/
Tags: журнал домашняя лаборатория
Year: 2017
Text
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
ДОМ^ИЯЯ
ЛАШЖОРИЯ
СЕНТЯБРЬ 2017
ДОМАШНЯЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
Научно-практический
и образовательный
интернет-журнал
Адрес редакции:
homelab@gmx.com
Статьи для журнала направ-
лять, указывая в теме пись-
ма «For journal».
Журнал содержит материалы
найденные в Интернет или
написанные для Интернет.
Журнал является полностью
некоммерческим. Никакие го-
норары авторам статей не
выплачиваются и никакие оп-
латы за рекламу не принима-
ются.
Явные рекламные объявления
не принимаются, но скрытая
реклама, содержащаяся в
статьях, допускается и даже
приветствуется.
Редакция занимается только
оформительской деятельно-
стью и никакой ответствен-
ности за содержание статей
не несет.
Статьи редактируются, но
орфография статей является
делом их авторов.
При использовании материа-
лов этого журнала, ссылка
на него не является обяза-
тельной, но желательной.
Никакие претензии за не-
вольный ущерб авторам, за-
имствованных в Интернет
статей и произведений, не
принимаются. Произведенный
ущерб считается компенсиро-
ванным рекламой авторов и
их произведений.
СОДЕРЖАНИЕ
Земля и жизнь
Мир микробов (продолжение)
Триперекись ацетона
Виртуальный СОМ-порт
Управление LPT портом в среде Матлаб
Докритическая С02 экстракция
Жизнь как она есть
Черное облако (продолжение)
Сентябрь 2017
История
Ликбез
64
Химичка
83
Электроника
101
Системы
но
Техника
121
Мышление
134
Английский
180
Какое тебе дело до того, что думают другие
Литпортал
212
Биологически активные растения (продолжение)
В мире насекомых (продолжение)
Электричество в экстремальных условиях
Разное
330
347
375
По всем спорным вопросам следу-
ет обращаться лично в соответ-
ствующие учреждения провинции
Свободное государство (ЮАР).
При себе иметь, заверенные ме-
стным нотариусом, копии всех
необходимых документов на афри-
каанс, в том числе, свидетель-
ства о рождении, диплома об
образовании, справки с места
жительства, справки о здоровье
и справки об авторских правах
(в 2-х экземплярах).
НА ОБЛОЖКЕ
Рисунок к публикации «Земля и жизнь».
История
Земля в
солнечной
системе
ЗЕМЛЯ И ЖИЗНЬ1
Вологдин А.Г.
Мы знаем сейчас, что наша Солнечная система изолирована от других групп
космических тел. Если представить, что удаленнеишая от Солнца планета Плутон
отстоит от него на расстоянии 40 см, тогда радиус орбиты Земли составил бы
С небольшими сокращениями. В этой публикации изложены взгляды геолога, основопо-
ложника геологической микробиологии, опередившего ее признание на десятки лет. Вышла
в 1963 г., но интересна и в наши дни.
всего 4 см, а ближайшая к нам звезда Альфа Центавра оказалась бы на расстоя-
нии 2,7 км. Астрономическая наука раскрыла свойства огромного количества кос-
мических тел, и все это солнца-звезды. Открытие даже крайних планет Солнечной
системы было трудным делом, поскольку они светятся лишь отраженным светом.
Поэтому можно полагать, что отстоящие друг от друга на огромных расстояниях
другие системы космических тел содержат не только звезды с их разнотипными
ядерными реакциями, но и планеты - относительно мелкие тела, подобные плане-
там Солнечной системы. Из них астрономы могут обнаружить лишь тела, обладаю-
щие собственным светом.
Солнечная система, включающая 9 больших планет, 32 их спутника, более 1500
астероидов, или так называемых "малых планет", около 1000 комет и бесчислен-
ное множество мелких космических тел, - летит в космическом пространстве со
скоростью 19 км/с. Все тела, входящие в Солнечную систему, движутся с различ-
ными скоростями по своим орбитам, подчиняясь влиянию Солнца и друг друга.
Солнечная система к настоящему времени исследована достаточно хорошо. Изу-
чение ее продолжается и приносит все новые результаты.
Краткие сведения о Солнце и планетах приведены в следующей таблице (все па-
раметры, кроме плотности, расстояния от Солнца и спутников, указаны в отноше-
нии к аналогичным данным Земли).
Планета
Солнце
Меркурий
Венера
Земля
Марс
Церера
Юпитер
Сатурн
Уран
Нептун
Плутон
Хаумеа
Макемаке
Эрида
Диаметр
109
0,382
0,949
1,0
0,53
0,074
11,2
9,41
3,98
3,81
0,186
~0,11
0,116
0,182
Масса
332 940
0,055
0,815
1,0
0,107
0,00015
318
95
14,6
17,2
0,0022
0,00066
~0,0005
0,0028
Радиус
орбиты,
а. е.
-
0,38
0,72
1,0
1,52
2,76
5,20
9,54
19,22
30,06
39,2
43
45,4
67,8
Период
обращения
-
0,241
0,615
1,0
1,88
4,6
11,86
29,46
84,01
164,79
248,09
281,1
306,28
558,04
Сутки
-
58,6
243
1,0
1,03
0,378
0,414
0,426
0,718
0,671
6,387
0,163
0,324
1,1
Плотность,
кг/м3
1409
5427
5243
5515
3933
2161
1326
687
1270
1638
1860
~2600
~1700
2520
Спутники
> 13
0
0
1
2
0
69
62
27
14
5
2
1
1
Масса Солнца в 744 раза больше массы всех планет вместе взятых. Солнце бо-
лее чем на 70% по массе состоит из водорода и на 28% - из гелия. На все ос-
тальные элементы приходится менее 2%. Все планеты Солнечной системы по физи-
ческим свойствам и химическому составу делятся на 2 группы. Планеты земной
группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс - обладают значительной плотностью и
состоят в основном из силикатов и металлов. Планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн,
Уран и Нептун - обладают малой средней плотностью, имеют мощные атмосферы и
состоят в основном из легких летучих элементов. Самая далекая от Солнца пла-
нета Плутон, открытая в 1930 г., еще мало изучена.
Происхождение
Земли
Происхождение Солнечной системы долгое время было предметом научных дискус-
сий. Было выдвинуто несколько гипотез, по-разному объяснявших ее возникнове-
ние. Очень долго в космогонии господствовало представление о конденсации пла-
нет из раскаленных сгустков солнечных газов. Однако сейчас твердо установле-
но, что наша планетная система образовалась из холодного газово-пылевого об-
лака, которое некогда существовало вокруг Солнца. Вопрос о происхождении это-
го допланетнохю облака пока еще не решен, но наиболее вероятно, что оно обра-
зовалось совместно с Солнцем. В настоящее время установлено, что атомы веще-
ства, из которого "построены" Солнце и планеты, образовались при взрывах
сверхновых звезд, которые происходили в нашей Галактике в течение, по крайней
мере, 10 млрд. лет. Последняя доля из продуктов такого взрыва была получена
веществом Солнечной системы от 30 до 300 млн. лет назад.
Протопланетное облако, из которого образовалась Земля и другие планеты,
первоначально, к тому времени, когда Солнце уже сформировалось, имело темпе-
ратуру около 2000° С и находилось в газообразном состоянии. На 98% оно со-
стояло из водорода и гелия, а 2% приходилось на долю всех остальных элемен-
тов, которые при охлаждении облака сконденсировались в пылевые частицы. При
температурах 1800-1900° С сгущались самые нелетучие вещества. При температуре
1600° С конденсировалось железо. Благодаря присутствию водорода оно выделя-
лось в металлическом виде. При остывании облака до 1400° С затвердевали сили-
каты. При температуре 600° С образовывалось сернистое железо.
Процесс объединения образовавшихся при охлаждении облака пылевых частиц в
планеты был рассмотрен акад. О.Ю. Шмидтом. При этом О.Ю. Шмидт дал объяснение
основных закономерностей планетной системы. Космогонист B.C. Сафронов, про-
долживший разработку теории О.Ю. Шмидта, изучив законы объединения и дробле-
ния в протопланетном облаке, вычислил время роста Земли. Земля приобрела 98%
своей массы за 100 млн. лет. В различных частях протопланетного облака темпе-
ратура была неодинаковой. В областях далеких от Солнца она была очень низкой,
и все вещества, кроме водорода и гелия, конденсировались в частицы. Среди них
преобладали ледяные частицы метана, аммиака, воды, которые вошли в состав
планет-гигантов. В области планет земной группы температура была значительно
выше, и все летучие вещества и в том числе метан и аммиак остались в газовом
состоянии, в образовавшиеся здесь небольшие плотные планеты состоят - в ос-
новном из силикатов и металлов. Незамерзавшие водород и гелий рассеялись в
пространстве под действием мощного "солнечного ветра" - потока быстрых час-
тиц, извергавшихся Солнцем на заключительной стадии его формирования. Эти га-
зы были потеряны на раннем этапе образования планет, когда массы зародышей
почти всех будущих планет были еще малы. Только зародыши Юпитера и Сатурна
были достаточно велики для того, чтобы своим тяготением удерживать значитель-
ные количества газов на поверхности. Весь газ, оставшийся в облаке в области
Юпитера и Сатурна, был поглощен их зародышами, и потому их масса оказалась
много больше масс других планет, а химический состав мало отличается от сол-
нечного состава.
При изучении процессов роста планет в протопланетном облаке B.C. Сафроновым
была выяснена значительная роль крупных тел, поперечником до 1000 км. Падая,
такие тела сильно нагревали растущую Землю. Их тепло проникало на значитель-
ную глубину. Наибольшая температура 1500 К достигала на глубинах 300-500 км.
Средняя же начальная температура всей Земли лишь немного превышала 1000 К, то
есть области падения крупных тел на Землю дополнительно нагревались на сотни
градусов. Эти большие температурные неоднородности явились основным фактором
дальнейшей эволюции Земли. После образования Земли ее недра разогревались в
результате накопления тепла, выделяющегося при распаде радиоактивных элемен-
тов (U, Th, К), вошедших в ее состав. Дополнительно подогретые ударами, об-
ласти первыми достигали температуры плавления, и в них раньше всего начались
процессы, связанные с расплавлением вещества и с его последующей гравитацион-
ной дифференциацией. Более тяжелые вещества опускались вниз, а более легкие
поднимались вверх и образовывали земную кору. Весьма вероятно, что именно над
сильно нагретыми областями началось образование континентов. В Земле, разо-
греваемой радиоактивными элементами, гравитационная дифференциация происходи-
ла очень медленно и продолжается до сих пор. С ней связана современная внут-
ренняя активность Земли - горообразование, сейсмичность и т. п.
Сейсмическими наблюдениями давно установлено, что в Земле существует плот-
ное ядро. Однако природа его до сих пор не выяснена. По одним предположениям,
ядро состоит или из железа с примесью более легких элементов или из смеси
окислов железа, по другим - из силикатов, перешедших в металлизованное со-
стояние под действием высокого давления, господствующего в глубине Земли.
Земля, непосредственно после своего образования, не имела атмосферы. Это
было связано с тем, что газы из протопланетнохю облака были потеряны раньше,
чем растущая Земля стала настолько массивной, чтобы своим тяготением удержи-
вать заметное количество газа на поверхности.
Длительный этап формирования нашей планеты шел в сопровождении бурно и
сложно проявлявшихся химических реакций, что, несомненно, осуществлялось с
поглощением свободного кислорода при образовании кремнекислоты и ряда других
компонентов магматических пород. При разогревании недр Земли газовые компо-
ненты планеты, вовлеченные во внутренние зоны, выделялись на ее поверхности и
создали, таким образом, вторичную, собственно земную атмосферу.
Достигнув к этому времени значительных размеров в результате накопления па-
давших на поверхность Земли частиц вещества туманности, планета стала способ-
ной удерживать эти газы, в основном углеводородные газы, аммиак, углекислоту,
свободный водород, при отсутствии свободного кислорода и азота. Все запасы
кислорода, которые могли быть вовлечены в процесс формирования вследствие
присутствия неокисленных соединений, несомненно, полностью шли на их окисле-
ние . Вода в парообразном состоянии образовывала тогда пелену облаков. Взаимо-
действие между углекислотой и водородом должно было приводить к образованию
метана и водяного пара. В связи с этим появилась вода в атмосфере и на по-
верхности Земли. Возник круговорот воды, возникли моря и океаны.
Первичный кислород мох1 образоваться в результате воздействия ультрафиолето-
вой радиации Солнца, а также и других космических излучений на молекулы угле-
кислого газа.
Поверхность земной коры, покрытая газовой оболочкой - атмосферой, является
ареной проявления многих разнообразных геологических процессов, и естественно
предполагать, что именно здесь сначала образовались сложные углеродные соеди-
нения, а затем на их основе возникла и жизнь. Вторичная атмосфера Земли со-
стояла из водорода, метана, аммиака, окиси углерода и сероводорода с парами
воды в неясных количественных соотношениях.
С самого образования атмосферы из ее состава весьма интенсивно ускользал
молекулярный водород. Позднее, с появлением молекулярного кислорода, этот
процесс замедлился, хотя не прекратился и к настоящему времени. Как известно,
Земля отдает в космос значительные количества молекулярного водорода, порядка
107 атомов в секунду с 1 см2. Это соответствует расходу 20 г воды с 1 см2 в
течение 4,5 млрд. лет.
Первоначально Земля не имела водных бассейнов, и первичные запасы воды в
виде пара входили в состав древнейшей атмосферы. Впоследствии с понижением
температуры ее поверхности метан и аммиак, соединяясь с парами воды, перехо-
дили в раствор.
Так образовались первичные водные бассейны. Некоторые летучие соединения
водорода - СН4, С2Н2, HC1 и другие, - оставаясь в составе атмосферы, подверга-
лись воздействию ультрафиолетовых лучей и разлагались с выделением молекуляр-
ного водорода. Ультрафиолетовые лучи разлагали и воду, причем кислород быстро
вступал в новые связи, а выделявшийся водород тоже частью ускользал с поверх-
ности Земли.
Из недр планеты поднимался углекислый газ. Он входил в состав атмосферы, а
также интенсивно растворялся в воде, входя при этом в разнообразные химиче-
ские соединения с метаном и аммиаком. Количества углекислого газа, попадавшие
в атмосферу, были огромны. Об этом говорят, с одной стороны, его извечные вы-
бросы в биосферу при вулканических явлениях, с другой стороны, об этом свиде-
тельствуют огромные массы образовавшихся в разные периоды истории Земли отло-
жений карбонатных пород, представляющих собой соединения углекислого газа с
окисью кальция и магния.
Имеются основания полагать, что образование карбонатов, как и последовавшее
позже возникновение наземной растительности и углеобразование, были подверже-
ны определенному ритму, который находит разгадку в ритме вулканической дея-
тельности на Земле.
Миллиарды лет назад на Земле не было жизни и свободного кислорода.
На конференции в Москве в 1957 г. по происхождению жизни на Земле приводи-
лись интересные мнения относительно состава вторичной атмосферы, собственной
атмосферы нашей планеты. Большинство ученых считают ее главными компонентами
Н2, С02, N2, H2S, в меньшей степени - СН4, NH3. Обращалось внимание на избыток
в верхней зоне атмосферы Н20, С02, SO2 и других компонентов; все эти газы рас-
сматривались как "равновесная смесь". Предполагалось, что, если не учитывать
паров воды, то основными компонентами вторичной атмосферы Земли были С02
(около 91%) и N2 (около 6,4%). В первую фазу существования вторичной атмосфе-
ры в ней находилось много водорода, в частности образовавшегося при разложе-
нии воды под влиянием космических излучений. Но большая часть его улетучива-
лась в космическое пространство. Вследствие активности газов Н2, СО, С02, S02,
SO3, NO, N20, NO2 они входили в присутствии воды в соединения, задерживаясь в
породах и в водах, тогда как С02 и СО в значительной части поступали в атмо-
сферу .
Таким образом, складывается представление, что собственная атмосфера Земли
состояла тогда из Н2, NH3, CH4, С02, H2S при малом содержании других компонен-
тов , в том числе и 02, что в общем создавало восстановительную обстановку.
В новой атмосфере, быстро разросшейся под влиянием активных радиохимических
и вулканических процессов, стала преобладать углекислота с парами воды. Такая
атмосфера, вероятно, хорошо удерживала тепло геохимических реакций. Огромная
мощность и обилие паров воды делало ее малопроницаемой для солнечных и отчас-
ти космических лучей.
Возникали и угасали разнообразные воздушные потоки. Движение воздушных
масс, вызываемое разностью давления за счет притяжения Солнца и Луны, рождало
ветры и бури. Сильные ураганы и сейчас приносят огромные непоправимые бедст-
вия, особенно в приморских странах. Но, вероятно, они - ничто перед бурями и
ураганами далекой геологической древности.
При конденсации паров воды в атмосфере образуются капельки с электрическими
зарядами. Каждая капелька имеет положительный заряд в центре и отрицательный
- на поверхности. Потоки воздуха дробят эти капельки на мелкие части, которые
соответственно знаку своих зарядов способны группироваться. Отрицательно за-
ряженные капельки поднимаются вверх, а более крупные положительно заряженные
опускаются вниз. При этом верхняя часть облака или тучи получает более или
менее мощный заряд отрицательного электричества, а нижняя - положительного.
Так возникает электрический заряд между облаками или же между облаком и
землей.
Большая интенсивность атмосферных процессов в период образования Земли при-
водила к тому, что над поверхностью земной коры непрерывно сверкали и грохо-
тали мощные электрические разряды. Электрические разряды в атмосфере имели,
вероятно, большое значение для природного образования сложных углеродных со-
единений. На то, как происходило связывание всех весьма активных химических
компонентов вторичной атмосферы Земли в разнообразные соединения, в том числе
и в сложные органические, проливают свет замечательные опыты Стэнли Г. Милле-
ра.
Миллер пропускал электрический разряд через смесь метана, аммиака, воды и
водорода. В результате действительно удалось получить аминокислоты - исходный
материал для создания белков - и другие сложные органические вещества. Тогда
же Т.Е. Равловской и А. Г. Пасынским были получены аминокислоты при действии
ультрафиолетовых лучей на раствор смеси формальдегида и хлористого или азот-
нокислого аммония.
Эти эксперименты подтверждают положение теории А. И. Опарина о том, что в
первородном океане ультрафиолетовое излучение Солнца и электрические разряды
атмосферы могли приводить к накоплению аминокислот, необходимых для образова-
ния белковых соединений.
Интересны сравнительные данные о составе атмосфер планет Солнечной системы.
На Венере атмосфера в основном состоит из углекислого газа (97%). Есть также
азот, кислород не обнаружен. Можно полагать, что современное состояние атмо-
сферы Венеры соответствует состоянию атмосферы Земли в один из ранних этапов
ее добиосферного периода, когда в результате накопления гравитационного теп-
ла, ядерных и электронных процессов, происходящих в толще атмосферы, богатой
углекислым газом, температура литосферы была в то время особенно высокой.
Марс больше других планет похож на Землю. О нем много пишут ученые и не
меньше - писатели-фантасты. Его атмосфера на 90% состоит из углекислого газа.
Есть вода и кислород.
Атмосферы планет-гигантов состоят в основном из легких газов. В атмосферах
Юпитера и Сатурна преобладают водород и гелий, углекислый газ отсутствует.
Газообразный С02 при наличии водорода полностью превращается в метан и воду.
В верхних слоях атмосферы вода переходит в лед. Облака на Юпитере состоят из
аммиачного льда. В атмосферах Урана и Нептуна преобладает метан, аммиак и во-
да.
В наше время исследования планет, которые проводятся не только наземными
методами, но и при помощи космических аппаратов, приносят множество новых
фактических данных о Солнечной системе. Сравнительное изучение химического
состава планет очень важно для понимания химической эволюции допланетнохю об-
лака, а следовательно, и для выработки правильных представлений о строении и
эволюции Земли.
Земная кора и
палеонтологическая
летопись
Геология - наука о Земле - изучает происхождение нашей планеты и ее разви-
тие, в особенности развитие ее твердой оболочки - земной коры и проявлений на
ней жизни с ее геологической деятельностью.
Геология - наука историческая. Геологическая наука в настоящее время сильно
разветвилась, превратившись в комплекс наук. Это:
• историческая геология, изучающая историю Земли;
• физическая геология, изучающая геологические процессы на Земле и их влия-
ние на строение земной коры;
• палеонтология - учение об ископаемых организмах, об их морфологии и разви-
тии;
• биостратиграфия - наука о руководящих ископаемых организмах, как вехах
геологического времени, помогающих расчленять вмещающие отложения на отно-
сительно маломощные серии, свиты и горизонты, а также сопоставлять отложе-
ния разных районов;
• учение о фациях - наука об условиях формирования осадочных горных пород и
полезных ископаемых;
• петрография - учение о минеральном составе, структуре и сложении горных
пород изверженного происхождения;
• литология - учение об осадочных горных породах, их составе и свойствах;
• наука о рудных и нерудных полезных ископаемых;
• гидрогеология - учение о подземных водах, их составе, движении и геологи-
ческой деятельности;
• инженерная геология и гидрогеология - наука о грунтах, горных породах и
подземных водах, связанная с задачами строительства;
• минералогия - наука о минералах, их составе, свойствах и практическом при-
менении ;
• кристаллография - наука о кристаллах;
• геофизика - учение о физических явлениях Земли, о методах поисков полезных
ископаемых и изучении геологических структур;
• геотектоника - учение о движениях земной коры и их результатах;
• геохимия - учение о химическом составе геологических образований, о пове-
дении химических элементов и их изотопов в земной коре во времени и про-
странстве ;
• абсолютная геохронология - наука, имеющая целью определение абсолютного
возраста горных пород и минералов на основе изучения продуктов распада ра-
диоактивных элементов, включенных в минералы и горные породы при их обра-
зовании .
Все эти науки характеризуются своими особыми объектами и методами исследо-
вания. При этом геологический цикл наук теснейшим образом связан, с одной
стороны, с циклом наук химических, изучающих химические элементы, их изотопы
и их поведение в различных соединениях и процессах, с другой стороны - с цик-
лом наук физических, изучающих явления внутри Земли, на ее поверхности и в
окружающем космическом пространстве; и с третьей - с циклом биологических на-
ук благодаря палеонтологическим материалам, часто находимым в слоях осадочных
пород.
Для успеха палеонтологических исследований оказываются часто очень важными
следующие науки: физиология животных и растений, микробиология (бактериоло-
гия) , биохимия, биогеохимия (учение о геохимической роли организмов), сравни-
тельная остеология и т. д. Можно добавить, что и сама палеонтологическая нау-
ка разветвляется на эволюционную теоретическую и прикладную. Кроме того, она
делится соответственно группам ископаемых организмов на палеоботанику и па-
леозоологию (или более подробно - археоциатологию), палеоконхиологию (учение
об ископаемых моллюсках), палеоэнтомологию (учение об ископаемых насекомых) и
т. д. При этом выделилась специальная отрасль палеонтологической науки - па-
леоэкология , изучающая условия обитания ископаемых организмов.
Земная кора имеет весьма сложное строение. Она образована породами различ-
ного происхождения, различного минерального состава и различного геологиче-
ского возраста в самых разнообразных соотношениях составляющих их химических
элементов. Распространение же различных типов пород обычно подчиняется опре-
деленным закономерностям.
Основу земной коры составляют породы магматические, т. е. некогда образо-
вавшиеся из расплавленных масс, застывших на глубинах близ земной поверхности
или излившихся на нее. В последних случаях образовывались лавовые потоки и
отлагались иногда большие массы пепла, превращавшегося в вулканические туфы.
Выветривание пород на суше приводило к образованию огромных масс мелкозема -
измельченного каменного материала, который под действием воды, ветра и силы
тяжести перемещался и отлагался в виде слоев так называемых осадочных пород,
к которым добавлялись в тех или иных количествах осадки самих водных бассей-
нов . В одних случаях это были известковые илы бактериального или химического
происхождения, превращавшиеся со временем в твердые известняки. В других слу-
чаях, если воды бассейнов были сильно минерализованы или если испарение вод
превышало их приток, выпадали различные соли кальция, магния, натрия, калия и
других металлов, иногда с образованием соляных залежей. В определенных усло-
виях при смешивании вод, стекавших с континентов, с водами древних морей соз-
давались местные скопления глин (монтмориллониты, бентониты), фосфороносных и
алюминиеносных минералов (фосфориты и бокситы) , к которым в том или ином ко-
личестве подмешивался обломочный материал, приносимый реками с суши.
Мощная водная оболочка, покрывающая более двух третей поверхности Земли,
является местообитанием огромного количества разнообразных живых организмов,
которые тоже участвуют в процессе образования донных осадков и осадочных по-
род. Они обладают способностью накапливать минеральные вещества, играющие
роль опоры для их мягких тканей. Многие организмы в процессе жизнедеятельно-
сти непрерывно выделяют твердые минеральные массы, в частности углекислый
кальций, фосфорнокислый кальций, кремнезем и другие вещества.
В наше время созидающая геологическая деятельность свойственна бесконечному
множеству морских животных и большим группам водорослей, живущих как в верх-
них слоях воды, так и на глубинах. Организмы в истории Земли издавна были ак-
тивными геологическими агентами и выполняли огромную работу по формированию
осадочных пород.
Создававшиеся в водных бассейнах геологического прошлого разнообразные ми-
неральные, минерально-органические и органические осадки уплотнялись и преоб-
разовывались в различные типы осадочных пород. В сложной геологической жизни
земной коры с ее магматическими и вулканическими явлениями, с опусканиями и
поднятиями, с образованием впадин и выступов и формированием складчатых гор-
ных сооружений, первичные "нормальные" горные породы претерпевают те или иные
вторичные изменения. Подвергаясь давлению, они превращались в слоистые слан-
цеватые породы. При воздействии на исходное вещество пород, поднимавшихся из
глубин нагретых минерализованных вод и паров, преобразовывался их минеральный
состав, создавались новые минералы. Такие породы называют метаморфическими -
измененными. Чем глубже залегали породы в земной коре, тем сильнее они изме-
нялись под воздействием поднимавшихся из земных недр эманации, тем больше они
отличались от первичных нормальных пород.
Исследователи природы давно заметили, что один слой осадочной породы лежит
на другом. Это привело к появлению понятия более "молодой" и более "древней"
породы. Постепенно накапливались описания выходов пород на дневную поверх-
ность (по берегам рек, на склонах гор или в искусственных выработках - кана-
лах, ямах, колодцах, каменных, песчаных или глинистых карьерах. Были выделены
серии слоев - свиты, образование которых связывалось с более или менее дли-
тельными этапами прошлого геологического времени. Формирование каждого слоя,
несомненно, было теснейшим образом связано со средой (вода или воздух суши),
с окружающей частью земной поверхности (ландшафт), с климатическими особенно-
стями. Каждая смена слоев обусловливалась изменениями этих или каких-либо
других факторов. При этом могли проявляться и деятельность ветра и течений,
та или иная роль живых организмов. Сама последовательность слоев, отличающих-
ся друг от друга, отражала историю водного бассейна или впадины на поверхно-
сти континента за соответствующий отрезок геологического времени.
Наблюдение свит помогало ученым представить себе этапы геологического про-
шлого, но не давало понятия общей меры времени в каких-либо единицах. Впервые
вопрос о времени образования осадочных пород был решен, когда геологи стали
использовать для этого остатки животных и растений или их отпечатки, находи-
мые на поверхности наслоения древних осадков, а также следы жизнедеятельности
организмов. Постепенно опыт изучения осадочных пород в разных районах мира и
на разных этапах геологического времени привел геологов к представлению, что
каждому пласту осадочной породы соответствует как свидетель определенный со-
став остатков живых организмов. Наблюдавшееся при этом различие состава "ока-
менел остей" в отдельных слоях, последовательно налегающих друг на друга, пер-
воначально объяснялось "катастрофами" на Земле. Но со времени работ Ж. Б. Ла-
марка (1744-1829) и Ч. Дарвина (1809-1882) это стало бесспорным доказательст-
вом эволюции животных и растений на нашей планете.
Палеонтологическая наука, выросшая на основе изучения органических остатков
в горных породах и специальных исследований геологических разрезов, раскрыла
грандиозную картину непрерывной смены в ходе эволюции жизни на Земле.
Уже на ранних этапах развития палеонтологии в отдельных слоях были обнару-
жены скопления остатков каких-либо определенных видов организмов, групп ви-
дов, родов, которые, несомненно, были особенно приспособлены к существовавшей
тогда обстановке. Поскольку в соседних слоях наблюдались остатки уже других
организмов, то отсюда возникло представление о "руководящих" формах - об ор-
ганизмах, указывающих на определенное время образования данного слоя и, таким
образом, служащих "вехами" геологического времени, своего рода "часами".
Палеонтологические "часы" верно служат всему геологическому циклу наук. Они
дали возможность построить схему истории геологического развития земной коры
с делением ее на отдельные этапы. При этом геологические единицы времени не-
посредственно связывались с соответствующими геологическими образованиями.
Так возникло представление об эрах, периодах, эпохах и геологических "веках",
а также о группах, геологических системах, их отделах, ярусах и горизонтах.
Геологический возраст пород иного, не осадочного происхождения - магматиче-
ских и метаморфических, лишенных органических остатков, тоже можно точно оп-
ределить именно по соотношению с осадочными породами, содержащими органиче-
ские остатки. Так, если какое-либо гранитное тело или жила изверженной породы
"прорывает" осадочную серию определенного геологического возраста, то, следо-
вательно, расплавленная магма внедрилась сюда после формирования этой серии.
Если на поверхности гранитного тела или выше верхней части жилы изверженной
породы залегает свита осадочных пород - значит это гранитное тело или жила
является более древней, чем осадочные породы.
Смятые в крупные и мелкие складки слои доломитов и известняков
докембрия (Китай).
Совершенно аналогично палеонтологические материалы помогают определить гео-
логический возраст движений земной коры. Земная кора никогда и нигде не нахо-
дится в состоянии абсолютного покоя - отдельные ее части движутся в различных
направлениях. Временами, когда эти движения приводили к погружению части по-
верхности земной коры под уровень моря или, наоборот, к появлению целых уча-
стков дна на поверхности, характер геологических процессов коренным образом
менялся. Образованные в глубинах моря породы начинали в условиях суши или
мелководья выветриваться и размываться, а на погруженных участках формирова-
лись новые осадочные слои, в которых появлялись соответствующие комплексы ор-
ганизмов. Таким образом, возраст некоторых фаз движений земной коры и районы
их проявления могут быть также определены палеонтологическими методами. По-
этому тектоника - учение о движениях земной коры стала наукой исторической
только с помощью палеонтологии.
Палеонтология довольно хорошо раскрывает историю жизни на Земле за послед-
ние 570 млн. лет. История живых существ записана, как говорят, на камне. Она
выражена остатками твердых частей тела древних организмов, следами их полза-
ния, проявлениями жизнедеятельности (сверление раковин, отложение минерально-
го или органического вещества) . Но по отпечаткам, а еще лучше по раковинам и
костям можно воссоздавать и сами организмы. Интересно, что вещества, из кото-
рых формировались и формируются твердые части тела организмов - это соли
кальция, углекислая соль у большинства беспозвоночных животных и фосфорная у
животных позвоночных. Причина этого, несомненно, лежит в энергетических осо-
бенностях перевода солей кальция из растворенного состояния в нерастворимое,
что осуществляется с выделением свободной энергии. С этим обстоятельством не-
обходимо связывать неизбежное для организмов освоение солей кальция, преобра-
зующихся при этом в раковину у моллюска или в скелет у позвоночного животно-
го.
