Text
химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР • 1008
На 1-й стр. обложки:
Рисунок В. Скобелева к статье
М. Гуревича, Ю. Степанова «Из
чего сделан хоккей»
На 2-й стр. обложки:
Нико Пиросманашвили.
Вывеска. Жесть. Масло. Из собрания
В. А. Катаняна, Москва
Читайте в этом номере
журнала очерк А. Иорданского
«Грузинский чай» и заметки «Что
вы знаете и чего не знаете о чае»
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
НАУЧНО-
ПОПУЛЯРНЫЙ
ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ
НАУК
СССР
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
№1
ЯНВАРЬ 1968
ГОД ИЗДАНИЯ 4-й
Редакционная коллегия;
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
С. В. Кафтанов,
Л. И. Мазур,
Б. Д. Мельник,
B. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
П. А. Ребиндер,
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
C. С. Скороходов,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
Н. М. Эмануэль.
Редакция:
Б. Г. Володин,
Д. А. Глейх,
B. К Жвирблис,
A. Д. Иорданский,
О. И. Коломийцева,
О. М. Либкин,
B. В. Станцо,
Т. А. Сулаева,
И. М. Чаплина,
B. К. Черникова.
Художественный редактор
C. С. Верхо.вский.
Технический редактор
Э. С. Язловская.
Корректоры Ю. И. Глазунова,
Е. И. Сорокина.
При перепечатке ссылка на журнал
«Химия и жизнь» обязательна.
Адрес редакции:
Москва В-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны:
АВ 7-52-29,
АВ 7-72-64
и АВ 7-66-23.
Подписано к печати 13'ХП 1967 г. Т 16 290.
Бумага 84 х 108Vi6- Печ. л. 6,0. Усл. печ. л. 10,08 + 1 вкл.
Уч.-изд. л. 11,0. Тираж 150 000. Зак. 2168. Цена 30 коп.
Московская типография jsft 2 Гпавполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР,
Москва, проспект Мира, 105.
2
5
12
22
26
34
38
39
41
44
51
56
65
67
70
72
74
76
78
81
83
85
Страницы разных мнений
Защищать или не защищать?
Наши консультации
Ученики, отметки, способности
Литературные страницы
Как ученый приходит к
открытию
Классика науки
Атомы, лучи, кванты -"
Три кванта информации
Новости отовсюду
Элемент №...
Никель ■
Еще о никеле
Карбонил никеля — одно из
самых интересных соединений
элемента № 28 •
Закурим и подумаем... Из
записок инженера -
Волконскоит — зеленый
камень
Что мы пьем
Грузинский чай
Что вы знаете и чего не
знаете о чае
Спортплощадка
Из чего сделан хоккей
1001-я мелочь
«Спортивный» — крем
спортивной обуви
Наука о живом
Два открытия
Учитесь переводить
Английский — для
Живые лаборатории
Чудо-дерево
Агрохимические советы
Органика в почве —
Страницы истории
В. Н. Ипатьев
для
химиков
92
94
95
Библиотека
Страницы из летописи
атомного века. 1. Как мы пытались
осуществить ядерную цепную
реакцию
2. Свидетель защиты
3. Здравый смысл
восторжествует
Клуб Юный химик
Хотите подготовиться к
экзаменам получше? Секреты
горения
Викторина. Что я думаю о
медицине. Сплошное
надувательство. Не по закону. Кто прав?
Как усовершенствовать
горелку ■
Мел, который не пачкает.
Еретическая гипотеза
Песня, которой более 500 лет
В. П. Рассохин
Лев Гумилевский
Л. И. Пономарев
А. Я. Кипнис
А. Яковлев
П. П. Трофименко
А. Иорданский
М. Гуревич,
Ю. Степанов
Я. И. Розен
В. С. Тонгур
А. Л. Пумпянский
Б. К. Чаплыгин
Ф. П. Кащенко
A. М. Максименко,
Ю. С. Мусабеков,
B. И. Кузнецов
Э. Ферми
Всеволод Ревич
Г. Б. Вольеров
П. Н. Федосеев
О. Коломийцева
ЗАЩИЩАТЬ
ИЛИ НЕ ЗАЩИЩАТЬ?
В. П. РАССОХИН,
Институт государства и права АН СССР
Нет нужды доказывать огромную важность
своевременного и четкого закрепления
государственного приоритета на созданные
в нашей стране новые виды ценных
химических веществ. Казалось бы, излишне
доказывать и необходимость всемерного —
как морального, так и материального —
стимулирования научного творчества.
За последние годы Комитет по делам
изобретений и открытий при Совете
Министров СССР выдал немало авторских
свидетельств изобретателям-химикам;
однако давайте раскроем любую из этих
торжественных грамот и посмотрим «формулу
изобретения», назначение которой —
правильно определить и, как говорят
патентоведы, защитить действительные
заслуги изобретателя...
ЧТО ЖЕ ЗАЩИЩАЕТ
АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО?
Возьмем, например, авторское
свидетельство № 159 989, выданное группе ученых
Института элементоорганических
соединений Академии наук СССР — К. А.
Андрианову, Н. А. Курашевой и Н. Б. Дела-
зари. В описании изобретения,
приложенном к авторскому свидетельству,
указывается, что изобретателями были впервые
синтезированы новые элементоорганиче-
ские соединения с разветвленной крестопо-
добной структурой молекул, содержащие
атом титана или кремния в центре
молекулы, и что созданные соединения могут
быть использованы в качестве
гидравлических жидкостей и основы для смазок. Само
же авторское свидетельство выдано, как
сказано в формуле изобретения, на новый
«Способ получения элементоорганических
жидкостей с разветвленной крестоподоб-
ной структурой молекул»...
Заявка № 1 076 555/23-4, поданная в
Комитет по делам изобретений
учеными-химиками Московского государственного
университета Э. Е. Нифантьевым и
А. И. Завалишиной. В решении Комитета
о выдаче авторского свидетельства по этой
заявке говорится, что полученные
авторами соединения — кислые бисфосфиты —
в мировой научной и патентной
литературе не описаны, и поэтому заявителям
следует выдать авторское свидетельство на...
«Способ получения кислых бисфосфитов».
...Заявка № 1066 830/23-4. Авторами —
сотрудниками Института органического
синтеза АН Латвийской ССР Э. Я. Луке-
виц, М. Г. Воронковым и Л. М. Чудесо-
вой — впервые в мире синтезированы
кремнийсодержащие аминоалкилсульфи-
ды, которые могут быть использованы для
получения полиорганосилоксановых
полимеров, обладающих повышенной адгезией
к твердым поверхностям, физиологически
активных веществ и т. д. Решено выдать
авторское свидетельство на «Способ
получения кремний содержащих аминоалкил-
сульфидов».
В приведенных примерах авторские
свидетельства будут защищать, то есть
юридически подтверждать авторство лишь
на способы получения указанных
веществ. Конечно, для создания новых, ранее
не известных веществ
изобретателям-химикам часто приходится разрабатывать и
оригинальные способы их получения. Но, во-
первых, так бывает не всегда; во-вторых,
может быть найдено много способов полу-
2
чения одного и того же вещества. Могут
появиться и лучшие способы, чем тот,
который впервые предложили изобретатели.
Как же оттенить особую заслугу
ученых-первооткрывателей?
Ведь в действительности они изобрели
не столько «способ получения», сколько
само новое вещество! Почему эта
главная заслуга изобретателей осталась за
пределами авторского свидетельства?
Может быть, все дело просто в случайных
ошибках эксперта?
Нет, эксперт здесь не при чем. Можно
перелистать сотни номеров «Бюллетеня
изобретений», и всюду, где говорится о
выдаче авторского свидетельства
изобретателям нового химического вещества,
формула изобретения начинается словами:
«Способ получения...».
Так в чем же все-таки дело?
ЗАКОН ЕСТЬ ЗАКОН
А дело все в том, что в пункте 4 ныне
действующего «Положения об открытиях,
изобретениях и рационализаторских
предложениях» говорится следующее: «На
полученные химическим путем вещества
авторские свидетельства и патенты не
выдаются; они могут быть выданы лишь на
новые способы изготовления этих
веществ».
Вопрос о так называемой
патентоспособности впервые синтезированных
химических веществ, то есть о возможности
официального государственного признания
таких веществ изобретениями — это
вопрос не новый, имеющий свою историю.
Патентоведы разных стран до сих пор
спорят между собой о том, будет ли
благоприятствовать развитию химии свободная
выдача патентов изобретателям новых
веществ или же, наоборот, это скажется
отрицательно. Ведь патент дает своему
владельцу исключительное, монопольное
право использовать изобретение —
внедрить, продать или положить под сукно. Без
разрешения владельца никто не может
применить изобретение, производить (или
продавать) вещество, защищенное
патентом; это во многих странах карается как
тяжкое уголовное преступление. А так как
современное химическое производство
представляет собой сложный процесс, в
котором взаимно связаны самые
разнообразные вещества в самых различных
сочетаниях, то получение патентов на новые
(причем, как правило, на наиболее нужные
промышленности) вещества будет только
мешать развитию химии. Так считают,
например, патентоведы ФРГ и Японии —
стран, где патенты выдают только на
способы изготовления веществ и где химия
действительно стоит на весьма высоком
уровне.
Однако во многих странах господствует
иная точка зрения. Например, в США
закон разрешает беспрепятственную выдачу
патентов на вещества, полученные
химическим путем. В связи с этим
американские патентоведы указывают на два
немаловажных обстоятельства. Во-первых,
в тех странах, где не выдаются патенты на
новые химические продукты, разрешается
выдача патентов на вещества, полученные
нехимическим путем (смеси, сплавы
и т. д.). Но разве может изобретатель или
сам эксперт Патентного ведомства
поклясться, что в смеси, полученной чисто
механическим путем, не происходит
никаких химических процессов? Во-
вторых, запрещение выдавать патенты на
химические вещества ведет к тому, что
многие фирмы, не имея возможности
получить патентную защиту от государства,
попросту засекречивают свои достижения.
Вот это-то как раз и может серьезно
тормозить развитие химической науки.
Поэтому, говорят американские патентоведы,
запрещение выдавать патенты на
химические продукты теоретически и
практически несостоятельно. И, как известно, США
тоже занимают не последнее место в
мировой химии...
Нельзя также не обратить внимания на
то обстоятельство, что в странах, где нет
прямой патентной защиты химических
веществ, введена их косвенная защита:
патент, выданный на способ получения
нового вещества, распространяется и на
само это вещество. Нарушитель патента
(использующий в своем производстве или
продающий то же самое вещество)
освобождается от ответственности лишь в том
случае, если докажет, что он изготовил его
иным способом.
Затруднения, которые возникают в
связи с запретом патентной охраны
химических веществ, патентоведы ФРГ пытаются
обойти с помощью хитроумной системы
так называемых «аналоговых способов».
Аналоговыми способами в патентной
практике ФРГ называются такие способы
получения химических веществ, которые
1*
а
^Йнципиально уже известны химикам, но
(отзй4чшотся тем, что в качестве исходных
веществ применяются новые реагенты, не
тгри^Генявшиеся ранее. Если в результате
"итого появляется новое вещество с
полезными свойствами, которое может найти
т^йшедение в промышленности, заявителю
выдается патент... на новый способ.
^МИДёя же о разрешении прямой патент—
"йёй защиты новых химических веществ
\й£Фречается с большими сомнениями...
-Vif
авторские свидетельства — да,
Патенты — нет!
*Как видим, вопрос спорный. Но позволь-
*¥ё! — воскликнет любой внимательный
читатель. — Ведь все эти сомнения основаны
^ёлько на том, что патент связан с ис-
11&гк>чительным правом, с монополией па-
Фёнтбйладельца на изобретение. При чем
же т^т^наши авторские свидетельства,
которые, в' отличие от патентов,
удостоверяют только авторство изобретателя, его
^приоритет, но не дают ему никакой
монополии на изобретение (право применять
^го^ остается целиком за нашим
государством)??'^
Стои'т^чюлько поставить этот вопрос,
чтобы сразу5 бросилась в глаза
неубедительность запрещения выдавать в нашей
стране авторские свидетельства на
вещества, полученные химическим путем.
Обычный довод, которым в Комитете
по делам изобретений и открытий раньше
обосновывали такой запрет, сводится к
следующему. Химические вещества
получаются в результате взаимодействия
определенных реагентов в строгом
соответствии с законами химии и независимо от
нашего желания. С помощью химических
символов мы можем написать множество
формул различных веществ, которые
должны получиться неизбежно, если будут
найдены необходимые условия
нормального протекания соответствующей
реакции. Поэтому «результатом
изобретательского творчества в химии является не само
вещество, полученное на основе
объективных химических законов, а способ его
получения».
Но, во-первых, любое изобретение в
любой области техники может быть создано
только в соответствии с объективными
законами природы. А, во-вторых, «написать
с помощью символов» можно все, что
угодно, но получить требуемое химическое
вещество, да еще с нужными свойствами,
можно только в результате
многомесячного (а то и многолетнего) поистине
творческого труда. И было бы слишком
примитивным представлять себе дело таким
образом, будто творчество химика
ограничивается всего лишь подбором «необходимых
условий нормального протекания
реакции»...
В действительности же истинной целью
и результатом изобретательского
творчества в химии является не только (а
подчас и не столько) способ получения нового
вещества, сколько само это искомое и
желанное вещество.
В самом деле, ведь далеко не всегда для
синтеза нового вещества с требуемыми
свойствами нужно изобретать невиданную
технологию: иной раз химику достаточно
найти удачные реагенты (и это — задача не
более легкая, чем изобретение нового
способа). Как же в таких случаях защитить
достижение ученого-химика? На что
выдать ему авторское свидетельство?
Некоторые эксперты Комитета по делам
изобретений в подобных случаях — так же
как и патентоведы ФРГ — прибегают к
системе «аналоговых способов». Справедливо
желая защитить права авторов ценного
химического продукта, они поступают подчас
в соответствии со здравым смыслом,
однако нарушая требования закона.
Ясно, что это не выход из положения.
Если закон противоречит здравому
смыслу, то правильное решение состоит в том,
чтобы изменить этот закон!
«ДАБЫ УДОВОЛЬСТВИЕ ИМЕТЬ МОГ...»
На наш взгляд, исходя из интересов
всемерного развития изобретательства в
области химии, следовало бы поставить новые
химические вещества в такое же правовое
положение, в каком находятся, например,
лечебные, вкусовые и пищевые
вещества, полученные нехимическим путем.
Любопытно, что на эти вещества
разрешается выдавать только авторские
свидетельства, но не патенты; патенты могут
быть выданы лишь на способы
изготовления таких веществ, чтобы не ставить их
использование в зависимость от прихотей
патентовладельца (к тому же патенты
в нашей стране берут почти исключительно
не советские изобретатели, а иностранцы).
Выдача же авторских свидетельств на
лечебные, вкусовые и пищевые вещества
4
означает государственное признание
приоритета изобретателей. Вот этот принцип
и следовало бы распространить на новые
вещества, полученные изобретателями
химическим путем.
Выдача авторских свидетельств
изобретателям химических веществ позволила
бы гораздо точнее определять
действительные творческие заслуги химиков.
Моральное поощрение первооткрывателей играет
далеко не последнюю роль в развитии
изобретательства, и это хорошо понимал еще
тот неизвестный русский «патентовед»
XVIII в., который записал в «привилегии»
Ломоносова цель, с какою эта привилегия
была выдана, следующими словами:
«...дабы он, Ломоносов, яко первый в
России тех вещей секретов сыскатель, за
понесенный им труд удовольствие иметь
мог».
Возможно, стоило бы, не ограничиваясь
«удовольствием», подумать и о более
высоком материальном поощрении авторов
новых химических соединений — по срав^
нению с обычным вознаграждением, пола^
гающимся изобретателю нового способа
получения известного вещества.
Выдача авторских свидетельств на
впервые изобретенные химические в^щ%т
ства послужит не только дополнительным
стимулом для развития изобретательства
в химии. Она будет означать также четкое
и безусловное закрепление
государственного приоритета СССР на созданные в
нашей стране новые виды ценных веществ.
Жесткие рамки устаревших
постановлений мешают развитию науки; жизнь
требует убрать эти ограничения. Творческие
заслуги наших ученых-химиков должны
найти признание в законе.
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ
■ УЧЕНИКИ, ОТМЕТКИ,
СПОСОБНОСТИ
В № 7 журнала «Химия и жизнь»
за 1966 г. была опубликована
интересная статья М. Д. Голубов-
ского «Человек: генетика,
эволюция». В одном из ее разделов
автор говорит о том, что
генетически предопределено громадное
наследственное разнообразие
людей, которое выражается в
физических качествах,
темпераменте, способностях и степени
умственной одаренности... Автор
утверждает, что с научной точки
зрения представление о
потенциальном равенстве способностей
всех детей неверно, и делает
очень ответственный вывод, что
унификация образования
(единые программы, единые
требования к качеству знаний учащихся и
т. д.) не имеет под собой
научной основы и является
неправильной. Меня, как учителя, эти
выводы автора очень
заинтересовали.
...В настоящее время на
Украине для оценки работы школы
введен так называемый
«качественный показатель», который
показывает, квкой процент от
общего числа учащихся школы
успевает на «хорошо» и «отлично».
Исходя из положений тов. Гопу-
бовского, от этого показателя
необходимо отказаться, ибо мы не
знаем, сколько в какой школе
детей имеют способности,
позволяющие им учиться на
«хорошо» и «отлично». Получается,
что и наша система контроля за
качеством знаний учащихся
(контрольные работы, переводные
и выпускные экзамены) тоже
неправильна, ибо она исходит из
принципа потенциального
равенства способностей всех детей.
Если это так, то не может быть
норм оценок, а, проводя опрос,
учитель должен оценивать
знания учащихся исходя из их
генетически определенных
способностей.
Таких моментов, которые
необходимо коренным образом
менять в практике работы школ,
если стать на точку зрения
тов. Голубовского, — множество,
а в педагогической литературе на
эту тему никакие материалы не
публикуются.
Учитель В. Я. ШЕВЦОВ
На вопросы, заданные тов.
Шевцовым, отвечает заместитель
председателя Научного совета по
проблемам образования
Сибирского отделения АН СССР, член-
корреспондент АН СССР А. А.
ЛЯПУНОВ.
Хорошо известно, что разные
люди обладают различными
наследственными задатками. ЗНм
задатки превращаются в той или
иной степени в индивидуальные
особенности этих людей в
зависимости от тех условий, в которых
протекает формирование и
развитие ЛИЧНОСТИ. Ч'-АЗ
Поэтому благоприятными для
развития оказываются, вообще
говоря, неодинаковые условие.
Встречаются люди, обладающие
способностью быстро
схватывать и быстро усваивать новью
сведения, сопоставлять разные
данные и т. д. Есть и
«тугодумы» — люди, медленно
соображающие, с трудом
ориентирующиеся в новом материале и'
далеко не сразу замечающие
-аналогии.
В то же время эти
индивидуальные особенности довольно
О
причудливо переплетаются
между собой. Так, например,
некоторые легко запоминают новые
сведения, но не умеют
сопоставлять между собой разные
обстоятельства. Другие же
интеллектуально медлительны, но
способны при наличии
достаточного времени охватить весьма
обширный материал, глубоко в него
вникнуть и сделать далеко
идущие заключения. Достаточно
вспомнить крупнейших
математиков Д. Гильберта и Н. Н. Лузина.
Оба они производили при
первом знакомстве впечатление туго
соображающих и плохо
ориентирующихся в новом материале
людей. В то же время оба
сделали важный вклад в математику и
создали выдающиеся научные
школы.
Известно, что юноши с
замедленной интеллектуальной
деятельностью в случае резкого
перенапряжения нередко
переутомляются и выходят из строя.
С другой стороны, у
индивидуумов с быстродействующим
интеллектом замедленный темп
обучения нередко приводит к
утрате интереса, притуплению
способностей и глубокому
разбалтыванию. Неудовлетворенная
психологическая активность
подчас приводит человека к утрате
морально-этических норм.
Таким образом, разные
личности нуждаются в совершенно
разном режиме для своего
полноценного индивидуального
развития с тем, чтобы стать
впоследствии действительно ценными
членами общества. Одним нужен
явно ускоренный режим, другим,
наоборот, — замедленный. У одних
интересы формируются рано, у
других — значительно позднее;
у одних интеллектуальная
активность (как и физическое
созревание!) пробуждается в молодости,
у других — только в зрелые годы.
Поэтому в интересах и
личности, и общества в целом
нецелесообразно «стричь всех под
одну гребенку», предъявлять ко
всем одинаковые требования и
вести всех по единой
педагогической стезе. Напротив, необходим
индивидуальный,
дифференцированный подход к учащимся.
Чрезвычайно важно создавать
школы с разными уклонами и
неодинаковыми режимами
обучения — наподобие уже
существующих физико-математических,
балетных,
профессионально-технических. Нужно подбирать
учащихся в ту или иную школу в
соответствии с их возможностями
и наклонностями, собирая вместе
ребят, склонных к более
быстрому (или более медленному)
развитию. Это обеспечит всем более
благоприятные условия для
занятий. При этом надо, конечно,
позаботиться о том, чтобы это не
предопределяло бесповоротно
возможностей развития человека.
При существующей системе,
когда классы формируются
случайно, без учета индивидуальных
особенностей ребят, совершенно
нелепо выдвигаемое иногда на
местах требование стопроцентной
успеваемости. (Кстати, это
требование идет в разрез с позицией
Министерства просвещения СССР.)
В самом деле, это вынуждает
учителя уделять основное
внимание отстающим, то есть тем, кто
не выдерживает установленного
ритма школьных занятий. При
этом естественным образом
получается, что ребятам, быстро
усваивающим материал, учитель
уделяет меньше внимания, и они
сравнительно скоро приучаются
к безделью, тогда как
медлительные оказываются
перегруженными, а подчас и задерганными.
В результате уровень подготовки
класса в целом таким образом
снижается.
Прибавим к этому, что
некоторые дети (по-видимому, порядка
2—3% от общей массы) страдают
теми или иными органическими
недостатками. Если такие дети
попадают в класс, их присутствие
еще в большей степени тормозит
общее продвижение (а у них
самих вызывает развитие
патологического процесса).
Таким образом, по отношению
к ученикам требование
обязательной стопроцентной
успеваемости со всех точек зрения:
медико-генетической,
педагогической и социальной, — является в
корне неправильным.
Кроме того, это ставит в
ложное положение и учителя. В
самом деле: добросовестный
учитель, предъявляющий своим
ученикам разумные требования,
попадает в разряд плохих.
Напротив, недобросовестный или
малоквалифицированный человек,
ставящий отметки безответственно,
получает поощрение.
Совершенно очевидно, что оценивать
работу учителя по выставляемым
им же самим оценкам
бессмысленно (да это и запрещено
соответствующими постановлениями).
Несомненно, что педагогика
должна учитывать генетические
и иные различия между
учащимися. И она начала уже их
учитывать: достаточно сказать, что
с этого года в школах вводятся
факультативные курсы и
предметы по выбору, создаются
специализированные классы, при
некоторых вузах работают
специализированные школы с
полууниверситетской системой образования.
Мы не говорим уже о школах
музыкальных, балетных,
художественных и системе
профтехобразования.
Все это, конечно, отнюдь не
исключает необходимость единой
системы государственных
требований при присвоении
квалификации, выдаче аттестатов и
дипломов. Каковы бы ни были
генетические задатки врача или
инженера, мы должны быть уверены,
что он может лечить больных или
руководить производством. В
такой же мере необходим
определенный уровень подготовки,
чтобы поступить в вуз и успешно
учиться в нем. Другое дело, что
различные люди могут прийти к
этому уровню неодинаковыми
путями, в различном возрасте,
или вообще выбрать иной род
деятельности.
G
КАК УЧЕНЫЙ ПРИХОДИТ
К ОТКРЫТИЮ
Лев ГУМИЛЕВСКИЙ
Удивление — вещь непростая. Способность удивляться — одно
из величайших даяний природы. В процессе удивления
напрягается внимание человека, возбуждается его интерес к миру.
Удивление вызывает активизацию чувств и мысли. Оно ввергает
живого, думающего человека в мир познания глубин жизни,
разгадки ее вечных тайн.
Мартирос САРЬЯН
СЛУЧАЙНЫЕ ОТКРЫТИЯ
Человек в своей практической
деятельности имеет перед собой
объективный мир, зависит от
него, им определяет свою
деятельность.
В. И. ЛЕНИН
Известный русский химик академик
П. И. Вальден в первые годы XX века
утверждал: «Почти все великое, что у нас
имеется в науке и технике, найдено
главным образом при помощи случая».
Сейчас такое утверждение кажется
лам, оснащенным новейшими
достижениями науки, несколько наивным,
элементарным. Но еще совсем недавно,
каких-нибудь три-четыре десятка лет назад эта
точка зрения представлялась бесспорной
даже самым прогрессивным ученым. Ведь
так это как-будто и выглядит — на первый
взгляд.
Обратимся к истории.
Плывущие по реке деревья со
спутавшимися ветвями стали первыми плотами
у наших далеких предков. Старое дерево
с естественным дуплом в стволе навело их
на мысль о долбленых судах. Опять-таки
дерево, сваленное грозою, стало
прототипом простого балочного моста.
Не только в доисторические, но и в
гораздо более поздние времена, кажется,
Отрывки из новой, еще не вышедшей книги
«Далекие связи» (см. также «Химия и жизнь»,
1967, № 7).
только счастливый случай подводил
человека к решению возникавших перед ним
новых задач, к замечательным открытиям
и изобретениям.
Немецкий алхимик монах Бертольд
Шварц, смешав в ступке серу, селитру
и уголь, высек из огнива искру, чтобы
зажечь свечу. Случайно искра упала в
ступку. Раздался взрыв, высоко подбросивший
в воздух лежавший в ступке камень. Так
был изобретен порох и открыты его
свойства.
В Голландии сын оптического мастера
Захарий Янсен, учившийся мастерству
у отца, весной 1590 года случайно
посмотрел сквозь наложенные друг на друга два
выпуклых стекла на крошечного паучка,
занесенного ветром в открытое окно.
Паучок показался юноше огромным...
Громадное увеличение, полученное при помощи
стекол, привлекло внимание отца. Вместе
с сыном они построили первый сложный
микроскоп.
Как-то зимой 1763 года профессор
Андерсон, преподававший физику и
астрономию в университете в Глазго, готовя для
лекции модель водоотливной машины
Ньюкомена, увидел, что модель, недавно
полученная из починки, снова неисправна.
Не желая обращаться к тем же
лондонским мастерам, профессор поручил
исправление модели бывшему механику
университета Джемсу Уатту. Уатт
установил причины плохой работы машины
Ньюкомена и решил найти способ уменьшения
расхода в ней воды и пара. Но дело оказа-
7
лось не так-то просто, как предполагал он
вначале. «Однако эта задача настолько
овладела моим умом, — признавался
изобретатель впоследствии, — а мои
обстоятельства настолько требовали вернуть
потраченное время и деньги, что я не мог
бросить дела. После того как я всяческц
обдумал вопрос, я пришел к твердому
заключению: чтобы иметь совершенную
паровую машину, необходимо, чтобы
цилиндр был всегда так же горяч, как
входящий в него пар. Однако конденсация
пара для образования вакуума должна
происходить при температуре не выше
30 градусов». Но как можно держать
цилиндр всегда горячим и в то же время
конденсировать в нем пар для получения
вакуума? Задача казалась неразрешимой...
Однажды Уатт, занятый этими мыслями,
отправился на прогулку. «Это было возле
Глазго, — рассказывает он в
воспоминаниях. — Я вышел на прогулку около
полудня. Был прекрасный день. Я проходил
мимо старой прачечной, думая о машине,
и подошел к дому Герда, когда мне
пришла в голову мысль, что ведь пар —
упругое тело и легко устремляется в пустоту.
Если установить связь между цилиндром
и резервуаром с разреженным воздухом,
то пар устремится туда и цилиндр не надо
будет охлаждать. Я не дошел еще до Гоф-
хауза, как все дело было уже кончено
в моем уме!». Конечно, тысячи людей
прогуливались мимо старых прачечных и
видели клубы пара, вылетающие из окон. Но
только Уатта, занятого своей идеей, вид
прачечной навел на мысль о конденсаторе,
помог ему найти выход из положения,
представлявшегося безвыходным.
В 1795 году Алоизий Сенефельдер,
уроженец Праги, возвращался из театра
домой после первого представления его
пьесы, имевшей успех у публики. Шел
сильный дождь. Счастливый автор,
державший в руке записку дирекции, в
которой было написано распоряжение о
выдаче автору денег, не обращал на дождь
никакого внимания. Молодой автор
состоял в то время переписчиком ролей при
театре. Возвратившись домой, он должен
был сесть за работу. Положив
драгоценный документ на стол, он принялся за
дело. Вдруг внезапный порыв ветра
распахнул окно. Записка едва не вылетела на
улицу. Сенефельдер подхватил ее уже на
подоконнике, мокрую от дождя. Закрыв
окно, он расправил бумажку, положил на
нее оселок для бритвы и, кончив
переписывать роль, лег спать. На следующее утро
Сенефельдер прежде всего обратился к
драгоценному документу, прикрытому
камнем. К своему удивлению он увидел
на записке отпечаток своего штемпеля.
|Как он мог появиться тут? Только оглядев
все вокруг, Сенефельдер понял, в чем
дело. На нижней поверхности оселка,
прикрывавшего записку, был тот же оттиск
штемпеля. Он появился, очевидно, оттого,
что камень впитал в себя краску с какого-
то ранее проштемпелеванного документа.
Это явление крайне заинтересовало Сене-
фельдера: он, должно быть, не раз думал
о том, как размножать пьесы, не прибегая
к слишком дорогим услугам типографии.
Изучая свойства камня, служившего для
точки бритв, он увидел, что это —
известняк особой породы, жадно впитывавший
жиры, а после очистки кислотами — и
воду. Однако пропитанный водой камень
переставал принимать на себя жир.
Сенефельдер попытался наносить на камень
текст чернилами, приготовленными из
воска, мыла и сажи; затем он смачивал
камень; но покрытые чернилами места
теперь не впитывали типографской
краски, которую он накатывал на камень.
К тексту, наоборот, краска отлично
приставала. Прикладывая затем к камню лист
бумаги, изобретатель получал на нем
оттиск рисунка или текста. Использовав эти
свойства камня, Сенефельдер открыл
новый способ печатания, получивший
название литографского.
Русский естествоиспытатель Борис
Семенович Якоби открыл гальванопластику,
занимаясь совсем другим делом. Получив
в гальваническом элементе точный слепок
медного электрода, он не только не понял
сразу, что произошло, но даже обрушился
на помогавшего ему рабочего с упреками,
полагая, что тот по лености и небрежности
сделал медную пластинку из двух листов,
а не из целого куска меди. Только
возражения рабочего заставили Якоби
задуматься над неожиданным явлением... Так он
понял, что под влиянием электрического
тока медный купорос выделил на одном
из электродов (медном) медь в чистом
виде; таким способом, пришел к выводу
Якоби, можно делать медные копии с
любых вешей.
В 1872 году в лаборатории профессора
Ира Ремсена в Балтиморе работал
молодой русский эмигрант Фальберг. Однажды,
8
окончив работу с производными крезол-
сульфамидов, он отправился в столовую,
не вымыв руки после лабораторной работы.
Во время обеда Фальберг почувствовал
сладкий вкус во рту. Это его
заинтересовало... Он поспешил в лабораторию, начал
исследовать продукты, с которыми
работал утром. Среди отбросов в сливной чаше
он обнаружил... сахарин, получивший
вскоре огромное распространение.
В 1903 году французский химик Бене-
диктус уронил с большой высоты пустую
стеклянную колбу. К его удивлению,
колба не разбилась. Правда, стенки ее
покрылись множеством трещин. Причиной
необычной прочности колбы оказалась
пленка раствора коллодия, который раньше
хранился в колбе. Случай натолкнул
химика на мысль о небьющемся стекле.
Склеивая под давлением два листа
обычного стекла с прокладкой из целлулоида,
Бенедиктус получил трехслойное стекло,
применяемое и теперь в автомобилях.
История открытий и изобретений с
помощью «случая» продолжается и до наших
дней. Об этом свидетельствуют признания
самих ученых.
В Москве, в 1940 году, крупный
русский химик академик А. Е. Фаворский
заявил в день своего восьмидесятилетия:
«Я считаю, однако, во имя
справедливости и правды, своим долгом сказать, что
все то, что я сделал, это не есть
исключительно результат одних моих талантов и
одного моего труда, только моих исканий.
В жизни каждого человека играет
большую роль случайность, так называемое
«везение». И в моей жизни эти случайности
и именно счастливые случайности сыграли
большую роль».
В самом деле, к первому своему
открытию, сразу поставившему молодого
ученого в первые ряды химиков, Фаворский
пришел случайно, благодаря ошибке в
температуре, указанной в описании реакции,
которую Фаворский повторял.
Большинство людей не знает всей
сложности и разнообразия путей, ведущих
к открытиям, и случайность открытия
обесценивает в глазах многих
предшествовавший труд первооткрывателя.
С другой стороны, закономерность
случайностей в творческом, да и во всяком
вообще мышлении, настолько обыкновен-
на, что даже там, где нет случая, люди его
выдумывают для правдоподобия.
«Счастливых случайностей» история
науки и техники знает очень много. Еще
больше их осталось незамеченными.
Задача науки — вскрыть закономерности в
этих случайностях.
ЗАКОНОМЕРНОСТЬ СЛУЧАЙНОСТЕЙ
Жизнь рождает мозг. В мозгу
отражается природа. Проверяя
и применяя в практике своей и
в технике правильность этих
отражений, человек приходит к
объективной истине.
В. И. ЛЕНИН
...Природа отражается в мозгу человека.
В нем ежечасно, ежеминутно
запечатлевается множество разнообразных
отражений. Эти отражения воспринимаются
органами наших чувств и сохраняются в мозгу
неопределенно долго, иногда всю жизнь,
в зависимости от силы переживаний,
связанных с ними, или от многократного
воспроизведения их в памяти.
Особое, всем хорошо известное
свойство отпечатавшихся в мозгу отражений
заключается в том, что, с одной стороны,
мы можем отрывать их одно от другого,
расчленять их на части, а с другой —
можем произвольно соединять их,
комбинировать и цельные отражения и отдельные
части их. В природе, скажем, нет
крылатого коня, нет женщины с рыбьим
туловищем, нет летающего по воздуху ковра,
а в нашем воображении они существуют —
Пегас, Русалка, Ковер-самолет. Такого
рода комбинации возникают в нашем
сознании иногда даже непроизвольно —
например, во сне.
Это и есть элементарный творческий
процесс — мышление.
В той мере, в какой творчество, —
процесс разделения или соединения
имеющихся в клетках мозга отражений, творческая
способность, как и мышление, присущи
каждому человеку. Но и самые
причудливые создания фантазии неизменно говорят
нам о том, что «человек в своей
практической деятельности имеет перед собой
объективный мир, зависит от него, им
определяет свою деятельность» (В. И. Ленин).
Однако путем постоянных упражнений
в комбинировании хранящихся в памяти
отражений, он может чрезвычайно усилить
свою комбинационную способность,
лежащую в основе всякого творчества.
Великий французский геометр Пьер
2, Химия и Жизнь, № 1
»
Лаплас отличался способностью
устанавливать связь и соотношения между
предметами и явлениями, казалось бы,
совершенно разнородными и далекими одно от
другого. Лаплас упражнял эту свою
способность, совершенствуя различные
отделы математики и астрономии. Он рано
убедился в том, что «открытия заключаются
в сближении идей, которые соединены по
своей природе, но доселе были
изолированы одна от другой». Лаплас доказал
устойчивость солнечной системы, открыл
причины периодических неравенств в
движениях Юпитера и Сатурна, связь между
движениями спутников Юпитера,
установил причины приливов и отливов, в
течение двадцати лет наблюдая за изменением
уровня океана. Предложенная Лапласом
космогоническая гипотеза образования
всех тел солнечной системы остается в
общих чертах неизменной и поныне.
Другой французский математик, Анри
Пуанкаре, развивавший в себе ту же
комбинационную способность, писал, что
«наиболее плодотворны из выбираемых нами
комбинаций те, которые образованы из
элементов, взятых из очень далеких
областей».
Именно умением или способностью
устанавливать очень далекие связи между
явлениями или предметами окружающего
мира прежде всего и характеризуется
каждое крупное открытие. Именно
установлению этих далеких связей чаще всего
помогает случай, без помощи которого
даже гениальному человеку вряд ли
удалась бы нужная в данном случае
комбинация.
Случайности так плотно срастаются
с мышлением, что становится трудно
отличить случайное от неслучайного. В
творческом процессе все или случайно, или
закономерно. Во всяком случае
практически важно одно: чем разнообразнее запас
отражений внешнего мира в мозгу
человека, тем шире его творческие и комбина-
торские возможности, тем ближе он к
цели. Вот почему мы говорим о
необходимости иметь широкий кругозор для
творческого труда.
Но как бы ни был обширен этот
кругозор, решает задачу «непрестанное
думанье», о котором говорил И. П. Павлов.
«Нужно с известной мыслью вставать
и ложиться,— часто повторял он,— и тогда
ты рано или поздно задачу решишь».
Гельмгольц прямо заявлял: «Я не знаю,
чем отличается моя голова от других, но
я знаю средство: когда передо мной
вставала задача, я думал сплошь, не
переставая, дни и недели и кончал решением».
Уатт не в первый раз проходил мимо
прачечной. Он мог бы и раньше прийти
к своим заключениям. И если этого не
произошло, то, очевидно, потому только,
что раньше он не ставил себе задачу,
решение которой было связано со сходными
образами внешнего мира.
Думанье есть не что иное, как
переворачивание задачи на все лады методом
проб и ошибок в поисках далеких связей.
Примером может послужить
изобретение динамита.
В 1847 году итальянский химик Собре-
ро, действуя смесью азотной и серной
кислот на глицерин, получил вещество
чрезвычайной взрывной силы, названное им
нитроглицерином.
