применяют в перезаписываемых DVD (DVD- RW). Но с развитием технологий возникает вопрос: насколько быстро можно переклю- чать этот материал из аморфного состояния в кристаллическое и обратно? Сотрудники Института общей и неоргани- ческой химии им. Н. С. Курнакова РАН, МИЭТ, МГУ и НИЦ «Курчатовский институт» построили теоретическую модель нагрева плёнки этого полупроводника фемтосекундными короткими лазерными импульсами и провели экспери- менты. Модель оказалась достаточно сложной, поскольку при таких коротких импульсах надо учитывать, что электроны отдают энергию решётке не мгновенно и «электронная темпе- ратура» может отличаться от «решёточной». В эксперименте плёнка Ge2Sb2Te5 имела толщину 0,2 мкм, лазер — длину волны 1,25 мкм (ближний инфракрасный диа- пазон), длина импульсов 1,35-1013с (135 фемтосекунд), их энергия 10-5Дж, а плот- ность мощности на плёнке 0,1 Дж/см2. При облучении такими импульсами аморфная плёнка может быть нагрета до 410 К для кристаллизации, то есть записи информа- ции, а кристаллическая — выше 880 К для аморфизации, то есть для стирания. Время остывания, определяющее скорость пере- ключения состояний, находится в диапазоне от 10’10 до 10 9 с в зависимости от режима импульсного облучения, то есть на 2—3 по- рядка меньше, чем при использовании для нагрева непрерывного излучения. Так что, даже если DVD-RW— уходящий формат, используемый в нём материал ещё не сказал своего последнего слова. КолчинА. В., ЗаботновС. В., ШулейкоД. В. и др. Кинетика обратимых фазовых перехо- дов в тонких плёнках Ge2Sb2Te5 при фемто- секундном лазерном облучении. Оптика и спектроскопия, 2023, вып. 2, с. 145. ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ ДЛЯ ТОКАМАКА Наверное, у всех в квартире есть элект- рический предохранитель: у кого-то в кори- доре, у кого-то — на лестничной площадке. Оказывается, нужен он и в токамаке ИТЭР, который строится во Франции. Предохрани- тель такого рода делает там то же самое, что и всегда, — разрывает электрическую цепь при перегрузке, например при коротком замыкании. Но почему ему посвятили статью в серьёзном физическом журнале? Дело в том, что этому предохранителю предстоит работать в высоковольтных сильноточных импульсных цепях, что предъявляет к нему особые требования. Конкретно в ИТЭР он должен быть способен отключить ток ампли- тудой до 30 000 А, обеспечив надёжный раз- рыв электрической цепи с напряжением до 9000 В (испытания проводили на 16 000 В). Проблема в том, что после срабатывания предохранителя и разрыва цепи высокое напряжение, которое раньше мирно по- ступало от источника в нагрузку, окажется приложено к контактам предохранителя. При этом между ними может произойти пробой и загореться дуга, в результате цепь не будет разомкнута. Попутно заметим, что пробой — вообще постоянная проблема мощных выключателей; на электрических подстанциях она обычно решается разведе- нием контактов на большое расстояние, но это медленный процесс. Импульсные цепи требуют высокой скорости срабатывания. 10 «Наука жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Кроме того, в токамаке ИТЭР есть сверх- проводящие катушки, в которых при проте- кании тока накапливается большая энергия. При потере сверхпроводимости она должна быть из них выведена — иначе произойдёт перегрев и разрушение. Цепь для вывода энергии содержит конденсаторы, в которых может возникнуть пробой, тогда предохра- нитель разрывает цепь, не допуская даль- нейшего разрастания аварии. Сотрудники Научно-исследовательского института электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова сделали предохранитель из множества медных проволочек в изоля- ции. Аварийный ток 30 кА распределяется по ним равномерно, при этом проволочки испаряются за время порядка 1 мс. От зажигания дуги в образовавшихся парах предохраняет определённая конструкция камер, куда поступают эти пары. Забавно, что испаряющиеся медные про- волочки оказываются последним инструмен- том защиты от аварии. Еникеев Р. LU., Сапожников К. С., Руденко А. А. Сильноточный высоковольтный предохранитель для защиты импульсных силовых цепей. Прибо- ры и техника эксперимента, 2023, № 3, с. 46. ПРИЧИНА МОЛНИИ - ГРАВИТАЦИЯ? Для возникновения молнии между об- лаком и землёй нужна высокая напряжён- ность поля, нужны заряды на «электродах». Поскольку облако в целом нейтрально, в нём должен существовать механизм раз- деления зарядов — его наличие подтверж- дается молниями, наблюдаемыми внутри самого облака. Именно облако становится инициатором молнии, потому что в земле нет своего механизма разделения зарядов. Зато ёмкость Земли на много порядков больше, и она «подстроится» под облако. Облако может быть рассмотрено как пы- левая плазма — ионизированный газ, содер- жащий микроскопические частицы (пыль). Роль пыли в данном случае выполняют капли воды, а начальная ионизация создаётся космическими лучами, частицами с высокой энергией. В результате ядерной реакции космических лучей с ядрами молекул воз- духа возникает ливень элементарных частиц (электронов, нуклонов, фотонов, мезонов), которые вызывают ионизацию молекул воз- духа. На один первичный протон или нейтрон приходится до 109 образующихся пар отри- цательных и положительных ионов. В Объединённом институте высоких тем- ператур РАН построена модель процессов в пылевой плазме, которая предсказывает примерно следующий их ход. Отрица- тельные ионы имеют на четверть большие подвижность и коэффициент диффузии, чем положительные, поэтому микрокапли воды (характерный радиус 8 мкм, концент- рация — 1 капля на кубический миллиметр) заряжаются отрицательно за счёт прилипа- ния к ним большего числа отрицательных атмосферных ионов (средний заряд — 40 элементарных зарядов). Большие отрица- тельные капли внутри облака спускаются вниз под действием гравитации, оставши- еся мелкие заряжаются положительными ионами. Отрицательные капли, которые покинули облако, падают на землю. В холод- ную погоду большинство из них достигает поверхности, обеспечивая получение ею наблюдаемого на практике отрицательного заряда. В тёплую погоду часть испаряется по дороге. Испарение эффективно происходит на определённой высоте, на которой скапли- вается отрицательный заряд, связанный с молекулярными ионами. Этот заряд обеспе- чивает электрическое поле, под действием которого возникают молнии. Для электризации не обязательно, чтобы среда содержала капли: аналогичные про- цессы могут происходить в пылевой плазме из твёрдых частиц. Такова среда в шахтах и в некоторых случаях — в воздухе, содержа- щем продукты сгорания твёрдого топлива. А также в кольцах Сатурна, заряженных солнечным ветром. Смирнов Б. М. Генерация электрического поля в пылевой плазме. ЖЭТФ, 2023, вып. 6, с. 873. Подготовил Леонид АШКИНАЗИ. «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 11
ЗАЖЕЧЬ ПЛАЗМУ ДЛЯ ТЕРМОЯДА И СДЕЛАТЬ ЗЕРКАЛО ДЛЯ РЕНТГЕНА Академик Григорий ДЕНИСОВ, директор Института прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН (Нижний Новгород). Беседу ведёт Наталия Лескова. — Григорий Геннадьевич, само на- звание Института прикладной физи- ки подразумевает широкий спектр исследований, причём с выходом в практические применения. Чем здесь занимаются физики и какие направ- ления в деятельности института вы считаете магистральными? — Институту нас большой, 1600 человек, и в нём несколько главных направлений, за которые отвечают научные отделения физики плазмы и электроники больших мощностей, нелинейной динамики и оптики, гидроакустики, геофизических исследований и другие. Многие из них берут начало из ключевых задач, которые ещё до образования института начали решать академик Андрей Викторович Гапонов-Грехов, наш первый директор, Фото Андрея Афанасьева и его коллеги. С 21 февраля 2023 года институт носит имя Гапонова-Грехова, и мы считаем, что это крайне важно: когда новый человек приходит в институт, он не всегда знает историю, но имя в названии уже о многом говорит. Одна из «визитных карточек» инсти- тута— это, пожалуй, физика плазмы и электроника больших мощностей. Здесь у нас имеются удивительные генера- торы — гиротроны, которые придумал Гапонов-Грехов. Вернее, он ещё в начале 1960-х годов показал, что вращающиеся электроны в магнитном поле можно за- ставить излучать синхронно, когерентно, с очень высокой эффективностью. На этой основе созданы очень мощные генераторы, которые имеют частоту, промежуточную между используемой в оптической и традиционной сверхвысо- кочастотной (СВЧ) технике. Если у вас есть микроволновая печь, то длина волны там около 15 см. У лазеров длина волны порядка 1 микрона — одной десятиты- сячной сантиметра, а у гиротрона длина волны — миллиметр. С одной стороны, излучение гиротрона — это почти СВЧ, а с другой — пучок распространяется на- правленно, как оптический луч. — И где они применяются? — Для современных установок управ- ляемого термоядерного синтеза — тока- маков (это такой «бублик» с магнитным полем, тороидальная камера с магнит- ными катушками — так он и расшиф- ровывается) требуются именно такие частоты. В них излучение гиротронов по нескольким каналам поступает в плазму и играет несколько ролей. Чтобы пошла Академик Григорий Геннадьевич Денисов. 12 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
• НАУЧНЫЕ ЦЕНТРЫ СТРАНЫ Фото: ИПФ РАН термоядерная реакция, плазму надо нагреть до 100 млн градусов. Плазма в токамаке находится в сильном маг- нитном поле, там электроны крутятся с частотой, совпадающей с частотой этого излучения, и, поглощая его в резонансе, нагревают плазму. Важна также стабили- зация неустойчивостей плазмы: плазма норовит то на стенку осесть, то ещё как-то ускользнуть. И оказывается, что только гиротроны позволяют локально подогре- вать плазму, управлять подавлением этих неустойчивостей. Ещё для устойчивости в токамаке нужен азимутальный ток, и его можно создать при определённом введении пучков гиротронного излучения в камеру. Появляются магнитные линии, которыми плазма и удерживается, устой- чивость системы повышается. Ни один токамак мира сейчас не рассматривается без гиротронов. Институт участвует в проекте ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Ex- perimental Reactor, Международный экспериментальный термоядерный реак- тор. — Прим. ред.). Это самый большой физический проект в мире. Оценка его стоимости — 25 млрд евро, и подозре- ваю, что сумма далеко не окончательная. По проекту сначала планировались сис- темы нагрева из 24 гиротронов, каждый из которых даёт мегаватт непрерывного излучения, а сейчас рассматривается увеличение числа гиротронных систем до 40 или даже до 60. Метод электронно-циклотронного нагрева оказался удачным подходом и успешно развивается. Причём гиротрон имеет очень высокий коэффициент полез- ного действия (КПД), у наших гиротронов 50—55%. Это достаточно много. Хотя не всё так просто. Если КПД 50%, то поло- вина мощности электронного пучка идёт в излучение, половина — на коллектор, который нагревается. Так вот, коллектор охлаждается двадцатью литрами воды в секунду. Два ведра в секунду, иначе ме- гаватт с коллектора не убрать. — В чём задача проекта ИТЭР? — Удерживать плазму в токамаках уже умеют, но для протекания реакции не- обходимо выполнение так называемого критерия Лоусона, который содержит в себе, кроме температуры, время удержа- « Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 13
Стенд «Крот» представляет собой комплекс электрофизических установок, располо- женных ниже уровня земли в экспериментальном зале площадью 900 м2. Стенд предна- значен для моделирования физических явлений в верхней атмосфере, ионосфере и маг- нитосфере, а также в космической плазме, включая эксперименты по взаимодействию сверхмощного СВЧ-излучения с плазмой, образованию молнии и пробоя воздуха. ния и концентрацию плазмы. На некоторых установках его удалось выполнить, но не столь долго — буквально секунды. Цель международного проекта ИТЭР — проде- монстрировать физическую возможность горения разряда 500—1000 секунд с КПД более 10. То есть на вложенную энергию должно производиться энергии в 10 раз больше. Подчёркиваю, КПД там 1000%, не как мы привыкли — 20—50%. ИТЭР не будет экспериментальной электростан- цией, это физическая установка, цель которой — продемонстрировать большой КПД термоядерной реакции. После ИТЭР предполагаются исследо- вания концепции установки DEMO. Она будет прототипом электростанции — это Большая вакуумная камера стенда «Крот» диаметром 3 м и длиной 10 м (вид изнутри) предназначена для элект- рофизических экспериментов в плазме. установка, которая производит электро- энергию, не просто тепло. Тут уже миро- вое сообщество разделилось, и многие группы и страны выбрали свои пути, по- тому что ИТЭР — международный проект, но международная бюрократия тормозит процесс. Только представьте: Европа, США, Япония, Корея, Индия, КНР, Россия, Казахстан — как они могут договориться такой командой? Причём это делается во Франции, в Комиссариате по атомной энергии. Там такая бюрократия! Поэтому 14 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
«Наука и жизнь» ЛЬ IO. 2023.
Фото: Пресс-служба ИПФ РАН (2)
Ветроволновой термостратифицированный бассейн — уникальный эксперименталь- ный стенд, обеспечивающий лабораторное моделирование гидрофизических процессов в приповерхностном деятельном слое океана и приводном слое атмосферы, а также ветроволновое взаимодействие в широком диапазоне условий. Его основная особен- ность — возможность создания и долговременного поддержания температурной стратификации воды по глубине, которая в значительной мере определяет процессы, происходящие в океанах. Также обеспечена возможность моделирования экстремаль- ных условий на границе атмосферы и гидросферы (штормы, ураганы). на DEMO многие страны выбрали свой путь. — А нужны сейчас термоядерные реакторы? — Пока не очень. Нефти сколько хотите, газа — тоже. Атомные электростанции очень эффективны, запас топлива боль- шой. Хватит на пятьдесят — сто лет. А ког- да ресурсы начнут иссякать, человечество поднажмёт и сделает термоядерный источник энергии. Заниматься термоядерными исследова- ниями надо обязательно. Во-первых, это интересно и престижно. Во-вторых, науч- 16 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
ные и инженерные разработки компонен- тов токамака оказались весьма полезными для других приложений. Кстати, в послед- ние годы наблюдается бум термоядерных установок — они начали строиться везде. И практически везде наши гиротроны. — Перечисляя направления деятель- ности института, вы упомянули и опти- ку, и геофизику... — Наш институт участвует в очень круп- ном проекте, который называется «Экс- тремальный свет». Основным зачинщиком работ в этом направлении был академик Александр Михайлович Сергеев (в 2015— 2017 годах директор института, в 2017— 2022-м— президент РАН. — Прим. ред.). Отшлифованная пластина поликрис таллического алмаза, полученная плаз- мохимическим методом (CVD-техноло- гия). Необходимая смесь газов с помощью плазмы газового разряда активируется, и в результате сложного комплекса объёмных и поверхностных реакций на поверхность подложки осаждается ал- маз. Микрокристаллические алмазные плёнки (с размерами зёрен 1—100 мкм), выращиваемые по такой технологии, обладают целым рядом исключительных свойств, близких к свойствам натураль- ного алмаза. Фото Андрея Афанасьева (2) Широкоапертурное СВЧ-зеркало в плаз- менной камере стенда «Крот». Паука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 17
Речь о создании лазеров с экстремальной мощностью или интенсивностью. Импульс получается очень короткий, но амплиту- ды полей совершенно фантастические. И при воздействии на электроны, ионы, даже просто на вакуум — вот это удиви- тельно! — возникают всякие неожидан- ные явления. Взять, например, вакуум: казалось бы, там ничего нет, но, если воздействовать на него очень большим полем, может получиться электрон-по- зитронная плазма. — Какие могут быть этому практиче- ские применения? — Пока никаких. Это фундаментальная наука, познание новых явлений, может быть, даже новых законов. Есть немного побочная «веточка» — таким излучени- ем можно ускорять электроны, протоны достаточно больших энергий на относи- тельно небольших дистанциях с целью использования этих частиц, например, в медицинских целях. В институте есть Отделение геофи- зических исследований, руководит им академик Евгений Анатольевич Мареев. Там изучают, как природные явления и климат связаны с некоторыми электро- физическими характеристиками. Так, с помощью комплекса «Крот» физики моде- лируют ионосферу Земли. Естьустановки, где получают и изучают искусственную молнию. В романе Даниила Гранина «Иду на грозу» учёные 60-х годов стремились Фото: Пресс-служба ИПФ РАН/ГИКОМ Испытательный стенд гиротронного комплекса для ИТЭР. В конце 2022 года четыре гиротронных комплекса доставлены на место сборки термоядерного реактора во Франции, сейчас в Нижнем Новгороде на площадке ЗАО НПП ГИКОМ совместно с ИПФ РАН ведутся испытания седьмого гиротронного комплекса мегаваттного уровня мощности. 18 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
понять природу молнии. Сейчас в нашем институте изучение этого явления сильно продвинулось, наши учёные близки к раз- работке теории молнии. У нас есть также Центр гидроакустики, сотрудники которого имеют практиче- ские связи со многими производителями судов. Их работа крайне важна. Один из интереснейших экспериментов был про- ведён ещё в 1990-х годах в кооперации с американскими учёными. Акустическими излучателями был просвечен океан подо льдом, через Северный полюс в Америку и в Канаду. Была даже вычислена скорость изменения температуры Мирового океа- на. Излучатели для этого эксперимента предоставил наш институт. Сейчас зна- чительная часть подобных исследований прикладная: рассчитываются и модели- руются различные гидроакустические явления, разработаны собственные ком- пьютерные программы. — Какие ещё свои достижения в на- уке вы считаете важными? — Первое, что принесло удовлетво- рение, — были решены задачи, которые не поддавались никому. Например, у нас разработан очень эффективный метод синтеза трёхмерных антенн. Если есть какое-то поле, то оно имеет не только частоту и мощность, но и структуру, некое распределение в пространстве амплитуды и фазы. И оказалось, что можно сделать трёхмерный метод синтеза, который с точностью до некоторых физических огра- ничений превращает одну структуру поля в любую другую. Разработан алгоритм, он признан в мире. В частности, в гиротроне имеется ансамбль электронов, и он производит большую мощность, но в виде удиви- тельной структуры в волноводе с круглым сечением, где много вариаций по азимуту и по радиусу, как в калейдоскопе. Очень красиво, но никому не нужно, все хотят простой волновой пучок. И вот оказыва- ется, синтезированная антенна может преобразовать эту структуру в требуемую с очень маленькими потерями, около 2%. Совсем недавно мы осуществили захват осцилляций гиротрона внешним сигналом. Без него гиротрон работает, осциллирует на своей частоте. Но можно СЛОВАРИК DEMO (англ. DEMOnstration Power Plant) — проект электростанции на основе термоядер- ного синтеза, для демонстрации практическо- го применения термоядерной энергетики, в отличие от ITER — научной эксперименталь- ной установки, не использующей получаемую энергию. Постройка DEMO планируется после успешного ввода в строй ITER с учётом опыта его эксплуатации. DEMO станет переходным этапом к созданию коммерческих термо- ядерных реакторов с непрерывной генера- цией энергии на уровне 2 ГВт. Ожидается, что DEMO будет на 15% больше ITER по размерам, а плотность плазмы будет выше на треть. У большинства участников проекта ITER есть планы по созданию собственных реак- торов класса DEMO и нет планов глобального международного сотрудничества, как это было с ITER. Наиболее известная и задоку- ментированная конструкция реактора класса DEMO разработана в ЕС. Его строительство планируется начать ориентировочно в 2040 году, а эксплуатацию в 2050-х годах. В нашей стране разрабатывался проект «Демо-С». Критерий Лоусона определяет мини- мальную частоту реакций синтеза в плазме, необходимую для устойчивого поддержания реакции. Позволяет также оценить, будет ли термоядерный синтез в данном реакторе иметь положительный баланс энергии. Рентгеновская литография — разновид- ность фотолитографии (метода получения определённого рисунка на поверхности мате- риала), использующая рентгеновское излуче- ние. Применяется в технологии изготовления электронных микросхем. Пучок рентгеновских лучей пропускается через шаблон и засвечи- вает чувствительную плёнку, которую наносят на обрабатываемую поверхность. подать сигнал от вспомогательного ис- точника, мы называем его драйвером, и гиротрон будет работать на его частоте. Даже относительно небольшой. — Чем это привлекательно? — Тот маленький сигнал можно сделать каким хотите. Мы, например, не так давно добились относительной стабильности частоты (отношения отклонения частоты генератора к самой частоте) драйвера порядка 10’12, одна триллионная. При этом «Наука и жизнь» .¥> IO. 2023. 19
фаза осцилляции сохранялась 1 секунду. За такое время сигнал со скоростью света проходит примерно расстояние от Земли до Луны. Оно 400 тысяч километров, а за одну секунду свет проходит 300 тысяч ки- лометров. И вот наше излучение с длиной волны 1 миллиметр сохраняет фазу — ни одного сбоя фазы до Луны! Таким драйве- ром можно захватить большой гиротрон, и он будет работать так же стабильно. Последний интересный пример из этой области: мы сделали очень широкополос- ные усилители, которые имеют полосу 4 гигагерца и большую мощность. Можно, в принципе, передать 500 телевизионных каналов на Луну. И эти задачи мы решили первыми в мире. — У вашего института есть филиалы. Чем они занимаются? — В состав нашего большого инсти- тута входят два филиала — это Институт физики микроструктур (ИФМ) и Институт проблем машиностроения. Скажу об ИФМ: это достаточно известный институт, он раньше был в составе нашего инсти- тута, потом вышел из него, а потом снова вошёл. Одна из его тематик — рентгенов- ские зеркала. Фантастическая вещь! Дело в том, что для рентгеновских лу- чей практически любое вещество — это плазма с показателем преломления, очень близким к 1, и из него невозможно сделать эффективные зеркала, работаю- щие в рентгеновском диапазоне. Так вот, можно сделать периодическую структуру, где каждый слой будет немного отражать излучение с одинаковой фазой. В резуль- тате получим так называемое брэгговское зеркало, которое достигает удивительных коэффициентов отражения, до 70%. И в ИФМ научились делать эти совершен- но уникальные вещи: создают ровную подложку с точностью до нескольких ангстрем и на неё укладывают монослои различных материалов толщиной в не- сколько нанометров. Кладут слой одного материала, кладут слой другого, и так периодически. — Это обеспечивает какие-то астро- физические потребности? — Да, но не только. Сейчас очень модное направление — рентгеновская литография. Самое современное обо- рудование выпускается голландской фирмой ASML. Они делают рентгенов- ские литографы, которые генерируют рентгеновское излучение, дальше с по- мощью брэгговских зеркал передают его, формируют, где-то фокусируют, где-то расфокусируют, пропускают через маску, которая фактически тоже является сово- купностью таких зеркал. И в результате на полупроводниковой пластине рисуется узор с точностью до нанометров. — Такой технологии в России нет? — Пока нет. Но рентгеновские зеркала у нас точно есть! Хотя это только одна из составляющих. Нужен ещё источник рент- гена, и мы сейчас думаем, как его сделать. Причём нужен источник излучения в узкой полосе частот, потому что эти зеркала отра- жают только в ней. Крайне важная пробле- ма — позиционирование литографических устройств. Их нужно позиционировать с точностью до нанометров. ASML выпускает 10—20 литографов в год и поставляет их главным образом на Тайвань, где фирма TSMC производит 70% всех микросхем мира. И сейчас делается попытка в России, в том числе в нашем центре, создать такую технологию. Мы будем к этому причастны, и это замечательно. — Какие ещё есть проблемы у ди- ректора? — Трудный вопрос... В некоторые годы была борьба за существование, сейчас фаза активного развития. Мы признаны в том, что касается мощной электроники. У нас есть очень хорошие программы. Финансово мы ожили, покупаем новое оборудование. Наш институт относитель- но молодой, средний возраст сотрудни- ков — 45 лет, это хороший показатель для института возрастом также 45 лет. Идёт заселение нашего дома для моло- дых специалистов. Мы его строили очень долго, это строительство начинали ещё предыдущие директора института акаде- мики Александр Григорьевич Литвак (сей- час — научный руководитель института) и Александр Михайлович Сергеев. Новые актуальные научные программы притягивают молодых специалистов. Каждый год в институт приходят десятки новых сотрудников. Так что жизнь про- должается. 20 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
• ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ ЭНЕРГИЯ НА ДЛИННУЮ ДИСТАНЦИЮ Сергей ВАСИЛЬЕВ, научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (г. Новосибирск). Одна из основных задач человечества в настоящее время — поиск источников энергии, альтернативных углеводородным. Ими могут быть, например, падающая вода, распад ядер тяжёлых элементов, ветер, солнечное излучение и тому по- добное. Но все эти источники, по тем или иным причинам, не способны полностью заменить человечеству углеводородное топливо. Гидроэнергетика обладает рядом пре- имуществ по сравнению с другими ис- точниками энергии, например низкой себестоимостью (примерно в 4 раза де- шевле энергии тепловых электростанций) и быстрой окупаемостью, тем не менее она не может полностью обеспечить энергети- ческие потребности человечества. Производство атомной энергии сопря- жено с рисками аварий и радиоактивного загрязнения окружающей среды. Кроме того, согласно докладу «World Nuclear Industry Status Report» (2019), атомная энергия в 3—4 раза дороже солнечной и ветряной. Ветроэлектростанции могут обеспечить регулярное производство лишь небольшо- го количества электроэнергии, поскольку ветер — крайне неустойчивый источник энергии. Период эксплуатации ветра для получения электроэнергии составляет от 25 до 40% от всего времени работы ветроэлектростанции в зависимости от географического положения и конструкции турбины. Солнечная энергия, как и энергия ветра, неустойчива: солнечный свет отсутствует в ночное время, а также в пасмурные дни, что приводит к необходимости аккумулиро- вания энергии. Солнечные электростанции экологически безопасны во время эксплуа- тации, но могут нанести вред окружающей среде на этапах производства и утилиза- ции аккумуляторов и солнечных панелей. Кроме того, количество энергии, которое можно получить с единицы площади сол- нечной электростанции, относительно мало, то есть такие источники энергии могут служит л ишь в качестве дополнитель- ных, а не основных. ЦИФРЫ и ФАКТЫ А Доля общемировой энергии, производимой за счёт сжигания углеводородного топлива — угля, нефти и природного газа, составляет 77% (по данным на 2021 год). 4 Согласно ежегодной оценке «Oil & Gas Journal», на 2022 год мировые разведанные запасы нефти равны 279 363 Мт, а природного газа — 208 768 млрд кубометров: их хватит примерно на 50 лет при сохранении добычи на текущем уровне. 4 По данным «British Petroleum» («Statistical review of world energy», 2020), мировые разве- данные запасы угля составляют 1 069 636 Мт: этого, по оценкам, хватит на 270 лет. А За период с 2000 по 2010 год общемировое потребление энергии увеличилось на 25%, а за период с 2010 по 2020 год — ещё на 10%. ПОДРАЖАЯ ЗВЁЗДАМ На данный момент единственная до- стойная альтернатива углеводородному топливу — управляемый термоядерный синтез. Термоядерные реакции — основ- ной источник энергии во Вселенной. Их энергозапас грандиозен. Благодаря этим реакциям существуют звёзды, в том числе и наше Солнце, поток излучения которого делает возможной жизнь на Земле. Откуда же берётся такая колоссальная энергия? Как известно, ядра атомов состоят из нуклонов — протонов и нейтронов. Опыт- ным путём установлено, что масса ядра меньше массы составляющих его нукло- Наука и жизнь» ЛЬ ВО. 2023. 21
нов. Разницу масс называют дефектом масс (Дт). Как такое возможно? Современ- ная физика утверждает, что часть массы нуклонов при их соединении в одно ядро превратилась в энергию излучения и кине- тическую энергию частиц. Масса и энергия взаимосвязаны — это важнейший вывод специальной теории относительности, разработанной А. Эйнштейном. Масса может переходить в энергию, а энергия — в массу. Тело массой т обладает энергией, называемой энергией покоя Е0 = тс2, где с — скорость света в вакууме, равная при- близительно З Ю8 м/с. На сегодняшний день это одна из самых известных фор- мул в физике. Выделившаяся при таком преобразовании массы нуклонов энергия называется энергией связи и определяется как Есв = Дтс2. Отношение энергии связи ядра к числу нуклонов в ядре называется удельной энергией связи, то есть энерги- ей связи, приходящейся на один нуклон. Зная массы ядер различных химических элементов и массы протона и нейтрона (их устанавливают экспериментально с помощью специальных детекторов), можно определить энергии связи ядер этих хими- ческих элементов. В ядрах нуклоны удерживаются вместе ядерными силами. Эти силы являются короткодействующими: они существенны на расстоянии порядка размера нуклона, 10 15 м, это в тысячи раз меньше самых маленьких атомов. На таких расстояни- ях ядерные силы намного превосходят электростатические силы отталкивания, действующие между протонами и являю- щиеся сравнительно дальнодействующи- ми. Для того чтобы «разобрать» ядро на отдельные нуклоны, необходимо затра- тить энергию, равную энергии связи всех нуклонов, ведь иначе, без привлечения этой энергии, нуклонам ядра «не хватает массы» для существования в разделён- ном состоянии. При образовании ядра из отдельных нуклонов энергия связи нукло- нов, напротив, высвобождается: «лишняя масса» нуклонов преобразуется в энергию и покидает систему. Энергия связи ядра в расчёте на один нуклон тем больше, чем более компактно ядро «упаковано», то есть чем ближе нук- лоны друг к другу и чем более симметрично они расположены относительно центра ядра. Форма самых лёгких ядер, содержа- щих всего несколько нуклонов, несиммет- рична, и удельная энергия связи в таких ядрах невелика. Ядра с большими атомны- ми весами, как правило, имеют «рыхлую» структуру, и удельная энергия связи в таких ядрах также сравнительно мала. Наи- большую удельную энергию связи имеют ядра среднего размера: редкого изотопа никеля 62Ni (8 794 кэВ), изотопа железа 58Fe (8 792 кэВ) и наиболее распространённо- го изотопа железа (он составляет около 92% всего железа) 56Fe (8 790 кэВ). Их ядра максимально плотно «упакованы», наиболее прочно связаны, а потому очень устойчивы. Кстати, поэтому ядра звёзд состоят из никеля и железа: им просто некуда преобразовываться дальше, тер- моядерные превращения здесь в принципе заканчиваются. Изменение состава ядра называется ядерной реакцией. Положительный энер- гетический баланс, таким образом, имеют те ядерные реакции, которые направлены в сторону образования ядер среднего размера: либо путём деления тяжёлых ядер, либо, напротив, путём слияния лёг- ких. Первая реакция называется реакцией ядерного распада, вторая — реакцией тер- моядерного синтеза. Обе реакции можно использовать для получения энергии. Как осуществить слияние двух ядер? Взаимодействующие ядра заряжены поло- жительно и сильно отталкиваются, поэто- му, чтобы ядра сблизились на расстояние действия ядерных сил, им необходимо пре- одолеть потенциальный барьер, создавае- мый силами кулоновского расталкивания. Это возможно лишь при большой величине относительной скорости частиц. Одним из способов достижения высоких скоростей является сильный нагрев вещества, из-за чего такие реакции и получили название термоядерных. Высота кулоновского барьера между двумя ядрами, то есть сила их расталкива- ния, определяется количеством протонов в каждом из ядер и, значит, пропорциональ- на произведению атомных номеров ядер. Поэтому легче всего осуществить сближе- ние самых лёгких ядер, имеющих атомный номер 1. Из однозарядных ядер в реакцию 22 «Наука жизнь» .V» 10. 2023.
Рисунок Сергея Васильева Схемы термоядерных реакций дейтерий-дейтерий и дейтерий тритий. слияния хорошо вступают ядра «тяжёлых» изотопов водорода: дейтерия D (ядро из протона и нейтрона) и трития Т (ядро из протона и двух нейтронов). Подчеркнём, что существуют и другие виды термоядер- ных реакций, в которых участвуют частицы с ббльшим зарядом, однако скорости их протекания на несколько порядков мень- ше, и они становятся заметными при очень больших температурах, порядка 109°С. Поэтому их осуществление значительно более сложное. Дейтерий стабилен и входит в состав молекул тяжёлой воды D2O, содержащей- ся в обычной морской воде в пропорции 1:6500 (около 1 г дейтерия на 60 л воды). Поскольку вода доступна в практически неограниченном количестве (в отличие, например, от природного урана), произ- водство дейтерия намного проще, чем ядерного топлива. Тритий нестабилен с периодом полураспада 12,4 года, поэтому его запасы на Земле отсутствуют. Однако он может быть произведён, например, из лития путём облучения быстрыми ней- тронами или в процессе слияния ядер дейтерия. В результате столкновения двух ядер дейтерия (эти ядра называют дейтронами) может происходить один из двух процес- сов: первый — с образованием ядра изо- топа гелия 3Не и нейтрона п; второй — с образованием ядра трития Т и протона р: D + D > Не + п+ 3.27 МэВ, Т + р + 4.04МэВ. В обоих случаях при элементарном акте ядерного синтеза выделяется большая энергия: около 3,3 МэВ в первом случае и около 4 МэВ во втором (отметим, что энергия 1 МэВ соответствует температуре 11,65 млрд °C). Энергия уносится в основ- ном в виде кинетической энергии нейтро- нов, для превращения её в тепло и далее в электрическую энергию нейтроны должны быть поглощены теплоносителем. Образовавшийся тритий может вступать в реакцию синтеза с дейтерием по схеме D-Т -> 2 77еч-/г+ 17.7 при которой образуются ядра атома гелия-4 (из двух протонов и двух нейтронов), их называют также а-частицами, и быстрые нейтро- ны п. В такой реакции выделяется энергии 17,7 МэВ. Интересен факт, что для сближе- ния ядер трития и дейтерия им достаточно сообщить энергию порядка единиц кэВ, а вот продукты реакции имеют энергию порядка единиц МэВ, то есть в тысячи раз большую. Отметим, что при образовании 1 г гелия высвобождается энергия порядка 720 ГДж, что эквивалентно энергии, выде- ляемой при сжигании 25 тонн угля. Если в результате реакций ядерного де- ления в больших количествах образуются радиоактивные изотопы, то при реакции термоядерного синтеза такие продукты в существенных количествах не возникают (радиоактивные отходы образуются не в процессе самой реакции, а в результате бомбардировки окружающего оборудова- ния быстрыми нейтронами). Доступность сырья и практически неограниченное количество исходного топлива при срав- нительной экологической чистоте делают термоядерную энергетику чрезвычайно привлекательной. С одной стороны, запас воды на Земле очень велик, с другой — воды для таких реакторов требуется крайне мало. Количество этого топлива размером с ананас эквивалентно 10 000 тонн угля (примерно 200 полным железнодорожным вагонам). Дейтерий, содержащийся в 1 л Паука и жизнь» ЛЬ IO. 2023. 23
воды, может дать энергию, эквивалентную сжиганию 300 л бензина. Однако для инициирования реакции термоядерного синтеза только нагреть топливо до нужных температур недоста- точно. Дело в том, что ядра после удара друг о друга могут не вступить в реакцию слияния, а просто разлетятся: вероятность этого в миллион раз больше вероятности термоядерной реакции. То есть требуется удерживать температуру в течение такого времени, чтобы достаточное количество ядер приняли бы участие в термоядерной реакции. Только тогда суммарный выход энергии превысит энергию, затраченную на нагрев и удержание топлива. Реакции синтеза в дейтерии, происхо- дящие по приведённой схеме, обладают заметной интенсивностью лишь при темпе- ратурах, превышающих 2,5 млн градусов. А для того, чтобы выделяющаяся избыточ- ная энергия представляла практический интерес, необходима температура уже в несколько сот миллионов градусов. При такой температуре дейтерий превраща- ется в высокоионизованную плазму, и основная трудность заключается в том, чтобы изолировать её от стенок реактора, в котором она находится (удержать плазму от разлёта). Иначе плазму из-за её высокой теплопроводности не удастся нагреть даже до нескольких сотен тысяч градусов, так как вся сообщаемая ей энергия немедленно уйдёт на стенки. Оценить, будет л и термоядерная реакция в данной установке иметь положительный баланс энергии и, следовательно, служить источником энергии, можно с помощью условия, впервые сформулированного английским физиком Джоном Лоусоном в 1957 году (критерий Лоусона). Чтобы реак- ция успела пройти достаточное количество раз для выделения нужного количества энергии, частицы плазмы нужно сильно сблизить и определённое время тудержи- вать, не давая разлететься. Степень этого сближения определяется концентрацией плазмы л (число ядер в 1 см3). Тогда для реакции дейтерий-дейтерий при темпе- ратуре порядка 100 млн градусов (энер- гия дейтронов 10 КэВ) критерий Лоусона имеет вид лт > 1016 с/см3, где т измеряется в секундах. Для реакции дейтерий-тритий он выглядит как лт> 1014 с/см3. При его выполнении около 0,7% ядер топлива вступает в реакцию синтеза. На практике единственная на сегодняшний день уста- новка в мире, на которой этот критерий смогли выполнить, — NIF (Nation Ignition Facility) в Национальной лаборатории им. Э. Лоуренса в Ливерморе (США), но об этом чуть позже. ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ Критерий Лоусона означает, что для по- лучения термоядерной энергии, превосхо- дящей затраченную на нагрев и удержание плазмы, имеются два пути: 1) так называемый «медленный термо- яд»: обеспечение относительно малой концентрации ядер — около 1014 частиц в 1 см3 (это примерно в 100 000 раз меньше, чем в воздухе около поверхности Земли) при достаточно длительном удержании плазмы (порядка единиц секунд); 2) «быстрый термояд»: обеспечение относительно высокой концентрации ядер — около 1023 частиц в 1 см3 (это при- близительно соответствует плотности жид- костей) при кратковременном удержании плазмы (порядка единиц наносекунд). На сегодняшний день оба подхода ре- ализуются в той или иной мере, причём каждый из них накладывает свои особые технические требования к процессу удер- жания плазмы. Рассмотрим их. Возможны три способа удержания плаз- мы от контактов со стенками устройства, в котором она была создана: гравитацион- ный, магнитный и инерциальный. Гравитационный способ использует силы притяжения и возможен только в крупных космических объектах, например в звёздах. Этот способ, по понятным при- чинам, не осуществим в лабораторных условиях. Магнитный способ удержания основан на воздействии магнитного поля на тра- екторию движения заряженных частиц. Такой подход был впервые предложен Андреем Дмитриевичем Сахаровым и Игорем Евгеньевичем Таммом в 1950 году. Оказывается, что магнитное поле определённой конфигурации способно удерживать плазму в заданном объёме на протяжении определённого времени. Про- 24 «Наука и жизнь» .V» 10. 2023.