В процессе бесчисленных смен поколений организмов, который выразился в ви-
димом проявлении эволюции бесчисленных линий развития с их временными и мест-
ными этапами формообразования, новые виды, образуясь в условиях изменения
среды, были то удачными, то неудачными, приобретали одни признаки, утрачивали
другие. Вследствие этого, как оказывается, в каждом геологическом периоде, в
каждом этапе геологического времени наибольшую жизнедеятельность проявляли
разные группы организмов. Наряду с проявлением и развитием форм более слож-
ных, приспособившихся к существованию в определенных условиях, всегда сущест-
вовали и более примитивные формы, эволюция которых, по-видимому, замедлялась
вследствие относительной устойчивости условий их существования в древних сре-
дах, или же такие условия изменялись очень медленно в ходе геологического
времени. Например, обстановка для бактерий в недрах Земли, куда они проникают
на глубины в несколько километров, остается длительно относительно неизмен-
ной, часто вполне обеспечивающей осуществление ими обмена веществ со средой.
Исследования остатков организмов имеют двойную цель. Во-первых, они помога-
ют различать осадочные отложения различного геологического возраста, т. е.
принадлежащие к различным стратиграфическим подразделениям их, образованным в
ходе геологического развития земной коры в водных бассейнах или на суше. Во-
вторых, остатки организмов, находимые в ископаемом состоянии, показывают ход
и характер их эволюционного развития. Они указывают на эволюцию жизни, в раз-
ные моменты оставлявшую свой след во вмещающих породах, показывают общий ход
эволюции за длительные этапы и поясняют происхождение современного мира жи-
вотных и растений на Земле.
Чем древнее осадочные породы, тем менее они оказываются похожими на первич-
ные рыхлые осадки древних морских бассейнов или пресноводных бассейнов суши.
Известно, что некоторые организмы вообще не могли оставлять следы своей жиз-
недеятельности в осадочных горных породах. Остатки других иногда изменялись
уже в момент их захоронения настолько сильно, что оказывались для палеонтоло-
га весьма трудно распознаваемыми. Все же в прежде известковых илах, известко-
во-глинистых и иных осадках, ставших метаморфизованными породами - кристалли-
ческими известняками и мраморами, кремнистыми сланцами и кварцитами (сливными
песчаниками),- иногда сохраняются древние ископаемые остатки. Бережное отно-
шение к этому материалу, внимательное его изучение в специально приготовлен-
ных препаратах (прозрачных шлифах и в пришлифовках) позволяет различать эти
следы древней жизни.
Одним из важнейших факторов, способствующих сохранению органических остат-
ков в ископаемом состоянии в древних породах, является содержавшееся в них
первоначально остаточное органическое вещество. Пока оно не удалено из породы
геологическими процессами, органические остатки и структуры не могут быть со-
вершенно уничтожены. Их видно на выветренной поверхности породы и в прозрач-
ных шлифах. Они придают породе часто более или менее темную окраску. При этом
применение биологического микроскопа с увеличениями до 2000 раз часто позво-
ляет выявлять очень интересные явления. Оказывается, что остаточное органиче-
ское вещество как бесструктурное, рассеянное в породе, так и в остатках орга-
низмов при наблюдении его в прозрачных шлифах под микроскопом выражено скоп-
лениями черного, непрозрачного углистого вещества в виде сплетений тонких ни-
тей, имеющих форму бактерий. Создается впечатление, что все органическое ве-
щество при переходе его в ископаемое состояние перед завершением процесса
окаменения осадка (литификация, диагенез) становилось объектом освоения бак-
териями и в виде отмерших клеток попадало затем в твердую породу. Это свойст-
во установлено в массе образцов древних и поздних осадочных пород, включая и
древнейшие, так называемые докембрийские, т. е. древнее 570 млн. лет.
Совершенно то же явление, но в несколько иных формах и других размерах мик-
роскопических телец наблюдается в захороненном в осадочных породах железе.
Всюду, в самых разнообразных осадочных породах железо представлено сгустками
окислов в виде тонких округлого сечения палочек или нитей, напоминающих
строение современных железобактерий.
Возможно ли сохранение в ископаемом состоянии остатков бактерий? Сущность
явления их сохранности несомненно вполне объяснима. Иногда сгустки органиче-
ского вещества отмерших клеток проходили стадию минерализации. Чаще они про-
питывались известью. Некоторые виды бактерий, способные к использованию за-
кисного железа, создавали чехлики из его гидроокислов, хорошо сохраняющиеся в
осадке в породе. Б. Л. Исаченко считает, что отложение углекислого кальция в
морских осадках происходит под влиянием бактерий. Установлено также, что не-
которые культуры бактерий способны выделять из морской воды также фосфорно-
кислую известь, фосфорно-аммонийно-магнезиальные соли. В то же время изучение
древних осадочных пород морского происхождения с применением биологического и
электронного микроскопов позволяет видеть и остаточные клеточные структуры
бактериального характера. Поэтому или минерализация остатков, или их отпечат-
ки в структуре цементирующего минерального материала, иногда являвшегося ми-
неральным коллоидом (например, кремниевым гелем), и другие условия захороне-
ния бактериальных клеток, несомненно, имели широкое распространение в средах
геологического прошлого. При этом часто остатки бактерий получали в породах и
минералах прочную упаковку.
Большое значение имеют палеонтологические методы для изучения изменений в
геологическом прошлом Земли, ее климата и земной поверхности, т. е. для па-
леогеографии . Материалы палеофитогеографии (истории расселения растений) и
палеозоогеографии (истории распространения животных) поэтому являются основой
палеогеографического исследования отдельных районов нашей планеты или ее по-
верхности в целом.
Данные палеонтологии, как мы говорили выше, помогают ученым представить се-
бе последовательность отдельных этапов геологического прошлого Земли. Однако
они не могут помочь нам определить абсолютную продолжительность этих этапов,
точный возраст тех или иных пород. Поэтому уже давно исследователи искали
способ, который дал бы возможность устанавливать геологический возраст отло-
жений в абсолютных единицах. В частности, для этой цели пытались использовать
изучение скорости накопления на дне бассейнов различного типа осадков. Этот
метод, если его применять к отложениям, образовавшимся из материала, прине-
сенного с суши в моря, дает интересные результаты, например, помогает подсчи-
тать длительность времени отложений, образовавшихся из материала, принесенно-
го с областей бывшего оледенения в морские и внутриконтинентальные водные
бассейны.
Принципиально новые способы определения абсолютного возраста горных пород и
минералов были получены геологической наукой в результате изучения радиоак-
тивных элементов. Суть этих способов такова.
Ядра атомов всех химических элементов состоят из мельчайших частиц - поло-
жительно заряженных протонов и не несущих заряда нейтронов. Масса протона
почти равна единице - массе атома водорода (ядро которого и состоит из одного
протона). Нейтрон же имеет массу чуть большую, чем протон. Как оказалось, так
называемый атомный номер элемента, установленный Д.И. Менделеевым в периоди-
ческой системе элементов, соответствует числу протонов, или положительному
заряду ядра. Нейтроны же присутствуют в составе ядра независимо от атомного
номера. Число их в ядре варьирует у различных химических элементов - от атома
водорода, не имеющего нейтронов, до атомов плутония и америция, содержащих по
149 нейтронов. Химические элементы, ядра атомов которых имеют одно и то же
число протонов и, следовательно, один и тот же положительный заряд, но раз-
личное число нейтронов, называются изотопами. В периодической системе элемен-
тов они занимают одно и то же место, но вследствие различий в числе нейтронов
имеют различные свойства.
Ядра бывают прочными (стабильными), не проявляющими никаких изменений во
времени, или нестабильными, неустойчивыми, распадающимися с измеримой скоро-
стью. Радиоактивность - это и есть распад ядер, который сопровождается раз-
личным типом излучения.
Так называемое альфа-излучение представляет собой поток положительно заря-
женных ядер гелия со значительной кинетической энергией; бета-излучение - это
поток отрицательно заряженных электронов; гамма-излучение - аналогично по
свойствам лучам Рентгена.
Все встречающиеся в природе химические элементы, имеющие атомный номер бо-
лее 80, являются радиоактивными. Они образуют четыре радиоактивных ряда. Ино-
гда эти ряды называются "семействами". Распад атомов исходных элементов -
урана-233, урана-235, урана-238 и тория-232 (U233, U235, U238, Th232) - приводит
к образованию неустойчивых ядер различной продолжительности существования, в
свою очередь распадающихся. Сам процесс распада не зависит ни от каких внеш-
них условий. Он идет с неизменной скоростью различной у различных элементов.
Половина всех имевшихся в наличии ядер данного элемента распадается за строго
определенный промежуток времени - так называемый период полураспада. Каждый
радиоактивный ряд заканчивается образованием одного из трех изотопов свинца с
выделением гелия. Эти процессы, и оказались теми "часами" истории Земли, ко-
торые позволяют исчислять возраст геологических образований в виде так назы-
ваемой абсолютной геохронологии.
Что же такое абсолютная геохронология и что она дает к настоящему времени?
Интерес геологов к природным процессам распада радиоактивных элементов свя-
зан с тем, что скорость этих процессов, во-первых, постоянна, во-вторых,
очень мала. Лабораторные испытания, в которых радиоактивные вещества подвер-
гались воздействию температур от -270 до +7000°С, давлений свыше 200 атм,
сильных магнитных полей, бомбардировки космическими лучами не могли изменить
нормального хода распада радиоактивных элементов.
Периоды полураспада основных естественных радиоактивных изотопов следующие.
Изотоп
ЕЪ87
Th^
к40
и238
и235
с14
Ra^b
Ас227
Период полураспада, лет
6,01010
1,39-1010
1,1101и
4,59-109
7,13108
5568
1622
22
На ранних этапах по определению абсолютного возраста геологических пород
наибольшее применение получил метод, основанный на определении количеств
свинца и гелия как продуктов распада урана-238, урана-235 и тория-232. Оказа-
лось , что радиоактивные химические элементы, входящие в состав минералов зем-
ной коры, способны давать указание на время их образования и поэтому могут
служить для установления времени геологических событий, иногда весьма древ-
них. Поскольку урано- и ториеносные минералы встречаются в природе реже, чем
калиеносные, то преимущество калиевого метода оказывается очевидным особенно
для осадочных пород.
В применении к изучению абсолютного возраста минералов осадочного происхож-
дения наиболее интересным показал себя стронциевый метод, основанный на рас-
паде рубидия-87 с образованием стронция. Для этого необходимо, чтобы испытуе-
мый материал содержал рубидий, например, в виде хлористой соли или в виде ка-
лийсодержащих глинистых минералов группы иллита, или в виде глауконита, а из
магматических минералов - микроклина, флогопита, мусковита и др.
Особое место в абсолютной геохронологии занимает углеродный метод, основан-
ный на измерении содержания углерода-14, период полураспада которого состав-
ляет 5568 лет. Этот метод применим для сравнительно самых молодых геологиче-
ских образований - четвертичных. Исходным материалом для него являются угле-
родсодержащие горные породы, лигниты, торф и т. д.
Углерод в природе представлен двумя стабильными изотопами С12 и С13, соотно-
шение количеств которых в некоторых известняках составляет 98,892 и 1,108%.
При этом интересно, что С12 является биогенным изотопом углерода, поскольку
его содержание в организмах и в органогенных геологических образованиях все-
гда относительно выше по отношению к С13. Принято различать углерод небиоген-
ного происхождения (С12/С13 = 88,0-90,2) и биогенного (С12/С13=90-92,9) .
Методы определения абсолютного возраста прошли довольно длительную провер-
ку. Выяснено, что причиной ошибок при вычислении могут быть утечка изучаемого
элемента при выветривании породы, утечка гелия, образовавшегося при распаде,
примеси нерадиогенного свинца и т. д. Поэтому различные определения одного и
того же объекта способны давать более или менее значительные отклонения. Но
все же эти отклонения не столь значительны, как можно было думать ранее, и
цифры возрастов тех или иных минералов и горных пород постепенно уточняются.
Одним из важнейших достижений современной науки является определение воз-
раста Земли, точнее возраста слоев земной коры.
Так, возраст ряда весьма древних геологических образований составлял для
гранитов Беломорья 1800 млн. лет, габброноритов Беломорья 2060 млн. лет, гра-
нитов Балтийского щита 2030 млн. лет, пегматитов Карелии 2450 млн. лет. Ана-
логичные цифры получены для древних пород Канады, Бразилии, Индии, Южной и
Центральной Африки и т. д. Возраст этих пород составляет от 2500 до 3350 млн.
лет. Последняя цифра некоторыми исследователями принималась за возраст земной
коры, другие принимали цифру 3,6 млрд. лет, полагая, что формирование камен-
ной оболочки - коры нашей планеты началось 4,5 млрд. лет назад и длилось мно-
гие сотни миллионов лет в условиях уже относительно медленного накопления до-
полнительного космического вещества. Итак, наилучший способ проследить про-
цессы и события истории земной коры - это сочетание палеонтологического и
геохронологического методов. На основе этих данных выделены определенные эта-
пы геологического развития земной коры и была принята геохронологическая шка-
ла по данным определения абсолютного возраста. Эта схема сильно раздвинула
возрастные границы эр и периодов, в особенности в отношении более ранней час-
ти истории земной коры. Докембрий на территории СССР был разбит на четыре
крупных подразделения, имеющих огромную длительность. Весьма велика и мощ-
ность образований, соответствующих этим подразделениям. Все четыре подразде-
ления докембрия можно рассматривать как эры.
Обращают на себя внимание различия в длительности выделенных в схеме перио-
дов . Чем ближе к нашему времени, тем они становились как бы короче и короче.
Это объясняется тем, что основой для схемы были полученные геохимиками от
геологов и палеонтологов палеонтологические данные. Эти данные отражали эво-
люцию органического мира Земли в ходе геологического времени, которая осуще-
ствлялась как бы убыстряющимися темпами. От слоя к слою, от одного геологиче-
ского века к следующему изменения в составе организмов происходили все быст-
рее, что позволяло выделять менее мощные серии отложений, образовавшиеся за
сравнительно короткие промежутки времени.
Заменяет ли метод абсолютной геохронологии другие методы определения геоло-
гического возраста, в частности палеонтологический? Совсем наоборот! Именно
сочетание палеонтологического метода, раскрывающего вместе с геологическими
данными последовательность формирования осадочных отложений целыми свитами и
сериями свит, с методом геохронологии способствует наилучшему раскрытию исто-
рии развития нашей планеты.
Табл. Современная геохронологическая шкала
Эон
Эра
Период
Эпоха
Начало
События
О)
X
О
0)
О
X
Н
Антро-
поцен
примерно
с 1950 г.
н. э.
Уровень человеческой активности
играет существенную роль в эко-
системе Земли.
Четвер-
тичный
Голоцен
11,7 тыс.
Конец Ледникового Периода. Воз-
никновение цивилизаций
Плей-
стоцен
2,588 млн.
Вымирание многих крупных млеко-
питающих. Появление современно-
го человека
Неоге-
новый
Плиоцен
5,333 млн.
Появились и скорее всего вымер-
ли родственные человеку австра-
лопитеки. Появились первые люди
(род Homo).
Миоцен
23,03 млн.
Олиго-
цен
33,9 млн.
Появление первых человекообраз-
ных обезьян.
Палео-
геновый
Эоцен
56,0 млн,
Появление первых «современных»
млекопитающих.
Палео-
цен
66,0 млн,
Выделение из парнокопытных
предков древних китов. В позд-
нем палеоцене от кондилартр
произошли непарнокопытные.
О
0)
О
0)
Меловой
145,0 млн.
Первые плацентарные млекопитаю-
щие . Вымирание динозавров.
Юрский
201,3
±0,2 млн.
Появление сумчатых млекопитаю-
щих и первых птиц. Расцвет ди-
нозавров .
Триасовый
252,17
± 0,06 млн,
Первые динозавры и яйцекладущие
млекопитающие.
О
0)
О
О)
Пермский
298,9
± 0,15 млн,
Вымерло около 95 % всех сущест-
вовавших видов (Массовое перм-
ское вымирание). Закончилось
формирование Гондваны, столкну-
лись два континента, в резуль-
тате которого образовались Пан-
гея и Аппалачские горы. Океан
Панталасса.
Каменноугольный
358,9
± 0,4 млн.
Появление деревьев и пресмыкаю-
щихся.
Девонский
419,2
± 3,2 млн.
Появление земноводных и споро-
вых растений. Начало формирова-
ния уральских гор.
Силурийский
443,8
± 1,5 млн.
Ордовикско-силурийское вымира-
ние. Выход жизни на сушу: скор-
пионы ; появление челюстноротых.
)S
Докембри]
отерозой
&
)S
Архе]
>S
0
ютеро.
В1
0
О)
Мезопро-
терозой
0
эроз
Палеопрот*
Ордовикский
Кембрийский
Эдиакарий
Криогений
Тоний
Стений
Эктазий
Калимий
Статерий
Орозирий
Риасий
Сидерий
Неоархей
Мезоархей
Палеоархей
Эоархей
Катархей
485,4
± 1,9 млн.
541,0
± 1,0 млн.
^635 млн.
-720 млн.
1,0 млрд.
1,2 млрд.
1,4 млрд.
1,6 млрд.
1,8 млрд.
2,05 млрд.
2,3 млрд.
2,5 млрд.
2,8 млрд.
3,2 млрд.
3,6 млрд.
4 млрд.
-4,6 млрд.
Ракоскорпионы, первые сосуди-
стые растения.
Появление большого количества
новых групп организмов («Кем-
брийский взрыв»).
Многоклеточные животные — вен-
добионты и фауна Доушаньто.
Разделение Паннотии на конти-
нент Гондвана и мини-континенты
Балтики, Сибири и Лавразии.
Одно из самых масштабных оледе-
нений Земли. Начал формировать-
ся суперконтинент Паннотия.
Начало распада суперконтинента
Родиния. Хайнаньская биота.
Суперконтинент Родиния, супер-
океан Мировия.
Первые многоклеточные растения
(красные водоросли).
Раскол Колумбии
Сформировались ядерные живые
организмы. Формируется супер-
континент Колумбия.
Интенсивное горообразование.
Вероятно, атмосфера Земли стала
окислительной (богатой кислоро-
дом) .
Завершается гуронское оледене-
ние . Появляются предпосылки по-
явления ядра у организмов.
Пик проявления полосчатых желе-
зистых кварцитов. Кислородная
катастрофа. Начало гуронского
оледенения.
Формирование настоящей конти-
нентальной земной коры. Появле-
ние кислородного фотосинтеза.
Раскол Ваальбары.
Завершилось формирование твер-
дого ядра Земли. Формирование
первого суперконтинента — Ва-
ал ь бара .
Образование гидросферы. Появле-
ние примитивных одноклеточных
организмов (образовавших стро-
матолиты) .
Формирование Земли.
Примечание: Для облегчения запоминания последовательности эпох фанерозоя
применяется мнемоническое правило: «Каждый Отличный Студент Должен Курить Па-
пиросы. Ты, Юра, Мал — Принеси Нам Четвертинку», где буква, с которой начина-
ется слово, обозначает период (кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь,
триас, юра, мел, палеоген, неоген, четвертичный).
Среда
жизни
Средою жизни издавна являются моря и океаны. Растворяющие свойства в жидком
состоянии, способность в парообразном состоянии соединяться с различными хи-
мическими элементами и их соединениями делают воду важнейшим фактором и ком-
понентом в химических и биологических процессах в природе. В воде растворяют-
ся газы атмосферы и газы, поднимающиеся из земных недр. Поэтому воды суши,
морей и океанов до самого их дна являются продолжением атмосферы, обеспечивая
тем самым существование организмов - растений, животных и бактерий. Поэтому
влажному почвенному покрову суши, с его богатыми проявлениями бактериально-
водорослево-грибной жизни, вполне соответствует верхний слой рыхлых донных
осадков. Ниже, на суше и в водах, органическая жизнь прослеживается, но в ко-
личественном отношении оказываете более скудной.
Важно отметить, что воздух, растворенный в воде, содержит кислорода относи-
тельно больше, чем воздух газообразный, так как растворимость кислорода в во-
де лучше, чем растворимость азота. Высокую растворимость в воде имеет и угле-
кислота, запасы которой в водах гидросферы во много раз превосходят ее запасы
в атмосфере, обеспечивая тем самым существование и развитие водных растений.
Водная масса Земли всегда находится в непосредственном, теснейшем контакте
с твердым веществом земной коры, с горными породами и минералами и продуктами
их выветривания на суше и на дне моря. Поэтому воды гидросферы обычно насыще-
ны минеральными веществами или содержат их в том или ином количестве.
Вода - основной компонент живого вещества - протоплазмы клетки, крови, лим-
фы. Она совершенно необходима для жизнедеятельности - процессы питания и вы-
деления немыслимы без нее. Особо важную роль вода играет для водных организ-
мов, являясь не только средой их жизни и эволюции, но и происхождения.
Вода - минерал, как считают геологи и минералоги. Химики говорят, что вода
- самое распространенное на Земле вещество, имеющее определенный химический
состав и физические свойства (текучесть, отсутствие цвета и запаха, опреде-
ленную плотность и т. д.) и являющееся активным растворителем газов и твердых
веществ.
Процессы растворения в воде твердых веществ связаны с разрушением их струк-
туры, с образованием связей между их молекулами и молекулами воды. Оказывает-
ся, абсолютно нерастворимых веществ в природе не существует, но растворимость
разных элементов и их соединений проявляется в разной степени в зависимости
от их свойств. В результате высокой растворяющей способности воды в природе
она всегда оказывается обогащенной веществами, с которыми входит в соедине-
ния, чаще в так называемые гидраты (сольваты). Образование гидратов вызывает-
ся наличием у молекул растворенных веществ электрического заряда и притяжени-
ем их к молекулам растворителя обычно с выделением при этом тепловой энергии.
В природных водах, таким образом, оказываются во взаимосвязи и вовзаимов-
лиянии самые разнообразные по свойствам химические элементы и соединения, на
взаимоотношениях которых сказываются температура, ее изменение, изменение
давления. Между растворенными в воде веществами возможны самые разнообразные
химические связи. При пересыщении раствора каким-нибудь компонентом выпадает
осадок, качественно отличный от первично растворенных веществ, - то в виде
гидратов окислов элементов, то в виде их фосфатов, сульфатов, галоидных со-
лей, с тем или иным количеством молекул воды на молекулу осажденного из рас-
твора соединения.
Таким образом, вода в природе - это сложнейшая химическая лаборатория, где
встречаются и входят во взаимодействие разнообразные химические элементы зем-
ной коры и атмосферы. Поэтому в природе не было более благоприятной обстанов-
ки, чем водная среда, для предбиологического этапа химического развития угле-
родных соединений и для возникновения первичных организмов.
Роль воды в природе оценивалась человеком различно в странах с различным
климатом. В условиях жаркого климата южных стран вода - благо, без которого
не может обойтись ни одно живое существо. Например, древние индийские сказа-
ния гласили, что вода - основа всей жизни мира, из которой произошло все ос-
тальное. Древний Египет с его своеобразной историей и культурой, существовав-
шей благодаря Нилу, был всем обязан этой реке, ее периодическим разливам, ув-
лажнявшим и улучшавшим почву долины, и, естественно, представлял ее божест-
вом. Аналогичное отношение к воде других древних народов Северной Африки,
Ближнего Востока и Южной Азии являлось основой представлений о мироздании.
Возникали учения древних мыслителей, по которым даже звезды, Луна и Солнце
признавались вызванными к жизни испарением вод. В странах же с влажным клима-
том, с периодическими ливнями, разливами рек, затопляющих обширные участки
суши, вода представлялась злым началом, олицетворяла злое божество, принося-
щее людям иногда большие несчастья. Началом мира здесь признавалось Солнце и
его свет, породившие Землю. В них видели и начало жизни.
Некоторые мыслители (III-II в. до н. э.) полагали, что мир состоит из пяти
элементов: воды, огня, дерева, металлов и земли, что изменения в природе про-
исходят под влиянием взаимного уменьшения или увеличения этих пяти материаль-
ных сил. Позднее возникло учение, по которому все вещи произошли от первона-
чального жизненного "эфира".
Философские обобщения XVII-XVIII вв. в странах Западной Европы были первыми
попытками создать представление о космосе. В XVIII в. французский естествоис-
пытатель Ж. Бюффон говорил о воде, что она может уходить с поверхности в глу-
бины и вновь появляться на свет, что воды неба, падая на землю и стекая в
океаны, разрушают ее поверхность. Тогда же высказывались и мысли о расплав-
ленной массе Земли, о разрушительной силе небесной воды и созидающей силе вод
океанов.
Постепенно, побеждая религиозную трактовку вопросов устройства Вселенной,
научная мысль приближалась к современному мировоззрению. Уже в XIX в. стало
общепризнанной истиной суждение о круговороте воды в природе, складывающемся
из двух циклических процессов. Один из них, "внешний" цикл выражается в испа-
рении воды под действием солнечных лучей с поверхности суши, морей и океанов,
затем вода осаждается, стекая в ручьи и реки, пока не собирается вновь в вод-
ные бассейны земной поверхности. Второй, "внутренний" цикл состоит в просачи-
вании воды в землю, где она проникает в глубины земной коры, в область высо-
ких температур. Там, близ очагов расплавленной магмы, вода переходит в пар с
высокой температурой и давлением, в результате чего создаются мощные запасы
энергии, проявляющиеся затем при вулканических извержениях и при образовании
гейзеров. Пары воды способствуют поднятию лавы на поверхность и выбросу пепла
в атмосферу. При этом они поднимаются над жерлами вулканов на большие высоты,
образуя облака. Вулканизм тогда связывался именно с деятельностью воды в этом
"внутреннем" цикле ее движения и объяснялся проникновением морских вод в
глубь земной коры по трещинам.
В XX в. новая наука уже по-новому трактует происхождение вод. Появилось
представление о существовании вод земной поверхности, так называемых вадоз-
ных, и вод глубинных, поднимающихся из недр, где они были связаны с веществом
земной коры, - вод ювенильных, или молодых. На эту мысль Э. Зюсса натолкнуло
исследование поднятия горячей трещинной воды до высоты в 12-15 м известного
гейзера Шпруделя в Карловых Варах. Воды ювенильные, подмешиваясь к вадозным,
таким образом, увеличивают количество воды в биосфере. Отсюда пришла идея о
том, что гидросфера Земли создана глубинными процессами земной коры, которые,
протекая в течение долгих геологических периодов, и создают на Земле запас
вод атмосферы, морей и океанов, непрерывно пополняемый и в настоящее время.
Вместе с парами ювенильной воды в биосферу тем же путем поступали и поступают
разнообразные ювенильные разы, так называемые "благородные" - гелий, аргон, а
также и "неблагородные" - сернистый газ, окись углерода, закись углерода, во-
дород и др. В соответствии с этой идеей, ныне прочно вошедшей в представления
геологов, вся вода земной поверхности является наследием догеологической и
геологической истории Земли.
Круговорот воды в природе.
А.П. Павлов следующим образом рисует историю образования морей и океанов.
"Суша, неравномерно нагретая, с многочисленными вулканами несколько иного ти-
па, чем теперь, и с горячими источниками владела почти нераздельно поверхно-
стью планеты. Это и была древнейшая на земле пустыня. . . Первобытные бури по-
трясали атмосферу Земли могучими страшными концертами. По временам разражав-
шиеся ливни выметали из диких скалистых горных долин в необозримые безжизнен-
ные и голые равнины разнообразные продукты дробления... Солнце льет свой жар
сверху в тех местах, где холодные верхи гор не сгущают паров в тучи. Море еще
не родилось или только еще нарождалось в наиболее глубоких впадинах... Снизу,
еще близко к поверхности, недавно заключенный в каменную оболочку отрывок
солнечной массы - раскаленная магма Земли. Местами она льется по Земле могу-
чими потоками, доставляя свежий каменный материал для грядущих процессов раз-
рушения, или выбрасывает из глубин новые массы паров - созидателей будущего
моря".
Первичная гидросфера и атмосфера Земли еще не заслуживали название биосфе-
ры, но уже были средой ее зарождения.
Что же представляла собой древняя среда жизни?
Изучение ферментативных процессов обмена веществ у организмов приводит к
выводу, что они у разных групп сходны по своему характеру, хотя и отличаются
по структуре, и что они всегда связаны с восстановительной обстановкой. Сле-
довательно, первичная среда, создавшая их, тоже должна была иметь восстанови-
тельный характер. Значит первичный обмен у организмов был бескислородным.
Жизнь на Земле связана с большим количеством так называемых пбиофильныхп
химических элементов, среди которых виднейшее место занимают углерод, кисло-
род, водород, азот и сера.
Появлению жизни на Земле предшествовала длительная и сложная эволюция ве-
ществ, состоящих из этих элементов, - от простых соединений к сложным, с их
новыми свойствами и поведением в пдобиосфереп.
Уже давно возникло представление о "главном слое жизни", за который прини-
мается в гидросфере Земли самый верхний "слой" водной среды с многообразным
комплексом организмов планктона, среди которых основное место занимают микро-
скопические одноклеточные водоросли - фитопланктон. На суше роль главного
слоя жизни играют поверхность и верхний слой почвы. В прибрежных зонах, по
краям выступов суши, у границы их с водными бассейнами эти два типа главного
слоя жизни совмещаются.
В геологической жизни Земли такие районы оказывались, в частности, основны-
ми производителями больших запасов углерода и, вообще, органического вещест-
ва. Исследователи отводят побережьям древнейших морей и океанов особое место,
поскольку здесь, в условиях больших колебаний температуры, взаимодействовали
самые разнообразные компоненты состава биосферы: горные породы, вода, солнеч-
ная и космическая радиация, углеводородные и иные жидкие и газообразные со-
единения .
Таким образом, древнейшая среда на Земле, в частности водная, представляла
собой концентрированный раствор сложных органических соединений, механически
и химически тесно связанный с твердым веществом земной коры и находившийся
под воздействием мощных излучений. Эта среда - колыбель первичных организмов
- была восстановительной, бедной кислородом. Это была арена разнообразнейших
химических и геохимических реакций, из которых многие шли с выделением тепло-
вой энергии.
В такой обстановке должны были успешно развиваться многие микробиологиче-
ские процессы, в частности, окисление водорода кислородом углекислоты с одно-
временным образованием метана и многие аналогичные процессы с участием других
исходных веществ древнейшей природы.
Создается впечатление, что древнейшая среда на поверхности нашей планеты не
была гибельной для многих групп микроорганизмов. Наоборот, можно полагать,
что все главнейшие компоненты первичного состава биосферы, каждый в отдельно-
сти, могли быть основой, жизненным субстратом соответствующих проявлений жиз-
ни. В отношении типов сред, способствовавших возникновению жизни и ее разви-
тию, между учеными существуют значительные расхождения во взглядах. Известны
весьма решительные высказывания в пользу почвенных растворов в качестве пред-
полагаемой среды возникновения жизни, притом в условиях высыхания мелких ма-
териковых водоемов.
Имеются высказывания в пользу прибрежных зон мелководных бассейнов, где
этому могло благоприятствовать сочетание природных факторов: увеличения запа-
сов углекислоты, влияния химически действующих солнечных лучей, одновременно-
го присутствия в растворах усложненных углеродных соединений и минеральных
веществ земной коры. Под защищающим от гибельных лучей слоем почвы или на ма-
лых глубинах водоемов средой жизни в основном была, конечно, вода.