Во время Крымской войны 1853—
1856 годов известный русский химик
академик Н. Н. Зинин напомнил о свойствах
нитроглицерина своему ученику,
преподавателю военно-учебных заведений
В. Ф. Петрушевскому, работавшему в
лаборатории Зинина над исследованием
органических нитросоединений. Учитель и
ученик задумались над вопросом — нельзя
ли применить нитроглицерин для
оснащения гранат и мин?
Они стали проводит опыты. Опасность
работы с нитроглицерином побудила
ученых перенести опыты из лаборатории на
открытый воздух, в дачную местность под
Петербургом, где летом 1853 года жил
Зинин.
В это время в Петербуге проживал
глава семьи известных шведских инженеров
Эмануил Нобель, отец четырех сыновей —
Альфреда, Эмиля, Роберта и Людвига.
Дача Нобеля соседствовала с дачей
Зинина. Старший из сыновей, инженер
Альфред Нобель заинтересовался
происходившими у соседей опытами. Он без труда
познакомился с известным химиком. Опыты
носили чисто научный характер и, не
открывая их цели, Николай Николаевич
посвятил любопытного иностранца в
полученные результаты.
Вскоре опыты были перенесены в
Кронштадт и засекречены.
В Кронштадте проводились испытания
подводных мин, точнее-—способа
зажигания мин на расстоянии электрическим
током. Этот опыт удался, но преждевремен-
10
ные взрывы начиненных нитроглицерином
мин показали, что нитроглицерин
способен взрываться даже от небольших ударов.
Дело кончилось тем, что артиллерийское
ведомство отказалось от применения
нитроглицерина как в минах, так и в гранатах
по крайней мере до той поры, пока не
будет найден способ сделать его менее
опасным...
Зинин, Петрушевский, а также десятки
других офицеров и техников,
прикосновенных к делу, ночами и днями
изобретали всевозможные способы сделать
нитроглицерин менее опасным... Тем же
способом и столь же безуспешно занимался
и Альфред Нобель в Швеции, то же самое
делали сотни инженеров в других странах.
Оставалось необъяснимым, почему ум,
воля, наука, направленные к ясной и
нетрудной цели, не находили нужного пути.
Но вот в 1867 году в шведской печати
промелькнули две строчки маленького
сообщения: инженер Альфред Нобель взял
патент на изготовление нитроглицерина
для использования его в снарядах.
Год или полтора после этого каждый
вновь встречавшийся знакомый спрашивал
Зинина:
— Слышали? Читали?
-— Знаю, читал, слышал... — отвечал
Николай Николаевич и спрашивал:
— Но что именно он патентует?
Этого долго никто не знал. Но однажды
Борис Семенович Якоби, нагнав Зинина,
остановил его и, тяжко дыша, сказал:
— А ларчик просто открывался!
— Как именно?—догадался, о чем
речь, Николай Николаевич.
— Чистая случайность: бутылки с
нитроглицерином при перевозке пересыпали
в ящиках инфузорной землей. В дороге
одна разбилась, земля пропиталась
нитроглицерином, и получилось безопасное при
работе взрывчатое вещество большой
силы... Он пробует теперь пропитывать им
все: вату, опилки, уголь, обыкновенный
порох, приготовляя свой динамит... Как
это вам не пришло в голову?!
— Опять случайность! — не слушая
дальше, воскликнул Зинин.
Николай Николаевич Зинин ценил
случай с динамитом Нобеля только как повод
для размышлений о закономерности
случайностей, необходимо присутствующих
в творческой истории каждого
исследователя, каждого изобретателя.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ДАЛЬТОНИЗМ И
АЛКОГОЛИЗМ
Дальтонизм — неспособность
различать некоторые оттенки цвег
тов — весьма распространен ный
наследственный дефект зрения.
Им страдает каждый пятнадцатый
мужчина F,67%) и каждая
двухсотая женщина @,5%). Такая
разница объясняется тем, что гены,
вызывающие цветовую слепоту,
находятся в половой хромосоме.
Исследуя больных
хроническим алкоголизмом, ученые
Чилийского университета
неожиданно обнаружили среди них
повышенный процент лиц с дефектами
цветового зрения. Между
циррозом печени (частым следствием
алкоголизма) и цветовой слепотой
тоже была найдена связь. Это
позволило исследователям
высказать в известном английском
журнале «Ланцет» (т. 11, № 7476, 1966)
гипотезу, что побочным эффектом
действия гена цветовой слепоты
может быть повышенная
чувствительность к алкоголю. Гипотезу
подтверждает тот факт, что
процент мужчин и женщин —
алкоголиков резко различен и
соответствует проценту дальтоников. Так,
в столице Чили Сант-Яго
хроническим алкоголизмом страдает
8,29% мужчин и 0,6% женщин.
Предполагают, что
биохимической основой связи дальтонизма
и алкоголизма может быть
недостаток в организме фермента ал-
когольдегидрогеназы. Этот
фермент, с одной стороны, участвует
в синтезе светочувствительных
пигментов колбочек и палочек
глаза, а с другой — содержится в
больших количествах в печени,
где способствует распаду
углеводов, превращая этиловый спирт
в уксусный альдегид и обратно.
Тяжелые последствия недостатка
какого-нибудь фермента —
довольно хорошо известное в
генетике явление. Например,
отсутствие фермента, превращающего
аминокислоту фенилаланин в
тирозин, приводит в конце концов
к умственной отсталости. И хотя
алкоголизм в целом—явление
социального порядка, тем не
менее приведенные факты
показывают, что здесь может
проявляться и некоторое влияние
наследственности. Чилийские ученые
приходят к выводу, что, при
прочих равных условиях, человек,
страдающий цветовой слепотой,
имеет в пять раз больше шансов,
чем обычно, стать алкоголиком.
2*
11
КЛАССИКА
НАУКИ
АТОМЫ, ЛУЧИ, КВАНТЫ
Кандидат физико-математических наук
Л. И. ПОНОМАРЕВ, гор. Дубна
Что такое квантовая механика?
Осмысленно на этот вопрос могут ответить немногие,
зато почти все остальные убеждены, что
квантовая механика — очень трудная
наука. И хотя это, пожалуй, неправда, — для
такого утверждения есть много причин.
Главная из них, по-видимому,
заключается вот в чем: прежде чем изучать логику
квантовой механики, приходится освоить
много различных понятий, на первый
взгляд ничем не связанных между собой.
В стройную систему эти понятия
складываются не сразу, а лишь при длительном
сопоставлении и размышлении.
На это нужны время и силы.
Пока вы о квантовой механике знаете
только то, что она «...разрешила вековую
загадку таинственной страны микромира»
и еще: «...перевернула все наше
мировоззрение», — вы знаете о ней примерно
столько же, сколько пассажир автобуса,
проезжающий по улицам незнакомого города,
знает об этом городе: за стеклами окон он
видит людей, которые беззвучно
двигаются, смеются и машут руками, но цель их
движений ему неизвестна, а радость —
непонятна. А в результате — память
сохраняет только яркие пятна реклам на
непонятном языке.
Квантовая механика — большой и
стройный город. И поражает он не яркими
украшениями, а строгой соразмерностью своих
частей. Но чтобы почувствовать его
красоту, нужно сойти с автобуса и идти
пешком. Иногда это бывает утомительно, но
никогда не бывает скучно. «Для того
чтобы мышца развивалась, — она должна
уставать»,—любил повторять знаменитый
физиолог Сеченов. Раз навсегда запретив
себе утомляться, нельзя понять волнение
поисков, радость открытий, красоту
логических построений и тот бескорыстный
интерес к пустякам, который и создал, в
сущности, не только квантовую механику,
но и всю науку.
Все это сказано здесь, конечно, не
затем, чтобы запугать вас трудностями в
самом начале пути, но посудите сами: ведь
нельзя же за копейку купить лошадь и не
существует таблеток, проглотив которые
человек просыпается наутро профессором
физики.
Мы встретимся на страницах журнала
несколько раз и постараемся проследить
истоки, идеи и находки квантовой
механики, систему ее понятий и образов и,
наконец, приложения. Не надо огорчаться,
если поначалу, бродя по улицам этого
«квантового города», вы не сможете
представить себе его целиком, — это придет со
временем. Вероятно, почти у всех изучение
квантовой механики напоминает процесс
растворения соли в воде: вначале
брошенные в стакан мелкие кристаллы бесследно
исчезают в растворе, но затем наступает
момент, когда достаточно бросить еще один
кристаллик, чтобы из раствора на месте
маленькой затравки стал постепенно расти
большой правильный кристалл. (Конечно,
если вы растворили достаточно много
кристалликов и дали раствору немного
постоять.)
Будем надеяться, что именно так все
произойдет и на этот раз.
АТОМЫ
Итак, что такое квантовая механика?
Квантовая механика — это наука о
строении и свойствах атомных частиц и
явлений.
В этом определении все верно, и тем не
менее бесполезность его очевидна, пока мы
не определили понятия, которые в него
входят. Действительно, что, например,
означают слова «свойства атома»?
12
от ojios
Если речь идет, скажем, о спелом
арбузе, такой вопрос не возникает: свойства
его вполне определяются нашими пятью
чувствами — он круглый, тяжелый,
сочный, пахнет свежестью и с хрустом
раскалывается под ножом. Но как быть с
атомами (из которых, кстати, этот арбуз
состоит)? Ведь непосредственно их нельзя
ни увидеть, ни потрогать. Это не означает,
конечно, что атомов вообще нет, а просто
свидетельствует о том, что свойства их
совсем другие, чем у арбуза (об этом речь
еще впереди).
Сейчас мало осталось людей, для
которых реальность атомов менее очевидна,
чем движение Земли вокруг Солнца. И
почти у каждого с этим понятием связано
интуитивное представление о чем-то
маленьком и неделимом.
И все же: какой смысл вкладывает
в понятие «атом» нынешняя физика? Как
это понятие возникло, что понимали под
этим древние, как оно потом развивалось
и почему только квантовая механика
наполнила реальным содержанием эту
умозрительную схему?
Творцом идеи атома принято считать
Демокрита, хотя история упоминает также
учителя его Левкиппа и — менее
уверенно— древнеиндийского философа Канаду,
который жил неизвестно когда и учил
примерно тому же. («Канада» в переводе с
санскрита означает «пожиратель атомов».)
О самом Демокрите мы знаем очень
мало. Известно, что родился он в Абдере
на Фракийском берегу Средиземного моря,
кроме Левкиппа, учился у халдеев и
персидских магов, много путешествовал и
много знал; прожил около ста лет ив 370 г.
до н. э. был похоронен за общественный
счет гражданами родного города, которые
его глубоко почитали. Последующие
поколения художников изображали высокого
человека с короткой бородой, в белом
хитоне и в сандалиях на босу ногу.
Легенда рассказывает, что в то утро
Демокрит сидел на камне у моря, держал
в руке яблоко и размышлял: «Если я
сейчас это яблоко разрежу пополам — у меня
останется половина яблока; если я затем
эту половину снова разрежу на две
части— останется четверть яблока; но если
я и дальше буду продолжать такое
деление, всегда ли у меня в руке будет
оставаться 1/8, 1 16 и т. д. часть яблока? Или же
в какой-то момент очередное деление
приведет к тому, что оставшаяся часть уже
13
не будет обладать свойствами яблока?»
Впоследствии оказалось, что сомнение
Демокрита (как почти всякое бескорыстное
сомнение) содержало долю истины.
Однако в тот раз философ пришел
к выводу, что предел такого деления
существует, и назвал эту последнюю, уже
неделимую частицу атомом, а свои
размышления изложил в книге «Великий диа-
космос».
Послушайте — это написано более двух
тысяч лет назад:
«Начало вселенной — атомы и пустота,
все же остальное существует лишь в
мнении. Миров бесчисленное множество, и они
имеют начало и конец во времени. И ничто
не возникает из небытия, ни разрешается
в небытие. И атомы бесчисленны по
величине и по множеству, носятся же они во
вселенной, кружась в вихре, и таким
образом рождается все сложное: огонь, вода,
воздух, земля. Дело в том, что последние
суть соединения некоторых атомов. Атомы
же не поддаются никакому воздействию и
неизменяемы вследствие твердости».
Доказать эти утверждения Демокрит
не мог — он предлагал поверить на слово.
Но ему не поверили, и прежде всего
Аристотель, его великий современник.
Уважение к Аристотелю часто переходило все
разумные границы. Хотя, конечно, для
этого были основания: ведь он владел
всеми знаниями той эпохи. Аристотель учил
обратному: процесс деления яблока можно
продолжать бесконечно, по крайней мере
в принципе.
И потребовались две тысячи лет,
чтобы освободиться от заблуждений великого
авторитета.
Бессмысленно винить древних за такой
выбор — для них обе системы были равно
разумны и приемлемы: цель своей науки
они видели не в практических
применениях (они их стыдились), а в том, чтобы
с помощью умозрения достигнуть того
чувства гармонии мира, которое
сообщает человеку всякая законченная
философия.
В XVII веке вместо натурфилософии,
наблюдающей природу, впервые возникла
наука физика. Эта новая наука опиралась
теперь не на чистое умозрение, а на опыт
и математику. Окружающую природу
стали изучать: не просто наблюдать, а
ставить сознательные опыты для проверки
гипотез и записывать результаты этой
проверки в виде чисел. Идея Аристотеля
не выдержала такого испытания; гипотеза
Демокрита — выдержала (хотя, как мы
увидим в дальнейшем, от ее
первоначального вида почти ничего не осталось).
Наглядное доказательство тому, что
прав Демокрит, а не Аристотель,
обнаружил в 1827 году шотландский ботаник
Роберт Броун A773—1858). Он заметил, что
мельчайшая пыльца растений в воде
произвольно двигается под действием
неизвестной силы. Полную разгадку этого
явления после ожесточенных споров
нашли только в 1880 г. Оказалось, что не
видимые простым глазом атомы,
беспорядочно двигаясь, могут подталкивать споры
растений (их уже видно в микроскоп).
Опыт произвел на современников сильное
впечатление, настолько сильное, что нам,
для которых идея атома стала привычной,
представить себе это очень трудно. С тех
пор гипотеза об атомах приобрела
множество последователей.
Для исследователей, которые приняли
гипотезу об атомах, т. е. поверили, что все
тела состоят из малых частиц, далее
неделимых, некоторые свойства атомов
становились очевидными уже без дальнейших
исследований. Прежде всего: у атомов
должны быть масса и размеры.
Действительно, все тела в природе, несмотря на
огромные различия между собой, этими
качествами обладают.
Далее возникал вопрос: не означает ли
многообразие тел такого же многообразия
атомов, как это утверждал Демокрит?
Оказалось, что это неверно.
В 1808 году Джон Дальтон A766—1844),
учитель математики и натуральной
философии в городе Манчестере, подробно
исследуя химические реакции и состав
различных веществ, впервые четко
сформулировал понятие об элементе, — о
веществе, которое состоит из атомов одного типа.
Оказалось, что элементов не так уж много:
в то время их знали около 70, сейчас
известны 104. Все остальные вещества
построены из молекул, — из различных
сочетаний атомов. Именно молекула, а не
атом, — последний представитель
вещества, который еще сохраняет его свойства.
Чем отличаются между собой атомы
различных элементов? Одно из таких
различий нашли довольно быстро:
оказалось — массой. Только теперь в науку об
атоме впервые проникают числа: приняв
за единицу атомный вес легчайшего газа —
водорода, удалось через него выразить
14
атомный вес остальных элементов. В этих
единицах атомный вес кислорода равен 16.
железа — 56 и т. д.
Однако по-прежнему об абсолютных
размерах и массах атомов ничего не было
известно. Впервые абсолютное значение
этих величин удалось оценить в 1865 году
Иозефу Лошмидту A821—1895), который
в это время преподавал физику в Венском
университете. Оказалось, что размеры всех
атомов примерно одинаковы и равны
10~8 см, а вес атома водорода составляет
всего 10~24 г.
Впервые мы встречаемся здесь с
такими малыми величинами, и у нас просто
нет необходимых понятий, чтобы их
осмыслить. Самое большее, на что мы
способны, это сказать: тонкий, как волос;
или — легкий, как пух. Но толщина волоса
(КГ2 см) в миллион раз больше самого
большого атома, а пуховая подушка — это
уже нечто весомое и вполне реальное.
Чтобы хоть как-то заполнить провал
между здравым смыслом и малостью этих
чисел, обычно все же прибегают к
сравнению. Если взять «атом» арбуза и вишню
диаметром в 1 см и одновременно их
увеличивать, то в тот момент, когда вишня
станет величиной с земной шар, «атом» —
и весом, и величиной — начнет походить
на хороший арбуз.
Однако относительная ценность таких
сравнений, по-видимому, весьма невелика,
поскольку для столь малых объектов само
понятие размера теряет свой первичный
смысл. Поэтому давайте привыкнем с
самого начала мыслить эти числа как
символы, которые однако количественно
описывают атом. Конечно, эти числа очень
малы, но они не произвольны. И
важно понимать, что именно такие малые
размеры и массы нужно приписать атомам,
чтобы свойства веществ, которые из этих
атомов состоят, оказались именно такими,
какими мы их наблюдаем в природе.
Лошмидт получил эти числа, изучая
взаимную диффузию газов, их способность
смешиваться при соприкосновении. Он
использовал при этом молекулярно-кинети-
ческую гипотезу, — предположение о том,
что газы состоят не просто из атомов, но
из движущихся атомов. Скорости их
движения были вычислены раньше и
оказались неожиданно большими: например,
молекулы водорода уже при комнатной
температуре движутся со скоростью
примерно 1800 м/сек — почти в два раза
быстрее артиллерийского снаряда. Используя
формулы кинетической теории газов,
Лошмидт установил средние расстояния между
молекулами в газе: оказалось, что они
примерно в десять раз больше диаметра
атомов, то есть равны 10 7 см.
Если газ превратить в жидкость, то
его объем уменьшится приблизительно в
1000 раз, а значит расстояния между
атомами уменьшатся в 10 раз. А это означает,
что в жидкости, а тем более в твердом теле
атомы прижаты вплотную друг к другу,
но, конечно, продолжают двигаться или
колебаться около положений равновесия.
ЛУЧИ
Железо, как и всякое вещество, состоит из
атомов. Если один конец железного лома
сунуть в печь, он, разумеется, начнет
нагреваться. С точки зрения кинетической
теории это означает, что атомы железа начнут
двигаться быстрее, и это просто
обнаружить, коснувшись пальцем другого конца
лома. Итак, теплота — это энергия
коллективного движения атомов. Однако это
далеко не все. Нагревая лом, мы наблюдаем
поразительное явление: с повышением
температуры в печи цвет нагретого
железа постепенно меняется — от вишнево-
красного до ослепительно белого. Причем
к лому теперь нельзя не только
прикоснуться, но и просто подойти близко.
Последнее уже непонятно, если пользоваться
только представлением о движении атомов:
действительно, мы не касались лома,
атомы железа не ударялись о нашу руку —
почему же нам стало жарко?
Здесь мы впервые сталкиваемся с
положением, о котором предупреждали в
самом начале. Мы должны ввести новое
понятие, которое на первый взгляд никак
не связано с идеей атома. Это понятие —
излучение.
Мы говорим: лучи Солнца осветили
поляну. Значит, свет — это излучение. Но
мы говорим также: греться в лучах
Солнца. Следовательно, и тепло может
распространяться в виде лучей. Вообще, с
излучением мы имеем дело постоянно: когда
лежим у костра, смотрим закат, вращаем
ручку настройки приемника или же делаем
рентгеновский снимок грудной клетки. Все
эти виды излучений — тепло, свет,
радиоволны и рентгеновские лучи — различные
проявления одного и того же
электромагнитного излучения. Доказательство этого
15
утверждения — одно из великих
достижений науки нашего времени. За него мы
обязаны многим и прежде всего, конечно,
Джемсу Клерку Максвеллу A831—1879)
и Генриху Герцу A857—1894). Однако мы
все-таки различаем все эти виды
излучений не только качественно и субъективно,
но и строго количественно. По какому
признаку?
У электромагнитного излучения их
много, но нам особенно важен сейчас один —
его волновая природа. Важнейшее свойство
волн — их способность интерферировать.
Что это означает?
Допустите такую возможность: вы с
силой бросаете горох в стену так, что он
довольно далеко от нее отскакивает.
Попробуйте сыпать его равномерно, скажем
так, чтобы на 1 см2 стены в 1 секунду
попадало 8 горошин. Теперь мысленно в
любом месте между вами и стеной выберите
площадку в 1 см2 и сосчитайте число
горошин, пролетающих через нее в обе
стороны. Ясно, что оно всегда будет равно 16.
А что будет, если от стены отразится
волна?
Каждый представляет волну
по-разному: один сразу же видит волны от
брошенного камня, другой — синусоиду.
Поскольку синусоиду рисовать проще —
воспользуемся ею.
Любая волна (в том числе и синусоида)
имеет четыре характеристики:
амплитуду А; длину волны А; частоту v и
скорость распространения v.
Амплитуда волны — это наибольшая ее
высота; что такое длина волны — понятно
из рисунка, а скорость распространения,
по-видимому, тоже особых пояснений не
требует.
16
Чтобы выяснить, что такое частота,
проследим за движением волны в течение
1 сек. Она пройдет за это время
расстояние v см (т. е. ее скорость равна
v см/сек). Посчитаем, сколько длин волн
уместилось на этом отрезке — это и будет
частота волны (или излучения): v — у
Другими словами, частота v
показывает, сколько колебаний в секунду совершает
волна длины X , если она движется со
скоростью V.
Теперь внимательно рассмотрим
рисунок: вначале волна беспрепятственно
распространяется вправо (А); затем она
достигает стены и отражается (Б); затем
мы увидим не две отдельные волны, а уже
результат сложения этих двух волн:
прямой и отраженной. А результат этот
зависит от того, в какой точке волна
соприкоснулась со стеной (В). Иногда это
происходит так неудачно, что волна полностью
сама себя гасит (Г, Д). Именно эта
способность волны гасить самое себя называется
интерференцией. И по этому признаку
волну всегда можно безошибочно отличить от
потока частиц.
Еще одно свойство волны, которое
отличает ее от частиц — дифракция. Говоря
попросту, — это способность волны
загибать за угол, к чему частица явно
неспособна. (Отметим только, что для этого
размеры препятствия должны быть сравнимы
с длиной волны.) И еще: если препятствие
невелико, то благодаря дифракции волна
может разделиться на две, обойти его с
двух сторон и, складываясь снова, погасить
себя точно так же, как при сложении
прямой и отраженной волн.
Именно таким способом, обнаружив
интерференцию и дифракцию у
рентгеновского и других видов излучения,
установили, что все они — волны, только
разной длины. Длина волны излучения и есть
тот основной признак, по которому мы
различаем виды электромагнитного излучения
количественно. Наибольшая длина волны
у радиоволн: от нескольких километров
до нескольких сантиметров; у тепловых
лучей она короче — от 1 см до 10 2 см;
еще короче волны видимого света,
примерно 4 — 8-КГ5 см; самые короткие волны
у рентгеновских лучей — 10 ~7— 10 "9 см.
Все эти виды излучения
распространяются с одной и той же скоростью — со
скоростью света: с = 3 • 1010 см/сек =
= 300 000 км/сек.
Отсюда по формуле v — Т" очень
просто вычислить частоту каждого вида
излучения. Очевидно, для рентгеновских лучей
она будет наибольшей, а для радиоволн —
наименьшей.
Очень важно отдавать себе отчет в том,
что, конечно, любое излучение — это не
синусоида, изображенная на рисунке, а
физический процесс, основные характеристики
которого (например, периодичность), по
счастью, можно выразить на языке таких
простых моделей. У каждого вида
излучения свои особенности. Сосредоточимся пока
на том виде, который для нас наиболее
важен и привычен — на солнечном
излучении. А поскольку излучение Солнца —
лишь частный вид теплового излучения,
то в дальнейшем это поможет нам понять
общие законы теплового излучения.
Когда вы греетесь на солнце, вы,
наверное, не задумываетесь над тем, из каких
волн состоят его лучи. Иногда, правда, вы
спрашиваете себя, отчего в горах бывают
солнечные ожоги, а вечером нельзя
загореть.
Исаак Ньютон A643—1727) жил в
Англии, где солнца не так уж много, но все-
таки он задумался над тем, из чего состоит
солнечный свет. И (вслед за пражским
профессором медицины Марком Марци)
поставил опыт, знакомый теперь каждому
школьнику: пропустив луч солнца сквозь
призму, он обнаружил за призмой на стене
радугу — спектр солнечного луча.
Каждому цвету соответствует своя
волна солнечного излучения: самая
большая длина волны у красного цвета
),^7-10 см; у зеленого *~5■ 10~б см;
а у фиолетового Х^4-10~б см. Все эти
величины равны десятым долям микрона,
то есть десятитысячным долям
миллиметра. Кроме видимых волн, в солнечном
спектре есть, конечно, и другие, в
частности инфракрасные лучи (их длины волн
еще больше, чем у красных), и
ультрафиолетовые (их волны короче фиолетовых).
И следовательно, частота
ультрафиолетовых лучей наибольшая, а инфракрасных —
наименьшая.
Относительная яркость различных
цветов в спектре излучения неодинакова и
зависит от температуры излучающего тела:
например, в солнечном излучении больше
всего желтых лучей. Таким образом,
спектр любого излучения показывает, во-
первых, какие лучи в нем есть и,
во-вторых, сколько их. Теперь совсем просто
понять, почему на высоких горах легче
обгореть: разные лучи в спектре солнца
поглощаются воздухом неодинаково, в
частности, сильнее всего поглощаются
ультрафиолетовые лучи. А поскольку на
высоте их больше, то и обгореть там можно
быстрее.
Попутно мы выяснили одну деталь, для
дальнейшего, пожалуй, наиболее важную:
оказывается, причина солнечных ожогов —
ультрафиолетовые лучи. Именно они, а не
зеленые или красные. А что это означает?
Для того чтобы обжечь, нужно во всяком
случае затратить какую-то энергию.
Следовательно, наибольшую энергию несут
с собой волны наибольшей частоты —
ультрафиолетовые, а не инфракрасные (хотя
именно они и называются тепловыми). Это
очень важный результат.
Итак, мы выяснили, что всякое тело
состоит из атомов, которые мы пока
представляем себе как шарики диаметром
Ю-8 см разного веса: от 104 до 1(Г22 г.
Атомы очень быстро движутся,
колеблются и сталкиваются между собой, причем
скорость их движения увеличивается с
ростом температуры тела. Это тепловое
движение атомов приводит к совершенно
новому явлению: к тепловому излучению,
свойства которого нам пока неизвестны.
Чтобы узнать их, возвратимся теперь
к нашему железному лому, который до сих
пор греется в печи. Мы знаем, что чем
горячее печь, тем больше тепла излучает
лом. Конечно, этот факт знали уже
дикари, но только Джозеф Стефан A835—1893)
в 1879 г. эмпирически и Людвиг Эдуард
Больцман A844—1906) в 1884 г.
теоретически установили количественный закон.
Оказалось, что общее количество
излучаемого тепла растет как четвертая степень
абсолютной температуры тела.
(Абсолютная температура или градусы Кельвина
Тс К определяется по формуле: Т° К =
= 273 + Г С, так что нормальная
температура человеческого тела равна 309,6° К.)
Таким образом, наш лом при 327° С будет
излучать тепла в 16 раз больше, чем при
27 °С.
А что, если в печь вместо лома
положить булыжник (как это делалось раньше
в русских банях)? Будет ли его энергия
излучения отличаться от излучения
железного лома? В 1859 году Густав Роберт
Кирхгоф A824—1887) доказал: нет, не
будет, если температура печи в обоих случа-
18
ях одинакова. Он доказал даже нечто
большее, но чтобы понять это, нам нужно
прервать рассказ и более пристально
посмотреть на поток излучения, который
исходит от нагретого тела.
Так же, как и солнечный свет, он
неоднороден. Любое тепловое излучение, во-
первых, состоит из лучей различной длины
волны и, во-вторых, их вклад в общий
поток излучения различен. Если мы знаем
обе эти характеристики излучения, то мы
тогда говорим, что нам известен
спектральный состав излучения. Его можно
измерить. Мы уже знаем, что любой луч
несет с собой энергию. Поэтому, измеряя
не общую энергию теплового потока,
а только ту ее часть, которую несут с собой
волны определенной частоты v f мы можем
изучить спектральный состав излучения
любого тела. Конечно, если мы будем
менять температуру тела, то спектральный
состав его теплового излучения также
будет меняться.
Количественные законы этого
изменения установил в 1893 г. Вильгельм Вин
A864—1928).
Чтобы подчеркнуть зависимость
энергии излучения Е (или излучательной
способности) от его частоты v и от
температуры тела Т, обычно пишут такую
формулу:
Е = Е (v, T).
Если на пути теплового потока поставить
какой-нибудь предмет, то, очевидно, часть
лучей он отразит, а часть поглотит.
Какую? Оказывается, что поглощательная
способность тела А также зависит (но уже
иначе) от его температуры и от частоты
падающего излучения, т. е. доля
поглощенного излучения равна:
А = А (vf T).
Закон, который установил Кирхгоф,
связывает эти две функции:
Е К Т) = U К Т) A (v, T),
т. е. излучательная способность тела
Е(\Т) равна его
поглощательнойспособности А (>, Т), помноженной на некоторую
универсальную спектральную функцию
U (v, T). При этом: вид функции U (v, T)
не зависит от природы излучающего тела.
Это — очень важный результат, и его
надо хорошо продумать. Прежде всего:
каков смысл спектральной функции U (v , Т)?
Предположим, что A (v, Т) = 1, т. е. тело
поглощает все лучи, падающие на него,
и ничего не отражает. Такое «абсолютно
черное тело» просто изготовить: для этого
достаточно взять пустой шар (из любого
вещества), нагреть его, а излучение
наблюдать через небольшое отверстие в стенке
шара. Ясно, что только небольшая часть
излучения (необходимая для наблюдения)
выходит наружу, а вся остальная часть
поглощается внутренними стенками шара,
т. е. действительно в зтом случае A (v, T) =
= 1 и, следовательно: Е (v, Т) = U (v , Т),
т. е. спектральная функция U (v, Т)
описывает спектр излучения «абсолютно
черного тела».
Реально существующий пример такого
«абсолютно черного тела» — мартеновская
печь. Кстати, если вы смотрели когда-
либо внутрь мартеновской печл, то,
вероятно, обратили внимание на интересное
явление: из ее отверстия льется ровный
свет, который не позволяет рассмотреть
детали предметов, расположенных внутри
печи. Наши знания об излучении
позволяют нам теперь понять и этот факт.
Два равных по величине шара,
каменный и стальной, на солнце очень просто
различить — слишком неодинаково они
блестят: стальной шар отражает гораздо
больше лучей, чем каменный. Значит,
поглощает он меньше, чем каменный, то есть
функция А (v y T) для каменного шара
больше, чем для стального. Если теперь
эти шары нагреть в темноте, то из
формулы Е (v , Т) = U (v f Т) А (v, Т) ясно, что
каменный шар излучает больше, чем
стальной, так как функция U (v 7 T)
одинакова для них обоих. (Кстати, именно
поэтому в банях выгоднее раскалять
булыжники, а не стальные болванки.)
Если эти шары бросить в мартеновскую
печь, туда, где они не только нагреваются
и излучают сами, но также поглощают и
отражают излучение других тел, то мы
увидим (разумеется, если заглянем в печь
3*
19
раньше, чем шары расплавятся) два
совершенно одинаковых шара. Почему? Да
потому, что если каменный шар больше
излучает «своих лучей», то он больше и
поглощает «чужих»; а стальной меньше
излучает «своих» лучей, но зато больше
отражает «чужих». Поэтому общий поток
лучей («своих» и «чужих») от обоих шаров
одинаков; и поэтому их нельзя отличить
не только друг от друга, но даже и от
стенок печи, в которой они лежат (из чего бы
они ни были сделаны).
Именно этот строгий закон был
установлен Кирхгофом в 1859 г.: отношение
излучательной способности тел Е (%>, Т)
к их поглощательной способности A fv , Т)
есть универсальная функция U (v 9 T), не
зависимая от природы тел:
A (v, T) U K ' }'
А поскольку поглощательные
способности A (v, T) для большинства
непрозрачных тел различаются не так уж сильно, то
почти вся информация о свойствах
теплового излучения заключена в спектральной
функции U (v, Т). В частности, цвет
нагретого тела определяют те волны,
которых излучается больше всего. Важность
функции U (v, T) поняли, конечно, сразу
же во времена Кирхгофа, но в течение
40 лет не удавалось найти для нее
формулу, которая бы правильно описывала
все эксперименты по тепловому
излучению. Однако эти попытки никогда не
прекращались: по-видимому, поиски
абсолютного всегда привлекательны для
человеческого ума.
.Сейчас мы подошли к порогу
переворота, который свершил в физике Макс
Планк A858—1947). Но прежде еще раз
отметим одну особенность теплового
излучения, о которой мы однажды упоминали:
изменение цвета тел при нагревании.
Пока температура тела невысока, оно
излучает, но не светится, т. е. оно
испускает только тепловые и инфракрасные
волны, не видимые для глаза. При
повышении температуры тело начинает
светиться: сначала красным цветом, затем
оранжевым, желтым и т. д. Например, при
6000° С больше всего излучается желтых
волн — по этому признаку установили, что
именно такова температура поверхности
Солнца.
Обратите внимание: в случае с
солнечным ожогом излучение отдавало тем
большую энергию, чем больше его частота.
А в данном случае? Чем большую энергию
мы затратили на нагревание тела, тем
больше частота излучаемых волн, т. е.,
несомненно, существует какая-то
зависимость между частотой и энергией
излучения.
КВАНТЫ
В конце прошлого века Макс Планк искал
универсальную формулу для спектра
U (v y T) теплового излучения. Как он
должен был при этом рассуждать? Тепловое
излучение не только порождается
движением атомов, но и само воздействует на
них, так как оно тоже несет с собой
энергию. В результате такого взаимовлияния
внутри «абсолютно черного тела»
устанавливается тепловое равновесие: сколько
тепла атомы получают извне — столько же
энергии от них уносит излучение. Из
кинетической теории материи известно, что
средняя энергия колебаний атомов Екол
пропорциональна абсолютной
температуре Т:.
Екол = кГ,
где к = 1,38 • 10в эрг/град — множитель
пропорциональности, который называется
постоянной Больцмана.
Теперь вспомните: энергия излучения
растет с его частотой. Знал это, конечно,
и Планк. Но как? Он предположил
простейшее: энергия излучения Еизл
пропорциональна его частоте v;
Еизл = Ь v,
где h — другой множитель
пропорциональности.
(Мысль зта настолько проста, что ее
нельзя доказать, объяснить через более
простые понятия. Однако гениальные
мысли отмечает именно такая классическая
простота.)
И предположив это, Макс Планк угадал
формулу для спектральной функции
lT (v, T ). Да, угадал. Но эта формула
правильно описывала все эксперименты. Не
надо думать, что это было просто: над этой
формулой Планк думал два года.
О своем открытии Планк сообщил
ученым коллегам 19 октября 1900 года.
Однако Планк был теоретик и потому
ценил не только окончательные
результаты теорий, но и внутреннее их
совершенство. К тому же он не знал еще, что открыл
совершенно новый закон природы, и верил,
20
что его можно вывести из ранее
известных. Поэтому он стремился теоретически
обосновать закон излучения, исходя из
простых посылок кинетической теории
материи и термодинамики. Последовало два
месяца непрерывной работы и предельного
напряжения сил. Ему это удалось. Но
какой ценой!
В процессе вычислений он вынужден
был предположить, что излучение
испускается порциями (или квантами),
величина которых определяется как раз той же
формулой, которую он нашел раньше
эмпирически:
E = h v.
В этом — и только в этом случае —
удавалось получить правильную формулу для
спектра излучения. Эту формулу нельзя
доказать логически, как нельзя обосновать
закон всемирного тяготения. Они есть, так
устроен мир. Более того, только приняв
их, с их помощью можно объяснить
другие явления природы. И спектр
«абсолютно черного тела» — тоже.
Но для Макса Планка зто была
трагедия.
Вспомните, мы много раз подчеркивали,
что излучение — это волновой процесс.
А если так, то энергия в этом процессе
должна передаваться непрерывно, а не
порциями — квантами. Это неустранимое
противоречие Планк сознавал, как никто
другой: когда он вывел свою знаменитую
формулу, ему было 42 года, но почти всю
остальную жизнь он страдал от
логического несовершенства им же созданной
теории. У последующих поколений
физиков это чувство притупилось: они уже
знали готовый результат и научились
мыслить по-другому. Но Планк был воспитан
на традициях классической физики и
целиком принадлежал ее строгому
неторопливому миру. А вышло так: разрешив
многолетнюю загадку в теории излучения,
он тем самым нарушил логическую
стройность всей классической физики. «Не
слишком ли дорогой ценой достигнуто
решение этой, в сущности, очень частной
проблемы?» Впоследствии, в докладе,
который Планк произнес по случаю
вручения ему Нобелевской премии, он
вспоминал, что для него признание реальности
квантов было равносильно «...нарушению
непрерывности всех причинных связей.»
Только в 1927 году новая наука —
квантовая механика — доказала, что никакого
противоречия здесь нет. Но до этого
времени еще далеко.
14 декабря 1900 года Планк рассказал
о своих расчетах. В это время года в
Берлине рано темнеет, и часто бывает плохая
погода. Может быть, и тогда там шел
мокрый снег — сейчас об этом уже никто не
помнит. Но в этот день в зале заседаний
Немецкого физического общества родилась
новая наука — учение о квантах. Сухо и
обстоятельно ординарный профессор
физики Макс-Карл-Эрнст-Людвиг Планк
прочел перед небольшой аудиторией сугубо
специальный доклад: «К теории закона
распределения энергии в нормальном
спектре».
В тот день было мало людей, которые
поняли величие момента; плохая погода
или логические противоречия теории,
вероятно, занимали аудиторию больше.