должительность удержания зависит от конструкции конкретного устройства, поэтому было разработано несколько различных типов установок, которые постоянно совершенствуются. Инерциальный способ основан на свойстве инертности: как бы сильно не было нагрето вещество, требуется некоторое время для того, чтобы оно- разлетелось и реакция синтеза пре- кратилась. То есть в результате быст- рого ввода энергии надо обеспечить такие параметры плазмы, чтобы ядра в ней успели прореагировать прежде, чем она разлетится. Важно отметить, что если при магнитном (и тем более гравитационном) удержании ядерная плазма находится в состоянии, близ- ком к стационарному, то обеспечение пороговых параметров плазмы при Цепь питания катушки Направление тока плазмы Индуктор (первичный контур) Катушки тороидального поля Тороидальное магнитное поле Плазма (вторичный виток) Схема устройства простейшего токамака. Рисунок Сергея Васильева инерциальном термоядерном синтезе основано на импульсных процессах. СИСТЕМА «ТОКАМАК» Наиболее распространена конструкция, получившая название токамак (тороидаль- ная камера с магнитными катушками), которая модернизируется в течение уже нескольких десятилетий. Самая простая конструкция токамака представляет собой тороидальную (то есть в форме бублика) вакуумную камеру, на которую намотаны катушки для создания магнитного поля. Из вакуумной камеры сначала откачивают воздух, а затем заполняют её смесью дей- терия и трития. Плазма в данном случае имеет форму шнура, по которому пропускается элект- рический ток для её нагрева (омический нагрев). Ток в плазме создаётся за счёт электромагнитной индукции — явления возникновения электрического тока в контуре при изменении потока магнит- ного поля через него. Изменяющийся магнитный поток генерируется отдельной катушкой, называемой индуктором, а сам плазменный шнур выступает в качестве контура. Простейшая конструкция, описанная выше, несовершенна. Во-первых, в ней не удаётся создать достаточно однород- ного магнитного поля внутри тора, что в итоге приводит к попаданию плазмы на его стенки. Для решения этой проблемы нужно ввести дополнительные магнитные катушки, тогда плазма будет циркулиро- вать в камере необходимое для реакции время. Во-вторых, в середине 1960-х годов было установлено, что с помощью только омического нагрева не удаётся достичь в плазме термоядерных температур (теоре- тический предел — 20 млн градусов), и в 1970-х годах была реализована технология нагрева, использующая инжекцию быстрых нейтронов в плазму. Предварительно разо- гнанные нейтроны с помощью специальных устройств — инжекторов впрыскиваются в плазменный шнур и, благодаря отсутствию электрического заряда, легко в него про- никают, отдавая свою энергию более хо- лодным ионам. Так удаётся нагреть плазму до 80 млн градусов. Если недостаточно и этого, то используется высокочастотный нагрев плазмы с помощью специальных антенн и волноводов. В-третьих, для пи- тания электротехнических узлов токамака требуется большое количество электро- энергии. Единственный способ уменьшить потребляемую мощность — применение сверхпроводящей магнитной системы. Кроме того, в начале 1970-х годов аме- риканские исследователи предложили изготавливать камеру токамака с сечением в форме буквы D (а не круглую, как было ранее): это позволило уменьшить меха- Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 25
Источник: EUROfusion/Wikimedia Commons/СС BY4.0 Токамак JET, вид изнутри (2013 год). Слева видны манипуляторы робота MASCOT, предназначенного для обслу- живания установки. нические нагрузки на систему магнитов. Такая конструкция токамаков стала класси- ческой, она применяется в самых крупных установках. Энергетическая эффективность токама- ков пока не превышает единицы (100%), то есть получаемая в ходе реакции энергия не превосходит затраченной на её запуск. Мировой рекорд принадлежит токамаку JET — 67% для реакции D + T (1997 год). Эксплуатация установки JET (Joint European Torus — Объединённый ев- ропейский токамак), расположенной в Калхэмском центре термоядерной энер- гии в Великобритании, началась в 1983 году. Объём плазмы в её камере равен 100 м3, ток может достигать нескольких миллионов ампер, а продолжительность удержания плазмы — нескольких секунд. В 1991 году на JET была осуществлена первая в мире реакция управляемого термоядерного синтеза в дейтерий-три- тиевой плазме. Опыт и результаты, полу- ченные на установке JET, содействовали проектированию и строительству токамака ITER (англ. International Thermonuclear Experimental Reactor — Международный экспериментальный термоядерный ре- актор). После более чем четверти века успешной работы JET по-прежнему нахо- дится в авангарде исследований в области 26 «Наука жизнь» ЛЙ> 10. 2023.
термоядерного синтеза и активно участ- вует в изучении физики плазмы, систем и материалов для ITER. ITER — международный проект круп- нейшего токамака, в котором принима- ет участие Россия. Расположен он на территории исследовательского центра Кадараш (фр. Cadarache) на юге Франции (в 60 км от Марселя). Разработка инже- нерного проекта ITER началась с середины 1980-х годов и была завершена в 2001 году. Строительство стартовало в 2010 году, а с лета 2020-го идёт сборка реактора. Срок окончания постройки был запланирован на 2025 год (завершение стадии получения первой плазмы в ITER, так называемой First Plasma), а эксперименты с подачей дейтерия и трития планировалось начать в 2035 году, но в связи с некоторыми воз- никшими технологическими проблемами сроки были пересмотрены, сейчас специ- алисты уточняют новые даты. ITER должен иметь выход 500 МВт в течение 10 минут, с энергетической эффективностью, пре- вышающей 1000%. В целом токамак ITER будет представлять собой 60-метровое (+13 м под землёй) сооружение массой 23 000 т. Согласно последним официаль- ным заявлениям, проект ITER выполнен на 89% (стадия First Plasma). Проект ITER носит научно-эксперимен- тальный, а не коммерческий характер. Его задача заключается в демонстрации научно-технологической осуществимости получения термоядерной энергии в про- мышленных масштабах. Для демонстра- ции коммерческой привлекательности термоядерной энергетики разрабаты- вается международный проект DEMO (англ. DEMOnstration Power Plant), его постройка планируется после успешного ввода в эксплуатацию ITER, первая гене- рация электроэнергии — в 2050-х годах. Предполагается, что размеры DEMO будут на 15% больше ITER. В России в мае 2021 года в Курчатов- ском институте был осуществлён запуск токамака Т-15МД— первой за последние 20 лет построенной у нас термоядерной установки. ТокамакТ-15МД входит в струк- туру проекта ITER: на нём будут решать отдельные исследовательские задачи проекта. Высота камеры токамака состав- ляет 3,39 м, а объём — 47 м3. Ток плазмы может достигать 2 млн ампер, темпера- тура плазмы — 9 КэВ, её плотность — 1014 частиц в 1 см3, а длительность удержания плазмы — до 30 секунд. В апреле 2023 года на Т-15МД получили первую устойчивую термоядерную плазму, а в августе 2023-го провели первые испытания по энергети- ческому пуску. Токамак Т-15МД— это гибридный ре- актор: в нём происходят одновременно и термоядерные, и ядерные реакции, при том, что для эффективной работы реакто- ра нет необходимости ни в полноценном ядерном, ни в термоядерном процессах. Поэтому не требуется выполнение крите- рия Лоусона: дейтерий-тритиевую плазму достаточно нагреть до сравнительно уме- « Наука и жизнь» .¥> IO. 2023. 27
ренных температур в 30—50 млн градусов. Токамак служит лишь источником нейтро- нов, запускающих ядерный распад топ- лива; сами нейтроны образуются за счёт взаимодействия ускоренных в инжекторах пучков атомов дейтерия с плазмой. Упро- щается и ядерная часть гибрида, поскольку распад топлива здесь не должен быть самоподцерживающимся, ведь он стиму- лируется за счёт нейтронов, вылетающих из дейтерий-тритиевой плазмы. Установка Т-15МД играет одну из ключе- вых ролей в национальной термоядерной программе, а результаты, полученные на ней, будут использоваться при разработке будущего сверхпроводящего Токамака с Реакторными Технологиями (TRT), одного из главных российских проектов в области технологий термоядерного синтеза, кото- рый планируется построить в Троицке к 2030 году. Этот токамак разрабатывается как полномасштабный прототип чистого термоядерного реактора и термоядерного источника нейтронов для гибридного ре- актора. В 2021 году были начаты эскизное проектирование элементов TRT и разра- ботка диагностического оборудования. К концу 2024 года планируется завершить Модернизированный термоядерный ре- актор (токамак) Т15МД, запущенный в мае 2021 года в НИЦ «Курчатовский институт». 28 «Наука и жизнь» .V» 10. 2023.
Источник: ITER Organization первый этап реконструкции термоядерно- го комплекса, необходимого для создания энергетической инфраструктуры будущей установки. TRT будет способен работать в квазистационарных режимах (время удержания плазмы т> 100 с) с водород- ной, гелиевой и дейтериевой плазмой (с концентрацией электронов до 2-10'4 частиц в 1 см3) и в режимах с короткими (т< 10 с) дейтерий-тритиевыми разрядами. Ожида- ется, что энергетическая эффективность реактора превысит 100%. ИНЕРЦИАЛЬНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ Поскольку в таких установках термо- ядерное топливо нужно нагреть быстро и нет необходимости греть в течение Сборка реактора ITER (2023 год). длительного времени, то главную роль в них будет играть импульсная энергетика. Именно попытки решения задачи про- мышленного получения энергии путём термоядерного синтеза в огромной мере стимулировали и продолжают стимули- ровать развитие мощной импульсной энергетики. Эффективность импульсного термо- ядерного синтеза (отношение энергии, полученной в результате реакции, к за- траченной энергии) критично зависит от качества сжатия топливной капли (мише- ни), которое должно происходить сфери- чески симметрично. Такая же симметрия должна соблюдаться и при вводе энергии «Наука и жизнь» .V» IO. 2023. 29
в топливо. Действительно, если сжатие мишени производится несимметрично, то часть топлива будет просто выдавлена наружу до того, как успеет принять участие в термоядерной реакции. В существующих проектах инерциаль- ного термоядерного синтеза предпола- гается дейтерий-тритиевую смесь в виде газа или льда заключать в твёрдую сфе- рическую оболочку из бериллия милли- метрового размера. В результате нагрева оболочка взрывается и разлетается, а под действием возникающих реактивных сил происходит сжатие и нагрев самой топливной смеси. Однако исследования показали, что при использовании лю- бых направленных источников энергии (лазерные лучи, пучки тяжёлых ионов) требуемая симметрия ввода энергии не достигается. Единственным приемле- мым способом оказалось помещение капсулы в замкнутую полость, стенки которой нагреты до высокой температуры и испускают изотропное (одинаковое по всем направлениям) тепловое излучение в рентгеновском диапазоне. Такая по- лость получила название «хольраум» (от нем. Hohlraum — пустота, полость). Ввод энергии в хольраум можно осущест- витьс помощью лазерного излучения. Мно- жество лазерных пучков, введённых в по- лость, разогревают её стенки, заставляя их испускать мощное излучение в рент- геновском диапазоне, которое нагревает капсулу с топливом и запускает реакцию синтеза. Впервые идея использования мощного лазерного излучения с целью нагрева плазмы до термоядерных температур была озвучена советскими учёными Нико- лаем Геннадиевичем Басовым и Олегом Николаевичем Крохиным в начале 1960-х годов. Сегодня в мире создано несколько установок, предназначенных для нагрева D-T-мишеней наносекундными лазерны- ми пучками. Число пучков в различных лазерных системах достигает десятков и сотен. Установки импульсного «лазерного термояда» — это огромные комплексы, занимающие по площади целые гектары. Крупнейшие из них — NIF (США) и Laser MegaJoule (LMJ, Франция). Комплекс NIF состоит из 192 мощных лазеров, импульсы от которых после мно- гокаскадного усиления одновременно направляются в специальную сферическую камеру массой 130 тонн и диаметром 10 м, внутри которой располагается хольраум с миллиметровой топливной мишенью. Питание лазеров осуществляется с помощью батареи конденсаторов, в кото- рой запасается около 400 МДж энергии. Хольраум и топливная мишень внутри: а — на- грев стенок хольраума внешним источником энергии (например лазерным лучом); б — испус- кание стенками хольраума рентгеновского излу- чения, нагревающего стенки топливной капсулы; в — сжатие содержимого топливной капсулы и начало реакции. Рисунок из книги: Месяц Г. А., Пегель И. В. Введение в наносекундную импульсную энергетику и электронику. // М.: ФИАН, 2009. Однако значительная часть (99,5%) этой энергии теряется при её пре- образовании в энергию лазерного излучения, которое несёт в себе всего 2,05 МДж. 5 декабря 2022 года сотрудники NIF впервые в истории добились научной безубыточности: им удалось получить около 3,15 МДж энергии из термоядерной реакции, что превысило энергию лазерного из- лучения, затраченную на поджиг этой реакции (2,05 МДж). Таким образом, эффективность составила 153%. Од- нако для питания самих лазеров было потрачено гораздо больше энергии, так что итоговая энергетическая эффективность установки NIF ос- таётся низкой — 0,8%. Достигнутый результат имеет не коммерческую, а исследовательскую значимость. Установка LMJ, запущенная в 2014 году, предназначена как для исследо- 30 Наука и жизнь» Лй> 1О. 2023.
Источник: Lawrence Livermore National Laboratory Установка камеры NIF с отверстиями для лазерных пучков (1999 год). вания лазерного термоядерного синтеза, так и для нужд развития ядерного оружия Франции. Она имеет четыре одинаковых лазерных отсека длиной 128 м, располо- женных попарно по бокам центрального блока диаметром 60 м и высотой 38 м, где находится мишенная камера, которая представляет собой алюминиевую сферу диаметром 10 м, толщиной 10 см и массой 140 тонн. Снаружи она покрыта защитой от нейтронов из борированного бетона толщиной 40 см. По проекту LMJ к топлив- ной мишени должно доставляться 1,8 МДж ультрафиолетового излучения с помощью 240 лазерных лучей. Пока реализован первый этап, на котором задействовано 176 лучей. Создание установок такого масштаба зачастую приводит к необходимости ре- шения сложных частных технических задач. Например, для питания мощных лазеров используются специальные конденсатор- ные батареи с большим энергозапасом. Для их переключения нельзя использо- вать механические устройства, поскольку при протекании через них огромного тока Паука и жизнь» ЛЬ IO. 2023. 31
Общий вид комплекса LMJ. Система PETAL обеспечивает дополнительный луч очень высокой интенсивности (импульсы петаваттной мощности с длительностью от 500 фс до 10 пс), синхронизированный с наносекундными лучами LMJ. Рисунок (с изменениями) из статьи: Miquel J.-L., Lion С., Vivini Р. Journal of Physics: Conference Series 688 (2016) 012067. Камера взаимодействия установки ИСКРА-5. 32 «Наука и жизнь» .V» 10. 2023.
электроды нагреваются настолько силь- но, что металл с их поверхности начинает испаряться. Этот процесс носит название эрозии электродов. Не помогает решить проблему применение тугоплавких ма- териалов или использование газовых разрядников (в них коммутация между электродами осуществляется с помощью электрической дуги в газе), хорошо заре- комендовавших себя в мощной импульсной технике. Дело в том, что в данной ситуации требуется коммутатор, обеспечивающий время жизни около 105 «выстрелов» при переносимом заряде порядка 100 Кл за импульс. При этом испарится примерно 45 кг стали! Понятно, что требуется карди- нальное решение проблемы эрозии. Таким решением стал многокулонный разрядник, разработанный академиком Борисом Михайловичем Ковальчуком (Институт сильноточной электроники, Томск) для проекта LMJ. В нём используется смеще- ние дуги вдоль электродов под действием магнитного поля тока, протекающего в раз- ряднике. Электроды достаточно протяжён- ные, поэтому выделяемая на них энергия «размазывается» по всей их поверхности, значительно снижая нагрев и испарение материала. Разрядник работает при токе 250 000 А и переносимом за импульс заряде 70 Кл. При этом его время жизни превышает 2 х Ю5 «выстрелов». В лазерном термоядерном синтезе Россия тоже делает большие успехи. В Сарове строится самая мощная в мире ус- тановка такого рода УФЛ-2М. Ожидается, что на момент пуска российская установка станет рекордсменом среди введённых и планируемых в ближайшем будущем к строительству подобных лазерных сис- тем (см. статью: «В Сарове смонтирована камера установки для лазерного термо- ядерного синтеза», «Наука и жизнь» № 6, 2019 г., стр. 12. — Прим. ред.). Особого упоминания заслуживает две- надцатиканальная лазерная российская установка ИСКРА-5 (Саров) мощностью ЮОТВт, построенная в 1989 году и на момент создания бывшая самой мощной лазерной системой в Европе, с выходной энергией 30 кДж. Стоит отметить, что про- ект УФЛ-2М является развитием работ по созданию этой установки. СИСТЕМА НА ОСНОВЕ ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ «Лазерный термояд» обладает высо- ким исследовательским потенциалом, но создавать с его помощью коммер- ческие энергетические термоядерные установки пока нецелесообразно из-за их низкой эффективности. Однако импульс рентгеновского излучения для облучения капсулы с топливом можно получить и без использования лазера. Речь идёт о при- менении Z-пинча, который представляет собой более эффективный источник такого излучения. Пинч (от англ, pinch — суже- Последователъность основных процессов при сжатии цилиндрического Z-пинча мега- амперным током: а — омический разогрев тонких проводников нарастающим током; б — превращение проводников в плазму, начало сжатия (имплозии); в — максимальное сжатие и генерация рентгеновского импульса; г — разлёт остывающей плазмы. Рисунок из книги: Месяц Г. А., Пегель И. В. Введение в наносекундную импульсную энергетику и электронику. // М.: ФИАН, 2009. Наука жизнь» .V> IO. 2023. 33
ние, сжатие) — эффект сжатия токового канала под действием магнитного поля, индуцированного самим током. Известно, что два параллельных провода, по которым течёт ток в одном и том же направлении, притягиваются друг к другу. Если провода заменить плазмой, то её можно рассмат- ривать как множество параллельных про- водов. Поэтому, когда ток проходит через плазму, они притягиваются друг к другу и плазма сжимается. Z-пинч (лайнер) — это тонкая метал- лическая цилиндрическая оболочка или набор расположенных по образующей цилиндра тонких проводников с осью, направленной по вертикали (вдоль коорди- натной оси Z, отсюда и название). Вместо проводников возможно и использование газа, инжектируемого в цилиндрический Рисунок Сергея Васильева Индукционный генератор представля- ет собой трансформатор, у которого каждая из обмоток содержит по одному витку. Вторичная обмотка (индуктор) выполнена в виде тора с разрезом вдоль малой оси. Кольцевой поток магнитной индукции (Pi (t) внутри тора создаётся разрядом в цепи источника питания, проходящим через первичную обмотку. По закону электромагнитной индукции Фарадея переменным во времени потоком магнитной индукции в индукторе возни- кает ЭДС81 (t), приложенная к разрезу. промежуток под высоким давлением через кольцевое сопло (газовый лайнер). Через Z-пинч с помощью специаль- ного мощного импульсного генератора пропускают большой импульс тока, который нагревает и испаряет метал, ионизуя его. Получившаяся плазма, че- рез которую протекает ток, из-за пинч- эффекта сжимается к центру, причём скорость радиального движения дости- гает 105—106 м/с. На этом этапе энергия импульсного генератора, питающего Z-пинч, преобразуется в кинетическую энергию плазмы (плазменного лайнера). При схлопывании плазмы на ось Z, когда её скорость обращается в ноль, кинети- ческая энергия направленного движения плазмы превращается в её тепловую энергию. Плазма нагревается до высокой температуры, атомы её вещества возбуж- даются, а затем выделяют значительную часть энергии в виде короткого импульса рентгеновского излучения. Капсулу с топливом помещают непо- средственно внутрь Z-пинча, дополни- тельно окружив её рыхлым пенообразным материалом. В этом случае рентгеновское излучение возникнет при столкновении сжимающейся плазмы с пеной и будет переизлучено верхней и нижней пласти- нами. Такая система получила название динамический хольраум. Для схем с Z-пинчем уже сегодня преоб- разование энергии первичного накопителя в энергию рентгеновского излучения про- исходит с эффективностью 15%. Это почти на два порядка больше, чем для лазерной системы. Поэтому можно рассчитывать на то, что энергетическая эффективность в системе на основе Z-пинча сможет зна- чительно превысить единицу, что даёт возможность построения коммерчески выгодных термоядерных установок. Оцен- ки показывают, что для получения выхода энергии в 500 МДж достаточно запасти в первичном накопителе генератора энергию в пределах 100 МДж. При этом величина тока через Z-пинч должна состав- лять 60—70 млн ампер. Однако наиболее мощный из существующих импульсных ге- нераторов тока, Z-машина (Sandia National Laboratories, США), способен обеспечить ток лишь около 25 млн ампер. 34 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Конструкция LTD-ступеней с масляной изоляцией с выходным импульсом длительностью 100 нс. Показаны две различные ступени: LTD 100 с выходным импульсом тока 200 кА (ступень с 9 секциями, около 1,4 м в диаметре) и IMA LTD с выходным импульсом тока 1 МА и выходной мощностью ~ 100 ГВт (ступень с 40 секциями, 3 м в диаметре). Рисунок Сергея Васильева на основе иллюстрации из статьи: Kim A., Mazarakis М. G. The Story of the LTD Development. // IEEE Transactions on Plasma Science, 2020, 48(4):749—756. Стоимость получения рентгеновского излучения на Z-пинчах, по оценкам, в десятки раз меньше, чем на лазерах. В на- стоящее время сразу несколько крупных лабораторий мира пытаются создать им- пульсный генератор для исследований по инерциальному термоядерному синтезу на Z-пинчах. Удачную конструкцию импульсного генератора, способного генерировать высоковольтные и сильноточные импуль- сы, изобрёл академик Борис Михайлович Ковальчук в Институте сильноточной электроники (ИСЭ СО РАН, Томск) в сере- дине 1990-х годов. Конструкция получила название LTD (от англ. Linear Transformer Driver — Драйвер линейного трансфор- матора). LTD-генератор может состоять из нескольких таких трансформаторов, LTD-ступеней. В основе работы генера- тора лежит тот же закон электромагнит- ной индукции Фарадея, что и в обычных трансформаторах, согласно которому на концах петли, пронизываемой пере- менным во времени потоком магнитной индукции, индуцируется электродви- жущая сила(ЭДС), пропорциональная скорости изменения потока. Чтобы ЭДС была большой, импульс тока, создающий магнитное поле, должен быть коротким, поэтому для его создания используется разряд конденсаторов. LTD-генератор обладает рядом важ- нейших достоинств. В первую очередь он более компактен по сравнению с другими типами генераторов со сравнимыми пара- метрами. Так LTD-генератор с выходным током 1 МА и мощностью 1 ТВт занимает площадь всего около 8 м2. Кроме того, LTD- генератор имеет простую конструкцию, удобную в эксплуатации и обслуживании. Ковальчук в своей LTD-ступени использо- вал два конденсатора с ёмкостью 3,95 мкФ каждый, и она производила слишком мед- ленные для термоядерных целей импуль- сы — длительностью порядка 1 мкс. Такие ступени получили название «медленных». Быструю ступень LTD с длительностью импульса порядка 100 нс предложил и экспериментально продемонстрировал ведущий научный сотрудник ИСЭ СО РАН Александр Андреевич Ким в 2000 году. Его идея состояла в радикальном уменьшении ёмкости конденсаторов до 10—40 нФ с од- « Наука и жизнь» .¥> IO. 2023. 35
Модули LTD (всего 90 модулей с водяной изоляцией по 33 LTD-ступени в каждом) Разрез трехмерной модели LTD генератора Z 300 для нагрузки в виде Z пинча. Внешний диаметр установки — 35 м. Для сравнения показан человек, стоящий на верхнем электроде рядом с центральной вакуумной секцией. Рисунок (с изменениями) из статьи: StygarW. A. Et al. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 2015, 18, 110401. повременным увеличением их числа для сохранения того же энергозапаса. Начиная с 2000-х годов ведутся работы по созданию LTD-генератора мощностью 1000 ТВт. Пока самая мощная из быстрых ступеней LTD, разработанная к настояще- му времени, 1 МА LTD (ИСЭ). Она имеет мощность 100 ГВт и позволяет получить ток в 1 миллион ампер, нарастающий за 100 нс. Электрические параметры ступени 1 МА LTD таковы, что её можно рассматри- вать как основной элемент импульсного LTD-генератора для инерциального уп- равляемого термоядерного синтеза на Z-пинчах. Наиболее мощная сейчас установка, ис- пользующая технологию LTD, — это модуль М-50, создаваемый в Китае. Он состоит из 50 идентичных LTD-ступеней, которые разделены на пять групп длиной 2,7 метра из десяти последовательных ступеней. Все 50 ступеней уже построены и испытаны. Модуль М-50 — это только один из будущих 60 модулей термоядерной импульсной энергетической установки с общей накоп- ленной энергией 96 МДж (эквивалентно 21 кг тротила), из которых 12,3 МДж будут преобразованы в кинетическую энергию Z-пинча. Сотрудники Sandia National Laborato- ries (США) разработали концептуальный проект LTD-генератора Z-300, основная цель которого — проведение передовых экспериментов по термоядерному синтезу с инерционным удержанием. Он содержит 90 параллельных модулей длиной около 7 метров, каждый из которых представ- ляет последовательность из 33 быстрых ступеней LTD. Таким образом, всего на установке используется 2970 ступеней. Её диаметр составляет приблизительно 35 м. Серия физических открытий, сделан- ных в 1990-х годах в Sandia National Laboratories, значительный прогресс в освоении технологии Z-пинча и мощной импульсной энергетики во всём мире позволяют считать термоядерный синтез с инерционным удержанием плазмы на осно- ве мощных импульсных генераторов одним из наиболее многообещающих подходов к управляемому термоядерному синтезу в последнее десятилетие. Технология LTD способна непосредственно производить гораздо более быстрые импульсы, чем традиционные технологии, и поэтому явля- ется одним из наиболее многообещающих путей реализации коммерчески выгодной энергетической установки, работающей по принципу инерциального управляе- мого термоядерного синтеза на основе Z-пинчей. 36 Наука и жизнь» .М» 1О. 2023.
О ЧЁМ ПИШУТ НАУЧНО- ПОПУЛЯРНЫЕ ЖУРНАЛЫ МИРА СОБАКА, DOG, KUTYA, PERRO... Всем известно, что собаки понимают словесные команды хозяина. Но амери- канские зоопсихологи заинтересова- лись вопросом: если собаке приходится слышать разговоры на двух языках, различает ли она их? Собак для эксперимента одалживали у жителей Вашингтона и окрестнос- тей, причём выбирали таких, которые в повседневной жизни слышали либо английскую, либо испанскую речь, а для сравнения брали слушающих попе- ременно оба языка в разной степени. Человек, одинаково хорошо владеющий английским и испанским языками (как родными), начитывал на магнитофон отрывки из классических сказок «Три поросёнка» и «Джек и бобовый стебель» длиной по 22 секунды. Специально выбирались такие отрывки, в которых не было слов, обычно употребляемых в общении с собакой, типа «сидеть», «ко мне», «пошли» и им подобных. Чтение надо было вести либо нейтральным то- ном, как будто оно предназначалось для взрослого человека, либо «особым», рас- считанным именно на собаку. Только во втором случае чтеца просили смотреть Камера, в которую помещали собаку с её владельцем, чтобы зафиксировать реак- цию животного на фразы, произносимые на знакомом или незнакомом языке. на фотографию собаки и обращаться как бы к ней. Для прослушивания записей собаку с её хозяином помещали в будку из дырчатых гипсокартонных панелей с громкоговорителем, из которого звучала запись. Признаками интереса, вызван- ного звуком, считали длительный взгляд на громкоговоритель, направленное движение ушей, виляние хвостом и наклон головы набок. Всё это фикси- ровали два наблюдателя, смотревшие через видеокамеру (два — для большей объективности оценок). Оказалось, что «англоязычные» соба- ки дольше вслушивались в непривычный испанский язык, чем в свой «родной» английский. У «испаноязычных» пёси- ков всё было соответственно наоборот. Интересно, что у маленьких детей, ещё только привыкающих к языку, больше интереса вызывает тот язык, который они слышат чаще — как правило, это родной. Но эволюционная история со- бак и их предков, видимо, настроила их на особое внимание ко всему новому. Длительность вслушивания не зависела от интонации: записи, рассчитанные на собак, не вызывали особого отношения. По каким признакам объекты опытов отличали английский язык от испан- Фото: Newman et al., 2021 «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 37
Фото: ELTE Faculty of Science ского, осталось неясным. Но оба языка различаются и звучанием разных букв, и ритмом, ударениями, самой мелодикой, интонациями. Венгерские этологи провели экспе- рименты такого типа на более высоком техническом уровне. Они следили по- средством функциональной магнитно- резонансной томографии за изменени- ями в кровоснабжении разных областей мозга (что говорит об их активности) у 18 собак, из которых две привыкли к ис- панскому языку, а 16 — к венгерскому. И текст им зачитывали гораздо более про- двинутый — отрывки из «Маленького принца» Сент-Экзюпери, соответствен- но, на венгерском и испанском. Доволь- но сложно было приучить животных Подопытный перед про- свечиванием в томографе. Через наушники подава- лись звуки речи на разных языках. ственного интеллекта (ИИ, он же AI) поставит под угрозу 10% рабочих мест в 70% профессий. Могут совсем вымереть, напри- мер, бухгалтерское дело и туристические агентства, да и ещё многие. Конечно, мрачные предсказания о судьбе многих профессий и целых отраслей публи- ковались и раньше. В 2013 году Окс- фордский университет издал статью, в которой доказывалось, что в ближайшие 10— 12 лет автоматизация может полно- стью высвободить человека с 47% рабо- чих мест, существующих в США. В нача- ле XXI века экономисты опасались, что передача многих производств в Китай и страны третьего мира ударит по заня- тости населения в развитых странах. Как ни странно, некоторые предсказывали, что на долю человека останутся только нетворческие профессии, не требующие интеллекта, полная автоматизация ко- торых оказалась бы слишком сложной и дорогостоящей. Реальный ход событий многих удивил. За последние десять лет безработица в лежать неподвижно в ходе проведения обследования, ведь для чёткости изобра- жения двигаться во время томографии можно не более чем на 3 мм. Оказалось, что в сортировке языков на знакомый и необычный принимает участие так называемая вторичная слуховая кора в височной области мозга. Эта область обеспечивает распознавание речи и у человека. НАДО ЛИ ОПАСАТЬСЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА? Таким вопросом задаётся английский журнал «The Economist». По некоторым оценкам, широкое внедрение искус- промышленно развитых странах упала почти вдвое. Статистика безработных в таких самых компьютеризированных странах, как Япония, Южная Корея и Сингапур, снизилась ещё сильнее. Не- давний отчёт Управления экономики и статистики США сообщает, что «специ- альности, опасность вытеснения которых автоматизацией и компьютеризацией считалась высокой, пока не проявляют общей тенденции к быстрой утрате ра- бочих мест». Но, например, известная компания IBM в ближайшие годы наме- рена сократить наём на работу, так как ИИ заполнит многие рабочие места. Впрочем, история техники и промыш- ленности даёт поводы для оптимизма. Автоматическую телефонную станцию, 38 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
способную высвободить массу телефо- нисток, изобрёл американский инже- нер Э. Строуджер в 1888 году. Однако первая полностью автоматизированная телефонная станция появилась в США только в 1921 году. И даже после этого персонал барышень-телефонисток (женский голос лучше мужского вос- принимался угольным микрофоном и передавался по проводам) продолжал расти до середины XX века, достигнув численности в 350 000. Практически полностью эта специальность исчезла только к столетию изобретения АТС. Есть масса примеров сохранения старых технологий и методов, которым вроде бы давно пора отмереть. Ещё лет тридцать назад предсказывали полный переход делопроизводства на «безбумажную тех- нологию», что сэкономит массу времени, труда и спасёт леса от вырубки. Однако документация почти везде всё ещё «для верности» хотя бы частично ведётся на бумаге, а оцифрованные тексты нередко приходится распечатывать. И полки книжных магазинов, несмотря на обилие цифровых издательств и библиотек, ло- мятся от книг. И даже обычная бумажная почта везде существует, несмотря на то, что объём её работы сильно сократился. Примеров сохранения старых порядков немало. Хотя давно существуют «автопи- лоты» для поездов метро, но в Лондоне составами управляют люди. В часы пик на перекрёстки Сан-Франциско, одного из мировых центров компьютеризации, всё ещё выходят живые полицейские, чтобы разгрузить пробки. Эдвард Фелтен из Принстонского университета предполагает, что вскоре исчезнут 14 преподавательских профес- сий, прежде всего учителя географии и иностранных языков. Но это мало- вероятно, считает обозреватель «The Economist». Какое правительство захочет иметь дело с массовыми протестами учи- телей, лишившихся работы, и родителей, недовольных тем, что дети теперь сидят Фото: Science Museum В 1960 году «ручная» телефонная станция в Лондоне была вполне обычной. Надо сказать, что профессия телефонистки не исчезла и сегодня, крупное учреждение может иметь один телефонный номер, и набрав его, вы попадаете на телефонистку, которой надо назвать номер внутренней телефонной сети. «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 39
дома, обучаясь только по интернету и нуждаясь в постоянном присмотре? Нас ожидает не сокращение выбора профессий для вступающего в трудовую жизнь, а его расширение. Дэвид Аутор, американский экономист, напоминает, что около 60% профессий, сейчас вклю- чённых в список трудовых специальнос- тей США, в 1940-х годах ещё не сущест- вовали, и их перечень продолжает расти. В 2000-е годы в него вошёл «технолог ногтевого сервиса» — это нечто более сложное, чем маникюрщица. Пять лет назад возникла профессия «техник по установке и обслуживанию солнечных батарей на крышах домов». А давно ли появилась отрасль, связанная с распро- странением сначала простых сотовых, а затем смартфонов? И сколько в ней профессий? Уже есть даже фирмы, зани- мающиеся апгрейдом (модернизацией) старых смартфонов. Многие специаль- ности близкого будущего мы сейчас просто не можем себе представить. Некоторых трудящихся ИИ неспосо- бен заменить (во всяком случае, пока). Так, он не справится с работой фермера или слесаря-водопроводчика, хотя и здесь может помочь советами. Передав со смартфона изображение текущего крана, слесарь получит сведения о мо- дели, о её самых распространённых неисправностях и их устранении. Всё же крутить гаечным ключом ему при- дётся самому. Вряд ли ИИ сможет в обозримом будущем совсем заменить персонал гостиницы или больницы и вообще выступать в таких должностях, где сама суть заключается в человече- ских взаимодействиях. Но журналистов и редакторов ИИ начинает вытеснять уже сейчас. И на очереди юристы. ЧИСТАЯ НАУКА В наше время принято заботиться об окружающей среде. Когда заходит речь об источниках её загрязнения, прежде всего упоминают, конечно, промыш- ленность, потом — сельское хозяйство с его органическими отходами... Недавно экологическое мышление дошло и до на- учных институтов, причём работающих в области, казалось бы, далёкой от про- блем охраны окружающей среды. Статья «Эти учёные снижают свой углеродный след» опубликована в журнале «Nature» (Великобритания). В 2019 году сотрудники Института астрофизики и планетологии в Тулузе (Франция) взялись рассчитать выбро- сы парниковых газов их учреждением. Учли расходы на электричество, в том числе на компьютеры и приготовление кофе в лаборатории, отопление, конди- ционеры, потребление воды и научные командировки. Итог года: на снабжение всем необходимым и работу одной лишь институтской обсерватории в атмосферу выброшено 4100т диоксида углеро- да, что эквивалентно разъездам 2050 обычных бензиновых автомобилей в течение года. Как сэкономить? Одна из возможностей — прекратить сбор новой астрономической информации. Её для многих целей уже накоплено более чем достаточно. Когда астрофизики зате- вают новый проект, сбор данных в об- серватории продолжается два-три года. Затем учёные приступают к обработке материала и переходят к новому проекту. Для экономии следует сделать перерыв, обработать ранее полученные данные, опубликовать свои труды и лишь затем начинать новое исследование. Но обработка данных тоже не обхо- дится без затрат энергии. Один большой компьютерный центр по хранению и анализу данных использует столько же электричества, как 50 000 односемейных домов. А научные конгрессы? Средний француз за год вызывает выброс 4,24 т эквивалента СО2 (имеется в виду свя- занный с энергетикой выброс и других газов, ещё более опасных для климата). А средний сотрудник Института астро- физики и планетологии за счёт поездок на научные конференции выдаёт 28 т эквивалента СО2. Инициативу подхватили члены Аме- риканского геофизического союза, правление которого находится в Сан- Франциско, на юго-западе США. Вы- брос двуокиси углерода составлял 3 т на участника конференции. Они пред- ложили созывать ежегодные встречи 40 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Изучение препарата, напри- мер, мазка крови под микро- скопом, тоже требует энер- гии — на освещение и отопле- ние лаборатории, получение, доставку и обработку образца для исследования. не в правлении, а где-нибудь в центральных городах США, куда всем будет проще доби- раться. Проблемой занялись и меди- ки из Эдинбурга (Шотландия). Они просчи тали выбросы СО2, связанные с двумя клиниче- скими исследованиями эф- фективности кортикостерои- дов при лечении повреждений мозга. Получены цифры от 108,2 до 181,3 тонны. Основные массы выбросов связа- ны с транспортировкой взятых анализов и расходом энергии на здание, где про- исходила обработка результатов. Авторы работы рекомендуют шире использовать методы телемедицины, значительно раз- вившиеся в период пандемии COVID-19, когда поневоле всё, включая осмотр, старались делать на дому у пациента через интернет и с помощью носимых датчиков. Глобальные выбросы диоксида углерода тогда сократились примерно на 10%. К сожалению, составление де- тального углеродного баланса многих научных учреждений, особенно неболь- ших, займёт несколько лет. Поэтому организаторы проекта рекомендуют заинтересованным коллегам исходить пока из уже имеющихся данных по круп- ным учреждениям. Разумеется, с учётом разницы в масштабах. Фото: Pixfuel/CC 0 из песен известной рок-группы «Pink Floyd» человек напевает про себя. Вос- произведение, списанное с мозга, не очень качественное, но оно вполне уз- наваемо. В Индии насчитывается 59 городов с населением больше миллиона человек (в России таких 16). Южнокорейские климатологи, про- анализировав по спутниковым снимкам за 1979—2019 годы ледовые поля Арк- тики, рассчитали, что уже к 2030 году Северный Ледовитый океан будет всё лето свободен ото льда. В университете Флориды (США) создана лаборатория по разведению морских ежей. В начале 1980-х годов они массами гибли из-за болезни на коралловых рифах Карибского моря, а так как морские ежи поедают водоросли, растущие на рифах, без них водоросли разрослись и мешают кораллам питать- ся, отчего риф отмирает. ЦИФРЫ И ФАКТЫ Согласно прогнозу Международного энергетического агентства, после 2026 года использование нефтепродуктов как горючего для транспорта начнёт падать, но суммарный спрос продолжит расти в основном за счёт переработки нефти в полимерные материалы. По биотокам мозга американские нейрофизиологи смогли понять, какую В материалах рубрики использова- ны сообщения следующих журналов: «The Economist» и «Nature» (Велико- британия), «Applied Animal Behaviour» (Нидерланды), «IEEE Spectrum» и «Scientific American» (США), «Science Post» (Франция), «Marine Biology» (Швейцария). Наука и жизнь» .V» IO. 2023. 41
ДРЕВНЯЯ ЗМЕЯ И ИСКОПАЕМАЯ ЛЕТУЧАЯ МЫШЬ ИЗ РАННЕГО ПЛЕЙСТОЦЕНА Пещера Таврида в Кры- му, открытая в 2018 году, оказалась настоящим кладезем фауны эпохи ран- него плейстоцена. Палеон- тологи на протяжении пяти лет, со дня открытия пеще- ры, находят и исследуют остатки животных, обитав- ших здесь 1,5—1,8 млн лет назад (см. «Наука и жизнь» № 1,2022 г., стр. 72-80), и раскапывают всё новые. Таврида богата остат- ками не только крупных млекопитающих, но и мел- ких животных. До сих пор предполагалось, что многие из них не обитали в раннем плейстоцене на территории Крымского полуострова, а появились там значительно позже. Но изучение фосси- лий из нового местонахож- дения меняет представле- ния о времени заселения Крымского полуострова, местах обитания и даже эволюции животных. Так, недавно в нижне- плейстоценовых отложе- ниях пещеры была сделана находка верхнечелюстной кости и позвонков степной гадюки, Vipera cf. renardi. Обнаружили эти ископа- емые остатки сотрудники Палеонтологического ин- ститута им. А. А. Борисяка РАН (ПИН РАН) совместно с коллегами из Института эко- логии растений и животных УрО РАН и Геологического института РАН. Степные гадюки — одна из наиболее широко рас- пространённых групп ядо- витых змей рода Vipera. Они объединяют два близких вида: восточную степную га- дюку, V. renardi, и западную, V. Ursinii. Эти два вида отде- лились от остальных Vipera ещё в конце миоцена (около 5—6 млн лет назад). До сих пор ископаемые остатки степных гадюк в мире были известны только со сред- него плейстоцена, то есть находка из нижнеплейсто- ценовых отложений пещеры Таврида — самая древняя и потому очень важна для понимания эволюционной истории данных рептилий. Кроме того, это первая до- стоверная находка древних степных гадюк: по строению верхнечелюстной кости наи- более вероятно, что это восточная степная гадюка V. renardi. Современные восточные степные гадюки широко распространены в Крыму, но до сих пор их появление на полуострове считалось от- носительно недавним собы- тием, датируемым поздним плейстоценом. Теперь же, после обнаружения ископа- емых остатков V. cf. Renardi в пещере Таврида, можно по-новому оценить время заселения Крымского по- луострова этими змеями, произошедшее не позднее 1,8—1,5 млн лет назад. Описание древней наход- ки, сделанное сотрудниками ПИН РАН и Зоологического института РАН, опублико- вано в журнале «Historical Biology». Благодаря другой не- давней находке из пещеры Таврида палеонтологи уз- нали кое-что новое о жизни древних летучих мышей. В нижнеплейстоценовых от- Так выглядит верхнечелюстная кость древней гадюки Vipera cf. renardi, найденной в пещере Таврида, Крым. Фото из статьи: Syromyatnikova Е. V., Lopatin А. V. A fossil viper (Serpentes: Viperidae) from the Early Pleistocene of the Crimean Peninsula. Historical Biology. 2023. 42 «Наука и жизнь» Л® IO. 2023.