Итак, средой жизни является вода. Она же является обязательным компонентом
в веществе живой клетки - внутриклеточной средой при процессах обмена, а так-
же материалом в этих процессах.
Зародыши жизни - коацерваты - представляли собой полужидкие коллоидные ве-
щества, проницаемые для некоторых растворенных в водной среде солей, газов и
самой воды. Как известно, коллоидным веществом весьма свойственна способность
к поглощению и связыванию различных веществ из окружающей среды. К сожалению,
природные коллоиды, в частности минеральные, в специальных исследованиях, ка-
сающихся иногда явно органогенных образований, как железо-марганцевые конкре-
ции на дне современных морей и океанов, вещества фосфоритового состава, крем-
ниевый гель (силикогель) и другие, обычно пока трактуются авторами вне связи
с биологическими явлениями.
Между тем в вопросе первичной среды жизни и ее возникновения Н.Г. Холодный
придавал большое значение коллоидным органическим соединениям. Поэтому, поды-
тоживая изложенное выше, можно сказать, что средой возникновения жизни на
Земле были природные водные растворы сложных органических и минеральных со-
единений с соответствующими температурами и давлениями, создававшиеся в ре-
зультате сложного химического взаимодействия вещества земной коры, гидросферы
и атмосферы.
В связи с этим можно признать, что средой и местом массового возникновения
жизни были влажные почвы, водная среда прибрежной зоны морских бассейнов, ла-
гун и внутриконтинентальных водоемов, их зоны прибоя, в особенности зона при-
ливов и отливов.
Жизнь и
изотопы
Изменение температуры химических процессов способно отражаться на изотопном
составе углерода, благодаря чему открывается возможность определения темпера-
тур древних сред, в частности температур, при которых образовались каменно-
угольные пласты.
По содержанию С13 и О18 Г. Юри измерил в 1951 г. температуру отложения кар-
боната кальция в юрском белемните. Выраженная слоистость раковины - проявле-
ние сезонности развития животного. Установление повышенного содержания С12 в
биогенных карбонатных образованиях было проверено на архейской окаменелости
возраста 1,4 млрд. лет.
Интересно, что метаморфизм и, вообще, любой нагрев, даже искусственный,
различных графитов не изменяет у них отношение С12 к С13. Углерод животного
происхождения имеет отношение изотопов углерода в пределах от 90,1 до 92,5,
углерод растительного происхождения в пределах от 90,6 до 93,1, ископаемая
древесина - от 90,1 до 92,2, торф до 92,8, лигнит - от 90,87 до 91,10, биту-
минозные угли - от 90,53 до 92,1, как и антрациты и полуантрациты.
Выяснено, что неорганические процессы, включая вулканизм, способствуют уве-
личению запаса С13, тогда как органические обогащают вещество изотопом С12.
Полагают, что современная атмосфера Земли почти полностью была биогенного
происхождения. В этой атмосфере первичной двуокиси углерода присутствует не-
много .
С14 - радиоактивный изотоп углерода - образуется под действием космической
радиации на азот атмосферы, поскольку его ядро способно поглощать нейтроны
космического излучения. Возникающий таким путем изотоп С14 реагирует с кисло-
родом атмосферы, образуя С1402 или С140 которая окисляется в озоновом слое до
окиси углерода. Опускаясь, С14 поглощается наземными и водными растениями.
Элементарный углерод не играет роли в процессах на земной поверхности в ее
водах и на суше. Он представлен здесь в виде относительно прочного соединения
- углекислоты СОг.
Углекислота происходит из трех источников:
а) углекислота атмосферы;
б) углекислота болотная, торфяная и получающаяся при преобразовании вещест-
ва бурых и каменных углей в природе и благодаря деятельности человека;
в) углекислота из карбонатных пород, главным образом из известняков, а так-
же и из карбонатных руд железа и марганца, образовавшаяся при их вовлечении в
процессы выветривания.
Поступая в атмосферу, углекислота в той или иной степени поглощается дожде-
выми водами, проникает в почву и в коренные породы, где становится сильным
геологическим деятелем вследствие ее способности образовывать более сложные
соединения с встречающимися веществами земной коры. Воздействуя на них в ка-
честве угольной кислоты, она образует карбонатные и бикарбонатные соединения.
Первые чаще являются твердыми минеральными образованиями, вторые - образуются
в растворах и могут в таком виде, поднимаясь с водами источников на поверх-
ность Земли, входить в химические связи с различными другими растворенными
или твердыми минеральными или органическими соединениями.
Несомненно, значительные количества окиси углерода образуются при естест-
венном преобразовании в земной коре вещества каменных и бурых углей и лигни-
тов, которые извечно проявляют общую тенденцию к потере так называемых лету-
чих компонентов. В числе этих компонентов углекислота обычно занимает видное
место с примесями закиси углерода (угарного газа) и часто метана. Процессы
выделения газов из угольного вещества связываются с его окислением при уча-
стии кислорода, заносимого туда проникающими с поверхности водами. Общеизве-
стно, что скопления газов в угольных пластах иногда вызывают их активные вы-
бросы , наподобие взрывов, представляющих опасность для шахтеров. Подземные
воды, насыщаемые этой углекислотой, становятся сильными растворителями и по-
тому оказываются способными выносить на поверхность из углей многие химиче-
ские элементы, в числе которых кремний, барий, олово, железо, марганец, бор,
никель и др.
Известен и другой путь образования окиси углерода в угольных пластах. Со-
держащиеся часто в них в виде конкреций пирит и марказит, окисляясь при уча-
стии кислорода из притекающих поверхностных вод, что, как мы знаем, обычно
происходит при участии бактерий, дает с водой серную кислоту. Серная кислота,
воздействуя на известняки, залегающие там же, образует сульфат кальция (гипс)
с выделением углекислоты. Таким образом, в выделении свободной углекислоты в
биосферу участвуют различные процессы в недрах Земли и в связи с осадочными
отложениями.
Между тем углекислота в указанных условиях способна образовывать ряд орга-
нических кислот, таких, как муравьиная, уксусная и другие, которые могли под-
ниматься к древней поверхности насыщенными соответствующими металлическими
основаниями или не насыщенными, т. е. способными к реагированию с другими ве-
ществами в других условиях. Известны многочисленные разнообразные минеральные
углекислые источники, часто используемые для лечебных целей, воды которых бы-
вают насыщены различными солями (карбонаты, хлористые и сернокислые соли ще-
лочных металлов, кальция и магния и т. д.) . Примеры того - источники Кисло-
водска , Карловых Вар.
На относительно больших глубинах в недрах Земли свободная углекислота обра-
зуется при взаимодействии известняков с кремнеземом в условиях высоких темпе-
ратур, с образованием кремнистых пород, где к поверхности поднимаются горячие
соленые источники, богатые углекислотой. Поэтому полагают, что влияние высо-
кой температуры недр и вулканических образований на породы осадочных толщ со-
стоит в выделении из последних углекислоты.
Наибольшее количество углекислоты биосфера получает в процессе вулканиче-
ской деятельности. Эта углекислота - ювенильная, выделяется при остывании ла-
вовых масс и в последние фазы вспышек вулканической деятельности. Это явление
было изучено в районах действующих вулканов Италии и древних вулканов Чехии и
Оверни.
В вулканических областях известны струи газов с содержанием СОг до 59%, на-
пример на о-ве Мартиника у Мон-Пеле, а также около Неаполя. В области Тихо-
океанского вулканического пояса, в Северной Америке, в "Долине десяти тысяч
дымов" сухие газовые струи углекислоты, вырываясь в атмосферу, сильно охлаж-
даются, и газ выпадает у самых источников в виде твердой углекислоты.
Громадные запасы углекислоты в земной коре находятся в связанном состоянии
в разнообразных изверженных породах, куда она попала в процессе их первичного
формирования. Азот, количественно основной компонент атмосферы Земли, пред-
ставлен в ней двумя стабильными изотопами N14 и N15 в соотношении: N14 -
99,635%, N15 - 0,365%. Отношение N14/N15 = 273. Изотоп N14 под влиянием косми-
ческого излучения превращается в верхних слоях атмосферы в радиоактивный уг-
лерод С14 и в радиоактивный тритий - Н3. При искусственной бомбардировке аль-
фа-частицами изотоп N14 превращается в кислород О17,
На больших высотах отно-
шение между изотопами N14 и N15 возрастает, в частности, на высоте 58,3 км до
282,6. Полагают, что в разделении изотопов проявляется сила тяжести.
Важно отметить, что в радиоактивных минералах различного геологического
возраста отношение изотопов азота иное. Так, отношение N14/N15 в урановой
смолке различного геологического возраста следующее:
Местонахождение
Большое медвежье озеро, Канада
Катанга, Заир
Шинколобве, Заир
Вуд Колорадо, США.
Возраст, млн. лет
1251
625
625
57
N14/N15
170
173
173
187
Из этих данных отчетливо видно, что у определенного вида минералов отноше-
ние изотопов отражает геологический возраст, проявляя тенденцию со временем к
относительному уменьшению изотопа N15. По мнению некоторых ученых, отношение
изотопов в минералах, содержащих азот, не зависит от химического их состава,
хотя наблюдаются и исключения.
Откуда появился азот в атмосфере Земли и ее минеральных образованиях? Один
из возможных путей - это распад какого-то азотного соединения под влиянием
излучений радиоактивных элементов на азот и гелий. Таким исходным веществом
мог быть, скорее всего, аммиак, известный в составе атмосферы ряда планет
^ 238 -*
Солнечной системы. При распаде U также образуется азот. Наличие азота в со-
ставе многих минералов должно указывать на особую геологическую, или точнее
догеологическую, древность этого процесса, относящегося к стадии формирования
нашей планеты и ее коры.
Между тем есть и другие точки зрения на происхождение азота в атмосфере.
Так, В.И. Вернадский считал, что азот постоянно приходит в атмосферу из глу-
боких зон земной коры в составе газов, выделяющихся при деятельности вулканов
и минеральных источников. На Земле во многих местах известны газовые струи,
почти нацело состоящие из азота с примесью благородных газов (гелий, аргон).
Под влиянием электрических разрядов азот входит в соединение с водородом и
кислородом, образуя NH3, NO2 и NO3, азотистокислые и азотнокислые соли аммо-
ния, а также и более сложные азотные органические соединения, "строящие тела
организмов".
В природе имеет место грандиозный процесс извлечения из биосферы свободного
азота бактериями почвы и вод, а также некоторыми водорослями. Азот при этом
поступает в тела организмов в виде разнообразных соединений, а потом иногда
накапливается в виде азотсодержащих минералов, например, селитры, азотных со-
единений нефтей, каменных углей и т. д. В то же время в природе идет не менее
грандиозный процесс выделения свободного азота биохимическим путем, тоже при
участии организмов, в основном бактерий, принадлежащих к группе так называе-
мых денитрифицирующих. Таким образом, часть азота из состава живых тел и за-
хваченных ими аммиачных и кислородных соединений возвращается назад в атмо-
сферу, часть откладывается в составе ряда минералов или снова захватывается
живым веществом биосферы (селитра, аммиачные соединения) или захороняется в
осадочных отложениях.
В.И. Вернадский полагал, что количество свободного азота в атмосфере, по-
видимому, не меняется и что его приток из более глубоких слоев Земли возмеща-
ет его потребление организмами и образование азотсодержащих минералов. Решаю-
щая роль в этом процессе отводится живым организмам.
Если учесть приведенные выше данные, что биофильный изотоп азота N14 в ис-
тории Земли проявляет тенденцию к накоплению в биосфере, по отношению к более
тяжелому изотопу, то относительное обогащение некоторых минералов изотопом
N15 позволяет считать его в большей степени связанным с химическими процесса-
ми. Между тем в первичной атмосфере, где преобладали лишь химические реакции
преобразования ее вещества под влиянием электрических разрядов, трудно допус-
тить большое содержание свободного азота. Скорее всего, он был преимуществен-
но связан в соединения с водородом и углеродом в виде аммиака и углеводород-
ных газов.
Водород представлен в природе тремя изотопами: Н1 - протий, Н2 - дейтерий и
радиоактивный Н3 - тритий.
Присутствие свободного водорода в составе атмосферы и гидросферы нашей пла-
неты не вполне еще исследовано. В окружающей среде мы не видим его заметного
содержания, но имеется достаточно данных о его присутствии в верхних слоях
атмосферы, что установлено исследованиями с помощью ракет. В то же время из-
вестно, что свободный водород присутствует в глубинах земной коры и выделяет-
ся при вулканических процессах. По данным Резерфорда, весьма вероятен синтез
водорода в процессе разрушения атомов других элементов.
Значение водорода определяется его свойствами, в частности исключительной
легкостью, вследствие чего Земля может обмениваться им с космосом.
В земной коре водород наряду с другими газами захватывается магматическими
и лавовыми массами. Крайне интересно, что в комплексе этих газов оказываются
Н2, СН4, С2Н4, СО, С02, N2 и другие, поскольку их ассоциация, несомненно, отра-
жает исконное свойство земной материи и ее первичный газовый состав вообще.
Содержание водорода в твердых породах достигает 36-38%. Водород входит в
состав вод минеральных источников, нефтей, часто выделяется мощными струями
из залежей морских солей, в частности калийных. В газовой фракции выбрасывае-
мых вулканами веществ он составляет до 3% у Везувия, до 22,3% у Мон-Пеле, а в
Исландии вулканические источники выбрасывают струи газа, содержащие 54% водо-
рода. Кроме того, водород высвобождается при гниении органических (белковых)
веществ вследствие жизнедеятельности некоторых видов бактерий, что должно да-
вать большой эффект в ходе геологического времени.
На высоте около 100 км водород является господствующим газом. Предполагает-
ся, что он частично улетучивается из земной атмосферы в космическое простран-
ство. Под влиянием азота верхних слоев атмосферы, под влиянием почвенных бак-
терий и другими путями водород окисляется в воду.
Изотопы водорода дейтерий и протий обычно присутствуют в соотношении
1:6409. В связи с различием в массе протия и дейтерия органические и неорга-
нические процессы с их участием идут различно. Обычно протиевые соединения
вступают в реакцию энергичнее и быстрее, чем дейтериевые, примерно в 6 раз.
Тритий радиоактивен; его содержание в веществах определяется путем измерения
радиоактивности. Полагают, что из изотопов водорода именно протий проявляет
тенденцию к утечке в космическое пространство, тогда как дейтерий в ходе гео-
логического времени накапливается. Окись дейтерия - так называемая "тяжелая"
вода - имеет особые свойства, в частности является менее активным химическим
веществом по сравнению с водой. Тяжелая вода вредна для организмов, а чистая
окись дейтерия даже ядовита, способна задерживать биологические процессы. Ме-
жду тем организмы, усваивая воду, способны разделять изотопы в соотношении
обычно около 4500-6000.
Водород - активный биофильный элемент. Многие бактерии, способные к авто-
трофному существованию, т. е. не требующие для себя готовых органических со-
единений, могут получать жизненную энергию при окислении водорода:
Н2 + 1/2 02 = Н20 + 56 кал.
Правда, эти микроорганизмы не являются обязательными автотрофами, так как
могут существовать и на обычных органических средах. Имеется группа водород-
ных бактерий, которые усваивают водород, окисляя его в присутствии кислорода
среды (аэробные бактерии). Некоторые бактерии развиваются автотрофно на мине-
ральной среде в присутствии окиси углерода и кислорода.
Существование автотрофных бактерий, добывающих энергию за счет окисления
водорода в присутствии углекислоты, представляется фактом исключительного
значения, к которому далее мы вернемся.
В природе существует три изотопа кислорода: О16, О17 и О18. При этом в атмо-
сферном кислороде изотопы составляют соответственно 99,760, 0,042 и 0,198%.
Изучение их распространения в природе позволило, прийти к выводу, что тяжелый
18
кислород О преимущественно концентрируется в кислороде двуокиси углерода, в
частности в кислороде карбонатов и образованных из них кислородных соедине-
ний. Установлено, также, что О16 скорее усваивается организмами, в частности
почвенными бактериями и в процессе фотосинтеза растений. Этот изотоп в основ-
ном составляет кислород воды. Именно О16, легкий изотоп кислорода, преоблада-
ет в процессе жизнедеятельности морских организмов, поглощающих кислород.
Поскольку тяжелый изотоп кислорода в большей степени оказывается связанным
с минеральным веществом земной коры, а легкий О16 - с жизнедеятельностью ор-
ганизмов и водой гидросферы, то геологическая история их, несомненно, была
^ 17 18
различной. Малые запасы тяжелых изотопов О и О , вероятно, представляли со-
бой кислород древнейшей атмосферы Земли, тогда как легкий изотоп создавался
организмами, вероятно, за счет соответствующих соединений, в связи с его бо-
лее высокой химической активностью.
Ранее полагали, что кислород атмосферы происходит из кислорода двуокиси уг-
лерода при фотосинтезе. Между тем оказалось, что кислород водных растений об-
разуется при фотосинтезе из воды, что подтверждено данными изучения фотосин-
теза у ряда видов современных водорослей (хлорелла, гелиатус и др.). В выде-
18
ляемом водорослями кислороде изотопа О оказывается меньше, чем в составе
атмосферы. Изучение А.П. Виноградовым, Р.В. Тейс и другими учеными процесса
фотосинтеза у элодеи показало, что состав фотосинтетического кислорода совпа-
дает с изотопным составом кислорода воды, но существенно отличается от общего
изотопного состава кислорода атмосферы и кислорода углекислоты. Изотопный со-
став фотосинтетического кислорода оказывается средним по отношению к составу
кислорода атмосферы и углекислоты. Это обстоятельство породило гипотезу о
том, что в растениях содержатся атомы кислорода, происшедшего как из воды
(две трети), так и из двуокиси углерода (одна треть). Путем определения изо-
топного состава кислорода ряда древних изверженных пород был установлен пер-
воначальный изотопный состав земного кислорода. Отношение между изотопами
01б/018 для него получилось в пределах 495,6-495,3. Выяснено, что содержание
О18 в карбонатных осадках способно указывать температуру процесса их осажде-
ния в геологическом прошлом - палеотемпературу. Г. Юри на основе тщательного
измерения содержания О18 в породах разработал метод измерения температуры во-
ды в момент образования отложения древних карбонатных осадков.
В.И. Вернадский, отмечая наибольшую роль водорода и кислорода в образовании
живого вещества, считал кислород, в виде свободного кислорода биосферы, "про-
дуктом жизни". Он доказывал, что для большинства элементов их геохимия обу-
словливается живым веществом и вообще до 99% (по весу) вещества земной коры
считал "обусловленным жизнью", из чего вытекало его представление о теснейшей
вещественной связи между живой и косной (мертвой) природой.
Общее содержание кислорода в современной атмосфере - 2,8'1014 т, между тем
все растения земного шара в процессе фотосинтеза за год выделяют его 1,2'Ю11
т. Таким образом, весь запас кислорода современной атмосферы Земли мох1 бы об-
разоваться всего за 2-3 тыс. лет, если бы он не расходовался на разнообразные
окислительные процессы химического и биологического порядка. Правда, имеются
высказывания о неорганическом пути образования свободного молекулярного ки-
слорода вследствие термической диссоциации воды, но они не получают поддержки
со стороны геологов и химиков.
Возможно, что диссоциация паров воды и происходит в верхних слоях атмосферы
при участии солнечной и космической радиации. Приводимые подсчеты количеств
кислорода, который мог бы образоваться таким путем за три миллиарда лет суще-
ствования Земли оказывались в десятки раз больше, чем современные запасы мо-
лекулярного кислорода в атмосфере. Однако количество паров воды в верхних
слоях атмосферы весьма незначительно и потому эта гипотеза не получила при-
знания специалистов.
Сера - активный биофильный элемент. На Земле она в основном находится в зо-
не биосферы, где входит в органические и минеральные соединения, отличающиеся
огромным разнообразием. Последнее объясняется существованием у серы способно-
сти образовывать полимеры в результате различной валентности (S8, S6, S4, S2 и
Si). Известно четыре устойчивых изотопа серы (S32, S33, S34, S36) и получено ис-
кусственным путем несколько радиоактивных ее изотопов. Так, например, период
полураспада S35 равен 87,1 дня, что делает его пригодным для применения в
опытах с мечеными атомами. Изотопный состав серы зависит от того, с минераль-
ными или с биологическими процессами она связана. Общее отношение S32/S34
варьирует в пределах от 21,4 до 23,2. Природная биогенная сера и биогенный
сероводород имеют отношение этих изотопов в пределах от 22,4 до 22,6, тогда
как сульфатные минералы химического происхождения - 21,6-22,0. Природная вул-
каническая сера имеет отношение изотопов чуть выше 22,2, тогда как сера суль-
фидных минералов изверженного происхождения - чуть ниже 22,2. Считают, что
деятельность серных бактерий может привести к более или менее полному разде-
лению изотопов серы.
Интересно отметить, что количественное отношение изотопов серы S32/S34, на-
блюдаемое в сульфидных минералах, в частности в пирите, не зависит от геоло-
гического возраста минерала, но дает указание на температуру среды кристалли-
зации . При этом выяснено: что при высоких температурах в начале процесса оса-
ждается изотоп S34, а при понижении температур S32 в виде мелко- и затем круп-
нокристаллического пирита. В первом случае отмечались температуры 235-210°, а
во втором 185-135°. Открытие такого "серного термометра" геохимиками Тодом,
Макнамара и Коллинсом очень ценно для изучения состояния сред "ископаемой"
биосферы. Правда, этот "термометр" при его практическом использовании требует
очень внимательного изучения условий осаждения минерала и последующих процес-
сов, которые могли бы изменить соотношение между изотопами.
Таким образом, доказано, что в природе происходит повышение концентрации
S34 при неорганических процессах и обогащение S32 при биологических, что может
служить ключом для понимания условий отложения серы в далеком геологическом
прошлом. Принято считать, что отношение S32/S34 больше 22,3 указывает на био-
генное происхождение материала, а меньше 22,18 - на минеральное. Установлено,
что изотопное разделение серы в докембрии выражалось слабо и началось лишь
900 млн. лет назад, когда оно стало более заметным и доступным для исследова-
ния. Объяснение явления, данное Г. Юри, может оказаться очень важным, если
оно будет подтверждено фактическими данными. Г. Юри полагает, что около 800
млн. лет назад восстановительные (бескислородные) среды сменились окислитель-
ными (кислородными).
Известны группы нефотосинтезирующих автотрофных серных бактерий, способных
окислять сероводород, с выделением свободной серы (процесс формирования се-
ры!), воды и с выделением при этом 172 кДж тепловой энергии на 1 грамм - мо-
лекулу вещества. Существуют окислители серы в присутствии воды, приводящие к
образованию серной кислоты и к получению при этом 496 кДж энергии.
Открытие автотрофных бактерий - окислителей серы в природе, сделанное С.
Ваксманом и Дж. Иоффе в 1921 г., привело к возможности дальнейшего успешного
исследования процессов выделения серы в истории Земли. Впоследствии было ус-
тановлено, что сера выделяется и рядом других организмов, не вполне автотроф-
ных или гетеротрофных. Были выделены группы организмов, жизнедеятельность ко-
торых протекает в кислородной среде, а также и такие, которые пользуются ки-
слородом, связанным в соединениях различного типа. Такие анаэробные микроор-
ганизмы должны быть признаны древнейшей из групп серных бактерий. Они берут
из нитратов кислород, за счет которого окисляют молекулярную серу.
Таким образом, биохимическое выделение самородной серы или образование се-
роводорода в реологическом прошлом то проявлялось, то исчезало в зависимости
от условий, причем восстановительная обстановка, преобладавшая в ранней био-
сфере Земли, для этого, несомненно, не служила препятствием.
В биосфере существуют факторы, регулирующие состав атмосферы, - это водная
оболочка Земли и живое вещество природы.
Вода растворяет газы воздуха. Огромное их количество находится в растворе
во всех типах природных вод: морских, солоноватых и пресных. Поскольку кисло-
род растворяется лучше, то воды содержат его в относительно больших количест-
вах по сравнению с азотом, что делает водные среды в химическом и биологиче-
ском отношениях более активными. Этим путем газы доходят до самых больших
глубин морей и океанов, делая их доступными для организмов. Море то выделяет
кислород в атмосферу, то поглощает его вновь.
Как отмечал В.И. Вернадский, в природе известны тысячи реакций, связанных с
поглощением, связыванием кислорода. Между тем свободный кислород в истории
Земли мог быть образован только при жизненных процессах, при выделении его
зелеными хлорофильными организмами под влиянием энергии света. Поэтому про-
цесс выделения кислорода приурочен исключительно к так называемой кислородной
поверхности - земной коре, суше и водам. С глубиной выделение кислорода пре-
кращается и там уже господствует восстановительная обстановка. В. И. Вернад-
ский не допускал мысли, что в природе мог существовать какой-либо иной источ-
ник свободного кислорода, кроме биологического, биохимического, что это явля-
ется основной чертой истории кислорода Земли. Таким образом, весь кислород
атмосферы проходит через живое вещество. При этом подсчитывалось его количе-
ство (1,2'1015 т), что указывает на масштаб проявлений жизнедеятельности фото-
синтезирующих организмов в ходе геологической истории Земли.
Естественно, возникает вопрос о форме существования кислорода в догеологи-
ческий период истории Земли. Ответом на него может служить, по-видимому, мне-
ние В. И. Вернадского, что кислород был тогда полностью в связанном виде в
многообразных соединениях типа окислов.
Происхождение
организмов
Бесчисленные виды растений, животных и микроорганизмов, обитающие ныне на
Земле в различных условиях, поражают разнообразием своего строения и жизне-
деятельности. Организмы обитают на поверхности суши, в почвах, в пресных и
соленых водных бассейнах, в глубинах земной коры и под дном морей и океанов.
Они прослежены до глубин, которых достигают буровые инструменты (до 7 км).
Организмы можно обнаружить в воздухе, который переносит их на значительные
расстояния, иногда на высоте в несколько километров. Споры и пыльца растений,
огромное разнообразие микроорганизмов, переносимые вместе с земной и космиче-
ской пылью, захватывают не только тропические, теплые и умеренные пояса, но и
области высоких широт, вплоть до полярных. Эти зародыши жизни, микроорганизмы
и их споры проявляют жизнедеятельность всюду, где они только находят для это-
го благоприятную обстановку.
С тех пор, как наука решительно победила веками бытовавшие представления о
"чудесном" происхождении всего мира, мысль человека постоянно обращается к
вопросу: как возникло это огромное разнообразие организмов на нашей планете?
Микробиологи, ботаники и зоологи часто рассматривают современные организмы
с точки зрения уровня эволюционного развития, располагая их в системы и ряды
от наиболее простых к сложным по жизненным функциям и строению. Точно так же
биогеохимическая наука создала и разрабатывает убедительную историческую кар-
тину связи организмов с минеральным веществом Земли. Чем ниже уровень органи-
зации живого существа, тем большую роль играют в его жизнедеятельности (на-
пример, бактерии - геологические деятели) элементы мертвой природы. Поэтому
даже в современном живом населении Земли можно подобрать такой ряд организ-
мов, который как бы отражает ход общей эволюции жизни.
Развитие организмов на Земле (по Суиннертону)
Однако все современные организмы являются продуктом длительного хода эволю-
ции жизни на Земле. Они приобрели через бесчисленные смены поколений разнооб-
разные особенности и свойства, которых, несомненно, не имели их далекие пред-
ки, поэтому палеонтологическая наука, изучающая остатки прежде живших орга-
низмов, способна внести в данную проблему верные решения. Идеи Ж.Б. Ламарка и
Ч. Дарвина - стройное учение о естественном отборе форм и происхождении видов
- дарвинизм, вскрывают общее направление эволюции жизни на Земле. Этапы раз-
вития определенных комплексов организмов геологического прошлого признаны
этапами геологического развития самой планеты, разделенного на эры, периоды и
геологические века. При этом, чем древнее подразделение осадочных пород с ос-
татками организмов, тем примитивнее по построению и часто мельче по размерам
оказываются представленные там организмы, а чем позднее образовался слой по-
роды, тем остатки организмов в нем оказываются более сложно устроенными и бо-
лее разнообразными.
Остается добиться еще только одного: объяснить возникновение жизни из неор-
ганической природы.
Белковые тела представляют собой цепи связанных между собой аминокислот
(полипептидные цепи), уложенные в молекулах таким образом, что в точках со-
прикосновения между частями этих цепей возникают более или менее прочные хи-
мические связи. Процесс образования белковых молекул требует поэтому затраты
энергии. Кроме того, в белковых телах могут самопроизвольно образовываться
вторичные связи, требующие меньшей затраты энергии. Особенностью живой ткани
организма, условием его существования является образование новых аминокислот
и распад части старых.
Практика лабораторной работы по синтезу более сложных соединений из более
простых при помощи соответствующих энергетических воздействий добилась боль-
ших успехов. Обычно для этого применяются высокие давления, поскольку при
синтезе объем получаемого вещества меньше, чем сумма объемов исходных ве-
ществ .
Опираясь на идеи А. И. Опарина и Г. Юри о первичном составе атмосферы Земли
из метана, аммиака, воды и водорода, профессор Колумбийского университета
Стэнли Г. Миллер в 1955 г. провел очень интересный опыт синтеза органических
соединений в искровом электрическом разряде. Он подводил к смеси метана, ам-
миака и водорода нагретые пары воды под давлением в пределах 100-200 мм рт.
ст. Эта смесь подвергалась действию искровых разрядов с максимумом напряжения
в 60 тыс. вольт. Было обнаружено что, кроме исходных газов, в приборе присут-
ствует целый ряд новых углеродных соединений. Получившаяся сложная смесь со-
единений была разделена различными методами.
Результаты этого замечательного опыта подтвердили возможность природного
образования сложных органических соединений из немногих простых компонентов,
составляющих первичную атмосферу Земли С. Миллер получил глицин, аланин, ас-
парагиновую, глютаминовую кислоты и другие соединения, которые входят в со-
став белков или участвуют в биохимических процессах обмена веществ организ-
мов . Многие из этих веществ могут быть единственными источниками углерода и
энергии организмов. Таким образом, опыт С. Миллера показал, что органические
соединения можно получить из простых неорганических соединений.
Аминокислоты и полипептиды еще далеки от живого организма. Нужно найти ме-
ханизмы синтеза еще более сложных органических соединений - пуринов, пирими-
динов, жиров, коферментов и нуклеиновых кислот, в особенности ферментов - по-
липептидов , способных содействовать обмену веществ. С. Миллер отмечает, что
роль катализаторов в реакциях, происходящих в организмах, могут играть и не-
которые металлы и простые органические соединения, но вряд ли их деятельность
могла быть достаточной для обеспечения жизнедеятельности. Поэтому он приходит
к заключению, что именно полипептиды были катализаторами почти с самого нача-
ла возникновения обмена веществ, еще до того, как развился воспроизводящий
себя организм. Таким образом, чтобы существующая гипотеза о происхождении ор-
ганизмов стала вполне доказанной научной теорией, экспериментальному направ-
лению химии и биологии предстоит еще получить искусственно эти полипептиды.
Электроды
Нагрев II
Ловушка
ЫОстЧ
Прибор Миллера. Кипящая вода (1) создает поток пара, который
усиливатся соплом аспиратора (врезка), искра, проскакивающая ме-
жду двумя электродами (2) , запускает набор химических превраще-
ний, холодильник (3) охлаждает поток водяного пара, содержащего
продукты реакции, которые оседают в ловушке (4).
Стэнли Миллер возле установки. 1953 год.