Признание пришло потом. И позже осмыслили
значение постоянной Планка h для всего
атомного мира. Она оказалась очень
маленькой:
h = 6,62 . 107 эрг • сек,
но она открыла дверь в мир атомных
явлений. И всегда, когда мы из мира
привычного и классического хотим перейти
в мир необычный и квантовый, мы
должны пройти через эту узкую дверь.
В этой статье мы рассмотрели два истока
квантовой механики: учение об атоме и
науку о тепловом излучении. Разумеется,
мы рассказали далеко не всю
предысторию. Но об этом в следующий раз.
Рисунки Д. ПЕТРОВА
ТРИ КВАНТА ИНФОРМАЦИИ
ЯБЛОКО ДЕМОКРИТА
Мы пока очень мало знаем об
атомах, но даже этих знаний
достаточно, чтобы решить
задачу Демокрита: как долго
придется последовательно делить
яблоко, чтобы добраться до его
атома.
Предположим, что у
Демокрита в руке было большое
яблоко — сантиметров десять в
диаметре. Тогда объем яблока
равен примерно V;^103 см3 и
при каждом делении
уменьшается вдвое, так что после п-го
деления его объем Vn равен:
v11 = X = ,^ =
103
2п
2Ll 100,3 a
= 103~°>зп
Согласно оценке Лошмидта,
«объем» атома равен (Ю-8 смK
— 10~24см3. Деление закончится,
когда объем Vn станет
равным объему атома, т. е. при
условии:
1Q3-0, Зп = Ю-24.
Отсюда находим: п — 90, — т. е.
уже на 90 шагу Демокрит достиг
бы своей цели. Не так уж
много, правда?
Если даже учесть, что он при
этом размышлял и потому
делил яблоко не торопясь, то и в
этом случае ему достаточно
было бы получаса. Если бы это
было возможно. Квантовая
механика доказывает, что такое
деление нельзя довести до
конца.
ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
Нынешняя физика (которая
берет начало от Ньютона и
Галилея) в отличие от физики
древней — наука количественная.
Поэтому все ее результаты
выражаются в числах. Однако
многообразие окружающей
природы принуждает измерять
самые различные ее свойства. Все
понимают, конечно, что масса и
длина, время и скорость,
энергия и частота — свойства
совершенно различные. Как их
все выразить числами?
Существует целый раздел в
физике, который называется
теорией размерности. В нем
доказывается, что все величины в
механике (и в классической, и
в квантовой) можно выразить
через три основные: массу,
длину и время. Из этих трех
«атомов» построены «молекулы»
всех остальных величин. В
теории теплоты к ним необходимо
добавить еще температуру, а в
теории электричества —
единицу заряда.
В теоретической физике
принята система CGS, в которой за
основные единицы массы,
длины и времени приняты:
сантиметр (см), грамм (г), секунда
(сек). В этих единицах скорость
v выражается в см/сек,
ускорение а — в см/сек2, а частота v—
в сек. (Заметим, что
комбинация символов г, см и сек
называется размерностью
величины.) Сила F в этой системе
22
единиц выражается в динах: это
такая сила, которая необходима,
чтобы сообщить массе m = 1 г
ускорение а = 1 см/сек 2.
По закону Ньютона: F = та,
поэтому размерность дины рав-
см
на г* .
сек2
Единица энергии Е — эрг,
определяется как работа силы в
1 дину на 1 см пути, поэтому
сек2
Все величины в тексте
записаны именно в этой системе.
Выпишем их еще раз:
с =3-1010 см/сек —
скорость света,
к = 1,38 • ю-16 г-<^! п0_
сек2-град
стоянная Больцмана,
h = 6,62-10-27 .г'см2 _по_
сек
стоянная Планка.
ПЛАНК О КВАНТЕ
2 июня 1920 года в Шведской
Академии наук в Стокгольме
Макс Планк при вручении ему
Нобелевской пре мии произнес
речь «Возникновение и
постепенное развитие теории
квантов», рассказывающую о
создании квантовой теории. Ниже
напечатано несколько выдержек
из нее.
«Когда я оглядываюсь на
времена 20-летней давности, —
времена, когда впервые из ряда
опытных фактов начали
вырисовываться понятие и величина
физического кванта действия, и
на долгий извилистый путь,
приведший в конце концов к его
открытию, то все это кажется
мне теперь новой иллюстрацией
к давно доказанным словам
Гёте, что человек заблуждается,
покуда у него есть стремления.
И вся напряженная работа духа
могла бы показаться
прилежному исследователю тщетной и
безнадежной, если бы иногда
поразительные факты не давали
ему в руки неопровержимого
доказательства того, что он в
конце своего тернистого и
извилистого пути по крайней мере
хоть на шаг приблизится к
истине. Преследование
определенной цели, далекий свет которой
не меркнет от первых неудач,
является необходимой
предпосылкой, хотя далеко не
гарантирует ей успеха.»
«Крушение всех попыток
перебросить мост через возникшую
пропасть вскоре уничтожило все
сомнения: или квант действия
был фиктивной величиной —
тогда весь вывод закона
излучения был принципиально
иллюзорным и представлял просто
лишенную содержания игру в
формулы, — или при выводе
этого закона в основу была
положена правильная физическая
мысль — тогда квант действия
должен был играть в физике
фундаментальную роль, тогда
появление его возвещало нечто
совершенно новое, дотоле
неслыханное, что, казалось,
требовало преобразования самых
основ нашего физического
мышления, покоившегося, со
времен обоснования анализа
бесконечно малых Ньютоном и
Лейбницем, на предположении о
непрерывности всех причинных
связей.»
«После всех этих результатов,
для полного изложения которых
нужно было бы привлечь еще
много громких имен, судье, не
желающему пренебрегать
фактами, не остается ничего
другого, как дать кванту действия
(который среди пестрого
множества различных процессов в
каждом отдельном случае
всегда появлялся как одна и та
же величина, именно 6,62 • 10~27
эргов на секунду) полные права
гражданства в системе
универсальных физических
постоянных. Должно показаться
странным совпадением, что в то
время, когда мысль об общей
относительности проложила себе
свободную дорогу и достигла
неслыханных успехов, природа
открыла как раз там, где этого
менее всего можно было
ожидать, нечто абсолютное, некую
действительно незаменимую
единицу измерения, посредством
которой можно величину
действия, содержащуюся в простран-
ственновременном элементе,
выразить совершенно
определенным, свободным от произвола
числом, отчего она лишится
своего относительного характера.»
«...То, что сегодня кажется нам
непонятным, когда-нибудь будет
казаться, с более высокой точки
зрения, особенно простым и
гармоничным. Но прежде чем
эта цель будет достигнута,
проблема кванта действия не
перестанет побуждать и
оплодотворять мысль исследователей, и
чем большие трудности
представятся в ее решении, тем
важнее она окажется для
расширения и углубления всего нашего
физического знания.»
23
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
влннл для шлюпок
Чтобы почистить шлюпку, нужно
вытащить ее сначала на берег,
перевернуть вверх дном, а потом
только скрести... Но шлюпку
можно отмыть и не вынимая из
воды — в весьма несложном
устройстве, названном его
изобретателями «ванной для
шлюпок». Эта ванна сделана из
водонепроницаемой ткани. Шлюпку
сперва вводят в ванну, и ткань
обволакивает ее корпус, прилегая
к бортам и днищу. Потом
в «ванну» вливают специальные
моющие средства, которые и
очищают корпус от ракушек, ила и
грязи.
ПРОТИВ ОГНЯ И БАКТЕРИЙ
На польских шахтах начали
применять новый препарат «Муро-
фит». Если пропитать им
древесину, то она не горит. «Мурофит»
защищает древесину не только от
огня, но и от гниения.
Во время демонстрации
противопожарных свойств нового
препарата деревянную
конструкцию облили бензином и нефтью
и стали поджигать. Однако все
попытки вызвать пожар были
тщетными — пропитанное дерево
не воспламенилось. А когда на
древесину, обработанную «Муро-
фитом», напускали гнилостные
бактерии, то она сопротивлялась
им в десять раз дольше, чем
обычная, непропитанная.
НЕ УКРАДИ!
Одна из английских фирм
разработала белую краску для
судостроения, которая может служить
надежной уликой против воров.
Дело в том, что в этой краске
содержатся «идентификационные»
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
компоненты, которые могут
варьироваться владельцами.
Проанализировав состав краски,
легко определить, какой фирме
принадлежит окрашенный предмет.
Более того — даже если
соскоблить эту краску, она оставляет
следы, по которым можно
установить владельца окрашенного
предмета.
Краской можно покрывать
детали из стали, чугуна и цветных
металлов. Главное ее
назначение — окраска запасных частей
двигстелей, вспомогательных
механизмов, якорей, гребных винтов,
а также различных дорогих
приборов, счетчиков, навигационной
аппаратуры —одним словом,
всего, что можно унести с корабля.
Эта краска защищает детали
не только от грабителей, но, как
и любое покрытие, — от
коррозии. Введением обычных
красителей краске можно придать
любой цвет.
ГРИБЫ НА ЮПИТЕРЕ!
Американский журнал «Science
News» A967, № 16) сообщает
о результатах экспериментов по
моделированию в лаборатории
условий, существующих на
планете Юпитер.
Атмосфера этой планеты
состоит из аммиака, метана и воды
и, по мнению многих
специалистов, аналогична атмосфере
Земли, какой она была 4,5 млрд. лет
назад. Экспериментаторы —
американские ученые д-р С. Поннам-
перума и д-р Ф. Веллер —
установили, что обмен энергией и
химические процессы,
протекающие в высокотурбулентной
атмосфере Юпитера, могут
приводить к созданию органических
соединений. В качестве источника
24
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
энергии, необходимого для
создания таких «преджизненных»
молекул из аммиачно-метановой
атмосферы, использовались
электрические разряды,
воспроизводящие молнии. Для создания из
полученных молекул еще более
сложных органических
соединений требуется только вода.
Эксперименты, проведенные
ранее, показали, что в атмосфере
с высоким содержанием
аммиака и метана могут существовать
и размножаться некоторые
земные бактерии и грибы. Все это
можно считать аргументом в
пользу возможности
существования жизни на Юпитере.
НОВЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
В 1957 г. И. Солмаи, венгру по
происхождению, удалось
получить в лаборатории одной из
шведских фирм, производящих
медикаменты, белковый
концентрат из рыбьей муки.
Потребовалось десять лет, чтобы это
изобретение было реализовано.
Недавно в рыбачьем поселке Буа на
западном побережье Швеции
сдана в эксплуатацию
промышленная установка годовой
производительностью в 10 000 т белка.
Продукция установки
представляет собой серый порошок,
содержащий 83% полноценного
белка. Сначала этот
обезжиренный и лишенный запаха и вкуса
порошок будет использоваться в
качестве добавки в корм
животных. А в будущем
предполагается применять рыбий белок и для
питания людей. В лаборатории
шведского управления
здравоохранения были проведены
исследования концентрата рыбьего
белка; он признан годным для
питания и, вероятно, скоро
появится в продаже. Специалисты
считают, что из мирового океана
можно будет получать ежегодно
25—40 млн. т. белка. Строить этот
белок будет намного дешевле,
чем мясной, — по некоторым
оценкам, в 30 раз!
ОПАСНОЕ ОБЛАКО
Недавно в одном из небольших
городков ФРГ случилось
необычное происшествие. При
подготовке товарного поезда на
маневровых путях местной
железнодорожной станции была
повреждена цистерна с азотной кислотой.
Большое количество кислоты рас-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
теклось по станции. В воздухе
начало сгущаться облако
ядовитых газов. Оно медленно
надвигалось на город. В прилегающих
к станции кварталах была
объявлена тревога. Жителям
предлагалось закрыть окна и двери домов,
а самим укрыться в подвалах.
Тем временем пожарники
поливали скопления кислоты водой,
чтобы разбавить ее, а особенно
большие лужи нейтрализовали
содой. Но прошло довольно
много времени, прежде чем облако
рассеялось.
ПАКЕТЫ С РАСТИТЕЛЬНЫМ
МАСЛОМ
Яркие пакеты — треугольники с
молоком заставили потесниться
в последние годы привычные
бутылки и бидоны. Разумеется,
в подобные пакеты можно
наливать не только молоко, но и
другие жидкие продукты, скажем,
растительное масло. Сейчас
пакеты для оливкового масла стали
делать в Испании. Материал —
сульфатная бумага, покрытая
синтетической смолой. Любопытно,
что пакеты формуются и
наполняются маслом на шведском
оборудовании, а синтетику для
испанских пакетов поставляют
американцы.
НЕФТЬ ИЗ ПЕЩЕРЫ
Уникальное хранилище для неф*
ти построено в Гётеборге
(Швеция). Это три громадные
пещеры размерами 169 X 20 X
X 20 м, образованные взрывами
в монолитной гранитной скале.
Экономисты подсчитали, что
сооружение нового
нефтехранилища вместе с трубопроводом,
подъездными путями и прочими
постройками обошлось примерно
в 24 миллиона крон. Это на три
миллиона меньше, чем
потребовалось бы для строительства
наземного нефтехранилища такой
же емкости.
УСКОРИТЕЛЬ ПОТОКА
Скорость потока жидкости
зависит, как известно, от ее вязкости,
то есть от интенсивности трения
молекул друг о друга. Чем
больше это «внутреннее трение», тем
медленнее течет жидкость.
Химики из ФРГ получили вещество,
которое значительно снижает
трение движущегося потока. Вода
с добавкой этого вещества уже
в соотношении 1 : 1 000 000 течет
в два раза скорее. Это открытие
имеет большое значение для
эксплуатации обводнительных
установок, пожарных рукавов и для
ускорения движения потока
жидкости в узких каналах и трубах.
В журнале «Chemische Rundschau»
A967, № 3), сообщившем об этой
работе, не указывается точный
состав вещества, сказано только,
что оно получено на основе окиси
этилена.
«МЕРТВОЕ МОРЕ»
В ОКЕАНЕ
Некое подобие Мертвого моря
обнаружено в Атлантике, у
берегов штата Северная Каролина
(США). Участок океана площадью
примерно в 50 тыс. м2 с глубины
10 м и до самого дна не
содержит никаких признаков жизни.
Исследовавший эту подводную
пустыню видный океанограф
д-р Р. Мензис из Дьюкского
университета считает, что виноват в
этом человек.
Когда с помощью
землеройных машин был проделан проход
из бухты Кейп Лукаут в пролив
Кор, органические вещества,
принесенные реками, скопились
вокруг бухты, почти полностью
отрезав ее от открытого моря.
Поступление кислорода, раство-*
ренного в морской воде, резко
сократилось, и он расходовался
на окисление органики быстрее,
чем поступал. В результате на дне
стал скапливаться сероводород,
который жизни противопоказан.
До своей гибели бухта Кейп
Лукаут представляла собой, по
мнению специалистов, очень
удобный район для исследования
морских организмов, которых
здесь было множество. Если бы
впустить в бухту струю морского
течения, здесь снова появились
бы моллюски и креветки, а за
ними — и вся остальная морская
живность. Но пока этого никто
делать не собирается. А тем
временем у побережья Северной
Каролины обнаружено еще
несколько аналогичных районов,
находящихся под угрозой...
КОГДА НАСТУПИТ
ПЛАСТМАССОВЫЙ ВЕК!
О том, что наш век —
«нейлоновый» или «век полимеров»,
говорилось и писалось немало. Но
пока чеповечество потребляет
намного больше железа, чем
синтетических полимеров. Группа
голландских ученых опубликовала
расчет, из которого следует, что
действительно «пластмассовый
век» начнется в 1983 году. В
основу расчета положены данные
о потреблении железа и
химических товаров на душу населения
в масштабе всего мира. В 1966
году на каждого человека
приходилось 17,5 дм3 железа и только
6,7 дм3 химических товаров.
Основываясь на планах и тенденциях
развития химической
промышленности, получили цифры на
будущее. Они таковы: в 1983 году
железа — 25 дм3, полимерных
материалов — 25 дм3, в 2000 году
соответственно — 41 и 223 дм3.
Иными словами, в 1983 году
потребление на душу населения
железа и химических товаров (по
объему) сравняется, а в 2000
году это соотношение будет
составлять 5,4 : 1 в пользу химии. Если
прогнозы голландских ученых
оправдаются, то в 1983 году мы
действительно будем праздновать
наступление «полимерного века».
Рисунки Р. МУСИХИНОЙ
^ Химия и Жизнь, № I1
25
28
атомный вес
68,71
число электронов в
застраивающейся оболочке
3d84S2
Массовые числа изотопов:
стабильных - 68,60,61, 62,64
нестабильных —в природе нет
самого распространенного—68
Число
электронов
в слое:
ЭЛЕМЕНТ №...
НИКЕЛЬ
Кандидат химических наук А. Я. КИПНИС,
Институт Гипроникель, Ленинград
ЧЕЛОВЕК ЗНАКОМИТСЯ С НИКЕЛЕМ
Никель, впервые попавший в руки
человека, — небесного происхождения:
содержащее этот элемент прочное и стойкое к
ржавлению метеоритное железо шло не
только на талисманы, но и на оружие.
А имя к элементу № 28 пришло скорее из
преисподней, чем с неба.
Это было в середине XVII века, а может
быть и раньше. Старый Ник, насмешливый
и любопытный гном, тогда еще
проживавший в горах Саксонии, любил поддразнить
горняков и нередко подсовывал им вместо
полноценной медной руды похожий на нее
минерал, из которого, однако, не удавалось
выплавить ни меди, ни металла вообще.
Эта «медь Ника»
(по-немецки—«купферникель») и дала название элементу,
открытому молодым шведским металлургом
Акселем Фредериком Кронстедтом в
1751 году. «Купферникель — руда, которая
содержит наибольшее количество...
описанного полуметалла *, —писал Кронстедт, —
поэтому я дал ему то же имя, или, для
удобства, я назвал его никелем.»
Открытие долго оспаривалось:
современники полагали, что никель — это не
самостоятельный металл, а сплав уже
известных металлов с мышьяком и серой.
Кронстедт настаивал на индивидуальности
никеля, ссылаясь в качестве
«вещественных доказательств», в частности, на
зеленую окраску его соединений и легкость
взаимодействия этого «полуметалла» с
серой. Кронстедту приходилось бороться не
только с физико-химическими, но и с
астрологическими доводами своих оппо-
* Так тогда называли простые вещества,
сходные как с металлами, так и с неметаллами,
например, мышьяк. — А. К
26
«Масса самородного железа в Хорватии и зарылась в землю
11 венский фунт весом, которая на три сажени..,»
(Из книги К. Шрейберса «Об
истории и познании метеоритиче-
ских каменных и
металлических масс», Вена, 1820)
выпала из воздуха на глазах
у нескольких очевидцев 26 мая
1751 года в шесть часов
пополудни близ деревни Грашина в
' > **
„ .У.;*> *'Jk$**j
V-/--':
VC-
""•VAX
*/ >:)
нентов. «Число металлов превосходит уже
число планет, в солнечном круге
находящихся», — писал Кронстедт, — поэтому
ныне «размножения числа металлов
опасаться не надлежит.»
Но Кронстедт умер в 1765 году, так и
не дождавшись признания своего
открытия. И даже через десять лет после его
смерти во Французской энциклопедии,
высшем своде знаний эпохи, было
напечатано: «Кажется, что еще должны быть
проведены дальнейшие опыты, чтобы
убедить нас, есть ли этот королек «никеля»,
о котором говорит г. Кронстедт, особый
полуметалл, или его скорее следует
считать соединением железа, мышьяка,
висмута, кобальта и даже меди с серой».
В том же 1775 году соотечественник
Кронстедта химик и металлург Т.
Бергман опубликовал свои исследования,
которые убедили многих в том, что никель —
действительно новый металл. Но
окончательно споры улеглись лишь в начале
XIX века, когда нескольким крупным
химикам впервые удалось выделить чистый
никель. Среди них был Ж. Л. Пруст, автор
закона постоянства состава химических
соединений; интересно, что важным
аргументом в пользу индивидуальности никеля
Пруст считал своеобразный сладковатый
вкус раствора никелевого купороса, резко
отличный от неприятного вкуса медного
купороса — так вели химические
исследования 170 лет тому назад. Другой
французский химик — Луи Тенар окончательно
выяснил магнитные свойства никеля (на их
своеобразие указывал еще Бергман).
Полувековые усилия исследователей
были подытожены Иеремией Рихтером,
который более известен в истории химии
как один из основоположников
стехиометрии. Чтобы получить чистый никель, Рих-
4*
27
л.п,сс«ао
A722—1765)
J-Ь jj\s rn. ± ^\s
AXEL CROXSTFDT
тер после обжига купферникеля (NiAs) на
воздухе для удаления большей части
мышьяка, восстановления углем и
растворения королька в кислоте проделал 32
перекристаллизации никелевого купороса и
затем из зтих кристаллов восстановил
чистый металл. Полученный этим «весьма
многотрудным путем» никель был описан
Рихтером в 1804 году в статье «Об
абсолютно чистом никеле, благородном
металле, его получении и особых свойствах».
В историю элемента № 28 статья
Рихтера вошла как пророческая: в ней были
указаны почти все характерные
особенности никеля, сделавшие его одним из
главнейших металлов современной техники —
большая сопротивляемость коррозии,
жаростойкость, высокая пластичность и
ковкость, магнитные свойства. Эти
особенности и определили собой пути, по которым
никель был направлен человеком.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ НИКЕЛЬ...
Первые применения никелю придумали
ювелиры. Спокойный, светлый блеск
никеля (вспомним у Маяковского: «Облил
булыжники лунный никель») не меркнет
на воздухе. К тому же никель
сравнительно легко обрабатывается. Поэтому его
стали применять для изготовления
украшений, предметов утвари и звонкой
монеты.
Но и это весьма незначительное поле
деятельности элемент № 28 получил не
сразу, потому что никель, который
выплавляли металлурги, был совсем не
похож на благородный металл, описанный
Рихтером. Он был хрупок и практически
непригоден для обработки.
Позже выяснилось, что ничтожной (по
нормам столетней давности) примеси
серы— лишь 0,03% —достаточно, чтобы вко-
28
нец испортить механические свойства
никеля; происходит это из-за того, что
тончайшая пленка хрупкого сернистого
никеля разъединяет зерна металла,
нарушает его структуру. Примерно так же
действует на свойства этого металла и
кислород.
Проблему получения ковкого никеля
решило одно открытие. Присадка магния
в расплавленный металл перед разливкой
освобождает никель от примесей: магний
активно связывает, «принимает на себя»
серу и кислород. Это открытие было сделано
еще в семидесятых годах прошлого века,
и с тех пор спрос на никель стал расти.
Вскоре выяснилось, что элемент № 28 —
не только декоративный металл (хотя
никелированием как средством защиты
других металлов от коррозии и для
декоративных целей пользуются уже около ста лет).
Никель оказался и одним из самых
перспективных материалов для изготовления
химической аппаратуры, которая должна
выдерживать разъедающее действие
концентрированных рассолов, горячих
щелочей, расплавленных солей, фтора, хлора,
брома и других агрессивных сред.
Химическую пассивность этот металл сохраняет
и при нагреве; жаростойкость проложила
никелю дорогу в ракетную технику.
Уникальную совокупность свойств
увидели в никеле конструкторы
электровакуумных приборов. Неслучайно больше
трех четвертей всего металла,
расходуемого электровакуумной техникой, приходится
на чистый никель; из него изготовляют
проволочные держатели, вводы, сетки,
аноды, экраны, керны для оксидных
катодов и ряд других деталей.
Здесь наряду с коррозионной и
тепловой стойкостью никеля, его пластичностью
и прочностью очень ценится низкая
упругость пара: при рабочей температуре около
750° С объем электронной лампы
насыщается ничтожным количеством никеля —
порядка 10~12 грамма, которое не
нарушает глубокого вакуума.
Во многих отношениях замечательны
ферромагнитные свойства никеля.
В 1842 году Дж. П. Джоуль описал
увеличение длины стальных прутков при
намагничивании. Через 35 лет физики
добрались и до химических собратьев
железа— кобальта и никеля. И тут оказалось,
что кобальтовые прутки тоже удлиняются
в магнитном поле, а для никеля этот
замечательный эффект не обнаруживается.
Еще через несколько лет (в 1882 году)
выяснилось, что никель не только не
удлиняется, а наоборот, даже укорачивается в
магнитном поле. Явление было названо
магнитострикцией. Сущность его состоит
в том, что при наложении внешнего
магнитного поля беспорядочно расположенные
микромагнитики металла (домены)
выстраиваются в одном направлении,
деформируя этим кристаллическую решетку.
Эффект обратим: приложение
механического напряжения к металлу меняет его
магнитные характеристики.
Поэтому механические колебания в
ферромагнитных материалах затухают
гораздо быстрее, чем в неферромагнитных:
энергия колебаний расходуется на
изменение состояния намагниченности.
Понимание природы этого
«магнитомеханического затухания» позволило создать
не боящиеся усталости сплавы для
лопаток турбин и многих других деталей,
подвергающихся вибрации.
Но, пожалуй, еще важнее другая
область применения магнитомеханических
явлений: стерженек из никеля в
переменном магнитном поле достаточной частоты
становится источником ультразвука.
Раскачивая такой стерженек в резонансе (для
этого подбирают соответствующую длину),
достигают колоссальной для
ультразвуковой техники амплитуды колебаний — 0,01 %
от длины стержня.
Никелевые магнитострикторы были
применены, между прочим, при
никелировании в ультразвуковом поле: благодаря
ультразвуку получаются чрезвычайно
плотные и блестящие покрытия, причем
скорость их нанесения может быть
гораздо выше, чем без озвучения. Так «никель
сам себе помогает».
Ультразвук имеет и множество других
применений — от акустической локации
(для изготовления эхолотов кораблей
используют как раз никелевые магнито-
стрикционные генераторы) до лечения
ишиаса; велики успехи ультразвуковой
техники в химической и металлургической
технологии, ибо ультразвук сильно влияет
на ход многих химит:< ких процессов.
...И ЕГО СПЛАВЫ
Обратимся теперь к сплавам никеля. Но
лучше сказать — вернемся: ведь история
применения никеля началась со сплавов:
20
Видманштеттова структура.
В 1808 году директор
промышленного музея в Вене Алоиз
фон Видманштеттен, получив от
своего друга (директора
придворного музея естественной
истории) образцы -железных
метеоритов, отполировал их и
протравил азотной кислотой.
Возникли изящные фигуры
травления, отражающие характерную
структуру сплава. Первое
изображение этих фигур (оно-то и
воспроизведено здесь) было
получено необычно: в качестве
клише использовали саму
поверхность метеорита.
Исследования Видманштеттовой
•'. NV
t У
.;/:■
I. Щ
4
4d
, JK • . • < • '
м
одни — железо-никелевые — человек
получил в готовом виде, другие — медно-нике-
левые — он научился выплавлять из
природных руд, еще не зная, какие металлы
в них входят.
А сейчас промышленность использует
несколько тысяч сплавов, в которые
входит никель, хотя и в наше время сочетания
железо-никель и медь-никель,
предоставленные нам самой природой, остаются
основой подавляющего большинства никель-
содержащих сплавов. Но, наверное, самое
важное — это не количество и
разнообразие этих сплавов, а то, что в них человек
сумел усилить и развить нужные нам
свойства никеля.
Известно, например, что твердые
растворы отличаются большей прочностью
и твердостью, чем их компоненты, но
сохраняют их пластичность. Поэтому
металлические материалы, подлежащие
обработке посредством ковки, прокатки,
протяжки, штамповки и т. п., создают на
основе систем, компоненты которых
образуют между собой твердые растворы.
Именно таковы сплавы никеля с медью:
оба металла полностью смешиваются
в любых пропорциях как в жидком
состоянии, так и при затвердевании
расплава. Отсюда — прекрасные механические
свойства медно-никелевых сплавов,
известные еще древним металлургам.
Праотец многочисленного рода этих
сплавов — «пактхонг» (или «пекфонг»),
который выплавляли в Китае, возможно, до
нашей эры, дожил до наших дней. Он
состоит из меди, никеля B0%) и цинка,
причем цинк играет здесь в основном ту же
роль, что и магний при приготовлении
ковкого никеля. Этот сплав в небольших
количествах начали получать в Европе
еще в первой половине XIX века под на-
структуры позволили не только
судить о происхождении
метеоритов, но и помогли созданию
разнообразных
железо-никелевых сплавов и прежде всего —
нержавеющих сталей
званиями аргентан, немецкое серебро,
нейзильбер (новое серебро) и массой других,
причем почти все эти названия
подчеркивали красивый — серебряный — внешний
вид сплава: никель обладает интересной
«отбеливающей способностью» и уже 20%
его полностью гасят красный цвет меди.
«Новое серебро» успешно
конкурировало со старым, завоевав популярность
у ювелиров. Применили его и для чеканки
монет. В 1850 году Швейцария выпустила
первые монеты из нейзильбера, и вскоре
ее примеру последовали почти все страны.
Американцы даже называют свои
пятицентовые монетки «a nickel». Масштабы этой
работы медно-никелевых сплавов огромны:
столбик из «никелевых» монет, которые
изготовлены в мире за 100 с небольшим
лет, достиг бы Луны!
Ныне нейзильбер и родственный ему
мельхиор (в мельхиоре нет цинка, но
присутствует около 1 % марганца)
применяются не только и не столько для замены
столового серебра, сколько в инженерных
целях: мельхиор наиболее стоек (из всех
известных сплавов!) против ударной, или
струевой коррозии. Это отличный материал
для кранов, клапанов и, особенно,
конденсаторных трубок.
А вот более молодой сплав меди и
никеля, дитя случая и находчивости. В
начале XX века возникли осложнения при
переработке богатых канадских руд,
содержавших вдвое больше никеля, чем меди;
разделение этих двух металлов было
твердым орешком для металлургов. Полковник
Амброз Монелль, тогдашний президент
Международной никелевой компании,
подал смелую мысль — не разделять медь и
никель, а выплавлять их совместно в
«натуральный сплав». Инженеры осуществили
идею — так родился знаменитый «монель-
металл» — один из главнейших сплавов
химического машиностроения. Сейчас
создано много марок монель-металла,
различающихся природой и количеством
легирующих добавок, но основа во всех случаях
прежняя — 60—70 % никеля и 28—30 %
меди. Высокая химическая стойкость,
блестящие механические свойства и
сравнительная дешевизна (его и сейчас
выплавляют без предварительного разделения
меди и никеля) создали монель-металлу
славу среди химиков, судостроителей,
текстильщиков, нефтяников и даже
парфюмеров.
Если монель-металл — «натуральный
31
Малайский нож: с лезвием из
метеоритного железа
сплав» из сульфидных медно-никелевых
руд, то ферроникель — естественный
продукт плавки окисленных руд никеля.
Отличие состоит в том, что в зависимости от
условий плавки в этом продукте можно
широко менять соотношение никеля и
железа (большую часть железа переводят в
шлак). Ферроникель различного состава
используют затем в качестве
полупродукта для получения многих марок стали
и других железо-никелевых сплавов.
Таких сплавов великое множество. Всем
хорошо известны конструкционные
никелевые и нержавеющие хромо-никелевые
стали. На них уходит почти половина всего
никеля, добываемого человеком. Инко-
нель — «аристократический родственник»
нержавеющих сталей, в котором железа
почти не осталось, это сплав (точнее,
группа сплавов) на основе никеля с 12—19%
Сг, 1—7% Fe и добавками Мо и Ti. Инко-
Двигатель американской ракеты
«Атлас», работающий при
температуре около 3200°С, не
сгорает благодаря сотням маленьких
никелевых трубочек с
толщиной стенки всего 0,3 мм,
образующих стенки камеры сгорания.
По этим трубочкам поступает
жидкое топливо, охлаждающее
стенки, и само при этом
подогревающееся
нель стал одним из главнейших
материалов ракетной техники. Нихром A5%Сг,
60%Ni) — важнейший из сплавов
сопротивления, основа большинства
электронагревательных приборов, от домашних
электроплиток до мощных промышленных
печей. Менее известны элинвар C5% Ni,
8% Сг), сохраняющий постоянную
упругость при различных температурах, и
платинит D9% Ni; 51% Fe). Последний не
содержит платины, но во многих случаях
заменяет ее. Как и платину, его можно
впаять в стекло, и спай не треснет,
поскольку коэффициенты теплового
расширения стекла и платинита совпадают.
У инвара C6% Ni, 64% Fe) коэффициент
теплового расширения близок к нулю.
Особый класс составляют магнитные
сплавы.
Пожалуй, наибольшие заслуги здесь
принадлежат пермаллою (FeNi3)— сплаву
с феноменальной магнитной
проницаемостью, перевернувшему технику слабых
токов. Сердечники из пермаллоя есть
в любом телефонном аппарате, а
тонкие пермаллойные пленки — главный
элемент запоминающих устройств
вычислительных машин.
НИКЕЛЬ ГЛАЗАМИ ХИМИКА
«Сей полуметалл сохраняет в огне горючие
свои части довольно долго, а если оных и
лишится, то посредством малейшего оных
частей присоединения опять легко
возвращается. »
В таких словах — смысл их станет
понятен, если читатель вспомнит об эпохе
флогистонной химии, — Кронстедт описал
трудную окисляемость и легкую
восстанавливаемость никеля. Он же подчеркнул
и «великое сродство» никеля к сере — то
химическое свойство, которому обязаны
своим происхождением сульфидные руды
никеля.
В трудах последующих поколений
ученых химическое лицо никеля проступало
все более отчетливо.
Журналы мира ежемесячно публикуют
более ста статей по химии никеля. Сюжеты
их весьма разнообразны, но яснее других
усматриваются три темы: сплавы,
комплексные соединения, катализ.
Сплавы никель образует не только
с медью и железом, но почти со всеми
металлами периодической системы, и даже
не только с металлами. Характерная осо-
Парашют для возвращения на тов должна быть очень прочной
Землю искусственных спутни- и малопроницаемой. Ее ткут из
ков. Такие парашюты раскры- тонких нитей нержавеющей
ваются в плотных слоях атмос- стали
феры и выдерживают нагрев до
Я00—810°С. Ткань для парашю-
бенность химии никеля — склонность к
образованию соединений переменного
состава, например, в системах Ni — Н, Ni — С,
Ni — О, Ni — S. Так, с кислородом
образуются окислы NiOx, где X, по-видимому,
совершенно непрерывно может меняться
от величин меньше единицы @,97—0,98)
до приблизительно 1,7. Эти окислы можно
рассматривать как сложные твердые
растворы Ni —NiO, NiO — Ni203 и NiO —Ni02.
Подобные твердые растворы (еще более
осложненные присутствием воды) —
основа положительных электродов никелевых
аккумуляторов. Понимание природы и
превращений таких систем очень важно
и для исследования и применения окислов
никеля в качестве катализаторов.
Интересно поведение окислов никеля
в стеклах и глазурях: в зависимости от
того, какое число атомов кислорода
окружает атом (ион) никеля, стекло
приобретает цвет от пурпурного до желтого;
можно добиться и того, чтобы стекло
пропускало только ультрафиолетовые лучи.
Из определенных соединений никеля
наиболее интересны комплексные (или
координационные). Их получено,
вероятно, не меньше, а даже больше, чем
сплавов никеля, и изучают их не менее
интенсивно.
«Мода» на комплексные соединения
никеля — а ими сейчас занимаются больше,
чем подобными соединениями других
металлов— неслучайна: обилие типов связи
и геометрических структур открывает
широкое поле деятельности для теоретиков
и в то же время обусловливает
возможности многообразных и подчас неожиданных
практических применений комплексов
никеля.
Никель-аммиачные комплексы,
например, используют при гальваническом
никелировании и катодном осаждении
сплавов никеля с другими металлами.
Летучие металлоорганические
соединения, в которых никель связан с группами
СО, С5Н5, CN, РН3 и другими (за
исключением карбонила никеля — о нем разговор
особый), пока еще экзотика. Но число их
множится, способы получения становятся
все разнообразнее, и именно в этой области
можно ждать очень интересных событий.
Каталитические свойства никеля были
обнаружены еще в 1823 году, но
потребовалось почти столетие, чтобы от эпизоди-
5 Химия и Жизнь, № 1
33
Схема водородно-кислородного
топливного элемента.
Электроды — это пористые никелевые
диафрагмы: с одной стороны
диафрагмы сквозь электрод
просачивается водород или кисло-
О
НИКЕЛЕ
Рисунки А КОЛМАНКА
юдного род, с другой, через более круп-
ьектро- ные поры — электролит. На гра-
елевые иице гаэау раствора и никелево-
гороны го катализатора идет электрод-
од про- ная реакция — токообразующий
кисло- процесс. Отличие такого эле-
ИЗ ГЛУБИНЫ
Наиболее достоверная из гипотез
строения Земли утверждает, что
ее ядро, как и железные
метеориты, состоит из
железо-никелевого сплава —90,85% Fe, 8,5% Ni
и 0,6%Со. Оно заключает в себе
чудовищную массу никеля —
около 17-Ю19 тонн — почти весь
никель нашей планеты (общее
его количество оценивается в
17,4-10'9 тонн).
В тонкую поверхностную корку
Земли проникли лишь немногие
из его атомов — в среднем один
из ста тысяч.
мента от обычного — не только
в том, что в нем «горит» более
дешевое и привычное топливо,
чем, например, цинк, но и в
непрерывности его работы
Часть этих атомов образовала
вместе с медью и серой
скопления сернистых минералов
(несколько миллиардов лет спустя
человек обнаружил эти скопления
и назвал их сульфидными мед но-
никелевыми рудами). Другие
атомы никеля до самой поверхности
Земли двигались в окружении
железа, магния и хрома. Но
здесь спутники никеля окислились,
и часть их ушла прочь в виде
гидроокисей.
Обогащенные никелем
невзрачные землистые остатки ныне
называются окисленными
никелевыми рудами.
ПРИЕМНИК
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ЭНЕРГИИ
ТОПЛИВО
ОКИСЛИТЕЛЬ
положительный
ЭЛЕКТРОА
ПРОДУКТЫ
РЕАКЦИИ
ческих наблюдений химия перешла к
систематическому изучению превращений на
никелевых катализаторах. Ныне никель —
один из столпов каталитической химии.
Существуют по крайней мере сотни
исследований и патентов, посвященных
разработке и изучению различных форм
никелевых катализаторов; на изготовление
катализаторов расходуется до 10%
производимого в мире никеля.