ложениях местонахождения исследователи обнаружили черепные и нижнечелюст- ные остатки крупного ко- жана Eptesicus praeglacialis (кожаны — ещё одно на- звание летучих мышей). Находка стала первым сви- детельством обитания этого рукокрылого в Крыму. Академик РАН Алексей Владимирович Лопатин, изучавший костный мате- риал, обратил внимание, что степень стирания зубов (прежде всего, верхних клы- ков) различается от образца к образцу, из чего заключил, что остатки принадлежат особям разного возраста. Так как стирание клыков зависит от особенностей питания, прямое сопос- тавление степени износа с возрастом в годах затруд- нительно, однако очевидно, что часть изученных экзем- пляров относится к моло- дым особям первых лет жизни, а другие — к взрос- лым и старым особям. На некоторых черепах и костях кожанов из пещеры Таврида есть следы зубов мелких млекопитающих — свидетельства избиратель- ного поедания хищниками сохранившихся на костях летучих мышей остатков мягких тканей. Но в целом среди остатков Eptesicus praeglacialis из пещеры Таврида много образцов хорошей сохранности. Тут следует отметить, что для многих мелких животных пещера не была местом их обитания — их туда при- тащили питавшиеся ими хищники. Однако некоторые особенности состояния • ВЕСТИ ИЗ ЭКСПЕДИЦИЙ Нижнечелюстные кости кожана Eptesicus praeglacialis, найденные в нижнеплейстоценовых отложениях пещеры Таврида. На фото видно, что степень стирания зубов от одного костного остатка к другому меняется. Фото из статьи: Лопатин А. В. Раннеплейстоценовый кожан Eptesicus praeglacialis (Vespertilionidae, Chiroptera) из пещеры Таврида в Крыму. // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2023, т. 508, с. 95-104. костного материала древ- них летучих мышей из Тав- риды приводят к выводу, что в обнаруженных среди осадочных пород «погребе- ниях» Eptesicus praeglacialis есть остатки погибших в пещере кожанов, которые использовали её в качест- ве укрытия, а именно для зимней спячки. Зимнюю спячку в пещерах некоторых лесных форм летучих мы- шей на рубеже плиоцена и плейстоцена палеонтологи объясняют климатической адаптацией животных. Результаты исследования опубликованы в «Докладах Российской академии наук. Науки о жизни». Отметим, что современ- ный крупный кожан Epte- sicus serotinus, близкий к древнему Е. praeglacialis, широко распространён в открытых ландшафтах и в лесных местообитаниях и эпизодически исполь- зует пещеры для зимней спячки. По информации пресс-службы ПИН РАН. «Наука и жизнь» .V» 10. 2023. 43
Оптический поляризационный микроскоп Olympus ВХ51. На рисунке указаны части микроско па, используемые при съёмке в проходящем поляризованном свете: 1 — осветитель, 2 — поляри- затор, 3 — предметный столик, 4 — объективы, 5 — анализатор, 6 — окуляры, 7 — цифровая камера, 8 —регулятор фокусировки. При съёмке без анализатора поры выглядят почти белыми, при съёмке с анализатором — чёрными. Остальные детали микростроения почвы проявляются в разном цвете в зависимости от их кристаллооптических свойств. 44 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
• ИНСТРУМЕНТЫ НАУКИ ПОЧВА В ОБЪЕКТИВЕ МИКРОСКОПА Кандидат биологических наук Оксана ПЛОТНИКОВА, лаборатория минералогии и микроморфологии почв Почвенного института им. В. В. Докучаева. Изучением свойств почвы занимается специальная наука — почвоведение, применяющая методы биоло- гии, геологии, физики, химии и многих других областей знания. Однако для понимания свойств и функциони- рования почвы недостаточно только лишь химических и физических анализов. Мало знать состав почвенной системы, необходимо разобраться в том, какие в ней протекают процессы и как именно. И здесь на помощь исследователям приходит микроморфология — изучение тонких срезов почвы (шлифов) под оптическим поляри- зационным микроскопом. Как сделать тонкий срез, не нарушая структуру почвы? Для этого образцы почвы отбирают в специ- альные металлические рамки, называемые коро- бочками Кубиены (по име- ни основателя почвенной микроморфологии — ав- стрийского почвоведа Вальтера фон Кубиены), или же в небольшие кон- тейнеры с твёрдыми стен- ками. Коробочку приклады- вают к зачищенной стенке почвенного разреза и про- резают почву по краям но- жом до тех пор,пока рамка (или контейнер) полностью не окажется утопленной в стенку разреза. Затем об- разец прорезают сверху и отнимают от стенки. После чего тщательно упаковы- вают, чтобы не повредить при транспортировке, и помечают его верх, чтобы при дальнейшем изучении понимать, в каком направ- лении перемещаются ве- щества в почве. Для изготовления шлифа почвенный образец пропи- тывают отверждающим составом. Раньше для этой цели использовали смолу бальзамической пихты, сейчас в основном приме- няется полиэфирная смо- ла. После пропитывания образец высушивают на воздухе. Иногда, если поч- ва очень рыхлая, образец приходится пропитывать отверждающим составом прямо в поле, иначе есть Схема изготовления почвенного шлифа: 1 — микромонолит — образец почвы ненарушенного сложения, стрелкой указан верх образца: 2 — образец пропитан, обрезан с одной стороны и отшлифован, пропил указывает верх образца: 3 — об- разец наклеен отшлифованной стороной на предметное стекло: 4 — верхняя часть образца срезается, наклеенная часть сошлифовывается на станке до толщины 50 мкм; 5 — толщина шлифа доводится вручную до 30 мкм; 6 — на шлиф наклеивается покровное стекло. «Наука и жизнь» .V» IО. 2023. 45
риск не довезти его в лабо- раторию в ненарушенном состоянии. Высушенный образец распиливают на специаль- ном отрезном станке, спил шлифуют и приклеивают к предметному стеклу. С другой стороны образец обрезают на станке до толщины 50мкм, затем вручную на специальных шлифовальных кругах до- водят до толщины 30 мкми сверху на него наклеивают покровное стекло. Теперь шлиф готов к работе. Коллекция почвенных шлифов сродни коллекции художественных полотен. Ведь отобрать и привезти образцы с разных концов света, изготовить из них шлифы и изучить их — це- лое искусство! Природа тысячелетиями пишет свои картины, бережно сохра- няя их в почвенной толще, а задача микроморфоло- га— разобраться, что на этих картинах изображено. Работа эта непростая, но увлекательная. В лаборатории минера- логии и микроморфологии почв Почвенного инсти- тута им. В. В. Докучаева несколькими поколения- ми учёных собрана боль- шая коллекция почвенных шлифов — шлифотека. В настоящее время коллек- Верхний ряд: слева и в середине — коробочка Кубиены с почвенным образцом, справа — микромонолит почвы, пропитанный эпоксидной смолой. Нижнее фото: хранение почвенных шлифов. 46 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
A — красная ферсиаллитная почва (Ливия), глубина взятия образца 16—38 см, горизонт В1, увеличение 50*, съёмка с анализатором (шлиф П. А. Суханова); Б — краснозём (Грузия), железистая конкреция, глубина взятия образца 44—54 см, увеличение 100*, съёмка без анализатора (шлиф А. И. Ромашкевич). Различное гумусное состояние почвы (съёмка без анализатора): А — первич- ное накопление органического вещест- ва (подзол иллювиально-железистый, Якутия, с. Оймякон, глубина взятия образца 0—6 см, увеличение 50*, шлиф С. Ф. Хохлова); Б — содержание орга- нического вещества невысокое, гумус фульватный (в котором фульвокис- лот больше, чем гуминовых кислот), небольшое количество растительных остатков (дерново подзолистая почва, Московская область, село Ельдигино, глубина взятия образца 3—5 см, уве- личение 100*, шлиф В. Д. Тонконого- ва); В — хорошее гумусное состояние, сплошная пропитка почвенной массы тёмным гумусом (чернозём типичный, Центральный чернозёмный заповед ник им. профессора В. В. Алёхина, глубина взятия образца 5—10 см, уве- личение 100*, шлиф Н. А. Алехиной). «Наука и жизнь» ЛЬ 141. 2023. 47
Признаки выветривания пород и минералов: А — побурение окраски отсло- ившейся корочки щебня (краснозём, щебень с корочкой выветривания, Грузия, увеличение 40*, съёмка без анализатора, шлиф А. И. Ромашкевич); Б — рас- трескивание кварцевого зерна (чернозёмовидная почва, Амурская область, глубина взятия образца 35—40 см, увеличение 100*, съёмка с анализатором, шлиф Ю. А. Ливеровского). ция насчитывает более 15 тысяч шлифов из всех природных зон России и 37 стран мира, а старейшие экземпляры датируются 1938 годом. В шлифоте- ке есть «картины» самых разных почвенных гори- зонтов: от поверхностных, обменивающихся вещест- вами с атмосферой, до погребённых — глубинных, которые когда-то были по- верхностными. По количеству и разно- образию форм биогенного органического вещества, видимого в шлифе поверх- ностного горизонта, можно судить о процессе накоп- ления гумуса в почве. Так, на одной и той же глубине в почвах различных природ- ных зон гумусонакопление может быть практически совсем не выражено, либо выражено слабо или силь- но. Кроме того, в шлифах можно увидеть признаки населяющей почву жиз- ни: от грибных спор до экскрементов почвенной микрофауны. Помимо органического вещества важный компо- нент почвы — минераль- ный скелет, образовав- шийся в процессе вывет- ривания материнской гор- ной породы. Практически невозможно встретить почву, которая бы не име- ла минерального скелета (кроме, разве что, торфя- ных, но и в них минералы в небольшом количестве всё же присутствуют). В почве первичные минера- лы горных пород подвер- гаются выветриванию, о котором можно судить по ряду признаков: степени растрескивания зёрен (не- ровные края, остроуголь- ные формы), рельефу их поверхности («шагреневая поверхность», трещины). Сведения о внутрипочвен- ном выветривании дают представление о стадии эволюции изучаемой поч- вы и об изменениях её текущего состояния (на- пример, изменении pH). Удивительно красивы под микроскопом почвен- ные новообразования — так называют морфологи- чески оформленные выде- ления и скопления вещест- ва в почвенном материале, отличающиеся от него по составу и сложению. Воз- никают они в ходе почвооб- разовательных процессов и бывают самых разных форм: от кристаллов кар- боната кальция и гипса до конкреций железа и мар- ганца. Существуют также особые новообразования, кутаны,— как правило, это плёнки, покрывающие стенки почвенных пор. Ку- таны часто образуются в результате осаждения ка- кого-либо вещества (кар- боната кальция, оксидов и гидроксидов железа, органических соединений) из текущих по порам рас- творов. В зависимости от состава они могут свиде- 48 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Различные почвенные новообразования (съёмка с анализатором): А — железисто- марганцевые и карбонатные стяжения (ферро карбонатная почва, Ливия, глу бина взятия образца 0—20 см, увеличение 50*, шлиф П. А. Суханова); Б — крис- таллы гипса в гипсовой друзе (солонец, почвообразующая порода, Волгоградская область, село Кисловка, увеличение 20*, шлиф Т. В. Турсиной); В — глинистые кутаны (солонец, Ставропольский край, глубина взятия образца 31—35 см, увеличение 50*, шлиф Н. Б. Хитрова); Г — карбонатная кутана (осолоделая почва, Алтайский край, глубина взятия образца 110—120 см, увеличение 200*, шлиф Т. В. Турсиной). тельствовать о самых раз- ных процессах в почвах, от осолонцевания* до смены окислительно-восстанови- тельного режима. В Почвенном институ- те долгие годы сбором и хранением шлифов зани- малась доктор сельско- хозяйственных наук, за- ведующая нашей лабора- торией Марина Павловна Лебедева. Систематиза- цию коллекции выполнила сотрудник лаборатории Елена Владимировна Дос- товалова. Коллекция на- шего института уникальна и составляет бесценную базу для решения мно- жества фундаментальных и практических задач поч- воведения — от вопросов эволюции и классифика- ции почв до диагностики и предотвращения процес- сов деградации на ранних стадиях. * Солонцы — тип почв с высоким содержанием обмен- ного натрия. Автор выражает благодарность В. А. Плотникову, Т. В. Романис, Н. Б. Хитрову, Е. Б. Скворцовой, М. А. Лебедеву, отделу кадров Института за консультации. Иллюстрации Оксаны Плотниковой. «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 49
• ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ ФИЛЬТРЫ ДОНОРСКОЙ КРОВИ ДЛЯ РАБОТЫ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ Нередко в полевых ус- ловиях требуется сроч- ное переливание крови, а необходимой для этого ин- фраструктуры нет. Напри- мер, в гористой местности, труднодоступных северных районах или во время экс- педиций и походов. При трансфузии для повышения безопасности из донорской крови обязательно удаляют лейкоциты, которые могут вызывать нежелательные иммунные реакции. Делают это на станциях перели- вания крови с помощью специальных устройств. Но в экстремальных условиях лейкоцитофильтрацию бы- вает необходимо провести на месте, для чего исполь- зуют мобильные фильтры. Пропускание крови че- рез мобильные фильтры — альтернативный способ её очистки. Процедура прово- дится непосредственно во время её взятия — филь- Установка многоканального электроспиннинга, разра- ботанная в Томском политехническом университете. Фото предоставлено пресс-службой ТПУ трующее устройство при- соединяется к венозному катетеру. Ключевой элемент мобильных фильтров — мембрана. Сегодня в на- шей стране для подобных устройств используются импортные мембраны. Сотрудники Томского политехнического универ- ситета (ТПУ) разработа- ли первые отечественные мембраны для мобильных фильтров. Они представ- ляют собой послойно уло- женные специальные ком- позиты, которые имеют микропористую структуру, обеспечивающую филь- трацию крови. Специально подобранный размер пор композитов и электриче- ский заряд на поверхности волокон не позволяют лей- коцитам проходить через мембраны, и кровь очища- ется от этих элементов. Фильтры, созданные по заказу индустриального партнёра, выполнены из отечественных полимеров. При этом использовалось оборудование,разработан- ное сотрудниками Томского политеха, — система мно- гоканального электроспин- нинга. Электроспиннингом, или, иначе, электрофор- мованием, называют спо- соб получения полимер- ных волокон диаметром порядка нескольких сотен нанометров. Волокна в данном методе образуют- ся в результате действия электростатических сил на электрически заряжен- ную струю полимерного раствора или расплава. Электроспиннинг особенно подходит для производст- ва полимерных волокон, состоящих из больших и сложных молекул. Отечественные фильтры успешно прошли испытания в Кировском научно-иссле- довательском институте гематологии и перелива- ния крови ФМБА России. По словам разработчиков, мембраны оказались на 40% эффективнее японских аналогов, которые считают- ся признанным стандартом. То есть при меньшей толщи- не и меньшем количестве слоёв они фильтруют кровь с такой же эффективностью, что и импортные изделия. Это означает, что фильтры с такими мембранами имеют большую производитель- ность и скорость работы. По информации пресс-службы ТПУ. 50 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
Красивые дома АРХИТЕКТУРА СТРОИТЕЛЬСТВО ИНТЕРЬЕР 300 BEAUTIFUL HOUSES МВЦ «КРОКУС экспо» МОСКВА ♦7 (495) 730-5591 weg@weg.ru ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПАРТНЕРЫ СПОНСОР АРХИТЕКТУРНЫЙ КОНКУРС т поселок /интерьерный КОНКУРС 26-29 ОКТЯБРЯ *2023 houses.ru weg.ru АРХИТЕКТОРОВ ДИЗАЙНЕРОВ СТРОИТЕЛЕЙ ОРГАНИЗАТОР /архитектурный КОНКУРС Коттеджный
Весной этого года мы посадили в саду молодую яблоньку. Саженец прижился и пошёл в рост. Через некоторое время рядом со штамбом деревца, почти вплотную к нему, появился внушительный росток. Растение быстро набирало силу, стебель утолщался и утолщался. В росте оно намного обгоняло яблонь- ку. Внешне напоминает лебеду, но огромную. Прямо диковинных размеров! Растение кустилось, на нём появлялись очень большие листья и множество кистей с многочисленными соцветиями. Каждый раз, бывая на даче, я фотографировала этого великана. Посылаю фото и очень прошу помочь определить, что за растение поселилось в нашем саду, как оно к ном попало и что с ним делать? Оставить расти? Но оно давно стало мешать яблоньке. Или аккуратно удалить? Сад расположен в Истринском районе Московской области. Журнал «Наука и жизнь» читаю время от времени с большим интересом. Надеюсь на вашу помощь и заранее благодарю. Анастасия Берсенева, 14 сентября 2023 года. ОПАСНАЯ ДИКОВИНА... Называется цик- лахена дурниш- николистная (Cyclachaena xanthiifolia), из семейства Сложноцветные. Зане- сена она из Северной Америки и, как иной раз случается с интродуцен- тами, стала на новой тер- ритории агрессором по отношению к местной флоре. Подобные расте- ния записывают в так на- зываемые чёрные книги, которые составляются ботаниками по регионам. Подробно о циклахене можно почитать в «Чёр- ной книге флоры Средней России». Циклахена — однолет- ник, и по скорости рос- та можно судить о том, каким запасом энергии она обладает. За сезон растение достигает двух- метровой высоты, и его мощные шершавые лис- тья подавляют соседей. Раскидистое метельча- тое соцветие состоит из мелких зеленоватых кор- зинок, развивается во второй половине лета, цветение начинается в августе (на юге — в июле) и продолжается до замо- розков. Растёт циклахена на сорных местах, по обо- чинам дорог, появляется на полях и огородах. В середине XVIII века её выращивали в ботаниче- ских садах Европы, откуда она стала разбегаться. На- пример, источником пер- вых одичавших растений на территории Украины и 52 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
прилежащих российских областей стал ботаниче- ский сад в Киеве. В даль- нейшем семена для но- вых посевов приезжали к нам из разных мест — с грунтом, посадочным ма- териалом, но в основном с грузами по железным дорогам. С 1980-х годов циклахена ведёт себя особенно агрессивно, а с начала нового века её можно увидеть даже в Мурманской области и на юге Сибири. В чернозёмных реги- онах циклахена воспро- изводится и образует постоянные популяции вплоть до Тульской об- ласти, севернее она ещё не прижилась, посколь- ку семена не успевают вызреть. Но регулярное её появление, например, с грунтом и саженцами из южных питомников, может привести к отбо- ру форм с ускоренным развитием. Поэтому глав- ное — не допускать цве- тения. При обнаружении пришельца его надо сре- зать или, что надёжнее, удалить с корнем. Семена циклахены производятся в огромном количестве и сохраняют отличную всхожесть до 10 лет. Так что за участком, где был обнаружен занос, стоит приглядывать, по край- ней мере, ещё в следую- щем сезоне. Хотя циклахена не вхо- дит в единый перечень карантинных объектов Евразийского экономи- ческого союза, против ко- торых принимают меры на государственном уров- не, гражданский долг са- довода — уничтожать её как соперника местной флоры. К тому же есть ос- нование для личной заин- тересованности: пыльца циклахены —сильный ал- лерген и в местах массово- го произрастания вызы- вает осеннее обострение сенной лихорадки вместе с полынями, лебедой, зо- лотарником и знаменитой амброзией. Одиночное растение, конечно, не ста- нет причиной поллиноза НАУКА || ЖИЗНЬ | Переписка с читателями у здорового человека, но у тех, кто страдает этим недугом, и одна циклахе- на может спровоцировать приступ, причём даёт по- ложительную реакцию у 38% больных. Наталия ШЕВЫРЁВА, Главный ботанический сад РАН. «Паука и жизнь» .V» 141. 2023. 53
гвинейская тиляпия - ЖИВОЙ ПАМЯТНИК ВРЕМЕНАМ КЛИМАТИЧЕСКОГО ОПТИМУМА ГОЛОЦЕНА В САХАРЕ ...Проснувшись утром, мы смотрим в окно, по которому бегут капли дождя, вздыхаем и, чертыхаясь, заталкиваем зонтик в портфель: опять прогноз не оправдался, а климат стал вообще ни к чёрту! Человек привык определять климат с точки зрения своей комфортности, но наша планета живёт по своим законам. Зиму сменяет весна, затем наступает лето — жаркое или холодное. Потом при- ходит осень, за ней зима... А нам хочется тепла, солнца, и мы забываем о том, как задыхались от жары в полуденный зной, и сетуем, что раньше климат был лучше, чем сейчас. Специалисты знают, что существуют долгопериодные колебания климата, за- трагивающие тысячелетия. Тёплые влаж- ные — гумидные — периоды сменяются холодными сухими — аридными, потом снова потепление, и всё живое на планете приспосабливается к таким изменениям. Не приспособишься — вымрешь, как вы- мерли динозавры или мамонты. Великие климатические изменения ос- тавляют на лице планеты свои следы: су- хие долины рек в пустыне, перенесённые ледником за тысячи километров валуны и остатки морены, следы движения айс- бергов на дне морей. Остаются и живые свидетели прошедших климатических эпох, пережившие эти периоды без види- мых изменений. Таким свидетелем стала небольшая африканская рыбка, гвиней- ская тиляпия. Гумидный климат господствовал в Северной Африке в период климатиче- ского оптимума голоцена (неолитический субплювиал с 7500 по 3000 гг. до н. э.). Постепенное изменение климата на су- хой, засушливый — аридный привело к исчезновению большинства рек в Сахаре и к гибели обитавших в них животных и рыб, но существуют и исключения. В1983 году в южной части залива Арген в Мавритании была поймана тиляпия, кото- рая получила звучное имя — Sarotherodon melanoteron. Чтобы понять, почему эта находка вызвала интерес у ихтиологов, нужно не- Пироги идут на промысел в заливе Арген. Фото Алексея Гущина (3) 54 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
• ГИПОТЕЗЫ, ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ, ФАКТЫ Гвинейская тиляпия Tilapia guineensis (Gunther, 1862). Половозрелая особь из южной части залива Арген (общая длина тела — 23 см). много остановиться на описании залива Арген. Залив Арген представляет собой обшир- ное мелководье площадью 12,6 тыс. км2 со средней глубиной 2,5 м. В нём наблюда- ется неправильный полусуточный прилив с амплитудой 1,2—2,0 м. Залив отделён от океана скальным баром с глубинами 1,5—2,5 м, снижающим прибойное воз- действие океана. Наиболее мелководная часть залива покрыта ковром из морских трав, обнажающихся в отлив и скрываю- щихся под водой в прилив. Холодные воды Канарского апвеллинга вливаются в залив в районе мыса Кап-Блана, где одна ветвь течения поворачивает на север в бухту Леврие, другая — на юг вдоль побережья. Поступающие воды трансформируются за счёт прогрева и испарения на мелководье. Температура воды на юге залива поднима- ется до 29,5°С, солёность воды достигает более 40%о в проливах между островами Лов рыбы у полуострова Ивик в заливе Арген. «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 55
Тирда, в проливе Серени, в бухтах Арген и Св. Жанны. Трансформированные воды сливаются в океан на юге залива у мыса Тимирис. Благодаря Канарскому апвел- лингу, богатому биогенными веществами, и мелководью, куда вливаются эти воды, в заливе Арген возникают условия, очень комфортные для обитания различных жи- вотных: морских млекопитающих, беспоз- воночных, черепах, птиц и рыб. Особенно привлекательны эти места для десятков тысяч птиц. Воды залива становятся «дет- ским садом» для молоди рыб и таким образом поддерживают рыболовство в Центральной Атлантике. Детальные исследования фауны рыб залива позволили локализовать ареал тиляпии и переопределить её как «гвиней- скую тиляпию» — Tilapia guineensis. Вот тут возникла почти детективная коллизия. Гвинейская тиляпия известна как прес- новодный и солоноватоводный вид, обитающий в реках, эстуариях и лагунах Африки от Сенегала до Анголы. Макси- мальная солёность воды в местах оби- тания гвинейской тиляпии не превышает 28,5%о. А в заливе Арген солёность 40%о, выше, чем в океане, на 8%о. Находка рыбы, обычно обитающей в пресных водах рек и осолонённых водах лагун, вызвала вопросы. • Почему один и тот же вид обитает в столь различных условиях солёности? • Как и когда возникла популяция ти- ляпии залива Арген и что могло способ- ствовать адаптации тиляпии залива Арген к высокой солёности? Попытаемся ответить на эти вопросы и понять происхождение тиляпии в южной части залива Арген. Одна из наиболее частых современных причин появления вселенцев на ранее чуждой акватории — занос икры и личинок вместе с балластными водами судов. В данном случае это предположение не оп- равдано, так как суда не заходят в южную мелководную часть залива. Кроме того, гвинейская тиляпия является рыбой, но- сящей инкубируемую икру и появившихся 56 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
17°00 16°20 17°00 16°20 до н.э. 10000 20000 30000 40000 50000 климат уровень океана 4-7 9 образование залива Арген----- климат аридный гумидный уровень океана регрессия грансгрессия | ~| Суша J Современная береговая линия Опреснённые участки залива Современные места находок гвинейской тиляпии Участки, залитые водой в период трансгрессии Эволюция залива Арген: А — залив 7—4 тыс. лет до н. э. (1, 2, 3 — места впадения рек); В — залив 3 тыс. лет до н. э. (1, 2, 3 — места впадения рек); С — современный залив Арген (1, 2, 3 — места впадения рек, пересохшие речные долины — вади). Рисунок из статьи: Гущин А. В. Гипотеза возникновения независимой популяции гвинейской тиляпии (Coptodon guineensis (Gunther)) в заливе Арген (Атлантический океан). //Гидрометеорология и экология, № 70, 2023. Паука и жизнь» ЛЬ IO. 2023. 57
Карта Абрахама Ортелия (Abraham Ortelius) «Africae tabula nova». Антверпен, 1570 год. личинок во рту, охраняющей потомство, следовательно, случайный перенос икры и личинок маловероятен. Более вероятным объяснением сущест- вования самостоятельной популяции тиляпии в заливе Арген может быть то, что в период атлантического климати- ческого оптимума голоцена или неоли- тического субплювиала в Северной Аф- рике (8—3 тыс. лет до н. э.) в этих местах существовали реки, впадавшие в океан. Такие реки были нанесены на ряд ста- ринных карт Северной Африки. Они есть на карте Клавдия Птолемея. Ортелий на своей карте «Africae tabula nova» указывает реку Арген, впадающую в залив Арген. На картах атласа австрийского картографа и издателя Франца Йозефа фон Райли 58 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
речных долин — вади могут служить убе- дительным подтверждением. Территория современной пустыни представляла собой влажную саванну, остатки которой мож- но наблюдать в бассейне реки Сенегал. Уровень океана превышал современный на 2 м (6—5 тыс. лет до н. э.), а залив простирался на 10—30 км на восток от современного положения, о чём можно судить по раковинам морских моллюсков, находимых на этой территории. Совре- менные океанологические условия вод у Северо-Западной Африки окончательно сформировались в этот период, на что ука- зывают исследования фауны форамини- фер голоцена, проведённые сотрудницей Института океанологии Н. П. Лукашиной. Формирующийся залив Арген оказался под воздействием постоянного Канар- «Grosser deutscher Atlas» 1794—1796 годов имеется река, впадающая в бухту Св. Жанны, являющейся частью залива Арген. Долины исчезнувших рек залива Арген и прилегающих мест указаны на современных топографических картах Ма- рокко и Мавритании. Они хорошо видны в этих местах, особенно с самолёта. Современный залив Арген возник как дельта крупной реки, менявшей своё русло в южном направлении, или нескольких рек, впадавших в этом месте в океан. Остатки ского апвеллинга, холодные воды которого вливаются в залив в северной части. Регрессия уровня океана и последую- щее наступление аридного климатическо- го периода привели к тому, что произошло разделение залива на две гидрологиче- ские зоны, северную и южную. Северная зона находилась под прямым воздей- ствием Канарского апвеллинга, имела океаническую солёность и пониженные температуры из-за вод апвеллинга. Эти условия привели к тому, что гвинейская тиляпия исчезла из вод этой части залива. Наука жизнь» ЛЬ IO. 2023. 59
Фото Алексея Гущина (2) Артефакты неолита мыса Кап-Блан. В южной части залива, в то время опрес- нённой за счёт реки, впадавшей в залив на месте современного пролива Серени и бухты Св. Жанны, сложились более благоприятные гидрологические условия, которые вполне подходили для обитания гвинейской тиляпии. Косвенным подтверждением данной гипотезы может быть существование многочисленных стоянок человека нео- лита, которые возникли при наличии доступной пищи и пресной воды. Арте- факты из этих стоянок были датированы радиоуглеродным методом в радиоло- гической лаборатории «Lodyc, Paris VI». Был определён возраст следующих остатков: отолиты (слуховые камушки) рыб — 6740 лет до н. э.; фрагменты яиц страуса — 5980 лет до н. э.; кости челове- ка из могильника —4790 лет до н. э. Всего на полуострове Кап-Блан располагалась 51 стоянка-поселение человека неолита (7—5 тыс. лет до н. э.). Изменение климата в сторону совре- менного аридного началось около 4 тыс. лет до н. э., что вызвало постепенное превращение Сахары в пустыню. В этот период уровень океана понижается до современного, материковый сток со- кращается, реки начинают исчезать. На побережье возникает дефицит пресной воды. Как следствие дефицита пресной воды, количество неолитических стоянок на полуострове Кап-Блан во втором ты- сячелетии до н. э. сокращается до пяти, несмотря на обилие доступной пищи в за- ливе. Залив Арген становится морским во- доёмом. Его южная, когда-то опреснённая часть, из-за постоянной трансформации вод на мелководье превращается в зону повышенной солёности и температуры. Климатические изменения происходили постепенно и протекали как минимум на протяжении 1,5—2 тыс. лет. Первыми ис- чезли реки, впадавшие в северную часть залива, затем те, что впадали в централь- ную часть залива. Позднее всего исчезла река, впадавшая в южную часть залива (пролив Серени и бухта Св. Жанны), где опреснение вод сохранялось более дли- тельное время. Затянувшееся опреснение южной части залива позволило локальной популяции гвинейской тиляпии приспо- 60 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
собиться и сохраниться в новых условиях среды. Причиной адаптации послужила генетическая предрасположенность гви- нейской тиляпии к эвригалинности (оби- танию в водах с различной солёностью). Другие виды пресноводной ихтиофауны не смогли адаптироваться к новым усло- виям среды и исчезли. Очевидно, этих ви- дов было не меньше, чем в реке Сенегал, где сейчас обитает 146 пресноводных и солоноватоводных видов рыб. Проверкой такого предположения могут послужить исследования дельты реки Сенегал, проведённые автором. Температура воды в реке составляла в январе 19—21°С, в июле 26—30°С, солё- ность колебалась от 0,2 до 12,1 %о. Ловы гвинейской тиляпии в дельте показали, что её молодь является обычным фоновым видом и встречается во всех водах дельты реки Сенегал. В других тропических водах гвинейская тиляпия обитает в лагунах, где максимальная солёность не превышает 28,5%о. Океаническая солёность воды свыше 30%о служит, по-видимому, непре- одолимой преградой для распростране- ния гвинейской тиляпии в современных условиях. Залив Арген, бухта Этуалъ. Возникает вопрос, почему гвинейская тиляпия популяции залива Арген, обита- ющая при солёности более 40%о, не осво- ила океанические воды Северо-Западной Африки? Очевидно, что распространение гви- нейской тиляпии ограничено комплексом условий обитания, включающим, помимо солёности, температуру воды, спокой- ные воды мелководий без прибойного воздействия, наличие доступной пищи и укрытий в виде зарослей морских трав. Так небольшая рыбка стала живым па- мятником прошедшим временам, когда на месте великой пустыни Сахары про- стирались бескрайние зелёные равнины, пересекаемые реками, где кипела жизнь во всех её тропических формах и много- образии. Кандидат биологических наук Алексей ГУЩИН, Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН. Иллюстрации предоставлены автором. Наука жизнь» .V> IO. 2023. 61
НАУКА II ЖИЗНЬ Фото: John Graner/PD Рисунок: Alberto Gennari/Nature КИТ ПОБОЛЬШЕ ДИНОЗАВРОВ Итальянские палеонто- логи, ведущие раскопки на юге Чили, наткнулись на ог- ромные кости неизвестного вымершего животного. Ис- следование показало, что это гигантский кит, живший в период эоцена, около 40 миллионов лет назад, когда эта местность была покры- та океаном. По размерам найденных частей скелета вес кита оценивают макси- мум в 340 тонн, что больше самых крупных известных науке динозавров. Сде- лать более точные выводы мешает скудость наход- ки — всего 13 позвонков, 4 ребра и 10-сантиметровый обломок тазовой кости. Понять, чем питался этот гигант, пока невозможно, поскольку не сохранились челюсти. Так что остаётся только надеяться на даль- нейшие раскопки. ПОЯВЛЕНИЕ РЕБЁНКА УМЕНЬШАЕТ МОЗГ ОТЦА Научный коллектив из пяти женщин и двух муж- чин, сотрудниц и сотруд- ников Института исследо- ваний здоровья в Мадриде (Испания), оценив объём головного мозга у молодых отцов, пришёл к выводу, что появление в семье ребён- ка вызывает уменьшение некоторых отделов мозга отца. Посредством магнит- но-резонансной томогра- фии измерен объём коры мозга 40 мужчин, ожида- ющих первого ребёнка, причём один скан делали до рождения потомства, второй после. Оказалось, что кора мозга после по- явления первенца умень- шается на 1%. Особенно уменьшилась зрительная кора и так называемая сеть пассивного режима работы мозга. Её открыли лет 20 назад, она активна, когда человек не занят выпол- нением какой-либо зада- чи, связанной с внешним миром, а бездействует, отдыхает, грезит наяву или погружён в себя. По-види- мому, начинающим отцам погружаться в себя просто некогда. Для сравнения такие же измерения про- вели у 17 других мужчин, не планирующих завести детей, и никаких изменений не нашли. У ожидающих отцов ещё измерили на всякий случай объём под- корковых структур мозга, он не изменился. На изображении, полу- ченном методом магнитно- резонансной томографии, выделена сеть пассивного режима работы мозга (два ракурса, сбоку и сверху). СЛАДКОЕЖКИ НА ВЕРЁВОЧНОЙ ЛЕСТНИЦЕ Около 7500 лет назад на юге Испании желающим отведать мёда приходилось серьёзно готовиться к опас- ной экспедиции. Сначала надо было собрать стебли 62 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
Рисунок: Manuel Bea et al.. Cambridge Archaeological Journal растения эспарто (Stipa tenacissima), сплести из них верёвку, изготовить верё- вочную лестницу, забраться на скалу, где гнездились дикие пчёлы, закрепить лестницу там и спустить её конец до земли. После чего сборщики мёда могли взобраться к пчелиным гнёздам и наломать себе сот. Некоторые подроб- которую надо было под- няться, составляла около 25 м. Кроме того, на рисун- ке можно видеть два типа верёвочных лестниц. Часть пути вверх шла по обычной лестнице с поперечными ступеньками между двух опорных верёвок, а часть — по лестнице из петель, в которые приходилось про- совывать ноги. ЛЕСУ НУЖНЫ МИКРОБЫ Швейцарский эколог Колин Эверилл и его кол- леги проанализировали результаты эксперимента по восстановлению леса, проведённого на 11 гекта- рах на юге Уэльса (Велико- британия). Среди саженцев половину составляли лист- венные деревья (берёза, дуб, рябина, осина, ольха, дикая вишня), половину — ели. У части саженцев корни перед посадкой обработали коммерческой культурой лесной почвенной микро- флоры, разводимой в лабо- ратории. Другую часть сажа- ли без особых манипуляций, просто вырыв яму в земле. Для третьей части в яму добавляли лопату почвы из ближайшего леса. Уверен- но говорить о результатах опыта ещё рано, но третья группа саженцев растёт быстрее других. Экспери- мент решено повторить на закладываемой в США план- тации ладанной сосны. Одна из таких плантаций — на снимке. ности операции испанские археологи восстановили по рисункам, найденным в двух пещерах, и по сохра- нившимся в одной из них фрагментам лестниц, за ты- сячи лет вошедшим в состав сталактитов и сталагмитов. Вряд ли пчёлы относились к нападению безразлично (на одном из рисунков явно изображён пчелиный рой), но как защищались от них охотники за мёдом, остаёт- ся неизвестным. Если фигурка человека, взбирающегося вверх, на- рисована в верном масшта- бе по сравнению с длиной лестницы, то высота, на Фото: USDA/CCBY2.0 «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 63
Фото: Cambridge Bay Weather/Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0 В ПРОГНОЗЕ — ТУМАН И ОСАДКИ Сотрудники Океаноло- гического университета в Циндао (КНР) собрали дан- ные по туманам в Арктике с 1979 по 2018 год. Продлив замеченные тенденции, они спрогнозировали частоту туманов и высокой влаж- ности воздуха в конце XXI века вдоль северного побе- режья Канады, где проходят многие маршруты торгового судоходства. Потепление приведёт к тому, что путь по этой трассе займёт на 2,5—3 дня больше времени, чем сейчас. Туман заставит капитанов удвоить осторож- ность и снизить скорость. На снимке — туман в арк- тическом канадском посёл- ке на побережье острова Виктория. В момент фото- нам Израиля старше 12 лет, прививавшимся в разное время суток, исследователи пришли к выводу, что наибо- лее эффективно прививка защищает от заражения, если она сделана в первой половине дня, от раннего утра и до 13 часов. Эффект особенно выражен у людей моложе 20 лет и старше 50. Механизм явления неясен. Впрочем, многие процессы в организме человека уп- равляются биологическими часами, настраивающимися по Солнцу. СПУТНИКИ МЕШАЮТ АСТРОНОМАМ На орбитах вокруг Зем- ли сейчас насчитывается свыше 9700 активных и отработавших свой срок спутников, из них более 3700 относятся к системе спутников Starlink, которые обеспечивают интернетом почти весь мир. В проектах запуск ещё нескольких де- сятков. Но уже сейчас вся эта техника сильно меша- ет астрономам, особенно космическому телескопу «Хаббл». По данным немец- ких астрономов, светящиеся следы спутников видны на 4,3% его снимков. Пока это терпимо, но ситуация явно будет ухудшаться. На снимке внизу, сделан- ном в Межамериканской об- серватории Серро-Тололо (Чили), видны 19 следов от пролёта спутников системы Starlink. Время экспозиции 333 секунды. О НАУКЕ СУВЕРЕННОСТЬЮ В последние годы тон статей в научных журналах обрёл повышенную уве- ренность. К такому выводу пришли китайские социо- логи, проанализировав на- учные статьи из весьма ав- торитетного еженедельного журнала «Science», издаю- щегося в США и публикую- щего работы по широкому кругу естественных наук. Для изучения отобрали мас- сив статей, напечатанных за 25 лет, с января 1997 графирования температура воздуха составляла -43’С. КОГДА ЛУЧШЕ ПРИВИВАТЬСЯ ОТ КОРОНАВИРУСА Вопрос стал менее акту- альным почти во всём мире, но совсем снимать его с по- вестки дня не стоит. Поэтому им занялись эпидемиологи из Израиля и США. Изучив данные по 1 515 754гражда- Фото: С. Martina-Vazquez and С. Johnson/NOIRLab/CC BY 4.0 64 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