С. Миллер считает возможным два пути образования первичных живых организ-
мов. Первый из них - это появление, согласно представлениям А. И. Опарина,
коацерватов - разнороднейших по структуре и свойствам первичных сгустков бел-
ковых веществ. Попадая в виде микрокапель в сферы развития геохимических ре-
акций с выделением тепла, эти сгустки на момент или на более длительные сроки
"оживали", становясь сами средой таких реакций. Продолжительность "жизни" со-
ответствующих систем зависела от того, насколько успешно налаживалась их
связь со средой, их породившей. Например, закисное соединение, проникнув
внутрь коацервата путем осмоса через его граничный слой, превращалось в окись
с выделением некоторого количества энергии. Поскольку закись исчезает, то сю-
да из среды путем осмоса поступает новая ее порция, чем поддерживается про-
цесс и, следовательно, жизнь. Коацерваты могли накапливать еще больше белков
и, таким образом, в течение длительного времени вырабатывать механизм для
синтеза белка и для генетического размножения, что составляет признаки орга-
низма .
Вторую возможность развития органического вещества С. Миллер видит в воз-
никновении так называемой дезоксирибонуклеиновой кислоты - сокращенно ДНК,
свойственной веществу современных организмов. Молекулы этой кислоты могли со-
держать "биологическую информацию", образовывать мутации (скачкообразные из-
менения) , в результате чего метаболические (созидательные) способности пер-
вичных форм жизни могли увеличиваться, мог расшириться обмен их веществ со
средой. Полезные изменения - это уже признаки живого организма. Естественный
отбор должен был обеспечить дальнейший ход эволюции организмов.
Какой из этих двух путей проявился в процессе возникновения жизни, пока еще
не ясно. С. Миллер связывает решение этого вопроса с изучением путей синтеза
ферментов и воспроизводства генов в современном организме.
Обширные геологические материалы говорят об определенном этапе истории на-
шей планеты, когда возникли процессы почвообразования на выступах суши, когда
отлагались массы мелкозема в древнейших бассейнах, когда начали отлагаться
микробиологическим и химическим путями известковые илы, гидрозакиси железа,
сульфиды железа и других металлов в условиях восстановительных, т. е. при от-
сутствии в атмосфере и водах запасов свободного кислорода.
Общеизвестно, что перевод бикарбонатов в карбонаты, закисных соединений и
элементов в окислы и закиси всегда сопровождается выделением свободной энер-
гии. Поэтому естественно представить себе, что древнейшие формы жизни исполь-
зовали для своей жизнедеятельности ту или другую геохимическую реакцию с вы-
делением энергии. Таким образом, создается впечатление, что древнейшими фор-
мами жизни являлись автотрофные организмы, т. е. такие, которые не требуют
готовых органических соединений и способны довольствоваться лишь углекислотой
и перерабатываемыми ими минеральными веществами земной коры.
Известно, что наиболее распространенные в природе автотрофы - это зеленые
растения. Для их жизнедеятельности нужна углекислота при источнике энергии в
виде света, источник азота, серы и других элементов. На самой низкой ступени
по уровню организации стоят одноклеточные микроскопические водоросли, которые
иногда придают зеленую окраску стоячим пресным водам, верхнему слою морских и
океанских вод, которые получают нужные им питательные вещества в виде углеки-
слоты и минеральных солей из воды через клеточную оболочку. Среди бактерий
есть формы пигментированные - окрашенные и бесцветные. Для их развития тоже
необходим свет, и многие из них также принадлежат к автотрофным организмам.
Есть и бактерии, жизнедеятельность которых подавляется светом и которые могут
жить только в темноте. Но и они способны производить белки, углеводы, жиры и
другие сложные соединения из соединений углерода типа углекислоты, используя
энергию окисления некоторых минеральных веществ.
Весьма важно, что химический анализ живого вещества автотрофных бактерий
показал в них наличие того же набора аминокислот, углеводов, жиров и биологи-
чески активных веществ - ферментов, который свойствен и гетеротрофным орга-
низмам. Из этого следует, что в широком смысле все формы жизни построены по
одному образцу.
Возникновение жизни произошло, несомненно, сразу же, как только температура
в водных бассейнах или на смежных выступах суши снизилась до пределов, допус-
кающих сохранность белковых веществ. Идеи А. И. Опарина в отношении абиоген-
ной эволюции углеродных соединений на основе синтеза из первичных газовых
компонентов атмосферы при наличии паров воды или воды в жидкой фазе не встре-
чают возражений ни со стороны биохимиков, ни со стороны геологов. Однако мо-
гут быть некоторые расхождения в представлениях, какими были первичные орга-
низмы - гетеротрофами или автотрофами. Несомненно при этом, что те или другие
или те и другие обязательно должны были обладать способностью существования в
анаэробных, т. е. в бескислородных условиях.
Выход горячего источника в Йеллоустоне (США.) .
Когда исследователи задумываются над первичной формой и первичным носителем
жизни, первым комочком органического вещества, приобретшего способность к
размножению, то возникают представления или о бактериях, или об иных организ-
мах, с той или иной поправкой на "древность" таких существ. Естественно, ка-
кую бы группу современных микроорганизмов мы не взяли под наблюдения как мо-
дель первых организмов, мы не можем упускать из виду их длительной эволюции,
длительного приспосабливания к средам обитания с совершенствованием в процес-
се отбора функций клеточного вещества.
Микробиологией изучено огромное разнообразие бактерий, которые еще не так
давно считались самыми мелкими представителями жизни на Земле. Несколько де-
сятилетий назад были обнаружены еще более мелкие элементы, невидимые в самые
лучшие микроскопы, которые были названы вирусами. Свойства и химический со-
став многих вирусов в настоящее время раскрыты и хорошо изучены. По-видимому,
все вирусы способны развиваться только в живых клетках организмов раститель-
ных и животных или в культурах их тканей.
Еще одна группа мельчайших организмов, которая по размерам укладывается ме-
жду бактериями и вирусами, а по свойствам близка к бактериям - это так назы-
ваемые микоплазмы, микроорганизмы, способные жить и развиваться как в орга-
низмах, так и вне их. Способность некоторых из них жить в сточных водах и
почвах на продуктах разложения растений и животных показывает, что среди них
есть и сапрофиты, т. е. организмы, использующие для своей жизнедеятельности
готовый углерод из органических остатков.
Вероятно, исследователям предстоит еще много поработать над современными
микоплазмами. То, что известно о них теперь, указывает на сильное морфологи-
ческое непостоянство - пластичность, а также большую эластичность их клеток,
лишенных ригидной клеточной оболочки. Микоплазмы оказываются "голыми", тогда
как бактерии имеют хорошо развитую клеточную оболочку. Клетки микоплазм это
нити и шаровидные сгустки протоплазмы, которые способны менять форму в про-
цессе развития микоплазм. Нить может затем переходить в цепочку округлых те-
лец. Клеточное ядро имеется. Размножение осуществляется делением, или мате-
ринская клетка распадается на массу мелких дочерних телец.
Микоплазмы (окрашенный препарат). Микоплазмы отличаются от ос-
тальных бактерий отсутствием жёсткой клеточной стенки (в резуль-
тате чего от внешней среды их отделяет лишь цитоплазматическая
мембрана) и ярко выраженным полиморфизмом. От вирусов микоплазмы
отличаются способностью расти на бесклеточных средах и способно-
стью метаболизировать ряд субстратов. Так, для роста микоплазме
необходимы стеролы, например, холестерин. Микоплазмы содержат
одновременно ДНК и РНК.
Основное питание современных микоплазм - белковые вещества кровяной сыво-
ротки, холестерин. Сами они, оказывается, неспособны синтезировать многие ор-
ганические вещества, в которых нуждаются. Но ведь микоплазмы - продукт дли-
тельной эволюции. Какими они были в геологическом прошлом? Н. Г. Холодный дал
им название "пробионтов", т. е. еще "не вполне организмов" и приписывал им
проявление высокой приспособляемости, "пластичности" при изменениях условий
обитания. "Толчковые" изменения условий среды, уничтожая одних пробионтов,
способствовали подъему на более высокий уровень эволюции других с превращени-
ем их в подлинно живые существа - "археобионты".
Жизненные проявления у клетки организма зависят от физико-химического со-
стояния ее веществ, характеризуемых в особенности концентрацией в них свобод-
ных водородных ионов - так называемой величиной рН. От рН зависят вязкость
белков, осмотическое давление, способность набухания, поверхностное натяжение
и т. д. Поэтому считают, что соответствующий рН является и необходимым усло-
вием и причиной жизнедеятельности клеток. Различия в величине рН, несомненно,
объясняются составом веществ клетки, так как по существу химический состав
клетки или организма в целом является признаком устойчивым, признаком систе-
матического значения. Можно сделать вывод, что осуществление жизненных про-
цессов в первичном сгустке белкового вещества связано с рН, обусловившим воз-
никновение процесса обмена вещества со средой, т. е. жизни.
Первичные организмы, естественно, могли не иметь оболочки, могли быть пла-
стичными в виде сгустка протоплазмы и при размножении делиться на две или на
большее число дочерних частиц. Они могли питаться рассеянным в природе орга-
ническим веществом, вследствие чего должны были быть сходными с современными
микоплазмами. Именно отсутствие оболочки и пластичность тел организмов типа
микоплазм могли быть основой бурной эволюции, которую прошла жизнь в ходе
геологической истории Земли. От микоплазм могли произойти бактериальная клет-
ка и одноклеточный животный или растительный организм, питанием для которых
могли служить минерально-органические среды.
Отметим, что понятия "окисление" и "восстановление" связываются с получени-
ем элементов положительного заряда (отдача отрицательного электрона) или с
получением отрицательного заряда (получение отрицательного электрона). Ранее
окислением называли только присоединение кислорода. Действительно, в природе
веществом, которое дает положительный заряд (отнимает электрон), часто явля-
ется кислород, тогда как водород - восстановитель, так как он дает отрица-
тельный электрон. Но в современном понятии окислением является не только при-
соединение кислорода, но и отдача водорода, отдача электрона без участия во-
дорода или кислорода. При этом водород, потерявший электрон, является восста-
новленным, получивший электрон - окисленным.
Вещественная основа жизнедеятельности организмов создается производством и
воспроизводством ими различных белковых соединений, в основном представляющих
собой так называемые ферменты, белковые тела, которые вызывают процессы обме-
на веществ, характеризующие жизнь. Необходимо постоянное образование новых
запасов таких тел в организме, чтобы он мог существовать и развиваться. Изме-
нение в составе ферментов способно изменять свойства организмов, придавать им
новые признаки.
Химия белковых тел в настоящее время располагает возможностями анализа бел-
ковых тел клеток организмов, которые представляют собой смесь весьма много-
численных различно построенных белковых соединений, выполняющих определенные
функции. Белковые тела, это сложные, гигантские по сравнению с молекулами,
известными неорганической химии, молекулы, в образовании которых принимают
участие сотни более простых органических веществ - аминокислот. Предполагает-
ся, что из 25 типов различных аминокислот в разных качественных и количест-
венных сочетаниях друг с другом можно получать бесчисленное множество самых
разнообразных белковых тел с разнообразными свойствами. Установлена последо-
вательность , с которой образуются такие вещества.
Всюду и везде, где на Земле проявляется жизнь, идет преобразование веществ
под влиянием энергии, выделяемой внутри организмов или получаемой ими извне.
В первом случае происходит превращение одних минеральных или органических ве-
ществ в другие, причем выделяется тепловая или химическая энергия, используе-
мая организмом для его роста и размножения. Во втором случае организм должен
располагать каким-то органом, который является "ловушкой" для энергии, посту-
пающей извне. Это имеет место у некоторых бактерий и у всех растений, от са-
мых низших до самых высших представителей. Этими "ловушками" у них являются
вещества хлорофильного ряда - так называемые хлоропласты.
Итак, химический состав вещества земной коры - твердого и измельченного,
неподвижного и перемещаемого бурями, ветрами, дождями и волнами первичных
бассейнов - неизбежно и обязательно приводил к возникновению на самом раннем
этапе истории Земли микроскопических примитивных организмов в тех районах,
где для этого только-только сложились благоприятные условия температурного
режима. На других участках поверхности планеты, преобладавших по площади,
массовое проявление магматических и вулканических процессов, выбросы из недр
остаточного тепла гравитационного происхождения, и тепла от распада радиоак-
тивных элементов, поддерживали высокую температуру. Здесь падавшие на землю
дождевые воды обращались в пар и снова поднимались в атмосферу. Бури и урага-
ны проносились над земной поверхностью. Волны первичных водных бассейнов раз-
рушали выступы суши, превращая камень в мелкозем - гальку, песок и тонкий ил.
Возникали химические связи между ними и некоторыми другими растворенными ве-
ществами земной коры.
Космические, преимущественно солнечные, излучения, пробиваясь через почти
сплошную облачность тяжелой вторичной атмосферы, то дробили атомы химических
элементов, то перестраивали их соединения, вызывали распад паров воды на во-
дород и кислород, причем первый частично улетал в космическое пространство, а
второй активно вступал в химическую связь с веществом земной коры, твердым и
растворенным.
Огромное разнообразие веществ древнейшей литосферы (каменной оболочки Зем-
ли) , находившихся в результате общего восстановительного характера химических
процессов в закисном состоянии, представляло собой своего рода "топливо", к
которому нужно было только поднести зажженную спичку. Этой "спичкой" послужи-
ли окислительные процессы при участии слабо связанного кислорода и его масс,
возникавших при распаде паров воды. Процессы такого порядка всегда сопровож-
даются выделением свободной энергии. При химическом ходе реакций окисления
эта энергия в виде тепла разными путями растрачивалась. Например, выбрасывае-
мые на поверхности Земли при современных вулканических извержениях лавовые
массы, всегда богатые закисями, приобретают еще более высокую температуру,
чем имели в недрах. Встречаясь с кислородом атмосферы, они как бы загораются,
начинают светиться, приобретают еще большую подвижность и иногда текут, по-
добно рекам, далеко по поверхности Земли. При недостатке же кислорода вулка-
нические массы становились вязкими, как становятся вязкими и лавы, бедные за-
кисями и богатые кремнеземом, - так называемые "кислые". Лавы древнейших фаз
вулканизма образовывали огромные скопления каменных масс, наращивавших земную
кору на суше и в водах, а пепел разносился вихрями древнего углекисло-метано-
аммиачного воздуха молодой планеты с парами воды и осаждался на обширных пло-
щадях с теми или иными химическими изменениями его компонентов.
Угольная кислота была первым химическим агентом доорганического этапа исто-
рии Земли, имевшим биологическое значение. Она активно влияла на многие веще-
ства, в частности образовывала разнообразные карбонаты, в числе которых пре-
обладающее развитие получили карбонаты кальция и магния. В присутствии моле-
кул воды эти карбонаты превращались в растворимые бикарбонаты, которыми обо-
гащались водные массы древнейших бассейнов. Поэтому древнейшие воды гидросфе-
ры Земли содержали много углекислых и, вероятно, азотнокислых солей и очень
мало хлористых. Другими словами, древние моря были почти не солеными. Их из-
вестковые воды по типу были близки к многим водам современной суши, связанным
с карбонатными породами. Содержавшиеся в воде бикарбонаты были тоже "топли-
вом" , поскольку они способны переходить в твердые кальцит и доломит с выделе-
нием энергии.
Таким образом, вещество земной коры и геохимические процессы, включая хими-
ческую эволюцию углеродных соединений, неуклонно и необратимо вели к возник-
новению жизни и ее торжеству в последующие геологические времена.
Протекание и развитие микробиологических процессов в почвах представляет
исключительный интерес, так как вообще почвенные условия являются издавна од-
ной из самых распространенных сред питания микроорганизмов на земной поверх-
ности. Как известно, новообразование, т. е. разрушение коренных скальных по-
род с превращением их в равномерно зернистый мелкозем в присутствии бактери-
ального населения, протекает в 20 раз быстрее, чем в результате деятельности
только агентов физического выветривания пород (колебаний температуры и рас-
трескивания пород в присутствии воды при ее замерзании). В первом случае мел-
козем образуется в сложной биогеохимической среде, где к деятельности микро-
организмов (бактерии, грибы, водоросли) добавляется геологическая деятель-
ность выделяемых ими органических кислот.
Процесс отсортировки обломочного минерального материала в почвах обусловлен
отделением кварцевых зерен изверженных пород от кристаллов полевых шпатов,
которые под влиянием микроорганизмов (диатомовые водоросли) превращаются в
глинозем, с образованием почвенных минеральных коллоидов; это может приводить
и к переотложению этих коллоидов в виде "вторичных" глин на дне водных бас-
сейнов . За счет этого материала в водах могут отлагаться глинистые минералы -
бентониты, монтмориллониты. Железо- и марганецсодержащие минералы разрушаются
в результате жизнедеятельности железобактерий.
Какие условия в природе наиболее подходят для развития сложных химических
процессов при участии веществ, находящихся в трех фазах - твердой, жидкой и
газообразной - под воздействием различных физических явлений, в частности из-
лучений? Как уже отмечалось выше, таким местом оказываются почвы суши влажных
районов, образованные за счет коренных пород, содержавших соответствующие хи-
мические элементы. Как известно, наиболее богаты биофильными химическими эле-
ментами некоторые типы изверженных пород. Наиболее бедными являются продукты
переноса и переотложения почвенного материала, из которых активные химические
элементы и их соединения удалены, но это имеет место в отношении песков и
песчаников кварцевого состава.
Важнейшим агентом химических процессов является вода, которая служит и важ-
нейшим компонентом живого вещества биосферы. Граница соприкосновения скальной
горной породы с водой, содержащей в растворе углекислоту, кислород воздуха и
азот, является местом взаимодействия между важнейшими компонентами биосферы.
Здесь развиваются соответствующие реакции. Включение сюда же органических ки-
слот или кислот минерального происхождения усиливает воздействие таких сред
на вещество скальной горной породы, и она более или менее быстро разрушается.
При этом продукты разрушения деятельностью силы тяжести, воды или ветра могут
быть частью вынесены, частью вовлечены в раствор и унесены с водой. Здесь за
счет минеральных веществ разрушаемой горной породы образуются новые минералы,
часто содержащие воду.
Естественно, что почвы обычно являются местообитанием огромного многообра-
зия микроорганизмов, среди которых много различных бактерий, грибов, водорос-
лей и простейших животных, создающих почву и использующих ее как среду своей
жизнедеятельности. О присутствии почвенного покрова на выступах суши в геоло-
гическом прошлом, если не сохранились сами почвы или вообще кора выветривания
горных пород в зоне контакта с атмосферой, могут говорить массы обломочного
материала наземного происхождения, снесенные водами в бассейны и превращенные
затем в те или иные скальные породы (песчаники - в кварциты, глины - в глини-
стые или кристаллические парасланцы, галька - в конгломераты). Чистота их
сортировки, однородность формы частиц и характерный минеральный состав могут
служить признаками активного хода процессов почвообразования на суше. Поэтому
очень интересно и важно, что эти признаки характерны для древнейших осадочных
пород. Песчаники или образовавшиеся из них кварциты обнаружены даже в составе
пород архея, так же как и мраморизованные известняки и превращенные в кри-
сталлические сланцы песчано-глинистые породы.
Поскольку преобразование многих минеральных веществ в биосфере происходит с
выделением свободной энергии, то в почвенных условиях эта энергия поддержива-
ет жизнедеятельность организмов. В далеком геологическом прошлом в особых фи-
зико-химических условиях именно эта обстановка могла быть наиболее подходящей
для возникновения примитивных форм жизни и их развития.
Таким образом, почвы - это микробиологическая лаборатория природы. По про-
дуктам процесса породообразования мы можем судить и о наличии почвенного на-
селения в определенные геологические эпохи. Имеются данные о существовании
почвенных бактерий и, возможно, почвенных водорослей уже в позднем архее, не
говоря уже о протерозое, когда почвенные процессы, несомненно, захватили об-
ширные выступы суши. Наличие в составе древнейших обломочных пород сероцветов
или зеленоцветов указывает на преимущественный восстановительный характер,
как на суше, так и в бассейнах. Как известно, продукты перемыва некоторых
вулканогенных пород докембрия часто бывают выражены так называемыми серыми
вакками, в которых встречаются и мало измененные первичные материалы материн-
ских пород (базальтов). Такие породы указывают на времена и области преобла-
дания физических агентов почвообразовательного процесса.
Что касается железосодержащих и марганецсодержащих минералов коренных пород
суши, то их разрушение из химических агентов идет наиболее активно под дейст-
вием углекислоты с образованием растворимых в водах бикарбонатов, которые
легко разрушаются и в почвах и в бассейнах биосферы деятельностью разнообраз-
ных железобактерий. Поэтому состав и сложение осадочных пород, сформировав-
шихся в водных условиях, могут указать на характер обстановки на смежных вы-
ступах суши и на деятельность тех или иных организмов в геологическом про-
шлом.
Возникновение первичного живого вещества на Земле на основе запасов разно-
образных углеродных соединений биосферы сопровождалось вовлечением в кругово-
рот жизни косного вещества земной коры и атмосферы с использованием энергии
его превращений. Энергетический процесс, который возникал в минерало-
органических веществах, оформленных в мельчайшие каплеобразные тела, прояв-
лялся сначала как вспышка, как взрыв. Позднее он стал принимать более спокой-
ное течение. Жизнь, загоревшаяся, как искры света во тьме, то вспыхивала, то
угасала, то, получив достаточный приток "пищи", снова становилась устойчивой
и "горела" ровным маленьким пламенем.
Энергетические процессы, происходящие внутри живого организма, идут на бо-
лее высоком качественном уровне, чем явления неживой природы. Обмен веществ,
являющийся источником энергии, если она не поступает извне в форме световой
или тепловой, приводит к получению энергии при окислительных процессах, с
превращением ее в химическую, механическую и электрическую. По мнению Н. Г.
Холодного, основным источником энергии в обмене веществ служит водород. Угле-
род окисляется косвенно в процессе последовательной отдачи водорода, присое-
динения частицы воды, новой отдачи водорода и т. д. Характерно, что отнимае-
мый от окисляемого вещества водород соединяется с кислородом и освобождает
весь свой запас химической энергии не сразу. Он проходит через систему проме-
жуточных переносчиков, от одного соединения к другому. Отдавая электрон, во-
дород переходит в ионную форму и, наконец, соединяясь с кислородом, образует
воду.
Поскольку многие виды окислительных процессов, происходящих в природе, дей-
ствительно проявляют свечение (светящиеся бактерии, светящаяся в темноте
гниющая древесина), возникновение жизни в первичных сгустках - "коацерватных
каплях" А.И. Опарина - действительно можно уподобить искрам света, бесчислен-
ным огонькам, загорающимся в природе, то быстро угасающим, то постепенно раз-
горающимся все сильнее и сильнее.
Нельзя не отметить роли тепловой энергии, возникающей при процессах обмена.
Нередко эта энергия бывает избыточной, излишней для биохимических процессов
организма. Она выделяется в среду обитания, которая при этом претерпевает на-
гревание (окисление серных руд в штабелях, пирита и марказита в углях и в
штабелях, гниение сена, "созревание" торфа в торфяниках и т. д.). Это явление
ведет к обособлению деятельности так называемых "термофилов" (теплолюбивых
организмов), хотя изменение обстановки может в действительности идти лишь в
сторону уже чисто химических процессов во вред упомянутым организмам. Так,
организмы, возникшие при соответствующем составе и особенностях среды, влияют
на нее и подвергаются при этом изменениям под влиянием ими же вызванных изме-
нений последней.
Раз появившись и приобретя способность к воспроизводству новых поколений,
жизнь стала быстро завоевывать среды всех типов. Используя запасы углеродных
соединений земной коры, живое вещество - новый геологический фактор - быстро
поглощало их. Поэтому на Земле могла быть только одна эпоха возникновения
жизни, так как это был определенный этап в развитии вещества планеты, больше
никогда уже не повторявшийся.
В сферу жизнедеятельности организмов, возникших на основе минерало-
органических соединений, с качественно новыми отношениями их со средой, были
вовлечены элементы, которые до того были недоступными; поле деятельности ор-
ганизмов быстро расширилось. Расселяясь, организмы стали осваивать все новые
и новые места обитания: все более глубокие зоны морей, всю поверхность суши,
от низин до высот, а также и недра Земли. Таким образом, первый и главный
слой жизни, несомненно, расширяясь, быстро охватил выше и ниже лежащие зоны и
превратился в биосферу, размер которой по вертикали стал измеряться километ-
рами.
Так жизнь как энергетический процесс стала на Земле неотделимой от мине-
рального вещества, стала неотъемлемой частью природы, планетарным явлением.
Подчиняясь до известного предела условиям среды своего развития, она вносила,
как вносит и теперь, часто значительные изменения в состав и свойства среды.
Жизнь расширила круг химических процессов на Земле, добавив к нему огромное
разнообразие биохимических реакций. Жизнь с самого начала стала осуществлять
разнообразную огромную и все увеличивающуюся породообразующую геологическую
работу. Она стала играть все большую роль в формировании пород, ландшафтов и
самой среды.
По мнению Г. Лиса, первичные организмы, обитавшие в условиях атмосферы, со-
державшей углекислоту и лишенной кислорода, в средах, бедных органическими
веществами, могли иметь источником жизненной энергии только свет. Поэтому
этот исследователь полагал, что первыми живыми существами на Земле были фото-
синтезирующие организмы, которые жили в анаэробных условиях, пока в результа-
те того же фотосинтеза не создался в биосфере и запас кислорода и органиче-
ских веществ. Следует отметить, что хлорофилл, зеленый компонент живого веще-
ства фотосинтезирующих организмов, по своей конструкции стоит на уровне ами-
нокислот, и потому мог быть действительно одним из древнейших белковых соеди-
нений в природе.
Фотосинтезирующие бактерии имеют в своем составе красящие вещества - пиг-
менты, близкие к хлорофиллу растений. У бактерий, выращенных в темноте, эти
пигменты не образуются. Бактериальный хлорофилл представляет собой различные
близкие по составу пигментирующие вещества, каждое из которых, свойственно
соответствующим группам бактерий - пурпурным, серным и несерным, зеленым се-
робактериям и др. Схема процесса фотосинтеза у таких бактерий имеет следующий
вид:
Свет
/ш/
Фотособирающая
антенна
i
Реакционный
центр
ДОНОРЫ
i
ЭЛЕКТРОНА
, 1 1 ё
I сульфид ь^
С0г
цикл Л4--- -ОРГАНИЧЕСКОЕ/ 1--''/ W*n
Калвина 1 ^-л / ВЕЩЕСТВО Ч г*--. \ АР"0**8
КИСЛОРОДНЫЙ ФОТОСИНТЕЗ
растения;
водоросли;
цианобактерии
БЕСКИСЛОРОДНЫЙ ФОТОСИНТЕЗ
пурпурные серные и
несерные бактерии;
зеленые бактерии
Фотосинтезирующие бактерии выделяют в составе среды не молекулярный кисло-
род, а группы ОН. Это приводит к окислению в среде их обитания некоторых вос-
становительных веществ - сероводорода, серы водорода. Как мы отмечали, водо-
родом древняя биосфера была богата.
Как пишет Г. Лис: " . . .автотрофные бактерии могут быть охарактеризованы как
организмы, которые могут жить, расти и размножаться в среде, где единственным
источником углерода служит углекислота, и для конструктивного обмена которых
не требуется готового органического вещества... Гетеротрофные организмы к
этому не способны, поскольку для ид развития требуется присутствие, по край-
ней мере, одного органического вещества, например какого-либо сахара или ами-
нокислоты. Гетеротрофные организмы нуждаются в органических веществах не
только как в материале для роста, но и как в источнике энергии. Рост и разви-
тие этих организмов регулируются количеством энергии, получаемой при усвоении
нужного им органического вещества. Между тем автотрофные бактерии проявляют
свою жизнедеятельность, используя световую энергию или энергию, получаемую
ими при преобразовании неорганических веществ".
Вот некоторые пути получения энергии (по Г. Лису):
Окисление сероводорода до элементарной серы
в присутствии кислорода
Окисление элементарной серы в присутствии
кислорода
Окисление азотистой кислоты в азотную
Окисление водорода
H2S + 0 = Н20 + S + 172 кДж
Н20 + S + 30 = H2S04 + 496 кДж
HN02 + 0 = HN03 + 71 кДж
Н2 + 0 = Н20 + 235 кДж
Световая энергия - 6 10 квантов красного света дает автотрофу 40 ккал
энергии.
Для сравнения мы можем привести энергетический эффект усвоения гетеротроф-
ными бактериями глюкозы:
C2Hi206 + 602 = 6С02 + 6Н20 + 2900 кДж.
Из этого сравнения отчетливо виден значительно более высокий уровень хими-
ческого развития "пищевого" вещества гетеротрофов сравнительно с автотрофами.
Получаемый в последнем случае огромный энергетический эффект не мог иметь
места на самом раннем этапе существования организмов и мог развиться лишь в
процессе длительной эволюции живого вещества в биосфере при последовательном
усложнении химической структуры веществ, включаемых в сферу биологических
процессов. Способность вырабатывать эфиры, нектар, масла, сахара растениями
могла возникнуть и развиться лишь в ходе длительной эволюции растительного
живого вещества природы. Отсюда естественно представлять развитие жизни от
первичных преимущественно автотрофных организмов к преимущественно гетеро-
трофным , от анаэробных форм жизни, не нуждающихся в свободном кислороде, к
более высокоорганизованным анаэробным же и к аэробным, требующим кислорода
для своей жизнедеятельности.
Форма и абсолютные размеры тела живого организма играют решающую роль в его
отношениях со средой. При этом определяющим фактором является поверхность те-
ла , осуществляющая обмен веществ.
Произведем некоторый расчет. Представим себе кубик с ребром в 1 см. Будем
дробить его на кубики меньшего размера и при соответственно большем их коли-
честве попробуем подсчитать их суммарную поверхность:
1 кубик с ребром в 1 см
1 тыс. кубиков с ребром в 1 мм
1 млн. кубиков с ребром в 0,1 мм
1 млрд. кубиков с ребром в 0,01 мм
1000 млрд. кубиков с ребром в 0,001 мм
600 мм2
6 тыс. мм2
600 тыс. мм2
60 млн. мм2
6 млрд. мм2, или 600 м2
Таким образом, если мы имеем дело, например, с бактериями размером около
0,001 мм (1 микрон!) в поперечнике, то оказывается, что 1 см3 такого бактери-
ального вещества имеет суммарную поверхность связи со средой 600 м2! Таким
образом, у бактерий, если выразиться техническим языком, коэффициент полезно-
го действия оболочки и самого вещества оказывается весьма низким. Живые суще-
ства с более высокой организацией имеют иное отношение к среде, выражающееся,
в частности, большими размерами и иной конфигурацией тел.
Форма живого тела, его размер и конфигурация в пространстве теснейшим обра-
зом связаны с содержанием, со свойствами и количеством органического вещест-
ва, осуществляющего жизненные функции особи - единицы жизни. Поэтому совер-
шенно ясно, что первичной формой при возникновении жизни на Земле была капле-
образная сфероидальная, имевшая сверхмикроскопические размеры, до 1 р. • Малые
размеры тела - результат естественного отбора - составляли преимущество этих
первичных организмов, унаследованное затем всем миром бактерий и зародышевой
стадией более высокоорганизованных существ. Таким образом, первичная сферои-
дальная клетка стала основной первичной стадией индивидуального развития всех
живых существ Земли.