Главная специальность металлического
никеля в катализе — разнообразные
реакции гидрогенизации. Это один из
важнейших классов превращений в органической
химии и технологии, основа многих
промежуточных процессов в органическом
синтезе и нефтехимии; получение твердых
жиров из жидких гидрогенизацией их на
никеле даже развилось в особую отрасль
промышленности.
** i
сгго — не электронная лампа, а
«вентиль напуска чистого
водорода» Действие его основано на
том, чтс при нагреве никель
легко растворяет и пропускает
водород, тогда как другие газы
НИКЕЛЬ И ЖИЗНЬ
В растениях в среднем 5 * 10~5ве-
совых процентов никеля, в
морских животных — 1,6 • Ю-4, в
наземных — 1 • 10~6, в человеческом
организме—1—2-10~6 О никеле
в организмах известно уже
немало. Установлено, например, что
содержание его в крови человека
меняется с возрастом, что у
животных — альбиносов количество
никеля в организме повышено,
наконец, что существуют
некоторые растения и
микроорганизмы — «концентраторы» никеля,
содержащие в тысячи и даже в
5*
сквозь никель не прохооят.
Главная часть вентиля —
никелевая трубочка с толщ иной
стенок всего 125 микрон. (Для
компактности она свернута в
спираль.) Трубочка нагревается
сотни тысяч раз больше никеля,
чем окружающая среда. Однако
подобные факты не проливают
света на главный вопрос —
следует ли считать никель
незаменимым, специфически действующим
микроэлементом?
Физиологическая роль его до сих пор
непонятна.
ИЗ РОДОСЛОВНОЙ
НИКЕЛЕВЫХ
СТАЛЕЙ
В 1799 году Ж. Л. Пруст
обнаружил присутствие никеля в
«метеорическом железе» и предположил,
35
током примерно оо эии с сооо~
род, непрерывно идущий по
трубке, просачивается сквозь ее
стенки и одновременно
полностью очищается от примес \и
что издавна известная стойкость
«небесного металла» к
ржавлению обусловлена именно
примесью никеля. Эта догадка
привлекла внимание молодого М. Фара-
дея. В 1820 году Фарадею вместе
с ножевым мастером Стод^рдом
действителен© удалось выппавить
«синтетическое метеорное
железо» с повышенной коррозионной
стойкостью. Это был первый
железо-никелевый сплав, искусственно
приготовленный человеком. Но
сплав этот был ни на что не
пригоден: ковкость его была гора чо
хуже, чем у железа. Лишь в конце
прошлого века, когда металлурги» j
В самые последние годы никель как мии и химической технологии. В-третьих,
катализатор проник и в область
электрохимических процессов; наибольшие
перспективы имеет здесь каталическое
окисление водорода в топливных элементах.
Подведем итог. Во-первых, никель и его
сплавы — важные конструкционные
материалы. Во-вторых, огромно значение
никеля и его соединений для современной хи-
он становится элементом энергетики.
Значит, есть все основания назвать никель
трижды современным элементом.
научились готовить ковкий никель,
им удалось получить настоящую
никелевую сталь. Три процента
никеля почти удвоили предел
упругости стали, на треть повысили
ее механическую прочность и
вдобавок улучшили ее коррозионную
стойкость.
ДВЕ СТОРОНЫ
МЕДАЛИ
Некоторые растения под
влиянием избытка никеля принимают
необычные формы. Поиск таких
форм — полезное средство
разведки никелевых месторождений.
Но избыток никеля в почвах имеет
и обратную сторону: так, он
является причиной болезни глаз
у скота на Южном Урале и
заболевания «боанг» кокосовых пальм
на Гавайских островах (пальмы,
пораженные «боангом», дают
пустые орехи).
НИКЕЛЬ И МАЛАЯ
ЭНЕРГЕТИКА
Собственно говоря, «малая
энергетика» — не такая уж малая.
Если сложить мощности всех
химических источников тока,
установленных в самолетах и
транзисторных приемниках, автомобилях
и электробритвах, тракторах и
карманных фонариках,
электрокарах и искусственных спутниках,
то, наверное, полученная сумма
будет соизмерима с
многозначными числами, которыми
выражается мощность крупнейших
ГЭС и ГРЭС. Роль никеля в
конструкциях малой энергетики —
ведущая.
Самые распространенные
«минусы» в химических источниках
тока — это цинк, кадмий, железо,
а самые распространенные
«плюсы»— окислы серебра, свинца,
марганца, никеля. Соединения
никеля используются в
производстве щелочных аккумуляторов.
Кстати, железо-никелевый
аккумулятор изобретен в 1900 году
Томасом Алвой Эдисоном.
Положительные электроды на
основе окислов никеля имеют
достаточно большой положительный
заряд, они стойки в электролите,
Хорошо обрабатываются,
сравнительно недороги, служат долго и
не требуют особого ухода. Этот
комплекс свойств и сделал
никелевые электроды самыми
распространенными. У некоторых
батарей, в частности цинково-
серебряных (положительный
электрод— окись серебра), удельные
характеристики лучше, чем у
железо-никелевых или кадмий-
никелевых. Но никель намного
дешевле серебра, к тому же
дорогие батареи служат намного
меньше...
Окисно-никелевые электроды
для щелочных аккумуляторов
делают из пасты, в состав которой
входят гидрат окиси никеля и
графитовый порошок. Иногда
функции токопроводящей добавки
вместо графита выполняют
тонкие никелевые лепестки,
равномерно распределенные в
гидроокиси никеля. Эту активную
массу набивают в различные по
конструкции (решетки, соты) токо-
проводящие пластины.
В последние годы получил
распространение другой способ
производства никелевых
электродов. Пластины прессуют из очень
тонкого порошка окислов никеля
с необходимыми добавками.
Вторая стадия производства —
спекание массы в атмосфере
водорода. Этим способом получают
пористые электроды с очень
развитой поверхностью, а чем
больше поверхность, тем больше ток.
Аккумуляторы с электродами,
изготовленными этим методом,
мощнее, надежнее, легче, но и
дороже. Поэтому их применяют
в наиболее ответственных
объектах — радиоэлектронных схемах,
источниках тока космических
аппаратов и т. д.
Никелевые электроды,
изготовленные из тончайших
порошков, используются и в топливных
элементах. Здесь особое значение
приобретают каталитические
свойства никеля и его соединений.
Никель — прекрасный катализатор
сложных процессов, протекающих
в этих источниках тока. Кстати,
в топливных элементах никель и
его соединения могут пойти на
изготовление и «плюса», и
«минуса». Разница лишь в добавках.
ЕЩЕ ОДИН ИСТОЧНИК
НИКЕЛЯ
В золе углей Южного Уэльса в
Англии — до 78 кг никеля на
тонну. Чем не никелевая руда,
вдобавок уже добытая из земли,
измельченная и доставленная в
промышленный центр!
Повышенное содержание
никеля в некоторых каменных углях,
нефтях, сланцах говорит о
возможности концентрации никеля
ископаемым органическим
веществом. Причины этого явления
пока не выяснены.
36
КОРОЛЕВСКАЯ ПОСУДА
Никелированная посуда сейчас
стала привычной. Но еще сто лет
тому назад никель был
экзотическим металлом, и утварь из него
была доступна только очень
богатым людям. В никелевой посуде
готовили пищу императору
Австрии. В 80-х годах прошлого
века никель перестал быть
роскошью. Но тут перед никелевой
посудой возникло новое
препятствие: как раз в это время
Франца-Иосифа поразила неизвестная
болезнь, и причину королевского
недуга врачи приписали никелю.
Немедленно последовало
законодательное запрещение применять
никель для изготовления посуды.
Лишь через двадцать лет после
специальных исследований запрет
был снят. Никель и ныне заменяет
столовое серебро — обычно в
виде никелированного медно-ни-
келевого сплава.
ПО ПРИНЦИПУ
ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Что такое железобетон —
известно всем. Теперь представьте себе,
что вместо смеси цемента с
гравием взят никель, а арматурой
служат распределенные в нем
частицы тугоплавкого вещества,
например окиси магния,
алюминия или тория, или карбида
вольфрама, титана, хрома. Такие
гибридные материалы сочетают
химическую стойкость никеля с
очень высокой жаропрочностью.
Способы получения их различны.
Есть, например, такой:
смешивают тонкий порошок никеля с
порошком «арматуры» и спекают
эту смесь. Поступают и иначе,
например, продувают кислородом
расплав никеля и алюминия:
алюминий переходит в А1203| а более
стойкий к окислению никель
сохраняется в металлическом
состоянии. Этот же способ,
«вывернутый наизнанку», выглядит так:
расплав смеси окислов никеля и
магния продувают водородом —
восстанавливается только никель.
Найден и совсем иной принцип —
никелирование частиц «арматуры».
Никелирование можно вести из
газовой фазы, разлагая карбонил
никеля на нагретых частицах.
Полученный порошкообразный
металл прессуют в заготовки
изделий, а затем спекают. При этом
исключается трудоемкий процесс
механической обработки.
ИЗОТОПЫ НИКЕЛЯ
Две трети никеля, содержащегося
в земной коре, приходится на
долю изотопа Ni58. В природе
найдены пять изотопов этого
элемента, все они стабильны. Еще восемь
изотопов никеля с массовыми
числами 54, 55, 56, 57, 59, 63, 65
и 66 получены в разные годы
искусственным путем. Самый
стабильный из них — Ni59 имеет
период полураспада 75 тысяч лет,
а самые короткоживущие изотопы
этого элемента — Ni54 и Nin5 —
меньше пяти минут.
НИКЕЛЬ В ПОМАДЕ
Любой студент-химик знает, что
образование алого осадка при
добавлении диметилглиоксима к
аммиачному раствору
анализируемой смеси — лучшая реакция для
качественного и количественного
определения никеля. Но диметил-
глиоксимат никеля нужен не
только аналитикам. Красивая
глубокая окраска этого комплексного
соединения привлекла внимание
парфюмеров: диметилглиоксимат
никеля вводят в состав губной
помады. Некоторые из подобных
диметилглиоксимату никеля
соединений — основа очень
светостойких красок.
ТРИ ЦИТАТЫ
«Это металлическое вещество не
нашло каких-либо применений, и
главное внимание химиков,
которые его исследовали, было
направлено на получение его в
чистом состоянии, что, однако, до
сих пор не достигнуто.»
У. НИКОЛЬСОН.
Основания химии. Лондон, 1796.
«Если открыты будут богатые
месторождения никеля, то этому
металлу предстоит обширное
практическое применение как в
чистом состоянии, так и в форме
сплавов».
Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ.
Основы химии.
Т. II. Санкт-Петербург, 1869.
«Среди главнейших в
современной технике металлов никелю
принадлежит одно из первых
мест».
И. И. КОРНИЛОВ.
Никель и его сплавы. М., 1958.
37
КАРБОНИЛ НИКЕЛЯ —
ОДНО ИЗ САМЫХ
ИНТЕРЕСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ЭЛЕМЕНТА № 28
В 80-х годах прошлого века в
лаборатории Людвига Монда —
крупного инженера-химика и
промышленника, одного из ос-
нопателей химической
индустрии Англии, шла работа по
очистке окиси углерода от
примесей. Газ пропускали над
накаленным никелем. Случайно
заметили, что по окончании
опыта, когда никель почти
остыл, пламя отходящей окиси
углерода из бесцветного
сделалось белым. Непонятный факт
стал интригующим, когда
выяснилось, что это белое пламя
на холодном фарфоре
оставляет металлический налет.
Казалось совершенно невероятным,
чтобы такой металл, как
никель, — давал летучее
соединение с окисью углерода. Опыты
были повторены еще и еще раз.
Когда избыток окиси углерода
был поглощен аммиачным
раствором хлористой меди, и
исследователям — Монду. Лангеру
и Квинке — удалось
сконденсировать в смеси снега с солью
первые капли тяжелой
бесцветной жидкости, они окончательно
уверовали, что никель дает
соединение с окисью углерода.
Новое вещество назвали карбо-
нилом никеля.
Карбонил никеля потряс
воображение химиков мира.
Соединение тяжелого металла с
газом, жидкое, текучее, летучее,
как эфир! Формула \iC404, не
укладывающаяся ни в какие
представления о валентности.
Карбонилу никеля сначала
приписывали формулу:
О - С - О — С
Xi< I.
х о — с — о-с
но многим химикам она
казалась недостоверной. Менделеев
писал: «Мне кажется, что ныне
еще рановременно судить о
строении столь
необыкновенного вещества, как Ni(COL». Лишь
когда развились физические
методы исследования молекул
(рентгеновский, электроногра-
фический, спектроскопический),
удалось установить, что на
самом деле молекула карбонила
никеля — тетраэдр с атомом
никеля в центре.
Природа химических связей
в карбониле никеля и сейчас
остается интереснейшим
объектом и для теоретиков, и для
экспериментаторов.
Своеобразны химические
свойства карбонила никеля: он
не вступает в реакции
соединения. (Это и привело к выводу,
что его молекула химически
насыщена.) Атом никеля в
карбониле — нульвалентен, он
имеет восемнадцатиэлектронную
оболочку, как у инертного газа.
Но химическая насыщенность
карбонила никеля не означает
химической инертности — зто
весьма реакционноспособное
вещество. Группы СО в карбониле
никеля легко замещаются
другими молекулами и
радикалами, например, РН3, PF3, CN;
таких производных карбонила
никеля, хотя бы с одной
карбонильной группой, сейчас
синтезировано уже около двухсот.
На подобных реакциях
замещения основано каталитическое
действие карбонила никеля во
многих реакциях органической
химии.
Карбонил никеля легко
взаимодействует с кислородом,
давая окислы никеля и свободную
окись углерода; аналогичная
реакция протекает с
элементарной серой. Смесь паров
карбонила никеля с воздухом
самопроизвольно вспыхивает, а
иногда и взрывается. Если к тому
же вспомнить о сильной
токсичности карбонила никеля *, то
можно посочувствовать
исследователям, впервые
столкнувшимся с этим веществом.
Задолго до того, как
прояснилась природа удивительной
молекулы и были изучены ее
химические реакции, Л. Монд
разгадал практическую
ценность открытого в его
лаборатории вещества: раз реакция
синтеза карбонила никеля
обратима, можно, действуя окисью
углерода на никельсодержащий
материал, «испарять» никель в
виде карбонила, а затем,
нагревая карбонил, получать чистый
металл.
Через несколько лет Л. Монд
и К. Лангер построили
металлургический завод нового типа,
где пышущие жаром
металлургические печи впервые были
заменены химическими
реакторами.
На заводе Монда в Южном
Уэльсе (он действует и ныне,
и является одним из
крупнейших никелевых заводов мира)
* В свое время он был одним
из наиболее ядовитых веществ,
известных человеку, и состоял
в списках боевых отравляющих
веществ ряда держав. Теперь
карбонил никеля переведен в
список просто вредных веществ.
Предельно допустимая
концентрация его — 7 • 10 "9 грамма на
литр воздуха.
38
синтез карбонила никеля ведут
при атмосферном давлении, а
пары карбонила разлагают на
движущихся — чтобы не
срастались — горячих никелевых
шариках. На них оседает никель
из карбонила. Шарики «растут».
Позже был найден другой
вариант «карбонил-процесса»,
более интенсивный: синтез
карбонила никеля происходит при
высоком давлении окиси
углерода (до 250 атм), а
разложение — в горячих полых трубах,
установленных вертикально.
Сверху в них подают пары или
брызги карбонила, а внизу
собирают выпавший никелевый
«снег» — порошок из сросшихся
между собой мельчайших
кристаллов никеля, которые
возникли при распаде молекул
Ni(COL.
«Карбонильный никель»,
особенно порошковый, отличается
рекордной чистотой; кроме того,
такой никелевый порошок
незаменим в производстве
металлокерамики.
Термическое разложение
карбонила никеля — способ
получения не только металлического
никеля как такового, но и
никелевых покрытий. Этот способ
может быть оформлен весьма
элегантно. Например, нить
расплавленного стекла
выпускается из фильеры в камеру,
содержащую пары карбонила никеля,
и там покрывается блестящим
покрытием. Никелированные
стеклянные нити —
перспективный материал для специального
приборостроения и
радиотехники. Редкое изящество
карбонильного способа получения
никеля, пожалуй, лучше всего
выражено счастливой фразой
Кельвина: «Монд дал крылья
тяжелым металлам».
А. ЯКОВЛЕВ
ЗАКУРИМ И ПОДУМАЕМ.
Из записок инженера
П. П. ТРОФИМЕНКО
Вы берете губами очередную сигарету.
Подносите зажженную спичку. Втягиваете
воздух. Пламя спички клонится
раскаленным лепестком к кончику сигареты. Табак
загорается.
Сделайте несколько затяжек, не
стряхивая пепла, и поверните сигарету
вертикально, горящим концом вниз. Слой пепла
у ее конца остыл. Выше он еще светится.
Еще выше — слой обугленного
раскаленного табака. Попробуйте притронуться
к папиросной бумаге чуть выше слоя
горящего табака. Вы почувствуете, как горяча
бумага.
Сигарета превратилась в миниатюрный
газогенератор со швельшахтой. Такие
газогенераторы используются для сухой
перегонки древесины на лесохимических
заводах и для получения сланцевого масла
на эстонских сланцехимических
предприятиях.
На вклейке изображены рядом разрез
газогенератора (в сильном уменьшении)
и горящая сигарета. Через герметичный
люк A) в газогенератор загружают топливо.
В швелыпахте B) топливо подсушивается
и подвергается термическому разложению
горячими газами, образующимися в
газогенераторе C). Шлак после выгорания
углерода удаляют через колосниковую
решетку с вращающимся поддоном D).
Частыми периодическими загрузками в
аппарате поддерживается постоянный слой
топлива и практически непрерывный
процесс. При этом четко выделяются зоны
подсушки (V), термического разложения
органического вещества топлива и сухой
перегонки (IV), газификации (III),
горения (II) и догорания и удаления золы (I).
Такие же зоны есть и в горящей
сигарете, папиросе или трубке.
Разница только в деталях. В генераторе
топливо, видоизменяясь и сгорая, стекает
непрерывным столбом через все зоны вниз,
а при курении эти зоны по мере сгорания
ползут по сформованному табачному
столбику от одного конца к другому.
В газогенератор воздух засасывается из
39
атмосферы специальными машинами —
эксгаустерами. В табачный же слой воздух
втягивается легкими курильщика.
В сигарете нет колосниковой решетки
и механизма удаления золы: курильщику
приходится стряхивать пепел в
пепельницу.
В остальном разрезы сигареты и
генератора похожи. За внешним сходством —
более глубокая связь. Химические
процессы, происходящие при курении табака, и
процессы газификации топлива, особенно
древесины, имеют много общего.
Воздух в зоне I всасывается через
пепел сигареты, нагревается и вызывает
горение обуглероженного раскаленного
табака в зоне II. Основной продукт горения —
образовавшийся углекислый газ — в
зонах II—III взаимодействует с раскаленным
углеродом, образуя окись углерода —
угарный газ, причину многих несчастий.
Дальше горячий газ проходит через
слой табака. При этом он насыщается
парами содержащихся в табаке алкалоидов,
в том числе и никотина, эфирными
маслами и продуктами термического разложения
вещества табака, среди которых есть и
смолы, и фенолы, и даже муравьиная
кислота.
В обычном генераторном газе
содержится 25—30% окиси углерода. Если бы в
табачном дыме содержалось такое же ее
количество, то переселение к праотцам
каждого выкурившего сигару было бы
актом непременным.
К счастью, и папироса, и сигара, и
трубка— плохие газогенераторы. И тем не
менее, беря папиросу, стоит думать и об
угарном газе.
В организме взрослого человека 5—6 л
крови, а в ней — около килограмма
гемоглобина.
Выкуривая сигару весом в 20 г,
курильщик имеет дело примерно с 20 л
табачного дыма. Количество окиси углерода
в таком объеме дыма — около 250 мг.
В крови людей, отравленных угарным
газом, содержится больше 50 мг окиси
углерода на литр, то есть всего примерно
200—300 мг.
Значит, 20 г выкуренного табака,
помимо никотина и прочих прелестей от химии,
образуют дозу угарного газа, близкую
к смертельной. По весу это количество
угарного газа составляет только 32
стотысячных доли от килограмма гемоглобина,
содержащегося в крови. Но молекулы
гемоглобина огромны. В эритроцитах этот
содержащий железо пигмент имеет
молекулярный вес 68 тыс., а в плазме крови —
2 миллиона 750 тыс. Поэтому число
молекул гемоглобина в крови сравнительно
невелико. И каждая молекула гемоглобина
захватывает только одну молекулу
кислорода с молекулярным весом 32 или одну
молекулу окиси углерода с молекулярным
весом 28.
Перенос кислорода — естественная
функция гемоглобина. Это звено в цепи
жизненных процессов. И если курильщик,
вдыхая лишь часть дыма сигареты или
папиросы, и не протягивает ноги, то он
ставит свой организм в условия постоянного
«недоедания» кислорода.
В крови курильщиков находят вдвое
и втрое больше окиси углерода, чем у
некурящих людей. Жалобы на шум в голове
и головные боли, повышенная
утомляемость, раздражительность, исхудание,
отсутствие аппетита, сероватый цвет кожи —
разве это не присуще заядлым
курильщикам табака?
А между тем эти симптомы выписаны
из справочника о вредных веществах
в промышленности, и относятся они к
окиси углерода.
Засыпая, человек перестает курить. За
7—8 часов сна, даже при замедленном
дыхании, связанный с окисью углерода
гемоглобин успевает освободиться от
значительной части аккумулированного яда.
Если же курильщик просыпается,
чтобы курить ночью,—что ждет его?
Так-то, товарищ мой.
А теперь, если уж вам так хочется,—
давайте закурим. По одной, с большими
перерывами. Не в рабочем помещении и не
в квартире, где жена и дети.
И ни в коем случае ни одной
папиросы — ночью
На вклейке — схема
процессов горения в
газогенераторе и сигарете.
Рисунок Е. ДАНИЛЬЦЕВА
40
Молодая девушка.
Рисунок. 1946
6 Химия и Жизнь, № 1
ВОЛКОНСКОИТ—
ЗЕЛЕНЫЙ КАМЕНЬ
28 января 1965 года кишиневский химик
Александр Андреевич Шамшурин прочел
в «Правде» небольшую заметку:
ПО ПРОСЬБЕ
ПАБЛО ПИКАССО
Лауреат международной
Ленинской премии «За укрепление
мира между народами»
известный французский художник
Пабло Пикассо обратился с
просьбой к советским
геологам — разведать минерал
волконскоит. Из него получают
зеленую краску неповторимо
свежего тона. Искусственно
такую краску химикам пока
приготовить не удается. А
разведанные мировые запасы
минерала иссякают.
Все лето работала
экспедиция Пермского геологического
треста, исследуя в районе Кун-
гура месторождение чудесного
камня. Теперь определены его
запасы, оконтурен район
месторождения. Партия волконскои-
та, добытая геологами попутно
при разведке, отправлена на
красочную фабрику. В
Пермском геологическом тресте
приступают к составлению
подробного отчета об исследовании
запасов ценного минерала.
Это сообщение заинтересовало Александра
Андреевича. Что такое волконскоит?
Почему он так называется? Скоро ли начнут
делать из него краску? Удастся ли
удовлетворить просьбу Пикассо?
Оказалось, что волконскоит — минерал
группы монтмориллонита — встречается
только в нашей стране. Он бывает разных
оттенков: от темно-зеленого — цвета
зимней потемневшей пихты, до
ярко-зеленого— цвета болотной лягушки. Природа его
до сих пор выяснена не до конца,
химический состав непостоянен. По существу, это
глина, пропитанная окисью хрома. Именно
Ц.АМХЛ. V V-tV-t-W
Пабло ПИКАССО.
Рисунок из цикла
«Торо и торерос».
1959—1960
f* 1^ ^^
окись хрома (Сг203) и дает волконскоиту
интенсивный зеленый цвет. Обычно окиси
хрома в минерале содержится до 24%. Но
иногда она замещается — окислами
алюминия (А1203) или железа (Fe203). Волконско-
ит имеет спутанокристаллическую,
микроволокнистую либо пластическую
структуру- Он хрупок, легко раскалывается на
мелкие куски с раковистым изломом и
рассыпается в воде...
Необычное название минерала связано
с именем одной из замечательнейших
женщин России — Марии Николаевны
Волконской, друга Пушкина, дочери одного из
героев Бородинской битвы генерала
Раевского, жены декабриста Сергея
Волконского. Как известно, после поражения
декабрьского восстания 1825 года, когда
Волконский с товарищами был сослан в
Сибирь, на Нерчинские рудники, Мария
Волконская последовала за ним. Там она
самоотверженно помогала мужу и другим
ссыльным перенести ужасы каторги,
вселяла в них бодрость и энергию. Именно ей
и посвятил минералог Кеммерер открытый
им в Пермской губернии зеленый минерал.
Это произошло в 1830 году.
...Чтобы выяснить, в каком
состоянии находится разработка волконскоита,
А. А. Шамшурин обратился с письмом в
Пермь, в Геологоразведочный трест.
Оттуда письмо переслали в полевую
разведочную партию, занимавшуюся
разработками волконскоита. Руководитель партии
Борис Львович Пескин ответил тотчас же:
— Я в течение длительного времени занимаюсь
поисками и разведкой волконскоита. В настоящее
время известно около 60 точек с находками
волконскоита. Они располагаются в Пермской,
Кировской областях и Удмуртской АССР. Все точки
относятся к татарским отложениям верхней пер-
42
ми. Только два-три из них представляют собой
промышленные месторождения. За пределами
этой геологической провинции, насколько мне
известно, промышленных месторождений волкон-
скоита нет...
Селинское месторождение найдено нами в
1964 году. Добытый при разведочных работах
минерал был отправлен для переработки на
предприятия Государственного художественного
фонда СССР. Отзывы о полученной краске —
положительные.
Вы спрашиваете, добывается ли волконскоит
в настоящее время? Да. Летом нынешнего года
яа найденном нами Селинском месторождении
была организована добыча, извлечено 12,7 тонн
минерала. Волконскоит отправлен в Подольск,
где расположены предприятия художественного
фонда, и в Ленинград, на завод художественных
красок... Пока у меня нет подходящей
упаковки — мы сейчас в полевых условиях, — посылаю
вам в письме немного порошка волконскоита.
Конечно, он не такой, как в куске...
Позднее Б. Л. Пескин послал в Кишинев
небольшой кусок волконскоита. А
Шамшурин переслал его к нам в редакцию.
Фотография камня помещена на вклейке
вместе с портретом той, которая дала ему
свое имя.
Волконскоит снова будет в
распоряжении художников. Пабло Пикассо сможет
писать неповторимой русской краской.
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ
■ ОПРЕСНЕНИЕ МОРСКОЙ
воды
Я работаю инженером-химиком
Чаунского ремонтно-механическо-
го завода. У нас одна из
важнейших проблем — снабжение завода
пресной водой для бытовых нужд
населения и системы водяного
отопления завода. Примерный
расход воды: 15—20 кубометров в
сутки. Воду нам доставляют в
условиях бездорожья, за 10—30
километров. Каждый кубометр
обходится в 1 рубль 85 копеек. И это
в то время, когда наш завод
расположен на побережье Восточно-
Сибирского моря! Морская вода,
как известно, имеет соленость
13,8 г/кг, содержание хлора —
7 г/кг. Меня очень заинтересовала
статья в журнале «Химия и жизнь»
№ 12 за 1966 год «Кпатраты:
молекулы в гостях у кристаллов».
8 статье говорится о самой
дешевой воде при опреснении морской
воды. Сообщите, пожалуйста,
имеются ли такие установки в
производственных масштабах и где
можно получить технологию и
необходимое оборудование для них.
Н. А. ИЗОТОВА,
Чукотка
Работы по сооружению установок
для опреснения морской воды
находятся еще в стадии
эксперимента. Исследования проводит
Всесоюзный научно-исследовательский
институт водоснабжения,
гидротехнических сооружений и
инженерной гидрогеологии. Примерная
стоимость установки — 5—6 тысяч
рублей.
■ ДВЕ ВОДЫ ОДНОГО
НАЗВАНИЯ
В № 3 журнала «Химия и жизнь»
за 1967 г. была помещена
статья о минеральных водах
Союза. В статье указывается, что вода
«Бируте» имеет минерализацию
около 7 г л и не может быть
использована в качестве столовой.
Но на этикетках воды «Бируте»,
разливаемой s бутылки в г.
Каунасе, указано меньшее количество
солей — 2,4 г/л, и вода названа
столовой.
Р. КУЛИКАУСКАС,
г. Кедайняй
По просьбе редакции это
недоразумение разъясняет главный
инженер Каунасского
пиво-безалкогольного комбината Р. СТУНДЖЯ.
Уже несколько столетий назад
местные жители обратили внимание
на источники соленой воды у
берегов реки Нямунас. Эти соленые
источники явились основанием для
возникновения курортов Биршто-
нас и Друскининкай. В настоящее
время минеральную воду
получают здесь из глубоких скважин и
разливают в бутылки.
Каунасский комбинат выпускает
минеральную воду «Бируте». Это
вкусная, освежающая столовая
вода с минерализацией 2,4 гл. Она
разливается уже более 10 лет из
скважины в Бирштонасе.
Одновременно в Друскининкае
получают из скважины того же
наименования минеральную воду
«Бируте», которая имеет более
высокую концентрацию солей и
применяется для лечебных целей.
Но эта вода нашим комбинатом не
разливается.
В указанной вами статье
имеется в виду лечебная минеральная
вода «Бируте» из скважины в
Друскининкае.
6*
43
*+*T .ф
^-г^4^^'^ л
л ■*
* ' .......vr
-> ^W2
, r*s
,.-~v
" ■ .Ю-W-W** **
-**ч»
>^ - ^M* /
■*ПГ'-/:
44
что
мы
ПЬЕМ
ГРУЗИНСКИЙ ЧАЙ
«Питие доброе, и когда
привыкнешь— гораздо укусно.»
Николай СПАФАРИЙ
(XVII век)
Если вы хоть раз побывали в Гурии — вы
никогда не забудете ее приветливых
долин, пересеченных во всех направлениях
рядами стройных криптомерии, очень
похожих на наши северные лиственницы.
Построившись, как солдаты, шеренгами,
криптомерии защищают от холодных
ветров самое драгоценное богатство Грузии —
плантации чая.
При слове «плантация» обычно
представляешь себе какие-то простирающиеся
в бесконечную даль ровные ряды посадок.
Но чайные плантации Гурии вовсе не
такие. Прежде всего, им некуда
простираться: куда ни посмотри, в нескольких
километрах взгляд упрется в серо-голубую
стену гор. В сущности, здесь очень тесно.
И на каждом не смытом дождями и не
слишком крутом склоне, на каждом
удобном и неудобном клочке земли теснятся
сплошные ряды невысоких, в метр ростом,
кустиков. Ряды очень густые и
напоминают не то длинные вереницы зеленых
ежей, не то упругие диванные подушки —
хоть ложись на них. Это и есть чай.
Точнее— чайный куст, Thea sinensis. А чай,
который мы пьем,— это вон те листики,
торчащие над гладкой поверхностью куста,
как пряди волос, выбившиеся из прически.
ЧТО ТАКОЕ ЧАЙ
Thea sinensis —это кустарник, или, скорее,
небольшое дерево: в естественных
условиях оно имеет крепкий ствол толщиной
в руку и достигает 10—12 метров в
высоту. На плантациях растения постоянно
подрезают, придавая им эту характерную
форму ежей. А в некоторых провинциях
Китая этого не делают, и сборщицам
чайного листа приходится лазить за ним на
дерево.
Родоначальником всех культурных
сортов чая считают дикий ассамский чай,
и сейчас растущий в горных вечнозеленых
лесах Бирмы. Многие столетия отбора и
одомашнивания создали из него все
существующее сейчас разнообразие
сортов чая.
Постоянно подрезаемый чайный куст
дает множество почек, из которых
появляются молодые ростки — чаеводы
называют их флешами. Получить как можно
больше нежных флешей с двумя-тремя
листочками и нераскрывшейся почкой и
собрать их, пока они еще не загрубели, —
вот задача чаевода. Первое, что для этого
нужно,— злажный воздух тропиков (или,
на худой конец, субтропиков). В засуху
флеши получаются слишком грубые.
Поэтому во многих странах, производящих
чай, особенно там, где плантации
расположены на равнине и палящие лучи солнца
иссушают воздух, сажают между кустами
чая специальные растения-затенители.
В горах, где в этом нет необходимости,
получают высшие сорта чая. Особенно
ценится чай с плантаций, расположенных
выше 1200 метров над уровнем моря.
Всех G^opoB чая за сезон бывает 13—14.
Первые сбо£>ы обычно дают лист похуже,
потом — к концу лета — идет уже самый
лучший лист, а позже его качество снова
снижается.
Но чтобы собрать чай, его нужно
сначала вырастить. А это далеко не так просто.
КАК СОВЕРШИЛОСЬ НЕВЕРОЯТНОЕ?
Чайный куст — растение тропиков. А
Советское Закавказье — это субтропики, да
45
еще северные. Еще сто лет назад почти
никто серьезно не верил, что прихотливый
чайный куст сможет здесь расти.
Дореволюционная Россия не знала
промышленного производства чая. Царское
правительство предпочитало, не заботясь
о разведении своего чая, импортировать
его из Китая и Японии. В 1913 г. Россия
ввезла около 75 тыс. т чая, заплатив за
него 60 млн. руб. золотом. А
существовавшие в Грузии, около Чаквы, несколько
сот десятин чайных плантаций дали
в том же 1913 г. всего 130 т скверного чая.
Для развития чайного хозяйства
требовались большие капитальные затраты,
нужно было разработать собственную
агротехнику, пригодную к условиям Грузии,
построить хорошо оснащенные чайные
фабрики, воспитать кадры чаеводов...
Природные богатства кавказских субтропиков
еще ждали своих настоящих хозяев.
Коренной поворот в их судьбе произошел
лишь тогда, когда в Грузию пришла
Советская власть.
Задача была поставлена смело: дать
Советскому Союзу свой собственный чай.
В 1925 г. было создано акционерное
общество «Чай — Грузия» — с ним связан весь
первый период советского чаеводства,
который можно без особого преувеличения
назвать героическим. По плану первой
пятилетки нужно было к 1931 г. заложить
5 тыс. га чайных плантаций. План был
перевыполнен ровно вдвое! Плантации
распространились далеко за пределы
освоенного еще до революции прибрежного
уголка около Батуми.
Но чтобы выращивать чай там, где он
никогда не рос, нужны были обширные
исследования, широкие масштабы
опытов. Существовавшим еще до
революции мелким опытным станциям было не
под силу поспеть за массовым
наступлением на субтропики. В 1930 г. был создан
Всесоюзный научно-исследовательский
институт чая и субтропических культур,
призванный готовить для этого
наступления научные тылы. Местом для него была
избрана не давно освоенная под чай Чаква,
а Анасеули в Гурии — климат там более
суровый, но зато более типичный для
районов, намеченных под чаеводство.
В своей работе институт использовал
прежде всего большой опыт, накопленный
грузинскими чаеводами. Приглашены
были в Грузию и зарубежные
консультанты — видные англо-индийские
специалисты по чаю сэр Э. Барбер и доктор Г. Манн.
Работники института до сих пор помнят
этих «спецов», добросовестно делившихся
(разумеется, за золото) своими знаниями,
но не скрывавших своего скептического
отношения к фантастическим замыслам
Советов. Ссылаясь на суровый климат
и плохие почвы, они пришли к выводу,
что культура чая в СССР не может выйти
за пределы небольшого уголка
юго-западной Грузии. Да и здесь они не видели
особых перспектив. В «Генеральном отчете»
доктора Манна, составленном им в 1932 г.,
я прочел: «В южных районах Западной
Грузии, по моему мнению, возможно
получить 2000 кило зеленого листа на гектаре
с полновозрастных плантаций и, вероятно,
между 2500 и 3000 кило зеленого чая на
гектаре, если будет внесено много
удобрений». Тогда-то средний урожай зеленого
листа в Грузии не превышал 700 кг/га... Но
уже в 1940 г. средний урожай (с учетом
северных районов, которые Манн признал
просто непригодными под чай) вырос до
2277 кг/га! А в 1966 г. грузинские чаеводы
собрали с каждого гектара плантаций по
4127 кг листа, далеко опередив
классическую страну чая — Индию, где урожаи не
поднимаются выше 3500 кг.
Чайные плантации появились не
только по всей Грузии, заняв здесь 62 тыс.
гектаров, но и распространились в
Азербайджан F,6 тыс. га) и Краснодарский край
A,9 тыс. га). В 1966 г. страна получила
237 тыс. т чайного листа и 57 тыс. т
готового чая.
Предел ли это? «Нет,— отвечает
ветеран советского чаеводства, академик
Ксения Ермолаевна Бахтадзе. — Сейчас мы
думаем о том, как полностью обеспечить
весь Союз своим чаем. По-моему, это
вполне разрешимая задача — особенно когда
мы окончательно осушим Колхиду и
получим под чай новые плантации».
Эти грандиозные планы могли бы
показаться нереальными,— если бы
грузинские чаеводы уже не доказали, что они
умеют добиваться невероятного.
СКУЛЬПТОРЫ ЧАЙНОГО РАСТЕНИЯ
Нелегко далась победа чаеводам Грузии.
Ведь еще ни одна страна за пределами
тропиков не пыталась выращивать у себя
чай в таких масштабах. Проблемой
становилось все — начиная от выбора сортов чая
для разведения и кончая организацией
сбора.
46
Прежде всего нужно было разобраться
в том разношерстном посадочном
материале, который достался в наследство
советским чаеводам с дореволюционных
времен. Здесь были и местные сорта, и
индийские, и китайские, и японские,— в том
числе малоурожайные, мелколистные,—
словом, «настоящая каша», по выражению
К. Е. Бахтадзе, возглавившей работы по
селекции новых сортов.
Поиски были трудными и долгими.