года по декабрь 2021 года. Специально созданная ком- пьютерная программа поз- волила без участия человека вылавливать в текстах слова, указывающие на некоторую неуверенность авторов. Это, например, такие выражения, как «по-видимому», «скорее всего», «как мы предпола- гаем», «приблизительно», «вероятно»... Оказалось, что за указанный период частота таких оборотов речи снизилась со 115,8 до 67,42 на 10 000 слов текста. Стиль авторов стал более уверен- ным и безапелляционным. Чем это может объяснять- ся? Социологи предполага- ют, что дело в трудностях с финансированием науки. Поток научных работ всё растёт, денег на все проекты не хватает, и каждый автор старается выставить свой труд в наилучшем свете, привлечь благосклонное внимание тех, от кого за- висит выделение грантов научным учреждениям. МОЗГИ КУРЕНИЕ К длинному списку вред- ных последствий курения добавилось уменьшение объёма мозга. Что у куриль- щиков мозг меньше, чем у некурящих, известно уже давно, но до сих пор было неясно соотношение след- ствия и причины. То ли ку- рить склонны те, у кого мозг от рождения невелик, то ли это уменьшение вызывает- ся табаком. Американские врачи на основе многолет- них данных, накопленных в Англии, пришли ко второму выводу. Специальный ан- глийский биобанк с 2006 года собирает подробные сведения о здоровье и об- Фото: С. Н. DE-OLIVEIRA-NOGUEIRA/Science разе жизни десятков тысяч граждан Великобритании, добровольно согласив- шихся помочь науке. Для исследования отобрали анонимные данные о 28 404 людях, часть из которых бо- лее или менее регулярно ку- рит, часть никогда не курила и часть бросила это занятие. Оказалось, что у курильщи- ков общий объём головного мозга (его измеряли подан- ным магнитно-резонансной томографии) уменьшил- ся за время наблюдения в среднем на 7,1 см3. Объём так называемого серого вещества (тел нейронов и их коротких отростков дендритов) упал на 5,5 см3, а белого вещества (пучков аксонов — длинных ней- ронных отростков, которые служат соединительными «проводами» между отдела- ми мозга) — на 1,6 см3. Это средние значения, а у выку- ривающих более одной пач- ки сигарет в день серое ве- щество уменьшалось быст- рее. Для белого вещества интенсивность курения не влияла на сокращение объ- ёма. Если бросить курить, вредный эффект чуть сгла- живается: год без табака восстанавливает 0,09 см3 мозга. Так что лучше даже не начинать! ЛЯГУШКА- ЛЮБИТЕЛЬНИЦА СЛАДКОГО Как известно, для того, чтобы дать семена, мно- гие растения нуждаются в опылении их цветков. Эту важную обязанность берут на себя насекомые, иногда птицы (например, колибри) и даже ветер, переносящий пыльцу. Однако недавно найден уникальный слу- чай: опыление некоторых представителей тропиче- ской флоры обеспечива- ет маленькая бразильская лягушка Xenohyla truncata, питающаяся нектаром. Зёр- на пыльцы прилипают к её спине, и она прыгает на соседнее растение. В материалах рубрики использованы сообщения следующих изданий: «The Economist» и «Nature» (Ве- ликобритания), «Journal of Clinical Investigation», «Geo- physical Research Letters», «PsychologyToday», «Science», «Scientific American» (США), «Science Post» (Франция), «FoodWebs», «Scientometrics» (Швейцария). «Наука и жизнь» .V? KI. 2023. 65
• ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ Фото Ольги Якубович, СПбГУ ПОИСКУ ЗОЛОТА ПОМОЖЕТ ГЕЛИЙ На разных этапах эво- люции Земли рож- дались разные по типам и масштабам залежи по- лезных ископаемых. Так, например, на Дальнем Востоке с событиями воз- растом 140 млн лет связа- но образование крупных месторождений золота, в то время как последующий этап — 120 млн лет — был намного менее продук- тивный. Поэтому, чтобы оценить, может ли неболь- шое рудопроявление (то есть скопление полезных ископаемых) стать мес- торождением, геологам в числе прочего требуется определить возраст мине- рализации. В начале XX века Эрнест Резерфорд, открывший и объяснивший радио- активное превращение химических элементов, предложил метод опреде- ления возраста минералов по концентрации в них гелия — продукта радио- активного распада урана и тория. Метод применяли для богатых ураном мине- ралов, но в 1950-е годы геологи пришли к выводу, что такой способ датиро- вания неточен, поскольку гелий в течение геологи- ческого времени теряется и, как следствие, значения возраста оказывались су- щественно ниже истинных. Но совсем метод забыт не был: в 1980-е годы в США его стали применять для датирования не воз- раста появления породы, но времени, когда она остыла до температур по- рядка 70—20°С. Тогда же по концентрации гелия в Пирит с Березовского месторождения (Средний Урал). Это первое золо- торудное месторождение России. минералах начали опре- делять время образования гор и скорости их разру- шения. И, наконец, в XXI веке геологи вернулись к этому методу прямого определения возраста ми- нералообразования. Сотрудники Санкт-Пе- тербургского университе- та совместно с коллегами из Института геологии и геохронологии докембрия РАН (ИГГД РАН) доказа- ли, что по концентрации гелия можно устанавли- вать время образования платины, золота и пирита. Доказательство основано на открытии высокой со- хранности гелия в пири- те — спутнике золоторуд- ной минерализации. 66 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
Пирит (сульфид желе- за) — наиболее распро- странённый сульфидный минерал и встречается в большинстве месторож- дений золота. Поэтому, определяя содержание в нём гелия, можно быст- ро и недорого оценить перспективность рудного объекта на обнаружение крупной залежи ценного металла. Процедура установления возраста породы включает тщательный предвари- тельный минералогиче- ский анализ небольшого образца. Затем кусочек минерала помещают в масс-спектрометр, где проводят измерение кон- центрации гелия, тория и урана. Далее установлен- ный геологический воз- раст породы сопоставляют с эпохами эволюции Земли и делают вывод о перспек- тивности обнаруженных рудных залежей. Петер- бургские исследователи для повышения точности метода разработали ори- гинальный масс-спектро- метрический комплекс, с помощью которого можно измерять концентрацию гелия, тория и урана в еди- ничных миллиграммовых зёрнах, причём в одной навеске. Существующие альтер- нативные методы датиро- вания минералов — более дорогие и сложные. На- пример, аргон-аргоновый метод требует поиска ас- социирующих с породой калиевых минералов. За- тем такой калиевый ми- нерал облучают потоком нейтронов, после чего он должен «остыть» — корот- коживущие радиоактивные элементы распасться. И только тогда можно опре- делить возраст породы. Подобная процедура ар- гонового датирования тре- бует времени до полугода, тогда как определение возраста по гелию — ме- нее недели. Другой метод, рений- осмиевый, тоже методи- чески сложнее и требует существенно большего ко- личества материала, чем датировка по гелию, при этом подходящий матери- ал бывает трудно найти на местах геологоразведки. Разработанный сотруд- никами СПбГУ и ИГГД РАН метод датирования был протестирован на место- рождениях Урала и Даль- него Востока. На данный момент погрешность оп- ределения возраста не превышает 5%, что для ру- тинного поиска месторож- дений вполне приемлемо. Ведь рудообразующие и «пустые» этапы гидро- термальной деятельности разделяют десятки милли- онов лет. Результаты исследо- вания опубликованы в журналах «Вестник Санкт- Петербургского универ- ситета. Науки о Земле», «Geostandards and Geo- analytical Research» и в других, а также представ- лены руководителем ис- следований кандидатом геолого-минералогиче- ских наук Ольгой Валенти- новной Якубович на меж- дународной конференции «International Conference on Thermochronology», со- стоявшейся 3—8 сентября 2023 года. По информации пресс-службы СПбГУ. НАНОМЕДЬ В ОПАСНЫХ ДОЗАХ Медь необходима живым организ- мам. Например, без неё не будет работать один из ключевых ферментов электрон-транспортной цепи в митохон- дриях — клеточных энергетических орга- неллах. Именно благодаря сложной сис- теме белков электрон-транспортной цепи клетка получает ббльшую часть энергии; и можно представить, что её ждёт, если она вдруг лишится меди. Но несмотря на всю важность, медь нужна живым существам в очень и очень небольших количествах. Если её становится много, она превра- щается в серьёзную проблему, и когда экологи говорят о загрязнении воды или почвы тяжёлыми металлами, они имеют в виду в том числе и различные соединения меди. Один из самых распространённых медных загрязнителей — наночастицы оксида двухвалентной меди СиО, кото- рый используют в различных отраслях «Наука и жизнь» .V? I О. 2023. 67
промышленности. Есть много исследо- ваний, демонстрирующих токсичность СиО как в отдельных клетках, так и в организме в целом. Однако токсичность всегда начинается с какой-то опре- делённой дозы, пусть даже она очень мала. Минимальная токсичная доза не обязательно сразу даст о себе знать яв- ными симптомами отравления: вред от опасного соединения может незаметно накапливаться на уровне отдельных молекулярных процессов. Сотрудники Уральского федерального университета вместе с коллегами из Екатеринбургско- го медицинского научного центра про- филактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий и Йенского университета им. Фридриха Шиллера (Германия) попытались определить именно такую минимально опасную дозу наномеди (точнее, наночастиц оксида меди СиО), с которой медь начинает исподволь вредить. Эксперименты ста- вили на крысах, которым наночастицы вводили интраперитонеально, то есть в брюшную полость, причём понемногу в течение шести недель, так что в сум- ме одни крысы к концу шестой недели получили дозу 18 миллиграммов на килограмм (мг/кг) массы тела, а дру- гие — 36 мг/кг. Если бы суммарная доза была больше, то у животных началось бы обычное отравление в результате хрони- ческой интоксикации. Последствия оценивали по белкам крови, которые указали на повреждения митохондрий в клетках и повышенную склонность клеток к апоптозу — так на- зывают одну из программ клеточного самоубийства. (Апоптоз включается, когда клетка «понимает», что дефекты в ней слишком велики, чтобы с ними спра- виться, и что проще самоуничтожиться, чтобы не навредить другим клеткам.) Известно, что некоторые органы, в том числе печень и почки, особенно чувстви- тельны к токсическим свойствам меди. Исследователи отметили у подопытных крыс сужение почечных канальцев, дис- трофию и отмирание клеток почек. Те же дистрофия и отмирание происходили и в печени. Поскольку печень осуществляет огромное количество биохимических реакций и синтезирует множество разных ферментов, печёночные аномалии были видны не только по состоянию её соб- ственной ткани, но и по составу белков, плавающих в крови. У крыс также нача- лись нейродегенеративные процессы, причём проблемы с нервной системой были видны не только по нейронам, но и по поведению животных. Накопление наночастиц оксида меди повышало уровень агрессивных молекул- окислителей — иными словами, возникал окислительный стресс. Клетки начина- ли массово запускать апоптотическую программу гибели, и попутно иммунная система включала воспалительную ре- акцию. Как известно, воспаление — это обоюдоострое оружие: с одной стороны, с его помощью иммунитет пытается лик- видировать причину патологии, с другой стороны, оно повреждает здоровые тка- ни. В случае с медными наночастицами воспаление усиливало их токсический эффект. Но какая же доза наночастиц стано- вится пороговой, или, иными словами, с какой дозы начинаются все описанные изменения в печени, почках ит. д.? Ис- следователи пришли к выводу, что это 18 мг/кг. Только всё-таки нужно ещё раз напомнить, что опыты ставили с крысами и наночастицы вводили им интраперитоне- ально. Люди получают их с едой и водой. Можно предположить, что сама пороговая доза для людей будет примерно такой же, но проявляться, вероятно, будет в чём-то так же, а в чём-то иначе. В любом случае с медью в организме лучше не шутить, а выбросы промышленных предприятий, содержащие тяжёлые металлы, хорошо бы сделать как можно меньше. Исследования поддержаны Минис- терством науки и высшего образования РФ в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет- 2030». Полученные результаты опублико- ваны в журнале «Scientific Reports». По материалам пресс-службы Уральского федерального университета. 68 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
Источник: kikkoman.com ------ • КУЛИНАРНЫЕ ИСТОРИИ -------- СОЕВЫЙ СОУС: СО ВКУСОМ УМАМИ И НОКУМИ Кандидат фармацевтических наук___ Игорь СОКОЛЬСКИЙ. — Велико дело — соус! — У нас этих соусов нет, потому что наша еда — настоящая. М. Е. Салтыков-Щедрин. Благонамеренные речи Во второй половине XIX —начале XX сто- летия русское искусст- во приготовления пищи старалось идти в ногу с зарубежной гастроно- мией. Одним из прояв- лений этого стремления стало увлечение различ- ными соусами, рецепты которых, как правило, были европейского про- исхождения. Тульский помещик, переводчик и литератор В. А. Левшин, по словам А. С. Пушкина, «автор многих сочинений по части хозяйственной», в одном из первых рус- ских сборников кулинар- ных рецептов, изданном в 1795 году под названием «Словарь поваренный, приспешничий, канди- торский и дистиллатор- ский, содержащий по азбучному порядку под- робное и верное настав- Иллюстрация, изобра- жающая производство соевого соуса в японской провинции Шимоуса. ление к приготовлению всякаго рода кушанья из французской, немецкой, голландской, испанской и английской поварни...», опубликовал рецепты многочисленных соусов. При этом он объяснил просвещённым помещи- кам, которым была пред- назначена его книга, что соусы — это «густоватая жидкость, составленная из разных смесей, к воз- вышению вкусу пище. Множество оных изоб- ретено к употреблению <...> Всякому, любящему своё здоровье, советую соусы употреблять с уме- ренностью; а особливо содержащие в себе под- меси щекотящия и горя- чащия». -> «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 69
Повара и домашние кулинары, которые при- выкли традиционно сдаб- ривать еду солью, уксу- сом, горчицей и хреном, стали сопровождать раз- личные блюда модной кулинарной новинкой. Владеющие этим тонким искусством не спешили делиться рецептами. Во второй половине XIX века появились первые изго- товленные фабричным способом всем доступные соусы, которые в виду их удобного употребления стали быстро входить в домашний быт. Одним из первых был соус со странным назва- нием «Соя кабуль». Пер- вая часть названия гово- рила о том, что в его при- готовлении принимали участие малоизвестные русским кулинарам со- евые бобы. Вторая часть названия продукта «ка- буль» говорила о мес- те его происхождения. Это был производимый в Англии «Soy Kabul sauce», рецепт которого англи- чане вывезли из Афга- нистана, коего столица, как известно, называется Кабул. Восточное про- исхождение соуса под- чёркивалось его жгучим вкусом и причудливым ароматом, которые в те времена хорошо подхо- дили к натуральной, но довольно пресной еде. Справедливости ради автор хочет обратить вни- мание любознательных читателей на то, что со- евый соус отечественные кулинары употребляли уже в первой половине XIX века. Иначе чем мож- но объяснить его упоми- нание в единственной в своём роде кулинарной поэме «Обед» поэта из пушкинского окружения В. С. Филимонова, издан- ной в Санкт-Петербурге в 1837 году: «Соль сыпал тот, кто был смелее, // Хладнокровный сою лил в салат». В первом издании 1863—1866 годов «Тол- кового словаря живого великорусского языка» В. И. Даля уже можно было прочитать о том, что «соя пряная припра- ва, подлива к яствам». Во времена Даля ещё не было чёткого разграничения между соусом и подливой и поэтому последовало уточнение: «Подливка, подлива, всякая жидкость, подливаемая к чему, во что». Для быстрейшего внед- рения в сознание обы- вателей необходимости употребления соуса «Соя кабуль» реклама XIX века утверждала, что он не только лучшая приправа к любым блюдам, закус- кам и бутербродам, но и способен улучшить суп- ружеские отношения. Это последнее свойство соуса не мог обойти сво- им вниманием А. П. Че- хов, написав в записной книжке: «Альфонсирую- щий молодой ч<елове>к поддерживает свои силы тем, что постоянно ест кабуль»1. Модный соус в Евро- пе стали добавлять даже в коктейли, о чём мож- но прочитать в романе « Эмигранты» превосход- но знакомого с парижски- ми кафе и барами первой четверти XX века, пони- мавшего толк в еде писа- теля А. Н. Толстого: «Он быстро прошёл через первый зал с на- крытыми для завтрака столиками, спустился на две ступеньки и положил трость и окурок сигары на цинковый прилавок бара. — Что угодно, мосье? — Степную устрицу. За стойкой усатый туч- ный красавец в белой курт- ке начал готовить смесь из джина, томатного соуса, кабуля, кайенского перца и сырого желтка». «Степной устрицей» в Париже называли тот самый коктейль с соей и перцем, который заказал в баре молчаливый че- ловек. Соус «Соя кабуль» стал настолько вездесущим, что им стали приправлять даже салат оливье, чего автор этого кулинарного шедевра Люсьен Оливье сам никогда не делал2. В иллюстрированном журнале общеполезных сведений в области пита- ния и домоводства «Наша пища»3 №5 за 1894 год был опубликован воп- рос читательницы: «Как приготовляется закуска Оливье?» В следующем номере журнала был дан ответ, автор которого, по его сло- вам, «не раз наслаждался 1Чехов А. П. Записные книж- ки. Дневники. //Собр. соч.: В 30 т. —М.: Наука, 1980. 2 И. Сокольский. Тайна сала- та оливье. — «Наука и жизнь» № 1,2012 г. 3 Издавался в Петербурге с 1890 года. 70 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
этой закуской, скорее целым блюдом в отеле “Эрмитаж”, где царил над кухней сам Оливье». В описании приготовле- ния очередного варианта знаменитого салата пред- лагалось готовую смесь ломтиков рябчика, карто- феля, огурцов, оливок и каперсов «залить вдоволь нижеследующим соусом: в обыкновенный холод- ный соус провансаль при- бавить сою "Кабуль” до темноватого цвета и пи- кантного вкуса». На что последовал ре- зонный вопрос читатель- ницы: «Как приготовля- ется “Соя и Кабуль?"». Ответ гласил: «Всё, что приготовляется в России под названием “кабуль", не есть настоящий соус “кабуль", приготовляе- мый в Лондоне фирмою Crosse & Blackwell. Способ приготовления настоя- щего “кабуль" составляет секрет фирмы». В тридцатых годах двад- цатого столетия комбина- ты пищевой промышлен- ности СССР стали произ- водить собственный соус «Соя кабуль». В 1939 году в знаменитой «Книге о вкусной и здоровой пище» среди разных рекоменда- ций по порядку приготов- ления обеда, была и такая: «Если для приготовления обеда мало времени, то надо подбирать такие про- дукты, из которых обед можно приготовить быст- ро... Для заправки блюд в продаже имеются готовые Реклама соусов в СССР. 1935—1937 годы. «Наука и жизнь» .V» I О. 2023. 71
соуса — кетчуп, соя-ка- буль, соя-восток и др.». В отличие от английской фирмы, так и не поже- лавшей раскрыть состав своего соуса, список ин- гредиентов, используе- мых в производстве оте- чественных деликатес- ных соусов из продуктов ферментации сои, был полностью доступен для потребителей. Для изготовления оте- чественных соусов «Юж- ный» и «Восток», которые в тридцатые годы XX века заменили старорежимную «Сою кабуль», использо- вались ферментативный соус, ферментативный отжим, яблочное пюре, томат-паста, сахар-песок, печень солёная, масло растительное, чеснок, лук сушёный, изюм, горчица (порошок), перец душис- тый, перец красный или чёрный, имбирь, гвоз- дика, корица, лавровый лист, уксус, мадера, соль, мускатный орех, карда- мон, чернослив, груша сушёная. Между собой соусы отличались тем, что в «Южном» отсутству- ют чернослив и сушёная груша, а в «Востоке» — изюм и горчица. Под та- инственными терминами «ферментативный соус» и «ферментативный от- жим» скрывались жидкий готовый соевый соус и тонко измельчённая масса жмыха сои, оставшиеся после его изготовления. Соевый соус ведёт своё происхождение из древ- него Китая, в котором около двух тысячелетий назад появился жидкий продукт, изготовленный из перебродивших соевых бобов и соли. Это был из- вестный сейчас во всём кулинарном мире соевый соус. В Китае его добавля- ли в скромную однообраз- ную еду для улучшения её вкуса и экономного расходования очень до- рогой в те времена соли. В Средние века соевый соус стал настолько обычным повседневным продук- том, что попал в детскую китайскую считалку, в которой перечислялись семь вещей, необходимых семье каждый день: дрова, рис, масло, соль, соевый соус, уксус и чай. В современном мире соевый соус стал наибо- лее часто употребляемой приправой в кулинарии Восточной и Юго-Вос- точной Азии и, выйдя за пределы региона, всё больше набирает попу- лярность в западных стра- нах. Его своеобразный запах и особый вкус при- дают пикантность самым разнообразным блюдам восточной и европейской кухни. В наше время произ- водят соевые соусы от самых дешёвых, предна- значенных для массового потребления, до самых дорогих, выдержанных, премиум-класса. Для изготовления со- евого соуса в большинстве случаев используются со- евые бобы или соевые выжимки, остающиеся после производства со- евого масла, пшеница или пшеничные отруби, соль, вода, солеустойчивые дрожжи и молочнокислые бактерии. Древний традиционный соевый соус до сих пор остаётся частью совре- менной еды, с той разни- цей, что если раньше его изготавливали крестьяне домашним способом, то сегодня, в Китае, Японии, Корее и других странах, его делают на фабриках с хорошим технологи- ческим оборудованием. Большинство населения пользуется дешёвым фаб- ричным соевым соусом, но гурманы предпочитают до- рогой густой крестьянский соус, который изготавли- вают частные хозяйства по старинным технологиям. В одном из вариантов при- готовления соевые бобы и зёрна пшеницы долго распаривают, пока они не станут мягкими, после чего их выкладывают на плоские круглые соломен- ные подносы, добавляют специальную грибковую культуру и на три дня ос- тавляют на бамбуковых стеллажах в тёмном и тёп- лом подвальном хранили- ще, пока на поверхности не образуется плесень. Заплесневевшие бобы и зёрна смешивают с водой и солью, помещают в дере- вянные ёмкости примерно метровой глубины и остав- ляют для ферментации на открытом воздухе на срок от шести месяцев до года и дольше, накрыв ёмкости коническими крышками, сшитыми из пальмовых листьев. Когда содержи- мое ёмкости превращает- ся в густую однородную массу, добавляют воду, затем смесь подвергают прессованию, жидкую часть снова разбавляют 72 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Источник: buffaloakg.org Жан Жорж Вибер. Чудесный соус. Около 1890 года. Художественная галерея Олбрайт Нокс. Буффало в штате Нью Йорк, США. водой до нужной густоты и обрабатывают паром, чтобы остановить процесс ферментации и предот- вратить порчу при хране- нии полученного готового соуса. Соевые соусы, изготов- ленные по старинке, по- лучаются тёмного, почти чёрного цвета, одни гуще, другие жиже, но всегда с очень сложным вкусом и с небольшим карамельным привкусом. Различия во вкусе разных сортов во многом зависят от дли- тельности ферментации и количества добавляемой в конце воды. Процесс ферментации может про- должаться в течение дли- тельного времени — до четырёх и более лет, что значительно повышает не только качество, но и стоимость конечного продукта. Современный фабрич- ный соевый соус, пред- назначенный для мас- сового употребления во всём мире, имеет жидкую консистенцию. Изготав- ливается из жмыха, остаю- щегося после извлечения соевого масла, с добавле- нием пшеничных отрубей. После более или менее длительной ферментации получают стандартный соус с мягким вкусом, при- влекательного светлого или тёмного, красновато- коричневого или совсем чёрного цвета. При традиционном брожении используются плесневые грибы, кото- рые выделяют ферменты, способные расщеплять содержащиеся в соевых бобах и пшенице белки, липиды, углеводы и другие природные вещества. При этом образуются свобод- ные аминокислоты, пеп- « Наука и жизнь» Л® 10. 2023. 73
Фото: Н. Zell/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0 Плоды соевых бобов. тиды, нуклеотиды, моно- и дисахариды. В некоторых странах для изготовления массо- вой дешёвой продукции соевые соусы произво- дят, используя кислотный гидролиз4. Для этого сме- шивают обезжиренные соевые отходы от произ- водства соевого масла с пшеничной клейковиной и раствором концентриро- ванной соляной кислоты. Смесь в течение 20—35 часов гидролизуют при температуре около 100°С, нейтрализуют, удаляют примеси путём осаждения и фильтрования, пасте- ризуют и разливают в бутылки. Производство соевого соуса кислотным гидролизом может длиться всего несколько дней, что позволяет получать массо- вую дешёвую продукцию низкого качества. Соевые соусы, получен- ные традиционной фер- ментацией, значительно отличаются текстурой, вкусом и запахом от полу- ченных кислотным спосо- бом. В ферментированных соевых соусах физиологи- чески активные вещества придают им вкус и запах карамельно-сладкий, цве- точно-сладкий, картофель- ный, травяной, грибной, копчёно-беконный, при- влекательный винный. В кислотно-гидролизован- ном соевом соусе можно обнаружить вкус и аро- мат карамельно-сладкий, дымно-древесный, кар- тофельный, ореховый, 4 На родине соевого соуса, в Китае с 2018 года кислотный гидролиз больше не признаёт- ся методом его изготовления. лекарственный, прогорк- лый, металлический. Некоторые соевые со- усы средней ценовой кате- гории, стоящие на полках магазинов по всему миру, как правило, представля- ют собой смесь ферменти- рованных и гидролизован- ных соевых соусов. Это помогает, сохраняя неко- торое подобие качества, сделать приемлемой цену продукта. Производство соево- го соуса в разных стра- нах может отличаться по соотношению основных ингредиентов. Например, в соевом соусе китайско- го происхождения при- сутствует больше соевых бобов, чем пшеницы (со- отношение 80:20 и 70:30), тогда как в японском со- усе чаще используется их равное количество или преобладает пшеница. 74 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
Пшеница существенно влияет на конечный аро- мат и вкус соевого соуса. Чем больше пшеницы, тем больше углеводов, способ- ных участвовать в процес- сах ферментативного бро- жения, поддерживать его как своеобразное топливо, превращаясь при этом в различные вкусовые и красящие вещества. Характерный запомина- ющийся вкус, запах и цвет соевого соуса получаются как в процессе фермен- тативной или кислотной деградации белков, жи- ров и углеводов, так и в результате химического взаимодействия между образующимися при этом аминокислотами и восста- навливающими сахарами (реакция Майяра) и де- струкции самих амино- кислот. Аромат соуса форми- руется из сочетания раз- нообразных летучих, па- хучих веществ, включая органические кислоты, спирты, альдегиды, ке- тоны, сложные эфиры и соединения, содержащие серу. Лучшие в мире кулина- рии китайские фермен- тированные соевые соусы можно разделить на две группы: традиционный тёмный соевый соус с вы- соким содержанием соли и соевый соус с низким со- держанием соли. Послед- ний преобладает на рынке соевых соусов, хотя его вкусовые качества усту- пают тёмному. Китайский тёмный соус в основном используется для неспеш- ного и длительного приго- товления еды, например такого, как тушение. На- против, китайский лёгкий соевый соус, благодаря его менее солёному вкусу, применяется в основном как приправа к готовым блюдам и для макания в него еды. В Японии с использо- ванием одинакового ко- личества сои и пшеницы или большего количества последней производят тёмный (тёмно-краснова- то-коричневый), светлый (светло-красно-корич- неватый) и белый (свет- ло-жёлтый) соевый соус. Ещё одна разновидность японского соевого соуса тамари (тёмный) совсем не содержит пшеницы. В Китае, Японии и дру- гих странах Юго-Восточ- ной Азии для оценки вкуса еды вообще и соевых со- усов, в частности, наравне с основными четырьмя стандартными категори- ями — сладкий, кислый, солёный, горький — пред- ложены две новые кате- гории: умами («приятный вкус») и кокуми («богатый вкус»). Вкус умами описывает- ся как мясной, бульонный, пикантный, способный усиливать оттенки обыч- ных вкусов. Умами пред- лагается считать пятым основным вкусовым ощу- щением, поскольку во рту человека обнаружены спе- цифические для него вку- совые рецепторы. Первым веществом, обладающим вкусом умами, был объяв- лен глутамат натрия — ес- тественный компонент некоторых растительных и животных продуктов и в том числе соевого соуса. Позднее в соевом соусе об- наружили другие соедине- ния, формирующие вкус умами: аспартат аргинина, нуклеотиды, несколько пептидов и ряд водорас- творимых соединений, об- разующихся в результате реакции Майяра. Шестой вкус, кокуми, как считается, придаёт пище пикантность, ап- петитность, сложность и длительность вкусового ощущения. Доказывая право на его существова- ние, японские исследо- ватели отыскали во рту людей специфические рецепторы, воспринима- ющие вкус кокуми. По мнению японских кулинарных авторитетов, присутствуя в еде, умами и кокуми совместными уси- лиями создают ощущение насыщенного сложного, стойкого, привлекатель- ного вкуса. Забавно, но, с точки зрения японцев, Семена культурной сои, которые называют соевы ми бобами. Фото: Scott Bauer/USDA/PD «Паука и жизнь» Л® 10. 2023. 75
знаменитый «чесночный дух», который создают серосодержащие соеди- нения чеснока, есть не что иное, как кокуми и умами одновременно, потому что образуют «густой», дли- тельно сохраняющийся вкус еды. Соевый соус в совре- менной кулинарии при- зван сбалансировать вкус и усилить аромат самых разнообразных, как вос- точных, так и западных блюд. Лучше всего соевый соус подходит для риса, лапши, свинины, говяди- ны, курицы, рыбы и мо- репродуктов. Без него не стоит даже пробовать сыр тофу и суши. Добавление его к любому готовому фирменному соусу, до- машней салатной заправ- ке или маринаду придаст им азиатский акцент. Соус можно использовать в процессе жарки, тушения и маринования. Светлый соевый соус предназначен для упо- требления в приготовле- нии холодных блюд или для добавления к уже го- товой еде. Тёмный соевый соус идеально подходит для окрашивания и при- дания вкуса и аромата тушёным и жареным мяс- ным, рыбным и овощным блюдам. Он делает пищу более привлекательной, с золотисто-коричневой корочкой и соблазнитель- ным запахом. Говорить о пользе и вре- де соевого соуса сложно по двум причинам. Первая заключается в том, что эти свойства зависят от количества соуса, добав- ленного непосредственно в готовую еду или при её ...И НЕМНОГО СОЕВОГО СОУСА Бефстроганов с японским акцентом 300 г говядины, 2 луко- вицы, 12 шампиньонов, 10 г (2 ч. л.) оливкового масла, 40 г(4 ст. л.) соево- го соуса, 20 г несолёного сливочного масла, 60 г (2 ст. л.) муки, 50 г(2 ст. л.) сметаны, молотый перец, жирные сливки (23% и бо- лее). Тонко нарезать лук и гри- бы, разогреть оливковое масло в сковороде на сред- нем огне, обжарить говя- дину, добавить половину соевого соуса, помеши- вая, жарить до готовности. Говядину вынуть, на ско- вороду положить сливоч- ное масло, обжарить лук и грибы на среднем огне до тёмно-коричневого цвета, влить оставшийся соевый соус, всыпать муку, про- греть, медленно добавить 300 мл воды и, нагревая, перемешивать до загусте- ния. Положить говядину и сметану, приправить пер- цем. При подаче на стол ук- расить взбитыми жирными сливками. Фрикадельки 400 г смеси говяжье- го и свиного фарша, 20 г (2 ст. л.) растительного масла, 1 луковица, 120 мл молока, 90 г панировоч- ных сухарей, 50 г (2 ст. л.) майонеза, 50 г (2 ст. л.) сливочного масла, Юг (2 ч. л.) соевого соуса, мука по мере надобности, моло- тый перец. Соус: 450 г варенья (брусничное, малиновое, черничное и др.), 120 мл красного вина, 10 г(2 ч. л.) соевого соуса. Положить в миску с мо- локом панировочные су- хари, оставить до размяг- чения. Добавить мясной фарш, сливочное масло, мелко порезанный лук, майонез, соевый соус, пе- рец, тщательно месить до получения однородной массы. Мокрыми руками сформировать небольшие шарики, слегка посыпать мукой. Разогреть расти- тельное масло в сковороде на среднем огне, выложить фрикадельки, перекатывая их, жарить со всех сторон 4—5 минут. Приготовить соус, для чего варенье, красное вино и соевый соус перемешать в небольшой кастрюле, затем прогреть, помеши- вая, на медленном огне до загустения и перелить в соусник. Подавать фрикадельки с соусом. Картофель с маслом 2 картофелины, 15гсли- вочного масла, соевый соус по своему вкусу. Положить тщательно вы- мытый неочищенный кар- тофель в небольшую каст- 76 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
приготовлении. Нормы не существует, и всё зависит от личного предпочтения кулинара. Вторая при- чина состоит в том, что научно обоснованные до- казательства присутствия полезных свойств или их отсутствия до сих пор не найдены. Это объясняется разнообразием техноло- гий изготовления соусов и непостоянством очень сложного и до сих пор недостаточно изученного химического состава. Более или менее извест- но, что средняя энерге- рюлю и залить достаточным количеством воды, чтобы картофель был полностью покрыт. Поставить каст- рюлю на средний огонь, а когда вода закипит, умень- шить огонь до минимума и варить около 15 минут. Вы- нуть варёный картофель, порезать крест-накрест, сверху положить по кусочку сливочного масла и сбрыз- нуть соевым соусом. Примечание. Картофель можно приготовить на пару или запечь в духовке. Яичница-глазунья с рисом 300 г отварного белого риса, 2яйца, 5 г (1ч. л.) растительного масла, со- евый соус по своему вку- су. Разогреть растительное масло на сковороде на среднем огне, обжарить яйца до желаемой плотнос- ти. На тарелки выложить свежеприготовленный рис, сверху положить яични- тическая ценность 100 г соевого соуса колеблется около 55 ккал, а гликеми- ческий индекс в среднем равен 15, благодаря чему этот соус входит в группу продуктов, рекомендо- ванных для диетического питания при ожирении и диабете. Но нет в мире совершенства. Щедро по- ливая салат соевым со- усом, радуясь его малой калорийности и низкому гликемическому индексу, следует подумать о том, что это продукт с высоким содержанием поварен- цу-глазунью и сбрызнуть соевым соусом. Рис с маслом и соевым соусом 300 г белого отварного риса, 15 г сливочного мас- ла, соевый соус по своему вкусу. Выложить горкой све- жеприготовленный рис на тарелки, сверху поло- жить кусочек сливочного масла, сбрызнуть соевым соусом. Якитори с болгарским перцем на сковороде Якитори — популярное блюдо японской кухни из кусочков курицы, поджа- ренных в соевом соусе над углями на бамбуковых шампурах. 250 г филе куриной груд- ки, 60 г красного и 60 г зелёного болгарского пер- ца, 15 г растительного мас- ла, соевый соус по мере надобности. ной соли, предназначен для подсаливания еды. В зависимости от качества соевого соуса в 100 г мо- жет присутствовать от 5 до 15 г соли. В 1 чайной ложке соуса в среднем находится 0,5 г соли, а в столовой — 1,5 г. Опыт употребления в пищу соевого соуса позволяет утверждать, что его разумное коли- чество способно своим присутствием в пище разнообразить её вкус и аромат и превращать еду в удовольствие. • ЛЮБИТЕЛЯМ ГОТОВИТЬ Куриное мясо нарезать на 12 небольших кусоч- ков. Болгарский красный и зелёный перцы нарезать кусочками того же размера, что и куриные. Насадить на шампуры кусочки куриного мяса, красиво переме- жая их зелёным и красным перцем. Разогреть растительное масло на сковороде на среднем огне, положить готовые шампуры на ско- вороду, 3 минуты жарить на слабом огне, перевернуть, жарить ещё 3 минуты и, периодически перевора- чивая, подрумянить со всех сторон. Как только курица бу- дет прожарена, кисточ- кой нанести соевый соус и продолжать готовить на медленном огне до обра- зования румяной корочки. Повторить это несколько раз, продолжая жарить до образования хрустящей корочки и золотисто-ко- ричневого цвета. «Паука и жизнь» .V» 10. 2023. 77
СЛОВО НА ВЕРЁВОЧКЕ Кандидат филологических наук Дарья ЗАРУБИНА. — Ну! — удивилось общество. — За что же ты, парень, в тюрьмах-пго сидел? Лёшка смутился и растерянно взглянул на толпу. — Самая малость, — неопределён- но сказал Лёшка. — Политика или что слямзил? — Политика, — сказал Лёшка. — Слямзил самую малость... В рассказе «Столичная штучка» Ми- хаил Зощенко так и не объяснил, за что же два года сидел в Крестах кандидат в председатели Лёшка, но слово «слям- зил» большинству из вас, наверняка, знакомо. Слямзил — то же, что украл, увёл, ста- щил, стянул, взял, что плохо лежало. В общем, вспоминая сатирическое выска- зывание Андрея Кнышева: «В доме всё было краденое, и даже воздух какой-то спёртый». В «Словаре русского арго» (2002 г.) Владимир Станиславович Елистратов «лямзить» определяет через ряд бли- жайших по смыслу синонимов: «воро- вать, красть», а также «есть» (видимо, съеденным оказывается только что стянутое со стола или тарелки). Также указывает Елистратов на уголовное и диалектное слово «лямза» со значением «вор, воришка». Дмитрий Николаевич Ушаков в «Тол- ковом словаре русского языка» при- водит похожий синонимический ряд к слову «лямзить» — «красть, таскать исподтишка». Как разнообразен стиль русского мел- кого воришки, рассказывает и «Словарь синонимов русского языка» Зинаиды Ев- геньевны Александровой (2011). Там мы находим ряд: «воровать, красть, утаски- вать, тибрить, тырить, бондить, тянуть, похищать, таскать, тащить, грабить». В словаре Владимира Ивановича Даля слово «лямза» — вор, воришка — с по- меткой «нижегородское». Казалось бы, ничего удивительного. Кто-то тянет лямку, тащит по Волге гружёные баржи, а кто-то ищет житья лёгкого, так и норовит что-нибудь слям- зить. Указание на родство слов «лямзить» и «лямка» мы также находим в словаре Даля, когда он описывает псковское и тверское «лямить», имеющее значение «тянуть, мешкать, медлить», и указы- вает: «Лямить, тянуть дело, и лямзить, стянуть, стащить, могут происходить от лямки, снаряда для тяги». 78 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