Важное свойство любого природного тела - его электрический заряд, возникаю-
щий на границе сред. Он есть у падающей капли дождя, у пылинки, плавающей в
воздухе и в воде, он есть у бактерии, находящейся в жидкой среде. У тел нежи-
вой природы заряд способен возникать и исчезать, но знак его не меняется. У
живых же организмов, от самых простейших их представителей до высших, элек-
трический заряд создается ими самими и их определяет; в момент гибели особи
заряд теряется.
Говоря об организмах как древнейших, так и современных, мы не можем не кос-
нуться связи между содержанием и формой. При этом в понятие содержания входят
представления о внутренних источниках единства, целостности и развития части
материи с совокупностью свойственных ей процессов. В сгустке живой материи
содержание - это все биологические, физические и химические процессы, а форма
- та организация, которая обеспечивает взаимодействие этих внутренних процес-
сов и связь их с внешними условиями среды. Содержание обладает собственным
движением, тогда как форма имеет относительную самостоятельность. Содержание
заключает в себе возможность беспредельного развития, тогда как форма его ог-
раничивает .
Развитие организмов выражается и обусловливается повторяющимися в опреде-
ленном порядке формообразовательными процессами в виде бесконечных циклов.
Наиболее простые формы развиваются в более сложные или приобретают при тех же
формах и размерах более сложные функции (современные бактерии).
Геологические материалы, в частности образование осадочных горных пород,
способны давать существенные указания на характеристику водных сред геологи-
ческого прошлого. Минералы, образовавшиеся одновременно с отложением осадков
на дне древних бассейнов, способны давать исчерпывающие указания на условия
среды осаждения. Чаще всего это были щелочные и восстановительные среды; в
придонной зоне, в ее "бактериальной" пленке, кислород обычно был израсходован
в результате деятельности аэробных (потребляющих кислород) бактерий. Особенно
важно, что геологи находят под позднее отложившимися осадками "коры выветри-
вания" продукты разрушения горных пород, относящиеся к разным моментам геоло-
гической истории Земли. Оказывается, что древнейшие такие "коры" не несут
признаков развития окислительных процессов.
Отложение осадочных железных руд при участии железобактерий, происходящее в
современности только на площадях суши, в условиях кислых аэробных сред в те-
чение всего докембрия происходило в бассейнах морского типа. Это указывает на
их тогда еще низкую засоленность и близость по свойствам к водам суши. Для
бассейнов докембрия было свойственно также огромное развитие водорослей, ко-
торые их исследователям - палеоальгологами признаются за пресноводные. Таким
образом, мы имеем теперь много "ключей" для разгадки особенностей древней
биосферы Земли, которые использовали пока еще недостаточно.
Считаясь с признанием большинством исследователей первичной среды жизни как
среды восстановительной, первые проявления жизни следует представлять подчи-
ненными этому фактору. Так, некоторые микробиологи, задумывающиеся над путями
эволюции обмена веществ, обращают внимание на тип бактерий, способных фотоас-
симилировать угольную кислоту в условиях анаэробной среды, как это осуществ-
ляется, в частности, современными пурпурными и зелеными серобактериями. Эта
форма обмена к тому же является самой примитивной. Она оказывается типично
автотрофной. В.Н. Шапошников полагает, что от такого типа обмена легко пере-
кинуть мостик к типичному гетеротрофному питанию, через гетеротрофную ассими-
ляцию несеропурпурных микроорганизмов, которые развиваются на свету за счет
органических веществ.
Из углеродных соединений первичная среда жизни имела углекислоту и углево-
дороды, в основном метан, и продукты их соединения с водой в условиях почти
полного отсутствия свободного кислорода.
млн. лет
АРХЕИ
и
КАТАРХЕЙ
ПРОТО-
ПЛАНЕТНЫЙ
ЭТАП
РАЗВИТИЯ
ЗЕМЛИ
Эволюция атмосферы Земли.
Теория А. И. Опарина прекрасно поясняет ход процесса уплотнения молекул ор-
ганического вещества химическим путем и механизм деятельности коацерватных
капель, которые должны были слагаться из органических веществ типа белковых.
Причиной возникновения жизни в первичных сгустках белковых веществ могло быть
только одно - осуществление в них химических реакций за счет вещества среды,
поступавшего через граничную пленку, с выделением при этом энергии, если она
не поступала извне. Оба эти пути равно могли иметь место с самого начала про-
явления жизни на Земле.
Первыми возникли скорее всего автотрофы, так как их структура проще, а
энергетический эффект, даже у современных их представителей, значительно ни-
же , чем у гетеротрофов. Формы типа гнилостных бактерий тогда отсутствовали,
что прекрасно доказывается относительно высокой сохранностью даже следов кле-
точного строения у многих ископаемых представителей древнейших водорослей и
других организмов. Только появление древнейших животных могло стимулировать
развитие групп гетеротрофных - болезнетворных микроорганизмов паразитическо-
го, или сапрофитного, характера.
Различные автотрофные микроорганизмы, как известно, способны в природе об-
разовывать разнообразные минеральные вещества. Из аммиака нитрофицирующие
бактерии в природе образуют нитраты - соль азотной кислоты. Тионовые (серные)
бактерии обладают способностью из элементарной серы производить серную кисло-
ту.
В анаэробных - бескислородных - условиях некоторые автотрофные бактерии
способны восстанавливать сульфаты до сульфидов, используя при этом молекуляр-
ный водород. В озерах и реках автотрофные фотосинтезирующие бактерии в ана-
эробной обстановке могут окислять сероводород до серы, а затем до серной ки-
слоты, при этом могут создаваться местные скопления серы.
Например, в одном небольшом озере в Киренаике2 ежегодно накапливается около
100 т элементарной соли. Очень интересно, что микроорганизмы предпочтительно
накапливают один из изотопов серы - серу-32. Изотопный анализ древних залежей
серы, начиная с докембрия, показал повышенное содержание в них этого изотопа.
Значит в их образовании сыграли роль микроорганизмы.
Современные автотрофные микроорганизмы осуществляют широкий круг природных
процессов, где их "работа" оказывается то полезной для человека (образование
месторождений серы тионовыми и серными бактериями), то вредной (разрушение
бетона и кирпича при участии тионовых бактерий). Иногда они закупоривают же-
лезные трубы отложениями гидрата окиси железа, усиливают или осуществляют це-
ликом коррозию металлических конструкций.
Современные автотрофные микроорганизмы, по данным микробиологов, характери-
зуются весьма сложным составом ферментов.
Первичные автотрофы не могли походить в этом отношении на их потомков, хо-
тя, в общем, характер их биогеохимической деятельности остался тем же. Между
теми и другими прошел длительный этап биохимического развития. Коренным обра-
зом изменилась и сама среда их существования. Следует полагать, что деятель-
ности первичных форм жизни существенно помогала та среда, которая их породи-
ла, и что ход эволюции организмов является проявлением саморазвития их веще-
ства, с развитием свойств новых, с изменением при этом и требований к среде
обитания. Поэтому древнейшие автотрофы должны быть сходны с современными лишь
отчасти.
Мы остановились на вопросе об автотрофных микроорганизмах потому, что эти
формы жизни наименее требовательны к обстановке. Для них нужна в основном уг-
лекислота как ростовыи материал и различные минеральные вещества при наличии
слабо связанного или свободного кислорода или без него. Древняя среда жизни
содержала огромное многообразие необходимых для них закисных минеральных со-
единений и являлась, таким образом, средоточием доступнейших для организмов
источником энергии. Химический процесс преобразования этих закисей поэтому
легко и естественно стал биологическим. Энергия геохимических реакций стала
энергетической базой жизни.
Данные геологии показывают наличие в древнейших осадочных толщах докембрия
скоплений сульфидов в виде пирита, марказита, свинцового блеска и т. д. Нами
установлено обильное развитие бактериальных микроструктур у многих кремнисто-
железистых сланцев и железных руд, в частности докембрийских. Напрашивается
единственно возможный вывод, что древнейшими формами жизни на Земле были по
преимуществу именно группы автотрофных бактерий и одноклеточные водоросли.
Они играли важную роль не только в преобразовании минеральных веществ, но и в
накоплении высокомолекулярных углеродных соединений, затем ставших питатель-
ной средой для развития гетеротрофных бактерий и предков других групп орга-
низмов .
Геохимические реакции в первичной биосфере Земли шли при несомненном уча-
стии фотосинтезирующих бактерий и простейших представителей растительного ми-
ра. Клетки этих организмов, развиваясь с помощью поступавшей извне лучистой
энергии, должны были располагать зеленым веществом типа хлорофилла и рядом
ферментов для удаления продуктов фотосинтеза.
Возникновение хлорофилла в ходе эволюции было закладкой нового типа живого
вещества биосферы - всего мира растений.
Мир растений оказался мощным геологическим фактором, способным высвобождать
кислород, выделять его в атмосферу и воду, а также накапливать в биосфере ор-
ганическое вещество, частью захоронявшееся в осадочных отложениях. Искусст-
2 Киренаика — историческая область в Северной Африке. С 1951 г. в составе Ливии. D
2012 г. самый богатый нефтью район Ливии, Киренаика, объявил о создании автономии.
венное получение в 1961 г. путем синтеза вещества феофорбида, почти соответ-
ствующего хлорофиллу, явилось новым достижением в области изучения строения
органических веществ и истории их развития.
Наиболее вероятным временем возникновения на Земле процессов синтеза орга-
нических веществ с помощью ультрафиолетовых лучей Солнца и электрических раз-
рядов атмосферы был этап перехода от катархея к архейской эре истории нашей
планеты. Это было временем возникновения массы первичного живого вещества,
чему способствовали вода в жидкой фазе и запас сложных углеродных соединений.
Живое и
минеральное
вещество
В течение тысячелетий передовые умы человечества бьются над вопросами, что
такое материя, каково ее строение. Открытие и изучение химических элементов
показало, что вещества бывают простые и сложные и что имеются возможности
разложить одни вещества, получая при этом другие, более простые. Постепенно
были открыты химические законы, в частности закон постоянства состава химиче-
ского соединения, открыто молекулярное строение веществ. При этом доказано,
что свойства элементов находятся в периодической зависимости от зарядов ядер
их атомов, от величины атомных весов элементов.
Развитие идей Д.И. Менделеева, открытие ряда новых элементов с предсказан-
ными свойствами, открытие электронной структуры атомов Э. Резерфордом и Н.
Бором привели к установлению единой природы всех химических элементов. Затем
были вычислены размеры электронов, определен состав ядер, и новая физика нау-
чилась превращать одни элементы в другие.
Открытие радия и радиоактивности необычайно обогатило физику и химию,
вплотную приблизив человечество к пониманию вещества Земли. Ядерная физика
еще развивается на этой основе и не сказала своего последнего слова, тем не
менее, она привела к учению об изотопах в природе и позволила в содружестве с
химией, биохимией и геохимией подойти к пониманию сущности связей между эле-
ментами мертвой и живой природы, а также внутри этих двух категорий веществ.
В свете новых взглядов на живое вещество природы основным моментом оказыва-
ется понятие об энергетической стороне явлений жизни.
В.И. Вернадский считал, что вся биосфера, во всех ее формах находится в не-
прерывном движении. Температура свободной тропосферы (нижней, охватываемой
жизнью зоны атмосферы Земли) кверху понижается, температура гидросферы пони-
жается книзу, температура литосферы (верхнего слоя земной коры) постепенно
повышается с глубиной. В тропосфере азот и кислород находятся в определенном
соотношении. Под землей быстро исчезает кислород и существует "кислородная
поверхность", ниже которой располагается азотная подземная атмосфера.
Вещество биосферы В. И. Вернадский делил прежде всего на две крупные кате-
гории: "живое" вещество (совокупность всех живых организмов), богатое дейст-
венной энергией, и "косное", действенная радиоактивная и химическая энергия
которого в подавляющей ее массе, в ходе исторического времени, ничтожна. Жи-
вое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы.
В.И. Вернадский поэтому считал, что "живое вещество есть самая мощная геоло-
гическая сила биосферы, растущая с ходом времени. Оно не случайно и независи-
мо от нее, в ней живет, она есть проявление физико-химической организованно-
сти биосферы".
Обратимся к рассмотрению тех химических элементов, которые являются общими
как для живого вещества природы, так и для косного. Эти общие элементы, по-
скольку они являются основными компонентами веществ - носителей жизни, назы-
ваются биофильными. Их не так много, хотя вообще в состав живых тел входит
много десятков других элементов, но обычно в ничтожных количествах.
Биофильные элементы следующие: углерод, азот, водород, кислород и сера. Как
выяснено, "биофильные" свойства этих элементов нужно понимать и рассматривать
с оговорками. Суть в том, что почти все известные химические элементы оказа-
лись смесями изотопов, почти не отличающихся друг от друга по своим химиче-
ским и физическим свойствам. При этом не все изотопы элементов, упомянутых
выше, имеют равное отношение к процессам жизни.
Стремление понять вещественный состав Земли, прежде всего той ее части, ко-
торую называют биосферой, привело исследователей - химиков и минералогов, а
также и геологов - к изучению распространения химических элементов в природе,
в земной коре, к поискам закономерностей на основе геологической карты.
Геологическая карта призвана показать распространение тех или иных горных
пород по их выходам на дневную поверхность и искусственным выработкам и буро-
вым скважинам, с указаниями на их геологический возраст и вещественный со-
став, на различные взаимоотношения этих пород.
Для пород земной коры было очень важно учесть распространение в ней химиче-
ских элементов. В результате трудов В.И. Вернадского, Ф.У. Кларка, А.Е. Ферс-
мана, их учеников и последователей возникла и непрерывно расширяется таблица
количественной распространенности химических элементов, или, как говорят гео-
химики, пкларковп элементов. Отсюда возникло представление о среднем составе
земной коры, на фоне которого местные более высокие или более низкие концен-
трации представляли практический или научный интерес. Высокие концентрации
практического значения - это месторождения полезных ископаемых. Поэтому гео-
химия оказывает помощь практической геологии, на материалах которой она раз-
вивалась и развивается, дополняя ее специальными исследованиями.
Крайне важно, что в то же время родилась идея об эволюции вещества земной
коры. В.И. Вернадский высоко расценивал работы в этом направлении, имея в ви-
ду возможность глубокого изучения вещества Земли и полагая, что химический
атомный состав его не есть случайное явление, что он связан с многообразными
свойствами атомов в физическом поле, прежде всего в энергетическом - термоди-
намическом .
Количественные отношения атомов Земли были отражены в так называемой табли-
це Филипса - Кларка3 - Фохта. Она показала, что атомный состав Земли тождест-
вен составам поверхностных слоев звезд и Солнца.
Таблица Ф. Кларка в 1889 г.
Элемент
О
Si
А1
Fe
Са
Na
К
Mg
Ti
Н
Среднее содержание
в минералах, %
46,6
27,7
8,1
5,0
3,6
2,8
2,6
2,1
0,4
0,1
3 В 80-х гг. XIX столетия американский геохимик Ф.Кларк решил выяснить, как распре-
делены химические элементы в земной коре. Он взял для анализа свыше 800 горных по-
род, состав которых был наиболее точно установлен, и вычислил среднее содержание в
них химических элементов. Академик А.Е.Ферсман предложил называть величины, указы-
вающие процентное содержание элемента в земной коре, кларками.
Более распространенные элементы
Элемент
Н
Не
С
N
0
Ne
Mg
Si
Число протонов Z
1
2
6
7
8
10
12
14
Кларк
2.71010
1.8
1.1
2.3
1.8
2.6
1.0
1.0
109
107
10б
10'
10б
106
10б
Менее распространенные элементы
Элемент
F
Na
А1
Р
С1
К
Se
V
Число протонов Z
9
11
13
15
17
19
21
23
Кларк
9.0
6.0
8.5
7.0
5.7
3.5
3.1
2,5
105
104
104
103
103
103
10*
10*
Спектральный анализ светового излучения многих звезд дает воз-
можность сопоставить количественное содержание различных элемен-
тов в космосе. Кларки в этом случае - по числу атомов
Живые организмы В. И. Вернадский не считал в основном углеродными. Он пола-
гал, что с геохимической точки зрения живое вещество есть кислородное вещест-
во, богатое углеродом, и лишь иногда оно является углеродистым и содержит бо-
лее 10% углерода по весу. Значение углерода в живом веществе, в организмах,
не объясняется его количеством, но есть функция его химических свойств.
Замечательную особенность взглядов В.И. Вернадского составляет единство его
подхода к представлениям об элементарном составе живой и косной природы. Вы-
яснилось, что элементы, слагающие тела организмов, свойственны природе вооб-
ще, не только живому, но и косному ее веществу, в частности минеральному. От-
сюда естественным было категорическое признание постоянства химического обли-
ка земной коры в течение геологического времени, признание того, что "средние
количества и состав живого вещества оставались приблизительно одинаковыми в
течение всего этого непостижимого по длительности времени". Поэтому он при-
знавал, что количество живого вещества, по-видимому, является планетной кон-
стантой (постоянной величиной) со времени архейской эры, т. е. за все течение
геологического времени.
Следует отметить, что и ранее некоторые мыслители, в частности в XVII в. Ж.
Бюффон, высказывались за идею об относительной неизменности количества живого
вещества. Между тем и в настоящее время нет точных данных об изменениях коли-
чества живого вещества во времени и потому решение этого вопроса пока оказы-
вается невозможным.
Рассматривая элементарный состав живого вещества, В. И. Вернадский разбил
элементы в зависимости от их распространения на декады:
Элементы
0, Н
С, N, Са
S, P, Si, К
Mg, Те, Na, CI, Al, Zn
Весовые проценты
более 10
1-10
0,1-1,0
0,01-0,1
Декады
I
II
III
IV
В составе тел всех ныне живущих организмов мы находим кислород, водород,
сеРУ г азот и в особенности углерод. Эти элементы и ряд других, присутствующих
в меньших количествах, железо, марганец, медь, образуют простые и сложные хи-
мические соединения, главнейшими из которых являются белковые. Из простых со-
единений следует отметить воду, углекислоту, метан, угарный газ, закись азота
и другие, свойственные, оказывается, не только живым организмам, но и так на-
зываемой "мертвой природе".
Упомянутые элементы и их простые и сложные соединения слагают тела организ-
мов, но все они также свойственны и окружающей их среде. Элементы и соедине-
ния извлекаются организмами из среды с образованием нужных им веществ для по-
строения соответствующих клеток и тканей, а затем в процессе обмена со средой
и после смерти организма они возвращаются снова в состав среды.
Таким образом, органическая жизнь базируется на химических элементах и со-
единениях, являющихся общими и для нее и для окружающей "мертвой природы" .
Отсюда возникает один из важнейших законов биологии - "единство среды и жиз-
ни ", прежде всего в вещественном понимании.
Основной признак каждого живого существа - способность усвоения соответст-
вующих элементов и веществ природы - способность к ассимиляции.
Сущность связи организма со средой состоит в энергетике. Всем организмам
свойственно постоянное извлечение из среды энергии, которая затем использует-
ся организмом в его многообразных функциях, прежде всего на построение его
тела, на движение. Питание в общем смысле и есть тот путь, который позволяет
организму постоянно и непрерывно пополнять запас энергии, и как только приток
энергии по каким-либо причинам прекращается - организм погибает. В древнейших
водных бассейнах или во влаге древнейших почв на суше, где возникали и разви-
вались наидревнейшие формы жизни, она могла развиться путем усвоения в основ-
ном неорганических веществ, которые оказывались способными к окислению их не-
свободным или свободным кислородом. Это могли быть углекислота, метан, соли,
растворенные в воде, которые, попав в организм, способны были окисляться,
причем выделялась свободная энергия (тепловая и химическая), а продукты окис-
ления или шли на построение тела и его оболочки, или извергались обратно в
состав среды, где они чаще шли в осадок, на дно. Накопление органических ве-
ществ, развитие органической жизни обусловило и другой путь извлечения сво-
бодной энергии - окисление органических веществ, относительно более эффектив-
ное в энергетическом отношении, чем окисление неорганических соединений.
Как известно, академик А. И. Опарин создал гипотезу происхождения жизни на
Земле именно на основе представлений о первоначальном уплотнении органических
соединений на Земле, возникших химическим путем, до образования белка. Белок
сгустился в капли - коацерваты, которые, усваивая тоже белковые соединения
среды, стали первыми живыми клетками. Не исключается, что жизнь, массово и
беспорядочно, удачно и неудачно, возникавшая и отмиравшая, шла и тем и другим
путем, а также и промежуточным, то есть с одновременным использованием и не-
органической и органической пищи (миксотрофы).
Растение, получая энергию солнечных лучей извне, использует ее на разложе-
ние воды, на ассимиляцию углекислоты из атмосферы, на построение из синтети-
чески создаваемых углеродных соединений нужных веществ в процессе своего рос-
та и размножения. Клетка железобактерии, ассимилируя из среды растворенные в
ней закисные соединения железа или марганца, окисляет их в окисные соедине-
ния, выделяющиеся в твердом виде или в состав среды, или на поверхности клет-
ки в виде чехла. Ржавая железистая вода есть результат растворения и окисле-
ния железа бактериями "ржавчины" (в технике это называется коррозией метал-
лов) . Такие организмы, использующие неорганические соединения для своего су-
ществования, называются автотрофами. Организмы, питающиеся органическими со-
единениями, как, например, гнилостные бактерии, а также животные называются
гетеротрофами.
В.И. Вернадский выделял также промежуточный тип существ - миксотрофы - ор-
ганизмы, способные питаться за счет неорганических и органических соединений.
Можно полагать, что морской моллюск - устрица, способная при весе тела около
40-50 г накапливать за несколько лет оболочку из углекислого кальция (ракови-
ну) весом до 3 кг, принадлежит именно к миксотрофам. У всех организмов важная
роль принадлежит оболочке. Сквозь оболочку внутрь организма проникают вещест-
ва из среды, если они внутри него отсутствуют. Из организма выводятся через
оболочку вещества, содержание которых в среде более низкое.
Первичный белковый комочек мог стать живым организмом лишь во взаимодейст-
вии с энергией, поступавшей извне или образовывавшейся внутри него. Первое
имеет место у зеленых автотрофов - всех растений Земли, второе - у других ор-
ганизмов . Существование первичных сгустков только из белковых соединений,
ставших организмами, в мировом древнейшем океане или в древнейших почвах4 на
суше маловероятно. Несомненно, имелась, как и теперь, переходная - вирусопо-
добная, "ультрамикробная" стадия с весьма менявшимися свойствами, сходная то
с организмами, то с мертвой материей. Ведь известны вирусы кристаллизующиеся,
способные переносить и крайне низкие и высокие температуры и т. д. Для белка
же 60°С - предел, при котором он свертывается и ни к какой жизнедеятельности
уже не способен. Веществом первичных "вирусов" - пробионтов, зародышей пер-
вичной жизни в геологическом прошлом, могли быть различные металлоорганиче-
ские соединения, каких в природе существует бесчисленное разнообразие. Как
известно, они образованы при участии ряда металлов из группы "биофильных".
При этом роль атомов металлов в сложных металлоорганических соединениях -
служить мостиками, связями между частицами органических соединений, вследст-
вие чего молекулы металлоорганических соединений могут быть весьма сложными и
обладать разнообразными свойствами.
Известно, что бактерии, в частности "железные", способны к жизнедеятельно-
сти в определенном температурном диапазоне, в котором они действительно про-
цветают, интенсивно размножаются. Следовательно, температура среды в какой-то
момент "поджигает" жизненный процесс. Вещества, извне поступающие в клетку,
развязывают внутренние силы, как бы служа для них запалом, стимулятором. Так,
бактерия может из недеятельного состояния перейти в деятельное. Так могли
возникать и многообразные первичные организмы. Удачно создавшиеся - существо-
вали, неудачные - исчезали в средах далекого прошлого Земли, способствуя на-
коплению органического и минерального вещества в водных бассейнах и в осад-
ках . Наладившийся обмен веществ означал жизнь, нарушившийся - гибель.
Естественный отбор организмов, приспособленных к среде и условиям обитания
в ней, далее уже моделировал первичный сгусток жизни - живого вещества, обу-
словливая дальнейшую эволюцию жизни. Возьмем пример хотя бы из истории техни-
ки. Создателям бензинового мотора далеко не сразу, конечно, удалось наладить
режим его работы, чтобы превращать внутреннюю химическую энергию горючей сме-
си (пары бензина + воздух) в тепловую, способную производить работу. Но когда
мотор, засасывая регулярно "питание", ритмично заработал, он как бы "ожил".
Подобно этому возникла и жизнь.
Живое и минеральное (косное) вещества находятся в природных условиях во
взаимосвязи и взаимодействии в процессах жизнедеятельности автотрофных, полу-
автотрофных, миксотрофных и гетеротрофных организмов. В.И. Вернадский, кото-
рый был первым исследователем, обратившим серьезное внимание на геологическое
значение явлений жизни, предложил понятие о живом веществе, о биосфере - об-
ласти развития этого вещества с соответствующими энергетическими процессами,
сопровождающими его превращения. Поверхностную оболочку Земли он предложил
рассматривать не только как область распространения вещества биосферы, но и
как область энергии, причем он учитывал влияние на развитие живого вещества
геологических и геохимических процессов, солнечных и космических излучений.
В.И. Вернадский говорил о роли лучистой солнечной энергии для существования
жизни и для геологических явлений - движения воздушных масс, морских водных
масс (течения), морской волны, берегового прибоя; отмечал теплорегулирующую
4 Или в мелких пересыхающих лужах - в них достигается повышенная концентрация ве-
ществ, могут образоваться и не разрушаться пленки (прообраз коацерватов), и у них
лучший доступ к световой энергии.
способность водных масс морей и океанов, играющую огромную роль в явлениях
погоды и климата и связанных с ними процессах жизни и выветривания; в живом
веществе, совокупности живых организмов Земли, видел преобразователя лучистой
энергии Солнца в химическую энергию биосферы, где в реакциях фотосинтеза соз-
дается бесконечное число новых химических соединений.
А.И. Опарин в своем замечательном труде "Возникновение жизни на Земле" на-
рисовал очень убедительную картину химической эволюции органических веществ,
предшественников "живого вещества" В.И. Вернадского, путем трех основных ти-
пов реакций: конденсации первичных органических веществ химического происхож-
дения, полимеризации - гидролиза, и окислительно-восстановительной реакции.
А.И. Опарин создал много новых интересных представлений о возникновении жиз-
ни, но он недостаточно учитывает роли в этом процессе солнечных и космических
излучений, чему В.И. Вернадский придавал большое, почти ведущее значение.
Нижнюю границу области жизни - биосферы - В.И. Вернадский определял на глу-
бине в три и более километра от дневной поверхности. Он делал это на основа-
нии планетного значения микробного живого вещества, главным образом анаэроб-
ного (живущего в бескислородной среде), достигающего таких глубин. И на всю
мощность биосферы, от этой границы в недрах Земли до нижних слоев атмосферы
он распространял проявления биогенной миграции химических элементов, биогео-
химической энергии организмов, которые, являясь "закономерной функцией био-
сферы", распределены в ней в строгой связи с ее структурой.
По состоянию знаний того времени о биохимических процессах В.И. Вернадскому
о многом приходилось говорить в общей форме. Большей частью он не конкретизи-
ровал свои представления о деятельности организмов в круговороте веществ.
Этой области вопросов посвятил большие труды академик А.П. Виноградов, уде-
ливший серьезное внимание химизму организмов моря. Ему принадлежит и первая,
единственная в своем роде, замечательная схема взаимосвязи между живым и ми-
неральным (косным) веществом для условного эволюционного ряда современных ор-
ганизмов, приведшая его к идее "пирамиды" минерального субстрата жизни, к
идее постепенной химической эволюции живого вещества, освобождения его от ми-
нерагенной части химических элементов, постепенного отхода организма от ис-
пользования биогеохимической энергии и перехода к использованию энергии толь-
ко биохимических превращений. Чем выше уровень химического развития живого
однородного вещества, тем меньшее участие в его составе принимают минероген-
ные химические элементы.
Взаимосвязь жизни и среды обитания В.И. Вернадский иногда определял поняти-
ем "биокосное тело", как, например, почва, вода пресного водоема и т.д. Это
области, зоны и участки биосферы, где живое вещество перерабатывает геологи-
ческую оболочку биосферы, меняет ее физические, химические и механические
свойства. В связи с этим "косным" - неживым - В.И. Вернадский называл главную
массу вещества биосферы, не входящую в живое вещество, - ее горные породы и
минералы, химические элементы которых в процессе биогенной миграции атомов
могут "входить в естественные живые тела и уходить обратно". Это проявляется
в процессах дыхания, питания, размножения, выделений, свойственных живому ве-
ществу, которое он считал "закономерной функцией" биосферы, подчеркивая по-
стоянную теснейшую связь между организмом и средой, что, как он отмечал, "не
всегда правильно учитывалось" исследователями. В.И. Вернадский отмечал, что
биокосные тела характерны для биосферы. К ним он относил, в частности, и зону
выветривания горных пород, которое считал биокосным процессом, подчеркивая
биогеохимическую природу разрушения горных пород в коре выветривания.
Мы поставили перед собой задачу проследить влияние живого вещества на мине-
ральное - косное, на основании прежних и новых данных о породо- и рудообра-
зующей деятельности ископаемых автотрофных организмов. Новые материалы по-
влекли за собой новые выводы, частью очень интересные, касающиеся ряда смеж-
ных научных дисциплин. В связи с этим возникла и неотложная необходимость
внесения существенных поправок в некоторые взгляды, а именно по вопросу про-
исхождения некоторых горных пород и минералов. Но следует при этом отметить,
что наши представления о связи живого и минерального вещества в природе не
выходят за общие рамки, гениально очерченные В.И. Вернадским. Мы можем пред-
ложить лишь ряд конкретных представлений о некоторых биокосных телах, телах,
сложенных живым и минеральным веществом.
Коснемся теперь более детально организмов - концентраторов минерального ве-
щества, минерогенных элементов, косного вещества, расположенных в основании
"пирамиды" А.П. Виноградова. Их существовало и существует в природе множест-
во . Есть концентраторы специализированные - автотрофы и работающие биогеохи-
мически, так сказать, "по совместительству" - миксотрофы.
Алюминий химически осаждается в слизистой оболочке бактериями, например ро-
да Кренотрикс5, содержащими его до 17,7%. Кремний усваивается диатомеями,
кремневыми губками и др. Кальций осаждается разнообразными водорослями (сине-
зеленые, красные, харовые и др.). Водоросли осаждают карбонат кальция, погло-
щая СО2 и Са(НСОз)2- Известен вид бактерий, осаждающих СаСОз внутри клетки. У
других карбонат кальция выделяется в виде кристаллов при распаде их клеточно-
го вещества. Кальций в огромных количествах, как это хорошо известно, потреб-
ляют и позвоночные животные, строящие из фосфатов кальция и кальцийорганиче-
ских соединений свой скелет и различные части организма.
Магний накапливается литотамниями6, некоторыми мшанками и др.
Железо, кроме представителей железобактерий, усваивается многими представи-
телями водорослей. По существу оно используется всем миром животных.
Марганец усваивается целым рядом марганцевых организмов, такими как лептот-
рикс, некоторыми диатомовыми.
Фосфор, в виде фосфатов, отмечался В. И. Вернадским в составе раковин лиг-
нул - брахиопод с роговой раковиной. Роль бактерий в его накоплении ранее ис-
следователями не учитывалась.
Сера является источником энергии для колоссального количества организмов
различного систематического положения, от бактерий (тионовые, пурпурные и
др.) до высших организмов, поскольку сера непременная составная часть белка.