Успех пришел только перед самой войной:
в 1940 г. были заложены первые
плантации выведенных К. Е. Бахтадзе
замечательных сортов — «Грузинский-1» и «Гру-
зинский-2». А сейчас в распоряжении
чаеводов уже 19 сортов, рассчитанных на
самые разнообразные природные
условия, — вплоть до высокогорных и северных
сортов, прекрасно зимующих под снегом
при 20—25° мороза. Ведущий сорт этой
группы — № 8 — чаеводы так и называют
«Герой зимы».
Но иметь хороший сорт — это еще не
все. Чай — культура сложная, капризная,
очень требовательная, и прежде всего
к удобрениям. Его молодые побеги
содержат до 5 % азота — ни одно растение
столько не накапливает, даже бобовые. И этот
азот нужно растению дать...
300 кг азота, 100—150 кг фосфора на
гектар вносят грузинские чаеводы. Эти
нормы записаны в агроправилах, которые
строго соблюдаются. Такие нормы, да и
само существование агроправил,
повергают в изумление зарубежных чаеводов,
приезжающих в Грузию для обмена
опытом. Ведь, например, в Индии никаких
правил нет: кто сколько хочет, тот
столько и вносит удобрений, и в среднем — не
больше 120 кг азота на гектар. Поэтому
и урожаи у нас гораздо выше.
Правда, чай, взращенный на
«искусственном питании», немного хуже того,
что развивается «естественным путем». Но
это с лихвой перекрывают неслыханные
приросты общего сбора. В конечном счете
получается, что одних высших сортов —
«Экстра» и «Букет Грузии»—удобренные
плантации дают в 2,5 раза больше, чем
весь урожай с неудобренных.
И дело не только в количестве
удобрений. Что вносить, как, в какие сроки,— все
это сложные проблемы, которые решают
ученые из Института чая. А недавно к ним
прибавилась и еще одна — проблема
баланса питательных веществ, которая еще
не вставала до сих пор перед мировым
чаеводством.
Вот что рассказал об этом заведующий
Чаквинским филиалом института Г. С. Год-
зиашвили:
— Удобрения у нас, конечно, решают
все. Говорят, здесь пшеница расти не
может,— а я могу вам и пшеницу посадить,
только удобрять буду, и у вас ни грамма
не вырастет, а у меня будет пшеница не
хуже кубанской! Но главное — удобрять
правильно. Вот у нас сначала был урожай
листа 600—700 кг/га. Мы сразу начали
вносить много азота и фосфора, и к 1945 г.
урожаи поднялись до 5000 кг/га. А потом
начали вдруг падать. В чем дело?
Оказывается, не хватало калия — очень много
его выносилось из почвы с урожаем.
Впервые в мировой истории чая мы открыли
признаки калийного голодания. Дали
калий— урожай снова стал подниматься.
Потом новая забота — опять чего-то не
хватает. В 1962 г., наконец, установили,
что магния (за рубежом с этим
столкнулись только совсем недавно). Оказывается,
удобрения подкисляют почву, и магний из
нее быстро вымывается. К тому же с
магнием конкурирует калий, затрудняя его
поступление в растение. Значит, калия
надо вносить как можно меньше — ровно
столько, сколько нужно для питания. Как
раз сейчас мы и выясняем, каким его
количеством можно ограничиться. Теперь
мы думаем, что скоро могут появиться
признаки недостатка микроэлементов —
ведь чем выше урожай, тем больше их
выносится из почвы. До сих пор их
хватало,— а к тому времени, когда не будет
хватать, мы что-нибудь придумаем...
ЧУТКИЕ ПАЛЬЦЫ МАШИНЫ
Но вот чай выращен. Наступает пора
сбора.
Сбор — это значит, что пять месяцев
в году, в любую погоду — и в дождь, и в
жаРУ>—с УтРа и до вечера на плантациях
трудятся люди.
Склонившись над кустами, не разгибая
спины, напряженно вглядываясь в побеги,
они быстрыми движениями обеих рук
обрывают свежие флеши. Оставлять их
нельзя: огрубеют.
Самой трудоемкой технической
культурой считается хлопок. Но мало кто
знает, что на уход за одним гектаром
хлопка нужно 150—160 человеко-дней, а
47
за гектаром чая — 500—600, и из них 300—
400 — только на сбор листа. Поэтому на
сбор чая выходит вся Грузия — каждая
пара рабочих рук на счету. И все равно
рабочей силы не хватает— сейчас
именно это сдерживает дальнейшее
расширение плантаций.
Понятно, какие заманчивые
перспективы открыла бы механизация сбора.
Правда, долгое время сама возможность ее
вызывала сомнения. Как научить машину
высматривать среди тысяч побегов только
двух-трехлистные флеши? Чем заменить
осязание сборщицы, безошибочно
отличающей по одному прикосновению
нежные листья от огрубевших?
Но способ был найден. В 1967 г.
Ленинской премии был удостоен коллектив
инженеров во главе с Ш. Я. Кереселидзе,
создавший первую в мире чаеуборочную
машину «Сакартвело».
Самоходное шасси катится по
междурядьям, пропуская ряд кустов под собой.
Два мощных вентилятора протягивают
сквозь куст, снизу вверх, сильную струю
воздуха, которая приподнимает нежные
флеши. Они попадают в режущее
устройство— оно похоже на гигантскую машину
для стрижки волос, только один из рядов
пальцев одет мягкой резиной. Машина как
будто стрижет куст. При этом эластичные
резиновые пальцы обламывают только
самые нежные, хрупкие побеги, которые и
засасываются струей воздуха в бункер.
А те флеши, что уже успели загрубеть,
остаются на кусте.
Уже больше тысячи таких машин,
каждая из которых заменяет 200—250
сборщиков, вышли на плантации Грузии.
Еще не одно серьезное препятствие
стоит на пути механизации сбора.
Большая часть грузинских плантаций
расположена на склонах, а «Сакартвело» под силу
лишь уклоны до 10°. Сейчас
разрабатывается горное шасси, способное работать
на крутизне до 25°. Когда оно пойдет в
производство, можно будет механизировать
сбор на 60—70% площади плантаций.
Тогда, наконец, нехватка рабочей силы
перестанет угрожать чаеводам.
Другая проблема — качество сбора. Еще
полтора-два года назад машины оставляли
на кусте 30—40% флешей. Сейчас
оставляют всего 10%. И все же добирать
приходится вручную. А среди собранного
машиной листа попадаются грубые и сухие
листья — все-таки резиновые пальцы усту-
*8
На плантациях Грузии работает
множество механизмов,
экономящих труд чаеводов. На
фотографии — один из них, чаепод-
резочная машина
пают человеческим. Над этими
проблемами и работают сейчас чаеводы.
Кроме сбора, есть еще подрезка,
культивация, заделка удобрений, рыхление...
Сейчас создается целая серия
разнообразных механизмов — от ручной
бензомоторной машины для подрезки кустов до
передвижной канатной дороги, чтобы
транспортировать грузы на крутых склонах.
Трудоемкость чая может быть снижена в
10 раз— до 50 человеко-дней на гектар!
Это тот рубеж, к которому стремятся
механизаторы.
ЗА ЧТО МЫ ЛЮБИМ ЧАЙ?
У читателя, терпеливо добравшегося до
этого места, мог возникнуть вопрос: а
стоит ли вообще чай всего огромного труда,
который приходится в него вкладывать?
Чем он так уж хорош и полезен?
Этот вопрос давно уже задавали себе
ученые. Ответ на него искали — и нашли —
в химическом составе чайного листа.
Важнейшую роль сыграли здесь исследования
советской биохимической школы под
руководством академиков А. Н. Баха и
А. И. Опарина. Эти исследования были на-
кофеин — одно из основных
действующих начал чая
л это — формула катехина, — хин составляет лишь 0,4% от
«родоначальника» всей группы всего танина, содержащегося в
катехинов, определяющих вкус
чая и его витаминные свойства.
Но, как показали работы
академика А. Л. Курсанова, сам кате-
побеге чая. Остальное
приходится на долю его производных.
58,1% чайного танина
составляет эпигаллокатехингаллат
H,C~N X N —СН3
о=с
I н
СН3
1,3д7-*триметилксантим (нофемн)
-О5
— он
Он
"чзн
I
ОН
-~>-<CS
-эпигаллокатехингаллат
ОН
ОН
ОН
чаты еще в 1933 г. и завершились
созданием биохимической теории чайного
производства.
Чай — одно из немногих растений мира,
содержащих алкалоид кофеин. Что такое
кофеин, наверное, знает каждый. Действуя
на нервную систему, кофеин снимает
усталость и сонливость, подстегивает
умственную деятельность, повышает
двигательную активность. Особенно заметно его
действие, когда человек утомлен. Кофеин
усиливает выделение желудочного сока,—
поэтому стакан крепкого чая или кофе
после еды способствуют пищеварению. Не
зря в китайском «Трактате о чае»,
относящемся к 780 г., говорится, что чай
«употребляется людьми, когда их мучает
жажда, в духоту и жару, при боли в голове,
при засорении глаз, ломоте в конечностях,
общем нездоровье, а при питье
небольшими глотками не уступает лучшему
красному вину».
Но кофеин — не единственное полезное
вещество чая. Исследования советского
биохимика академика А. Л. Курсанова
показали, что в образовании вкуса чая
важнейшую роль играют содержащиеся в
чайном листе дубильные вещества —
танины. Чем больше их в чае, тем выше
качество напитка. Обычно в чайных флешах
накапливается их до 30%, а в готовом
чае— 10—18%. По своей химической
природе чайные танины — сложные
органические вещества, в основном
полифенолы и катехины. Они-то и придают чаю
привычную горчинку и терпкость.
Но главная особенность катехинов
чая — в том, что, как показали работы
А. Л. Курсанова и его сотрудников, они
обладают свойством витамина Р: повышают
прочность кровеносных сосудов и
способствуют удержанию в организме и
усвоению витамина С,.
Этот витамин в чае тоже есть.
Особенно много его в зеленом чайном листе,
который по содержанию витамина С
уступает только плодам шиповника. Правда,
при переработке листа он в основном
разрушается, и в черном чае его остается
всего 50—20 мг на 100 г сухого вещества.
Но витамин С человек может получать
и из других источников, а вот сочетание
кофеина с катехинами, да еще
приправленное пахучими эфирными маслами,
придающими чаю приятный аромат,— это в
самом деле драгоценная комбинация.
УКРОЩЕННЫЕ
ФЕРМЕНТЫ
Только что привезенный с плантаций
пряно пахнущий зеленый чайный лист
рассыпан тонким слоем по чисто вымытому
бетонному полу приемного пункта чайной
фабрики. Здесь начинается переработка
листа в готовый черный чай. Все
начинается с завяливания чайного листа.
Обдуваемый теплым воздухом, лист теряет влагу,
становится мягче, пластичнее. Внутри его,
в клеточном соке, повышается
концентрация различных веществ, которые,
взаимодействуя между собой, в конце концов
придадут чаю вкус, аромат, настой.
Проходит несколько часов, и чайный
лист уже готов к следующей операции —
скручиванию. В роллерном цехе, где оно
происходит, — как в тропическом лесу:
полумрак и душная, влажная жара, от
которой тут же покрывается обильной
испариной не только человек, но даже
фотоаппарат. Немудрено: под потолком
цеха непрерывно разбрызгивается вода,
поддерживая постоянную влажность
96—98 %, которой требует скручивание.
А полумрак — потому, что, как говорят,
яркий свет ухудшает качество чая.
49
В роллерах — специальных цилиндрах,
стенки и дно которых вращаются в разных
направлениях, — крутится чай. Уже не
зеленые листики, а сплошная масса из
скрученных в трубочку мокрых бурых
обрывков. Здесь-то и развертываются скрытые
от глаз процессы, превращающие зеленый
лист в черный чай. И главные
действующие лица этих событий — ферменты. Для
этого, собственно, и производится
скручивание: в роллере разрушаются стенки
клеток, и их содержимое, в том числе и кате-
хины, вырывается из клетки (и в
буквальном, и в переносном смысле) на волю.
Ферменты — в первую очередь полифе-
нолоксидаза—«набрасываются» на кате-
хины чайного листа и бурно их окисляют.
Лист темнеет, приобретает свойственный
чаю вкус. Увеличивается содержание
ароматических веществ — эфирных масел.
И в самом деле, душный запах роллерного
цеха уже заметно отличается от запаха
свежего листа.
Во время скручив ания расходуется
часть растворимых танинов — главного
богатства чайного листа. При обычной
технологии, которая была общепринятой
еще десяток лет назад, при скручивании
и следовавшей за ним ферментации
половина исходных танинов переходила в
нерастворимое, то есть бесполезное для нас
состояние. Советские биохимики показали,
что это, в сущности, идет во вред чаю. Но
какой-то частью дубильных веществ
нельзя не пожертвовать: иначе не получится
достаточно крепкого настоя.
Задача состояла в том, чтобы вовремя
прекратить невидимый пожар
ферментативного окисления, ввести его в нужные
границы. В 1957 г. в СССР была впервые
испытана разработанная под руководством
М. А. Бокучавы на основе биохимической
теории чайного производства новая
технология. Она исключила ферментацию как
самостоятельную стадию производства:
оказалось, что вполне достаточно тех
изменений в составе чая, которые успевают
произойти за время скручивания. В чае
остается теперь уже не половина, а до
70% растворимых танинов. Да и качество
его, как и предсказывала теория,
улучшилось.
Когда ферменты сделали свое дело, от
них нужно избавиться. Для этого чай
подвергают сушке — продувают горячим
воздухом. Тепло инактивирует (а проще
говоря— разрушает) ферменты, и теперь
оставшимся в чае танинам, в том числе
драгоценному витамину Р, уже ничто не
грозит. Но сушка — палка о двух концах:
горячий воздух уносит с собой летучие
эфирные масла, придающие чаю аромат.
И здесь создатели новой технологии
нашли остроумный выход. Сократив время
сушки до минимума, они ввели после нее
еще одну операцию — термическую
обработку. Под действием умеренно высокой
температуры в чае образуются новые
ароматические вещества, которые так в нем
и остаются. Чай как бы дозревает — уже
без участия ферментов, разрушенных
сушкой, а значит — уже не подвергаясь
такому бурному окислению и не теряя
растворимых танинов.
Термическая обработка захватывает и
те клетки листа, которые остались
невредимыми после скручивания, — а таких
клеток даже при трех-четырехкратной
обработке в роллерах остается не меньше
20%. Раньше они, не подвергаясь никаким
превращениям, оставались, по существу,
балластом в готовом чае. Теперь же и они
принимают посильное участие в
образовании всех нужных нам полезных и
вкусовых веществ.
На этом обработка чая на чайной
фабрике заканчивается. Рассортированный по
размеру, упакованный в ящики чай идет
на другую фабрику — чаеразвесочную, где
разные его виды смешивают и получают
уже торговые сорта — высший, первый и
так далее, которые мы с вами и покупаем
в магазинах. Этим руководят опытные
дегустаторы — титестеры. Вот как
оценивают титестеры по своей десятибалльной
шкале (на закрытых дегустациях) лучшие
сорта советского и зарубежного чая:
индийский и
цейлонский, высшие
сорта («High») .... 7,00—8,00
индийский и
цейлонский, «хорошие
средние» сорта
(«Good Medium») 4,75—0,00
грузинский, «Букет
Грузии» 5,00 и выше
грузинский, «Экстра» 4.25—4.50
индийский и
цейлонский, «средние»
сорта («Medium») 3,25—4,75
Как видите, не так уж плох—даже в
сравнении с лучшими зарубежными
сортами— чай, выращенный в солнечной
Советской Грузии!
А. ИОРДАНСКИЙ
50
Что вы знаете
и чего не знаете о чае
СТО ИМЕН ЧАЯ
«Чай» — слово, конечно, не
русское, а заимствованное. Пришло
оно в Россию из Китая, где
впервые начали культивировать чай.
Из того же источника получили
слово, обозначающее чай, и
другие европейские языки. Это
английское «tea» (ти), французское
«the» (тэ), немецкое «Tee» (тээ)
и так далее. Почему же в этих
языках то же самое слово звучит
совсем не так, как по-русски?
Дело объясняется просто.
В китайском языке существует
множество диалектов. Иногда они
так различны между собой, что
жители разных провинций просто
не понимают друг друга. По
разному произносят китайцы и
слово «чай»: где — «ча», где — «че»,
а где — «ти-а». И если русское
слово «чай» происходит от
названия «ча», принятого в северных,
ближайших к России, провинциях,
то страны Западной Европы
впервые ввезли к себе чай из
провинций южных и сохранили
другое произношение его
названия. Им же воспользовался Карл
Линней, установивший для рода,
к которому относится чайное
растение, «латинское» название Thea.
ЗЕЛЕНЫЙ ЧАЙ
Каждый, кто бывал в Средней
Азии, знает, как там любят чай.
Но не обычный черный, а
зеленый — кок-чай. На его долю
приходится 30% всего чая,
выпускаемого в нашей стране.
А делают зеленый чай из того
же чайного листа, что и черный.
Вся разница — в технологии. На
первом же этапе переработки
чайного листа его обдают
горячим паром A70—180СС). При этом
разрушаются все ферменты,
благодаря которым черный чай
получает свою окраску. А главное —
в зеленом чае полностью
сохраняется чайный танин, некоторые
фракции которого обладают
витаминными и бактерицидными
свойствами (крепким настоем
зеленого чая лечат иногда даже
дизентерию). Поэтому зеленый
чай в общем гораздо полезнее
черного, и, если бы не сила
привычки, его можно было бы смело
рекомендовать всем.
«БЕЛЫЕ ВОЛОСЫ»
Рассыпной чай, в виде мелких
чаинок, называется у нас
байховым (в отличие от прессованного
плиточного). У этого слова —
интересная история. Чаеводы
знают, что самый лучший чай
получается из молодых, только что
раскрывшихся чайных листиков.
На нижней стороне таких
листиков еще остаются тонкие светлые
ворсинки. В Китае их называют
«бай хоа» — «белые реснички».
Поэтому «байховыми» назывались
у нас раньше высшие сорта чая.
И только сравнительно недавно
это слово приобрело
современное свое значение.
Правда, есть и другая
история, связанная с этим словом.
Вот как рассказывает ее герой
повести Паустовского «Колхида»
капитан Чоп:
«Однажды на Цейлоне я отстал
от парохода... Пока вернется
«Бегония», я поступил
надсмотрщиком на чайные плантации Лесли.
Все рабочие были туземцы и
больше женщины... Говорят,
тропики — это рай. Кто говорит? Не
слушайте дураков! Тропики —
это ад, это слезы по ночам, вот
что такое тропики! Иной туземец
стиснет зубы, посереет, вот так
бы, кажется, и двинул босса по
51
черепу, а кулак не сжимается.
Это особая болезнь. Называется
«резиновый кулак». От пара,
лихорадки, дьявольской работы
люди слабеют, как выжатые.
Я двумя пальцами шутя разжимал
кулаки у самых сильных
туземцев. Вот что такое тропики!
Так вот, я попал на плантацию,
где выращивали сорт чая «Белые
волосы». Кончики листьев у него
действительно беловатые.
Однажды я застал на плантации седую
женщину. Она лежала на земле и
плакала. В чем дело?
Оказывается, у нее заболел муж, а уйти к
нему она не может: выгонят или
изобьют. Я поднял ее и увидел,
что она еще молодая... Говорю
ей: «Иди, я за тебя отвечаю». Она
поцеловала мне руку: «Господин,
что они делают с нами, эти
хозяева! Не только мы, даже чай
седеет от наших мучений. Даже
чай! Поэтому мы и называем его
«белые волосы»...».
КОФЕИН В РАСТЕНИЯХ
Своим полезным действием на
организм чай обязан
содержащимся в нем танинам и кофеину.
Но если танины есть и во
многих других растениях, то
кофеин — довольно редкий
алкалоид, который вырабатывают лишь
считанные виды. И чай — главный
поставщик кофеина: содержание
его в чайных листьях достигает
4—5{/и. Лишь одно растение в
мире может сравниться в этом
отношении с чаем — это
южноамериканский кустарник гуарана,
содержащий в своих семенах до
5% кофеина и возделываемый в
Бразилии с целью извлечения
этого алкалоида.
Остальные растения по
содержанию кофеина далеко отстают
от чая — даже кофе, по имени
которого назван этот алкалоид.
В семенах кофе его не больше
2,4%. Правда, способ
приготовления кофе таков, что в чашке
кофе кофеина примерно столько
же, сколько в чашке чая.
Есть еще одно растение,
содержащее довольно много
кофеина, — это илекс парагвайский,
в листьях которого кофеина до
1.7%. Настаивая их, получают
своеобразный
южноамериканский чай — «иерба-матэ». Для
этого специально
приготовленный порошок из листьев илекса
засыпают в сосуд из
выдолбленной сушеной тыквы, заливают
крутым кипятком и пьют через
трубочку, передавая сосуд друг
другу. Местное название илекса —
«иерба», а сосуд из тыквы
называется «матэ»: отсюда и название
напитка. Иерба-матэ употребляли
индейцы еще до открытия
Америки Колумбом. Сейчас илекс
выращивают в Бразилии, Парагвае
и Аргентине. Примерно 30
миллионов человек считают иерба-
матэ своим национальным
напитком.
Довольно много (до 2,5%)
кофеина и в семенах кола — дерева,
растущего на западном
побережье тропической Африки.
Семена кола содержат, кроме
кофеина, и другие алкалоиды,
что резко усиливает их
стимулирующее действие на организм.
Кола входит в состав
специальных сортов шоколада,
стимулирующих таблеток, хорошо
знакомых летчикам или альпинистам,
а также выпускаемых в некоторых
странах прохладительных
напитков.
Для полноты картины нужно
назвать еще семена какао. Их
основное богатство — алкалоид
теобромин, но есть в них и
немного кофеина (до 0,7%).
ЧАЙ В РОССИИ
В Европу чай впервые попал в
1517 г. — его доставили
португальцы из своих восточноазиат-
ских колоний. К XVII в. чай в
Западной Европе вошел во
всеобщее употребление.
А в России чай появился как
диковинка в 1638 г. Московский
посланник Василий Старков,
возвращавшийся из Монголии,
получил в подарок 200 пачек чая
(около 4 пудов). Он всячески
отказывался от бесполезного
груза, но в конце концов подарок
принял. Вопреки ожиданиям, при
дворе царя Михаила Федоровича
чай понравился. Мода на него
быстро распространилась, и скоро
Россия уже ввозила его в
огромных количествах. Организовались
специальные чайные купеческие
гильдии, которые наладили
доставку чая из Китая через Ургу,
Кяхту и всю Сибирь караванным
путем.
Чай стал для русского
человека предметом первой
необходимости. Особенно любили его в
старой Москве, где чаепитие
превратилось в настоящий ритуал.
Вот что говорится об этом в
«Рассказах о старой Москве» А. Вьюр-
кова.
«Чай москвичи пили утром,
в полдень и обязательно в четыре
часа. В это время в Москве в
каждом доме кипели самовары.
Чайные и трактиры были полны,
и жизнь на время замирала. Пили
его вечером; пили, когда
взгрустнется; пили и от нечего делать,
и «просто так». Пили с молоком,
с лимоном, с вареньем, а
главное с удовольствием, причем
52
москвич любил чай крепкий, на-
стоистый и горячий, чтобы губы
жег. От жидкого чая, «сквозь
который Москву видать», москвич
деликатно отказывался и терпеть
не мог пить его из чайника...
Если москвич, выпив десяток
стаканов, отставлял стакан в
сторону, это не значило еще, что он
напился: так он делал передышку.
А вот когда он, опрокинув
стакан вверх дном, клал на него
остаток сахару и благодарил, это
означало, что с чаепитием
покончено и никакие уж тут уговоры
не помогут.
Во время чаепития москвич
внимательно следил, как ему
наливали чай. Если стакан наливали
не доверху, гость тут же просил
долить его, чтобы жизнь была
полнее».
Пили чай не только дома, но
и в «заведении», где требовалось,
чтобы гостю «оказывали
уважение». Любители поразборчивее
просили хозяина или приказчика
собрать им чай «получше» — это
значило, чтобы чай был из
первосортных. Крестьяне же,
приезжавшие в Москву, и ремесленники,
приходя в «заведение», просили
чайку «почаистее», то есть
погуще — чтобы рот вязало. На
аромат такие посетители не
обращали особого внимания.
Впрочем, они тоже ходили только в
тот трактир, где их принимали
«с уважением».
ЧАЙ КОПОРСКИЙ
И ЧАЙ РОГОЖСКИЙ
Чай всегда пользовался в России
очень большой популярностью.
Но везли его издалека, и стоил
он недешево. Поэтому
предприимчивые торговцы сплошь и
рядом беззастенчиво его
подделывали, продавая под видом
«настоящего» чая всевозможные
суррогаты. Больше всего,
пожалуй, производили в России
копорского чая. «Изобрел» его, как
гласит легенда, «дворовый
человек из царскосельской вотчины
господина Савелова», невесть как
побывавший в Китае с нашим
посольством еще при
Екатерине II. Он решил делать чай не из
чая, а из кипрея и других трав.
Технология была нехитрая: листья
кипрея обваривали кипятком и
парили «калеными каменьями,
обыкновенно в той же посуде, в
которой крестьяне бучат черное
белье свое». Потом листья
руками скручивали на рубчатых
досках и сушили. Такой чай,
действительно, дает настой, и довольно
приятный на вкус, но, конечно,
лишен тех полезных веществ,
какие есть в настоящем чае.
Название «копорского» этой чай
получил по местности Копорье под
Петербургом, где его делали
больше всего.
В 1820 г. Савелов переселил
несколько семей из своего
царскосельского имения в
подмосковное — и секрет изготовления
копорского чая распространился
в центральные губернии. Здесь
напиток получил название «Иван-
чая» — в народе так до сих пор
называют сам кипрей.
Со временем главными
центрами этого промысла стали
окрестности Петербурга и Москвы,
Владимирская и Тверская
губернии. О количестве копорского
чая, сбываемого в России, можно
судить по одному факту. После
1834 г., когда царское
правительство решило пресечь этот
промысел и начало строго
преследовать «поддельщиков», ввоз
настоящего, кяхтинского чая внезапно
вырос на 26 тысяч пудов...
Позже, в 50—80-е гг. XIX в.,
Москва стала центром нового
подпольного промысла — выделки
«рогожского» чая (по названию
Рогожской полицейской части
недалеко от Таганки). «Сырьем»
здесь служил уже настоящий чай,
но спитой: его собирали по
московским трактирам,
подкрашивали, ароматизировали и после
довольно сложной обработки
сбывали — обычно в те же трактиры.
Наконец, появились и «комби-
нированные» способы подделки.
В 188В г. на всю Москву
прогремел судебный процесс купцов
1-й гильдии братьев Поповых,
которые продавали под видом
настоящего чая смесь копорского
и рогожского. И хотя в этом
процессе участвовал знаменитый
Плевако, один из братьев был
приговорен к ссылке в Томскую
губернию.
Но, несмотря на все старания
властей, подделка чая не
прекращалась. Конец ей был положен
только в советское время, когда
настоящий чай стал доступен
трудящимся, а контроль за
качеством пищевых продуктов взяло в
свои руки государство.
ЧАЙ-ДОЛГОЖИТЕЛЬ
Первые чайные кусты появились
в Закавказье в 1848 году, когда
по распоряжению графа М. С.
Воронцова Никитский ботанический
сад передал несколько саженцев
чая Сухумскому ботаническому
саду. Часть растений была
высажена в Сухуми, часть — в Зугдиди
и в Озургетском питомнике. Во
время русско-турецкой войны
1877—1878 годов, большая часть
этих растений погибла: в Сухуми,
например, осталось всего четыре
53
куста. Но зато один из них дожил
до глубокой старости — он погиб
только в 1936 году, в возрасте
88 лет. Этот «дедушка-куст», как
его прозвали, был больше похож
на дерево и имел раскидистую
крону, достигавшую высоты 2,5 м.
А в селении Гора-Бережоули (Чо-
хатаурский район) и сейчас еще
жив один куст из той самой
партии 1848 года. Ему уже
120 лет1
ПИОНЕР ГРУЗИНСКОГО ЧАЯ
Единственную серьезную
попытку промышленного разведения
чая в Закавказье в
дореволюционное время предпринял владелец
крупной чайной фирмы К. С.
Попов. 8 1892 г. он приобрел три
земельных участка недалеко от
Батуми и, не пожалев затрат,
снарядил три экспедиции в Китай, во
время которых лично изучал
чайное дело во всех деталях.
Одной из главных задач этих
поездок была закупка
посадочного материала. Это было не так
просто: в то время вывоз чайных
кустов из Китая был запрещен
чуть ли не под страхом смертной
казни. Но деньги делают все:
10 000 кустов были закуплены.
Теперь их нужно было тайно
доставить в Россию. Кусты везли из
глубинных провинций Китая к
морю речным путем, на джонках.
Большая часть пути была уже
позади, когда в одном месте на
караван было совершено
нападение из засады. Джонки
подожгли, половина кустов погибла.
Русского служащего,
сопровождавшего груз, приметили и в
следующем году чуть не убили —
избитый до полусмерти, он был
принят за мертвого и брошен на
улице.
В конце концов около
5000 кустов чая были доставлены
в один из китайских портов.
Здесь был нанят пароход,
который пришлось специально
переоборудовать, чтобы на него
можно было погрузить застекленные
ящики с чайными кустами. Для
их поливки был взят большой
запас пресной воды.
Несмотря на все ухищрения,
дальний путь через океан
погубил еще часть кустов. В Батуми
пришло всего 2000 штук, которые
и высадили в имениях Попова.
Эти кусты назвали
«оригинальными» в отличие от всех
последующих посадок.
После этого Попов выписывал
из Китая уже только семена. Но
они приходили в Батуми
негодными: то ли поставщики, опасаясь
конкуренции, подсовывали товар
похуже, то ли семена гибли от
высокой температуры. Сажать
можно было лишь небольшую их
часть. Размножать кусты пришлось
семенами, собранными с
оригинальных кустов. И все-таки к
1899 г. в имениях Попова росло
уже 1 500 000 кустов чая.
Уже в 1897 г. Попов смог
приступить к производству готового
чая. Из Англии в разобранном
виде была выписана целая чайная
фабрика в полном комплекте.
В 1898 г. она выпустила 13 000
фунтов готового чая. Это был первый
фабричный грузинский чай.
В 1900 г., на Всемирной
выставке в Париже, К. С. Попов был
награжден большой золотой
медалью «за лучший в мире
кавказский чай».
БОСТОНСКОЕ ЧАЕПИТИЕ
Чай был «участником» по
меньшей мере одного важного
исторического события.
В 1773 году всесильная
Британская Ост-Индская компания —
главный экспортер индийского
чая в североамериканские
колонии Англии — установила на
ввозимый чай невиданно высокие
налоги.
Население колоний, среди
которого уже давно зрело
недовольство владычеством англичан,
увидело в этом еще одно
доказательство бессовестного
колониального грабежа, который
составлял самую сущность политики
метрополии.
И это, на первый взгляд,
незначительное событие оказалось той
самой каплей, которая
переполнила чашу. Возмущение охватило
всю Новую Англию. Люди
публично приносили торжественные
клятвы никогда в жизни не пить
английского чая.
А 16 декабря в Бостон прибыли
первые три корабля Ост-Индской
компании, груженные чаем,
обложенным новой пошлиной. И в тот
же вечер, как только стемнело,
большая группа патриотов,
переодетых индейцами, напала на
корабли и, взломав трюмы,
выбросила в воду 342 ящика чая
стоимостью в 10 000 фунтов
стерлингов.
Собравшаяся на берегу толпа
восторженно аплодировала.
Весть о «Бостонском чаепитии»
(так прозвали этот эпизод
американцы) облетела все побережье.
Скоро в других портовых городах
было уничтожено еще несколько
партий ненавистного чая.
Это было одно из первых
открытых выступлений
американских колонистов против
британского владычества,
подготовивших почву для начала войны за
освобождение.
54
ЧАЙ В РАЗНЫХ СТРАНАХ
«На этот раз леди пили чай
в устрашающем количестве, к
великому ужасу м-ра Уэллера-стар-
шего, который, не обращая ни
малейшего внимания на
предостерегающие толчки Сэма,
озирался по сторонам с самым
откровенным изумлением.
— Сэмми! — прошептал м-р
Уэллер. — Если кое-кого из этих
людей не придется лечить завтра
от водянки, я не отец тебе,
помяни мое слово. Вот эта старая леди
рядом со мной хочет утопиться в
чае.
— Неужели вы не можете
помолчать? — тихо отозвался Сэм.
— Сэм, — прошептал через
секунду м-р Уэллер глубоко
взволнованным голосом, —
запомни мои слова, мой мальчик: если
этот-вот секретарь не остановится
через пять минут, он лопнет от
гренков и воды.
— Ну что ж, пусть лопнет,
если ему это нравится, — ответил
Сэм. — Это не ваше дело.
— Если это протянется еще
дольше, Сэмми, — сказал м-р
Уэллер все так же тихо, — я сочту
своим долгом, долгом
человеческого существа, встать и
обратиться к председателю. Вон та
молодая женщина, через две
скамьи, выпила девять с
половиной чайных чашек,- она пухнет на
моих глазах...»
Так описывал Диккенс
ежемесячное собрание Брик-лейнского
отделения Объединенной великой
Эбенизерской ассоциации
трезвости.
И его трудно упрекнуть в
чрезмерном преувеличении:
англичане всегда были самой
главной «чайной нацией». По
потреблению чая на душу населения они
никогда еще никому не уступали
первенства.
В среднем на каждого жителя
Англии (включая грудных
младенцев) приходится в год больше
3,5 кг сухого чая — а в переводе
на чай жидкий это означает
около 1В00 чашек. (Наша страна по
потреблению чая на душу
населения отстает от Англии раз
в десять, хотя и стоит впереди
США, Индии и Пакистана.)
Англичане заваривают чай очень
крепко и пьют его с молоком и
сахаром.
Немного чая пьют в США.
Зато американцам принадлежат два
любопытных нововведения в
практику чаепития. В 1904 г., на
всемирной ярмарке в Сен-Луи,
впервые появился новый
прохладительный напиток — холодный чай со
льдом, приправленный лимоном
или мятой. Новинка понравилась,
и сейчас этот cciced tea» пользуется
в США огромной популярностью.
Американцы же придумали и
оригинальный способ избавиться от
надоедливых чаинок, вечно
попадающих в чашки. Перед тем, как
заваривать чай, они укладывают
заварку в тонкий шелковый
мешочек, а потом вместе с мешочком
погружают в кипяток. Такие
мешочки сейчас производятся в США
миллионами.
Но все это — в общем-то тот
же привычный нам чайный
напиток. А вот несколько
экзотических рецептов.
Чай по-тибетски. Плитку зеленого
чая кладут в котел с холодной
водой, доводят до кипения и
кипятят несколько часов, пока не
настоится дочерна. Потом
добавляют немного соли или соды,
большой кусок масла,
перемешивают и пьют — по 30—40 чашек
в день.
Чай по-монгольски. Плитку чая
растирают в порошок и варят
в котле с молоком, маслом,
кумысом, салом, мукой, рисом,
солью и т. д.
Чай по-североафрикански. В
металлическом чайнике кипятят
воду, перед самым кипением
кладут чай и дают прокипеть
10—15 минут. Потом кладут
побольше сахара и, дав ему
раствориться, несколько раз
переливают настой из чайника в стакан
и обратно, пока напиток не
начнет пениться, как пиво. Тогда
разливают по чашкам.
Чтобы не пропадала заварка,
можно рекомендовать
бирманский способ: там спитой чай
приправляют чесноком и съедают.
Трудно сказать, вкусно ли это, но,
наверное, полезно...
А если вы закоснели в своих
привычках и не хотите
испробовать ни один из этих рецептов, —
то вот вам в заключение один
добрый европейский совет.
Знаете, сколько чая нужно брать на
заварку? По чайной ложке на
каждую предполагаемую чашку плюс
одну ложку на чайник.
В статье использованы
материалы, подготовленные научными
сотрудниками Главного
ботанического сада АН СССР: И. ЧЕР-
НЯКОВОЙ — по истории
культуры чая в СССР и Е.
ФОМИНЫМ — по биологии чая
Рисунки Ю. КУПЕРМАНА
55
у вратарской маски всегоа оано
и то же равнодушное и слегка
зловещее выражение...
-^ <W«.>i'^.«s*
ш
*ч#. г
СПОРТПЛОЩАДКА
ИЗ ЧЕГО СДЕЛАН
ХОККЕЙ
М. ГУРЕВИЧ,
мастер спорта СССР Ю. СТЕПАНОВ
Сделан хоккей, как известно, из мужества,
ловкости и силы отчаянных парней.
Сделан он из хитрости и осмотрительности
седеющих тренеров. Сделан из
справедливости дотошных судей в полосатых
фуфайках. Но это — тема спортивных газет
и журналов. А еще хоккей делают
исследователи, инженеры и рабочие. Это они
придумали и создали клюшку Вячеслава
Старшинова и маску Виктора Коновален-
ко, резиновую шайбу и искусственный лед
дворцов спорта. Это — наша тема.
Мы расскажем из чего сделан хоккей —
в буквальном смысле слова.
л<;
Самое жаркое место на
хоккейном льду — вратарский
«пятачок». Вратаря подстерегают
столкновения с игроками,
коньками, клюшками и льдом
(и это — не считая ударов шай-
Ьы). Понятно, что вратарское
снаряжение — самое
непробиваемое
НАСТОЯЩИЙ ИСКУССТВЕННЫЙ ЛЕД
Вспомните. В начале пятидесятых годов
мы шли на хоккейные матчи в валенках,
рукавицах, подняв воротники пальто и
опустив уши меховых шапок. Мы стояли
на заснеженных трибунах, притопывая
окоченевшими ногами.
Сегодня зритель хоккейного матча
больше походит на театрала. На трибунах
появились женщины в вечерних туалетах.
Хоккей ушел с капризного льда,
жесткого в 25-градусный мороз и мягкого, как
масло, в оттепель, на искусственный лед
дворцов спорта. Хоккей перестал зависеть
от времени года и стал от этого еще
сильнее.