• БЕСЕДЫ О ЯЗЫКЕ Вполне логично увидеть причину смыслового переноса именно в оттенках значения глагола «тянуть». Впрочем, у Даля также упоминается слово «ляма» в значении «сума, кошель» (с пометкой «псковское, тверское»). Так что, быть может, воришки-лямзы не тянули, что плохо лежит, а срезали висящие на ре- мешке, шнурке или лямке кошельки. В «Истории слов» Виктор Владимиро- вич Виноградов, рассматривая выраже- ние «тянутьлямку», указывает на то, что лямка — это не любой ремень, а именно ремень через плечо для тяги. Рассмотрев разные теории появления слова «лямка», Виноградов останавливается на «поль- ской» версии: «По-видимому, в русском языке слово "лямка” является заимство- ванием из польского. Оно появилось в военном диалекте XVII в. Выражение "тянуть лямку" в русском литературном языке XVIII и первой половины XIX в. воспринималось как военное по свое- му происхождению. Правда, в словаре 1847 г. слово "лямка" связывалось как с военным бытом, так и с бытом бурлаков». Во многих работах, посвящённых этимо- логии этого слова, мы находим указание на «бурлацкое» прошлое фразеологизма «тянуть лямку», но на лямке, широком ремне через плечо с прикреплённой к нему верёвкой или бечевой, тянули не только суда, но и орудия. Виноградов полагает, что в середине XIX века, когда русская реалистическая литература обратила пристальное вни- И. Е. Репин «Бурлаки на Волге» (фраг- мент). 1870—1873 годы. Из коллекции Государственного Русского музея. мание на быт бурлаков, произошло «пе- реосмысление омонимов вроде "тянуть лямку"». Выражение стало употреб- ляться и в отношении штатской служ- бы. Сегодня этот фразеологизм звучит несколько несовременно, но всё же ещё употребляется и понятен каждому. Глагол «слямзить» в значении «ста- щить, украсть» прекрасно обжился в со- временном русском языке и не собирает- ся сдавать позиции. Причём «слямзить» имеет оттенок ироничный, даже игри- вый. Вспоминается старуха Шапокляк, героиня историй Эдуарда Успенского о Чебурашке и его друзьях, которая уговаривает крокодила Гену подшутить над прохожими с помощью кошелька на верёвочке (почти на лямке). Слямзить — невзначай потянуть за краешек, уголок, тесёмочку, — так что получается вроде бы и не совсем во- ровство, а как-то «сама собой» вещь за лямзой «увязалась». При этом глаголы «лямзить» и «лямить» ушли из активного употребления. Никто уже не говорит при затягивании процес- са о том, что одна из сторон «лямит» дело. И глагол «лямать», который в словаре Даля описан через синонимы «мешкотно есть», «нехотя хлебать», —тоже устарел и забылся, как и слово «ляма» — «разиня, мямля, вялый человек». Но есть один их родственник, который продолжает существовать в Нижегородской, Иванов- ской и Владимирской областях, — прила- гательное «лямой». «Лямой» часто говорят о человеке, но имеют в виду не его медлительность или склонность затягивать дело. И даже воришки-лязмы тут ни при чём. Лямой — это кривой, перекошен- ный, плохой, несуразный. Слово часто указывают среди нижегородских или ивановских регионализмов. В молодёж- ном жаргоне 1990-х это слово и вовсе приобрело значение «неправильный, не такой». И часто в подростковой «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 79
компании на брошенное с сомнением «Да прямо...» (в значении «Правда что ли?») можно было услышать «Лямо» («Неправда, всё не так»). Вспоминается противопоставление правды-прямоты и кривды. В книге «Завлаб клана Росс» фантаста Олега Языкова повествователь даёт ту- земцу с другой планеты кличку «Лямой» за хромоту: «Его имя тоже начинается на "л", но по трезвяку его просто не выго- воришь <...>. Так что, понаблюдав за его хромой походкой, я предложил ему имя Лямой, как компромисс с Земли». Дискуссия относительно понятности определения «лямой» в значении «не- суразный» развернулась недавно в со- циальной сети ВКонтакте на странице нижегородского фантаста Дмитрия Казакова. Приходится признать, что слово это всё ещё остаётся регионализмом. Однако откуда взялась эта кривизна и перекошенность? В словарях и исследованиях найти ответ мне не удалось, но — вновь трудно удержаться от предположения — если вернуться к значению слова «лямка», быту бурлаков и военных, можно пред- положить, что тот, кто долго тянул лямку, надеваемую через плечо, вряд ли мог похвастаться ровной осанкой. Хотя на известной картине «Бурлаки на Волге» Ильи Ефимовича Репина большая часть бурлаков тянут «лямку», надев её прямо на оба плеча, часто верёвка накидыва- лась и поперёк груди, через плечо. А, быть может, сыграла свою роль смысло- вая связка: если лямка — верёвка, лента, ремень через плечо — перекинута на- искось, то и надеть криво — лямо, идти криво — тоже лямо. В 1990-е и нулевые годы мне самой приходилось слышать на ивановских улицах не только слова «лямо» и «лямой», но и производные от них глаголы «пролямить» и «слямить», имеющие значения «упустить шанс, время», «ошибиться». Кто знает, может, это активное, за- ряженное новым смыслом слово и выберется за областные границы, как укоренилось яркое «слямзить». Может, повезёт ему, как вятскому (пометка в словаре Даля) «сбондить», которое, уже ставшее жаргонизмом, прославили Осип Мандельштам и Владимир Маяковский. Греки сбондили Елену По волнам, Ну, а мне — солёной пеной По губам. (О. Мандельштам «Я скажу тебе с последней прямотой...».) «Ну да, — вмешалось двое саврасов, — в конце семнадцатого года в Москве чекой конфискован Некрасов и весь Маяковскому отдан. Вы думаете — сам он? Сбондил до йот — весь стих, с запятыми, скраден. Достанет Некрасова и продаёт — червонцев по десять на день». (В. Маяковский «Прощание».) Глагол «сбондить» в словаре Дмитрия Николаевича Ушакова имеет пометы «просторечное» и «вульгарное», но уже не назван диалектным. В «Словаре русского арго» Владимира Станиславо- вича Елистратова есть указание на то, что и это «уголовно-диалектное» слово, возможно, пришло из польского языка. Достаточно вспомнить, как отзывался о поляках и их склонности к воровству Фёдор Михайлович Достоевский и дру- гие классики, и — невольно допуска- ешь, — что такое происхождение слова вполне вероятно. Впрочем, ёмких и ярких словечек со значением «стянуть» в русском языке (хоть и за пределами языка литератур- ного) предостаточно. Однако, как говорится, сколько верё- вочке не виться, а кончику быть, и рано или поздно все слова попадаются на карандаш к исследователям языка. 80 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
Ж 7 E-mail: umapalata@nkj.ru .▼via палата ПОЗНАВАТЕЛЬНО-РАЗВИВАЮЩИЙ РАЗДЕЛ ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ В ГЛУБИНАХ САПФИРОВЫХ ОБЛАКОВ: ПУТЕШЕСТВИЕ Источник: NASA/JPL/Voyager-ISS/Justin Cowart НА НЕПТУН Анна СДОБИНА. десь практически нет света и тепла: лишь сла- бое далёкое сияние Солнца до- ходит до сапфировых облаков ледяного гиганта, медленно вра- щающегося по своей орбите. Этот мир выглядит холодным и пустын- ным, но так ли здесь всё тихо и спокой- но, как кажется на первый взгляд? ИСТОРИЯ поисков Фотография Нептуна, полученная ав тематической межпланетной станцией «Вояджер-2» 20 августа 1989 года. Даже если вы окажетесь посреди Тихого океана, там, где нет ни смога, ни городской засветки, как бы вы ни вглядывались в ночное небо, вам не удастся увидеть без оптического воору- жения последнюю планету Солнечной системы. Именно поэтому древние аст- рономы даже не догадывались о её су- ществовании. Странную синеватую звезду обнаружил на небе Галилео Галилей спустя несколько лет после того, как в 1609 году смастерил свой первый телескоп. Тогда знаменитому итальянскому астроному показалось, что сия находка неподвижна, а значит, данный объект не является планетой. Увы, сделавший такой вывод изобре- татель телескопа не считается перво- открывателем Нептуна. После того, как в 1781 году Уильям Гершель открыл планету Уран, астро- • ЛЮБИТЕЛЯМ АСТРОНОМИИ «Наука и жизнь» .V» 141. 2023. 81
НАУКА II ЖИЗНЬ номы стали пристально следить за его неспешным перемещением. Первые астрономические таблицы с координа- тами орбиты Урана создал в 1821 году французский астроном Алексис Бу вар. Более поздние наблюдения показали существенное отклонение в движении седьмой планеты от расчётного, опи- санного в этих таблицах. Английский астроном Томас Джон Хасси догадал- ся, что такое странное поведение Урана может быть вызвано только другой массивной планетой, находящейся ещё дальше. Возможно, Уран — не по- следняя планета в Солнечной системе, а значит, поиски необходимо прово- дить более тщательно и, конечно же, работать над усовершенствованием телескопов, чтобы суметь заглянуть в самые глубины владений Солнца. Но пока оптика ещё оставляет желать лучшего, на помощь приходит мате- матика. В 1843 году за исследования взял- ся британский астроном и математик Джон Куч Адамс, который, учтя все данные, вычислил орбиту таинствен- ного небесного тела. Другой энтузиаст, французский астроном Урбен Леверье, независимо от Адамса, в 1845—1846 годах провёл свои собственные расчё- Источник: NASA/Jet Propulsion Lab ты, но астрономы Парижской об- серватории не разделяли его пылко- го рвения и ничего искать не стали. Однако Леверье не сдался. Он написал Иоганну Галле, астроному Берлинской обсерватории, что ищет наблюдателя, который готов заняться поисками не- известной планеты на определённом участке неба, и указал координаты. Получив письмо, Галле вместе со сво- им ассистентом Генрихом д’Арре тут же взялся за дело. Удача улыбнулась исследователям: искомая цель была обнаружена в ту же ночь. Продолжая наблюдение в течение двух ночей, аст- рономы зафиксировали перемещение найденного объекта относительно звёзд, убедившись тем самым, что это действительно новая планета. Таким образом, Нептун был обнаружен 23 сентября 1846 года, в пределах Г от координат, предсказанных Леверье, и примерно в 12° от координат, пред- сказанных Адамсом. Казалось бы, всё очевидно: Урбен Леверье — законный первооткрыватель синей планеты. Но не тут-то было... Почти сразу же после открытия меж- ду англичанами и французами разго- релись жаркие споры: кто из них имеет право на гордое звание первооткры- вателя? И хотя сам Адамс не оспари- вал приоритет Леверье, после долгих дискуссий всё-таки решили признать сооткрывателями Нептуна обоих учё- ных. Однако на этом история не закон- чилась. В 1998 году были обнаружены считавшиеся утерянными (а на самом деле украденные в 1960-х годах) архив- ные материалы Гринвичской обсер- ватории, содержащие в том числе пе- реписку Джона Адамса относительно Высотные облака в атмосфере Неп- туна, отбрасывающие тени. Фото аппарата «Вояджер-2». 82 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
УМА ПАЛАТА Источник: NASA/JPL/USGS Фотография поверхности Тритона, спут- ника Нептуна, составленная из серии сним ков, сделанных аппаратом «Вояджер 2» открытия Нептуна. После пересмот- ра документов астрономы и истори- ки пришли к выводу, что Адамс не заслуживает равных с Леверье прав на открытие. Кстати, именно Урбен Леверье дал название восьмой пла- нете Солнечной системы — Нептун, в честь древнеримского бога морей, из-за характерного насыщенного си- него цвета. ПРИСТЕГНИТЕ РЕМНИ! Уран и Нептун, двух «дозорных» в глубинах Солнечной системы, ещё на- зывают ледяными братьями. Правда, внешне Нептун выглядит несколько разнообразнее. В сапфировых облаках восьмой планеты можно рассмотреть тёмные пятна гигантских ураганов и стремительно несущиеся белые поло- сы облаков, тогда как Уран кажется аб- солютно невозмутимым. Строение их почти одинаковое, а состав несколько отличается. Основные элементы, ко- торые образуют планету Нептун, — это водород (79%), гелий (17%) и ме- тан (2,6%). Но почему же Нептун такой синий? Свет планет, который мы видим, — отражённый солнечный. Метан поглощает излучение длиной волны более 600 нанометров, в крас- ной и инфракрасной части спектра. Он превосходно отражает синий цвет, и, хотя в атмосфере Нептуна метана сов- сем немного, этого достаточно, чтобы придать планете такую окраску. Если бы вы оказались вблизи Нептуна, то увидели бы, как сияет совсем крошечное яркое Солнце, под- свечивая призрачные арки нептуни- анских колец, а в небесах то и дело просматриваются белые облака, напо- минающие облака в земной атмосфе- ре. Но внешность обманчива! С виду безобидные «белогривые лошадки» «Наука и жизнь» .V» 10. 2023. 83
НАУКА II ЖИЗНЬ ТРИТОН ГАЛАТЕЯ НАЯДА ТАЛАССА ДЕСПИНА ЛАРИССА Фотография Нептуна, системы его колец и спутников в инфракрасном диапазоне, полу- I ценная космическим телескопом «Джеймс Уэбб» в 2022 году. Яркий объект с лучами в левой части снимка — Тритон. Остальные спутники Нептуна видны как тусклые светящиеся точки вблизи планеты. на самом деле состоят из ядовитых со- единений аммиака. Нужно быть бес- страшным экстремалом, чтобы ныр- нуть в эту неспокойную пучину. Любопытно, что, несмотря на такое огромное расстояние от Солнца, эти высотные облака способны отбрасы- вать тени на непрозрачные нижние слои. В атмосфере можно заметить ги- гантские тёмно-синие пятна — огром- ные воронки смерчей, свирепые урага- ны, мощнее земных в тысячи раз. Они обнажают более низкие и более плот- ные слои атмосферы, в которых то и дело вспыхивают ломаные линии мол- Источник: NASA, ESA, CSA, STScI ний, разрезающие мрачную бездну. Но лик Нептуна переменчив: «белогривые лошадки» могут появляться и исче- зать, и пятна тоже надолго не остают- ся, в отличие от, например, «родин- ки» на Юпитере (Большого Красного пятна). Когда в 1989 году к Нептуну приблизился аппарат «Вояджер-2», он передал на Землю фотографии ги- гантского шторма, который назвали Большим Тёмным пятном. Размер это- го пятна составлял 13 000 X 6600 км (для сравнения — средний диаметр Земли 12 742 км). Примерно 5 лет спустя, в 1994 году, космический теле- скоп «Хаббл» не обнаружил Большого Тёмного пятна на старом месте, зато был найден похожий шторм в север- ном полушарии планеты. Не всегда штормы имеют такие испо- линские размеры. Кое-где появляют- 84 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
УМА ПАЛАТА ся и маленькие пятна. Любые тёмные пятна могут просуществовать несколь- ко месяцев, перемещаясь вдоль сво- ей широты или меняя её, а затем они рассеиваются и не остаётся никаких намёков на то, что они когда-то здесь были. Пятно будет уменьшаться, слов- но таять, правда, крайне медленно, затем оно посветлеет, скроется в беле- соватой пелене, а потом прежнее его место обитания опять приобретёт сап- фировый оттенок. Если вам захочется наблюдать этот завораживающий про- цесс, придётся запастись терпением и остаться на орбите Нептуна на долгие месяцы. При этом следует помнить, что нептунианские сутки составляют примерно 16 земных часов. Однако это не имеет большого значения: разница между днём и ночью будет почти не- заметна, ведь тут всегда царят сумер- ки. К сведению, год на Нептуне длит- ся около 90 000 нептунианских дней (165 земных лет). Налюбовавшись на переменчивые нептунианские вихри, вы всё же реша- етесь нырнуть в недра планеты, чтобы её исследовать, но что ждёт храбрецов внутри? Бесстрашно погрузившись в обла- ка Нептуна, вы окажетесь в быстрых воздушных потоках, их скорость мо- жет достигать 600 м/с! (На Земле ве- тер, скорость которого около 30 м/с, способен срывать крыши домов и нес- ти другие массовые разрушения.) Вокруг вы увидите все оттенки сине- го. Здесь пригодились бы защитные устройства для глаз, поскольку яркие вспышки молний, в сотни раз мощнее земных, способны мгновенно ослепить кого угодно и положить конец всем наблюдениям. (Какая нужна защита такому спускаемому аппарату? Этот вопрос мы оставим нашим потомкам.) Чем ниже вы будете опускаться, тем плотнее будет становиться атмосфе- ра и тем темнее будет вокруг. Там, где плотность вещества достигнет своих экстремальных значений, ветра уже не будет, но появляются другие дико- винные явления. АЛМАЗЫ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛОВ У Нептуна нет твёрдой поверхно- сти. С глубиной давление и плотность газов растут, из-за чего газ сжима- ется и постепенно переходит в жид- кость. Трудно сказать, где находится граница между жидким и газообраз- ным состоянием, — её попросту нет, переход между ними размыт. Можно ли назвать эту странную смесь океа- ном? В привычном понимании сло- ва — нет. Смесь представляет собой те- кучую субстанцию, плотность которой постоянно возрастает с увеличением давления, которое здесь в 100 000 раз превосходит земное. При таком давле- нии любой спускаемый аппарат будет разрушен в одно мгновение. «Океан» Нептуна, состоящий из воды, метана и аммиака, — это горячая сверхкрити- ческая плотная жидкость, которая об- ладает высокой электропроводностью. Предполагают, что мантия восьмой планеты может состоять из слоя ион- ной воды, в которой молекулы воды распадаются на ионы водорода и кис- лорода, и более глубокой суперионной воды, где кислород кристаллизуется, но ионы водорода свободно «плавают» внутри кислородной решётки. Если кого-то заинтересует возмож- ность добычи драгоценностей на этой планете, то придётся спуститься ещё ниже — на глубину 7000 км. Давление там настолько высокое, что молеку- лы метана начинают распадаться на атомы углерода и водорода. В таких экстремальных условиях из углеро- да могут образовываться алмазы. Вероятно, те же процессы могут проис- «Паука и жизнь» .¥> 10. 2023. 85
НАУКА II ЖИЗНЬ ходить в недрах всех планет-гигантов. Эксперименты с очень высоким давле- нием проводились в Ливерморской на- циональной лаборатории им. Лоуренса (США), и на их основании можно пред- положить, что верхняя часть мантии представляет собой океан жидкого уг- лерода с плавающими твёрдыми «ал- мазами». Если каким-то чудом ваш дивный корабль не раздавит на такой глубине, то, возможно, вас будет окру- жать яркая перегретая жидкость, в ко- торой «плавают» алмазные кристаллы. Но, учитывая экстремальные условия и расстояние в 4,5 млрд км, добывать алмазы всё-таки проще на Земле. Что же происходит с сокровищами восьмой планеты дальше? Темпера- тура ядра Нептуна, по разным оцен- кам, составляет от 5000 до 7000°С, а давление в этой области выше 7 млн атмосфер. Предполагается, что ядро Нептуна состоит из железа, никеля и силикатных пород. Возможно, там на- ходится слой спрессованных алмазов, но сапфировый гигант бережёт свои сокровища надёжно, поэтому достать их оттуда вряд ли кому-нибудь удаст- ся в силу столь невероятных физиче- ских условий. ОТКУДА ДРОВИШКИ? Итак, Нептун — планета, овевае- мая самыми быстрыми ветрами. Но в чём причина такого беспокойства? Ответ, вероятно, кроется в источнике внутреннего тепла и процессе конвек- ции. Нептун излучает примерно в 2,61 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Что же может подогревать недра последней планеты Солнечной системы? Дровишки подбрасывает самый крупный спутник Нептуна Тритон — интереснейший объект в Солнечной системе, где даже не исключена воз- можность существования жизни. Его открыл английский астроном Уильям Лассел в 1846 году, спустя всего 17 дней после обнаружения самой пла- неты Нептун, однако своё имя Тритон получил только в 1949 году, а до это- го больше ста лет его называли прос- то спутником Нептуна. Тритон — единственный крупный спутник в Солнечной системе, имеющий ретро- градную орбиту: он движется в направ- лении, обратном движению самой пла- неты, а его орбита имеет форму почти идеальной окружности. Всё, что мы знаем о Тритоне, — это данные, полученные «Вояджером-2». Спутник Нептуна похож по своему строению на спутник Сатурна Энцелад или на спутник Юпитера Европу тем, что имеет плотную ледяную кору, а под этим массивным панцирем прячется жидкий океан, точный состав кото- рого ещё предстоит изучить. Ледяная кора состоит из замёрзших азота, ме- тана и аммиака, а сама поверхность выглядит довольно молодо, посколь- ку кратеров на ней обнаружено край- не мало. Зато на Тритоне открыли множество криовулканов, которые выбрасывают газообразный азот стру- ями высотой до 8 км. Благодаря этому процессу Тритон обладает неким подо- бием атмосферы — разрежённым сло- ем дымки, состоящим из азота, мета- на, угарного газа и других примесей. Температура здесь очень низкая, при- мерно —225°С, поэтому всё, что вы- брасывают криовулканы, оседает на поверхность и застывает, украшая её причудливыми узорами, напомина- ющими дынную корку. Температура подповерхностного океана может быть около -87°С, но сама жидкость анало- гична «незамерзайке», поскольку вхо- дящие в её состав компоненты понижа- ют температуру застывания. Учёные не теряют надежды найти когда-ни- 86 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
УИА ПАЛАТА Источник: NASA/ESA/M.H. Wong & АЛ. Hsu, University of California, Berkeley_ будь под этими льдами хотя бы при- митивные формы жизни. По одной из гипотез, взаимные при- ливные силы гравитации разогрева- ют недра Тритона и Нептуна изнутри, что позволяет спутнику поддерживать мантию в жидком состоянии и не про- мерзать на всю глубину. Высокая раз- ница в температурах между горячими нижними слоями и холодными верх- ними облачными покровами, вероят- но, и рождает мощные конвективные потоки, разгоняющие воздушные мас- сы до невероятно высоких скоростей. Учёные полагают, что Тритон был захвачен Нептуном из Пояса Койпера. В пользу этой гипотезы говорит рет- роградное вращение Тритона, силь- ный наклон его орбиты к плоскости эклиптики и экватора Нептуна и схо- жесть состава с Плутоном. Так же, как и наша Луна, Тритон всегда повёрнут к Нептуну одной стороной. Судьба Тритона незавидна: он при- ближается к Нептуну и когда подойдёт к своей планете на близкое расстояние, приливные силы гравитации разорвут его изнутри. Таким образом, Нептун обзаведётся роскошной системой ко- лец, похожих на кольца Сатурна. Возможно, что к тому моменту ветер на Нептуне будет уже не таким мощным в Комбинация снимков, сделанных телеско- пом «Хаббл» в разное время, на которых хорошо видно, как исчезают тёмные пят- на в атмосфере Нептуна. силу того, что ядро, не испытывающее на себе больше столь мощного влияния сил приливного трения, остынет до оп- ределённой температуры, поэтому кон- вективные потоки станут слабее. Сейчас Нептун имеет слабо выра- женную систему колец, состоящих из частиц льда, покрытых силикатами или материалом на основе углерода, придающими им красноватый отте- нок. Они могли сформироваться при разрушении спутников планеты. Нептун — один из далёких безмолв- ных миров, последняя из известных планет Солнечной системы, смиренно вращающаяся по своей орбите в ожи- дании посланцев с планеты Земля. Сейчас в NASA разрабатывается мис- сия «Одиссея Нептуна», в рамках ко- торой будут изучаться ледяной гигант и его спутник Тритон с помощью кос- мического зонда. Планируется, что автоматическая межпланетная стан- ция отправится в далёкое путешест- вие в 2031—2033-х годах и достигнет цели в 2049 году. Будем ждать новых открытий! «Паука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 87
НАУКА II жизнь Источник: IFE/URI-JAO/Lost City science party/NOAA Ксенофиофора (Xenophyophorea) — многоядерный одноклеточный орга- низм из океанических глубин. ОТ МАЛА ДО ВЕЛИКА Кандидат биологических наук Римма СЕЙФУЛИНА. Вопрос о том, кто крупнее — на- секомое или млекопитающее, на первый взгляд кажется нелепым. Конечно, козявки маленькие, а звери — они же самые большие на Земле. А одноклеточные? Ну, этих- то и глазом не видно... На самом деле живой мир гораз- до сложнее наших о нём стерео- типных суждений. Самое крупное насекомое больше самого мелкого млекопитающего, а самое крупное простейшее превышает по раз- мерам самое миниатюрное насе- комое. И черви бывают длиннее змей, и киты короче моллюсков, и трава выше деревьев. В общем, много ещё феноменов и парадок- сов можно насчитать в природе. • ЛИЦОМ К ЛИЦУ С ПРИРОДОЙ Самую большую бактерию можно увидеть невооружённым глазом — это так называемая намибийская сер- ная жемчужина (Thiomargarita па- mibiensis) диаметром три четверти миллиметра, найденная на морском дне близ берегов Намибии. Разглядеть самое большое простейшее можно даже издали — оно размером с фут- больный мяч (о нём чуть позже). Но большинство, конечно, помельче. Пресноводные инфузории (Bursaria truncatella и др.) могут достигать полутора миллиметров, а паразити- ческие грегарины (Opalina ranarum и др.) бывают размером в санти- метр. Всех обскакали фораминиферы (Foraminifera) — родственники амёб, ранее объединявшиеся с ними в груп- пу корненожек (Rhizopoda). Как пра- вило, фораминиферы укрыты рако- винками, подчас очень сложными и красивыми. Живут в водной среде, в том числе на больших глубинах. Там- то и найдена рекордсменка ксенофио- фора глубоководная (многоядерная фораминифера Xenophyophore spp.), упомянутая выше. Она так велика, что её долго путали с губкой. Среди глубоководных жителей во- обще распространён своеобразный гигантизм — укрупнение клеток без изменения их числа. Это связывают с колоссальным давлением воды на дне. На существо длиной в сантиметр давит вес двадцати пяти слонов, и оно не рас- плющивается только потому, что дав- ление внутри и снаружи уравновеши- вают друг друга. На дне, к примеру, обитают полуметровые родичи мок- риц, метровой высоты оболочники, одиночные гидроидные трёхметровые полипы. А гигантские ксенофиофоры способны выжить даже в мрачной пу- чине Марианской впадины. Но вернёмся на твёрдую землю. Здесь тоже немало рекордов. Начнём 88 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
Фото: Dr. Bao-Kai Cui/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0 Плодовое тело гигантского трутовика феллинуса овального (Phellinus ellipsoi- deus), распластавшееся на всю длину с грибов, сочетающих в себе призна- ки одновременно растений и живот- ных. Самое крупное плодовое тело из когда-либо найденных среди гри- бов весило добрую половину тон- ны! Принадлежало оно уникально- му экземпляру феллинуса овального обжитого им бревна. (Phellinus ellipsoideus), который за двадцать лет разросся до десятимет- ровой длины при ширине около метра. Этот, с позволения сказать, грибочек живёт в виде нароста на мёртвой дре- Корковые лишайники (Lichenes) тысячи лет, практически не ме размерах. «Наука и жизнь» .V» IО. 2023. 89
к весине и ею же питается, что вполне типично. Водится в Китае. До этой находки крупнейшим считался че- тырёхметровый гриб ригидопорус Кустистые лишайники, растущие на деревьях, могут свешиваться на мно- гие метры. вязовый (Rigidoporus ulmarius) из Великобритании, который тоже селит- ся на деревьях, но на живых, то есть паразитирует на них. Самая крупная грибница была обнаружена в США. Учёные пришли к мнению, что раз- ветвлённый мицелий исследованного опёнка (Armillaria ostoyae) занимает под землёй площадь примерно в де- вять квадратных километров! 90 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
УМА ПАЛАТА Растущие на земле кусты лишай- ников не превышают полуметрового роста, а вот поселяющиеся на ветвях деревьев порой достигают десятка метров. Лишайники не могут похвас- таться размерами, зато по возрасту с ними не сравнится ни одно растение. За десять тысяч лет в Арктике корко- вый лишайник подрастает в высоту всего чуть-чуть, рост его и обсуждать не стоит. Хвойные деревья достигают поис- тине исполинских размеров, и совсем не удивительно, что среди них нема- ло рекордсменов, представляющих мир растений. Так, самым старым деревом планеты признана растущая на североамериканском континен- те сосна остистая межгорная (Pinus longaeva). Возраст этой древесной старушки порядка пяти тысяч лет. А высочайшим из ныне живущих деревьев считается секвойя вечно- зелёная (Sequoia sempervirens) из Калифорнии высотой сто пятнадцать метров. Но и это не предел для дан- ного вида — в прошлом здесь росло 120-метровое дерево. Гигантские вод- ные кипарисы (Taxodium spp.) знаме- ниты своими мощнейшими стволами, превышающими в поперечнике пят- надцать метров. Подсчитано также, что на кипарисах растёт предельное число листьев — около пятидесяти миллионов, что примерно в двести раз больше, чем на лиственном дереве. Цветковые растения — это мир ги- гантов и карликов. Крохотная ряс- ка (Lemna spp.) целиком умещается на ногте, а гигантское эвкалиптовое дерево (Eucalyptus spp.) возвышает- ся на сотню метров, да ещё и корня- ми вглубь уходит на тридцать. Как говорится, почувствуйте разницу. Есть ли другие многоклеточные ор- ганизмы, у которых столь велик раз- брос в размерах? Порой растения и Секвойя вечнозелёная (Sequoia sempervi- rens) вырастает до 130 метров и, возмож- но, выше. Размер растения ряски не превышает нескольких миллиметров. «Наука и жизнь» .V» IО. 2023. 91
НАУКА II ЖИЗНЬ Эвкалиптовое дерево (Eucalyptus spp.) может достигать гигантских размеров и по высоте соперничать с секвойей. Корни обычного инжирного дерева (Ficus carica) простираются в горизонтальных слоях почвы на сотню и более метров. сравнить-то между собой трудно. Что больше, раскидистое дерево саксаула (Haloxylon spp.) или скромный кустик верблюжьей колючки (Alhagi spp.), притулившийся рядом? Если брать в расчёт длину подземной части, то верблюжья колючка обгонит близле- жащие растения, её корни уходят в грунт на 20 метров. Но самые глубо- кие корни отмечены у невысокого пус- тынного дерева мескито, или прозопи- c&(Prosopis spp.). Их длина достигает пятидесяти метров. Понятно, что оба растения таким образом приспосо- бились к крайне сложным условиям. В пустынях почва суха по определе- нию, а подземные водные слои зале- гают настолько глубоко, что дотянуть- ся до них непросто. Но если говорить о корнях, не уходящих вертикально вниз, то у некоторых деревьев, таких как инжир или вяз, они могут превы- шать стометровую длину. Суммарная же длина всех корешков бывает прос- то колоссальной, например, у злаков ржи и пшеницы она равна расстоянию от Москвы до Питера. Самым мелким цветковым расте- нием считается вольфия бескорне- вая (Wolffia arrhiza), австралийский 92 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
родственник нашей ряски. Её крошечный листик не превышает двух миллимет- ров, а цветок и вовсе изме- ряется долями миллиметра. Тогда как у другого водного растения — кувшинки вик- тории амазонской (Victoria arnazonica) листья больше в две тысячи раз, крупнее цельных нерассечённых листьев просто не бывает. Большие рассечённые лис- тья характерны для пальм. У такого листа пластинка расчленена на отдельные лопасти по центральную жилку или даже по самый черешок. Вырасти он мо- жет до гигантских разме- ров. К примеру, на бразиль- ской пальме рафии (Raphia regalis) отрастают перистые пластины размером двад- цать на двенадцать метров, сидящие на пятиметровых черешках. Таким лопуш- ком можно целый дом на- крыть! Другим пальмам — ро- тангам (Calamoideae) при- надлежит рекорд по длине ствола. Эти древовидные лианы могут простираться ни много ни мало на треть километра. А вот самый толстый ствол (около двад- цати метров в диаметре) был у каштана посевного (Castanea sativa), стоявше- го в прошлом на горе Этна в Сицилии. Признанными толстяками считаются и бао- бабы (Adansonia digitata), чьи стволы в поперечнике измеряются десятком мет- ров. Самое многоствольное Раскидистое дерево саксаула (Haloxylon spp.), если брать в расчёт длину подземной части, сильно усту- пает верблюжьей колючке. Корни верблюжьей колючки (Alhagi spp.) опускаются в почву на двадцать метров. «Наука и жизнь» Л® 10. 2023. 93
НАУКА II ЖИЗНЬ Орхидеи (Orchidaceae) — рекордсме- ны по миниатюрности семян, более напоминающих пыль. Мельчайшие, почти невесомые се- мена и у паразитического растения заразихи (Orobache spp.). Плод джекфрута (Artocarpus heterophyllus) по мере созревания набирает до 35 килограммов веса. растение — фикус бенгальский (Ficus benghalensis), или баньян, образую- щий воздушные стволы-подпорки. Их количество может достигать двух тысяч, а крона занимать площадь бо- лее гектара. Ну а звания высочайше- го дерева планеты удостоен эвкалипт царственный (Eucalyptus regnans), росший некогда в Австралии. Высота этого гиганта превосходила сто трид- цать метров. Отдельно стоит упомянуть рекорд- сменов среди семян, плодов и клуб- ней. Самые крупные в мире семе- на производит сейшельская пальма (Lodoicea spp.), на их созревание ухо- дит целое десятилетие. Сплющенный полуметровый орех содержит одно пол- ностью заполняющее его семя и весит порядка двадцати килограммов. В пло- де могут развиться несколько семян, и тогда вес удвоится. Пробивающийся 94 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
УМА ПАЛАТА Рекорды по величине соцветий принадлежат растениям, цветущим один раз в жизни. Так, агавы (Agave spp.) при своём небольшом росте выпускают двенадцатиметровый цветонос- ный побег, напоминающий скорее дерево, на котором распускаются 15 тысяч цветков. не менее года росток питается содержимым семени ещё око- ло четырёх лет. А самые мелкие семена у тропических орхидей (Orchidaceae). В крохотных пло- диках этих растений содержится по нескольку миллионов семян, более напоминающих пыль. Они настолько малы, что не имеют никакого запаса питательных ве- ществ. Разлетающиеся от слабо- го дуновения семена проникают в мельчайшие трещины коры и прорастают там в содружестве с грибами. Такие же мелкие семена у паразитического растения зара- зихи (Orobanche spp.), встречаю- щегося в наших местах. Самые крупные клубни свой- ственны тропическому расте- нию под названием ямс. По весу один клубень может рав- няться большому мешку карто- шки, а в длину так сразу двум. Сравните: самая большая кар- тофелина, которую удалось вырастить, весила около че- тырёх килограммов. Что каса- ется фруктов, то наибольшим из съедобных плодов деревьев полагают джекфрут (Artocarpus heterophyllus), вес которого мо- жет сравниться с тем же меш- ком картошки. Фото автора. (Окончание следует.) «Паука и жизнь» Л® 10. 2023. 95
НАУКА II ЖИЗНЬ Мыло душистое, полотенце пушис- тое и многие другие радости жиз- ни нам подарили поверхностно-актив- ные вещества, или, как их более кратко называют, — ПАВы. Молекулы ПАВ обычно рисуют в виде шарика с длин- ным хвостиком, напоминающего не то головастика, не то змею или ещё какой головохвостый организм. Так хими- ки пытаются изобразить химическую «двуличность» этих молекул: что «лю- бит» голова, то «не нравится» хвосту и наоборот. Например, это касается взаимоотношений ПАВ и воды: если голова по своим свойствам гидрофиль- на (то есть любит воду) и не прочь тес- но пообщаться с молекулами Н.,О, то гидрофобный (то есть боящийся воды) хвост, как и следует из его характерис- тики, стремится от этой воды где-нибудь спрятаться, чтобы «не промокнуть». А поскольку голова и хвост не могут друг от друга оторваться, то у молекул ПАВ появляется одно интересное свойство — самоорганизация. Молекулы ПАВ распределяются в объёме раствора не просто так, а чтобы по максимуму удовлетворить противо- речивые химические потребности сво- их частей, собираются вместе, чтобы их водобоязненные хвосты оказались как бы внутри «водозащитной» сферы из гидрофильных голов, — получается • КАК ЭТО УСТРОЕНО своего рода шарик, состоящий из сотен и тысяч молекул. И такой шарик будет весьма неплохо «плавать» в толще рас- твора. Но есть ещё один способ сделать так, чтобы и волки были сыты и овцы остались целы — если молекулы ПАВ «всплывут» к поверхности воды и вы- ставят наружу свои хвосты, оставив го- ловы в воде. Как не сложно догадаться, корни названия «поверхностно-актив- ные» отражают именно эту особенность поведения молекул ПАВ. А ещё они мо- гут менять физические свойства жид- кости, что оказывается полезным, если вы захотите принять ванну с пеной. Пена — это много-много тесно распо- ложенных друг к другу пузырьков с по- верхностью из жидкости, внутри кото- рых находится воздух. Из чистой воды устойчивую пену сделать не получит- ся — даже образовавшийся ненадолго пузырь очень быстро лопнет. Вину за это делят между собой три фактора: вы- сокое поверхностное натяжение воды, стремящееся сжать любую форму в шар, испарение с поверхности, за счёт чего и без того тонкие стенки пузыря стремительно истончаются, и низкая вязкость жидкости, из-за которой она быстро течёт и не может остановиться в своём прекрасном пенном мгновении. Со всем этим борются молекулы ПАВ. Расположившись на границе жидкость- воздух, они понижают поверхностное натяжение жидкости, позволяя ей «рас- тягиваться» и не лопаться раньше вре- мени. Они замедляют испарение моле- кул воды с поверхности пузыря, а чуть более высокая вязкость замедляет «ста- рение» в принципе неустойчивой пены. В результате, добавив в ванну немного специального мыла и включив кран с водой, можно за несколько минут со- здать впечатляющее пенное «одеяло» на поверхности, под которым и вода мед- леннее остынет, и пара в комнате будет не так много, поскольку пена испаряет 96 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
УМА ПАЛАТА хуже, чем чистая вода. Про свойства пены мы заговорили не случайно: по- мимо радости в жизни она может ещё и жизни спасать. В конце XIX века в Баку находились крупнейшие в Российской империи неф- тяные промыслы, там же располагались и многочисленные нефтеперегонные за- воды, «подарившие» Баку своей копо- тью и нефтяными лужами второе назва- ние «Чёрный город». Естественно, что время от времени там возникали пожа- ры, с тушением которых были большие проблемы. Ведь водой потушить ни го- рящую нефть, ни керосин или другие нефтепродукты практически невозмож- но. Почему? Плотность воды больше плотности неф- ти и большинства других жидких орга- нических соединений. Поэтому, если на горящую лужу того же бензина лить воду в надежде его потушить, то вода просто «утонет» в нём, а горящая жид- кость всплывёт на поверхность. Что ещё хуже, вода будет растекаться по поверх- ности вместе с горящим слоем, увели- чивая площадь пожара. Вы без проблем сможете найти видеоролики с подобны- ми экспериментами и убедиться, на- сколько вода делает всё хуже. Но вернёмся на сто с лишним лет на- зад в Баку. Тогда школьному учителю Александру Георгиевичу Лорану, на- блюдавшему немало нефтяных пожаров и бессилие пожарных что-либо с ними сделать, пришла в голову гениальная идея тушить горящую нефть пеной. Если горящую жидкость покрыть слоем пены, то она, во-первых, за счёт своей низкой плотности всегда будет ос- таваться на поверхности, а во-вторых, как одеяло, перекроет доступ воздуха, без которого гореть ничего не будет. Так появились первые в мире пенные огне- тушители, изобретателем которых счи- тается Александр Лоран. Но наш рас- сказ будет неполным, если мы ещё раз не погрузимся в химию пены. Первые пенные составы для пожа- ротушения изготавливали на основе природного ПАВ, получаемого из кор- ня солодки, или, как ещё называют это растение, лакрицы. Пенообразующие свойства солодки используют, напри- Фото: Brett Clashman/Wikimedia Commons/PD «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 97