Из упомянутых организмов для нас особо интересны автотрофные, к которым В.
И. Вернадский относил такие организмы, которые "берут все нужные им для жизни
химические элементы, в современной биосфере, из окружающей их косной материи
и не требуют для построения своего тела готовых органических соединений дру-
гого организма". Среди автотрофов он различал две группы: зеленые хлорофиль-
ные организмы - "главный механизм биосферы, создающий фотосинтезом органиче-
ские тела", "источник действенной химической энергии биосферы" - и мир авто-
трофных бактерий.
Массу зеленых автотрофов В.И. Вернадский считал количественно близкой к по-
ловине животного живого вещества. Важно отметить, что количество живого веще-
ства, собранное в форме автотрофных бактерий, он считал гораздо меньшим. Об
этих бактериях он говорил, что они рассеяны всюду: в почвах, иле водных бас-
сейнов, в морской воде, - но что "нигде нет тех их количеств, которые были бы
сравнимы с количеством автотрофной зелени суши, не говоря о зеленом планктоне
океана".
Он признавал при этом, что "геохимическая энергия бактерий гораздо выше той
же энергии зеленых масс... является максимальной для живых существ". Причину
5 Нитчатые бактерии Crenothrix, например, Crenothrix polyspora окисляющая закисное
железо с образованием гидрата окиси железа Ее(ОН)3Для получения энергии.
6 Lithothamnion - разновидность красных водорослей, выделяющих известь в стенках
клеток, например L. calcareum, очень похожая на кораллы.
же "малого скопления" живой материи в этой форме он считал связанной с недос-
таточными количествами находящихся в биосфере не вполне окисленных и неокис-
ленных соединений азота, серы, железа, марганца, углерода. По его мнению, ав-
тотрофные бактерии находятся ныне в состоянии непрерывного недостатка пищи,
"недоедания". Он отмечал своеобразное "вторичное равновесие между бактериями,
восстанавливающими сульфаты и их окисляющими, как это, например, наблюдается
в озерных грязях, сырых почвах, морской воде. Такое же равновесие он отмечал
между бактериями, окисляющими азот, и гетеротрофами, раскисляющими нитраты.
Поэтому главную массу живого вещества В.И. Вернадский считал сосредоточенной
в освещенной Солнцем части нашей планеты, где собраны гетеротрофные организмы
и автотрофные бактерии, тесно связанные с продуктами жизни зеленых организмов
и свободным кислородом. Из этой зоны автотрофы проникают и в темные области
биосферы, где нижнюю границу для анаэробов он определял до глубины в 500 м и
где размах их жизнедеятельности считал ограниченным.
В наших исследованиях мы начали подбирать материалы по рассеянному, закон-
сервированному в горных породах органическому веществу, ранее вообще не изу-
чавшемуся , которое должно было иметь местами весьма сложный состав. Его изу-
чение позволило бы нам подойти к представлениям о составе исходного первично-
го органического вещества, к химическому составу самих древних организмов.
Это органическое вещество осадочных горных пород во многих случаях не связано
с составом видимых остатков организмов, обычных объектов палеонтологического
исследования. Поэтому нам пришлось в ряде случаев принять его отчасти за ос-
таточное органическое вещество бактериального происхождения. Местами оно ока-
залось четко связанным с веществом ископаемых сине-зеленых водорослей.
Зародившаяся мысль о значительной роли ископаемых древних автотрофных и
иных бактерий в породо- и минералообразовании привела нас в некоторые районы
Тянь-Шаня, в горные районы Сибири - к разрезам древнейших осадочных отложе-
ний, где мы знали или предполагали аномальные концентрации ряда интересных
минеральных веществ. Это были залежи фосфатов в кембрии Каратау (Казахстан),
а также слои с осадочными рудами железа и марганца, различные железисто-
кремнистые породы, известняки различных типов. Как оказалось, очень интерес-
ные материалы имеются в районах известных контактовых месторождений железа и
месторождений марганца неясного происхождения. Интересные материалы дало и
изучение процесса цементации некоторых древних обломочных пород, а также про-
цессов выветривания горных пород, в том числе и интрузивных.
Эти материалы привели к необходимости пересмотреть взгляды на породообра-
зующую роль микроорганизмов, особенно ископаемых. Первое место среди них те-
перь приходится приписывать бактериям.
Изучая деятельность морских денитрифицирующих бактерий в Атлантическом
океане, Г. Дрю открыл формы, осаждающие из морской воды карбонат кальция. Эти
бактерии оказались денитрифицирующими и декальцинирующими. Они как бы снижают
содержание нитратов в морской среде, ограничивая тем самым масштаб жизнедея-
тельности фитопланктона. Бактерии проявляют свою "деятельность" в районах
тропических и субтропических морей и океанов. Оптимальная температура для них
- около 29,5° С. Рост их отмечается при температуре выше 10°, при 33° С он
начинает замедляться. Образуемый ими карбонатный осадок в виде белого облака
- мути - медленно оседает (в лабораторных условиях) или остается в течение
длительного времени во взвешенном состоянии. Такое явление можно наблюдать и
в СССР на оз. Балхаш. Осадок получается или иловидный, или в виде мелких ша-
риков типа оолитов, если в воду добавлять мелко раздробленный гипс. Шарики
эти, в частности, со дна Большого Соленого озера в Северной Америке, состоят
из арагонита с постепенными переходами в кальцит. Кальцит иногда образовывал-
ся непосредственно из известковой мути при отстаивании пробы морской воды,
причем отмечалось выделение сероводорода, которое происходило при участии
бактерий.
Советские микробиологи полагают, что выделение карбоната кальция бактериями
из морской воды и других минерализованных сред происходит за счет сульфата
кальция (гипса) в процессе его разрушения, иногда с получением конечного про-
дукта в виде серы. Ход реакций представляется таким:
CaS04 -► CaS
CaS + С02 -► CaC03 + S
Таким образом, выпадение карбоната кальция, а иногда и магния из природных
водных сред приходится считать связанным в той или иной степени с жизнедея-
тельностью бактерий. Процесс этот в морях геологического прошлого некоторые
литологи и геологи иногда недооценивают, иногда совсем не принимают во внима-
ние как массовое явление.
Как известно, карбонатные породы начали входить в состав осадочных отложе-
ний непосредственно с архейского времени, с момента начала формирования древ-
нейших нормально осадочных пород. Если биогенное происхождение многих извест-
ных слоев и горизонтов известняков7, например: рифовых, археоциатовых, корал-
ловых, брахиоподовых, фораминиферовых и прочих, не вызывало никаких сомнений,
то в отношении многих толщ и свит таких "плотных" пород вопрос о генезисе не
всегда был ясен. Чем древнее карбонатные породы, тем чаще мы встречаем так
называемые "немые" слои и толщи, лишенные видимых остатков ископаемых орга-
низмов. Подобные породы мы находим, в сущности, во всех геологических систе-
мах. Слои с органическими остатками в природе все же редкость, но там, где
они имеются, мы уделяем им преимущественное внимание, в результате чего наши
коллекции относительно богаче остатками ископаемых макроорганизмов, чем ото-
бражаемые ими естественные разрезы соответствующих геологических свит и се-
рий.
Фотосинтезирующие клетки, такие как водоросли, в доломитах Доли-
ны Смерти (Калифорния, США) возрастом 750-800 миллионов лет.
Масштаб этого процесса показывает тот факт, что из известняков сложены целые гор-
ные цепи, например, в Альпах, в Крыму.
Между тем тщательные поиски органических остатков часто позволяют охаракте-
ризовать палеонтологически многие толщи древних морских отложений, в которых
обнаруживаются остатки породообразующих сине-зеленых водорослей в виде стро-
матолитов, онколитов и даже иногда плотных внешне пород. Тем не менее, еще
бытует мнение о распространенности "немых толщп и вследствие этого часто не-
которые морские осадки признаются имеющими химическое происхождение, что не
всегда правильно.
Известно, что пересыщенный раствор карбоната кальция в морской воде мох1 бы
получаться лишь при выпаривании последней на 75%, что и осуществляется в при-
роде, но не в нормально морских, а в лагунных условиях. Выпадение карбоната
кальция при этом может сопровождаться осаждением сернокислого кальция в виде
гипса. Некоторые исследователи, подсчитывая растворимость карбоната кальция в
морских водах, полагают, что и там могут возникать обстановки насыщения среды
этой солью, т. е. условия для ее химического выпадения. Но нужно учитывать
запасы в морских водах свободной углекислоты, способной растворять твердый
карбонат кальция. Таким образом, от идеи массового химического осаждения мор-
ских известняковых осадков приходится решительно отказаться. Главную массу их
приходится определенно считать микробиогенной. Следовательно, мы должны под-
держивать ранее высказанные взгляды Мзррея, В. И. Вернадского, Б. Л. Исаченко,
А.П. Виноградова и других.
Изготовляя тончайшие прозрачные шлифы из различных известняков древнейших
толщ, мы смогли в ряде случаев, окрашивая препараты, различать палочковидные,
кокко-бацилловидные тельца, в которых нельзя не узнавать фоссилизированных,
пропитанных карбонатом кальция клеток каких-то породообразующих бактерий. От-
крытые нами палочковые бактерии в кембрийском известняке имеют толщину около
1 рН при длине в 2,0-2,5 р.
Самые старые известные бактерии из докембрийской породы. Цепи
Micrococcus связаны с морскими водорослями, и оба они считается
влиятельными в формировании известняка (Кентукки, США.) .
Нам думается, что выпадение карбоната кальция из морской воды происходит не
при косвенном участии бактерий, как это представляли себе многие исследовате-
ли ранее, а в теле бактерий, в процессе превращения бикарбоната кальция мор-
ской воды в кальцийорганическое соединение, близкое к кальциту. Поэтому обра-
зование карбонатной мути, известкового илового осадка в теплых морях, вероят-
но, есть процесс осаждения отмерших клеток бактерий, пересыщенных твердым ми-
неральным веществом в виде кальцийорганических соединений. При этом органиче-
ская оболочка этих сгустков на пути ко дну бассейна, в осадке, а иногда даже
после превращения его в известняк, защищает их более или менее длительно от
перераспределения вещества. Последнее происходит, несомненно, лишь после пол-
ного распада органических веществ клетки с выпадением в осадок карбоната
кальция в виде мелких кристалликов. Вследствие этого нам и удается наблюдать
иногда подобные образования в очень древних породах.
По данным исследований академика Б.Л. Исаченко, изучавшего условия образо-
вания известкового ила в озере Севан (Армения), а также известковых образова-
ний в горячих источниках, существует ряд видов бактерий, способных выделять
углекислый кальций сначала в виде кальцийорганических соединений, потом в ви-
де бесформенных скоплений карбоната кальция, затем в кристаллической форме
кальцита или арагонита. Иногда образуются округлые тела - сферолиты, или
оолиты, радиально-лучистые или концентрически наслоенные. Внутри последних
исследователь обнаруживал клетки бактерий. Поэтому Б.Л. Исаченко полагал, что
таким путем и в древних пресных и соленых водоемах могли образовываться из-
вестковые отложения.
Ископаемый кембрийский бактериальный строматолит.
Принимая такой взгляд, мы должны допустить, что группа денитрифицирующих
(высвобождающих азот) бактерий является одновременно и накопителем в биосфере
органического вещества. Этого нельзя хотя бы отчасти не связать с одновремен-
ным выделением сероводорода, т. е. с деятельностью сероводородных бактерий,
разрушающих при этом белковые вещества отмерших клеток "кальциевых" бактерий.
Таким образом "немые", плотные, массивные и слоистые известняки, часто пе-
рекристаллизованные, лишенные, следовательно видимых остатков животных и рас-
тений, мы иногда имеем основание считать микробиогенными образованиями, био-
литами, биокосными телами, что указывает на колоссальную роль кальциевых бак-
терий в формировании живого вещества - вообще органического вещества в био-
сфере . Если учесть, что эти организмы усваивают большую часть приносимого в
моря и океаны с суши кальция (по Кларку, 577 670 000 т кальция ежегодно!), то
живому веществу кальциевых бактерий будет принадлежать видное место среди по-
родообразователей - концентраторов минерального вещества.
Микроскопические сине-зеленые водоросли образовывали часто мощ-
ные многометровые толщи, состоящие из ветвящихся слоистых из-
вестковых колонок. Это одно ископаемое возрастом 1 млрд. лет
(Монтана, США.) .
К "кальциевым" бактериям, по их роли в породообразовании, приближаются лишь
карбонатные водоросли группы синезеленых, в ископаемом состоянии представлен-
ные изучаемыми нами строматолитами, скопления которых, особенно в древнейших
отложениях, часто наблюдаются в виде слоев и толщ мощностью во много сотен
метров. В протерозое и кембрии эти образования формировались в изобилии, мес-
тами до 40-50% по отношению к микробиогенным карбонатным породам. Синезеленые
водоросли живут в тесном общении с различными бактериями, чаще с железобакте-
риями. Формирование живого вещества здесь завершалось почти полной фоссилиза-
цией остаточного материала в виде упомянутых строматолитов - продуктов их
многолетней жизнедеятельности. Следует думать, что экзотермический характер
реакции выделения твердого карбоната кальция в организме играл также свою
роль и в энергетическом балансе некоторых древнейших водорослей, как это, не-
сомненно, имело место в слоевищах мезозойских и более поздних кораллинацей.
В связи с отмеченным выше мы можем позволить себе по-новому взглянуть и на
процесс накопления карбоната кальция многими беспозвоночными, например в виде
раковин моллюсков, брахиопод, кораллитов кораллов, скелета археоциат, спикул
известковых губок и т. д. Клетки мантий и соответствующих других тканей этих
организмов, живших и живущих в той же морской среде, восстанавливая тот же
бикарбонат кальция, должны получать и освобождающуюся при этом энергию. Мы
можем вспомнить при этом о безобразно толстой, неуклюжей многослойной ракови-
не некоторых современных и ископаемых устриц, о чем выше мы уже говорили. Та-
кие раковины изучать очень интересно, можно видеть, как она развивается, как
непрерывно утолщается корка за коркой, иногда даже без прямой связи с ростом
мягкого тела животного. Чем вызвано это явление? Поскольку этот процесс не-
прерывен, хотя и идет в течение года с неодинаковой скоростью, он больше по-
хож на процесс питания, чем на тенденцию к защите от механических воздействий
извне. Некоторые ученые думают, что такой устрице нужно увеличивать свой вес,
чтобы ее "не беспокоила" волна или течение. Естественный отбор мог бы созда-
вать и такие организмы, но он бессилен создать упомянутую функцию мантии, ес-
ли она не возникла в ходе эволюции данной группы для выполнения определенной
физиологической задачи. А эта задача для карбонатотлагающих организмов - пре-
вращение бикарбоната кальция в карбонат (экзотермическая реакция!). Поэтому в
жизненном цикле устриц предполагаемый нами источник энергии (вероятно, исто-
рически первичный) занимает, по-видимому, видное место. В энергетическом ба-
лансе других животных, из числа вышеупомянутых, кроме кораллов, тоже постоян-
но отлагающих карбонат кальция, этот источник жизненной энергии, по-видимому,
играет относительно скромную роль в виде "дара предков", в ходе эволюции ино-
гда постепенно утрачиваемого.
Палеонтология дает нам немало таких примеров, до перехода к "бесскелетным"
формам, как это намечается у некоторых археоциат к началу позднего кембрия, а
также у кораллов.
Таким образом, для нас представляется весьма соблазнительным предположить,
что все карбонатотлагающие многоклеточные организмы, не исключая и высших
представителей животного мира (с фосфатами кальция в скелете), относятся к
числу участвующих в процессе энергетического использования восстанавливаемого
ими растворенного карбонатного вещества, т. е. к числу полуавтотрофных, в той
или иной степени несвободных от этого примитивного древнейшего источника хи-
мической энергии. Исходя из этого, мы получаем новое представление о размахе
взаимосвязи между живым и минеральным веществом природы, отличное от наших
прежних представлений. При этом мы признаем, конечно, обломочное, а местами
химическое происхождение многих известняков. Сидериты, магнезиты, доломиты и
другие карбонаты имеют, по-видимому, лишь косвенную связь с деятельностью жи-
вого вещества.
В существующих учениях о рудных месторождениях и минералах миграция железа
и марганца в земной коре и на ее поверхности часто трактуется в свете чисто
химических процессов.
Микробиологические отложения окислов железа и марганца в наземных - дерно-
вых , болотных и озерных условиях известны давно. В изучении этих образований
принимали участие многие исследователи.
Поиски морских железобактерий, начавшиеся с экспедиций8 "Челленджера", вна-
чале были безуспешными. Открытие морских железо-марганцевых бактерий было у
нас осуществлено лишь B.C. Буткевичем. Тем не менее, многие ученые не сомне-
вались в том, что величайшие скопления железа в земной коре образовались био-
Экспедиция «Челленджера» — научная экспедиция на парусно-паровом корвете «Челленд-
жер», длилась с 1872 по 1876 годы и принесла множество открытий, послуживших основой
океанографии.
химическим путем при незначительном участии в этом процессе водорослей. Так,
В.И. Вернадский считал мезозойские железные руды Эльзас-Лотарингии и керчен-
ские третичные руды биогенными, вероятно, бактериальными, как и марганцевые
чиатурские руды. Большинство исследователей железобактерий склонялось к
взгляду, что наряду с биогенными скоплениями железа в осадке бассейнов отла-
гаются и хемогенные. Железобактерии проявляют жизнедеятельность в трубах во-
допровода , образуют конкреции на морском и озерном дне.
Биогенный путь состоит в окислении гидратов закиси железа и марганца, а
также их бикарбонатов, с переводом, с помощью соответствующего фермента бак-
терий, двухвалентного железа в трехвалентное, при переработке колоссальных
количеств закиси железа, выносимой из недр Земли подземными водами.
Мы предприняли поиски микробиогенных структур в железных и марганцевых ру-
дах осадочных толщ различного геологического возраста, начиная с раннепроте-
розойского, а также в районах подобных руд первично магматогенного происхож-
дения, в обломочных терригенных породах и в зоне выветривания массивных по-
род . Результаты оказались замечательными.
Изучая под микроскопом шлиф из образца железистого кварцита бедной руды
Кривого Рога (докембрий), мы обнаружили массовые скопления чехликов железо-
бактерий, заключенных в коллоидную кремнеземную массу, по-видимому, и сохра-
нившую эту микробиогенную структуру сгустков окислов железа. Первичные гидро-
окислы железа в результате метаморфизма представлены теперь магнетитом. Такие
же скопления ожелезненных клеток железобактерий в ассоциации с коллоидным
кремнеземом мы открыли и в железистых сланцах гребенской свиты протерозоя р.
Ангары, нижнего палеозоя хребта Каратау.
Бурые железняки, образование которых В. Линдгрен считал химическим, пред-
ставляли для нас большой интерес. Мы изучали их по материалам Кокчетавского
района в Казахстане, в отложениях, относимых к докембрию. Для всех изученных
образцов руд происхождение оказалось общим. В них удалось ясно различить чех-
лики древнейших представителей железобактерий, из которых слагается вся масса
руд. Размеры ожелезненных клеток близки к современным. Изучение бурых желез-
няков и лимонитов многих других месторождений, до так называемых "железных
шляп", формирующихся в поверхностных условиях при выветривании сульфидных руд
железа, показало решительно то же самое. Все бурые железняки и лимониты пре-
красно сохраняют свою микробиогенную структуру. При этом стало ясно, что жиз-
недеятельность железобактерий, типичных аэробов, осуществлялась и осуществля-
ется и в недрах Земли, в зоне циркуляции кислородных вод. Обычные в магнети-
товых месторождениях магматогенного происхождения бурые железняки показали ту
же микробиогенную структуру и, следовательно, огромный размах этого процесса.
Мы изучали природные скопления марганца в месторождениях Казахстана, Сиби-
ри, относящиеся к нижнему и среднему палеозою, и получили такие же результа-
ты. Руды, за исключением части их, подвергшейся перекристаллизации, оказались
сложенными сплошь микротельцами фоссилизированных клеток бактерий, имеющих
около 1,33 р. в поперечнике и до 2,0-3,6 р. в длину, соединенных в длинные изо-
гнутые, плотно сплетенные нити. Последние различимы тем лучше, чем "беднее"
изучаемая руда, в которой рудная масса перемежается с нерудными, обычно про-
зрачными, минералами. Общим признаком для отмеченных марганцевых биолитов,
как и для железных, по казахстанским и сибирским материалам, является плотное
коллоидоподобное их сложение, или волокнисто-лучистое (псиломелан, лимониты),
тогда как в поверхностных, "осадочных" условиях чаще распространены конкреци-
онно -желваковые и гороховые - пизолитовые структуры. Природа конкреционных
образований, по-видимому, связана с разложением органического вещества бакте-
риальных клеток и потерей микробиогенной структуры таких руд.
Микробиогенными образованиями являются и так называемые пдендритып - налеты
окислов марганца на стенках трещин горных пород, вблизи от скоплений марган-
цевых руд и минералов. Природа рисунка дендритов, вероятно, связана со строе-
нием колоний марганцевых и железобактерий. Такого же происхождения, по-
видимому, и "пустынный загар" горных пород, нами пока ближе не изучавшийся.
Железистый цемент красноцветных песчаников, например, пермского возраста с р.
Шугор (бассейн Печоры), оказался массовым скоплением между песчинками породы
фоссилизированных телец железобактерий, пропитанных окислами железа. Такое же
происхождение имеют различные охры, ржавчины, распространенные в природе в
трещинах горных пород, в карстовых полостях, образовавшихся в процессах вы-
ветривания пород, где бактериям, несомненно, принадлежит ведущая роль.
Постоянное присутствие органических веществ, часто в виде углистой массы, в
фосфоритовых слоях Каратау давно уже привлекало к себе внимание, но выяснить
его природу и происхождение самих фосфоритов мы смогли тоже лишь в последние
годы.
Накопление фосфатов в осадках до сих пор объяснялось учеными с помощью двух
теорий. Первая, так называемая пбиолитнаяп, теория рассматривала образование
фосфоритов как следствие массовой гибели организмов и перехода их фосфора в
фосфатную горную породу. Согласно второй теории, происходило непосредственное
осаждение фосфорных солей из морской воды под влиянием изменения их раствори-
мости. По первой теории, причиной гибели организмов считались изменения уров-
ня моря, направления течений, степени солености в эпохи "перерыва", крупных
тектонических движений. Химическая теория родилась в свете представлений о
повышенном содержании фосфора в водах морских глубин (до 300 мг/м3) . Поднима-
ясь с гипотетическими восходящими течениями до глубин в 50-150 м, эти воды
должны переносить содержащийся в них фосфор и отлагать его вслед за несколько
ранее выпадающим в осадок карбонатом кальция. Но ведь здесь фосфор снова ста-
новится объектом использования его фитопланктоном, т. е. субстратом для мор-
ских водорослей. Верхние слои морских вод всегда, поэтому, бедны фосфором.
Слабое место этой теории - отсутствие в морях массовых "восходящих течений" и
отсутствие в нормально морских условиях возможности химического осаждения
карбоната кальция, о чем выше мы уже говорили.
Каратауские фосфориты развиты в слоях среднего кембрия на обширной площади.
Они представлены здесь плотными массивными ("плита") и оолитовыми разновидно-
стями. Последние очень напоминают внешне бокситы, за которые первоначально
они и были приняты. Сначала мы исследовали оолитовые фосфориты, состоящие из
серых зерен, сцементированных желтовато-бурым веществом. В этом цементе мы
обнаружили железо. Тончайшие шлифы, изготовленные из таких фосфоритов, при
увеличениях свыше 2000 раз показали, что оолитовые зерна являются местом мас-
совых скоплений микротелец бактериального облика, имеющих в поперечнике 1,1 р.
при длине в 1,3 ]i, то соединенных в изгибающиеся нити, то одиночных. Бактери-
альная природа этих образований несомненна. Ясно, что это прекрасно сохранив-
шие свои очертания, окаменевшие клетки каких-то бактерий кембрийского возрас-
та. Интересно, что в центрах оолитовых зерен расположение бактериальных кле-
ток беспорядочное, но по мере приближения к периферии в концентрических на-
слоениях зерен они начинают принимать более или менее радиальное расположе-
ние, указывающее на формирование колоний "фосфатных бактерий" в условиях се-
зонно изменчивой среды. В составе концентрических наслоений, часто перемежа-
ясь с ними, наблюдаются тонкие пленки, сложенные тельцами железистого состава
в виде обогащенных железом отмерших клеток железобактерий. Цемент природы,
скрепляющий оолитовые зерна, целиком состоит из ожелезненных клеток отмерших
железобактерий знакомого уже для нас облика. Последние развивались позже, в
условиях несколько измененного температурного режима.
Изучение немногих образцов плотных разновидностей каратауских фосфоритов
показало, что они или сплошь состоят из клеток "фосфатных" бактерий и бес-
структурной массы карбоната кальция, или же к минерализованным клеткам "фос-
фатных бактерий" примешиваются тельца клеток железобактерий. Последние в та-
ких случаях местами группируются в виде тонких пленок, линзочек.
Раскрытие природы каратауских фосфоритов позволяет нам думать, что и другие
известные месторождения фосфоритов имеют, возможно, такое же органическое,
бактериальное происхождение.
Остаточные бактериальные микроструктуры боксита. Увеличение в 3600 раз.
Интересно, что при изучении разреза фосфоритовой свиты мы наблюдали смену
фосфоритовых слоев марганцево-железистой породой с прослоем карбонатных сине-
зеленых водорослей. Разрез показывает на близость экологических условий для
автотрофных бактерий, усваивавших фосфор, железо и марганец, и для сине-
зеленых автотрофов. Известна местная засоренность каратауских фосфоритов тер-
ригенным материалом.
О современных бактериях - накопителях фосфатов почти ничего неизвестно. Из-
вестны лишь почвенные бактерии, растворяющие фосфаты, фосфатредуцирующие,
способные образовывать растворимые соли фосфорной кислоты. Между тем концен-
трирующие фосфор бактерии в кембрии, по-видимому, существовали. Может быть,
подобные организмы формируют и редкие в наше время скопления фосфоритов на
дне моря, как, например, в районе южной оконечности Африки.
В круговороте серы, одного из важнейших биогенных элементов биосферы, при-
нимают участие почти все организмы; в недрах земной коры переработкой серных
соединений заняты также многие группы бактерий. Наиболее известная группа -
сульфатредуцирующие (разрушители сульфатов, в частности гипса) или гнилостные
(разрушители органических веществ) бактерии - анаэробы, которые часто обитают
в застойных водах и под землей. Следы процессов преобразования серы мы нахо-
дим уже в горных породах протерозойского и раннепалеозойского возраста, в ви-
де пиритизированных песчаников и сланцев древних толщ Сибирской платформы.
Накопление сероводорода происходит микробиологическим путем за счет сернокис-
лых солей моря, с последующим образованием в осадке скоплений сернистого же-
леза (пирит, марказит) в восстановительной обстановке. Существуют различные
аэробы, которые с успехом окисляют сульфиды как в зоне земной поверхности -
"выветривания" горных пород, так и в зоне окисления земной коры. Часто бакте-
риальная сероводородная зона развивается на разлагающихся органических веще-
ствах, при разрушении белковых и иных соединений.
пОбохриваниеп пиритовых залежей, по нашим наблюдениям, как и окисление маг-
нетитовых, происходит и в недрах (зона окисления) и в субаэральной зоне (в
воздушной среде) благодаря жизнедеятельности одновременно железных и тионовых
бактерий, с выносом сернокислых солей и с преобразованием вещества пирита и
магнетита в лимонит, что хорошо видно в препаратах под мироскопом. Поэтому
массовое гипсообразование в ряде случаев мы можем считать связанным с продук-
тами жизнедеятельности тионовых бактерий.
Естественно, мы здесь не смогли перечислить еще многих других процессов
связи между живым веществом природы и минеральным субстратом, играющим кос-
венно роль источника энергии.
Таким образом, органическая жизнь в природе в ее наиболее примитивных бак-
териальных формах оказывается теснейшим образом связанной с веществом земной
коры. Поэтому было бы совершенно правильно трактовать все подобные материалы,
как относящиеся к новой науке - геологической микробиологии. Советские уче-
ные, начиная с B.C. Буткевича, А.И. Самойлова, В.И. Вернадского и Б.Л. Иса-
ченко, уже внесли большой вклад в создание основ этой науки. Интересные и
практически важные работы по геологической деятельности микроорганизмов ве-
дутся в Институте микробиологии АН СССР СИ. Кузнецовым и группой его сотруд-
ников, которым удалось значительно продвинуть решение многих вопросов геоло-
гической микробиологии.
Множество интересных вопросов, связанных с древней природой, уже разрешено.
В данном случае мы могли бы обратить внимание на роль древних организмов как
создателей тех или других веществ, в водных средах прошлого, захороненных в
горных породах или же принявших характер горных пород. Так, мы знаем, что из
вещества наземных и водных растений в геологическом прошлом Земли образовыва-
лись различные типы каменных и бурых углей, минерального топлива. Простейшие
формы жизни - бактерии и простейшие животные - фораминиферы создавали на дне
водных бассейнов отложения извести, из которых потом получались твердые гор-
ные породы известняки и мраморы.
Долго казалось загадочным происхождение нефти и горючих газов в недрах. Од-
ни ученые считали, что эти вещества первично в виде простого газа метана (уг-
леводородный газ СН4) являются остаточным компонентом древнейшей атмосферы
Земли, еще космической атмосферы, как остаток той атмосферы, которая созда-
лась вокруг нашей планеты во время ее образования, другие - что нефть и газ
есть продукты преобразования органического вещества, остатков организмов, в
основном различных групп водорослей, в результате его разложения и преобразо-
вания при участии соответствующих групп бактерий.
Выяснено, что в древнейших водных бассейнах нашей планеты жизнь на ранних
этапах ее развития особенно обильно и разнообразно была представлена бакте-
риями и водорослями. Первые перерабатывали местами и временами огромные массы
железа, марганца, серы, азотных соединений, образовывали "осадочные" железные
и марганцевые руды, серные руды, свободный азот и т. д. Вторые благодаря
энергии солнечных лучей накапливали огромные массы органического вещества за
счет углекислоты и воды. При этом за счет воды выделялся в водную среду и ат-
мосферу кислород. Так и возникла современная атмосфера Земли, как известно
состоящая на четыре пятых из азота и на одну пятую из кислорода.
Отмиравшее водорослевое вещество в водной среде или уже в осадках разруша-
лось бактериями. В условиях отсутствия кислорода это разрушение не было пол-
ным. При этом образовывались углеводородные газы (соединения углерода с водо-
родом в разных пропорциях). Эти газы частично могли уходить в древнюю атмо-
сферу, растворяться в древних водах. Остатки водорослей в толщах рыхлых осад-
ков на дне бассейнов и углеводородные вещества захоронялись то скученно, то
рассеянно и, таким образом, оказывались при погружениях участков земной коры
на разной глубине. Будучи более легкими, чем вода, эти вещества всегда были
склонными к стремлению перемещения вверх, к земной поверхности в сторону
меньших давлений. Местами они встречали препятствия в виде более плотных по-
род и потому там накапливались. При этом происходило часто их преобразование
в более тяжелые углеводородные соединения, в тот сложный комплекс веществ,
который мы знаем под названием пнефть" - пкровь" Земли.