Можно рассказать о любом из двух
десятков искусственных хоккейных полей
нашей страны. Остановимся на самом
популярном и одном из старейших — на
катке Дворца спорта Центрального стадиона
имени В. И. Ленина в Москве.
В глубине Лужниковского парка,
метрах в семидесяти от Дворца спорта,
расположено приземистое одноэтажное
здание. Внутри него — хитросплетение
разноцветных труб; шумят компрессоры. Здесь
делают холод.
Зритель следит за борьбой двух команд
на ледяном поле и не видит третьей,— как
и в любой хоккейной команде, в
коллективе хладоцентра 18 человек во главе с
«капитаном» В. А. Земцовым.
Здесь работает несколько холодильных
агрегатов. Сердце каждого агрегата — ис-
57
паритель, заполненный более чем
наполовину жидким кипящим аммиаком под
давлением 1,5 атмосферы. При его испарении
поглощается теплота и температура
аммиака снижается. Пары аммиака, проходя
компрессор, сжимаются до 10 атмосфер
и вновь превращаются в жидкость в
специальном аппарате — конденсаторе. Хотя
в нормальных условиях аммиак кипит
при глубоко минусовой температуре
(—33,4°С), под давлением 10 атмосфер он
превращается в жидкость уже при +18°С.
Жидкий аммиак вновь подается в
испаритель, но предварительно его давление
снижают до полутора атмосфер. Цикл
закончен. В испарителе постоянно
поддерживается температура до —16°С.
Но холод — это еще не лед. Напомним,
что от испарителей до хоккейного поля
несколько десятков метров. Вот почему в
системе есть еще один контур —
промежуточного хладоагента. В испарителе через
кипящий аммиак проходят десятки труб.
По этим трубам течет рассол — водный
раствор хлористого кальция. В испарителе
рассол охлаждается, приобретая
температуру аммиака, и насосом подается на
хоккейное поле. Там рассол нагревается (ведь
в зале комнатная температура) и вновь по
трубам возвращается в испаритель за
новой порцией холода.
Конечно, холодильные агрегаты
разных катков во многом отличаются друг от
друга. Так, в холодильных установках
киевского Дворца спорта применяют не
аммиак, а фреон. Известны и другие
схемы получения холода. Но принцип
остается прежним.
В 1966 году в Лужниках вступили
в строй новые сооружения с
искусственным льдом: тренировочный каток
«Кристалл» и «Фантазия» — каток для
фигуристов. В том же году на хладоцентре
сменили прослужившее 10 лет холодильное
оборудование. Все новые холодильные
машины — отечественного производства.
Так, московский завод «Компрессор»
поставил 6 агрегатов общей
производительностью около 2 миллионов килокалорий
в час. Такой производительности
достаточно, чтобы не дать испортиться 15
тысячам тонн мяса!
Рассольные трубы замурованы в
бетонном полу под будущим катком, бетонная
«подушка» закрыта декоративными
плитками из цемента и мраморной
крошки. Работники стадиона заливают
заиндевелые плитки водой. А когда лед
достигает толщины в 4—6 сантиметров, на
поле выезжает ледовый комбайн. Круг за
кругом он объезжает площадку, оставляя
за собой блестящую бело-голубую
поверхность. С помощью ножей и вращающегося
шнека комбайн выравнивает лед, собирая
ледяную стружку в бункер. А потом из
бака комбайна на поверхность катка
льется горячая вода: начинается
полировка. Горячая вода расплавляет неровности
льда, и его поверхность становится почти
идеальной.
Теперь, чтобы хоккейное поле приняло
привычный вид, остается нанести краской
красную и синюю линии, центр поля,
места ворот и покрыть разметку тончайшим
слоем льда. Можно начинать встречу.
В самые жаркие дни на приготовление
трех ледяных полей общей площадью
4200 квадратных метров уходит чуть
больше суток. Но если один из катков
нужно подготовить быстрее, все
холодильные агрегаты переключаются на один
объект.
Инженеры хладоцентра Лужников
постоянно контролируют качество льда, его
температуру, твердость: ведь лед для
хоккеистов и фигуристов неодинаков.
Мастерам фигурного катания достаточна
температура ледяного покрова минус 1 —
минус 2°С. А хоккеисты на таком мягком
льду не сыграют и одного периода. Во
время хоккейных матчей поддерживается
температура от минус 3 до минус 4°С.
И еще одно: качество льда во многом
зависит от состава заливочной воды.
«Ледовая команда» центрального стадиона
ищет сейчас особые рецепты воды
—взамен водопроводной.
Директор Дворца спорта Центрального
стадиона имени В. И. Ленина А. И. Си-
нилкина хранит в своем кабинете
объемистую книгу отзывов. В этой книге есть
автографы космонавтов и руководителей
государств, выдающихся спортсменов и
артистов. Приведем одну лишь запись
крупнейшего хоккейного знатока.
«Дворец спорта на стадионе имени
В. И. Ленина поистине удивительный
каток, и московские хоккеисты должны
быть счастливы, что имеют такие
великолепные возможности для развития своего
спорта.
Дж. Ахерн,
Президент Международной лиги
хоккея на льду»
58
Схема холодильной системы
катка с искусственным льдом
шл
II
МЙ1»
ЭТ1ПГ1
If
^лЭ^мЛЛ
w~S>^v'
,w .♦/** • --л-Лл
J^ 4*1*^1 <V*
£< с /ь^г^^^-удг^с^
7*f- —чг^г
59
Зритель видит лить верхний
слой ледяного поля. Заглянем
глубже...
С ОПУЩЕННЫМ ЗАБРАЛОМ
Пуля весом 5 граммов, выпущенная из
ствола карабина, развивает в полете
скорость до 500 метров в секунду.
Хоккейная шайба весит около 200
граммов. Брошенная клюшкой Анатолия Фир-
сова или Бориса Майорова, она летит со
скоростью 30—40 метров в секунду и,
говорят, может пробить дюймовую доску.
Специально, конечно, хоккеисты доски не
портят. Но изредка шайба залетает на
трибуны, и нерасторопный зритель может
оценить силу броска, смягченную,
впрочем, большим расстоянием. Правда,
случается это крайне редко: ведь во время
матча у хоккеистов есть вполне
конкретная цель — ворота противника. А в
воротах стоит вратарь, который по законам
своей спортивной специальности, должен
не отворачиваться от летящей шайбы,
а встречать ее клюшкой, перчаткой, а то
и грудью.
Но это еще не все. Во время жарких
схваток на «пятачке» вокруг вратаря
мелькают клюшки атакующих и
защищающихся. Нередко страж ворот
оказывается на льду, и тогда ему приходится
остерегаться острых лезвии коньков.
Одним словом, ясно, почему у опытных
хоккейных вратарей лица покрыты
шрамами, как у прусских корпорантов.
Вот почему лет десять назад наиболее
дальновидные из стражей ворот начали
думать, как защищать свое лицо во время
игры. Так появились первые вратарские
маски. А сейчас подавляющее
большинство хоккейных вратарей выезжает на лед
с опущенным забралом.
Сначала вратари пытались смастерить
себе щиток, который крепился на
затылке резинкой. Вратарь сборной
Чехословакии Надрхал пользовался щитком из
оргстекла. Затем появились металлические
непрозрачные щитки с прорезями для
глаз. Однако быстро выяснилось, что
щиток не слишком удобен. Он сковывает
спортсмена, ухудшает реакцию. И вратари
стали склоняться к плотно сидящей маске,
повторяющей контуры лица. Появились
кованые алюминиевые «лица». Но и они
не могли удовлетворить спортсмена:
дополнительная тяжесть мешала играть.
Сегодня требования к защитной маске
можно сформулировать достаточно четко.
Вратарское «забрало» должно повторять
60
В таком наряде и падать не
страшно
контуры лица и прочно крепиться на
голове спортсмена, не отвлекая его от игры
и не затрудняя дыхания. С другой
стороны, маска не должна касаться лица,
иначе любой удар шайбы будет ощущаться
вратарем. Маска должна быть легкой и
прочной. Ну и, конечно, технология ее
изготовления должна быть как можно
проще.
Понятно, эти требования накладывали
серьезные ограничения прежде всего на
материал — металлы явно не подходили.
И тогда конструкторы обратились к
пластмассам. И прежде всего — к оргстеклу:
ведь оно прозрачно. Но маска из него
могла стать опаснее шайбы: оргстекло хрупко
и осколки могли причинить серьезные
травмы.
Специалисты, перебрав множество
пластмасс, остановились на стеклопластике.
Он более чем вчетверо легче стали, зато его
удельная ударная прочность (прочность,
отнесенная к удельному весу) выше, чем
у металла. Стеклопластик легко
обрабатывается, из него можно делать изделия
сложной формы. Наконец, из него можно
изготовлять изделия переменной
толщины. Это очень важно, так как отдельные
детали маски (переносицу, скулы) нужно
делать более прочными.
Несколько слов о современной
конструкции вратарского «забрала».
Внутренний профиль его точно копирует лицо
спортсмена, но отстоит он него на 3—
5 миллиметров. Маска закрывает
подбородок, скулы, щеки, нос, лоб и частично
голову. Для того чтобы вратарь мог
нормально видеть и дышать, сделаны
вырезы у глаз и рта. Вырез у рта
защищен стальным проволочным каркасом.
Толщина маски 1,5 миллиметра, а в
наиболее ответственных местах — 3,5
миллиметра.
С внутренней стороны к маске
приклеены амортизирующие поролоновые
прокладки.
Интересно, что, когда специалисты
Всесоюзного научно-исследовательского
института спортивного и туристского
инвентаря приступили к разработке
первых вратарских масок, перед ними
встал вопрос: какое лицо принять за
прототип? Вот подлинные строки из
технического отчета: «В качестве шаблона
под маску мы использовали гипсовую
скульптуру античной головы «Антиной».
01
Говорят, что шайба может
пробить даже дюймовую доску...
Вслед за Антиноем отечественные
маски одели все наши вратари команд
класса «А».
Вот как работает вратарское «ателье».
Сначала, как положено, снимают мерку.
Заказчика укладывают на кушетку и
накладывают ему на лицо теплый парафин.
Затем по полученному слепку делают
гипсовую форму — точную копию лица.
На нее узкими полосками в четыре слоя
укладывают стеклоткань, тщательно
пропитывая каждый слой полиэфирной
смолой. Потом укладывают металлический
каркас и вновь наносят слои
пластмассового «слоеного пирога». Через сутки
маску снимают с формы и в течение часа
нагревают при температуре 80—100СС.
Остается только прорезать отверстия для
глаз, рта и для крепления резинок, да
еще окрасить маску.
Работники института рассказывают,
что вратарь московского «Динамо»
Виктор Чинов долго отказывался поверить
в прочность легкой, похожей на
картонную, маски. В конце концов решили дать
Чинову молоток. После этого ему пришлось
все-таки поверить...
А недавно во «вратарское ателье»
пришел десятилетний мальчишка. Он
высыпал на стол сэкономленную на мороженом
мелочь и попросил сделать настоящую
хоккейную маску: мать юного хоккеиста
не могла простить ему синяков и шишек,
заработанных на ледовом поле боя. Заказ
этого мальчишки выполнили. Но как быть
с остальными мальчишками? Снять
слепки с лиц нескольких десятков мастеров
несложно. Но ведь в нашей стране тысячи
хоккейных вратарей.
Сейчас в институте изучают сотни лиц,
делают тщательные обмеры, чтобы
разработать типовые шаблоны для спортсме-
62
нов. А потом можно будет сделать пресс-
формы и отливать вратарские маски
тысячами из полиэтилена — ведь у
нападающих не «экстра-класса» удар не так силен.
Такие маски будут продавать по
размерам, так же как, например, лыжные
ботинки.
ШАЙБУ!
Этот призывный клич за последние годы
не раз звучал над стадионами. И знаком
он не только хоккеистам и хоккейным
болельщикам, но и представителям многих
других видов спорта.
Впрочем, этот клич можно услышать
не только на стадионах, но и на сугубо
деловых совещаниях. Скажем, на
таллинской фабрике «Тегур», выпускающей
отличные, «классные» шайбы.
Шайба бесхитростна — простой черный
кружок с рифлеными бортами, вес
которого определен международными
хоккейными законами в 170—190 граммов. Но к
качеству этого чуть ли не самого
маленького спортивного снаряда предъявляют
особые требования.
Во время удара шайба не должна
деформироваться, иначе прицельные удары
по воротам станут проблемой даже для
хоккейных асов. По той же причине у
шайбы должна быть идеально
цилиндрическая форма. Известно, что многие сорта
резины при минусовых температурах
становятся хрупкими. Шайба всегда на
льду, значит резина нужна морозостойкая.
Согласно правилам хоккея, шайба должна
быть густого черного цвета, и ей нельзя
«линять» — пачкать лед и борта поля.
И, наконец, ни одно уважающее себя
предприятие не будет выпускать
продукцию с разбросом по весу в двадцать
граммов.
Поэтому на «Тегуре» к геометрии
шайбы относятся еще строже, чем хоккейные
законодатели.
Так вот, чтобы выполнить все эти
требования, Научно-исследовательскому
институту резиновых и латексных изделий
пришлось проделать серьезную
поисковую работу. Как считают специалисты
института, секрет высокого качества
наших хоккейных шайб — в сырье —
специальном сорте стирольного каучука. От
него зависит и жесткость, и
морозоустойчивость, и идеальная форма хоккейного
снаряда-
«Золотая шайба», которая
дается тем, кто лучше других умеет
забрасывать в ворота обычные,
резиновые
ЩИТ...
Ветеран и непревзойденный мастер
нашего хоккея Всеволод Михайлович
Бобров вспоминает, что на первый свой матч
с канадцами игроки сборной СССР вышли,
обмотавшись фетром. В то время наши
хоккеисты только начинали овладевать
премудростями силовой борьбы. Сегодня
фетровая броня вряд ли поможет. Во
время матча полевой игрок вступает в
соприкосновение не только с шайбой. За 60
минут игры его не раз «припечатывают»
к борту, он сталкивается с могучими
защитниками и падает на твердый лед.
Рассмотрим повнимательнее амуницию
рыцаря XX века. Помимо шлема,
защищающего голову, он одет в доспехи,
насчитывающие более пятнадцати
отдельных элементов — налокотников,
наколенников, плечевых щитков и т. п. Сначала
их делали из фибры — прессованного
картона, пропитанного раствором хлористого
цинка; но фибра легко намокала,
ломалась, и на каждый матч рыцарю
приходилось надевать новые латы.
Современные доспехи делают из
пластмасс. Полиэтилен и поливинилхлорид,
полистирол и полипропилен, нейлон и
специальные латексы, поролон и
стеклопластик— из всех этих материалов сделан
щит хоккеиста.
Твердые термопласты и стеклопластик
защищают голову и суставы игроков. Но
спортсмена нельзя целиком заковать в
броню: в скафандре в хоккей не
поиграешь. Поэтому костюм хоккеиста
дополняют мягкие и упругие
материалы— поролон, вспененный латекс. А
сочленяют отдельные элементы защиты
эластичным поливинилхлоридом.
Пластмассовые доспехи не только
надежны и удобны, но и достаточно дешевы:
скажем, полиэтиленовые детали
защитных шлемов, наколенники, щитки
тысячами («как блины») льют на
автоматических машинах.
Отечествеными доспехами довольны
не только рядовые спортсмены, но и наши
титулованные хоккеисты сборной страны.
Они не раз убеждались в прочности своих
щитов во время битв с соперниками.
„М МЕЧ
Когда наши хоккеисты играют на
первенство мира, больше всех волнуются,
пожалуй, работники Московской
экспериментальной фабрики спортивных изделий.
Во-первых, — как болельщики. А
во-вторых, они беспокоятся, как выдержит
суровый экзамен их продукция —
хоккейные клюшки.
Надо сказать, что еще несколько лет
назад поводов для беспокойства было
предостаточно. Тренеры сборной, сообщая
о победах, с тревогой повторяли, что
клюшки ломаются, как спички, и к
финальным матчам играть будет попросту
нечем. И приходилось специальными
самолетами подбрасывать нашим ребятам
хрупкую продукцию Московской фабрики.
Теперь все это позади. В 1966 году
родина хоккея с шайбой — Канада закупила
у нас 1500 клюшек, а на следующий год —
уже свыше двадцати тысяч. И сегодня
клюшки Московской экспериментальной
фабрики считаются лучшими в мире.
А качество хоккейного «меча»
зиждется на трех китах: конструкции, сырье и
технологии.
I2J.
Размеры и форма каждой
бегали хоккейного «меча» далеко
не случайны. Клюшку нельзя
сделать вечной, но долговечной
она должна быть
Конструкция. На рисунке показаны
четыре простенькие детали: ручка,
бобышка, крюк (деревянные) и вставка из
фибры. Как будто ничего сложного. Но
размеры каждой детали, их форма
должны быть идеально рассчитаны.
Сырье. Клюшки делают из бука —
прочной, гибкой, эластичной древесины.
Самый главный показатель качества
древесины— влажность: она должна быть
в пределах 10—12%. Старые клюшки
ломались чаще всего из-за того, что
древесину неправильно сушили.
Технология. На фабрике хоккейных
«мечей» давно покончено со столярной
кустарщиной. Все операции выполняются
машинами.
Но как бы ни были хороши
современные клюшки, они все же ломаются.
Поэтому приходится ставить новые
эксперименты — менять конструкцию клюшки,
укреплять ручку и крюк
стеклопластиком, покрывать клюшки водостойкими
лаками. И клюшка образца 1968 года
будет лучше своей предшественницы.
1001-я МЕЛОЧЬ
„СПОРТИВНЫЙ" — КРЕМ
ДЛЯ СПОРТИВНОЙ ОБУВИ
Я. И. РОЗЕН, главный технолог Ленинградского
опытно-экспериментального завода НИПТХИМа
Редкий в бытовой химии
случай: название изделия точно
отражает его назначение.
«Спортивный» крем для обуви
предназначен для спортсменов и
туристов. А больше всего он
нужен лыжникам.
Мысль о необходимости
создания такого крема нам
подсказали работники
Ленинградского института физической
культуры имени Лесгафта. Там
же, на кафедре лыжного
спорта, он был испытан, получил
хороший отзыв и путевку в
жизнь.
От обычных обувных кремов
«Спортивный» отличается
высокой гидрофобностью. Обувь,
вычищенная этим кремом,
становится не только
водонепроницаемой — поверхность ее
отталкивает воду, которая
скатывается шариками. Кроме того,
к ней почти перестает
прилипать снег. «Спортивный» крем
можно рекомендовать и для
обычной уличной обуви,
которую носят осенью и зимой без
галош. Компоненты, входящие
в его состав (в первую очередь,
специально обработанный
рыбий жир), хорошо консервируют
кожу, делают ее недоступной
для атмосферных воздействий.
КАК ПОЛЬЗОВАТЬСЯ
КРЕМОМ «СПОРТИВНЫЙ»
Как обычным гуталином.
Наносить тонким слоем на
поверхность обуви, затем располиро-
65
вывать щеткой, а кто захочет —
и суконкой. Пленка, которую
этот крем создает на
поверхности обуви, достаточно блестяща.
Но есть одно обязательное
условие: крем «Спортивный»
нужно наносить на совершенно
чистую и сухую поверхность.
Только при этом достигается
необходимый эффект.
Естественно, что спортивную обувь
лучше чистить перед каждой
прогулкой или тренировкой, а
повседневную — ежедневно.
КОМПОНЕНТЫ КРЕМА
«СПОРТИВНЫЙ»
Парафин —
пленкообразующее
Горный воск — То же
Воск
пчелиный — »
Церезин — »
Стеарин — >>
Нигрозин
жирорастворимый — вещество,
окрашивающее крем
в черный цвет
Рыбий жир — создает
водонепроницаем ость
смягчает и
сохраняет кожу
Силикон — кремнийоргани-
ческая жидкость,
обладающая
высокими
гидрофобными
качествами
Скипидар
Отдушка
— растворитель
— улучшает запах
крема
Рецептура и технология
изготовления крема разработаны
Ленинградским
опытно-экспериментальным химическим
заведом НИПТХИМ. Из
рецептуры видно, что действие крема
основано на сочетании
пленкообразующих, консервирующих
и гидрофобных веществ. Из
последних — наиболее
эффективны силиконы. В состав
обувного крема «Спортивный»
введен силикон — полиметилси-
локсан.
КАК ХРАНИТЬ КРЕМ
«СПОРТИВНЫЙ»
Одной баночки крема, если
применять его ежедневно для одной
пары обуви, хватит на 3—4
недели. Нужно только держать
баночку закрытой при
нормальной комнатной температуре, а
еще лучше на холоду.
Если крем высохнет, его
легко можно разбавить
скипидаром, предварительно расплавив.
Делать это нужно с большой
осторожностью, погасив огонь,
ведь скипидар легко
воспламеняется.
КТО ДЕЛАЕТ КРЕМ
«СПОРТИВНЫЙ», ГДЕ ЕГО
МОЖНО КУПИТЬ
Крем выпускается
Ленинградским
Опытно-экспериментальным химическим заводом
НИПТХИМ. Продается в
хозяйственных и обувных магазинах.
В Москве его, в частности,
продает магазин «1000 мелочей» на
Ленинском проспекте, где,
кстати, продаются и другие изделия
нашего завода. Цена одной
коробочки, в которой содержится
30 граммов крема
«Спортивный», —16 копеек.
НЕКОТОРЫЕ ДОПОЛНЕНИЯ
Пока наш завод, по не
зависящим от него причинам,
выпускает крем «Спортивный»
только одного — черного цвета. И нас,
и потребителей несколько
смущает резкий запах
«Спортивного». Он объясняется
применением сульфатного скипидара,
от которого отказались
производства обычных обувных
кремов. Мы надеемся найти менее
пахучий заменитель. В
заключение рекомендуем всем
спортсменам и всем, кто не любит
носить галоши, пользоваться
кремом «Спортивный» на силиконе.
ее
НАУКА
О ЖИВОМ
ДВА ОТКРЫТИЯ
I В. С. ТОНГУР |
За последнее время стремительный бег
молекулярной биологии несколько
замедлился. Но это, конечно, не значит, что она
исчерпала себя. Просто развитие этой
науки вступило в новую фазу. Если
представить себе ученых, работающих в этой
области, в виде вооруженной научными
приборами действующей армии, то можно
сказать, что город, который она
штурмовала, взят. Большая часть армии
подавляет отдельные оставшиеся очаги
сопротивления.
Переведем наше сравнение на
прозаический язык науки. Большинство ученых
в области молекулярной биологии сейчас
«дочищает» оставшиеся огрехи.
Окончательно уточняется генетический код,
выясняются детали механизмов синтеза
белков и нуклеиновых кислот, продолжается
изучение подробностей развития вирусов
и фагов в клетках-хозяйках и т. д. Это
в известной мере протоптанные тропы:
ученые уже примерно представляют себе,
куда они ведут (хотя и здесь могут быть
неожиданности и сюрпризы).
Не следует думать, что это мелко и
неинтересно. За последнее время здесь
произошло так много новых и важных
событий, что рассказать о всех просто
невозможно. Поэтому мы остановимся только на
немногих из них.
НОВАЯ РНК
Каждый, кто интересуется молекулярной
биологией, наверное, знает, что существует
три вида рибонуклеиновой кислоты (кратко
РНК). Рибосомальная РНК входит в состав
рибосом — мельчайших частичек, с
помощью которых в клетке происходит синтез
белка. Информационная РНК переносит
сюда информацию, закодированную в
молекуле ДНК. Транспортная РНК
«подвозит» к месту синтеза белка строительный
материал — аминокислоты, из которых
состоит белок *.
Для того чтобы изучить свойства РНК,
их химический состав и строение, обычно
поступают так: выделяют всю РНК
целиком из ткани или микробной массы — это
называется «суммарная РНК» — и затем
уже разделяют ее тем или иным способом
на три «сорта». Обычно фракционирование
проводят либо на хроматографических
колонках, либо с помощью скоростного
центрифугирования.
Уже довольно давно было замечено,
что, кроме этих трех видов РНК, при
разделении суммарной РНК появляются еще
какие-то дополнительные фракции.
Однако им не придавали значения, предполагая,
что это не настоящие РНК, а результат
частичного разложения или, попросту
говоря, обрывки молекул рибосомальной или
информационной РНК (транспортная РНК
более устойчива).
Но года три назад недоверчивые
ученые принялись изучать этот вопрос более
детально. И оказалось, что, по всей
видимости, дополнительные фракции РНК
действительно существуют самостоятельно и
не имеют никакого отношения к
известным «классическим» видам РНК. Сколько
таких РНК, — сейчас еще неизвестно.
Особенно подробно исследовалась одна
из фракций. Соединенными усилиями
ученых Болгарии, Советского Союза, Франции,
США, Новой Зеландии эту фракцию
удалось выделить и очистить. Определение
молекулярного веса этой новой РНК
показало, что она чуть тяжелей транспортной
* Подробнее о транспортных РНК и о том, как
советский ученый А. А. Баев расшифровал
строение одной из них, было рассказано в статье
«Двадцать процентов» («Химия и жизнь», 1967,
№ 7).— Ред.
157
РНК. Сразу же было высказано два
предположения: первое — что она является
предшественником РНК, то есть, что
молекулы транспортной РНК образуются
путем отщепления от нее какой-то части;
второе — что новая РНК представляет
собой продукт разложения рибосомальной
или информационной РНК, имеющих
значительно больший молекулярный вес.
Как видите, ученые не хотели сразу
признать, что они открыли новый вид РНК,
а сразу же стали подвергать свой
результат сомнениям. Впрочем, это обычный
метод проверки открытия: надо всеми силами
попытаться его «закрыть», а уж если
окажется, что «закрыть» его невозможно,
тогда... тогда — ничего не поделаешь,
приходится признать, что открытие совершено.
Эксперименты показали, что ни одно из
этих предположений не оправдалось.
Новая РНК оказалась не похожей ни на один
из известных видов РНК.
Откуда же берется этот новый вид
РНК и каково его назначение? На первый
вопрос был получен самый подробный
ответ. Оказалось, что новый вид РНК удается
обнаружить в самых разнообразных
клетках животных, а также у различных
микробов. Молекула новой РНК «сидит» на
рибосомальной РНК, точнее, — на РНК
большей субъединицы рибосом (рибосома
состоит из двух частей — субъединиц, одна
из них побольше и составляет 60—70% от
всей рибосомы, другая — маленькая).
Расчеты показали, что на каждой рибосоме
«сидит» одна молекула новой РНК.
Второй вопрос пока остается без ответа.
Многие предполагают, что поскольку новая
РНК связана с рибосомой, то, значит, она
каким-то образом участвует в синтезе
белка. Но как? Для чего она там нужна?
До сих пор без нее как будто бы прекрасно
обходились, — во всяком случае ученые
в своих схемах...
Ответ на этот вопрос могут дать опыты,
в которых было бы изучено, как ведут
себя рибосомы без новой РНК. К
сожалению, такие опыты пока поставить не
удалось: срывая новую РНК с рибосом, мы
разрушаем и сами рибосомы. Впрочем,
этот вопрос изучается сейчас во многих
лабораториях мира. Можно думать, что
в самом скором времени подобные
эксперименты все же будут поставлены.
Итак, открыт новый вид РНК! Не зная
его биологического значения, невозможно
пока сказать, приведет ли это открытие
к перевороту в наших представлениях
о механизмах синтеза белка или это будет
только деталью в уже известной картине.
КАК НАЧИНАЕТСЯ СИНТЕЗ БЕЛКА?
Возьмем с вами вот эту написанную фразу
и разберем, как мы ее читаем. Во-первых,
мы видим начало фразы: если читать ее
с середины, то мы ничего не поймем. Во-
вторых, мы с первого взгляда видим
отдельные слова, разделенные
промежутками. В-третьих, зная буквы и видя их
последовательность, мы прочитываем и
понимаем каждое слово.
Теперь я напишу первую фразу по-
другому:
возьмемсвамивотэтунаписаннуюфразуи-
разберемкакмыеечитаем.
Прочесть ее стало значительно труднее:
неясно, где начало фразы, где какие слова
и что означают, например, вот эти шесть
букв из середины: «нуюфра»...
Теперь вернемся к синтезу белка. Мы
знаем, что информация о том, какой белок
должен быть синтезирован, закодирована
«трехбуквенным» кодом —
последовательностью нуклеотидов в молекуле
информационной РНК. Этот код и прочитывается
во время синтеза белка. Но для того чтобы
правильно прочесть информацию,
синтезирующей системе нужно «знать», откуда
начинать ее чтение: ведь кодоны
(трехбуквенные «слова») не отделены друг от друга
какими-либо промежутками, как слова на
бумаге, а следуют друг за другом подряд.
Поясним это на примере. Код имеет
четыре «буквы»: А (аденин), Г (гуанин),
У (урацил), Ц (цитозин). Возьмем любую
последовательность этих букв: скажем,
ЦУГАГГУЦАУАГ. Если мы начнем читать
их с первой буквы, то получим такие
трехбуквенные «слова»: ЦУГ, АГГ, УЦА, УАГ.
Но если начать чтение со второй буквы, то
получатся другие слова: Ц, У Г А, ГГУ,
ЦАУ, АГ. Такие триплеты будут
кодировать включение в белковую молекулу
совершенно других аминокислот, хотя
исходная «фраза» как будто одна и та же.
Вполне естественно, что как только был
открыт механизм синтеза белка, перед
учеными сразу же встал вопрос: каким
путем считывающая информацию система
узнает, как следует ее правильно читать?
Долго не удавалось получить ответ на этот
вопрос. В последнее время и эту тайну как
будто удалось вырвать у природы.
08
Исследования велись в двух
направлениях. С одной стороны, были искусственно
синтезированы матрицы, то есть
информационные РНК с заранее заданной
последовательностью кодонов. Затем путем
анализа полученных пептидов выяснялось,
с какого кодона начинался синтез. Узнать
это было нетрудно, определив, какая
аминокислота находится в начале пептидной
цепи. С другой стороны, выяснялось, какие
аминокислоты находятся в начале
пептидной цепи некоторых очень простых
белков. Ученые установили, что цепь
полученных синтетическим путем пептидов
начинается необычно — первым в цеии
стоит формилметионин, вторым — аланин.
Формилметионин — это аминокислота ме-
тионин, к которой присоединена молекула
формалина. Формалина же ученые в
составе белков никогда раньше не находили.
Недоумение усилилось еще больше,
когда были проанализированы те же белки,
но синтезированные уже не в пробирке,
а в клетке. Никакого формилметионина
в них не оказалось. На первом месте в
цепи стоял аланин — хорошо известная
аминокислота. Б чем же дело? Как
разрешить это противоречие?
И тогда было сделано остроумное
предположение: а нет ли в клетке специального
фермента, отщепляющего
формилметионин от начала полипептидной цепи?
Аланин стоит вторым от начала цепи, и после
отщепления формилметионина он
оказывается первым.
Необходимые опыты были поставлены,
и предположение подтвердилось: такой
фермент был обнаружен.
Вхождение метионина в белковую цепь,
как было уже установлено, кодирует кодон
УАГ. Может быть, он и является той
отметкой, по которой считывающая система
узнает начало «фразы»?
Да, по всей вероятности, это так и
есть, — подтвердила другая группа ученых,
которые работали с синтетическими
матрицами. Если в искусственной полинуклео-
тидной цепи имеется кодон УАГ, то
скорость синтеза белка в пробирке возрастает
во много раз.
В конце концов было показано, что
кодон УАГ информационной РНК
действительно является, как говорят,
инициирующим, то есть начинающим синтез белковой
цепи; он кодирует включение в молекулу
белка формилметионина, с которого и
начинается построение всей молекулы белка.
Но почему формилметионин
предпочтительнее для начала синтеза цепи, чем,
скажем, обычный метионин, включение
которого также кодирует кодон УАГ?
Окончательного ответа на этот вопрос еще
не получено. Предполагают, что для
начала синтеза белковой цепи, в которой
аминокислоты связаны пептидной связью
(—NH—СО—), зачем-то необходимо иметь
эту пептидную связь «в готовом виде».
Она и имеется в формилметионине.
Оказалось даже, что вовсе
необязательно инициирующий кодон УАГ должен
стоять первым в информационной РНК. Он
может быть третьим, четвертым,
двадцатым. Но синтез белка все равно начнется
именно с него. Предшествующие кодоны
информационной РНК просто не будут
«прочитаны».
А что будет, если кодона УАГ вообще
нет в молекуле информационной РНК?
Опыты, выполненные на искусственных
информационных РНК, показали, что в
этом случае белки все же начинают
синтезироваться, но скорость их синтеза
значительно меньше, да и получаются белки
цепь которых начинается с разных
аминокислот.
В настоящее время усиленно изучается
вопрос, каким образом система,
синтезирующая белок, «узнает», что белок готов
и синтез следует остановить. Конечно, и
в этом замешаны кодоны, но пока здесь не
все ясно.
Чтобы закончить с вопросом о том, как
начинается синтез белка, необходимо
сказать еще об одном обстоятельстве. В ряде
лабораторий в самое последнее время
выяснено, что для синтеза белка нужны
какие-то дополнительные факторы, которые
присутствуют в клетке. Пока даже точно
не известно, сколько их: некоторые
считают, что два или три, другие полагают, что
один. Известно, что они белковой природы.
Как полагают ученые, открывшие эти
факторы, их действие заключается в том, что
они каким-то пока непонятным образом
способствуют присоединению
информационной РНК к рибосомам и таким образом
стимулируют синтез. В чем здесь дело,
сказать пока ничего нельзя. Сейчас ясно
одно — такие факторы существуют.
Вот мы и рассказали о нескольких
событиях, происшедших за последние годы
«в тылу» действующей армии
молекулярных биологов.
69
Но наиболее дальновидные полководцы
этой армии уже заняты формированием
полков к штурму следующих крепостей,
вырисовывающихся на горизонте.
Многие ученые уже ведут сейчас
принципиально новые исследования,
результаты которых, как можно надеяться, будут
не менее, если не более, поразительными
в сравнении с результатами прошлых лет.
По-видимому, в ближайшие годы
усилия ученых будут направлены прежде
всего на решение вопросов нейробиологии,
то есть выяснения механизмов поведения
животных и человека. В связи с этим
встает очень крупный вопрос — вскрытие
механизма биологической памяти в самом
широком понимании этого слова. Память
генетическая (ее секреты во многом уже
раскрыты), память иммунологическая,
память как следовые явления в головном
мозге, — одинаковы ли их механизмы или
же природа на каждый случай заготовила
новый прием, новый способ?
Далее, можно полагать, что
интенсивному изучению подвергнется круг
вопросов, касающихся регуляции
жизнедеятельности на всех уровнях. Как регулируется
развитие оплодотворенного яйца в целый
организм? Какие процессы лежат в основе
дифференциации живой материи?
Насколько приложима (или неприложим а) для
клеток высших животных гипотеза о
регуляции жизнедеятельности микробной
клетки, разработанная французскими
биологами, лауреатами Нобелевской премии
Жакобом и Моно? Какую роль играют
гормоны в регуляции метаболизма? Каков
механизм их действия? Ведь в настоящее
время накапливается все больше данных,
что они активно влияют на синтез белка
и нуклеиновых кислот...
Вот как нам представляются основные
пути развития молекулярной биологии
в ближайшие годы, вот где следует
ожидать новых успехов, новых открытий.
УЧИТЕСЬ
ПЕРЕВОДИТЬ
АНГЛИЙСКИЙ—
ДЛЯ ХИМИКОВ
В нынешнем номере мы снова возвращаемся к теме «Английский
для химиков» (см. «Химия и жизнь», 1966 г., № 1—12; 1967 г.,
№ 9). В дальнейшем в разделе «Учитесь переводить» будут
публиковаться статьи, посвященные переводу научно-технической
литературы с других иностранных языков.
МНОГОЗНАЧНОСТЬ ГЛАГОЛАТО HAVE
Глагол to have — многозначный, его функция
определяется тем компонентом, который стоит
вслед за ним.
1. В сочетании с последующим
существительным глагол to have выступает в смысловом
значении «иметь», «обладать».
These compounds have the advantage of being
cheap.
«Эти вещества имеют то преимущество, что
они дешевые.»
2. В сочетании с последующими
существительным и инфинитивом to have переводится как
«хотеть», «мочь», «быть в состоянии».
We have a new device to show you.
70
«Мы хотим показать вам новый прибор.»
When Mendelevev was constructing his table,
several gaps were left to have the succeeding elements
fall into their proper groups.
«Когда Менделеев создавал свою таблицу, он
оставил несколько пропусков, чтобы еще
неизвестные элементы могли попасть в
соответствующие им группы.»
3. В сочетании с последующим инфинитивом
to have переводится как «надо», «нужно»,
«должен», «следует».
The rate of gas flow does not have to be large.
«Скорость потока газа не должна быть
большой.»
We had to decide which course of the reaction
to choose.
«Мы должны были выбрать ход реакции.»
We shall have to neglect migrating hydrogen.
«Нам придется пренебречь мигрирующим
водородом.»
4. Сочетание to have + III форма смыслового
глагола указывает на Perfect Tenses. Перфект
употребляется тогда, когда речь идет не столько
о самом действии, сколько о том, что зто
действие происходит, произошло или произойдет до
другого действия.
Например, Past Perfect свидетельствует о том,
что действие в перфекте произошло до другого
действия; Future Perfect указывает, что действие
в перфекте произойдет до другого действия;
Perfect Participle указывает на то, что действие,
выраженное обстоятельством (Participle),
совершилось до главного действия.
Следующий пример наглядно показывает, как
важно учитывать роль перфектных форм при
переводе с английского языка.
Речь идет о таком существенном вопросе, как
авторский приоритет.
In 1934 Danielli and Adam pointed out that the area
occupied in the surface by an ergosterol molecule
was unfavorable for the hydroxy! group, as had
been suggested in the same year by Rosenheim and
King.
«B 1934 году Даниелли и Адам отметили, что
площадь, занимаемая на поверхности молекулой
эргостерина, является неблагоприятной для гид-
роксильной группы, как ранее предположили
в том же самом году Розенгейм и Кинг.»