НАУКА II ЖИЗНЬ У пен для пожаротушения существует та- кая характеристика, как кратность, показы- вающая, во сколько раз объём пены больше, чем объём жидкости, из которой она получе- на. Пены низкой кратности более тяжёлые и лучше создают плотные слои на горящей по- верхности. Пены высокой кратности более лёгкие, из-за чего их сложнее забросить на большое расстояние, но они позволяют быст- ро и эффективно заполнить объёмы, напри- мер в больших помещениях или вентиляци- онных шахтах сложной формы. мер, при приготовлении кваса. Так что попытки «потушить море» различны- ми кулинарными ингредиентами, как в известном стихотворении Корнея Чуковского, на самом деле не такие уж абсурдные, как кажется на первый взгляд. Однако химическая пожароту- шительная мысль не стояла на месте и в поиске наиболее эффективных пено- образователей пришла к такому клас- су соединений, как фторсинтетиче- ские ПАВ. Это молекулы с углеводородным хвос- том, в котором большая часть, а то и все атомы водорода замещены на атомы фтора. Химическая связь фтор-углерод очень прочная, что делает всю молеку- лу ПАВ весьма устойчивой и помога- ет ей дольше жить в пламени горящей нефти, чтобы успеть выполнить свою пенообразующую работу. Кроме того, фторированные углеводороды — это идеальный материал для поверхност- но-активных хвостов. Вспомним, как ведёт себя сковородка с антипригарным тефлоновым покрытием (тефлон — полимер тетрафторэтилена) — к ней не «прилипают» ни вода, ни масло. Поэтому молекула ПАВ с фторуглерод- ным хвостом «всплывёт» и в воде, и в нефтепродуктах — то, что надо, чтобы было больше пены. Всё это сделало пенообразователи на основе фторированных соединений своего рода «золотым стандартом» при тушении пожаров на нефтебазах раз- лившегося при авариях авиационного или автомобильного топлива и прочих огнеопасных техногенных катаклиз- мах. Хорошая, устойчивая пена «уби- вает двух зайцев»: плотно закрывает собой горящее топливо, перекрывая к нему доступ кислорода воздуха, и не даёт испаряться взрывоопасным неф- тепродуктам, снижая риски повторно- го возгорания. И всё было бы неплохо, если бы не одно но. Устойчивость фторированных орга- нических соединений хороша во вре- мя пожара, но совсем не хороша после него. Существенная часть «пенной хи- мии» попадает в окружающую среду, и даже если она проходит через очист- ные сооружения, с фторуглеродными соединениями практически ничего не происходит. Поскольку они — исклю- чительно синтетические соединения, не встречающиеся в природе, то у при- роды нет и эффективных методов их переработки, например ферментов, которые могли бы «разрезать» такие молекулы на кусочки. Эти соединения даже получили неофициальное назва- ние — вечные химикаты. В результа- те они отправляются в свободное пла- вание и постепенно накапливаются в живых организмах, и люди здесь не ис- ключение. К тому же длительное вли- яние фторуглеродных соединений на животных и растения изучено пока не очень хорошо... Какое из двух зол выбрать? Конечно, нельзя не тушить пожары, как нельзя и рисковать жизнями людей, используя неэффективные методы пожаротуше- ния на опасных объектах. Но вопрос о том, что делать с неочевидными и отло- женными последствиями потушенного огня, остаётся и ждёт решения. 98 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
УМА ПАЛАТА ЧИСЛО ГОДА 2023 • ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ (См, «Наука и жизнь» № 9, 2023 г., стр. 85.) П Получение числа 2023 с использова- нием одинаковых цифр: (1111 -111 + 11) х (1 + 1)+ 1 =2023 2222 -222 + 22 + 2:2 = 2023 333 х 3! + З3 - 3 + 3 : 3 = 2023 44 х (44 + У4) - 4:4 = 2023 (55 + 5х5)х5х5 + 5х5-(5 + 5):5 = = 2023 6! + 6! 4- 6! - 66 - 66 - 6 + 6 : 6 = 2023 77 х (7 + 7 + 7 + 7) - 77 - 7 х (7 + 7 : 7) = = 2023 88 х (8 + 8 + 8) - 88 - 8 : 8 = 2023 999 + 999 + 9 х Y9 - (9 4- 9): 9 = 2023. 0 Получение числа 2023 с использова- нием ряда возрастающих цифр без нарушения их взаимного расположения: 1 + (2 + 34) х 56 4- 7 4- 8 - 9 = 2023 123 - 4 + 5 х 6 х 7 + 89 = 2023. 0 Получение числа 2023 с использова- нием ряда убывающих цифр без нару- шения их взаимного расположения: 9 4- 8 - 7 + (65 - 4) х (32 + 1) = 2023 Y9 + 8 х 7 + 654 х 3 + 2 х 1 = 2023. И Варианты представления числа 2023 в виде суммы квадратов чисел, а) сумма квадратов четырёх чисел: 12 + 52 + 292 + 342 = 2023 12 + Т2 + 232 + 382 = 2023 22 + V + 112 + 432 = 2023 22 + 132 + 252 + 352 = 2023 З2 + 92 + 132 + 422 = 2023 32+ 132+ 182 4-392 = 2023 32+ 182 + 272 + 312 = 20 23 52+ 172 + 222 + 352 = 2023; б) сумма двух квадратов и двух кубов: 42 + 422 + З3 + 63 = 2023; в) разность квадратов двух чисел: 682-512 = 2023 1482- 1412 = 20 23 10 1 22 - 10112 = 20 23. .-•< Представление числа 2023 в виде суммы двух последовательных чисел: 1011 +1012 = 2023; суммы семи последовательных чи- сел: 286 + 287 + 288 + 289 + 290 + 291 + 292 = = 2023; суммы четырнадцати последователь- ных чисел: 138 + 139 + 140 + ... + 149 + 150 + 151 = = 2023; суммы семнадцати последовательных чисел: 111 + 112 + 113 + ... + 125 + 126 + 127 = = 2023; суммы тридцати четырёх последова- тельных чисел: 43 + 44 + 45 + ... + 74 + 75 + 76 = 2023. Ш Получение числа 2023 в виде суммы чисел, где каждое слагаемое — чис- ловой палиндром, то есть в нём цифры симметричны относительно середи- ны: 44 + 424 + 626 + 929 = 2023 55+151 +858 + 959 = 2023 66 + 626+ 1331 =2023 66 + 121 + 232 + 242 + 343 + 454 + 565 = = 2023 77 + 262 + 292 + 363 + 464 + 565 = 2023 77 + 141 + 191 + 272 + 353 + 434 + 555 = = 2023. И Получение числа 2023 с использова- нием всех цифр от 1 до 9 и разных знаков действий: 6x324+ 158-79 = 2023 1498 + 537-2x6 = 2023 273105: (46+ 89) = 2023. □ Стороны прямоугольников, площадь каждого из которых равна 2023, тако- вы: 1,2023; 7, 289; 17, 119. 0 Рёбра параллелепипедов, объём кото- рых составляет 2023, равны 1,1,2023; 1,7, 289; 1, 17, 119; 7, 17, 17. Юрий ПОПОВ (г. Воронеж). «Наука и жизнь» .V» IО. 2023. 99
• На островке Миддл- Айленд у южного побе- режья Австралии находит- ся солёное озеро Хилл иер, которое в восемь раз со- лонее океана и по этому показателю сравнимо с Мёртвым морем на Ближ- нем Востоке. Но особенно оно выделяется розовым цветом воды, обусловлен- ным мириадами микро- скопических планктонных водорослей и бактерий, способных жить в таком рассоле. • Богатая сталактитами и сталагмитами Деменов- ская пещера в Словакии был известна местным жителям ещё с 1290 года, но официально её открыли для туристов в 1924 году. В 1952 году построили удобные мостки и провели электрическое освещение. Общая её длина, насколь- ко известно, 8126 м, но доступны для экскурсий только первые 1800 м. На снимке — Розовый зал пещеры. • Валлийский язык, вос- ходящий к языку древних кельтов, распространён в Уэльсе, западной части Британии. По последним данным, им владеют 20% жителей Уэльса. Несколько лет назад дорожные влас- ти решили сделать дву- язычным придорожный щит на одном из шоссе Уэльса. Английская надпись гласи- ла: «Въезд крупнотоннаж- ных грузовиков запрещён. Доступ только для местных жителей». Поскольку в ин- тернете существует служба 100 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
перевода с английского на валлийский и обратно, к ней и прибегли, полу- ченный ответ нанесли на щит. Водители со знанием валлийского умирали со смеху, так как надпись «Nid wyf уп у swyddfa ar hyn о bryd. Anfonwch unrhyw waith i’w gyfieithy» означает: «Я отлучился ненадолго. При- шлите работу для перевода попозже». • По требованию ино- странных туристов пре- кращён ночной звон коло- кола, отбивающего часы на башне ратуши в городе Пьенца (Тоскана, Италия). В летние месяцы колокол будет молчать с 10 вечера до 8 утра. Горожане недо- вольны и говорят, что не могут спать из-за отсут- ствия привычного ночного звона. Впрочем, решение одобряют те из них, кто зарабатываетсдачей квар- тир на лето приезжающим иностранцам. • На одном из амери- канских сайтов, где можно недорого купить бывшие в употреблении вещи, не- кий пользователь начал выставлять на продажу старые персональные ком- пьютеры выпуска 1982— 1985 годов. Их покупа- ли умельцы, способные использовать некоторые детали в новых устрой- ствах, не обязательно в компьютерах. Проданный лот немедленно заменялся новым таким же. Владель- цы торгового сайта заин- тересовались источником товаров, и оказалось, что продавец купил по дешёв- ке в начале 1990-х годов склад обанкротившей- ся компьютерной фир- мы — 2200 нераспечатан- ных ящиков. Сарай, где он хранил покупку, до исполь- зования или перепродажи которой как-то всё не дохо- дили руки, начал ветшать, и пришлось выставить весь груз на продажу. Пока про- дано только чуть больше четверти запасов. «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 101
НАУКА О ЧУЖИХ. ЖИЗНЬ И РАЗУМ ВО ВСЕЛЕННОЙ Антон ПЕРВУШИН. Широкое развитие радиосвязи и успехи радиоастрономии заставили учёных пе- ресмотреть отношение к поиску инопланетян. Утвердилось мнение, что если где-то поблизости есть развитая цивилизация, то она будет пытаться установить контакт с «братьями по разуму» на радиоволнах определённых частот. Однако многолетнее «прослушивание» неба не принесло значимых результатов, и вновь стала популярной точка зрения, будто бы человечество одиноко во Вселенной. Впрочем, есть и другие объяснения космическому «молчанию», дающие повод для оптимизма. X. ВЕЛИКОЕ МОЛЧАНИЕ ФОРМУЛА ДРЕЙКА В июле 1960 года в Национальной радиоастрономической обсерватории в Западной Вирджинии завершился экс- перимент, организованный молодым учёным Фрэнком Дрейком в рамках про- екта «Озма» (Ozma). Впервые в истории Продолжение. Начало см. «Наука и жизнь» №№ 1—9, 2023 г. он с коллегами, используя 26-метровый радиотелескоп Грин-Бэнк, пытался пой- мать внеземные искусственные сигналы на волне межзвёздного нейтрального водорода. «Прослушивание» звёзд Тау Кита и Эпсилон Эридана разочаровало исследователей: чего-то, похожего на осмысленную радиопередачу, поймать так и не удалось. Тем не менее эксперимент вызвал резо- нанс, и Совет по космическим исследова- ниям Национальной академии наук США решил провести конференцию —оценить перспективы установления связи с вне- земными цивилизациями. Она состоялась в начале ноября 1961 года под председа- тельством директора обсерватории Отто Людвиговича Струве. Помимо него, в Грин-Бэнк собрались ещё девять человек, среди них были специалисты с солидной научной репутацией: например, как раз во время конференции стало известно, Двадцатишестиметровый, радиоте- лескоп Национальной радиоастрономи- ческой обсерватории США в Грин-Бэнк, который использовался для поиска вне- земных искусственных сигналов в рамках проекта «Озма». Фотоснимок сделан Фрэнком Дрейком в начале 1960-х годов. Из статьи: Drake F. The Radio Search for Intelligent Extraterrestrial Life // Current Aspects of Exobiology. Symposium Publications Divi- sion. Pergamon Press. Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 1965. 102 «Наука и жизнь»Л® IO. 2023.
• КНИГИ В РАБОТЕ Источник: public.nrao.edu В аппаратной радиотелескопа Национальной радиоастрономической обсерватории США в Грин-Бэнк. Фотоснимок сделан Фрэнком Дрейком. 1961 год. Из коллекции Национальной радиоастрономической обсерватории США. что одному из участников — Мелвину Кальвину— присуждена Нобелевская премия по химии за описание процесса фотосинтеза. Поскольку в то время явный интерес к поискам «зелёных человечков» мог навредить авторитету академических учёных, организаторы собрания приняли меры, чтобы избежать преждевременной огласки и появления сенсационных заго- ловков в прессе. Вероятно, именно завеса секретности, окружавшая конференцию, побудила собравшихся учредить шуточное тайное общество под названием «Орден Дельфи- на» (Order of the Dolphin). Дело в том, что среди них был нейробиолог Джон Лили — знаменитый исследователь зоо- психологии, выпустивший незадолго до того книгу «Человек и дельфин» (Man and Dolphin, 1961), в которой он взялся дока- зать, что китообразные тоже мыслящие существа и контакт с ними возможен. Его рассказ о попытках расшифровать язык дельфинов и обучить их человеческому языку произвёл большое впечатление на собрание. Позднее Кальвин заказал копии древнегреческой монеты с изоб- ражением дельфина и разослал всем участникам конференции. В Грин-Бэнк обсуждали различные варианты контакта с гипотетическими инопланетянами. Учёные пришли к вы- воду, что сигнал на волне нейтрального водорода будет использоваться только для привлечения внимания, а после того, как его обнаружат, цивилизации должны перейти на более удобный с технической точки зрения канал связи. Разумеется, в таком случае «позывной» сигнал должен содержать инструкцию, что следует предпринять для организа- ции дальнейшего обмена информацией. Отдельную дискуссию вызвал вариант «подслушивания»: что делать, если чело- вечество поймает не целенаправленную, а техническую трансляцию — радиолока- ционную, телевизионную, спутниковой связи? -> «Наука и жизнь» ЛЬ 141. 2023. 103
Дрейк обратил внимание на серьёзную психологическую проблему, которая может возникнуть, если при поиске осмысленных сигналов долгое время не будет получен результат. Чтобы ос- лабить разочарование, он предложил сочетать поиски сигналов с выполнением Источник: doorofperception.com Джон Каннингем Лилли (1915—2001), американский врач, нейробиолог, психо- аналитик, философ, изобретатель, один из основоположников контркультуры; внёс значительный вклад в биофизику, диагностическую электронику, нейро физиологию и нейроанатомию; изобрёл изоляционный резервуар для сенсорной депривации и активно пропагандиро- вал его использование; много лет изу- чал дельфинов и пытался установить коммуникацию с ними, для чего создал лабораторию на острове Сент-Томас в Карибском море; часто проводил опыты на самом себе, включая изучение воздей- ствия ЛСД; верил в присутствие «выс- ших космических сущностей», управля- ющих Солнечной системой. Фотоснимок неустановленного автора из книги Джо- на Лилли «The Center of the Cyclone; An Autobiography of Inner Space» (1972). какого-то увлекательного астрономи- ческого исследования. Впоследствии такие сопутствующие проекты стали обычными. Отто Струве отметил, что, несмотря на интерес общества к задаче поиска инопланетян, люди, ответствен- ные за расходование государственных средств на науку, проявляют понятный скептицизм по поводу дорогостоящих программ межзвёздной связи, которые вряд ли дадут быстрый результат. Это станет сдерживающим фактором в раз- витии исследований. Наибольшее внимание собравшихся привлекла оценка численности развитых инопланетных рас, которую подготовил Фрэнк Дрейк. Через много лет он вспо- минал: «За несколько дней [до конфе- ренции] я понял, что нам нужна повестка дня. И записал всё, что нужно было знать для понимания, насколько сложно будет обнаружить внеземную жизнь. И при просмотре списка [факторов] мне стало совершенно очевидно, что если пере- множить всё это вместе, то получится число N, которое соответствует коли- честву цивилизаций в нашей Галактике. Конечно же, моя выборка была нацелена на радиопоиск, а не на обнаружение пер- вичных или примитивных форм жизни». В результате появилась формула Дрейка, которую учёные используют по сей день, обсуждая вероятность существования «братьев по разуму». Формула выглядит следующим обра- зом: N = R. f n -f-f.-f L, где N — число цивилизаций, с которыми возможно уста- новить связь; R. — средняя скорость обра- зования звёзд; fp — доля звёзд, у которых есть планеты; пе — среднее число планет в планетной системе, на которых потенци- ально может возникнуть жизнь; fj — доля планет, условия на которых благоприят- ствуют развитию жизни; f. — доля планет, на которых появился разум; f — доля ци- вилизаций, разработавших технологию передачи информации на межзвёздные расстояния; L — продолжительность вре- мени, в течение которого цивилизации отправляют сигналы в космос (в другой интерпретации — средняя продолжи- тельность жизни высокотехнологичных цивилизаций). 104 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
Последние три параметра (Г, f и L) были и, скорее всего, долго останутся неопределён- ными, а их оценка методами статистики сегодня невоз- можна, поскольку мы знаем только один пример циви- лизации — нашей собствен- ной. Впрочем, когда Дрейк выводил свою формулу, не было твёрдой уверенности и по первым — астрономи- ческой и астробиологиче- ской — частям уравнения. Например, «Орден Дельфина» полагал, что в среднем в Галактике образуется одна звезда в год, и максимум у половины из них формируются планетные системы. При этом от одной до пяти планет в сис- теме могут стать местом для появления и развития жизни. Раньше или позже в ходе эволюции жизнь породит разум, то есть f. равняется единице. Вряд ли все ци- вилизации сумеют создать необходимую для связи технологию одновременно, и можно надеяться, что в настоящее время их в Галактике 10—20% от общего числа. Время же существования высокотехноло- гической цивилизации участники конфе- ренции оценили в период от 1 тысячи до 100 миллионов лет. Подставляя в формулу принятые в 1961 году «оптимистичные» значения, получается, что N = 0,5 L, то есть число цивилизаций в Галактике — не менее 50 миллионов. Однако, если пред- положить, как сделали члены «Ордена Дельфина», что планет с цивилизациями меньше, но все они неизбежно создают технологию межзвёздной связи, то N = L, то есть цивилизаций столько же, сколько лет в среднем продолжается жизнь разума в подходящих для этого мирах. Формула Дрейка очень быстро обре- ла известность, ведь ничего лучше в то время никто не предложил. Всего через месяц астрофизик Филип Моррисон, участвовавший в конференции, привёл её в своей лекции. Опубликована она была в сборнике «Межзвёздная связь» (Interstellar Communication, 1963); её по- пуляризацией занялся Карл Саган, сам Дрейк и нью-йоркский научный жур- налист Уолтер Салливан, выпустивший Источник: astronomynotes.com Формула Дрейка на мемориальной доске, помещённой над камином в конференц- зале общежития для приглашённых наблюдателей Национальной радиоаст- рономической обсерватории США в Грин- Бэнк. Фотоснимок сделан астрофизиком Ником Стробелом, профессором кафедры физических наук Бейкерсфилдского кол- леджа. 2011 год. книгу «Мы не одни» (We Are Not Alone, 1964), в которой подробно рассказывалось о проекте «Озма», собрании в Грин-Бэнк и современном состоянии поисков вне- земной жизни. Книга стала бестселлером, после чего в дискуссию о том, сколько развитых циви- лизаций в Галактике, включились учёные самых разных специальностей. Дрейк рассказывал: «Меня до сих пор поражает, что моя формула помещена на видном месте в большинстве учебников по астро- номии, часто в особом разделе. Я даже ви- дел её на страницах "Нью-Йорктайме"... Я всегда удивляюсь, когда обнаруживаю, что её считают одной из величайших икон науки, потому что с моей стороны она не потребовала никаких глубоких интел- лектуальных усилий или прозрения. Но тогда, как и сейчас, в ней была выражена большая идея в форме, которую мог ус- воить даже начинающий учёный. Иногда люди, незнакомые с научной картиной космической и биологической эволюции, думают, что эта формула в высшей степе- ни умозрительна. На самом деле всё как раз наоборот: каждое из учтённых в ней событий... произошло, по крайней мере, один раз [на Земле]». «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 105
Так или иначе, научный мир принял формулу Дрейка в качестве основы для дальнейших обобщений, ведь она давала надежду обнаружить инопланетную ци- вилизацию в обозримом будущем. ВАРИАНТЫ СВЯЗИ Дрейк исходил из того, что «братья по разуму» станут использовать радиосвязь. Но далеко не все коллеги согласились с этим утверждением. К примеру, в мае 1960 года (то есть ещё до того, как состоялась конференция в Грин-Бэнк) авторитетный радиофизик Рональд Брейсуэлл опубликовал статью «Сигналы высокоразвитых галакти- ческих цивилизаций» (Communication from Superior Galactic Communities). Он высказал сомнение — будут ли иные цивилизации много лет тратить ресурсы на отправку примитивных посланий по разным направлениям? Вероятнее, они будут, как и мы, планомерно исследовать окружающий космос с помощью беспи- лотных аппаратов (зондов), которые ра- ботают на солнечной энергии и снабжены «сложной вычислительной машиной», способной самостоятельно установить контакт, если обнаружит разумную расу: «Такой зонд может уже сейчас находить- ся здесь, пытаясь сообщить нам о своём присутствии. Для этой цели, вероятно, необходим радиопередатчик. На какой волне он будет работать и как нам рас- шифровать его сигнал? Чтобы выбрать волну, которая может проникнуть сквозь ионосферу и которая в то же время распо- ложена в используемом нами диапазоне, зонд может вначале прослушать наши сигналы, а затем послать их назад. Для нас сигналы зонда будут напоминать эхо с задержками в секунды или минуты». Брейсуэлл напомнил, что ещё в 1920-х годах, на заре развития радиосвязи, уда- лось обнаружить, что при определённых условиях сигналы передающих станций регистрируются повторно с некоторой задержкой — как своего рода радиоэхо. Иногда паузы достигали нескольких секунд или даже десятков секунд. Фе- номен получил название «радиоэхо с длительными задержками» (Long Delayed Источник: nrao.edu Австралийский радиофизик Рональд Ньюболд Брейсуэлл (1921—2007) рядом с па- раболическими тарельчатыми антеннами сконструированного им микроволнового спектрогелиографа. Фотоснимок из личного архива Р. Брейсуэлла. Начало 1960-х годов. 106 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Echoes, LDE); систематическое изучение этого явления началось по инициативе норвежского учёного Карла Стёрмера (Штёрмера), который полагал, что ра- диоэхо возникает из-за тороидального токового слоя, образуемого электронами, движущимися в геомагнитном поле. К исследованию феномена подключились норвежский радиоинженер Йорген Халс и голландский физик Балтазар Ван дер Пол. Передатчик в Эйдховене на юге Нидерландов, работавший на волне 31,4 метра, отправлял определённые импульс- ные сигналы, которые регистрировали в Осло: серия экспериментов, проведённая с октября 1928 по ноябрь 1929 года, под- твердила реальность и воспроизводи- мость радиоэха. Феномен так и не получил убедительного объяснения, и Брейсуэлл полагал, что гипотеза о его инопланетном происхождении ничуть не хуже прочих: «Чтобы уведомить зонд о том, что мы его услышали, мы должны будем повторить сигнал снова. Так он узнает, что вступил в контакт с нами. После нескольких кон- трольных проверок, с целью гарантии от случайностей и для выяснения нашей чувствительности и полосы пропускания, он может начать передачу своего сооб- щения с последующими периодическими остановками для контроля, что он не ушёл за наш горизонт. Не удивительно, если на- чалом его сообщения будет телевизионное изображение какого-нибудь созвездия». Другой вариант установления контак- та предложил в апреле 1961 года аме- риканский физик Чарльз Таунс, один из изобретателей мазера и лазера. В соавторстве с коллегой Робертом Швар- цем он выпустил статью «Межзвёздная и межпланетная связь при помощи оптических мазеров» (Interstellar and Interplanetary Communication by Optical Masers), в которой утверждал, что опти- ческая сигнализация с использованием устройств, усиливающих интенсивность света, могла стать основной у «братьев по разуму»: «Наши собственные мазерные методы в оптическом и соседних с ним спектральных диапазонах всё ещё нахо- дятся в зачаточном состоянии; год назад ещё не было ни одного такого действу- ющего прибора. В последующие десять Чарльз Хард Таунс (1915—2015), американский физик, лауреат Но белевской премии по физике 1964 года; член Национальной академии наук США, иностранный член Лон- донского королевского общества и Российской академии наук; основные труды посвящены радиоспектра скопии, квантовой электронике и её приложениям, нелинейной опти- ке, радиоастрономии; в 1953 году создал первый квантовый генера- тор — мазер на аммиаке; в 1958 году совместно с Артуром Шав- ловым обосновал и запатентовал возможность создания оптического квантового генератора (лазера); разработал принципы использова- ния мазеров и лазеров в астрономии; входил в группу, которая впервые обнаружила сложные молекулы в космосе и определила массу чёрной дыры в центре Галактики; с 1966 по 1970 год был председателем На учно-консультативного комитета правительства США по программе высадки на Луну. Фотопортрет сделан неустановленным автором. Около 1983 года. лет должно произойти мощное развитие. По-видимому, лишь историческая случай- ность помешала открытию оптических мазеров 30 или более лет назад; в этом случае они уже находились бы на высокой «Наука и жизнь» Л® 10. 2023. 107
стадии развития. Это означает, что какая- то цивилизация могла пойти по другому историческому пути и достичь больших успехов в использовании оптических или инфракрасных мазеров, а не коротких радиоволн». На основе этого допущения физики рассматривали возможность пе- редачи и приёма оптических сигналов на расстояния «в единицы и десятки свето- вых лет» с помощью двух систем. В «системе А» луч отдельного мазера проходит через большое оптическое устройство, приобретая ширину 5 метров; «система Б» использует батарею из 25 мазеров без применения оптики — они дают луч с исходной шириной лишь 10 сантиметров, но расширение луча с расстоянием, хотя и малое, в пять раз превосходит расширение в «системе А». При благоприятных условиях наблюде- ния сигналы «системы А» можно увидеть Филип Моррисон (1915—2005), амери- канский физик, профессор Массачусет- ского технологического института; участвовал в Манхэттенском проекте, работая над конструированием ядерно- го реактора, а затем атомного оружия имплозивного типа, но после войны стал активным сторонником политики не- распространения ядерных технологий; в связи с отстранением от военных про- ектов занимался изучением космических лучей; писал научно-популярные книги и статьи, выступал ведущим познава- тельных телешоу. Фотоснимок сделан неустановленным автором на лекции в Массачусетском технологическом ин- ституте. 1970 год. Из статьи: French A. In Memoriam Philip Morrison // Physics in Perspective. 2008. 10. невооружённым глазом на расстоянии в 0,1 светового года. Для «системы Б» рас- стояние будет в десять раз меньше. Одна- ко, если принимающая сторона контакта будет использовать телес коп-рефлектор с диаметром зеркала 5 метров (подобный тому, который был установлен в обсерва- тории Маунт-Паломар в Калифорнии), то «система А» станет наблюдаема визу- ально на расстоянии 10 световых лет, а «систему Б» можно будет обнаружить на фотопластинке при экспозиции в полтора часа. Таким образом, Таунс и Шварц по- казали, что даже примитивная лазерная техника приближает момент, когда можно будет послать к близким звёздам лучи, достаточно интенсивные для обнаруже- ния: «Быстрый прогресс науки может привести к тому, что другая цивилиза- ция, опередившая нас в развитии всего на несколько тысяч лет, может обладать такими возможностями, которые мы сейчас исключаем, — например, они уже могут посылать к нам исследовательскую автоматическую ракету. Но поскольку до сих пор мы ничего подобного не обнару- жили, вероятно, будет правильно изучить спектры звёзд с высоким разрешением с целью поиска необычных узких линий, расположенных на необычных частотах или с переменной интенсивностью». Помимо оптики и радио, для передачи сообщений можно в теории использо- вать нейтрино — этот вариант предло- жил упомянутый Филип Моррисон в статье «Межзвёздная связь» (Interstellar Communication, 1962), отмечая, что управление потоками всепроникающих частиц — дело отдалённого будущего, и вряд ли цивилизации, которые ушли впе- рёд по пути прогресса, станут использо- вать их .д ля установления контакта с менее развитыми расами: «Если бы мы захотели высадиться на побережье Квинсленда неподалёку от порта Дарвина и пообщать- ся с австралийцами (я имею в виду не австралийских астрономов из Сиднея, а аборигенов), мы вряд ли стали бы строить телевизионную станцию и транслировать телепрограмму. Мы предпочли бы исполь- зовать какие-нибудь простые звуковые средства типа парового свистка или ба- рабана. Тогда местные жители, будучи 108 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Американский радио- астроном и «отец» SETI Фрэнк Дрейк (1930—2022) перед де- вяностометровым ра- диотелескопом Наци- ональной радиоастро- номической обсервато- рии США в Грин-Бэнк, Западная Вирджиния. Фотоснимок сделан неизвестным авто- ром. Середина 1960-х годов. Из коллекции Национальной радио- астрономической об- серватории США. уверенными, что с ними говорят на одном языке, придут посмотреть, что мы можем продать, подарить или обменять, а также, какие новости можем сообщить. Так же обстоит дело и с цивилизациями Все- ленной». Поэтому, по его мнению, более развитые существа сохранят архаичную радиосвязь для разговоров с нами, а чтобы привлечь внимание земных астрономов к конкретной области Галактики, могут, на- пример, создать оптический маяк — окру- жив одну из звёзд управляемым облаком частиц, которое периодически затмевало бы её свет. Но, пожалуй, самый экзотический спо- соб установления контакта описал инже- нер-электротехник Лесли Эдай в заметке «Послания из других миров» (Messages from Other Worlds, 1962), предположив, что органические молекулы, обнаруживаемые в некоторых метеоритах, могли быть поме- щены туда далёкой древней цивилизацией: «Возможно, стоит по-новому взглянуть на метеориты, кометы и других космических путешественников в поисках возможных сообщений. Могут ли органические соеди- нения в метеоритах содержать закодиро- ванную информацию? Кроме того, можно ли перехватывать кометы, чтобы получить материал для анализа? » Обсуждение вариантов межзвёздной связи расширяло поле исследований практически до бесконечности. Поэтому Фрэнк Дрейк пришёл к выводу, что самый перспективный путь — «подслушивание». В обширной статье «Радиопоиск разум- ной внеземной жизни» (The Radio Search for Intelligent Extraterrestrial Life, 1965) он утверждал: «Все вышеперечисленные подходы основаны на предположении, что другая коммуникативная цивилиза- ция открыто пытается установить с нами контакт. Конечно, это предположение несколько самонадеянно — в конце концов, мы сами ничего не делаем для установления контактов с другими ци- вилизациями и очень маловероятно, что начнём предпринимать такие попытки до тех пор, пока не будет обнаружена другая цивилизация. Если на самом деле все слу- шают и никто не вещает, то для успеха мы должны использовать технику, которая будет обнаруживать сигналы, используе- мые цивилизацией в своих собственных целях. Возможно, такие сигналы окажут- ся недостаточно сильными, чтобы их мож- но было заметить по отдельности. Тогда необходимо создать систему, которая обнаружит совокупный эффект много- численных передач, применяемых высо- коразвитой цивилизацией». С помощью такой системы можно, например, проска- нировать весь радиоспектр выбранной звезды с интервалом 100 Гц, получив 100 миллионов полос. Затем необходимо по- вторить манипуляцию, получив второй ряд, который коррелируется с первым. При анализе выявится, что в тех полосах, «Наука и жизнь» Л® 10. 2023. 109
где среди шума скрываются искусствен- ные сигналы, последние накладываются один на другой. Шумы, будучи случайны- ми, при этом не складываются. Наложение всех 100 миллионов полос в таком случае даст эффект, заметно отличающийся от тех, когда в иной солнечной системе нет Иосиф Самуилович Шкловский (1916—1985), советский астроном и астрофизик, член-корреспондент АН СССР, лауреат Ленинской пре- мии 1960 года за концепцию «ис- кусственной кометы»; занимался разработкой теорий короны и радиоизлучения Солнца, теорией происхождения космического радио- излучения; выдвинул скандальную гипотезу искусственного проис- хождения спутников Марса; ввёл в обращение термины «реликтовое излучение» и «презумпция естест- венности»; боролся за граждан- ские права и выступал в защиту советских диссидентов; в его честь названы астероид 2849 Shklovskij и кратер Shklovsky на марсиан- ском спутнике Фобосе. Фотопорт рет сделан неустановленным ав тором. 1960 год. Из архива Госу- дарственного астрономического института им. П. К. Штернберга (ГАИШ МГУ). радио. Основываясь на известном спект- ре земных трансляций, Дрейк подсчитал, что радиотелескоп, нацеленный из друго- го мира на наш, обнаружит присутствие искусственных сигналов примерно в по- ловине из сканируемых полос. Взаимная корреляция позволит увидеть их, даже когда отдельные сигналы в сто раз слабее минимального обнаруженного. «Такой подход означает, — добавлял Дрейк, — что нашу цивилизацию так же легко за- метить, несмотря на отсутствие сигналов, посылаемых нами с этой целью». Однако для создания системы сканиро- вания необходимо построить радиотеле- скоп с диаметром антенны как минимум 100 метров, приёмник на 1000 каналов и хранилище данных, как у «очень большо- го компьютера». На всё это, по прикидкам Дрейка, понадобилось бы 15 миллионов долларов (в ценах начала 60-х) и финан- сирование работ по изучению ближай- ших звёзд на протяжении самое малое тридцати лет. Понятно, что о поддержке столь масштабной инициативы учёным оставалось только мечтать. ЗАГАДКА СТА-102 Изыскания американцев в области поиска инопланетных сигналов вызвали живейший интерес в Советском Союзе. Пионером у нас выступил астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский, который сам никогда не занимался поисками, но давал им теоретическое и идеологиче- ское обоснование. На проект «Озма» он откликнулся большой статьёй «Возможна ли связь с разумными существами других планет?» в журнале «Природа» (I960), а позднее выпустил книгу «Вселенная, жизнь, разум» (1962), которая неод- нократно переиздавалась, постепенно увеличиваясь в объёме. На её основе он вместе с Карлом Саганом написал ан- глоязычную версию «Разумная жизнь во Вселенной» (Intelligent Life in the Universe, 1966), пользовавшуюся большим успехом за рубежом. Одна из идей Шкловского, изложен- ная в этих трудах, состояла в том, что достаточно развитые существа найдут способ сообщить о себе всей Вселенной, используя для этого собственное или 110 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Источник: russianspacesystems.ru Общий, вид антенн Центра дальней космической связи в Евпатории, Крым. 1961 год. Фотоснимок из рассекреченного отчёта «Развитие систем дальней космической связи на базе Евпаторийского центра (“Плутон”)», опубликованного холдингом «Россий- ские космические системы». соседнее светило: «Если, например, в атмосферу звезды внести некоторое ко- личество какого-нибудь элемента, кото- рого там не может быть по естественным астрофизическим причинам, в спектре звезды образуется линия поглощения, принадлежащая соответствующему элементу... В качестве такого вещества можно воспользоваться искусственным элементом технецием, имеющим в таб- лице Менделеева порядковый номер 43. Кстати сказать, существует небольшое количество звёзд редкого спектрального класса S, в спектрах которых наблюда- ются слабые линии технеция... Проис- хождение технеция в атмосферах этих звёзд пока совершенно непонятно. Дело в том, что все изотопы технеция радио- активны, причём период полураспада не превышает 2103лет. Именно поэтому на Земле технеций не встречается... От- даваясь полёту безудержной фантазии, мы можем представить и такую картину. Допустим, что некоторая высокоразвитая цивилизация испытывает недостаток в веществе, особенно в тяжёлых элементах. Тогда в принципе она может взорвать соседнюю звезду... Высокоразвитая ци- вилизация может обладать совершенно неизвестным нам способом “канализа- ции" жёстких радиаций (как фотонных, так и корпускулярных), позволяющим сосредоточить огромные мощности в очень узких “игольчатых" пучках. Так как каждая звезда представляет собой огромный потенциальный источник ядерной энергии, такие пучки могут служить как бы “спичками, поджигаю- щими пороховые погреба". Почему бы, далее, не представить, что при помощи системы мощных пучков сверхжёсткой радиации можно осуществить контроль над течением ядерных реакций в звёздах, то ускоряя, то замедляя их темп? В конце концов, регулируемая при помощи такой системы “дистанционного управления" звезда может стать эффективным ис- точником энергии для регулирующей её цивилизации». Проблемой выявления деятельности инопланетных цивилизаций, способных управлять звёздными процессами, заин- « Наука жизнь» .V» 10. 2023. 111
тересовался ученик Шкловского — мо- лодой астрофизик Николай Семёнович Кардашёв. В статье «Передача инфор- мации внеземными цивилизациями», опубликованной в «Астрономическом журнале» (1964), он указывал: чем боль- шими энергиями располагает та или иная разумная раса, тем более эффективно она может вступать в дистанционный контакт. Кардашёв разделил иноплане- тян на три типа: тип I — цивилизация использует всю природную энергию своей планеты; тип II — энергию всего своего светила; тип III — энергию всей своей галактики. Расчёты астрофизика показывали: если цивилизации I типа для установления контакта вынуждены ограничиваться целенаправленными узкополосными передачами, то циви- лизации II типа способны посылать изотропный (всенаправленный) сигнал в очень широкой полосе частот, который можно принять в любом месте галактики. Что касается цивилизации III типа, то её деятельность будет проявляться в виде космических «чудес» — прежде всего, аномалий в спектрах звёздных объектов, как и предполагал Шкловский. Но как выделить изотропный сигнал из множества естественных радиоисточ- ников? Кардашёв предложил выделить несколько отличительных признаков, которым должен удовлетворять искусст- венный сигнал: предельно малые угловые размеры, специфическое спектральное распределение мощности, аномалии излучения вблизи линии нейтрального водорода, круговая поляризация, из- менение характеристик со временем, подчиняющееся некоей закономерно- сти. Астрофизик самостоятельно провёл исследование и обратил внимание на два источника СТА-21 и СТА-102, описанные в обзоре Калифорнийского технологиче- ского института в 1960 году. Их спектры резко отличались от типично природного и— самое удивительное! — напомина- ли ожидаемый спектр искусственного радиоисточника, только смещённый в низкочастотную область. Кардашёв уговорил Геннадия Борисо- вича Шоломицкого, который вёл радио- астрономические наблюдения с помощью антенн Центра дальней космической свя- зи в Евпатории, провести исследование переменности потоков радиоизлучения Источник: photo.sai.msu.ru Геннадий Борисович Шоломицкий, Иосиф Самуилович Шкловский, Николай Семёно- вич Кардашёв (слева направо) на пресс-конференции в связи с открытием перемен ности излучения радиоисточника СТА 102. Фотоснимок сделан неустановленным автором. 1965 год. Из архива Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга (ГАИШ МГУ). 112 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