Ранее считалось, что чем древнее какая-нибудь нефтеобразующая, нефтеносная
толща осадочных пород, тем благоприятнее ее скопления (месторождения) в отно-
шении количества. Так, более ста лет назад разрабатывались на территории Ев-
ропы нефтяные месторождения Карпат и Кавказа, имеющие возраст в несколько де-
сятков миллионов лет (меловые и третичные отложения). Потом с конца 20-х го-
дов на территории СССР были открыты месторождения нефти и раза, гораздо более
древние, - Волго-Уральская нефтяная провинция - "Второе Баку" с возрастом
нефтематеринских отложений около трехсот и более миллионов лет (девонские от-
ложения) . Несколько лет назад были открыты в Восточной Сибири месторождения
нефти и газа в осадочных породах морского происхождения возраста около 550
миллионов лет (нижнекембрийские отложения). При этом последние оказались не
связанными единством происхождения с вмещающими породами (песчаниками и доло-
митами) .
Выяснено, что в наиболее древние геологические времена на территории Вос-
точной Сибири располагались обширные моря, в которых особенно обильно разви-
вались морские водоросли. Остатки этих водорослей часто облекались корками
извести и сильно известковистой воды бассейнов. Органическое вещество такого
происхождения за сотни миллионов лет суммарно накапливалось (условно подсчи-
тывая) в толщи в сотни метров. Последующее погружение древних (докембрийских)
толщ в недра Земли, где господствуют высокие давления и повышенная температу-
ра, способствовали движению углеводородов вверх. Так, в ряде районов так на-
зываемой Сибирской платформы, между Енисеем и Леной, к северу от Восточного
Саяна и Байкальского нагорья в кембрийских отложениях сформировались месторо-
ждения нефти и горючего газа.
Итак, органические вещества не могли не образовываться химическим путем при
участии физических (электрические разряды атмосферы, ультрафиолетовые лучи
Солнца) и химических (уплотнение, синтез молекул) явлений в более сложные со-
единения (в белковые, в аминовые и нуклеопротеиновые кислоты) А это при уча-
стии химической или лучистой энергии должно было привести к возникновению
жизни. При этом роль жизни в геологических процессах оказывается по материа-
лам геологов и палеонтологов очень значительной.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Ликбез
МИР МИКРОБОВ
ВЗАИМСЮТНОШЕНИЕ МЕВДУ СТРУКТУРОЙ
И ФУНКЦИЕЙ В КЛЕТКАХ ПРОКАРИОТ
Локализация пептидогликана
в стенках грамотрицательных
бактерий
В стенках грамотрицательных бактерий содержание пептидогликана невелико и
редко превышает 5—10% веса стенки. Локализация нептадогликанового слоя в
стенках этого типа впервые была установлена Вейделом (W. Weidel) с сотрудни-
ками для стенок Escherichia coli. Они показали, что пептидогликан составляет
самый внутренний слой многослойной стенки и может быть выделен в виде очень
тонкого мешочка, сохраняющего форму и размер исходной клетки, после удаления
других компонентов стенки соответствующими воздействиями (рис. 14).
Для пептидогликанов грамотрицательных бактерий характерно довольно низкое
содержание поперечных сшивок гликановых цепей: некоторые пептидные цепочки
(вообще не соединены поперечными связями. У разных групп грамотрицательных
бактерий толщина пентидогликанового слоя несколько варьирует. Расчеты показы-
вают, что у большинства грамотрицательных организмов он является мономолеку-
лярным (или, самое большее, бимолекулярным) слоем.
■ *
3
tf№f*ufi)
Ч *
(>|||||||||Ц. к^
«^
Белок,.
€ ?0У* суххи лют- *$£>%
Cl%ctpns
/hstjaaptffTitiid
(13% c^tltj
яичК^ ^J
MfleFW erne*
1<
фрагменту
Рис. 14. Схема последовательных этапов фракционирования клеточ-
ной стенки Е. coli. 1 — пептидогликан; 2 — изолированная клеточ-
ная стенка; 3 — липопротеид; 4 — белок+липополисахарид.
Поверх тонкого пептидогликанового мешка, характерного для грамотрицательных
бактерий, располагается внешний слой стенки, толщина и тонкая структура кото-
рого типичны для элементарной мембраны. Физическое отдаление этого слоя (час-
то называемого внешней мембраной) от клеточной (мембраны осуществляется с
трудом. Поэтому все еще существуют некоторые сомнения относительно его точно-
го химического состава. Тем не менее известно, что его главными химическими
компонентами являются белки, фосфолипиды и липополисахариды. Фосфолипиды,
входящие в состав внешнего слоя стенки, качественно сходны с фосфолипидами
клеточной мембраны. Белки же в основном (а может быть, и полностью) отличают-
ся от белков клеточной мембраны, и число их ограниченно (вполне (вероятно,
что их только 5) .
Липополисахариды — главные компоненты внешнего слоя стенки большинства, ес-
ли не всех, грамотрицательных бактерий — это крайне сложные молекулы с мол.
весом свыше 10000; к тому же химический состав этих соединений заметно варьи-
рует как внутри отдельных групп грамотрицательных бактерий, так и между груп-
пами. Большая часть работы по выяснению их структуры была проведена на липо-
полисахаридах бактерий группы Salmonella, и пока не известно, свойственны ли
другим группам грамотрицательных организмов общие закономерности строения ли-
пополисахаридов, установленные для данных бактерий.
Липополисахариды разных видов Salmonella представляют собой олигомеры, со-
держащие в среднем около трех мономерных субъединиц. Каждая субъединица со-
стоит из трех разных участков: липида А, остова R и 0-замещенной боковой це-
пи. Субъединицы связаны между собой фосфатными мостиками в области липида А
(рис. 15). Участок липида А представляет собой дисахарид, построенный из двух
фосфорилированных остатков глюкозамина, многократно этерифицированных длинно-
цепочечными жирными кислотами, что придает гидрофобность данной области моле-
кулы. К одному из остатков глюкозамина, входящего в состав липида А, присое-
динен олигосахаридный остов R — короткая цепочка Сахаров, включающая два не-
обычных соединения: 2-кето-З-дезоксиоктоновую кислоту (КДО) и гептозу (рис.
16). Остов R в свою очередь соединен с гидрофильной О-замещенной боковой це-
пью, также состоящей из Сахаров. Она значительно длиннее, чем остов R, и по-
строена из повторяющихся тетра- и пентасахаридных блоков.
/V-ацетил гл кжоза-
мин
СН2ОН
УУ-ацетил мурамовая
кислота
HNCOCHj
Остаток
молочной
кислоты
L-аланин
г—о—©
NHCOCH3
D-глутаминовая
кислота
мезо-Диаминопиме-
л и новая кислота
D-аланин
Н3С—СН—С=0
NH
I
НС-СНз
I
с=о
I
NH
I
нс-соон
I
сн2
I
сн2
I
с=о
I
NH
I
®
NH2
НС-(СН2)3—СН—СООН (б)
I
с=о
I
NH
I
НС-СНз
I
СООН ©
Рис. 15. Структура повторяющейся единицы пептидогликана. 1, 2 -
места полимеризации гликанового остова молекулы; 3 - место при-
соединения с помощью фосфодиэфирной связи молекулы тейхоевой ки-
слоты в клеточной стенке грамположительных эубактерий; 4, 5 -
места, по которым происходит связывание между гликановыми цепями
с помощью пептидных связей; 6 - место ковалентнохю связывания
(пептидная связь) с липопротеином наружной мембраны у грамотри-
цательных бактерий; 7 - место действия лизоцима.
Полная структура липополисахарида Salmonella typhimurium показана на рис.
17. Установление этой структуры оказалось возможным благодаря получению му-
тантов, у которых блокированы отдельные этапы биосинтеза липополисахарида.
Его биосинтез протекает строго последовательно и начинается с участка лилида
А, к которому постепенно присоединяются остатки Сахаров, входящие в состав
полисахаридного остова; О-замещенная боковая цепь образуется последней. Самая
внутренняя часть липополисахарида, состоящая из липида А и трех остатков ке-
тодезоксиоктоната остова R, по-видимому, необходима для сохранения жизнеспо-
собности бактерий: мутантов, у которых блокирован ее биосинтез, выделить не
удалось. Однако остальная часть остова и 0-замещенная боковая цепь несущест-
венны для жизнеспособности бактерий, благодаря чему были выделены мутанты
(обозначенные на рис. 17 пунктирными линиями), у которых блокирован какой-
либо один из последовательных этапов синтеза этих частей липополисахарида.
СН2ОН
I
носн
н н
Гептоза
СН2ОН
н н
2- ието-3 - дезонсионто-
нобая кислота (КДО)
Рис. 16. Структура семи- и восьмиуглеродных компонентов липопо-
лисахаридного остова.
Липополисахариды — главные антигенные детерминанты клеточной стенки грамот-
рицательных бактерий, они служат также рецепторами для адсорбции многих бак-
териофагов . Поэтому липополисахариды должны быть расположены, частично или
полностью, на наружной поверхности внешнего слоя стенки. Кроме того, показа-
но, что длинные О-замещенные боковые цепи выступают наружу на расстояние око-
ло 30 нм от поверхности стенки.
Тонкая структура и толщина внешнего слоя стенки свидетельствуют о том, что,
подобно клеточной мембране, этот слой, возможно, состоит из двойного слоя
фосфолипидов, в который включены белки и липополисахариды. Схематическое изо-
бражение возможного строения внешнего слоя стенки (предполагается, что липо-
полисахариды сосредоточены в его наружной части) приведено на рис. 18.
У энтеробактерий (и, вероятно, у других грамотрицательных бактерий) на
внешней поверхности пентидогликанового слоя стенки расположены липопротеиды
особого типа. Молекулы этих липопротеидов ковалентно соединены пептидной свя-
зью с некоторыми остатками диаминопимелиновой кислоты, входящей в пептидогли-
кановую сеть. Они выступают наружу из этого слоя, причем наиболее удаленной
от его поверхности оказывается липидная часть молекулы липопротеида. Таким
образом, липопротеид служит мостиком между пептидогликановым слоем и внешним
слоем стенки. Эта связь поддерживается благодаря гидрофобным взаимодействиям
между липиднои частью липопротеида и фосфолипидами внешнего слоя стенки. На
рис. 19 приведена схема вероятных молекулярных взаимодействий между внешними
слоями грамотрицательной клетки.
4 13 f
>Mqh —*Рам —Нол -f+Ман
Абе—ОАц
f3f *
Рам
1
3 4
Л .
Фмли ФФ-Эт-N КДО -Ф-Эт-N (Жирные иислоты)6
■*
4 * J 1
IN?1 I
1 ii4_ M J_ fiJ
Сш-Л/-Лц
4 «I
♦йк/т&л,/}^, \+Щ0^КД02—$№к-^-*Глн-ы\ ®
*.<Й aj< f
i
L.
Re LPS
ffdjZPS
flcLPS
"Rb^LPS 7~
7?b2lPS
RbtLP3
RaLPS
Рис. 17. Структура субъединицы липополисахарида из клеток
Salmonella typhlmurium. 1 — 0-замещенная боковая цепь; 2 — остов
R, 3 — олигосахаридный остов; 4 — липид А. Абе — абеквоза; Ман —
D-манноза; Рам — L-рамноза; Гал — D-галактоза; Глк-Ы-Ац — N-
ацетил-Б-глюкозамин; Глк — D-глюкоза; Геп — гептоза; КДО — 2-
кето-3-дезоксиоктоновая кислота; Эт-N — этаноламин, Ац — ацетил.
Биосинтез субъединицы начинается с конца, содержащего липид А,
причем молекула постепенно удлиняется путем последовательного
присоединения остатков Сахаров. Специфические этапы биосинтеза,
блокированные у «шероховатых» мутантов разных классов, показаны
пунктиром.
Оч:псш1ф11чсская
цепь Л ПС (О- антиген)
лппопротсни
пепгндоглнка
ротсни ^Ж v I w9 v w w* -
Длсриачазма
Рис. 18. Предполагаемое расположение основных компонентов внеш-
него слоя клеточной стенки у грамотрицательных бактерий.
DOOOQ
kJLJ^s^JLJL-Л
лисахарид
ипидА
DOOJ
цитоплазма™
ческая
мембрана
фосфолипид
Рис. 19. Схема, показывающая возможные связи между мембраной и
клеточной стенкой у грамотрицательных бактерий.
Пептидогликан в стенках
грамположительных бактерий
У большинства грамположительных бактерий пептидогликаны составляют от 40 до
90% сухой массы клеточной стенки. Такая стенка имеет однородную структуру и
значительно толще (10—60 нм) , чем слой пептидогликана в стенке грамотрица-
тельных бактерий. Как уже упоминалось, у грамположительных бактерий существу-
ет значительное разнообразие структуры и состава пептидогликанов. Пептидогли-
кановый матрикс стенки ковалентно связан с другими ее макромолекулярными ком-
понентами, включая самые различные полисахариды и полимеры полифосфатов, ко-
торые называются тейхоевыми кислотами. Тейхоевые кислоты — это растворимые в
воде полимеры, содержащие остатки глицерина или рибита, соединенные между со-
бой фосфодиэфирными связями (рис. 20). Надежный доказательств их точной лока-
лизации в клеточной оболочке пока не получено; в процессе фракционирования
большая часть тейхоевой кислоты остается связанной с материалом клеточной
стенки; показано также, что она соединена коваалентной связью с Муратовой ки-
слотой. Однако небольшое количество тейхоевой кислоты (в основном глицерин-
тейхоевой) оказывается связанным с клеточной мембраной. Этот материал, назы-
ваемый мембранной тейхоевой кислотой или липотейхоевой кислотой, ковалентно
соединен с мембранными гликолипидами.
. '°-<Гн* о . £®-о-сна о
он он
В Ъ-Ала -ф)_о-сн
i
Ац-N- Дж-Р-о-Сна
I О П-Ала\ |
- | но-
Т
сн
НО-СН \~' I HO-CH ?
1 JP \ J*
HaC-O^I HjC-O^j
ОН ОН
НО-СН»
Д но—сн
a(/Q/?)w Илк)ь-АРам)— о-СН
но-сн w
э-сн и/
Рис. 20. Повторяющиеся единицы некоторых тейхоевых кислот. А - Гли-
церинтейхоевая кислота из клеток Lactobacillus casei 7469 (R = D-
аланин). Б - Глицеринтейхоевая кислота из клеток Actinomyces
antibioticus (R = D-аланин). В - Глицеринтейхоевая кислота из кле-
ток Staphylococcus lactis, D-аланин находится в положении 6 N-
ацетилглюкозамина. Г - Рибиттейховые кислоты из клеток Bacillus
subtilis (R = глюкоза) и Actinomyces streptomycin! (R = сукцинат),
D-аланин присоединен к 3- или 4-му углеродному атому рибита). Д -
Рибиттейхоевая кислота из капсулы пневмококков типа 6.
Тейхоевые кислоты являются главными поверхностными антигенами тех видов
грамположительных бактерий, у которых они присутствуют, и их доступность для
антител рассматривается как доказательство того, что они локализованы на
внешней поверхности пептидогликанового слоя. Однако их активность часто повы-
шается при неполном ферментативном гидролизе пептидогликана. Таким образом,
можно полагать, что значительная часть тейхоевых кислот располагается между
клеточной мембраной и слоем пептидогликана, выступая наружу через поры в по-
следнем (рис. 21).
Повторяющиеся элементы некоторых тейхоевых кислот показаны на рис. 20. Эти-
ми элементами могут быть остатки глицерина, соединенные 1,3- и 1,2-связями,
остатки рибита, соединенные 1,5-связями, или более сложные структуры, в кото-
рых глицерин или рибит соединены с остатками Сахаров, таких, как глюкоза, га-
лактоза или N-ацетилглюкозамин.
тснхоевая липотсихосвая кислота
кислота
х
с*
о
«
X"
т
о
2
пел шло! ликам
щгтоллазма-
тнческая
мембрана
Рис. 21. Модель клеточной стенки и мембраны грамположительной бак-
терии, на которой показаны молекулы липотейхоевой кислоты, прохо-
дящие через клеточную стенку. Тейхоевые кислоты стенки, ковалентно
связаны с остатками мурамовой кислоты пептидогликанового слоя.
Цепи тейхоевых кислот могут быть длинными и содержать до 30 и более элемен-
тов, хотя часто встречаются цепочки, состоящие из 10 и даже меньшего числа
элементов.
Большинство тейхоевых кислот содержит значительные количества D-аланина,
присоединенного обычно либо к глицерину в положении 2 или 3, либо к рибиту в
положении 3 или 4. Однако в некоторых, более сложных, тейхоевых кислотах D-
аланин связан с одним из остатков Сахаров. Кроме D-аланина к свободным гид-
раксильным группам глицерина и рибита могут присоединяться и другие замести-
тели: глюкоза, галактоза, N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин или сукци-
нат. У данного вида бактерий помимо D-аланина может встречаться несколько ти-
пов сахарных остатков; в таких случаях неясно, входят ли они в состав одной и
той же или разных молекул тейхоевой кислоты.
Хотя функция тейхоевых кислот неизвестна, ясно, что они должны определенным
образом влиять на проникновение ионов через внешние слои поверхности клетки,
так как создают в ее оболочке высокую плотность регулярно ориентированных за-
рядов .
Стенки большинства грамположительных бактерий не содержат липидов, однако в
составе каринебактерий, микобактерий и нокардий встречаются различные длинно-
цепочечные жирные кислоты, соединенные сложноэфирными связями с полисахарида-
ми стенки. В стенках большинства грамположительных бактерий белки отсутству-
ют, а если и обнаруживаются, то в виде отдельного слоя, который располагается
на внешней поверхности стенки и часто имеет весьма регулярное строение.
Функция
пептидогликанового
слоя
Хотя стенки прокариотических клеток различаются по своему химическому со-
ставу, в них почти всегда присутствует непрерывный слой пептидогликана, что
указывает на функциональную важность этого специфического полимера стенки.
Пептидогликановый слой в первую очередь, по-видимому, определяет форму клет-
ки, а также противодействует тургорному давлению клеточного содержимого и,
следовательно, предотвращает осмотический лизис клетки. Эти выводы подтвер-
ждаются данными о действии на бактерии агентов, нарушающих структуру пепти-
догликана или подавляющих его синтез. Выше уже рассматривался лизис бактерий,
происходящий под действием лизоцима в результате гидролитического расщепления
связи Ы-ацетилурамил-Ы-ацетилглюкозамина в гликановых целях, что приводит к
нарушению целостности структуры пептидогликана. Летальное действие пеницилли-
на на растущие популяции прокариот, содержащих пептидогликаны, является след-
ствием ингибирования этими антибиотиками конечного этапа синтеза пептидогли-
кана — образования поперечных сшивок между пептидными цепями. Возникающее в
результате разрыхление пептидогликановой сети приводит к осмотическому лизису
растущих клеток.
В связи с этим следует остановиться на очень интересных свойствах бактери-
альных L-форм. В 1935 г. было обнаружено, что на богатой среде Streptobacil-
lus moniliformis может давать атипичные колонии, в которых вместо нормальных
палочковидных клеток присутствуют образования неправильной, часто глобулярной
формы. Было установлено, что эти так называемые L-формы могут размножаться
неопределенно долго на сложных, содержащих сыворотку средах. Сначала полага-
ли, что L-формы, которые так не похожи по строению на S. moniliformis, пред-
ставляют собой симбионты или паразиты этой бактерии, но такую интерпретацию
пришлось отбросить, когда оказалось, что в редких случаях они могут реверти-
ровать в палочковидные формы. Обнаружение в дальнейшем L-форм других бактерий
показало, что это явление отнюдь не ограничено одним лишь видом — S.
moniliformis.
После открытия пенициллина было найдено, что L-формы устойчивы к пеницилли-
ну и фактически могут быть отобраны путем культивирования бактерий на осмоти-
чески забуференной среде, содержащей пенициллин (рис. 22). Как правило, уда-
ление из среды пенициллина после короткой инкубации бактерий в его присутст-
вии ведет к немедленной реверсии клеток к нормальной форме. После длительных
периодов выращивания бактерий в присутствии пенициллина некоторые из них про-
должают расти в виде L-форм и в том случае, если пенициллин удален из среды.
Наблюдаются различия как в длительности выдерживания бактерий с пенициллином,
необходимой для сохранения L-форм в отсутствие этого антибиотика, так и в до-
ле модифицируемой популяции. Кроме того, стабильность возникающих L-форм
варьирует, даже если они получены из одного и того же вида бактерий; некото-
рые из них никогда не ревертируют («стабильные L-формы»), другие время от
времени ревертируют («нестабильные L-формы»).
Рис. 22. Многообразие L-форм Bacillus subtilis, при
масштабе в 10 микрометров.
На основании того, что известно о способе действия пенициллина, L-формы
можно рассматривать как бактерии с резким нарушением синтеза пептидогликано-
вого слоя, у которых, однако, сохранилась способность расти, хотя и в необыч-
ной клеточной форме, в среде достаточно концентрированной, чтобы предотвра-
тить их осмотический лизис.
В клетках некоторых стабильных L-форм компоненты пептидогликанового слоя
полностью отсутствуют. Все нестабильные L-формы, так же как и некоторые ста-
бильные, все еще содержат мурамовую кислоту, но в относительно низкой концен-
трации (соответствующей 10—15% ее содержания в нормальных клетках). Кроме то-
го, эта мурамовая кислота находится в необычном химическом состоянии, по-
скольку легко экстрагируется разбавленной кислотой в отличие от мурамовой ки-
слоты нормальных клеток. Приведенные факты дают общее представление о природе
L-форм: L-формы — это бактерии, у которых в результате действия пенициллина
утрачена или изменена затравка для синтеза пептидогликана. В первом случае
включение пентидогликана в бактериальную стенку полностью прекращается, во
втором - нарушается образование нормального непрерывного слоя пепти-
догликана, так как вновь синтезированные субъединицы включаются в стенку не-
регулярным и некоординированным образом. В редких случаях L-формам последнего
тина все же удается осуществить ресинтез непрерывного пептидогликанового
слоя, после чего они ревертируют в нормальную бактериальную форму.
L-формы могут быть получены как из грамположительных, так и из грамотрица-
тельных бактерий. У последних внешний слой клеточной стенки, по-видимому,
продолжает синтезироваться нормальным образом; на это указывают как электрон-
но-микроскопические исследования, так и тот факт, что подобные L-формы сохра-
няют О-антигены и остаются чувствительными к инфекции фагами, для которых в
клетках имеются рецепторы, расположенные во внешнем слое стенки.
Функции внешнего
слоя стенки у
грамотрицательных
бактерий
У грамотрицательных бактерий пентидогликан составляет лишь незначительную
часть компонентов стенки; количественно в ней преобладают белки, фосфолипиды
и липополисахариды, входящие в состав внешнего слоя стенки.
Существует много указаний на то, что внешний слой стенки грамотрицательных
бактерий является барьером, препятствующим проникновению в клетку некоторых
веществ из окружающей среды. К этим веществам относится ряд антибиотиков,
особенно пенициллины, к которым грамотрицательные организмы значительно менее
чувствительны, чем грамположительные, хотя у обеих групп атакуемый пеницилли-
нами фермент (транспептидаза) в изолированном состоянии ингибируется одинако-
выми концентрациями антибиотиков. Кроме того, внешняя мембрана частично за-
держивает, по-видимому, краски и соли желчных кислот.
Можно полагать, что линополисахариды играют важную роль в этой функции
внешнего слоя стенки, так как шероховатые мутанты, у которых липополисахарид
стенки утратил 0-замещенную цепь и часть олигосахаридного остова, намного
чувствительнее к пенициллину и некоторым другим антибиотикам, чем штаммы ди-
кого типа. Обработка грамотрицательных бактерий хелатобразующим агентом ЭДТА,
который вызывает освобождение из клеточной стенки значительной части липопо-
лисахарид а, также повышает чувствительность клеток ко многим антибиотикам.
Внешний слой стенки, несомненно, служит барьером и для белков. Как уже об-
суждалось ранее, многие ферменты, которые у грамположительных бактерий явля-
ются экзоферментами, у грамотрицательных локализованы в периплазме (отгороже-
ны внешним слоем стенки).
Специфичность соматических антигенов грамотрицательных бактерий определяет-
ся главным образом липополисахаридом внешнего слоя клеточной стенки, а более
конкретно — сахарами 0-замещенных боковых цепей, выступающих наружу с поверх-
ности стенки. Большинство храмотрицательных бактерий, выделенных из природных
источников, принадлежит к «гладким» вариантам и содержит на своей поверхности
0-замещенные баковые цепи. Однако в чистых культурах происходит образование
«шероховатых» мутантов, утративших О-замещенную боковую цепь липополисахари-
да; благодаря высокой частоте их появления они нередко вытесняют гладкий ро-
дительский штамм. Эти факты наводят на мысль, что в природных условиях сохра-
нение «гладкого» состояния (и, следовательно, 0-замещенной боковой цепи липо-
полисахарада) дает бактериям заметные преимущества при отборе. В то же время
в природных бактериальных популяциях существует огромное структурное разнооб-
разие 0-замещенных боковых цепей (а следовательно, и специфичности соматиче-
ских антигенов). Например, у энтеробактерий группы Salmonella найдены сотни
специфических серотипов, различающихся антигенной структурой 0-замещенных бо-
ковых цепей, но в других отношениях фенотипически почти неразличимых.
Совершенно ясно, что для патогенных грамотрицательных бактерий, таких, как
представители группы Salmonella, обладание 0-замещенной боковой цепью имеет
определенное селективное преимущество. Ее присутствие на поверхности клетки
делает бактерию относительно устойчивой к захвату фагоцитами животного-
хозяина, причем эта устойчивость теряется только в том случае, если хозяин
синтезировал антитела, специфически направленные против 0-замещенной боковой
цепи. Поэтому антигенное разнообразие, обусловленное различной структурой 0-
замещенных боковых цепей липополисахарида, дает патогенным видам бактерий
значительное преимущество при отборе, так как маловероятно, чтобы животное-
хозяин имело высокий уровень антител, специфичных в отношении большого числа
0-замещенных боковых цепей разных типов. При введении в кровоток животного
липополисахариды проявляют высокую токсичность. Они вызывают лихорадку, а при
высоких концентрациях — внутренние кровотечения и шок.
Топология синтеза
стенки и мембраны
В процессе клеточного цикла бактерии поверхностные слои клетки непрерывно
меняют свою форму. Увеличение объема клетки сопровождается возрастанием пло-
щади, как стенки, так и мембраны. С момента начала деления в клеточной стенке
происходят векторные изменения: начинается образование поперечной перегород-
ки, которая растет внутрь клетки под прямым углом к клеточной стенке до тех
пор, пока не образуется законченная перегородка, разделяющая два дочерних
протопласта. Вслед за этим поперечная перегородка разделяется на два слоя,
каждый из которых становится полюсом одной из образовавшихся дочерних клеток.
Как показывают результаты опытов по фракционированию клетки, конечные этапы
синтеза фосфолипидов и мономеров, предназначенных для включения в основные
полимеры стенки, осуществляются ферментами, локализованными в клеточной мем-
бране . Однако не известно, концентрируются ли эти ферменты в определенных
участках мембраны, или они более или менее равномерно распределены по всей ее
поверхности.
Увеличение поверхности стенки и мембраны, сопровождающее рост клетки, могло
бы происходить путем включения нового материала в особые точки роста или пу-
тем его внедрения во многие места предсуществующего матрикса стенки и мембра-
ны. Для выяснения этого вопроса были проведены многочисленные эксперименты,
часто дававшие противоречивые результаты. Важно учитывать, что в процессе
роста клетки может происходить вторичное перераспределение вновь включенного
материала. Например, пластичность клеточной мембраны и внешнего слоя стенки
грамотрицательных бактерий может привести к тому, что распределение вновь
синтезированных компонентов будет казаться случайным даже в том случае, если
первичное включение происходило в специфических точках. Аналогичный результат
получился бы и вследствие быстрого обновления компонентов стенки или мембра-
ны. Таким образом, доказательства локального роста стенки или мембраны явля-
ются неоспоримыми, тогда как данные в пользу случайного включения часто быва-
ют сомнительными.
Для стрептококков (грамположительных бактерий со сферическими клетками) бы-
ло получено четкое доказательство локализации роста стенки в экваториальной
области в опытах с использованием специфической антисыворотки против компо-
нентов стенки. Антисыворотка, соединенная с флуоресцентным красителем, связы-
валась с поверхностью клеток, и последняя интенсивно и равномерно флуоресци-
ровала. В процессе последующего роста в присутствии нефлуоресцирующей антисы-
воротки полюса клеток продолжали интенсивно флуоресцировать в течение не-
скольких генераций, а новая, не флуоресцирующая поверхность стенки постепенно
встраивалась по мере роста между старым ее материалом (рис. 23).
*»>
>*»■»»+■*
Рис. 23. Рост клеточной стенки Streptococcus pyogenes, просле-
женный с помощью микрофотографирования в ультрафиолетовом излу-
чении растущих цепочек клеток, у которых клеточная стенка пред-
варительно была покрыта флуоресцирующим антителом. Сразу после
обработки антителом клетки флуоресцируют равномерно. После выра-
щивания в течение 15 мин на экваторе каждой клетки образовался
новый (нефлуоресцирующий) материал стенки; полюса клеток, мечен-
ные флуоресцирующим антителом, продолжают флуоресцировать.
Таким образом, во время экспоненциального роста стрептококков синтез стенки
строго локализован и, однажды образовавшись, стенки вторично не модифицируют-
ся. Но было также показано, что в том случае, если рост стрептококков прекра-
щается в результате ингибирования синтеза белка (например, при недостатке ка-
кой-либо необходимой аминокислоты или под действием хлорамфеникола), синтез
материала стенки продолжается и выражается в постепенном утолщении стенки по
всей ее поверхности (рис. 24). Следовательно, в этих условиях предшественники
стенки должны включаться во многих точках. При использовании в качестве метки
флуоресцирующих антител в опытах с грамотрицательными бактериями не было по-
лучено указаний на локальный рост стенки; по мере роста интенсивность флуо-
ресценции клеток ослабевала равномерно и постепенно. Однако применявшиеся в
этих опытах антитела были специфичны в отношении компонентов внешнего слоя
стенки (главным образам липополисахаридов), которые могли перераспределяться
благодаря пластичности двойного липидного слоя. Особый случай строго локали-
зованного роста, как стенки, так и мембраны, был обнаружен у грамотрицатель-
ного организма — Caulobacter. В каждой генерации клеток на полюсе дочерней
клетки-швермера, где первоначально был расположен жгутик, развивается харак-
терная для каулобактеров нитевидная простека, достигающая в норме длины 2—3
мкм. Однако в условиях, когда клетки испытывают недостаток в неорганическом
фосфате, удлинение простеки продолжается и эта структура достигает длины 10—
15 мкм. В клетки-швермеры можно ввести равномерную радиоактивную метку путем
5 мкм. В клетки-швермеры можно ввести равномерную радиоактивную метку путем
выращивания их в присутствии меченной тритием глюкозы. Если затем перенести
эти клетки в среду, содержащую нерадиоактивную глюкозу и ограниченное количе-
ство фосфата, то первоначально образовавшиеся в присутствии меченой глюкозы
короткие простеки начинают удлиняться. Последующая радиоавтография таких кле-
ток показывает, что радиоактивный материал обнаруживается в теле клетки и на
дистальном конце простеки, а ее проксимальный участок оказывается нерадиоак-
тивньм (рис. 25). Это означает, что удлинение простеки происходит путем стро-
го локализованного синтеза на проксимальном конце, т. е. в том месте, где она
непосредственно присоединяется к телу клетки. Поскольку простека состоит из
мембранной сердцевины, окруженной как внутренним, так и внешним слоями стен-
ки, очевидно, что в данном случае синтез всех этих структурных элементов яв-
ляется локализованным.