Наиболее интересной для перевода формой
перфекта служит Present Perfect, который
указывает на действие, законченное к моменту речи;
в этом случае акцент делается не на время, когда
это действие совершилось, а на сам факт его
завершения и вытекающий из этого результат.
На примере русских предложений со словам и*
указывающими на результат действия,
можно наглядно продемонстрировать смысловую
сущность Present Perfect. Возьмем три
предложения:
Скажите, директор еще не приезжал или уже
уехал?
Что вы, я впервые вижу этот отчет.
Вы когда-нибудь ели уху из мидий?
В первом предложении нас явно интересует не
поездка директора, а факт его присутствия или
отсутствия на работе; из второго предложения
ясно, что говорящий снимает с себя
ответственность за отчет; в третьем предложении речь
идет не о процессе еды, а об обмене опытом илу
о возможности получить новые вкусовые
ощущения.
Present Perfect указывает на такие ситуации
грамматически, и поэтому в английских
предложениях использованные выше лексические
средства часто отсутствуют. Present Perfect обычно
переводится глаголом прошедшего времени
совершенного вида.
В заключение переведите следующие
предложения и продумайте, какой результат вытекает
из приведенной в них информации:
A large number of small uranium occurences have
been reported over widely separated parts of
Australia.
Alkali has been noted to promote cis-reduction of
steroid analogues.
The conditions seem to have been poorly chosen.
Mathematical formulas have been devoloped for
calculating the number of isomers in these special
cases.
A paper dealing with this matter has appeared.
Кандидат филологических наук
а. л. пумпянский:
71
specie*»
ЖИВЫЕ
ЛАБОРАТОРИИ
ЧУДО-ДЕРЕВО
Это дерево занимает особое
место среди многих тропических
растений, приносящих пользу
человеку. Хотя бы потому, что
Оно с древнейших времен воз-
делывается почти во всех
странах мира с тропическим
климатом. И это неслучайно.
Свойства его удивительны.
Несколько капель его сока, рас-
Б. К. ЧАПЛЫГИН,
Главный ботанический сад Академии наук СССР
творенного в воде, делают
мягким самое жесткое мясо! Можно
даже просто завернуть мясо в
листья этого растения — эффект
получится тот же. Плоды,
семена, листья, млечный сок этого
дерева широко применяются в
народной медицине — против
кожных заболеваний, для
заживления ран, при
диспепсиях... Одним словом, дерево
это — настоящий добрый друг
людей.
Называют его дынным
деревом, или папайей.
Действительно, его плоды и по внешней
форме, и по внутреннему
устройству напоминают дыню.
Впервые увидели дынное
дерево испанские завоеватели
в Панаме в начале XVI в.
В конце XVII в. оно было
завезено в Азию и там обрело
вторую родину. Сейчас дынное
дерево возделывают в
Центральной Америке, на востоке
Африки, в Индии, на Цейлоне
и островах Малайского
архипелага, в Австралии; совсем
недавно его стали культивировать
в Техасе.
Что же это за дерево?
Прежде всего, деревом
папайя названа «незаконно». Это
травянистое растение (так же,
например, как и банан):
стебель ее не ветвится и никогда
не древеснеет, хотя и достигает
десятиметровой высоты при
диаметре 30 см. На своей
вершине ствол несет большие
пальчато-рассеченные листья,
которые образуют шапку,
напоминающую зонтик.
Мясистый плод дынного
дерева весит от 300 г до 2 кг.
У разных сортов плоды разной
формы: грушевидные,
цилиндрические или
яйцевидно-продолговатые. Различны они и на
вкус — и не только у разных
сортов, но и на одном и том же
растении. Как и у настоящей
дыни, вкуснее всего те плоды,
которые вызревают в жаркое
время года.
Дынное дерево — большая
неженка. Оно погибает не
только от мороза, но даже и при
низкой положительной
температуре. Поэтому даже в
тропиках промышленные плантации
размещаются невысоко над
уровнем моря: выше 1000 м,
где ночи сырые и прохладные,
плоды созревают медленно, и
качество их низкое.
Плодоносить дынное дерево
начинает через 8—18 месяцев
после посадки. Если плоды
предназначены для
употребления на месте, их оставляют на
растении до полного созревания,
а если их нужно куда-то
везти, — собирают раньше, как
только их верхушки начинают
окрашиваться в желтый цвет.
Снятые с дерева плоды
дозревают в хранилищах при
температуре не ниже 16СС.
Химические и биологические
свойства этого удивительного
растения сейчас хорошо
изучены. В плодах и других частях
дынного дерева содержатся
крахмал, сахар, витамины, а
главное, — очень ценный
фермент папаин, сходный по
своему действию с ферментами
желудочного сока. Вот почему
сок папайи размягчает сырое
жесткое мясо — оно под
действием папаина, по существу,
начинает перевариваться.
Биохимические изменения,
вызываемые действием папаина,
освежают вкус пива, «старят»
молодые вина, усиливают
аромат сыра. Обработка папаином
смягчает кожу перед дублением,
уменьшает усадку тканей.
Этими необычными
свойствами папаина и объясняется
многообразное применение
плодов дынного дерева в пищевой
и легкой промышленности, в
кулинарии. Из них получают
приятные на вкус напитки,
маринады и джемы, особые сорта
мороженого, сиропов и т. д.
Все эти продукты вдобавок
обладают еще и целебными
свойствами* Мы уже говорили,
что дынное дерево находит
широкое применение в народной
медицине. Основную ценность
здесь представляет его сок —
латекс, тоже содержащий
папаин. На его основе создано
немало патентованных
препаратов, которые помогают при
аллергических состояниях,
употребляются для лечения
карбункулов, хронических гнойных
отитов, ускоряют рассасывание
струпов после ожога. Имеются
также указания на то, что
папаин как будто стимулирует
образование эритроцитов.
Ценный латекс, содержащий
папаин, собирают примерно
так же, как природный каучук.
На незрелых плодах делают
вручную несколько неглубоких
надрезов. Под них подставляют
чистую стеклянную посуду,
куда и стекает сок до тех пор,
пока он не загустеет. Сгустки
сока тоже аккуратно
соскабливают. Надрезы делают через
каждые несколько дней, пока
плод не начнет созревать.
Собиратели латекса никогда не
пользуются металлическими
ножами и посудой: металл
вызывает потемнение латекса,
ухудшает его качество.
Урожайность зрелых плодов
дынного дерева и выход
латекса сильно колеблются. При
умелой агротехнике гектар
плантации папайи дает в год больше
100 т плодов и до 245 кг сухого
латекса.
73
Дынное дерево давно уже
привлекает внимание и наших
растениеводов. Первые опыты
его выращивания в России
были предприняты В. В.
Марковичем на Сухумской садовой
и сельскохозяйственной
опытной станции в 1904 г. Однако
ученому не удалось довести
растения до плодоношения, и
работа была прекращена.
В советское время опыты по
разведению папайи были
начаты в конце 50-х гг. по
инициативе академика Н. В. Цицина
в оранжерее Гагрского опорного
пункта Главного ботанического
сада Академии наук СССР. Там
удалось впервые получить
плоды этого растения.
А начиная с 1964 г.
советские ботаники пытаются
вырастить дынное дерево в
открытом грунте. Конечно, это лишь
первые робкие шаги, но они
вселяют некоторые надежды.
Высаживают папайю в
январе — феврале в оранжерее, а в
Органические вещества играют
важную роль в жизни растений.
Они содержат азот, который,
минерализуясь, переходит в
доступные для растений
соединения. Органическое вещество
служит пищей для
микроорганизмов: выделяемая ими
углекислота проникает из почвы в
прилегающие слои атмосферы,
в результате чего содержание
углекислоты в воздухе,
омывающем листья растений, увели-
мае — июне растения переносят
в открытый грунт. К концу
августа отдельные экземпляры
уже достигают
полутораметровой высоты. Интересно, что их
«ровесники», оставшиеся в
оранжерее, сильно отстают
в росте.
К началу сентября на
некоторых растениях образуются
плоды весом в 100—150 г. К
сожалению, созреть они не
успевают: в конце ноября, с
наступлением холодов, растения
погибают.
Работы по выращиванию
папайи в открытом грунте
продолжаются. Сейчас мы думаем
устроить легкие пленочные
укрытия, которые позволяют не
только создать для
тропического гостя более благоприятные
микроклиматические условия,
но и значительно продлить
вегетационный период. Если
результат будет хорошим, можно
будет решать вопрос, не
окажется ли экономически целе-
АГРОХИМИЧЕСКИЕ
СОВЕТЫ
чивается. Органическое
вещество сильно повышает буферность
почвы — ее способность не
изменять первоначальной реакции
при введении кислот и
щелочей, а также улучшает
некоторые важные физические
свойства почвы, прежде всего ее
влагоем кость.
Какими же ресурсами
органических удобрений
располагает наша страна? Основной их
вид, наиболее распространен-
сообразно выращивать дынное
дерево, чтобы получать зрелые
плоды и латекс. Опыты с
растениями, выращенными в
оранжерее, показали, что с лучших
деревьев можно получить до
300 г сухого папаина в год.
Трудно ввести новое
растение в культуру — тем более,
если оно происходит из
тропиков. Но это все-таки возможно.
Примерами такого «осевере-
ния» южан богаты наши
ботанические сады. Важно шире
поставить опыт, искать самые
холодостойкие сорта, применять
методы селекции и закалки
растений. Тогда, может быть, и
на нашем Черноморском
побережье появятся плантации
чудо-дерева.
Рисунок С. ДОНСКОЙ
ный и доступный, — торф,
запасы которого в СССР
достигают примерно 70% мировых.
Торфяники занимают в СССР
72 млн. га и содержат около
160 млрд. т воздушно-сухого
торфа.
Торфяные болота в
зависимости от их расположения и
состава растительности,
образующей торф, делятся на
верховые, переходные и низинные.
Верховой, или сфагновый торф
ОРГАНИКА В ПОЧВЕ
Ф. П. КАЩЕНКО,
Агрохимическая лаборатория Московского общества
охраны природы
74
отличается малой степенью
гумификации (разложения),
малой зольностью, высокой
кислотностью. Для торфа низинных
болот характерна более высокая
зольность, большая степень
гумификации, меньшая
кислотность. Он содержит много гуми-
новых кислот — коллоидных
соединений непостоянного
состава и относительно высокого
молекулярного веса,
образующихся при бактериальном
разложении растительных
остатков. Азота и других
питательных веществ в низинном торфе
больше, чем в сфагновом (см.
таблицу).
Фосфорная кислота и калий,
как мы видим, содержатся в
торфе в небольших
количествах, но зато в форме, легко
доступной для усвоения
растениями. Кроме того, кислая
реакция верхового торфа
способствует разложению
фосфоритной муки и улучшает
использование растениям и
содержащегося в ней
фосфора. Поэтому торфофосфоритные
компосты широко применяются
в сельском хозяйстве, особенно
на легких почвах (песчаных
и супесчаных).
При использовании торфа на
удобрение большое значение
имеет его влагопоглотительная
способность, объясняющаяся
наличием у болотных растений
особых клеток с большой вса-
Состав различных
Типы торфа
Верховой . . .
Переходный . .
Низинный ....
типов
X
Зол
5,0
E,5
12,9
торфа
F-
о
<
1,0
1,7
2,8
, в %
с
0*
фор
о
е
0,1
0,2
0,4
от сухого вещества
о
^'
«
■л
0,1
0,1
0,2
с
СС
U
есть
со
0,4
1,2
2,0
Z>
о
X
С С2
С к
95,0
93,5
87,1
торфа
о.
2,8—3,6
3,6—4,8
4,8—5,8
сывающей способностью. 1 кг
абсолютно сухого торфа
способен поглотить и удержать от
5 до 30 кг воды. Влагоем кость
и газопоглотительная
способность торфа тем больше, чем
меньше степень его разложения.
Для активизации торфа его
обогащают питательными
веществами — калием, фосфором,
магнием и др. Из хорошо
разложившегося низинного торфа
в смеси с навозной жижей и
минеральными удобрениями
готовят органоминеральные
удобрения. Без такой
предварительной подготовки можно
использовать лишь низинный торф
с высокой степенью
разложения, низкой кислотностью и
зольностью выше 12%, богатый
фосфором и кальцием.
Лучший способ
использования торфа — применение его
для заготовки торфонавозных
компостов. При хранении с
торфом навоз или фекалии уже
спустя 2,5 месяца теряют запах,
в компосте гибнут яйца
гельминтов, микроорганизмы ки-
шечно-тифозной группы и
другие болезнетворные микробы.
При смешивании торфа с
навозом развивается значительное
количество полезных
микроорганизмов, которые ускоряют
минерализацию органических
веществ торфа.
Существует много способов
заготовки торфокомпостов. Вот
один из них. Укладывается слой
торфа толщиной 15—20 см,
поверх него рассеивается
древесная зола B,5—3% от веса
торфа), затем навоз или фекалии
A0—15% от веса торфа), а
потом — суперфосфат или
фосфоритная мука C—4% от веса
торфа).
Для получения
высококачественных компостов
необходима достаточная влажность и
периодическое перемешивание.
РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ
РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ
РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ
АММИАК ВМЕСТО БЕНЗИНА!
Одна из важнейших технических
проблем состоит в том, чтобы
сделать автомобильные двигатели
безвредными для окружающих:
ведь бензин, сгорая, дает
множество крайне ядовитых
продуктов. Количество этих веществ
можно уменьшить, подбирая
режим работы двигателя,
пропуская выхлопные газы через
специальные насадки и т. А*
Вместе с тем, существует еще
один способ полностью решить
эту проблему: надо сменить
топливо— сжигать вещество, не
дающее при сгорании ядовитых
газов. В частности, один из
кандидатов на роль такого горючего —
аммиак, который, сгорая, дает
только воду и азот. Аммиак
достаточно дешев, его удобно
хранить, так как он легко сжижается.
Опыты подобного рода
проводились во время второй мировой
войны; однако аммиак не
получил признания вследствие того,
что сам он весьма токсичен,
а поршни цилиндров двигателей
внутреннего сгорания не
обеспечивают достаточной
герметичности. Сегодня же, в связи с
работами над созданием
газотурбинных автомобильных двигателей,
интерес к аммиаку как к топливу
возродился вновь: в этих
двигателях утечка топлива
исключается.
75
СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ
В. Н\ ИПАТЬЕВ
1
Это имя химики узнали в 1897
году, когда в «Журнале Русского
физико-химического общества»
была напечатана статья «Строение
и синтез изопрена». Мономер
природного каучука был
расшифрован и синтезирован
тридцатилетним артиллерийским офицером,
занимавшимся до того
исследованиями структуры стали.
Вот формула этого вещества:
НоС=С—СН=СНо.
I
СН3
С нее начался триумфальный
путь Владимира Николаевича
Ипатьева в химии. Начав работать у
А. Е. Фаворского (тогда —
приват-доцента Петербургского
университета), Ипатьев берется затем
за разработку проблемы катализа
и становится одним из
основоположников каталитического
органического синтеза. Одно из
важнейших его открытий в этой
области — взаимно усиливающее
действие катализаторов в смеси.
Затем он вводит в каталитический
синтез органических соединений
высокие давления и высокие
температуры и в 1904 году
конструирует «бомбу Ипатьева» —
первый химический аппарат высокого
давления.
Результат — получение
сначала в лабораторных, а потом и в
промышленных условиях многих,
зачастую дефицитных
органических продуктов из нефти,
каменного угля и воздуха.
В 1900—1910 гг. Ипатьев
разрабатывает систему каталитического
превращения спиртов. Заменяя
катализаторы и изменяя
температуры реакции, он находит способы
получения из этилового спирта
разнообразных продуктов:
этилена, уксусного альдегида,
этилового эфира и, наконец, дивинила,
которому было суждено в скором
времени стать полуфабрикатом
для производства первого
синтетического каучука. Неслучайно
восемнадцать лет спустя
создатель первого в мире «СК»
профессор С. В. Лебедев напишет в
авторской заявке, что его метод
синтеза имеет прямое отношение
к научным идеям Ипатьева.
Интересы Ипатьева-химика
многогранны, а продуктивность
поразительна. Он разрабатывает
методы гидрирования и
дегидрирования углеводородов разных
классов, способы ожижения твердого
топлива и гидрогенизации жиров,
методы нефтехимического
синтеза и химической переработки
нефти. Наконец, в 1913 году
В. Н. Ипатьев впервые в мире
синтезирует полиэтилен.
2
Как это не раз бывало в науке,
химик, избранный в 1916 году
членом Российской Академии наук,
избранный членом Парижской и
Берлинской академий и
Национальной академии наук США,
доктор Петербургского, Страсбург-
ского и Геттингенского
университетов, удостоенный за научные
заслуги большой и малой премий
имени Бутлерова, медалей Гиббса,
Бертло, Лавуазье и многих
международных премий, — этот химик
не имел высшего химического
образования. Он окончил Михай-
ловское артиллерийское училище
и Артиллерийскую академию.
А свою главную специальность
приобрел в лаборатории А. Е.
Фаворского, а затем — в
заграничной командировке у А. Байера.
В 1900 году Ипатьев стал
профессором Артиллерийской
академии. Он был произведен в
генералы царской армии. Он занимал
высокие должностные посты в
разных ведомствах вплоть до
должности руководителя
химического комитета Главного
артиллерийского управления; этот
комитет в годы первой мировой войны
ведал производством всех
взрывчатых веществ и средств
химической защиты.
Но положение, которое
Ипатьев занимал, не помешало ему
трезво понять, что
самодержавный строй — тормоз для
прогресса его страны. Вместе со многими
другими учеными России он
принял Октябрь, и на первом после
революции заседании Российской
Академии наук выступил за
поддержку академией
рабоче-крестьянского правительства. В
сложной обстановке первых
послеоктябрьских месяцев поддержка
нового строя деятелями науки и
искусств имела немалое значение:
она помогала собирать силы для
хозяйственного и культурного
обновления страны. Неслучайно в
одном из печатных выступлений
тех лет А. М. Горький
подчеркивал: «Русский ученый — активный
и влиятельный сотрудник
(советской — Авт.) власти, как о том
говорят почтенные имена Осадче-
го, Ольденбурга, Ферсмана,
Ипатьева, Лазарева, Кольцова,
Рождественского, Иоффе и длинного
ряда других крупных ученых».
В 20-х годах при участии
Ипатьева было создано несколько
научных учреждений —
Государственный институт прикладной
химии, Институт удобрений,
Институт силикатов, Государственный
научно-технический институт, и,
наконец, основное его детище —
Государственный институт высоких
давлений — ГИВД. В этом
институте, которому В. Н. Ипатьев с
1926 года посвятил себя
полностью, уйдя с административных
государственных постов, были
получены новые удобрения,
средства борьбы с
сельскохозяйственными вредителями и многие веще-
7«
/'-'■
1
I
шт* ш ***** у*
вк^^эссмзд^ооюнг э^^ к*х**&*!&
22
б #/$ tf/ШЮ СВОВОДИОГО ПРОХОДА
ства, необходимые для обороны
страны. Ипатьев был главой
большой научной школы, из которой
вышли такие видные советские
химики, как А. Д. Петров, Н. А.
Орлов, Г. А. Разуваев, А. В. Фрост,
Б. Н. Долгов, Б. Л. Молдавский,
М. С. Немцов, В. В. Ипатьев (сын).
Учебники химии, написанные
В. Н. Ипатьевым, неоднократно
переиздавались. Ученый выступал и
пропагандистом идей химизации,
ему принадлежит ряд популярных
брошюр: «Положение и задачи
химической промышленности»,
«Наука и промышленность на
Западе и в России», «Химическая
промышленность — база
химической обороны». Одна из брошюр
Ипатьева — «Необходимость
постановки электродного
производства из туруханского графита», —
вышедшая еще в 1921 году,
привлекла внимание В. И. Ленина.
Сохранилась записка Владимира
Ильича — предложение
управляющему делами Совнаркома
поставить вопрос об организации
добычи графита в Сибири.
В 1930 году, находясь в
заграничной командировке, Ипатьев
не вернулся на родину и остался
в Америке, где умер в 1952 г. на
86 году жизни.
За несколько лет до его смерти
в Нью-Йорке и Лондоне на
английском и русском языках вышла
в свет написанная Ипатьевым
книга «Жиень одного химика».
Это было уже время
антисоветской «холодной войны», когда
в США во всю преследовали
прогрессивных артистов, писателей,
ученых. Книга Ипатьева несет на
себе, к сожалению, печать
враждебных нам взглядов. Но в ней
же нашлось место и для
признания того факта, что переход
власти в руки пролетариата в
Октябре 1917 года «обусловил
собой спасение страны, избавив
ее от анархии и сохранив в то
время в живых интеллигенцию и
материальные богатства страны».
Ипатьев рассказывал о своих
встречах с В. И. Лениным,
Ф. Э. Дзержинским, А. М.
Горьким, А. В. Луначарским.
Один из американских биографов
Владимира Николаевича Ипатьева
утверждал, что Россия за три века
выдвинула трех гениальных
химиков: в XVIII столетии —
Ломоносова, в XIX — Менделеева и в
XX — Ипатьева. Вероятно, к этому
заявлению можно относиться по-
разному. Но бесспорно одно —
Ипатьев был выдающимся ученым.
9 ноября 1967 года
исполнилось сто лет со дня его
рождения. Отдавая должное вкладу
Ипатьева в науку, химики во всем
мире отметили эту дату.
А. М. МАКСИМЕНКО,
доктор химических наук
Ю. С. МУСАБЕКОВ,
доктор химических наук
В. И. КУЗНЕЦОВ
ПОПРАВКА
В № 11 A967 г.) на стр. 60 в первом абзаце сверху допущена
опечатка. Следует читать: «В менделеевской таблице хром занимает
место в четвертом периоде между ванадием и марганцем, а по
положению в группе соответствует молибдену и вольфраму».
77
Энрико ФЕРМИ,
1901—1954
БИБЛИОТЕКА
СТРАНИЦЫ
ИЗ
ЛЕТОПИСИ
АТОМНОГО
ВЕКА
1.
КАК МЫ
ПЫТАЛИСЬ
ОСУЩЕСТВИТЬ
ЯДЕРНУЮ
ЦЕПНУЮ
РЕАКЦИЮ
Э. ФЕРМИ
Б январе 1939 года в
Вашингтоне состоялась встреча,
организованная Институтом Карне-
ги в сотрудничестве с
Институтом Джорджа Вашингтона, в
которой и я принимал участие.
Там впервые, полушутя,
полусерьезно, обсуждалось
значение для науки только что
открытого явления — деления
ядра атома урана под
действием нейтрона — как
возможного источника ядерной
Отрывки из последнего
публичного выступления Э. Ферми
в 1954 г., на заседании
Американского физического общества.
энергии. Ученые предполагали^
что раз происходит деление, —
а это очень серьезная
перестройка всей ядерной
структуры, — то, вполне вероятно, при
этом будут испускаться
нейтроны; а если они будут
испускаться, то их может быть
больше, чем один, — ну, скажем,
два; а если их будет больше,
чем один, то каждый может,
в свою очередь, вызвать
деление. Очевидно, при этом начнет
работать механизм цепной
реакции.
Эта тема вызвала большое
возбуждение среди физиков.
78
Во многих лабораториях
ученые стали с лихорадочной
быстротой ставить
эксперименты. Помню, еще не успев уехать
из Вашингтона, я получил
телеграмму от Даннинга,
извещавшую об успехе опыта
по обнаружению осколков
деления. Подобные эксперименты
проводились и в других
лабораториях Америки, а также
в трех-четырех местах в
Европе (где они начались, я думаю,
даже раньше).
В Колумбийском
университете физики взялись за долгую
и трудоемкую работу. Они
хотели получить подтверждение
новым туманным
предположениям о возможности
испускания нейтронов при акте
деления. Чрезвычайно важен был
вопрос о числе нейтронов:
чуть большая или чуть
меньшая вероятность испускания
нейтронов меняла характер
всего явления.
Многие ученые работали
независимо один от другого,
пользуясь разными методами. Они
информировали друг друга о
результатах. Например, такая
работа велась во Франции
группой, руководимой Жоли'О.
Все исследователи
приходили к одному выводу (думаю,
что Жолио сделал это
несколькими неделями раньше, чем
мы): нейтроны испускаются, и
их довольно много. Но
количественные результаты измерений
были очень неопределенны и не
слишком надежны...
Не энаю, знакомы ли вы
со Сциллардом; думаю, что
многие его знают. Это блестящая
личность. И ему,— по крайней
мере у меня такое
впечатление,— нравится удивлять
людей. На этот раз он удивил
физиков, предложив им в обета-
79
новке того времени — шел
1939 год и в воздухе здорово
пахло войной — отказаться от
традиционной публикации
научных результатов. Он считал,
что нужно придержать
результаты до тех пор, пока не станет
ясно, будут они потенциально
полезны или опасны...
Важная часть работ была
связана с предположениями,
высказанными Бором и Уиле-
ром: из двух изотопов урана
медленными нейтронами
делится не более распространенный
изотоп уран-238, а менее
распространенный уран-235,
присутствующий в естественном
уране в виде небольшой
примеси, в количестве всего 0,7
процента. Рассуждения ученых,
работающих в этом
направлении, основывались на том, что
уран-238 имеет четное число
нейтронов, а уран-235 —
нечетное. И это, как следовало из
анализа энергий связи,
проведенного Бором и Уилером,
делало вероятным
предположение, что уран-235 делится
лучше.
Эксперимент подтвердил
теоретическое предположение Бора
и Уилера; было доказано, что
ключевой изотоп урана, с
точки зрения попытки построить
установку, использующую
атомную энергию,— это
действительно уран-235.
Для создания установки, в
которой пойдет цепная
реакция, нужно было прежде всего
обеспечить, чтобы
определенная доля нейтронов (из числа
«рожденных» при каждом акте
деления) вновь вызывала
деление ядер урана. Если число
вторичных актов деления
окажется больше числа первичных,
то это означает, что реакция
идет; если оно меньше —
значит, реакция не идет...
В те давние дни, в конце
1939 года, атака на проблему
«раскрепощения»
внутриатомной энергии шла по двум
направлениям. Первое: нужно
было выделить большое
количество урана-235; килограммы,
даже десятки и сотни
килограммов. Ведь никто
по-настоящему не знал, сколько его
потребуется и как работать
с ним, и как избавиться от
балласта — больших количеств
урана-238. Второе направление
исходило из того, что
нейтронов, возможно, окажется не так
уж мало; пошевелив мозгами,
можно эффективно
использовать их и получить цепную
реакцию, не прибегая к
разделению изотопов. Я много лет
работал с нейтронами, в
частности, с медленными
нейтронами; поэтому я вошел во вторую
группу исследователей.
Эффективные попытки
подступиться к разделению
изотопов были предприняты Даннин-
гом и Бутом *. Бут
консультировался с профессором Юри.
Сциллард, Зини, Андерсон
и я приступили к своим
экспериментам. Они требовали
огромного количества измерений. Я
потом никак не мог понять,
почему наши измерения в те дни
были так плохи. Наверное,
возможности были другие... Много
легче экспериментировать с
нейтронами, имея реактор в
качестве источника.
Скоро мы поняли: чтобы
появились шансы на успех,
нам нужно раздобыть
медленные нейтроны. Нужен
замедлитель. Им могла служить вода...
Но вода была скоро
забракована. Она замедляла нейтроны,
но не менее активно и
поглощала их. Может быть, лучше
графит? Свойства его как
поглотителя были известны мало,
но у нас были основания
надеяться, что поглощение будет
небольшое.
Мы подходим к концу
1939 года, когда Эйнштейн на-
* История аналогичных
исследований в Советском Союзе
описана в книге И. Н. Головина
«И. В. Курчатов». — Ред.
писал свое знаменитое письмо
президенту Рузвельту. Он
советовал обратить внимание на
ситуацию в физике, на то, что
там заваривается и к каким
последствиям это может привести.
Одновременно он просил
оказать физикам помощь.
Через несколько месяцев
помощь была оказана. Мы
получили на эксперименты шесть
тысяч долларов. Деньги были
использованы для закупки
огромного (вернее, по тем
временам зто казалось огромным)
количества графита. И вот
физики стали выглядеть, как
углекопы, а жены по вечерам
никак не могли взять в толк,
в чем же дело...
А дело заключалось в том,
что мы пытались что-нибудь
узнать о поглощении в
графите. Мы построили из графита
колонну высотой в три с
половиной и шириной в два метра.
Это был, по-видимому, первый
случай, когда физическая
аппаратура (а вся масса графита и
была нашей аппаратурой)
оказалась такой большой, что на
нее требовалось взбираться. Для
меня это был первый случай,
когда мне приходилось
карабкаться на собственную
установку. Она была выше моего роста,
я, как видите, невысокий...
В нижней части колонны мы
установили нейтронные
источники и стали смотреть, как
нейтроны замедлялись, а затем
диффундировали вверх по
колонне. Если поглощение
больше, чем надо,— далеко вверх
они не уйдут...
Но поглощение оказалось
небольшим. Нейтроны довольно
свободно распространялись по
колонне. Потратив некоторое
время на математический
анализ ситуации, мы получили
первые оценки сечения поглощения
в графите. Это был ключевой
момент, от него зависело,
удастся ли нам осуществить
цепную реакцию в системе из
естественного урана и графита.
80
Не буду вдаваться в детали
эксперимента. На него ушло
несколько лет. Потребовались
часы, дни и недели
исключительно напряженного труда...
Если смотреть на
результаты наших первых
исследований, где даются количества
вторичных нейтронов, полученных
разными учеными, можно
увидеть: результаты отличаются
один от другого на двадцать и
более процентов. Думаю, здесь
проявлялся личный
темперамент исследователей.
Оптимисты неизбежно преувеличивали
значения, а пессимисты, вроде
меня, записывали числа
поменьше.
Мы продолжали
эксперимент... Пришлось пойти к
декану Пеграму, магу и
волшебнику Колумбийского
университета *. Мы объяснили ему, что
нам нужно большое
помещение. Походив по
университетскому двору, он повел нас
темными коридорами; мы
пролезали под отопительными трубами,
заглядывали в закоулки — пока
не нашли свободную большую
комнату... В ней и начала
воздвигаться конструкция,
которая была еще на порядок
крупнее всего, что мы видели до сих
пор. Конечно, современный
физик, чтобы разглядеть ее,
должен смотреть «через
увеличительное стекло». Но по тем
временам установка казалась
огромной. Она была сложена из
* Исследования проводились
в лабораториях Колумбийского
университета. — Ред.
2.
СВИДЕТЕЛЬ
кирпичей графита, между
которыми были вставлены
кубические жестянки с окисью урана.
Вы все знаете: графит —
вещество черного цвета. Окись
урана тоже. И люди, имевшие
дело с тоннами этих
«субстанций», тоже становились
черными. К тому же для работы с
этими глыбами нужны были
очень сильные мужчины. Мы,
конечно, сильны... Но надо же
учитывать, что работаем мы
главным образом головой.
Декан Пеграм посмотрел на нас,
повздыхал и сказал, что
тяжести нам не по силам. Но
в Колумбийском университете,
сказал он, есть футбольная
команда. В ней — дюжина или
около того очень крепких ребят,
которые охотно нанимаются на
почасовую работу. Почему бы
их не разыскать?
Это была прекрасная идея.
Руководить этими парнями
было сплошным удовольствием.
Они таскали уран, ставили на
место, обращаясь с пятидесяти-
и стофунтовыми пачками как
будто в них было по три или
четыре фунта!
Так воздвигалось
сооружение, которое мы называли
экспоненциальным котлом
(экспоненциальным потому, что
в нашу теорию входила
экспоненциальная функция). Наша
цель была — проверить, будет
л и коэффициент разм но жения
нейтронов больше или меньше
единицы (то есть пойдет или не
пойдет цепная реакция).
Получилось 0,87. Это было на
0.13 меньше единицы, и это
О том, как была открыта
внутриатомная энергия, как
была создана первая атомная
бомба, написано чрезвычайно
много книг и статей. Книги
и статьи об атомных проблемах
стали сами по себе заметной,
было плохо. Но все же у нас
появилась отправная точка.
Теперь мы размышляли о том,
нельзя ли наскрести остальные
0,13. А еще лучше — немного
больше...
Резервы нашлись. Прежде
всего, жесть. Жесть — это
железо. А зачем нам железо? Оно
поглощает нейтроны, нам это
ни к чему. Долой жесть! А как
с чистотой материалов? Мы
брали образцы урана и
пытались обнаружить примеси.
Будьте спокойны, примеси
нашлись, да еще какие! К
сожалению, мы, физики, были мало
сведущи в химическом
анализе... Мы не знали, что перед
нами. Но выглядели эти
примеси внушительно, по крайней
мере по размерам... А что такое
для нас примеси? Ясно, от них
одни только неприятности.
Может, как раз тринадцать
процентов неприятностей.
По стандартам графит был
чистый. Но в те времена еще
не научились избавляться от
примесей, которые поглощают
нейтроны. Сциллард
предпринял решительные шаги для
организации производства
чистых материалов.
А потом был Пирл-Харбор...
Я оставил Колумбийский
университет и, поболтавшись
некоторое время между
Нью-Йорком и Чикаго, перебрался тоже
в Чикаго, чтобы продолжить
работу там.
Сокращенный перевод
с английского из журнала
«Physics today»
даже привычной чертой нашего
века. Но иногда среди них
появляются произведения, при
чтении которых все чувства,
связанные с представлением о
зловещих грибообразных
облаках, возникают заново.
81
Перед нами еще одна книга
на ту же тему: «Люди и
атомы» У. Л. Лоуренса, изданная
в русском переводе «Атомиз-
датом». Ее автор— научный
обозреватель американской
газеты «Нью-Йорк Тайме».
Лоуренс — фигура
колоритная. Это он был избран
сильными мира сего для исполнения
миссии официального
«летописца» научных исследований по
использованию г энергии атома.
Это он готовил тексты
правительственных заявлений,
появлявшихся в печати после
атомных бомбардировок японских
городов во время второй
мировой войны. Словом, это человек,
которому американские
руководители доверяли вполне...
Многие места книги «Люди
и атомы» убеждают нас, что
Лоуренс — опытный и
профессионально умелый
популяризатор. Его репутация — одного из
лучших популяризаторов
Америки — вполне заслуженна. Мы
с интересом читаем хорошо
написанные главы о том, как
в 30-х годах была открыта
цепная реакция, как крупнейшие
физики — Энрико Ферми и
Ирен Жолио-Кюри стали в
тупик перед обнаруженным ими
новым явлением и не могли его
объяснить, пока радиохимики
Отто Ган и Фриц Штрассман
в 1938 году не догадались, что
перед ними — ядерный распад.
Есть в книге удачные
исторические очерки, почти вся
радиоактивная биография атома. Есть
глава о героических действиях
норвежских патриотов,
разрушивших в условиях
оккупации у себя в стране завод
тяжелой воды (что сильно
подорвало шансы Германии на
создание собственной атомной
установки)...
Многие детали,
сохранившиеся в репортерской памяти
Лоуренса, для нас новы,
любопытны. Но все же острота
книги — в другом. Хотя Лоуренс
был всего лишь летописцем, от
которого не зависели действия
и решения, принимавшиеся
американским руководством, тем не
менее он был свидетелем,
очевидцем большинства самых
крупных событий на заре
атомной эры. Хочешь не хочешь, а
взявшись за такую тему, как
бомбардировка японских
городов, автор не мог оставаться
только на стезе научной
популяризации. Он вынужден
был касаться и пол итики, и
морали.
Легко догадаться, что
официальный летописец атомной
бомбы старается обойти
трудные для него вопросы или
сказать о них бегло. В самом деле,
он почти не говорит о
мучительных раздумьях ученых,
работавших над «Манхэттен-
ским проектом». Лоуренс
пишет, наоборот, о радужных
перспективах, которые открывает
перед людьми использование
атомной энергии. Он пытается
«быть объективным», но мы не
можем в должной мере ценить
эту объективность, потому что
нам уже врезались в память
некоторые страницы его книги...
Пример. Лоуренс сидит в
офицерском клубе и играет
в карты. Неожиданно он
получает приглашение: принять
участие во втором атомном налете
на Японию. (Хиросимы уже нет,
она только что исчезла с лица
земли.) Лоуренс описывает свою
реакцию: «Наши радостные
вопли едва не прекратили
игру».
Может быть, репортеру в
положении Лоуренса, если он
искренне верит в необходимость
предстоящего события, и можно
испытывать профессиональную
гордость... Но радоваться тому,
что ты приглашен на самую
большую в человеческой
истории бойню, на гигантское
аутодафе, в кипящем пламени
которого будут разом сожжены
сотни тысяч людей,— в такой
реакции есть определенное
душевное своеобразие.
Лоуренс пытается оправдать
необходимость ударов по
Хиросиме и Нагасаки военными
мотивами. Но его аргументация
явно слаба... Уж если даже
неглупый и стойкий защитник
официальной американской
позиции не в состоянии сказать
ничего внятного в защиту
бомбардировок, то каждому
становится ясно: никакой военной
необходимости в атомных
налетах на Японию не было.
Не надо упрощать. Автор
книги — вовсе не карикатурный
атомщик, размахивающий
термоядерной бомбой и
призывающий немедленно бросить ее нам
на голову. Это эрудированный
человек, много видавший на
своем веку — и порой
высказывающий немало здравых
суждений. Но каким ледяным
спокойствием веет от его абзацев,
где он с «научной точки
зрения» разбирает вопрос, сколько
нужно кобальтовых бомб,
чтобы уничтожить все живое на
земле; каковы военные
недостатки водородной бомбы;
каковы перспективы в деле
создания «чистого» ядерного
оружия; стоит или не стоит вести
локальные атомные войны...
Невольно вспоминаешь
Бруно Ясенского: «Бойся
равнодушных — они не убивают и не
предают, но только с их
молчаливого согласия существуют на
земле предательство и
убийство».
Реакция читателя на
рассуждения Лоуренса — вовсе не
равнодушие. И в этом смысле,
нам кажется, его книга может
служить сильным
обличительным документом против
атомной гонки.