Источник: nrao.edu Радиотелескоп «Большое Ухо» (Big Ear) радиообсерватории Университета штата Огайо. Фотоснимок сделал создатель радиотелескопа Джон Краус. 1963 год. Из коллекции Национальной радиоастрономической обсерватории США. СТА-21 и СТА-102. Тот скептически от- нёсся к гипотезе, но согласился. Наблю- дения проводились в 1964—1965 годах на частоте 920 МГц. Радиоисточник СТА-21 не показал никакой переменности, а вот у источника СТА-102 выявили периоди- ческое изменение потока с периодом 102 суток. В апреле 1965 года открытие стало достоянием общественности и вызвало сенсацию в мире: газеты вышли с заголов- ками, что советские учёные наконец-то приняли сигналы инопланетной циви- лизации. В Государственном астрономи- ческом институте им. П. К. Штернбер- га (ГАИШ) созвали пресс-конференцию, на которой «виновники» события вы- ступили с заявлением, что обнаружение переменности СТА-102 само по себе не является доказательством его искусст- венного происхождения, хотя и может рассматриваться как аргумент в пользу гипотезы Кардашёва. Увы, открытие оказалось «ложной тревогой». Позднее, в результате иссле- дования квазизвёздных радиоисточников (квазаров), к числу которых принадлежит СТА-102, выяснилось, что переменность их излучения — тоже вполне типичное явление. СИГНАЛ «ВАУ!» Поиски искусственных сигналов из космоса были продолжены в рамках международной программы, получившей название SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Наиболее значительным проектом стал обзор неба на волне ней- трального водорода, проводившийся в обсерватории Университета штата Огайо начиная с 1973 года. Главным инстру- ментом служил радиотелескоп системы Джона Крауса с плоским неподвижным отражателем, известный как «Большое Ухо» (Big Ear). Группа под руководством энтузиаста Роберта Диксона много лет «слушала» небо, изучив пятую часть всей его площади. 15 августа 1977 года «Большое Ухо» зарегистрировало сильнейший узкопо- лосный сигнал. Его обнаружил астроном Джерри Эйман, работавший в обсер- ватории на правах волонтёра: он обвёл буквенно-цифровое сочетание «6EQUJ5» «Наука жизнь» .V» 10. 2023. 113
Источник: bigear.org на компьютерной распечатке и сделал приписку-восклицание «Вау!» (Wow!), во- шедшее в историю. Код обозначает изме- нение интенсивности сигнала во времени, причём каждая из букв в нём соответству- ет возрастающему уровню: к примеру, буква U встретилась всего лишь один раз за всё время работы телескопа. При этом частота 1420,4556 ± 0,005 МГц была очень близка к радиолинии нейтрально- го водорода с частотой 1420,4058 МГц. Таким образом, сигнал содержал в себе все признаки послания от инопланетной цивилизации! К сожалению, радиотелескоп «Большое Ухо» не располагал подвижной приёмной Фрагменты оригинальной распечатки полученного внеземного сигнала с помет- кой «Wow!». Из коллекции Исторического общества штата Огайо (США). антенной, и учёным пришлось дожидать- ся, пока Земля сделает оборот, чтобы ещё раз попробовать зарегистрировать сигнал. Но он не повторился. Впослед- ствии предпринимались неоднократные попытки «прощупать» участок неба в со- звездии Стрельца, откуда пришёл «Вау!», но они тоже ничего не дали. Дрейк писал позднее: «Молчание часто красноречивее слов, и мимолётные сигналы способны со- общить нам нечто важное и неожиданное об инопланетянах. Космос может быть переполнен их сигналами, один за другим падающими на нашу планету подобно каплям дождя, — каждый из них создаёт короткий, едва различимый всплеск, прежде чем исчезнуть. Мой собственный опыт наблюдений, когда я с особенным вниманием слежу за любым выходным сигналом приёмника в поисках разумного сообщения, заключается в том, что [в ка- 114 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
кой-то момент] начинает казаться, будто слабые [искусственные] сигналы постоян- но возникают из шума... Может ли быть так, что в наших радионаблюдениях мы всё время слышим шёпот бесчисленных иных цивилизаций, проносящийся мимо Земли, как ветер?» Сам Эйман первоначально полагал, что сигнал имеет земное происхождение и отразился от космического мусора, как радиоэхо. Впоследствии астроном изме- нил своё мнение, поскольку тщательные расчёты показали: гипотетический «от- ражатель» должен обладать нереальны- ми свойствами. Кроме того, радиолиния нейтрального водорода зарезервирована для целей астрономии и не используется в земной аппаратуре. Единственная версия, которая объясняла все странности «Вау!», звучала как самая настоящая фантастика: сигнал был послан с пролетающего мимо звездолёта, причём мощность передатчи- ка намного превышала мощность любого радиопередающего устройства, созданно- го на Земле. Впрочем, осторожный скептицизм возобладал, и учёные, причастные к SETI, ищут объяснение сигналу без при- Источник: aerith.net Комета 266Р/Christensen — возможный источник сигнала «Wow!». Снимок сде- лан 24 февраля 2014 года астрономом- любителем Жаном Франсуа Сулье. хотя и не с такой интенсивностью, какая была у «Вау!». Однако Джерри Эйман не принял доводы скептиков. Он указал, что «Боль- шое Ухо» располагало двумя рупорными антеннами, каждая из которых обеспечи- вала несколько разное поле «зрения» для радиотелескопа. Если бы сигнал пришёл от кометы, то он поступил бы на приёмное влечения гипотезы звез- долёта. Например, аст- рономы Антонио Пэрис и Эйвен Дэвис полагают, что «Вау!» сгенерировал водород вокруг ядра ко- меты 266P/Christensen, открытой в октябре 2006 года и не учтённой в ка- честве возможного источ- ника авторами предшест- вующих работ. Чтобы подтвердить гипотезу, в январе 2017 года изуча- лась сама «подозритель- ная» комета, а затем в феврале были проведены исследования трёх произ- вольно выбранных комет: P/2013EW90 (Tenagra), Р/2016 J1-A (PanSTARRS) и 237P/LINEAR. Оказа- лось, что эти небесные тела действительно излу- чают на частоте 1420 МГц, Карикатура Алана Данна из американского еженедельни- ка «The New Yorker», опубликованная 20 мая 1950 года и вызвавшая появление «парадокса Ферми». Из статьи: Jones Е. «Where is Everybody?»: An Account of Fermi’s Question. Los Alamos National Laboratory, 1985. «Паука и жизнь» Л® IO. 2023. 115
Энрико Ферми (1901 —1954), итальянский и американский фи зик-теоретик, лауреат Нобелев- ской премии по физике 1938 года; член Национальной академии наук США, иностранный член Лондон- ского королевского общества, иност ранный член-корреспондент Акаде- мии наук СССР; наиболее известен благодаря созданию первого в мире уранового реактора в Металлур- гической лаборатории Чикагского университета; внёс значительный вклад в развитие ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой и статистической меха- ники; считается одним из «отцов» атомной бомбы; в его честь названы 100-й химический элемент фермий, кратер на обратной стороне Луны, Чикагский институт ядерных исследований, Национальная ус- корительная лаборатория США и космический телескоп GLAST. Фо тоснимок сделан неустановленным автором между 1943 и 1949 годом. Из архива Управления по связям с общественностью Министерства энергетики США. устройство не от одного «рупора», а от двух с задержкой примерно в полторы ми- нуты, но этого не произошло — как если бы трансляцию из космоса кто-то разом выключил. Кроме того, комета не вышла бы из поля «зрения» радиотелескопа достаточно быстро, и сотрудники обсер- ватории заметили бы её «паразитный» сигнал через сутки. Таким образом, загадка сигнала «Вау!» всё ещё остаётся неразгаданной. ПАРАДОКС ФЕРМИ Как и предсказывал Фрэнк Дрейк на конференции в Грин-Бэнк, долгое отсутствие качественного результата привело к разочарованию и заставило учёных обсуждать причины «молчания» Вселенной. Летом 1950 года четыре физика, рабо- тавшие в Лос-Аламосской национальной лаборатории, встретились за ланчем, и учёный-ядерщик Эмиль Конопинский сообщил коллегам, что видел в ежене- дельнике «Нью Йоркер» карикатуру, на которой «зелёные человечки» похищают мусорные баки, — так художник отклик- нулся на сокращение муниципалитетом расходов на вывоз бытового мусора. Его итальянский коллега Энрико Ферми, про- славившийся созданием первого ядерного реактора, со смехом заявил, что теория карикатуриста выглядит вполне строй- ной, ведь объясняет сразу две загадки: участившиеся наблюдения «летающих тарелок» и исчезновение мусорных баков. Разговор завязался, и учёные перешли к обсуждению потенциальной возможнос- ти межзвёздных перелётов со сверхсвето- вой скоростью. Ферми полагал, что такие полёты вполне возможны. И именно тогда он задал вопрос, который удивил собеседников: «Но куда все подевались? » (But where is everybody?). Пояснений не требовалось— коллеги сразу поняли, что речь идёт о наблюдаемом отсутствии инопланетян, и к завершению ланча пред- ложили самый простой вариант разреше- ния парадокса: наша планета находится на периферии Галактики, а более древние цивилизации должны располагаться бли- же к центру. Если в начале 1950-х, когда Ферми ми- моходом сформулировал проблему, она представлялась абстрактной (ведь до пер- вого полёта человека в космос оставалось больше десяти лет), то к моменту, когда к ней снова обратился малоизвестный аст- 116 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
рофизик Майкл Харт, американские аст- ронавты побывали на Луне, а советские конструкторы занялись строительством больших орбитальных станций. Казалось, что темпы космической экспансии будут нарастать и в дальнейшем. И кто взялся бы категорически утверждать, что «бра- тья по разуму» ведут себя иначе? В декабре 1974 года Харт подготовил статью «Объяснение отсутствия ино- планетян на Земле» (An Explanation for the Absence of Extraterrestrials on Earth), которая вызвала большой резонанс. Он утверждал, что любая цивилизация в своём развитии раньше или позже открывает межзвёздную навигацию и начинает колонизировать соседние миры, распространяясь по Галактике. Поскольку Солнце — молодая звезда, то и земная жизнь возникла, по меркам Вселенной, совсем недавно. Рядом есть куда более древние миры. Даже если какие-то «бра- тья по разуму» отказались от экспансии, нет оснований утверждать, что то же самое сделали все без исключения, ведь на примере собственной цивилизации мы видим явное стремление выйти за пределы своей планеты. Элементарный расчёт показывает, что даже с использо- ванием космических кораблей, разгоня- ющихся до десятой доли скорости света, все подходящие для жизни планеты в нашей Галактике, включая Землю, были бы колонизированы за два миллиона лет. Поскольку мы так и не нашли никаких убедительных доказательств наличия пришельцев в Солнечной системе или поблизости от неё, делаем вывод: земля- не — первая цивилизация в Галактике. Конечно, концепция Харта вызвала споры, ведь она выглядела предельно антропоцентричной, что в научном мире Общий вид сверхцивилизации III типа. Карикатура И. А. Максимова, ис- пользованная Николаем Кардашёвым в качестве слайда к своему докладу «О неизбежности и возможных формах сверхцивилизаций» на 112 м симпозиуме Международного астрономического союза. 1984 год. Из книги: The Search for Extraterrestrial Life: Recent Developments Proceedings of the 112th Symposium of the International Astronomical Union held at Boston University. Boston. Mass., U.S.A., June 18—21.1984 / Ed. by M. Papagiannis. Dordrecht: D. Reidel Publishing Company, 1985 «Паука и жизнь» Л® IO. 2023. 117
не одобряется. В результате появилось множество гипотез, которые в той или иной степени объясняют «молчание» Вселенной и отсутствие инопланетян. К примеру, Фрэнк Дрейк склонялся в пользу «экономического» объяснения: по его мнению, развитые цивилизации ограничиваются колонизацией своей планетной системы, всячески благоуст- раивая её для комфортного существо- вания, а дорогостоящие межзвёздные экспедиции предпринимаются только в исключительных случаях для научных исследований — преимущественно с по- мощью беспилотных зондов, описанных Брейсуэллом. В июне 1984 года в Бостоне состоялся симпозиум Международного астроно- мического союза, на котором прошла специальная дискуссия, посвящённая парадоксу Ферми. Участники обсудили старые гипотезы, разрешающие пара- докс, и предложили новые. Наиболее часто упоминалась концепции «зоопар- ка» (Zoo Hypothesis), которую придумал ещё в 1930-е годы Константин Эдуардо- вич Циолковский и которую переоткрыл американский астроном Джон Болл. Она предполагает существование сверхциви- лизаций, наблюдающих за землянами, но оберегающих нас от преждевременного контакта. Астрофизик Эдвин Тёрнер высказал соображение, что космические расы предпочитают плотные области Га- лактики, где больше доступной энергии, оставив её внешние разрежённые рукава для «молодёжи». Кроме того, говорил он, может оказаться, что космическая экс- пансия началась сравнительно недавно, и её «волна» просто ещё не докатилась до нас. Николай Кардашёв высказал гипоте- зу «урбанизации Вселенной», согласно которой сверхцивилизации стремятся обустроить отдельные регионы космоса, собирая туда все доступные ресурсы для астроинженерных сооружений, и ни- сколько не заботятся о менее развитых расах. Планетолог Джон Вулф, наоборот, настаивал, что нельзя распространять представления о колонизации Галактики, основанные на опыте покорения Земли, на другие сообщества: они могут счесть экспансию слишком опасной и дорогой, ограничившись дистанционными фор- мами контакта. К нему присоединился антрополог Бен Финни, утверждавший, что мы не знаем, как далеко сможет распространиться в космосе наша соб- ственная цивилизация, поэтому не долж- ны экстраполировать неопределённые соображения на «братьев по разуму». Астроном Майкл Папаяннис, организо- вавший дискуссию, заявил, что, возмож- но, какая-то внеземная цивилизация давно колонизировала нашу Солнечную систему, но мы не замечаем этого, потому что её представители предпочитают жить в открытом космосе, а не на планетах. В этой связи рациональнее обратить свои взгляды не на дальний космос, а на наш «задний двор» — в частности, на пояс астероидов. Подводя промежуточный итог, пионер радиоастрономии Чарльз Сигер заметил, что в исходной постановке «парадокс Ферми» выражает противоречие между фактом отсутствия видимых проявлений внеземных цивилизаций и теорети- ческими представлениями о множест- венности обитаемых миров. Снять его можно в том случае, если будет принята идея уникальности нашей цивилизации, а она выглядит антропоцентричной с точки зрения современной науки. То есть попытка устранить один парадокс приводит к новому парадоксу — между «откорректированной» теорией и миро- воззренческим принципом. Впрочем, о парадоксе здесь можно говорить только с очень большой натяжкой: отсутствие на- блюдаемых проявлений инопланетян ни к какому парадоксу не приводит, но есть проблема, которую необходимо решать, чтобы ответить на фундаментальные на- учные вопросы. Именно этим учёные и намеревались заняться в ближайшие десятилетия — после того, как поиск жизни во Вселенной вновь обрёл статус перспективной иссле- довательской тематики в академических кругах. Иллюстрации предоставлены автором. (Продолжение следует.) 118 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
СЛОВО В НЕБЕ В небольшой книжке «Воля Вселенной», издан- ной в Калуге в 1928 году, К. Э. Циолковский расска- зал необычный случай. Вечером, перед закатом 31 мая 1928 года, выйдя на застеклённый балкон, Кон- стантин Эдуардович заме- тил у горизонта три облака в форме чётких, словно напечатанных, букв: чАу, с заглавной буквой А посре- дине. Под этим словом об- лака образовывали нечто напоминающее пьедестал памятника или могильную плиту. Не меньше минуты эти облачка держались на небе. Вернувшись в комнату, учёный за- писал дату, время и увиденное на небе слово. «Что бы оно могло означать?» — подумал он. Но ни на одном из известных ему языков (он не пишет, какие языки знал, кроме русского, но, скорее всего, раз кончил гимназию и потом получил экс- терном учительское звание — прошёл курс и греческого, и латыни; интеллиген- ция, особенно науч- но-техническая, тогда знала немецкий, а то и французский) слово «чау» ничего не означало. И тут ему пришло в голову, что это могут быть латинские буквы: гАу, и слово можно прочитать как «рай». Однако, подумал Циол- ковский, это может быть не русское слово «рай», а английское «гау». Заглянув в англо-русский словарь, он узнал, что оно перево- дится как «луч» или «скат» (последнее слово он по- нял, как «спуск», «наклон- ная плоскость», но на са- мом деле так обозначается рыба — скат-хвостокол). Кстати, раз ему пришлось лезть в словарь, то англий- ского он, видимо, не знал, но мог предположительно отличать английские слова от слов других языков. Тут он стал рассуждать, что бы это означало. Если читать следует РАЙ, да ещё над могильной пли- той, то надо понимать, что после смерти конец всем Н. ЦИОЛНОВСКИь. ВОЛЯ ВСЕЛЕННОЙ. НШЕПШ ШИШ ОШ (С«мд изданий > автора). Адрес: Калуга, ул. Брута. 3. Adresie: U. S. $. R. (Ruwe). Kaluga, Tualkewtky. Ciolkowsky (la Un). Издание автора. КАЛУГА.—1928 нашим мучениям (что Ци- олковский и доказывал в своём труде «Монизм Все- ленной», опубликованном в Калуге в 1925 году). Так что само небо подтверж- дает его мысль. Ну, а если эта надпись означает ЛУЧ и СКАТ, то надо понимать (хотя и с не- которой натяжкой, пишет Циолковский), что скат (за- кат) жизни, то есть смерть, даёт луч (свет познания). Учёному в то время был 71 год, а прожил он ещё семь лет. Когда Циолковский вер- нулся на балкон, надпись уже исчезла с неба. И ни- кого из домашних позвать посмотреть на это явление он не успел. Константин Эдуардович добавляет, что это слово не могло быть написано дымом с аэроплана, как делают на Западе с целью рекламы (никаких аэропланов в воздухе не было, да и вряд ли в Калуге в 1928 году много за- нимались рекламой, особенно в небе). Изображение не могло быть спрое- цировано на облака мощным проектором (хотя в 8 часов вечера дело шло к закату, но ещё почти не начало темнеть, и небо было ярко освещено). Чтобы избежать кривотолков, Циол- ковский упомянул, что в жизни не пил, не курил, наркоти- ков не употреблял и никогда не страдал галлюцинациями. «Наука и жизнь» .V? IО. 2023. 119
ЧТО ВИДИМ? НЕЧТО СТРАННОЕ! • ДОСУГИ ЛЮБИТЕЛЕЙ НАУКИ ДЙМА И НА КРЫШАХ Очередной выпуск рубрики состоит как из фотографий, присланных читателями, так и из снимков предметов, входящих в коллекцию авторов. Предмет найден среди домаш- ней утвари, длина около 30 см, алюминиевые части — возмож- но, рукоятки, угол между ними можно изменять и фиксировать боковыми винтами. Цилиндры с пупырышками вращаются, ма- териал — пластик или твёрдая резина. Не массажёр ли это? Фото 1 Совершен- но загадоч- ный объект, единствен- ное, что ка- жется по- нятным, — «гнездо» на- верху, в него, предположи- тельно, что- то вставля- лось. Четы- рёхуголь- ная де- ревянная рамка странной формы. Для чего? На фотографии се- мигранная гайка. Воз- никают вопросы. Поче- му гайки почти всегда шестигранные? Для чего предназначена семи- гранная гайка? И какие ещё бывают? Фотографию этого из- делия прислала в редак- цию читательница Ната- лья Васильева из Моск- вы, с вопросом — что это такое? Судя по вопросу, Наталья — вероятно, юная особа, люди по- старше должны эту вещь узнать. Это не игрушка, а предмет домашнего обихода, причём не самый новый вариант, — более новые имеют такую же форму, но сделаны из пластмассы. А для тех, кто знает ответ, до- полнительный вопрос — какой предмет использовался с той же целью, что и этот (если, скажем, такого просто не было в хозяйстве или он куда-то затерялся)? 120 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
ЧТО ВИДИМ? НЕЧТО СТРАННОЕ! • ДОСУГИ ЛЮБИТЕЛЕЙ НАУКИ Громоотвод — традиционное назва- ние для этого устройства, правильнее было бы его назвать молниеотводом, а ещё правильнее — защитником от молнии. Потому что он иногда отводит, а иногда привлекает, но именно к себе, защищая тем самым близлежащие строения. Подробно о механизме ра- боты громоотвода см. «Наука и жизнь» № 1, 2023 г., стр. 80 и 130, а возвра- щаемся к вопросу потому, что хотим показать интересные фотографии. В тексте, опубликованном в № 1, в част- ности, говорилось, что заземляющий провод нельзя прокладывать по стене, особенно, если она сделана из горючих материалов. При попадании молнии прямо в громоотвод импульс тока может сильно разогреть провод, особенно, если есть участки повышенного сопротивления, например, недостаточно хорошие контакты. Правильную прокладку — на стоечках — мы видим на снимке. Он сделан в Москве, это крыша Поли- технического музея. На снимок наложено увеличенное изображение фрагмента. Небольшой при- борчик под названи- ем «Заря» со шкалой, на которой, видимо, могут меняться циф- ры, примерно как на старом (механиче- ском) электросчётчи- ке. Нечто вроде крюч- ка для подвешивания на чём-то. По бокам два колёсика, враще- ние их сбрасывает показания шкалы на нули. Что это? Леонид АШКИНАЗИ, Наталия СЬЯНОВА. Фотографии читателей и авторов рубрики. (Ответы в одном из следующих номеров.) Если дома среди старых вещей или на улице вам встретится загадочный объект, сфотографируйте его и пришлите снимок. Мы постараемся рассказать о назначении объекта и привести его название. Или же это сделает кто-то из читателей, увидев присланные вами фото в журнале. «Наука и жизнь» .V? 10. 2023. 121
Иллюстрация Майи Медведевой ТАНЦУЮТ ВСЕ Андрей СТОЛЯРОВ. Не очень понятно, с чего эту историю начинать. В принципе, можно было бы начать её и с начала, с того момента, когда Хухрик (кстати, ни имени, ни фа- милии его я так и не знаю) увидел лица своих приятелей, вернувшихся из Игры, их непроницаемые глаза, их улыбки, растянутые словно на резиновых мас- ках. Улыбки испугали его больше всего. Испугали так, что, пробормотав «я... это... тут... на минуточку...», он выскольз- нул из рабочего кабинета на цыпочках, стараясь не производить ни малейше- го шума, спустился на улицу, вскочил, даже не посмотрев на номер, в первый же подошедший автобус, поминутно оглядываясь, добрался до дома и, не поз- воляя себе ни на секунду остановиться, рассовал по карманам карточки, деньги и документы. К вечеру он уже обитал в глухих ново- стройках, на другой квартире, которую снял, перелистав интернет, по самому дешёвому предложению, а до этого у ханыги на рынке купил сотовый телефон, явно краденый, старый же, модный, со всякими наворотами, немедленно вы- бросил. Обрубил все концы. Он не мог объяснить, что именно его так испугало. Наиболее внятное: это как будто на него, дружно, повернув морды, посмотрели два омерзительных репти- лоида. Словно оценивали — стоит ли его сожрать прямо сейчас? Или, может быть, подождать? Прошибло до пота, дома почувствовал, что рубашка на нём насквозь мокрая. Две недели он просидел в этой про- клятой квартире, с мутными окнами, выходящими на гаражи, с наполовину ободранными обоями, с протёртым тусклым линолеумом, выбирался лишь ранним утром, в ближайший универсам, за продуктами, никаких интернетов, ес- тественно, даже радио боялся включать, две недели — пока не обдал его ужасом настойчивый звонок в дверь. 122 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
• ЛЮБИТЕЛЯМ ФАНТАСТИКИ — Честное слово, — ёжась и вздраги- вая от воспоминаний, сказал он Ивану (а я знаю об этом только в его изложе- нии). — Сердце сжалось в такой вот тугой комок... Думал— сейчас лопнет, умру... Да, можно было бы начать с этого, но тогда осталось бы непонятным, кто такой Хухрик и почему он так испугался, а это повлекло бы за собой длинное и уто- мительное объяснение, значительную часть которого пришлось бы опять-таки дополнительно объяснять. Логика подсказывает, что поскольку я волей-неволей оказался в центре собы- тий, поскольку они втянули в водоворот меня самого, то и начинать надо с мо- мента, когда я с ними соприкоснулся. С того дня, когда я осознал, как изменилась Адель. Однако и тут не обойтись без ретроспективного фона. Бэкграунд не- обходим, он фиксирует ситуацию, когда всё это началось для неё. Для неё, а, следовательно, и для меня. Адель уже полчаса сидит в пробке на Садовой улице, неподалёку от пе- ресечения её с Ломоносова, и время от времени барабанит пальцами по рулю. Пробка чудовищная. Она протянулась, судя по всему, до Сенной, а, возможно, и дальше — хвостом уходя в глубь Ко- ломны. Причина её понятна: поверх лег- ковых машин видна туша косо упёртого двухэтажного экскурсионного автобуса, видимо, чмокнулся с кем-то на поворо- те. Скоро отсюда не выбраться. Разгар июньского дня, солнце жарит вовсю, блики окон, невыносимая духота. Адель то и дело отхлёбывает из бутылочки ортофосфорную кислоту, которая офи- циально именуется кока-колой. Пить от этого хочется ещё сильнее. Ползёт пот по щекам. Водитель «ниссана», стоящего перед ней, не выдерживает: сдаёт чуть назад, чуть вперёд, каждый раз немного доворачивая колёса, и наконец, перева- лив через бордюр тротуара, нарушая все правила, вползает в Апраксин двор. Ин- тересно, как он будет выбираться оттуда? Проезда на набережную Фонтанки там нет, Адель это точно знает, а переулок, перпендикулярный Садовой, наверняка тоже забит транспортом под завязку. Нет, Адель за ним не последует. Такие эксперименты ей ни к чему. Тем более что звякает телефон, приходит сообще- ние от Валентины: — Ты где? Адель отвечает, что рядом с Апраш- кой. — Очхор!!! Давай быстро ко мне, я, кажется, загнала маглора!!! Премию — пополам!!! Обилие восклицательных знаков. Валентина находится, как обычно, в восторженно-невменяемом состоянии. С другой стороны, делать всё равно нечего. А маглор есть маглор, премия за него — ого-го! Адель надевает очки с тёмными стёк- лами. В действительности это не стёкла, а маленькие экранчики, дающие эффект стереоскопии. Выщёлкивает из толстых дужек чипы, похожие на таблетки, и при- лепляет их к вискам по обеим сторонам головы. Тычет на кнопочку входа. Осве- щение вокруг тут же меняется. Воздух приобретает бледно-зеленоватый отте- нок, будто неглубоко под водой. Так же меняется обстановка вокруг неё: теперь это аккуратные двухэтажные магазин- чики с узкими сквозными проходами между ними. В самом деле — Апраксин двор. Игра, как полагается, выдала бли- жайшую к пользователю локализацию. Меняется и сама Адель: сейчас она в кожаном плотном камзоле, с галунами, с бахромой на плечах, в мягких сапожках, в руках — заряженный арбалет. Многие по последней моде предпочитают лук, и напрасно, арбалет, Адель это знает по опыту, намного надёжнее. — Ты где? — шёпотом спрашивает она. — Даю маршрут, — также шёпотом говорит Валентина. Вспыхивает жёлтый пунктир, уводя- щий в щель между стенами. Тут же раз- даётся резкий шипящий звук и с крыши ближайшего магазинчика взмётывается хвостатая тень. -> «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 123
Адель, не задумываясь, стреляет. Пронзённый стрелой, похожий на ящерицу ядозуб шлёпается на булыжник и взрывается пиксельным снопом искр. Ещё двадцать очков! В верхнем левом углу поля зрения очерчивается баланс: у неё на счету четыреста семьдесят долларов. Это — десятка полтора ядо- зубов, убивать которых легко, но кроме того — три лемура, попробуй их разгля- ди, дикобраз, в свою очередь стреляю- щий иглами, и даже, представьте себе, одна чупакабра. Уже немного, совсем немного остаётся до пятисот, а это рубеж, после которого деньги можно снимать со счёта. Или не снимать, а, например, купить бластер, удобнее, чем арбалет, и стоит как раз пятьсот долларов. Расходы себя оправдают. Или можно будет купить «зрение», тогда начнёшь без труда видеть ловушки — бездонные ямы, полные уду- шающей черноты. А если удастся прич- покнуть маглора, то это — она быстро прикидывает — хватит и на бронежилет. Тогда всякая мелкая нечисть будет ей не страшна. По пунктиру она сворачивает в просте- нок. Там темно, но опасности, кажется, не предвидится. Разве что притаился, сливаясь со штукатуркой, какой-нибудь чахлый лемур. Чёрт, обязательно надо приобрести фонарик. И стоит копейки, и будет надёжная гарантия от лемуров — они с их выпученными глазами без век от яркого света шарахаются. Проулок заканчивается небольшим расширением. Два угловатых здания заслоняют собой висящие чуть в от- далении фонари, из-за этого открыв- шееся пространство кажется озерцом с чёрной водой. Адель осторожно нащупывает ногой асфальт. Ловушки вроде бы нет. Прерывистые штрихи маршрута упираются в стену противо- положного дома. — Ты где? — снова спрашивает Адель. От дома отделяется неуверенная фи- гура. — Я здесь, — говорит Валентина. Проблеск фонаря падает на неё. Ва- лентина тоже в камзоле. Но обшитом не галунами и бахромой, а овальными медными бляхами, исчерченными знач- ками рун. Из стандартного набора для нович- ков. Выпендривается. Ни от чего эти руны не защищают. — А где маглор? — Тоже здесь. Валентина улыбается, мягко сморщив лицо. Так могла бы выражать радость надувная резиновая кукла. Адель прошибает дрожь от этой улыб- ки. Она чувствует: здесь что-то не то. Ни- когда прежде Валентина так жутковато не улыбалась. Однако прежде чем Адель успевает что-либо сообразить, шею её обхватыва- ют сзади твёрдые холодные пальцы. Они сжимают горло с такой силой, что чуть ли не раздавливают гортань. Адель бьётся, как птица, отчаянно, роняет арбалет, выгибается, но тот, кто сзади, гораздо сильнее её. Из жёсткого обхвата не вырваться. Маглор! Она задыхается. Воздуха нет. Она пытается закричать. Из горла её выдавливается лишь сла- бый хрип. На правах рекламы. Не знаете, чем заняться? Плохое на- строение? Не везёт? Всё валится из рук? Ничто не радует? Сыграйте во «Вторже- ние»: вход бесплатный! Всего полчаса, и ваша хандра развеется. «Вторжение» — это не просто игра. «Вторжение» — это и развлечение, и доход! В то время я, разумеется, ни о чём таком не догадывался. Смутно помню, что в середине лета Адель явилась домой какая-то вялая, есть ничего не стала, промямлила, что у неё мозги слипаются из-за жары, ушла к себе в комнату и в этот день больше не появлялась. Меня, надо сказать, это не слишком обеспокоило. Ну, почувствовала себя неважно, бывает. Жара тогда действи- тельно стояла убийственная: небо выго- 124 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
рело до цвета жести, листья на деревьях обвисли тряпочками, устав цепляться за жизнь. Спала и загустела вода в кана- лах, поднимался оттуда запах гниющей тины. Глобальное потепление, чёрт бы его побрал! Не только Адель, многие в те дни ощущали вялость и дурноту. Волновался я тогда совсем по другому поводу. В прошлом году Адель не прошла по конкурсу в Первый медицинский уни- верситет. Первый мед, как его до сих пор по традиции называют. Для нас это была полная неожиданность: результаты Еди- ного государственного экзамена у Адели были более чем приличными, весь июль она со своими баллами уверенно держа- лась в списке абитуриентов. Но когда четвёртого августа были опубликованы официальные данные о зачисленных на бюджетное отделение, её там почему-то не оказалось. Как я понял из бурного всплеска эмоций в сетях, в этом году рез- ко сократили число мест на технические специальности в вузах (годом ранее там был недобор): многие, имеющие в своём профиле математику, сразу хлынули на клиническую психологию (как раз туда подавала Адель) и вытеснили более поло- вины ранее зарегистрированных. Вот такая обычная российская ката- васия. Собственно, ничего страшного не произошло. Ещё было время направить документы в пару вузов с медицинскими факультетами, где оставались места, или переориентироваться в том же Первом меде на лечебное отделение, со своим рейтингом Адель туда бы прошла, но она вдруг упёрлась: либо на клиническую психологию, либо — никуда. Переубе- дить её я не смог. В результате это «ни- куда» и материализовалась. Для Адели это было колоссальное потрясение. Постепенно я начал дога- дываться, что поразила её даже не вне- запная катастрофа, не крушение планов, вынашивавшихся целый год, а равно- душная механистичность всего этого действа. Никто не глянул в её сторону. Никого не интересовало, чего хочет сама Адель. Для бюрократического кругово- рота системы образования она была не человеком, не личностью, стремящейся к чему-то и уже прочитавшей множество специальных книг, а блёклой цифрой в графах отчётности, бумажной фишкой, которую небрежным движением смели за ненадобностью со стола. Поступить на платное отделение, как я предложил, она категорически отка- залась. — Спасибо! Чтоб на меня смотрели как на круглую дуру? В общем, Адель погасла. Жизнь её из кипения замыслов и надежд превра- тилась в болотный застой. Она словно зависла в летаргическом безразличии. Заблокировала телефоны подруг, не отвечала на сообщения. Неслышно ступая, как призрак бродила целыми днями по комнатам, подолгу не задер- живаясь нигде. Книги свои свалила в угол у шкафа, и они покрывались там пылью, которую она запретила стирать. Было во всём этом что-то потусторон- нее. Как из загробного мира, звонил из Дюссельдорфа Арсений: что там у вас происходит? Звонила оттуда же Ева, требовала ответа: почему я не уследил за ребёнком? Что я мог им сказать? Следить за ребёнком, по-моему, должны были родители. А если родители умотали бог знает куда, ребёнка бросили, сочтя, что он им, по крайней мере на первых порах, будет обузой, то нечего удивлять- ся. Конечно, ничего подобного я Еве не говорил: чувствовал и свою вину, хотя, честное слово, не понимал, в чём она заключается. Разве что в том, что Арсик из застенчивого милого мальчика, легко краснеющего, смущающегося, больше всего на свете любящего леденцы, пре- вратился в Арсения, кандидата наук, классного специалиста, жестковатого, твёрдо знающего, чего хочет: работать в престижной фирме, на Западе, получать зарплату в евро, а не в рублях, жить, как подобает белому человеку, — так он вы- сказался перед отъездом в Германию. Я знал, что это были мысли Евы, а не Арсения. Арсений их просто озвучивал в более чётких словесных формулиров- ках. Кроме того, они уже давно стали его собственными мыслями и словами, убеждениями, которые невозможно было поколебать. «Наука и жизнь» ЛЬ 141. 2023. 125
Наверное, я был к нему не совсем справедлив. Ведь это неплохо, когда у человека есть в жизни конкретная цель. К тому же в сентябре Арсений сказал, что они с Евой приглашают Адель по- жить немного у них: присмотреться, освоиться. Может быть, останется навсегда, подкачает язык, поступит в Дюссельдорфский университет, тем бо- лее что базой его является медицинская академия. У них всё налаживается. Ему продлили контракт ещё на три года, с получением гражданства, с официаль- ной натурализацией теперь сложностей нет. Адель на это лишь вяло кивнула: — Ну, можно съездить. — И добавила, вероятно, почувствовав, как у меня бо- лезненно затрепыхалось сердце. — Не переживай, ещё ничего неизвестно. И действительно, вернулась она уже через две недели: в новой куртке, в новом кашемировом свитере, в новых сапож- ках с замшевой декоративной каймой. Однако — всё такая же летаргическая. Что там у них произошло, никто мне толком не объяснил. Арсений, позвонив перед её прилётом, коротко бросил: — Ты превратил ребёнка чёрт-те во что. А сама Адель через пару дней сказа- ла: — Чего они все там улыбаются? Один говорит, что жена у него заболела, тяжё- лая операция предстоит, — и улыбается. Другой рассказывает, что исламист с ножом ранил трёх человек, смертельно, на улице, — и опять улыбается. Третий рассказываете коррупционном скандале в мэрии — и улыбочка до ушей. Путаясь от горячей радости при виде её, я кое-как объяснил, что таковы осо- бенности современной европейской культуры: приоритет толерантности, гуманизация социальных контактов, ми- нимизация негативных эмоций, чтобы не загружать других своими проблемами, извещать о них, но не требовать сопе- реживания. — Так проще и легче жить. — Я и говорю — идиоты. И ещё сказала, это уже об Арсении с Евой: — Знаешь, что их волнует больше всего? Что они живут в квартире, а не в собственном доме, как полагается успеш- ным специалистам. Лужайка им нужна, где можно устраивать барбекю, бассейн им нужен, гараж автоматический на две, лучше на три машины. Вот увидишь, лет через пять у них всё это будет: возьмут кредиты, выплачивать будут всю жизнь, переломятся пополам... — На секунду прижалась ко мне. — Не хочу жить с ними, хочу — с тобой... Мне тогда показалось, что она ожи- вает. Но нет: просто короткая вспышка полузабытых эмоций. Уже через пару дней Адель снова смотрела на всё, как сквозь расплывчатое стекло, устроилась на работу в какую-то мелкую фирму. — Чем ты там занимаешься? — Да так... системный учёт по сбыту... ничего интересного... Год прошёл без каких-либо неожидан- ностей. Бывают такие периоды вре- мени, которые состоят из ненавязчивой пустоты, из бессобытийного тлена: если схлопнуть их по календарным границам, то — ни звука, ни ощущения, словно не было вообще ничего. А весной, уже бли- же к лету, Адель, видимо, отстоявшись в намерениях, мельком, но непреклонно сказала, что не хочет никуда поступать, ни к чему, и так всё нормально. Я постарался не выказывать своего огорчения. Я всё же надеялся, что вре- мя излечит её от апатии. Тем более что как раз в эти дни, после краткого при- ступа квёлости, Адель начала оживать. Появилась в ней какая-то внутренняя энергетика. Она точно заново родилась. Правда, энергетика эта, на мой взгляд, была странная, словно в куклу, которая еле двигалась, вставили свежую бата- рейку: непрерывная, без спадов и сбоев, неосмысленная, чисто механическая динамика. Нормальные люди так себя не ведут. Это сперва насторожило меня, а потом стало серьёзно тревожить. У меня тогда, разумеется, и мыслей не было, что это не единичный случай, а эпизод громадного по масштабам процесса, захватывающего тысячи и десятки тысяч людей. Что разворачи- 126 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
вается в цифровой тиши титаническое преобразование мира, вся структура его необратимо меняется: идёт сра- жение, которое нами фактически уже проиграно, гибнут батальоны, полки, дивизии, рассеиваются целые армии, капитуляцию, конечно, ещё никто не подписывал, но она постепенно утверж- дает себя как свершившийся факт. Что воронка событий неумолимо затягивает и меня, что я тоже тону, тоже гибну, хотя и не подозреваю об этом. Смыкаются над нами волны Великой Гармонии. На правах рекламы. Анатолий Смирнов, студент инженер- но-строительного колледжа из Костромы, впервые вошёл в Игру по совету прияте- ля и всего за три дня собрал в качестве приза 14 тысяч долларов. Исполнилась его мечта, казавшаяся несбыточной: он покупает мотоцикл Kawasaki W 800 плюс. «"Вторжение" — это вам не какое-нибудь казино. Здесь всё по-честному», — заявил Анатолий нашему корреспонденту. Трудно сказать, как всё развивалось бы дальше. Вероятно, я ещё долго бро- дил бы в потёмках, недоумевая, тычась холодным носом то туда, то сюда. Нельзя исключить, что вообще не выбрался бы из них. Или выбрался бы, когда уже было бы поздно. Но тут, как в жизни бывает, в дело вмешался случай: мне позвонил Иван Карогодов и спросил, не могу ли я дать ему небольшую аналитическую консультацию. — Иван! Заходи! Буду рад! — отклик- нулся я. А может быть, это был и не случай. В интерпретации Гегеля случайность — это проявление закономерности. Всё, что происходит в мире, внутренне обуслов- лено. Ведь даже Эйнштейн однажды сказал: «Бог не играет в кости». Однако Бор ему тут же ответил: «Не учите бога, что ему делать». В том смысле, что в фундаменте мироздания присутствует квантовая неопределённость. Так или иначе, но ближе к вечеру раздался звонок, уже в дверь, и с этого момента история приобрела совершенно иной характер. С Иваном мы познакомились лет пять назад, когда в одном Заведении (назовём его так) я читал короткий спецкурс по психологии толпы и методам управления стихийным сознанием больших масс лю- дей. В связи с цветными революциями, сотрясавшими многие страны, и спон- танными протестами, вспыхивавшими по всему миру, вплоть до штурма Капи- толия в Вашингтоне, тема была более чем актуальная. Курсанты слушали меня внимательно, задавали вопросы, подчас такие, что вздрагивал их куратор, молча- ливый и тоже очень внимательный капи- тан. Вздрагивал, но, замечу, чрезмерную активность аудитории не пресекал. А после первой же лекции некий молодой человек напросился проводить меня до метро (получил на это специальное разрешение от куратора) и всю дорогу донимал вечной проблемой теории и практики: как мышление превращается в деятельность, созерцание — в праксис, то есть в конкретный поступок, осознание мира — в необходимость его изменения. Всё это в его исполнении был детский ле- пет, но уже тогда я почувствовал в Иване неуёмную, страстную любознательность, редкое качество, свидетельствующее о потенциале ума, и ещё более редкую ха- рактерологическую черту — стремление во всём докапываться до сути, до основ, на которые в идеале должны опираться любые аналитические построения. Чер- ту, надо сказать, опасную для карьеры, но необходимую для интеллектуальной воз- гонки, если уж ты взялся за это дело. Поз- же мы беседовали с ним ещё несколько раз, я написал положительный отзыв на его курсовую работу, посвящённую — ни много ни мало — аспектам социальной неопределённости, а затем он Заведение окончил, вполне успешно, распреде- лился, пропал из виду, со студентами и курсантами это бывает. И вот он вновь предстал предо мной, повзрослевший, как принято говорить, возмужавший, был, кстати, не в форме, а в штатском, что, впрочем, естественно при его профессии. Единственное, что я уловил в нём, — некоторую нервозность. «Наука и жизнь» ЛЙ> 10. 2023. 127
От коньяка, например, он категориче- ски отказался, поскольку ещё на работе, мельком согласился на кофе: не надо заваривать, сойдёт растворимый, а как только мы уселись за кухонный стол, сказал, что, если я не против, то — сразу же к делу. — Извините, что так внезапно, но не поможете ли вы разобраться в одной запутанной ситуации? В его изложении эта ситуация выгля- дела следующим образом. Некоторое время назад, по данным петербургского отделения МВД, в городе произошло резкое снижение уровня правонаруше- ний. Причём интересно, что сразу же по всей регистрируемой номенклатуре: от тяжёлых преступлений, типа убийство или вооружённый грабёж, до мелких краж, хулиганства и дорожно-транс- портных происшествий. Разумеется, само МВД объясняло это высоким про- фессионализмом своих сотрудников, их неутомимой работой на благо Отечества, а также комплексом профилактических мероприятий, развёрнутых в последние годы. То есть — звенят фанфары, го- товьте приказы о премиях, навешивайте медали и ордена. Но вырисовывалось и настораживающее обстоятельство: па- дение криминального уровня выглядело очень уж резким, а потому решено было осуществить негласную, но тщатель- ную проверку представленных отчётов и цифр. Эту работу поручили как раз Ивану, поскольку он был, заметим в скобках, из параллельного и куда более серьёзного ведомства. Установка при этом была такая: не слишком ли беспардонно наводит МВД глянец на свой фасад, не закружились ли головы у некоторых его высокопос- тавленных руководителей; соответствен- но — тщательно всё изучить, поскрести позолоту, и если посыплется, крепко дать, кому следует, по башке, невзирая на звания и чины. До этого Иван уже проводил пару ана- логичных расследований, действовал, по мнению своего начальства, энергично, доказательно, целеустремлённо, заслу- жил в своём ведомстве определённую репутацию и ныне, как он понимал, переходил на более высокий служебный уровень. В общем, он взялся за работу засучив рукава: перелопатил тонны отчётов, проверил перекрёстным сопоставлением сотни и тысячи данных, побеседовал с десятками низовых сотрудников МВД на местах (проще говоря, с полицейскими в районных отделениях города) и через пять недель этого ревизионного мара- фона пришёл к странному выводу, что масштабных приписок в отчётах нет (есть, конечно, но — пренебрежимо малые), итоговые показатели никто не натягивал и информация, представлен- ная МВД, как бы парадоксально она ни выглядела, полностью соответствует действительности. Иван честно признался, что некоторое время пребывал в растерянности: пони- мал, что его начальство таким выводам не обрадуется. Ведь ориентировали его, пусть вскользь, но вполне однозначно: собрать компромат. Как он догадывался, шёл осторожный, издалека, но для тех, кто разбирается в бюрократических войнах, вполне очевидный подкоп под нынешнее руководство министерства внутренних дел. То есть в своём рассле- довании он очутился меж двух огней: «подправить» выводы, как того желает начальство, значило попасть под удар МВД, которое, что вполне вероятно, об- винит его в намеренной фальсификации, а подать всё как есть — получишь по голове уже от своих. Положение было незавидное. И тут его озарило. Пользуясь временными следовательскими полномо- чиями, он заказал отчётность по другим российским регионам и мегаполисам и уже без особого удивления, вновь пере- лопатив тонны бумаг и цифр, убедился, что падение уровня правонарушений регистрируется и там — не такое рази- тельное, как у нас в Петербурге, но всё же — довольно отчётливое, пренебречь им нельзя. С некоторых мест уже пошли в Москву такие же реляции об успехах. Кстати, данный феномен заметил не он один. В группе аналитиков МВД, где Иван представился аспирантом, пишу- щим обзор по криминогенной динамике мегаполисов, для чего заручился соот- 128 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
ветствующим направлением, это явле- ние тоже уже зафиксировали. Однако возобладало мнение, что не следует при- давать ему слишком большого значения: это следствие сопряжения нескольких маловероятных факторов, которое и вызвало резонанс (правда, в чём данные факторы состоят, мнения расходились), в общем, не надо подпрыгивать, не надо бить в барабаны, скоро эта редкая анома- лия так же спонтанно расфокусируется, уровень криминальности вернётся к рутинным параметрам. — А конкретные цифры? — спросил я. — Или это секрет? — Ну какие от вас секреты? — Иван движением губ обозначил улыбку. — Меньше всего падение было в группе тяжких преступлений, около двадцати процентов, а больше всего в группе мел- ких и административных. Количество ДТП, например, за полгода снизилось почти на сорок процентов. — Ого! Это серьёзно, — сказал я. — Есть также любопытная возрастная разница. Наиболее сильное снижение правонарушений присутствует сре- ди молодёжи, в старших возрастных категориях это не так заметно, хотя тоже — случайным выбросом не объяс- нить. — Иван на секунду запнулся. — И вот ещё что. Экономическая ситуация в стране неважная, в причины я вдавать- ся не буду, вы знаете их не хуже меня, застой, доходы населения падают, цены растут, перспективы туманны, можно было бы ожидать, что как следствие будет возрастать и социальная напряжённость, в частности — митинги, демонстрации, но, напротив, мы наблюдаем удиви- тельную социальную тишь: протестные настроения невелики, рейтинг президен- та, который ещё недавно медленно, но неуклонно снижался, теперь также мед- ленно, но неуклонно растёт. Где логика? Вы, наверное, скажете, что логика здесь ни при чём, сознание обычного челове- ка иррационально, он не анализирует, а чувствует, в выборе его преобладают эмоции. Но эмоции, несмотря на их сти- хийность, не возникают из пустоты, им нужна почва, гумус, поддерживающая питательная среда. То есть здесь должен наличествовать некий фактор, создаю- щий психологически мотивированный настрой. Что это может быть за фактор? Вот в чём вопрос. Честно говоря, он меня озадачил. Я лишь руками развёл: — Ну, дорогой мой, откуда я могу знать? Ты слишком многого от меня ждёшь. Здесь надо серьёзно подумать, изучить материа- лы... Ну, если хочешь, можно вот так... Мы находимся сейчас в ситуации Большого транзита: старый мир спонтанно разва- ливается, распадается на глазах, сквозь обломки его прорастает совершенно новый бытийный пейзаж. Говоря проще, наступает будущее. Мы внезапно оказыва- емся в мире, о котором раньше не подозре- вали. Нам чужд этот мир, нам непонятны его законы, мы боимся его, поскольку не представляем, как в нём можно сущест- вовать. А потому всеми силами пытаемся спасти остатки привычного настоящего: цементируем его трещины, пытаемся хлипкой арматурой связать расползающи- еся обломки. Страх перед будущим — вот доминирующее состояние современности. Его чувствуют политики, скорее селезён- кой, а не умом, его чувствуют государства, его чувствуют нации, его чувствуют массы людей: не надо нам ничего нового, пусть всё остаётся как есть. Любое отклонение, правонарушение в том числе, восприни- мается как дискомфорт. Его интуитивно стараются избегать, причём даже те, кто к правонарушениям склонен. Таков обоб- щённый психологический вектор, а то, о чём ты мне рассказал, это его проекция на реальность. — Н-да... — несколько уныло изрёк Иван. Он был явно разочарован. Он, по- видимому, ожидал, что я, как в прежних наших беседах, слегка подумаю, небреж- но кивну, щёлкну пальцами и всё ему растолкую. Сразу же возникнет ясная и простая картинка, главное — станет по- нятно, что следует делать. А вместо этого получил длинные и расплывчатые рассуж- дения, вроде бы и на тему, но какие-то сугубо теоретические. — Н-да, Алексей Георгиевич... Ну что же... Вы, кажется, говорили, что у вас есть коньяк? (Продолжение следует.) «Паука и жизнь» .V» 10. 2023. 129
• домашнему мастеру МАЛЕНЬКИЕ ХИТРОСТИ Тормозная жидкость БСК, та, что красного цве- та, состоит из касторового масла с бутиловым спиртом и красителем. Автомобилей давних лет выпуска, для которых она предназначена, ста- новится всё меньше, но из продажи БСК пока не исчезла. Это прекрасное средство для ухода за кожаной обувью и прочими предметами из нату- ральной кожи. При этом бутанол убивает вредную флору, позволяет маслу легко впитаться в кожу, а сам быстро испаряется. Во многих современ- ных раковинах имеется второе отверстие для предупреждения потопа, если кран случайно оста- вят открытым. Когда при- ходится прочищать ван- тузом засор, не забудьте заткнуть это отверстие подходящей пробкой — и прочистка заметно уско- рится. При резке тексто- лита дисковой или любой другой пилой остаётся некраси- вый «мохнатый» край. Обычный точильный камень или абра- зивный брусок легко сгладит его. Если надо раззенковать отверстие под винты- саморезы, а специального инструмента — зен- ковки нет под рукой, используйте победитовое сверло, вставленное в дрель. Желательно не новое, оно работает мягче, не рвёт материал. Советами делятся: М. БИРЮКОВ (Москва), Н. РОЖНОВ (г. Старый Ос- кол) и Е. ЛЫТКИН (г. Хам- рун, Республика Мальта). наука и я;нзнь | ПЕРЕПИСКА С ЧИТАТЕЛЯМИ 130 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ ОТВЕТЫ НА КРОССВОРД С ФРАГМЕНТАМИ (№9, 2023 г.) По горизонтали. 1. Сари (традиционная женская одеж- да в Индии, представляет собой ткань длиной до 9 м, особым образом обёрнутую вокруг тела; приведён рисунок М. В. Дурандхара, 1928 г.). 3. Цеце (двукрылое насекомое из семейства Glossinidae; пе- реносчик смертельно опасных паразитов — трипаносом и на- ган). 6. Голоцен(современная геологическая эпоха четвер- тичного периода, сменившая плейстоцен около 12 000 лет назад). 9. Индол (гетероцик- лическое конденсированное ароматическое соединение; приведена химическая фор- мула индола). 11. Агава (род однодольных растений семей- ства Спаржевые; на фото: агава американская пёстрая). 13. Амбра (воскоподобное вещест- во, образующееся в пищева- рительном тракте кашалотов; используется в парфюмерии как фиксатор запаха; приведён отрывок из поэмы Фирдоуси «Шахнаме»). 15. Боскет (эле- мент ландшафтного дизайна в регулярном парке в виде группы декоративно подстри- женных деревьев или кустов, которые образуют сплошные зелёные стены; на фото: бос- кет в Версале, Франция). 16. Шафран (пряность и пищевой краситель оранжевого цвета, получаемые из высушенных ры- лец цветков шафрана посевно- го). 20. Агама (ящерица из се- мейства агамовых, обитающая в Африке). 21. Висла (самая протяжённая река Польши). 23. Дрель (ручной, пневматический или электрический инструмент для сверления отверстий; на фото: электрическая дрель). 24. Штрипка (полоска ткани, прикреплённая к нижнему краю брюк с двух сторон и проде- ваемая под каблук обуви или внутрь неё под пятку; предна- значена для сохранения брюк в натянутой форме; приведён отрывок из повести Ф. М. До- стоевского «Двойник»). 25. Ядро (центральная, наиболее глубокая часть планеты; на рисунке: ядро Земли). 26. Абаз (грузинская серебряная моне- та, чеканившаяся по образцу персидского аббаси; появилась во время зависимости Грузии от Персии; на фото: грузин- ский абаз первой половины XIX века). По вертикали. 2. Алгол (язык программирования, при- меняемый при составлении программ для решения науч- но-технических задач на ЭВМ; приведены некоторые языки программирования и даты их создания). 4. Цанга (пружиня- щая разрезная втулка для зажи- ма цилиндрических предметов; на фото: зажимная цанга). 5. Йоруба (народ, проживающий в странах Западной Африки: в Нигерии, Того, Бенине, Гане; на фото: йорубский торговец, конец XIX века). 7. Гиль (уста- ревшее слово, обозначающее вздор, чепуху; приведён от- рывок из повести Л. Н. Толс- того «Отрочество»). 8. Фаза (обозначение фазного про- водника в трёхжильном кабеле; землёй называют проводник, соединённый с заземляющим устройством и служащий для обеспечения электробезо- Первыми правильные ответы на все вопросы кроссворда из№ 9, 2023 г. прислали Ю. А. Морданов из Кирова, Т. Б. Виссонова из г. Нелидово Тверской обл., Н. М. Черных из Краснодара, Ю. В. По- пов из Воронежа, С. Г. Филатова, А. С. Колчин из Екатеринбурга, А. Ю. Орлов, С. А. и Т. А. Савельевы, В. В. Малаев и Т. В. Чаплы- гина, В. В. и Н. С. Черных, А. В. и А. А. Варламовы из Москвы, Л. О. Селиванова из Санкт-Петербурга, И. В. Чурдалёв и Е. Б. Ми- шутина из Нижнего Новгорода. пасности, а нулём — провод- ник, обеспечивающий работу электрооборудования). 10. Дубонос (птица из семейства вьюрковых; приведён рисунок И. Ф. Наумана из книги «Естест- венная история птиц Централь- ной Европы», 1897—1905 гг.). 12. Анданте (умеренно медлен- ный темп в музыке; приведены ноты сонаты № 11 В. А. Моцар- та). 13. Арена (сооружение для проведения массовых меро- приятий; на фото: «Алтис-Аре- на» в Лиссабоне, построенная ко Всемирной выставке Expo 1998). 14. Асама (действую- щий вулкан на острове Хонсю, Япония; приведён отрывок из повести Н. К. Чуковского «Приключения профессора Зворыки»). 17. Севр (коммуна в юго-западных предместьях Парижа; знаменита Севрской фарфоровой мануфактурой и штаб-квартирой Междуна- родного бюро мер и весов; приведён герб коммуны). 18. Жадеит (минерал зелёного цвета из группы щелочных мо- ноклинных пироксенов; силикат натрия и алюминия). 19. Ильм (дерево семейства Вязовые; перечислены его равноценные названия). 22. Абшид (уста- ревшее слово, происходит от нем. Abschied, которое пере- водится как «отставка», «уволь- нение со службы»; приведён отрывок из романа В. С. Пи- куля «Фаворит»). 23. Драга (горно-обогатительный агре- гат, работающий на плавучей платформе как многоковшовый цепной экскаватор; использу- ется для разработки россыпей, извлечения из них ценных ми- нералов). «Наука и жизнь» № 10. 2023. 131
КРОССВОРД С ФРАГМЕНТАМИ ПО ГОРИЗОНТАЛИ 2. 14 слово каждое его, Казалось, <?> находило В груди, где прежде место было Для самовластья одного: «Лобзаю лёгкие следы Прекрасных ног моей царицы! Её глаза, как две звезды, Горят сквозь тёмные ресницы... 8. 11. 16. Сенегальская акация -♦ аравийская камедь -* <?>. 20. 21. «Едва он успел потушить лампочку, стоявшую на ноч- ном столике, как сон сморил его, но он тут же испуганно очнулся, вспомнив, что на этой самой кровати всего два дня назад кто-то умер. „И, наверно, не один здесь умирал”, — сказал он себе, словно это могло послужить утешением. „Просто смерт- ный <?>, обыкновенный смертный <?>”». 18. (Разновидностьскульп- туры.) 22. 132 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
23. 3. 10. Солома -► <?> - во- локна. 2. Спорофит -* <?> -* гаме- тофит -► гамета -* зигота -* спорофит. СНзСН(ОН)СОО". 5. 1 <?>= 11,25°. 12. 14. 15. Берн, Арау, Золотурн, Биль, Ольтен (река, проте- кающая через перечислен- ные города). 17. 1 <?> = 100 эрг/г = = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр. 19. (Название блюда.) 20. 22. ? 24. Experientia. Кроссворд составила Екатерина МЕХОВА. «Наука и жизнь» .V» 10. 2023. 133
НАУКАМ ЖИЗНЬ | ПЕРЕПИСКА С ЧИТАТЕЛЯМИ Из истории фамилий Расскажите, пожалуй- ста, о происхождении фа- милий Ангельчук (пред- ки — выходцы с Украины), Казюлин (тоже, возможно, Украина, но это не точно) и Силкин. Заранее благодарны. Семья Силкиных (Москва). АНГЕЛЬЧУК Фамилия Ангельчук, не- смотря на редкость, принад- лежит к самому популярно- му типу славянских фами- лий, образованных от имени одного из предков. В конце XIX века она бытовала глав- ным образом среди жителей Бессарабии, но сама тради- ция образования фамилий при помощи суффиксов -ук или -юк первоначально возникла значительно запад- нее — в Подолье, на Волыни (в неё исторически входила и часть Брестчины), в Га- лиции, Буковине и Закар- патье, откуда позднее была принесена переселенцами и в Бессарабию. Эти суф- фиксы употреблялись как уменьшительные (напри- мер, Васюк, Федюк и т. п. в старину— традиционные для всех восточных славян уменьшительные формы крестильных имён Василий и Фёдор). Однако на юго- западе Руси они стали со временем употребляться и как патронимические, то есть означавшие буквально «сын такого-то». При этом фамилия Ангельчук могла быть образована от двух разных имён. В современных святцах можно встретить женское имя Ангелина, уменьши- тельная форма которого в украинских говорах произ- носится как Ангеля. В старых (до церковной реформы XIX века) святцах встречалось также мужское имя Ангел. Оба эти имени имеют древ- негреческое происхождение и связаны с основой «анге- лос» — «посланник, вест- ник». Славянская традиция предполагала образование фамилии членов семьи от имени старшего мужчины: отца или деда. Однако в слу- чае раннего вдовства мате- ри, воспитывавшей детей самостоятельно, их фамилия иногда записывалась и от имени матери. Так, напри- мер, в Винницкой, Хмель- ницкой и более западных областях бытует фамилия Ан гелю к, которая могла быть образована как от мужского имени Ангел, так и от жен- ского — Ангеля (Ангелина). Фамилия же Ангельчук про- изошла от уменьшительных форм этих имён — Ангелько или Ангелька. При таком об- разовании, если в имени по- следняя согласная «к», то она превращается в «ч»: Иванко или Иванка — Иванченко, Петрак — Петраченко и т. д. Любопытно, что на Руси имена Ангел и Ангелина ста- ли употребляться в качестве официальных довольно позд- но, причём мужское имя просуществовало в таком статусе недолго. В пери- од проведения церковной реформы большое число крестильных имён было из святцев исключено, поэтому образованные от этих имён фамилии среди православ- ных очень редки. Значитель- но чаще они встречаются в Бессарабии: сюда в своё время переселилось боль- шое число южных славян, у которых имена Ангел и Ангелина были весьма попу- лярными. КАЗЮЛИН В разных говорах слово «казюля» имело несколь- ко значений. Например, в белорусско-украинских и части южнорусских гово- ров — «змея»; а в южно- русских диалектах — «ко- мар», «мошка»; в северных и центральных русских гово- рах — «репейник», «цепкое семя различных растений». Выбор имени с таким не- обычным с современной точки зрения значением был связан с древней традицией давать детям имена-обереги. Собственно, своеобразным оберегом было любое имя: услышав имя Комар или Мошка, нечистая сила, по мнению наших предков, не должна была заинтересо- ваться носящим такое имя ребёнком, решив, что это на- стоящий комар или мошка. А имена Репейник или Змея и вовсе должны были её от- пугнуть. Оберегом должно было стать и имя Казюля: не каждый представитель не- чистой силы рискнёт «свя- зываться» со змеёй, да и кусачего комара и колючий репейник постарается обой- ти стороной. Но в форме Казюля в ста- рину в обиходе могли про- 134 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
износиться и некоторые канонические крестильные имена. Одно из них — Кос- ма, которое в переводе с древнегреческого означает «мир, порядок, мироздание». А у католиков — древне- славянское имя Казимир, означающее «объявляющий о мире» (у православных это имя отсутствует, так как не было включено в право- славный именник). Вооб- ще, такие уменьшительные формы в старину не были редкостью: Василий — Ва- сюля, Пётр — Петюля, Ми- хаил — Мишуля и т. д. СИЛКИН Силка— популярная в прошлом на Руси народная форма канонического хрис- тианского имени Силуан (с латинского — «бог лесов, полей и стад»; именины святых— 17 января, 10, 30 июля). В такой же форме употреблялось и канони- ческое имя Сила (предпо- ложительно, от латинско- го— «молчание, покой», именины — 17 января, 8 ап- реля и 12 августа). Сущест- вовало и исконно русское имя Сила, то есть «сила, мощь». Разумеется, Силой могли прозвать и крепкого, сильного молодого человека. В обиходе же это имя или прозвище также могло про- износиться как Силка. В старинных грамотах упоминаются: в 1619 году — Сила, прозвище Важен, Ов- докимов сын Трескин, сыт- ник московского государя; в 1669-м— Сила Садилов, верхотурский таможенный голова; в 1649-м— Силка Дегтярев, путивльский ка- зак и Силка Дынин, брян- ский посадский человек. А, например, в грамоте 1615 года записаны братья Яков и Семен Силкины, владель- цы земли в Пырской Едоме на Зогзине Вилегодской волости. Добрый день! Поводом написать пись- мо в редакцию послужи- ла моя редкая фамилия. Я сейчас занимаюсь поиском информации о своих родных и предках. Большинство из них проживали в Иркут- ской области. Буду ждать какой-либо ответ. Благодарю! Зоя Владимировна Челозерцева. ЧЕЛОЗЕРЦЕВ История фамилии Чело- зерцев, а также Челозеров (существует и такая фами- лия), начинается в землях, расположенных более чем в четырёх тысячах кило- метров к северо-западу от Иркутской области. Здесь, в Карелии и Мурманской области, и сегодня сохрани- лись три озера с названием Челозеро. Впрочем, первоначально их называли несколько ина- че — Челмозеро. В языке коренных жителей этих мест — саамов —существу- ет слово «чёлм», означающее «пролив». Собственно, эти озёра и представляют собой озёрные проливы между двумя разными водными объектами. Некоторые на- звания, дооформленные Раздел ведёт кандидат филологических наук Владимир МАКСИМОВ, директор Информационно- исследовательского центра «История фамилии». русским словом «озеро», со- хранили исконное звучание саамской основы: Челмозе- ро, Челмогуба, Чёлмогуба. Существуют и названия Челма и Чёлма, которые носят не озёра, а обычные проливы. Но некоторые на- звания были позднее русски- ми жителями изменены на свой манер, возможно, под влиянием более понятного им русского слова «чело». Такая форма была пере- несена и на названия неко- торых населённых пунктов, возникших на их берегах. Например, ещё в XIX веке деревни с названием Чело- зерская (они же Челозеро) существовали в Онежском, Печорском и Пинежском уездах Архангельской губер- нии. Возможно, ранее встре- чались и другие селения с подобными названиями. Выходцы из этих селений и получали прозвища Челозер или Челозерец. Первыми участниками массового ос- воения Сибири стали уро- женцы Русского Севера, о чём сегодня напоминает тот факт, что основой старо- жильческих русских говоров в Сибири является северо- русское наречие. Поэтому очень вероятно, что предки Челозеровых обосновались на территории современной Иркутской области уже в XVII веке. «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023. 135
Бересклет крылатый до начала сентября. Бересклет крылатый в осеннем наряде. 136 «Наука и жизнь» Л® 10. 2023.
• ВАШИ РАСТЕНИЯ Демонстрация осенней окраски — коронный номер многих берескле- тов, но лучшим, безуслов- но, признают восточноази- атский бересклет крыла- тый (Е. alatus), отечествен- ные популяции которого выделены в отдельный вид — бересклет священ- ный (Е sacrosanctus). Этот развесистый кустарник до 3 м высотой получил название за то, что на его молодых ветках часто (но не всегда) развивают- ся широкие продольные выросты — крылья. Про- ще всего опознать его по плодам, на которые редко обращают внима- ние. Плоды у крылатого подкачали — тусклые ко- робочки, разделённые на 2—3 лопасти, из которых высовывается пара семян в оранжевой оболочке — присемяннике. Зато его красно-малиновый осен- ний наряд — вне конку- ренции по интенсивности ДАРЫ БЕРЕСКЛЕТОВ Наталия ШЕВЫРЁВА, Главный ботанический сад РАН. Фото автора. ... Бересклет в летнем уборе оставляет зрителя равно- душным. Ни листья банальной формы, ни мелкие зеле- новатые цветочки не производят в начале лета сильного впечатления и не вызывают желания посадить такой кустарник в своём саду. Даже молодые ветки, как пра- вило, имеют зелёную окраску и не выделяются на общем фоне. Время торжества бересклетов наступает в пору листопада. Словно красный сигнал светофора, бересклет тормозит взгляд, доселе беспрепятственно скользивший по зелени крон... — начинается осеннее окрашивание его листвы и созревание плодов. Такое случается иногда — в зависимости от погоды — уже в конце августа, но обычно в полной красе бересклеты можно увидеть во второй половине сентября — в октябре. Всего бересклетов насчитывают от 130 до 200 с лиш- ним видов в зависимости от точки зрения систематика. Для садовода важно, что эти кустарники бывают веч- нозелёные и листопадные, что и определяет их роль в садовом дизайне. Листопадные виды — о них и расска- жем — предпочитают умеренный климат и, как правило, имеют хорошую зимостойкость. Цветки бересклета крылатого типичны для рода. Характерные «крылья» и невзрачные плоды бересклета крылатого. «Наука и жизнь» .V» 141. 2023. 137
Октябрь: осенняя окраска сорта Compactus берескле- та крылатого. окраски. Так считается, но так бывает не всегда. Неизвестно, от чего больше зависит оттенок и насыщенность окраски бересклетов — от погоды или генетики, но наслед- ственность определённо имеет значение. На этом основан отбор сортов, ко- торые соревнуются друг с другом за звание самого ослепительного: крупные Fire Ball и Chicago Fire, карликовые Compactus и Little Moses, имеющие осо- бенно чётко выраженное двурядное расположение листьев. Один из вариантов ок- раски крылатого береск- лета. 138 «Наука и жизнь» № 10. 2023.
Цветки бересклета европейского нравятся только муравьям. Бересклет европейский — один из наи- более урожайных видов. Лидером плодоносных представителей рода мож- но выбрать бересклет ев- ропейский (Е. europaeus), который к концу сентября без сожаления сбрасыва- ет не слишком впечатля- ющий лиственный убор и выставляет напоказ обильный урожай круп- ных плодов — розовых, как кондитерское изделие. Плоды бересклета сахалинского. Отобранный клон бересклета европейского с хорошей осенней окраской. «Наука и жизнь» .V» IО. 2023. 139
Этот вид можно встретить в природе на Кавказе и в южных областях России, где он натурализуется. По сравнению с крылатым, он более мощный, имеет тенденцию к древовидно- му росту и даёт обильную корневую поросль. Его сорта довольно много- численны, но у нас обычен Окраска цветков сахалинского бересклета варьирует от светло бежевой до бордовой. Бересклет большекрылый приносит дары уже в начале сентября. Red Cascade — с отно- сительно яркой окраской листвы и особо обиль- ными плодами, которые завязываются даже на одиночном растении. На последнюю особенность стоит обратить внимание, поскольку не все клоны бересклета европейского самоплодны. Если ваш бересклет приносит мало плодов или совсем не плодоносит, значит, ему требуется партнёр друго- го клона. Бересклет сахалин- ский, или плоскочереш- ковый (Е. sachalinensis = Е. planipes), занимает про- межуточную позицию: он относительно ярко оде- вается, предпочитая жел- товатые, розовато-беже- вые и бордовые цвета, и хорошо плодоносит. В конце мая его соцветия — обширные повисающие метёлки из многочислен- ных цветков — обещают богатый урожай и в сентяб- ре в основном выполняют обещанное. Красноватые коробочки раскрываются пятью долями, чёрные се- мена с алыми присемян- никами выпадают и пови- сают на нитях, придавая дополнительный объём всей ажурной конструкции. Формой куста этот вид схож с крылатым. Неиссякаемый источник бересклетов — азиатский восток, особенно Китай, где «проживают» не менее девяноста видов, пятьде- сят из которых эндемичны. Однако в коммерческой продаже они встречаются гораздо реже перечислен- ных. В поисках интерес- ных видов стоит обращать внимание не только на посадочный материал. Бы- вает, что легче приобрести семена, которые предлага- ют любители, собирающие их в природе на Дальнем Востоке. Перечислю лишь некото- рые виды, хорошо зареко- мендовавшие себя в сред- ней полосе. Бересклет 140 «Наука и жизнь» ЛЬ 10. 2023.
В плодах пробкового бересклета гармонично сочетаются красный и розовый цвета. Максимовича (Е. maximo- wiczianus) — близкий род- ственник сахалинского и украшается такими же крупными гроздьями пя- тираздельных коробочек, лопасти которых несут не- большие выросты-крылья. Бересклет большекрылый (Е. macropterus) отличает- ся четырёхмерными коро- бочками, напоминающими вентиляторы благодаря длинным крыльям. Бересклет пробковый (Е phellomanus) без пло- дов можно принять за крылатый из-за таких же крылатых побегов, но осе- нью он практически не окрашивается, сбрасывая «Наука и жизнь» Л® 10. 2023. 141
Коробочки бересклета Бунге ещё не раскрылись. зелёные листья. Зато щед- ро приносит яркие плоды. У европейского береск- лета тоже встречаются подражатели с плотными, почти кожистыми листьями и коробочками на коротких ножках. Они так же имеют склонность давать поросль и тяготеют к древовидной форме, достигая высоты 10 и более метров. Прошу прощения за обилие на- званий, но виноваты сис- тематики, которые любят делать разные виды из одного на основании не- значительных признаков. Это бересклеты Бунге, или Маака (Е bungeanus), и Гамильтона, или Зибольда Цветки бородавчатого бересклета словно сделаны из пластинок слюды. (Е. hamiltonianus). Их при- родные наряды нередко хуже, чем у оригинала, но на западе культивируют формы, отобранные за окраску. Так, у Бунге из- вестен сорт Dart’s Pride с привлекательной листвой в кремовых и нежно-розовых тонах и блёклыми плодами, а также Fireflame — ма- линовый и плодоносный. Число сортов бересклета Гамильтона превышает несколько десятков, и их названия свидетельствуют об отменных декоративных качествах: October Fire, Rising Sun и др. Интересны сорта с пёстрыми листьями и с белыми коробочками, вот только у нас они прак- тически недоступны. И, наконец, стоит упомя- нуть бересклет бородавча- тый (Е. verrucosus) — наш обычный лесной кустарник. Не то чтобы поражающий красотой, но вполне до- стойный внимания ланд- шафтных дизайнеров. Не- симпатичным названием он обязан чёрным бугоркам, обильно покрывающим зелёные ветви. Его летняя крона легка и сквозиста. А осенью, когда она начинает терять розовеющие лис- тья, кустарник, увешанный серьгами плодов, остаёт- ся словно в кружевном белье. Знакомясь с описаниями бересклетов, можно пред- ставлять, где их посадить. Крупные и раскидистые видовые формы и сорта будут уместны в садах в природном стиле и пар- ках. Обрезкой им можно придавать более вырази- тельные и чёткие контуры. Наиболее выигрышный 142 «Наука и жизнь» .V» 10. 2023.
вариант — форма дерева с одним или несколькими стволами. Для этого ос- тавляют нужное количество наиболее толстых, каркас- ных ветвей и очищают их снизу от боковых веточек. Бересклеты-деревья напо- минают деревья саванны с низкой и широкой кроной в виде зонтика. Поскольку большую часть сезона они ничем не примечательны, их лучше сажать в группах, маски- руя компаньонами, или на опушках лесных массивов. Бересклеты могут сосед- ствовать с большинством древесных растений садо- вого ассортимента, так как не предъявляют специфи- ческих требований к почве и устойчивы к засухе. Их природные места обита- ния — опушки и разрежен- ные леса, и они предпочи- тают затенение часть дня или светлую тень среди разреженных деревьев. Наиболее теневынослив бересклет бородавчатый, на полном солнце можно высаживать крылатый, ев- ропейский и его «подра- жателей». В роли обитателей бо- лее заорганизованных, ис- кусственных ландшафтов, особенно небольших по площади, предпочтитель- ны сорта, вырастающие невысокими. Их можно сажать даже в цветники или как одиночные, аккуратно сформированные расте- ния, например в виде ни- ваки. Кроме ниваки, в про- даже встречаются также карликовые сорта крылато- го бересклета, привитые на штамбы — мини-деревья для мини-садов. В качестве Изящные плоды бересклета бородавчатого. подвоя используют круп- ные бересклеты, выведен- ные в один ствол. Однако прививки на штамбах — не очень жизнеспособные конструкции, к тому же подвой будет постоянно обременять работой, давая собственные побеги. Можно ли сделать из бересклетов живую изго- родь? В принципе можно, но обычно для этого ис- пользуют вечнозелёные виды. Листопадные слиш- ком массивны, а при силь- ной обрезке, необходимой для создания аккуратной изгороди, потеряют, по крайней мере, один из да- ров — плоды. Размножить понравив- шийся бересклет можно зелёными черенками, се- менами, а некоторые дают поросль и сами укореняют «приземлившиеся» побеги (европейский, Бунге), кото- рые надо просто отделить от материнского расте- ния. Семенами быстрее всего воспроизводится европейский, который при подзимнем посеве всходит следующей весной. Семе- нам крылатого и большин- ства других видов требует- ся двухэтапная стратифи- кация с чередованием тёп- лого и холодного периодов. При подзимнем посеве такие семена прорастают на второй, на третий год. Бересклеты нередко относят к сильно ядови- тым растениям, поскольку их плоды и другие части содержат токсины (сер- дечные гликозиды). Но причинить существенный вред они могут только в большом количестве. Труд- но представить, что кто-ни- будь станет с увлечением поедать сухие коробочки и семена. Однако тем, кто всё же захочет попробовать, «банальное» расстройство кишечника, скорее всего, обеспечено. «Паука и жизнь» .V» 10. 2023. 143
Книги и журналы «Наука и жизнь» можно купить в наших магазинах на OZON и WILDBERRIES Книги издательства «Наука и жизнь» Журналы и комплекты прошлых лет Покупайте журналы на маркетплейсах со скидкой и быстрой доставкой в пункты выдачи в России, Беларуси и Казахстане Главный редактор Е. Л. ЛОЗОВСКАЯ. Заместители главного редактора: М. А. АБАЕВ, Н. А. ДОМРИНА. Зав. отделом корректуры и проверки Л. М. БЕЛЮСЕВА. Редакторы: Л. В. БЕРСЕНЕВА, Н. К. ГЕЛЬМИЗА, Т. Ю. ЗИМИНА, 3. М. КОРОТКОВА, А. А. ПОНЯТОВ, Л. А. СИНИЦЫНА, К. В. СТАСЕВИЧ, Ю. М. ФРОЛОВ. Дизайн и вёрстка: 3. А. ФЛОРИНСКАЯ, Т. М. ЧЕРНИКОВА, Т. Б. КАРПУШИНА, М. М. СЛЮСАРЬ. Заведующая редакцией: Н. В. КЛЕЙМЕНОВА. Администратор сайта: Т. М. ВАГИНА. Информационное партнёрство: Е. С. ВЕЛИЧКИНА. Служба распространения^. В. ЯНЧУК, тел. (495) 621-09-71. Служба рекламы: Т. В. ВРАЦКАЯ, тел. (915) 108-04-05. Информация об условиях размещения рекламы: www.nkj.ru/advert/ Адрес редакции: 101000, Москва, ул. Мясницкая, д. 24/7, стр. 1. Телефон для справок: (495) 624-18-35. Электронная почта: mail@nkj.ru. Электронная версия журнала: www.nkj.ru • Ответственность за точность и содержание рекламных материалов несут рекламодатели • Перепечатка материалов — только с разрешения редакции • Рукописи не рецензируются и не возвращаются • Выпуск издания осуществлён при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ © «Наука и жизнь». 2023. Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Редакция журнала «Наука и жизнь». Журнал зарегистрирован в Государственном комитете Российской Федерации по печати 26 февраля 1999 г. Регистрационный № 01774. Подписано к печати 26.09.2023. Печать офсетная. Тираж 18520 экз. Заказ № 230819. Цена договорная. Отпечатано в ООО «Первый полиграфический комбинат». Адрес: 143405, Московская область, Красногорский район, п/о «Красногорск-5», Ильинское шоссе, 4-й км.
со скидкой Только со 2 по 12 октября в любом почтовом отделении России вы можете подписаться на журнал «Наука и жизнь» на первое полугодие 2024 года КАТАЛОГ АГЕНТСТВА ФГУП «Почта России» П1467 — для индивидуальных подписчиков П2831 —для организаций
паука и ;i;ii3ii ю 2023 Подписные индексы: П1467, П2831