Всеволод РЕВИЧ
82
Игорь Васильевич КУГНАтин.
1903—1960
3.
ЗДРАВЫЙ
СМЫСЛ
ВОСТОРЖЕСТВУЕТ
В том же издательстве в 1967 г.
вышла еще одна книга об
исследованиях в области атомной
энергии. Книга называется
«И. В. Курчатов», автор ее —
И. Н. Головин, известный
физик, много лет бок о бок
проработавший с академиком
Курчатовым. В аннотации к книге
говорится: «Никто из наших
ученых не внес такого вклада,
как Курчатов, в создание
советского атомного оружия и
атомных электростанций, в
развитие атомной энергетики и
науки об атомном ядре. В этой
небольшой книге рассказано
о жизни замечательного
ученого...».
Публикуем небольшой
отрывок из книги И. Н. Головина.
«В середине июля 1945 года
поступило сообщение о взрыве
чудовищной силы на
испытательном полигоне в
Аламогордо в США. Курчатов и его
ближайшие товарищи встретили
это сообщение со смешанным
чувством досады,
удовлетворения и настороженности.
Досады — потому что американцы
сделали это раньше.
Удовлетворения — потому что
возможность взрывной
самоподдерживающейся ядерной реакции
теперь доказана и усилия
наших ученых приведут к
задуманной цели. Никто больше не
сможет упрекнуть Курчатова,
что он занят делом, успех
которого не доказан, и тратит
большие средства в трудный
для страны период.
Настороженности — потому что
Америка ничего не сообщила о
своих дальнейших намерениях
в отношении этого величайшего
достижения науки и техники.
Строить атомные
электростанции? Применять атомную
энергию в других мирных целях?
Не успели утвердиться
надежды на прочный мир и
торжество разума, как всего лишь
через двадцать дней после
Аламогордо раздались взрывы
в Хиросиме и затем в Нагасаки,
83
эхом откликнувшиеся на
дипломатических встречах... Начался
безудержный атомный шантаж,
началась «холодная война»
Соединенных Штатов Америки
против своего вчерашнего
союзника — Советского Союза...
Правительство СССР
призвало ученых и инженеров в
кратчайший срок создать свою
атомную бомбу... При активном
участии Курчатова
мобилизованы научные силы всех
институтов, способных помогать
решению атомной проблемы
и призванных работать по
единому плану. Созданы новые
институты для развития тех
исследований, которых не было
до войны (например,
металлургии урана и плутония). Для
выигрыша времени был принят
порядок, по которому
проектирование заводов велось
одновременно с научными
исследованиями тех процессов, которые
будут осуществляться на них.
На ранее не обжитых местах
возводились заводские поселки
и целые города, росли заводские
корпуса, зачастую раньше, чем
разрабатывались научные
основы процессов, раньше, чем
заканчивалась разработка
технологии. Молодежь обучалась
новым специальностям; для этого
при активном участии
Курчатова созданы два новых
учебных института, многочисленные
средние техничедкие учебные
заведения...
До войны расцвел талант
Курчатова — экспериментатора,
в этот период он предстает
перед нами как организатор
науки большого, невиданного
в довоенное время масштаба.
Курчатов полон неистощимой
энергии... Окружающие
изнемогают от «Курчатовского»
темпа работы, он же не проявляет
признаков утомления... Его
реакция мгновенна. Он
привлекает всех, кто в состоянии
работать, и в то же время умеет
достичь решающих результатов
удивительно м а лочисленными
силами. Создает вокруг себя
атмосферу восторженного
творческого труда, требуя от каждого
бескорыстного служения делу.
Он беспощаден к честолюбцам,
карьеристам, у которых личный
успех преобладает над долгом
Родине, но трогательно
заботится о честных тружениках, от
солдата и кочегара до генерала
и академика...
Через 11 лет Курчатов
писал: «Вспоминаю волнение,
с которым... впервые на
континенте Европы мне с группой
сотрудников довелось
осуществить цепную реакцию деления
в Советском Союзе на уран-
графитовом реакторе. В первую
очередь безграничные ядерные
силы были направлены на
изготовление разрушительного
оружия. Я, как и все советские
ученые, убежден, что здравый
смысл, присущий народам,
восторжествует, и недалеко то
время, когда драгоценный уран-235
и плутоний будут использованы
в атомных двигателях,
движущих мирные корабли и
самолеты, и на электростанциях,
несущих в жилища людей свет
и тепло.»
?;г/;
84
1~^Й КЛУБ
с Л^Ш ЮНЫЙ
d Wl ХИМИК
В этом номере журнала клуб Юный химик предлагает школьникам
очередные вопросы викторины, начатой в сентябре прошлого
года. А последний тур викторины состоится в мае - до начала
экзаменов. Затем будут подведены итоги и названы имена
победителей.
Мы приглашаем принять участие в викторине и тех школьников,
которые в этом году впервые раскрыли наш журнал. Если их
ответы на вопросы оставшихся туров будут полными и точными,
им, возможно, удастся еще наверстать упущенное,
ВНИМАНИЮ НОВИЧКОВ!
Устав клуба состоит всего из двух пунктов.
Пункт первый. Членом клуба может быть каждый школьник.
Пункт второй. Ответы на вопросы викторины нужно присылать в
редакцию до выхода в свет следующего номера журнала (потому
что в этом следующем номере ответы будут уже опубликованы).
Десять школьников, которые пришлют лучшие ответы в течение
учебного года, будут премированы подпиской на наш журнал на
следующим год.
ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ
К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ!
СЕКРЕТЫ ГОРЕНИЯ
Г. Б. ВОЛЬЕРОВ
КАК ГОРИТ СВЕЧА
1. Почему свеча горит в обычном
положении и гаснет, если ее повернуть
фитилем вниз?
2. На воздухе свеча горит желтым
пламенем, в чистом кислороде — белым,
в хлоре — тусклым красным, а при
вдувании в пламя воздуха — синим,
мало светящимся. Чем это объяснить?
3. В сосуде с водой плавает широкая
корковая пробка с огарком свечи. Свечу
поджигают и немедленно накрывают
85
поплавок стаканом. Что произойдет
вслед за этим?
КАК ГОРИТ ТОПЛИВО
4. В маленькой фарфоровой чашке
подожжен бензин. Если теперь к краю
чашки снизу поднести горящую
лучину, в пламени образуется «окно». Чем
это объясняется?
5. Какое вещество при сгорании дает
больше теплоты (в расчете на моль):
этан или этиловый спирт?
6. Можно ли сжечь уголь с помощью
воды или углекислого газа?
7. В углеводородное горючее воздушно-
реактивного двигателя вводят
добавку— тонкоизмельченный магний. Для
чего это делают? Могут ли эти
двигатели работать на одном металлическом
горючее?
8. При подводных газосварочных
работах водолаз опускается под воду с
зажженной ацетиленово-кислородной
горелкой, и вода не гасит пламени.
Почему?
КАК ГАСЯТ ПОЖАРЫ
9. Чем объясняются гасящие свойства
воды, углекислого газа и четыреххло-
ристого углерода? Какое из этих
веществ наиболее эффективно в борьбе
с пожарами?
10. В резервуаре для хранения керосина
у днища имеется система трубок с
отверстиями. Если в резервуаре случится
пожар, по этим трубкам подадут
сжатый воздух и...
Решите сами, что произойдет.
Почему этот способ не годится для гашения
горящего бензина?
11 Недавно в нашей стране создали
пожарную машину, в которой для
тушения пожаров используется реактивный
двигатель, уже отработавший свой срок
в авиации. Как вы представляете себе
сущность этого способа?
(Решение задач — на стр. 89)
86
ВИКТОРИНА
Лучший способ совершать одну ошибку за
другой — считать, что ты все знаешь.
Юный химик, отрывки из дневника
которого мы помещаем в этом номере, не
отличается особой скромностью (в надежде,
Запись первая.
ЧТО Я ДУМАЮ О МЕДИЦИНЕ
Ну и врачи пошли теперь, ничего не
понимают!
Бабка наша плоха стала, пошла в
поликлинику. А там ей прописали: пить бром,
есть железо и прогреваться кварцем.
87
что он излечится от этой болезни, мы не
сообщаем его фамилии).
Попытайтесь найти ошибки в
рассуждениях и опытах незадачливого химика.
Пить бром — это явное самоубийство!
Есть железо — не старушечьи зубы
надо.
Хорошо, что хоть насчет кварца
понятно: это значит лежать на пляже, на
горячем песке.
„..Все-таки плохо их там учат, в
мединститутах.
Запись вторая.
СПЛОШНОЕ НАДУВАТЕЛЬСТВО
Хотел наполнить водородом детский
резиновый шарик. Налил в колбу соляной
кислоты покрепче, набросал туда цинка
побольше, а к газоотводной трубке привязал
резиновый шар.
Когда шар раздулся, я его перевязал
ниткой, подбросил. И полетел мой шар!..
Да только не вверх, а вниз.
Теперь я на опыте убедился, что
«водород в 14,5 раз легче воздуха». Как бы
не так!
Запись третья.
НЕ ПО ЗАКОНУ
Хорошо очищенные железные стружки
растворял в серной кислоте, взятой по
расчету. Чтоб реакция шла лучше, я разбавил
концентрированную кислоту водой в пять
раз и смесь нагревал. Когда реакция
закончилась, я сразу приступил к
выпариванию воды. Образовались зеленые
кристаллы. Взвесил я их — и сам поразился: их
масса оказалась чуть ли не в два раза
больше, чем масса взятых железа и
кислоты! А ведь еще выделяется водород,
который я и не учитывал.
Вот тебе и закон сохранения массы!
Запись четвертая.
КТО ПРАВ?
Сегодня пришел ко мне друг с пустячной
задачей: «Где больше содержится
кислорода: в одном килограмме воздуха или в
250 граммах воды?». Решение я набросал
за одну минуту. По формуле Н20 нашел,
что в 250 г воды содержится 222 г
кислорода, В воздухе кислород занимает Уб
часть, точнее 21%. Значит, в 1 кг воздуха
содержится 210 г кислорода.
— Кислорода больше в составе воды, —
говорю я. Но друг захихикал ехидно и
сказал, что все как раз наоборот. А почему —
не объяснил.
А еще называется другом...
ОТВЕТ НА ВОПРОС
ДЕКАБРЬСКОГО НОМЕРА
Если бы гелия вообще не существовало, то
произошла бы катастрофа: погасло бы
Солнце. Источником солнечной энергии
служит ядерная реакция — превращение
четырех атомов водорода в атом гелия. При
этом выделяется огромное количество
энергии: 650 миллионов килокалорий! Солнце,
излучая энергию, теряет в год 1,32-109 тонн
своей массы (вся масса Солнца
оценивается приблизительно в 2-Ю27 тонн).
На Земле же гелий применяется: 1) для
наполнения метеорологических,
разведывательных, детских шаров; 2) для сварки
металлов в атмосфере гелия, чтобы не
образовывалось поверхностных пленок
окислов; 3) для получения титана в атмосфере
гелия; 4) в ракетах для подачи топлива
передав л иванием; 5) в атомной энергетике,
так как он обладает исключительно малым
сечением захвата нейтронов; 6) для сушки
взрывоопасных веществ; 7) для
консервирования пищи; 8) для получения
искусственного воздуха, который применяется
водолазами, а также при лечении астмы, удушья
и др.; 9) для получения сверхнизких
температур; 10) в газовых термометрах в
интервале температур от 80 до 1°К.
88
СЕКРЕТЫ ГОРЕНИЯ
Ответы... с вопросами (см. стр. 85)
КАК ГОРИТ СВЕЧА
1. Когда к фитилю подносят пламя, то
парафин (или другой горючий
материал), которым пропитан фитиль,
плавится и испаряется. Эти пары
воспламеняются. Затем пламя свечи
поддерживает « само себя »: по м ере
выгорания парафина с фитиля оно
опускается ниже и расплавляет новую
порцию парафина. Расплавленный
парафин непрерывно поднимается по
капиллярам фитиля в зону горения и там
расходуется.
Если приглядеться к пламени
свечи, можно заметить, что в нижней
части оно всегда находится на некотором
расстоянии от поверхности
расплавленного парафина. Ниже пламя
опуститься не может: в сравнительно
холодном расплаве оно гаснет.
Когда свеча повернута фитилем
книзу, то по нему стекает
расплавленный парафин и заливает пламя.
Л теперь обратимся к снимке.
Почему спичка хорошо горит,
когда ее головка опущена вниз.
и быстро гаснет, если ее зажечь
и сразу же повернуть головкой
нверх?
2. Когда горит свеча, то свет излучают
твердые раскаленные частички
углерода. Они образуются в пламени при
разложении вещества, из которого
свеча сделана. А цвет зависит от того,
насколько накалены твердые частички
угля. Так, темно-красное каление
соответствует температуре 700° С,
желтое каление — 1100° С, белое каление —
1300е С. Самая высокая температура
пламени — при горении в чистом
кислороде. Когда вещество горит в
воздухе, то значительная часть
выделяющейся тепловой энергии расходуется
на нагревание «балластной» части
воздуха. Температура пламени и,
следовательно, яркость уменьшаются.
При горении в хлоре тепловой
эффект реакции совсем мал. Ведь в этом
случае с хлором соединяется только
водород вещества свечи, и весь углерод
выделяется в свободном виде. Поэтому
и пламя получается тускло-красным,
сильно коптящим.
А при вдувании воздуха в пламя
свечи кислород соприкасается с
внутренней частью пламени, содержащей
раскаленные частички углерода. Они
сгорают быстро и полно. Пламя светит
слабее.
Джсмеф Пристли, изучал
горение свечи в газовых смесях,
содержащих открытый им
кислород, установил, что к смеси
из 21' кислорода и 79 д гле-
кислого газа свеча гаснет
раньше, чем дрлган. нахочншанся
в таком же сосчде с воздухом.
В чем причина этого явления?
3. Обычно на этот вопрос отвечают так:
«Свеча будет гореть до тех пор, пока
не израсходуется весь кислород в
замкнутом объеме. После того как свеча
погаснет, вода поднимется на 7б часть
высоты стакана, что соответствует
объемному содержанию кислорода в
воздухе».
В действительности вода так высоко
не поднимается. Дело в том, что
горение веществ прекращается значительно
раньше, чем израсходуется весь
кислород. И кроме того, при горении
углеводородов свечи образуется углекислый
газ, который не сразу растворяется в
воде.
Как изменится ход «шиш ея т
заменить свечу комочком ваты,
смоченным винным спиртом?
КАК ГОРИТ ТОПЛИВО
4. Бензин горит в очень тонком газовом
слое, на границе соприкосновения
паров горючей жидкости с воздухом.
Здесь, в зоне горения, расходуется
8»
почти весь кислород воздуха,
притекающего к пламени. Внутри его огненной
«рубашки» горение не происходит. Там
находится зона горючих паров, где
нагреваемый пламенем бензин
испаряется перед поступлением в зону горения.
Когда зажженную лучину подносят
к краю сосуда, то там, где поток
продуктов сгорания лучины движется
вверх, кислород воздуха к зоне горения
не поступает. В образовавшееся «окно»
видна темная зона паров, которая
занимает почти весь объем пламени.
_>Л"-~ Л -1Л I |\*П1НЛ ..ОДШК'Н
i отвсрет-пк л 1Н подачи вoзд^
^1 работающем горелки Б\нзе-
на. Как гэт > нов шлет на xapai
iep iith'ipi in' 1кич
5. Из сопоставления молекулярных
формул этана СгНб и этилового спирта
СгНбО видно, что весовое содержание
углерода и водорода в моле каждого
вещества одинаково. Однако спирт по
сравнению с этаном — вещество,
частично уже окисленное. Поэтому
теплотворная способность спирта должна
быть меньше. Моль этана при сгорании
дает 373 ккал, а моль этилового
спирта — 329 ккал.
4i нрч^ ни там и'in парь
•tii.iorh. enn;j l "
6. Этот вопрос был задан участникам
одной химической олимпиады. Вот ответ,
который считался правильным: «Да,
можно. Углерод при повышенных
температурах — сильный восстановитель.
При пропускании над раскаленным
углем паров воды или углекислого
газа уголь отнимает от них кислород:
С |- Н2<_) = СО + Нй;
С + С02 = 2С0.
Обе эти реакции используются в
промышленности: первая — в производстве
водяного газа, вторая — в доменном
процессе».
В этом ответе все верно... кроме
первой фразы.
Вспомним, что горение это
химическая реакция, протекающая с
выделением света и тепла. А выделяются
ли свет и тепло при взаимодействии
угля с водой или углекислым газом?
К счастью, нет. «К счастью» — потому
что в противном случае невозможно
было бы погасить ни одного пожара.
Ведь обе приведенные реакции сильно
эндотермичны: они идут с
поглощением большого количества тепла. И
«раскаленный уголь» — это не результат
данных реакций, а необходимое
условие их протекания.
Если уголь не поддерживать все
время в раскаленном состоянии, он не
будет реагировать ни с водой, ни с
углекислым газом. А нагревается он при
сгорании:
С + 02 = СОа 4- 94 ккал.
И только благодаря этой
экзотермической реакции может происходить
эндотермический процесс восстановления
оставшимся углем воды или
углекислого газа.
ч чцсстк нот ли такие ч т;нл
ион которых невозможно под
■жечь смесь окиси \rie- ча
и -;*д\ хом?
7. Из реактивного двигателя
выбрасывается поток раскаленных газов —
продуктов горения. Чем выше
температура горения, тем больше расширяются
газы. Растет скорость их истечения и
вместе с тем увеличивается
реактивная тяга. Такие металлы, как магний,
алюминий, бериллий или литий,
выделяют при сгорании значительно больше
тепла, чем равное количество керосина.
Таким образом, добавка металлов в
керосин приводит к увеличению тяги
двигателя. Кроме того, для сжигания
металлов нужно в несколько раз
меньше кислорода, чем для сжигания
керосина. Значит, можно сэкономить
окислитель; воздушно-реактивные
двигатели могут работать тогда на большей
высоте, там, где атмосфера сильно
разрежена.
Однако работать на одном
металлическом горючем воздушно-реактивный
двигатель не может. Ведь для создания
реактивной тяги необходим поток
газов. При сгорании керосина образуются
водяные пары и углекислый газ. А
окиси металлов испаряются очень трудно.
И введенный в камеру сгорания
металл будет гореть, выделять много
энергии, сыпать фонтанами искр..., но
тяги не создаст.
90
It 1U В hJ'.^'iRC ОКНО IH'fPlJI НС-
IIO. '""» ф-"">. 'lu pt4i К ТИННЫМ
дкигдте (v..i<Ker работ** па
чистом м, эпическом горючем
Почемл
S. Так как кислород подается
непосредственно в горелку, то вода не может
препятствовать его смешению и
взаимодействию с горючим. Кроме того,
пламя оказывается заключенным в
защитный газовый пузырь.
\ как \дается лрои,. ^~ть 1и,д
подои эчеьтрод, гор\т Баркл"
Вед1, :*тсь гриме 1 i n\ra i
может юре^к f» ноле.
КАК ГАСЯТ ПОЖАРЫ
9. Прежде всего отметим, что названные
вещества, содержащие водород и
углерод в предельно окисленном состоянии
и в соединениях с сильными
окислителями— кислородом и хлором, сами
гореть не могут. А почему они гасят
огонь? Причин этого для каждого
вещества несколько, назовем главные.
Вода, если она подается плотной
струей, прекращает горение, главным
образом из-за того, что у нее большая
теплоемкость и теплота
парообразования. Равномерно и быстро
распределяясь по поверхности горящего вещества,
вода охлаждает его ниже температуры
восп л а менения.
Углекислый газ гасит пламя,
разбавляя воздух и тем самым снижая
концентрацию кислорода в зоне
горения. Так же действует, испаряясь,
распыленная вода.
Если для тушения огня нужно,
чтобы концентрация углекислого газа и
водяных паров составляла 30 % от
объема воздуха в зоне горения, то четы-
реххлористого углерода нужно раз в
пять меньше. Значит, дело здесь не
в разбавлении воздуха. Галоидирован-
ные углеводороды от нагревания
разлагаются, и осколки их молекул
соединяются с активными частицами
горючего, тормозя реакцию горения.
Какие горящие ь,. шестка не ib-
*н погасить ни _ и.ч ti ми vr~u*-
кислым газол|. ни '^тыррхмо-
pIlCJKIM >ПГ|И1Ч»ч"
10. Чтобы жидкость могла
воспламениться, она должна иметь определенную
температуру, при которой возможно ее
испарение с последующим
смешиванием паров с воздухом. При горении
жидкость прогревается в глубину. Однако
в начале горения толщина прогретого
слоя не превышает нескольких
сантиметров. Поэтому, если энергично
перемешать горящую жидкость воздухом,
то холодные слои снизят температуру
горящего слоя ниже температуры
воспламенения. Горение прекратится.
Время тушения пожара в большом
резервуаре составляет 10—15 минут.
Так можно погасить горящий
керосин, мазут, дизельное топливо,
различные масла, смазки и смолы. Однако
у бензина низкая температура
воспламенения, охладить его ниже этой
температуры при перемешивании не
удастся.
УЧЛС 1И* И СОВСТСК >Н 4КСПС
СИНИЙ, исс'ид; ьощеи i н из а-
ГГРИГОР "V1 ж ' < IwF"I Tl [< М
встретите!» * "t„oi»i i.i u i^ iJ-
нисм: оен; ih l i ue-
1гзн1)м (in-> ~e и *i ~" iiu oi»,"*n
под: к-ечк! Даже го "in фа^ "
не помог — он гас " ' г
я шипением Где и
>юг ю 11|юи;»*чгги?
11. Мощная реактивная струя, выходящая
из двигателя, своей механической
силой мгновенно сбивает пламя или
оттесняет его в нужном направлении.
Кроме того, отработанные газы
содержат очень мало кислорода, и огонь
быстро «задыхается». Если к
выхлопной трубе подвести воду, то вместе
с газом двигатель станет выбрасывать
гасящую огонь струю пара.
Горящий .-u..pifj..<ni t^ -M.ui :a-
сят иногда крынок-. Д » ^тг-rti
негиря шей част" фо'мача на
некотором р; с< i ил - '"■"
подводят заряд н фыичлпш ве-
идестпа. Что |^ч. сх;^.п нр
в.чрыг.с?
Ответы на новые вопросы — в
следующем номере журнала.
91
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ
ХИМИКАМ
КАК УСОВЕРШЕНСТВОВАТЬ
ГОРЕЛКУ
Доктор химических наук
П. Н. ФЕДОСЕЕВ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
КРЕМНИЙ В ВОЛОКНЕ
Волокно из поливинилового
спирта, только что отформованное,
растворяется в воде. Конечно, из
такого волокна ткани не сделать,
и поэтому поливиниловый спирт
обрабатывают (обычно —
формалином), чтобы сделать его
водостойким.
Кремнийорганические
соединения славятся своими
гидрофобными свойствами. Поэтому интересно
было, какими свойствами будет
обладать волокно, обработанное
кремнийорганикой. В литературе
таких данных прежде не было.
Свежее волокно подвергали
термической обработке, чтобы
оно не растворялось в ванне,
затем погружали в раствор медного
купороса, высушивали и
пропускали через раствор кремнийор-
ганического соединения. Вот один
из результатов такой обработки.
Если волокно, прошедшее ванну с
формалином, растворяется при
комнатной температуре в 400/о-н°й
азотной кислоте, то такое же
волокно, обработанное диметил-
гидрополисилоксаном, даже не
смачивается кислотой.
Водостойкость, как и следовало ожидать,
оказалась высокой: на волокно,
обработанное кремнийорганикой,
не действует даже горячая вода.
«Химические волокна»,
1967, № 2
ДЕШЕВО И БЕЗОПАСНО
Обычно металлические детали
обезжиривают керосином,
бензином или другими органическими
растворителями. Это вполне
годится для лабораторной практики.
Но применение органических
растворителей в массовом
производстве в цехах машиностроительных
заводов неудобно, так как они
огнеопасны, токсичны и
относительно дороги.
На Ярославском заводе
холодильных машин для
обезжиривания используют раствор
кальцинированной соды A0—15 г'л),
нитрита натрия E—10 г/л) и триэтанол-
амина A0—15 г/л). Вместо соды
иногда применяют технический
тринатрийфосфат.
Продолжительность обезжиривания деталей в
моечной машине при температуре
раствора 70—90СС всего 2—3
минуты. После промывки детали
обдувают сжатым воздухом.
Изделия, обработанные в таком
растворе длительное время не
подвергаются коррозии.
На фото: слева — обычная,
справа — усовершенствованная
горелки Теклю
Во всех
научно-исследовательских, заводских и учебных
лабораториях пользуются
горелками двух типов — горелками
Бунзена и горелками Теклю.
Эти горелки были
сконструированы во второй половине
прошлого века, когда в обиходе
был главным образом
светильный газ, получаемый сухой
перегонкой каменного угля,
и именно на сжигание такого
газа они и были рассчитаны.
С тех пор прошло много лет,
на смену светильному газу
пришел высококалорийный
природный газ, но почему-то
никому не приходит в голову, что
конструкцию горелок следует
изменить: ведь природный газ
требует для своего сгорания
в четыре раза (!) больше
воздуха, чем газ светильный. Вот
так и получилось, что во всех
научно-исследовательских,
заводских и учебных
лабораториях и сейчас пользуются
горелками, которые не столько
сжигают газ, сколько
отравляют помещения ядовитой
окисью углерода — продуктом
неполного сгорания метана.
Кроме того, пламя у таких
горелок неустойчивое, температура
его сравнительно невысока,—
одним словом, на этот раз
верность традициям не принесла
химикам никакой выгоды.
Вряд ли можно надеяться на
то, что после выхода этой
заметки в свет предприятия,
выпускающие горелки, сразу же
изменят их конструкцию. Даже
если бы это случилось, надо
учесть и то обстоятельство, что
число используемых сейчас го-
92
Мб
н ф
м
25 ^
Й
ЩШ^//////А в
П^1 *|"
и ■ | 1 '
F
30
- — -г
^
5^
1
в-7
| Пайка
1 медью X
1 \. U Ч
1 Полоса S=2 \\
] Ширина 10 \\
1 1 1 Ч
4-1—}
и *28 -
Ф20 J
: si 1
, ■ t г
у
13
М2
1 7
\iii_
Усовершенствованная горелка
Теклю (в деталях и в сборке):
трубка A); подставка B);
шпилька с отверстием C); наконечник
под шланг D); регулировочный
винт E); кронштейн F); кольцо
G); регулировочная гайка (8);
гайка М-6 (9); пружина d=--6f
I = 20 A0); шайба d = 5, 2 шт.
A1); винт М-6, / = 10, 3 шт. A2)
релок устаревшей конструкция
исчисляется, по-видимому,
миллионами штук. А горелка
Теклю стоит 5—6 рублей...
Как же можно
усовершенствовать горелку Теклю?
Основной недостаток этих горелок
состоит в том, что в них
поступает слишком мало воздуха
(или, что то же самое, слишком
много газа). Следовательно,
нужно или в два раза
уменьшить диаметр отверстия, через
которое в горелку подается газ
(при этом площадь отверстия
уменьшится в четыре раза), или
в два раза увеличить диаметр
внешней трубки горелки.
Уменьшить диаметр
отверстия очень просто — для этого
отверстие надо заклепать
кусочком свинца и потом тонкой
иглой проделать новое
отверстие. Но при этом подача газа
резко уменьшается и горелка
начинает давать значительно
меньше тепла.
Другой способ состоит в том,
что верхнюю часть горелки
отвинчивают, а взамен с помощью
кронштейна укрепляют
металлическую, стеклянную или
керамическую трубку *. Эта
горелка дает шумящее синее
пламя, температура которрго на
несколько сот градусов выше, чем
температура пламени обычной
горелки,— им можно даже
пользоваться при простейших
стеклодувных работах...
Как уже говорилось, одна
горелка Теклю стоит 5—6
рублей; ее модернизация обходится
всего в 30 — 40 копеек.
Переделка горелок Бунзена гораздо
сложнее и обходится дороже
новой горелки. Но это не беда:
горелки Теклю встречаются в
лабораториях чаще, чем
горелки Бунзена.
L
**
1
m
Е
в i
Ф35 У\, 1
„ Г , , , ,1
«vyy.y.g-yiM |
I _Ф12 J X
*"■ тл \ насечка |
* Заказы на изготовление
горелок такой конструкции
принимают
учебно-экспериментальные мастерские Одесского
государственного университета
(Одесса, ул. Советской Армии,
дом 24).— П. Ф.
93
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
■ МЕЛ, КОТОРЫЙ
НЕ ПАЧКАЕТ
В пятом номере вашего журнала
за 1967 год была помещена
статья «Мел, который не пачкает»,
в которой описан способ
покрытия его полимерной пленкой. Но
Мне уже давно известен
несравненно более простой способ
сделать школьный мел непачкающим.
Неприятное свойство мела —
пачкать руки и костюм — очень
легко устраняется, если кусок
мела (например, для классной
доски, мелка для закройщика) со
всех сторон помазать один раз
раствором жидкого стекла, т. е.
силикатного клея, который всюду
легко приобрести.
П. ТАНКОВ, Сочи
...Для покрытия мелков
предохраняющей пленкой нам
пришлось испытать различные
вещества в виде растворов и эмульсий,
но наиболее подходящим
оказался спиртовый раствор лака,
который, кстати, всегда имеется в
продаже в хозмагазинах.
В. И. КОРОЛЕВ,
пос. Новоогаревка
(Тульская обл.)
Письма читателей комментирует
автор заметки «Мел, который не
пачкает» инженер В. А.
ВОЙТОВИЧ.
Читатели правы: вряд ли
обработку мела поливинилацетатной
эмульсией можно считать
наилучшим решением проблемы, и
очень хорошо, что энтузиасты
продолжают искать новые
способы сделать мел не пачкающим
руки. Однако предлагаемые
П. Танковым и В. И. Королевым
вещества обладают рядом
недостатков в сравнении с латексами.
После того как силикатный
клей (раствор силиката натрия)
высохнет, он быстро стареет —
становится хрупким и легко
осыпается.
Спиртовым лаком
действительно можно покрывать мепки,
еспи не удастся достать поливи-
нилацетатную эмульсию или ди-
винилстирольный латекс. Но такой
лак образует на поверхности
мела заметно более толстую
пленку, которая мешает при
письме.
■ ЕРЕТИЧЕСКАЯ ГИПОТЕЗА
В. И. Волков из города Керчи
прислал нам письмо, которое
печатается здесь с небольшими
сокращениями:
Уважаемая редакция! Появление
статьи «Что могут и чего не
могут катализаторы» (№ 3 за 1967 г.)
вызвало у меня живой интерес
к реакциям с участием
катализаторов.
Я выдвигаю ЕРЕТИЧЕСКУЮ
ГИПОТЕЗУ ДЕЙСТВИЯ
КАТАЛИЗАТОРОВ. Речь идет о роли
химически инертных твердых тел при
течении односторонних реакций.
Чтобы понять, о чем будет
идти речь, разберем такое
понятие, как химически инертное
твердое тело. Под ним мы будем
подразумевать химическое
соединение, которое не вступает в
реакцию с реагирующими
веществами. Из металлов условию
химически инертного катализатора
больше всего удовлетворяет
платина.
Что же происходит у
поверхности химически инертного
катализатора? Как отмечал еще
Менделеев, у самой поверхности
твердого тела существует
громадное гравитационное поле.
Какое действие оказывает это
поле на ход химических реакций?
Представим себе какую-нибудь
остывшую звезду, находящуюся
в безбрежном космическом
океане. Что происходит у поверхности
этой звезды? Там громадное
давление газов. А с возрастанием
давления на газы скорость их
взаимодействия возрастает.
То же наблюдается у
поверхности химически инертных
твердых тел. К тому же из-за
постоянной диффузии реагирующих
веществ влияние гравитационного
поля распространяется на
пространство, во много раз
превышающее размеры приконтактного
слоя...
Если поместить в химическое
вещество, разлагающееся с
образованием газообразного
продукта, какое-нибудь химически
инертное тело, то гравитационное поле
будет действовать на это
вещество, ускоряя его разложение...
Чтобы химически инертный
катализатор ускорял разложение,
необходимо УДАЛЯТЬ
ГАЗООБРАЗНЫЕ ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ. При
этом очень важно, что именно
находится в сфере действия
гравитационного поля, что вводится и
что удаляется из этой сферы.
Забыв об этом, можно зайти в
тупик...
Если у вас нет возможности
опубликовать эту заметку, то
прошу направить ее в Институт
катализа (Сибирское отделение)
Академии наук СССР. Там на
произвольных реакциях смогут
убедиться в правоте выдвинутой
гипотезы.
Прежде чем печатать письмо,
мы удовлетворили просьбу
В. И. Волкова и отправили его
письмо в Академгородок. Вот что
на него ответил директор
Института катализа АН СССР
академик Г. К. БОРЕСКОВ:
В настоящее время исследователи
рассматривают катализ как
явление химическое. Это значит, что
силы, действующие при катализе,
носят химическую, а не иную —
например, гравитационную, как
полагает В. И. Волков, — природу.
Об этом можно прочесть
в статье Катализ в Большой
советской энциклопедии.
9-А
Если вы не в первый раз
раскрываете журнал «Химия
и жизнь», то, вероятно,
обратили внимание на фотоочерк
о праздновании Дня химика
в Московском
государственном университете,
опубликованный в сентябрьском
номере прошлого года; на
помещенных там фотографиях
можно было увидеть
студентов химфака с гитарами.
Студенты всегда любили
песни... Об этом повествуют
даже ученейшие
средневековые книги. Так, историк
Себастиан Брант в книге,
датированной 1267 годом, пере-
СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ
ПЕСНЯ,
КОТОРОЙ
БОЛЕЕ 500 ЛЕТ
О. КОЛОМИЙЦЕВА
Рисунки
Ю. КУПЕРМАНА
Текст «Gaudeamus igitur» и ноты перепечатаны из «Сборника
студенческих песен» (Москва, 1В98)
числяет латинские названия
студенческих песен. А в
XIV столетии появляются
первые варианты «Gaudeamus
igitur» — самой популярной
в старину студенческой
песни, написанной на латинском
языке, на котором велось
тогда преподавание.
Известный мейстерзингер XVI века
Ганс Сакс писал: «Мы
собираемся обычно по вечерам за
едой и вином, и весело
распеваем «Gaudeamus» — и
забываем при этом все свои
невзгоды!»
Канонический текст
«Gaudeamus igitur» был
подготовлен к печати странствующим
поэтом Киндлебеном в
1781 году. В течение многих
веков в немецких городах с
пения «Gaudeamus»
начинались традиционные
студенческие празднества — «ком-
мерши».
Наши студенты знают
много новых прекрасных
песен, а иногда и сочиняют
их сами. Не только
студенты — все мы знаем и любим
«Бригантину», «Глобус»,
«Дети разных народов», «Если
бы парни всей земли». Но
некогда среди русского
студенчества был популярен и
«Gaudeamus». Его непременно
исполняли в «Татьянин
день» — традиционный
праздник русских студентов,
ежегодно отмечавшийся 25
января.
В нашей стране
«Gaudeamus» давно не переиздавался.
Возможно, любителям
студенческих песен и истории
будет интересно
ознакомиться с основным —
латинским — текстом песни и
подстрочным переводом (к
сожалению, рифмованного
русского варианта нам найти не
удалось).
95
Gaudeamus igitur,
Juvenes dum sumus!
Post jucundam juventutenl,
Post molestam senectutem
Nos habebit humus.
Ubi sunt, qui ante nos
In mundo fuere?
Vadite ad supcros,
Transite ad inferos,
Ubi jam fuere!
Vita nostra brevis est,
Brevi finietur:
Venit mors velociter,
Rapit nos atrociter,
Nemini parcotur.
Vivat academia,
Vivant professores!
Vivat membrum quodlibet!
Vivant membra quaelibet!
Semper sint in flore.
Pereat tristitia!
Pereant osores!
Pereat diabolus,
Quivis antiburschius.
Atque irrisores!
5. Vivant omnes virgines,
Graciles, formosae,
Vivant et mulieres,
Tenerae, amabiles,
Bonae, laboriosae!
6. Vivat et respublica,
Et qui illam regit!
Vivat nostra civilas,
Maecenatum earitas,
Quae nos hie protegit.
Итак, возрадуемся,
Пока еще молоды!
После светлой юности,
После скучной старости
В прах мы обратимся.
Где все те, кто прежде нас
В этом мире жили?..
Кто в подземный мир сошел,
Кто в мир горний отошел, —
Где мы прежде были.
3. Жизьь ведь наша коротка,
Промелькнет стрелою.
Смерть лихая к нам придет,
В мать сыру землю сведет
Всех нас беспощадно...
4. Слава Академии,
Слава всем профессорам,
Слава тем, кто любит свет!
Слава тем, кого уж нет,
Всем, за правду павшим.
5 Слава нашим девушкам,
Милым и прелестным!
Слава нашим женщинам,
Нежным и любезным,
Добрым и усердным!
G. Слава и стране родной,
И ее героям,
Слава нашим гражданам,
Слава, кто любовью к нам
Здесь себя прославит.
7. Пропадайте, горе,
Скука и печали,
Пропадайте, дьявол, бес,
Да и все, кто глумиться здесь
Вздумают нам нами!
Не скора Торжественно , .
Jg Gau-de.a - mus i - 91-tur, Ju . ve.nes dum su ^ mus!
PosIUj-cun_daro ]u_ven_tu _ tem f Post mo.les.tam se_nec_tu _ tern
f
r -
#
/vv
Издательство
«Наука»
Цена 30 коп.
Индекс 71050
В магазинах кустарных
изделий, в сувенирных киосках, в
отделах подарков вы не раз,
конечно, встречали различные
деревянные изделия,
украшенные знаменитой хохломской
росписью. У прилавков с
«Хохломой» всегда толпятся
покупатели и часто можно
услышать вопросы: «А как это
делают?», «Неужели это все
позолочено?», «Сколько же на
это тратят золота?». Ответы на
эти вопросы вы найдете в
статье Г. А. Балуевой «Золото без
золота», которая будет
опубликована в следующем номере
нашего журнала