Рис. 24. Электронные микрофотографии ультратонких срезов клетки
Streptococcus faecalis, показывающие способ роста стенки.
А. Продольный срез делящейся клетки; в кружок заключен один из
стеночных валиков, отделяющий новосинтезированную экваториальную
стенку от стенки, синтезированной в предыдущей генерации.
Б. Срез клетки, которая в течение 20 ч была лишена необходимой
аминокислоты (треонина), в результате чего синтез белка прекратил-
ся, но образование стенки продолжалось. Заметно значительное утол-
щение стенки по сравнению с А.
Клетка - швермер (
■I
Рис. 25. А Схема возможного распределения метки в стебельковых
клетках Caulobacter при проведении эксперимента, описанного в
тексте. I — выращивание клеток в присутствии 3Н-глюкозы; II — вы-
ращивание клеток с ограниченным количеством фосфата. Заштрихо-
ванные участки означают образовавшиеся в клетке радиоактивные
области; стрелки показывают соответствующие места удлинения про-
стеки. Б. Радиоавтограф клетки с удлинившейся простекой.
В свете данных о многообразных функциях клеточной мембраны, особенно о ее
предполагаемом участии в сегрегации бактериального генома, топология мембран-
ного роста представляет особый интерес. Проведены многочисленные исследования
роста мембраны с использованием меченных радиоактивными или тяжелыми изотопа-
ми предшественников мембранных липидов, таких, как глицерин или жирные кисло-
ты. Эти исследования не доказали, что синтез мембраны является локализован-
ным. Однако результаты, полученные в опытах с применением в качестве маркеров
мембранного роста некоторых индуцибельных мембранных белков, свидетельствуют
о том, что на самом деле рост мембраны строго локализован. У Е. coli синтез
Р-галактозидпермеазы, находящейся в мембране, контролируется лактозным оперо-
ном; в мембране полностью индуцированных клеток содержится приблизительно 10
молекул пермеазы. Так как пермеаза необходима для поглощения лактозы, в сре-
де, содержащей этот сахар, могут расти только индуцированные клетки. Когда
смесь индуцированных и неиндуцированных клеток подвергают действию пеницилли-
на в присутствии лактозы, используемой в качестве единственного источника уг-
лерода, индуцированные клетки сразу же начинают расти и подвергаются быстрому
лизису в результате нарушения синтеза стенки. Неиндуцированные клетки лизиру-
ются несколько позднее, после того как начнется синтез пермеазы, индуцирован-
ный лактозой. Следовательно, этим методом можно определить гетерогенность
клеточной популяции в отношении пермеазной функции.
Ю
20 30
Врем9% мин
Рис. 26. Динамика лизиса клеток Е.
coli, вызванного пенициллином. ГО —
клетки с полностью индуцированным
синтезом галактозидпермеазы, Г1, Г2 и
ГЗ — клетки после выращивания соот-
ветственно в течение одной, двух и
трех генераций в отсутствие индукто-
ра. Кривая N1 показывает динамику ли-
зиса неиндуцированной контрольной
популяции.
Рис. 11.27. Кинетика сегрегации р-
галактозидпермеазы по данным экспери-
мента , аналогичного представленному
на рис. 26;
■-■ общая оптическая плотность попу-
ляции ;
•—• оптическая плотность после 30 мин
воздействия пенициллина (пермеазоот-
рицательная популяция);
А—А оптическая плотность пермеазопо-
ложительной популяции (вычисленная по
разности).
120
Время, мин
Если полностью индуцированную популяцию Е. coli перенести на среду без ин-
дуктора (например, с глицерином в качестве источника углерода), то все клетки
популяции в течение двух генераций сохраняют способность к быстрому лизису
под действием пенициллина в присутствии лактозы. Однако к третьей генерации
только половина популяции подвергается немедленному лизису (рис. 26) . Таким
образом, между второй и третьей генерациями значительная часть клеточкой по-
пуляции внезапно становится пермеазоотрицательной (рис. 27).
Исходя из (предположения о том, что синтез мембраны у Е. coli происходит в
центральной зоне, разделяющей в процессе роста два старых» мембранных полюса,
можно было бы ожидать, что через две клеточные генерации, считая от только
что поделившейся клетки, половина популяции не будет содержать «старой» мем-
браны. Однако в экспоненциально растущих популяциях содержатся клетки на всех
стадиях цикла роста. Если проследить за судьбой клетки, находящейся на полпу-
ти между двумя делениями, рассматривая ее как пример такой несинхронизирован-
ной популяции, то окажется, что она дает потомков, не содержащих «старой»
мембраны, только после третьего деления, т. е. через 2,5 генерации. Эти две
ситуации схематически изображены на рис. 28. Таким образом, тот факт, что
пермеазоотрицательные клетки начинают появляться только между второй и треть-
ей генерациями, считая с момента удаления индуктора, полностью согласуется с
гипотезой о том, что включение вновь синтезированного материала в растущую
мембрану происходит в центральной части клетки. Эти наблюдения можно было бы
столь же удовлетворительно объяснить, допустив, что мембрана растет в каком-
то другом локальном центре (например, на полюсах клетки), но они совершенно
несовместимы с моделями, предполагающими включение материала во многих точках
мембранной поверхности.
СЕ)
©Э
св
( 1~)
СВС£)
Рис. 28. Распределение родительской мембраны (заштрихованная об-
ласть) среди потомков бактерии с единственной зоной роста, рас-
положенной посредине клетки. Стрелка показывает направление рос-
та новой мембраны. Слева — только что поделившаяся клетка; спра-
ва — клетка на половине интервала между двумя делениями.
Капсулы и
слизистые
слои
<ЖЭ
3>
J)
СЭСЗ)
V. . J УК .' -*> У
с
X
ю
СЕГЕХЕХЮ
Многие прокариоты синтезируют органические полимеры, которые откладываются
с наружной стороны клеточной стенки в виде рыхлого, более или менее аморфного
слоя, называемого капсулой или слизистым слоем. Термином «капсула» обычно
обозначают слой, который сохраняет связь с клеточной стенкой и служит внешним
покровом клетки. Он имеет ограниченную толщину и четко выявляется (под микро-
скопом после негативного окрашивания. Часто, однако, эти экзополимеры образу-
ют значительно более обширные скопления, частично отделившиеся от образовав-
ших их клеток. Эти различия в локализации и толщине слоев обусловлены главным
образом количеством образующегося полимера и его растворимостью в воде. Несо-
мненно, такой слой не является существенно важным для функционирования клет-
ки: у многих бактерий он вообще не образуется, а те бактерии, которые в норме
образуют его, могут терять эту способность в результате мутации, что никак не
сказывается на их росте.
Экзополимеры сильно различаются по составу. Несколько видов Bacillus обра-
зуют экзополипептиды, построенные только из одной глутаминовой кислоты пре-
имущественно D-конфигурации. Глутамильные остатки связаны между собой посред-
ством карбоксильной группы так же, как в боковой цепи пептидогликанов. Все
остальные бактериальные экзополимеры являются полисахаридами (табл. 2).
Табл. 2. Бактериальные экзополимеры
Полимер
Субъединицы
Структура
Организмы
Экзополипептиды
Полиглутами-
новая к-та
Глутаминовая кислота
(главным образом D-
изомер)
-у~глутамил-у~
глутамил-
Bacillus anthracis
В. megaterium
Экзополисахариды, синтезируемые из сахаронуклеотидов
Целлюлоза
Глюкан
Колановая
к-та
Полиурониды
Полисахариды
пневмококков
Тип II
Тип III
Тип XIX
Тип XXXIV
Глюкоза
Глюкоза
Глюкоза, галактоза,
фукоза, глюкуроновая
к-та, пировиноград-
ная к-та
Маннуроновая к-та,
глюкуроновая к-та
Глюкоза, рамноза,
глюкуроновая к-та
Глюкоза, глюкуроно-
вая к-та
Глюкоза, рамноза,
N-ацетил-Б-
манонозамин, фосфат
Глюкоза, галактоза,
рибит, фосфат
-р-глюкозил-(1->-
4)-р-глюкозил-
-р-глюкозил-(1->2)-
р-глюкозил-
-(-3-р-глюкуронил-
(1->4)-р-глюкозил)-
Экзополисахариды, синтезируемые из саха
Декстраны
Глюкоза (фруктоза)
-ос-фруктозил-р-
глюкозил- (1->6) -р-
глюкозил-
Acetobacter
xylinum
Agrobacterium
tumefaciens
Энтеробактерии
Pseudomonas
aeruginosa
Azotobacter
vinelandii
Streptococcus
pneumoniae
розы
Leuconostoc spp.
Streptococcus spp.
Леваны
Фруктоза (глюкоза)
-р-глюкозил-ос-
фруктозил- (2—>6) -ос-
фру ктозил-
Pseudomonas spp.
Xantomonas spp.
Bacillus spp.
Streptococcus
salivarius
Исходя из механизма их биосинтеза, полисахариды делят на два основных клас-
са. Большинство из них синтезируется из сахаронуклеотидных предшественников
(например, из УДФ-глюкозы, УДФ-галактозы, ГДФ-фукозы и ГДФ-маннозы). Образо-
вание полисахаридной цепи состоит из последовательного переноса гликозильных
остатков, осуществляемого, вероятно, при помощи липидного переносчика клеточ-
ной мембраны, хотя это было показано лишь в немногих случаях. Таким образом,
биохимические механизмы синтеза этого класса экзополисахаридов очень сходны с
механизмами, участвующими в образовании гликановых цепей пептидогликанов и
полисахаридной части липополисахаридов грамотрицательных бактерий. Сахара,
входящие в этот класс экзополисахаридов, синтезируются клеткой в процессе
нормального промежуточного метаболизма. Поэтому природа доступных питательных
веществ мало или вообще не влияет на их биосинтез. Такие полисахариды отлича-
ются большим разнообразием входящих в их состав моносахаридов, аминосахаров и
уроновых кислот, причем некоторые из составляющих их Сахаров могут содержать
ацетильные группы или остатки пировиноградной кислоты. Детальная структура
выяснена, за редкими исключениями, лишь для нескольких простейших гомополи-
мерных экзополисахаридов (например, для целлюлозы, синтезируемой Acetobacter
xylinum).
Рис. 29. Образование внеклеточных полисахаридов клетками
Leuconostoc mesenteroides. А. Среда с глюкозой. Б. Среда с
сахарозой. Большой размер и слизистый вид колоний на среде с
сахарозой вызван интенсивным синтезом декстрана и его отложе-
нием вокруг клеток.
Два типа экзополисахаридов — декстраны и леваны — имеют другую биосинтети-
ческую природу: они образуются непосредственно из экзогенного субстрата — ди-
сахарида сахарозы путем последовательного присоединения гликозильных единиц к
акцепторной молекуле сахарозы. Обозначив молекулу сахарозы как ос-глюкозил-р-
фруктоза, можно дать следующую схему начальных этапов синтеза левана:
2ос-Глюкозил-р-фруктоза -> ос-Глюкозил-р-фруктозил-р-фруктоза + Глюкоза,
ос-Глюкозил-р-фруктозил-р-фруктоза + ос-Глюкозил-р-фруктоза ->
-> а-Глюкозил-р-фруктозил-р-фруктозил-р-фруктоза + Глюкоза.
Таким образом, в молекуле левана к терминальному глюкозильному остатку при-
соединена посредством (2->6)-связи цепочка р-фруктозильных останков. Синтез
декстранов происходит аналогичным образом путем последовательного присоедине-
ния ос-глюкозильных единиц к остатку фруктозы акцепторной молекулы сахарозы.
Поэтому декстраны содержат концевой р-фруктозилъный остаток.
Образование декстранов и леванов, происходящее без затраты АТФ, необходимо-
го для синтеза сахаронуклеотидных предшественников, возможно благодаря сохра-
нению энергии гликозидной связи в дисахариде, используемом в качестве суб-
страта. Удлинение цепи осуществляется в результате трансгликозирования. По
этой причине декстраны и леваны не могут синтезироваться из свободных моноса-
харидов; специфическим субстратам для их синтеза служит сахароза. Вследствие
этого бактерии, образующие декстраны и леваны, синтезируют эти капсульные ве-
щества только на средах, содержащих сахарозу. Колонии таких организмов, выра-
щенные в присутствии сахарозы, выглядят совершенно иначе, чем их колонии, вы-
ращенные в присутствии глюкозы или других Сахаров (рис. 29).
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Химичка
ТРИПЕРЕКИСЬ АЦЕТОНА
В.Н. Витер
От редакции
Редакция крайне отрицательно относится к изготовлению взрывчатых веществ в
домашних условиях, тем более к получению такого неустойчивого и опасного со-
единения как триперекись ацетона.
Трипероксид ацетона обладает примерно такой же взрывной силой, как тротил.
Кроме того, он весьма чувствителен к нагреванию, трению и удару и может вос-
пламеняться под действием открытого пламени и электрического разряда, что де-
лает сам процесс создания взрывающих устройств опасным (по этой причине три-
пероксид ацетона получил название «Мать Сатаны»). К удару перекись ацетона
чуть менее чувствительна, чем азид свинца. По бризантности она превосходит
азид свинца и гремучую ртуть.
Но, к сожалению, триперекись ацетона делали, и будут делать, поскольку все
нужное для ее изготовления можно купить даже в хозмаге.
Эта статья размещается потому, что в ней доходчиво объясняется, как делать
правильно и избежать ошибок, могущих привести к жертвам и повреждениям.
Запомните: за один раз нужно всегда делать только маленькое количество, и
чем грязнее вещества (больше примесей), тем опаснее конечный продукт. Этим
принципам следуют даже на производстве, а триперекись ацетона все же произво-
дят (Пероксид ацетона является пищевой добавкой, которой присвоено обозначе-
ние Е929. Он улучшает качество мучных изделий.).
Введение
К настоящему времени получены пероксиды ацетона четырёх структур:
н3ссн3
н3с р-о сн3 Р о ноо оон ноо^?43
нэс o-d сн3 н3с4ч Л-снз НзС СНз 3 ^оон
Н3С °"° СН3 3
1 2 3 4
Димерный пероксид ацетона (диперекись ацетона, 1) получают с выходом 94 %
при обработке ацетона 86 %-ным пероксидом водорода в ацетонитриле в присутст-
вии серной кислоты при пониженной температуре. Другим способом синтеза дипе-
рекиси ацетона является реакция ацетона с персульфатом калия в разбавленной
серной кислоте. Тримерный пероксид ацетона (триперекись ацетона, 2) образует-
ся в данных реакциях как примесь. Для препаративного получения данного про-
дукта применяют реакцию ацетона с эквивалентным количеством 50 %-ной перекиси
водорода и 0,25 эквивалентами серной кислоты. Триперекись ацетона можно очи-
стить низкотемпературной перекристаллизацией из пентана. При этом она кри-
сталлизуется в виде длинных плоских призмовидных кристаллов.
Пероксиды (3) и (4) могут быть получены в данных реакциях при отсутствии
минеральной кислоты. Например, смесь ацетона и 50 %-ной перекиси водорода при
перемешивании в течение 3 часов при 0 °С даёт исключительно 2,2-
бис(гидроперокси)пропан (3). Увеличение времени реакции приводит к образова-
нию продукта (4).
В данной статье рассматривается тримерная перекись ацетона. Бесцветное кри-
сталлическое вещество с сильным терпеновым запахом, нерастворимое в воде.
Достаточно устойчива при хранении, но сильно летуча и склонна к сублимации
уже при комнатной температуре. Летучесть в открытом стаканчике 96% за 94 часа
при комнатной температуре. Давление паров при 2 0 ° С - 2.0 Па. Давление паров
при 25°С 7.85 Па (у диперекиси 17.9 Па). С конц. H2S04 разлагается, иногда со
взрывом. Раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки. Не корродирует
металлы, кроме свинца, хим. совместима с гексогеном, ТЭНом, ТИФ и ТНТ. В чис-
том виде устойчива, в темном и прохладном месте хранится достаточно долго.
При хранении крупные кристаллы растут за счет мелких. Разлагается в щелочной
(в присутствии следов иода) и кислой средах. Хранят обычно в абсолютном спир-
те. Хорошо растворим в ацетоне (9.15% при 17°С), бензоле (18% при 17°С), эфи-
ре (5.5% при 17°С) , хлороформе (42.47% при 17°С) , ледяной уксусной к-те и
НЫОз, этаноле (при нагревании). Если при получении в качестве катализатора
использовалась серная или хлорная кислота, то триперекись при хранении мед-
ленно превращается в диперекись. Продукт, загрязненный серной кислотой при
40°С полностью превращается в диперекись за несколько дней. Плотность 1.272
г/см3. Скорость горения при 1.22 г/см3 (спрессована под давлением 2000
кгс/см2) 0 . 95 см/сек.
Восприимчивость к нагреванию и внешним воздействиям: темп. пл. 97°С (у ди-
перекиси темп. пл. 132-133°С); при расплавлении в течение 2-3 мин. темп. пл.
снижается до 90°С за счет деполимеризации, полученный продукт обладает не-
предсказуемо высокой чувствительностью и может взрываться самопроизвольно.
Начинает разлагаться выше 150°С. Темп, вспышки около 200°С, однако может
взрываться при значительно меньших температурах или при быстром нагревании.
Восприимчива к лучу огня даже при значительном увлажнении (даже при содержа-
нии воды до 25 %) . Чувствительность к удару (верхний предел для груза 0.5
кг): 35 см (азид свинца - 40 см, гремучая ртуть - 10.5 см, ГМТД - 10см). Чув-
ствительность к удару по методу "ВАМ" 0.3-0.75 Дж (гремучая ртуть 0.1-0.2
Дж) . Чрезвычайно чувствителен к трению. Чувствительность к трению по методу
ВАМ (50%) : 15 мН (Гремучая ртуть 51 мН, ГМТД - 12 мН) . Легко взрывается при
слабом растирании в ступке. При добавлении 15% и более минерального масла
чувствительность к трению может быть уменьшена до уровня гремучей ртути, при
этом чувствительность к удару практически не уменьшается.
Инициирующая способность выше чем у гремучей ртути, но заметно ниже чем у
азида свинца. Подвержена перепрессовке. Минимальный инициирующий заряд для
тротила и тетрила (прессование с чашечкой) - 0.18 и 0.09 г соответственно.
Триперекись обладает большей бризантностью чем диперекись (34.1 г и 30.1 г
песка соответственно для диперекиси. Заряд 0.4 г, тротил - 48 г) . Бризант-
ность триперекиси по сравнению с другими ИВВ: (Песочная проба. Заряд 0.8 г
спрессованный под давлением 200кг/см2) - кристаллизованной 50.5%, некристал-
лизованной 46.2%. В тех же условиях: азид свинца 29%, гремучая ртуть 33%,
ГМТД 42.5%. Скорость детонации при плотности 0,98 г/см3 - 3750 м/сек - заряд
диаметром 15 мм, 5290 м/сек при 1,2 г/см3 - в трубке диаметром 6.3 мм. Фугас-
ность 250 мл. Теплота взрыва 2.803 МДж/кг. Скорость детонации смеси 21% пере-
киси ацетона, 53% нитрата аммония и 26% воды - 4800м/с при 1.19 г/см3.
Диперекись ацетона обычно получают взаимодействием ацетона с мононадсерной
кислотой (т.н. кислота Каро) - образуется при смешивании персульфата аммония
с конц. H2S04 в уксусном ангидриде. Триперекись ацетона образуется если ис-
пользовать 10-50% Н202 подкисленной серной, соляной, азотной или ортофосфор-
ной кислотой. Свойства триперекиси ацетона сильно зависят от используемой ки-
слоты. При получении с применением серной кислоты ТА частично деполимеризова-
на - содержит примесь димера и побочных продуктов, чем выше концентрация ки-
слоты и чем ее больше, тем выше степень деполимеризации. Наилучшие результаты
дает соляная к-та при молярном соотношении кислота:ацетон менее 1.5. Кристал-
лы отфильтровывают, отжимают и многократно промывают водой, при наличии при-
месей кислоты отличается нестабильностью и может самопроизвольно взрываться
при сушке и хранении. При хранении органических перекисей не желательно до-
пускать соприкосновения с солями тяжелых металлов и попадания различных за-
грязнений .
Получение ацетона дипероксида
50 мл конц. серной кислоты смешивают с 10 мл конц. перекиси водорода прили-
вают по каплям 25 мл ацетона. При этом смесь энергично перемешивают и охлаж-
дают льдом. Через несколько мин. образуется осадок диперекиси ацетона - его
отделяют от кислоты и промывают водой до нейтральной реакции.
Из 100 г ацетона получается 21 г диперекиси ацетона, 33 г оксиацетона и 75
г пировиноградной кислоты.
Другой метод:
К сильно охлажденной и перемешиваемой смеси 25 г 30% перекиси водорода, 20
г 96% серной кислоты и 50 г уксусного ангидрида, добавляют по каплям смесь 20
мл ацетона и 20 мл уксусной кислоты, не допуская повышения температуры над
15°С. Выделяются бесцветные кристаллы. Их промывают водой до нейтральной ре-
акции. Выход 10 г.
Получение ацетона трипероксида
1 моль ацетона смешивается с 1.2 моль 10-50% перекиси водорода, затем при
интенсивном охлаждении приливаются несколько мл соляной кислоты, и смесь ста-
вится на холод. Через несколько дней выделяются кристаллы в виде снегообраз-
ной массы (при использовании 30-50% перекиси водорода и больших количеств ки-
слоты - раствор следует интенсивно охлаждать в бане со льдом пока не выделит-
ся основная часть ацетона трипероксида иначе раствор может сильно разогреться
и выход будет невелик).
Практика
Для получения перекиси ацетона я выбрал методику из книги Г. Рупе Лекцион-
ные опыты по органической химии. (1935) . Это один из лучших практикумов по
демонстрационным химическим экспериментам.
Методика довольно проста:
81. Перекись ацетона
:=соо
\сн/ ./,
Сие глава ют в цилиндре при хорошем охлаждения (ледяная
водд) и взбалтывании по 10 мл ацетона, 30%-HOft H20t к HCI.
Сейчас же выпадает перекись ацетона. После отсасывания ее
сушат сначала на фильтровальной бумаге, а затем в эксикаторе
над СаС1*. Она должка быть совсем cyxott.
Около 1 / перекиси вцосят на железной пластинке в пламя
буаэеиоцскоп горелки. Сначала перекись плавится, а затем дето-
нирует с громким треском.
Как видно из описания, синтез следует проводить на ледяной бане, однако, в
этом случае заснять эксперимент проблематично (процессы, происходящие в реак-
ционной смеси, не будут видны).
В первом опыте я пренебрег охлаждением, за что немедленно поплатился (об
этом эксперименте далее). Подчеркну сразу: пренебрегать охлаждением реакцион-
ной смеси недопустимо.
Во-первых, если производить синтез без охлаждения может образоваться хлор-
ацетон , который является сильным лакриматором (вещество, обладающее слезото-
чивым действием).
Во-вторых, если смесь не охлаждать, перекись ацетона, скорее всего, разло-
жится в растворе и синтез закончится неудачей.
Как я вышел из положения. В стаканчике смешал ацетон и соляную кислоту (по
10 мл) , смесь охладил в воде со снегом. Налил в цилиндр 10 мл 50% перекиси
водорода и добавил в нее столько чистого снега, что объем "ледяной каши" со-
ставил 20 мл. После этого вылил перекись водорода в охлажденную смесь ацетона
и соляной кислоты - небольшими порциями и при перемешивании. Сразу же жид-
кость стала бело-мутной: образовался осадок перекиси ацетона (правда, он в
основном не осел на дно, а всплыл) . Добавил в реакционную смесь немного сне-
га. Стаканчик со смесью перенес в лоток с водой и снегом и выдержал некоторое
время.
После этого отфильтровал перекись через бумажный фильтр и хорошо промыл на
фильтре водой (чтобы удалить остатки кислоты). Вещество оставил сушиться (при
комнатной температуре).
Отфильтрованный осадок.
Высушенный осадок.
Осадок получился достаточно мелкокристаллическим: отдельные кристаллики не
удавалось различить невооруженным глазом. Это было хорошо: много неприятно-
стей с перекисью ацетона возникло именно из-за крупных кристалликов, при ме-
ханическом повреждении которых происходил неожиданный взрыв.
Предупреждения
• Во-первых, ни в коем случае не следует брать большие количества исходных
веществ - это более-менее понятно.
• Во-вторых, при получении перекиси ацетона из перекиси водорода, ацетона и
соляной кислоты смесь необходимо хорошо охлаждать. Практически смесь ста-
вят на ледяную баню, а в вещества перед смешиванием бросают кусочки снега
или льда. Не забывайте также о хорошем перемешивании. Если проводить син-
тез без охлаждения, может образоваться хлорацетон - вещество, обладающее
сильным слезоточивым действием. При реакции перекиси водорода и соляной
кислоты образуется хлор, который реагирует с ацетоном, давая хлорацетон. В
первых экспериментах автор пренебрег1 охлаждением, в результате сильно на-
плакался (в самом буквальном смысле).
• Но есть еще одна причина, почему синтез перекиси ацетона следует проводить
при хорошем охлаждении - в противном случае вещество разложится прямо в
растворе. Ниже даны снимки из неудачного эксперимента, на которых видно,
как белый осадок перекиси ацетона сразу же разлагается с активным выделе-
нием газов. На дне собралась коричневатая жидкость, вероятно, это и был
хлорацетон.
Во втором неудачном эксперименте я смешал ацетон и соляную кислоту, смесь
охладил и аккуратно добавил к ней неохлажденную перекись водорода. Сначала
все было нормально, но в момент, когда я поставил стаканчик со смесью в лоток
с водой и снегом, началось бурное выделение газов: перекись ацетона разложи-
лась. В дальнейшем я тщательно охлаждал исходные вещества, а в перекись водо-
рода добавлял снег.
• После окончания реакции порошок необходимо отфильтровать и хорошо промыть
водой на фильтре1 для удаления из него остатков реактивов. В противном
случае он приобретает склонность к самопроизвольной детонации.
Выше описана методика получения перекиси ацетона с использованием соляной
кислоты, но вместо соляной подойдут и другие кислоты, например, разбавленная
серная или даже лимонная. Есть, правда, указания, что перекись ацетона, полу-
ченная с использованием серной кислоты, менее стабильна (поскольку кроме три-
перекиси ацетона она содержит также диперекись). Насколько это соответствует
действительности, я не знаю (сравнительных экспериментов не проводил).
Запрещения
• Ни в коем случае не сжимайте в руках емкости с взрывчатыми веществами.
Чувствительные к трению взрывчатые вещества вообще не следует брать рука-
ми . Невозможно гарантировать, что в этот момент не произойдет взрыв.
• Если поместить данное вещество в сосуд (особенно - стеклянный или металли-
ческий) - недостатка в осколках не будет, и каждый из них будет представ-
лять опасность. Отсюда следует важный вывод: не насыпайте перекись ацетона
(и другие инициирующие взрывчатые вещества) в сосуды, особенно - стеклян-
ные и металлические. Последствия взрыва в небольшом закрытом помещении мо-
гут быть гораздо более тяжелыми, чем на открытом пространстве.
• Не храните перекись ацетона: вещество, которое осталось после эксперимен-
тов , следует уничтожить.
1 А еще лучше промыть проточной водой. Обычная, самая дешевая женская прокладка с
извлеченными внутренностями превращается в отличный мешочек для промывки.
Как уже отмечалось в начале статьи, перекись ацетона довольно летуча и по-
степенно сублимируется даже при комнатной температуре. Есть указания, что в
открытом сосуде небольшие количества перекиси могут полностью испариться за
десятки часов. С другой стороны, перекись ацетона чувствительна к трению и
удару. Такое сочетание свойств может привести к весьма неприятным последстви-
ям.
При конденсации паров перекиси ацетона образуются кристаллы, которые могут
послужить причиной несчастных случаев. В частности, такие кристаллы образуют-
ся на шлифах сосудов или витках резьбы. В результате при открывании пробки
может взорваться вся масса вещества. Это еще одна причина, по которой пере-
кись ацетона не следует хранить (особенно в плотно закрытых сосудах).
При долгом хранении или перекристаллизации из подходящих растворителей об-
разуются крупные кристаллы перекиси ацетона, которые представляют особую
опасность.
• Попытка растирать перекись ацетона приведет к взрыву, который может иметь
тяжелые последствия.
• Перекись ацетона также ни в коем случае не следует плавить (иногда этот
процесс ошибочно называют "пластификация").
Почему нельзя?
Во-первых, если работать небрежно, во время плавления может произойти пере-
грев , и как результат - взрыв.
Во-вторых, при застывании расплава образуются крупные кристаллы, обладающие
повышенной чувствительностью.
В-третьих, при кристаллизации могут возникнуть механические напряжения, ко-
торые могут послужить причиной неожиданного взрыва перекиси ацетона.
И, наконец, в-четвертых: плавление перекиси ацетона обычно практикуют, что-
бы потом залить ее в какие-то оболочки и произвести взрыв. Делать подобные
вещи - значит абсолютно напрасно рисковать жизнью (своей и окружающих людей).
Если вы непременно хотите устроить взрыв, существует немало значительно более
безопасных способов.
Напомним также главное правило работы с перекисью ацетона: не получайте это
вещество в больших количествах (не более грамма). Что может случиться, если
проигнорировать это правило? Результат показан на фотографии.
ПОДВАЛ
СИНТЕЗ 1
Реактивы:
• Перекись водорода (пергидроль) 15-37%.
• Серная кислота 50%.
• Ацетон.
Оборудование:
• Химический стакан или обычная банка.
• Ковшик (кастрюля) с ледяной водой.
• Мерный стаканчик.
• Тарелка.
• Стеклянная трубка или палочка.
Проверка
реактивов
на чистоту
Очень важный вопрос. Химически грязные реактивы уводят реакцию совершенно в
другом направлении, и искомой ТА вы не получите.
Возьмите несколько капель кислоты, добавьте столько же пергидроля и, затем,
пару капель ацетона. Если жидкость окрашивается в светло-коричневый цвет,
вспенивается и трещит, значит, исходные вещества были грязные (скорее всего
кислота) и для синтеза непригодны.
Синтез
Охладить отдельно 50 мл серной кислоты и 50 мл пергидроля до +3°..5°С.
Приготовление нитрующей смеси: Очень медленно, при непрерывном помешивании
стеклянной палочкой, добавить пергидроль в серную кислоту. При этом сосуд-
реактор (банка) должен находиться в ковшике или кастрюле с ледяной водой.
Внимание! Хорошее охлаждение обязательно! Нагревание смеси выше 30°С приво-
дит к значительному уменьшению выхода конечного продукта (вплоть до полного
исчезновения) и выделению какой-то газообразной ядовито-слезоточивой гадости.
Работать только в резиновых перчатках.
Внимание! Смесь не должна пузыриться и кипеть! Если это происходит, значит
необходимо добавить в ледяную ванну кусочки колотого льда. При смешивании
(особенно при плохом охлаждении) выделяется ядовитый и слезоточивый газ, по-
этому работать следует на свежем воздухе.
Окисление: В полученную смесь медленно, небольшими порциями добавить 100 мл
ацетона. Должно быть хорошее охлаждение водой со льдом!
Замечание: общий объём смеси не должен превышать 3/4 объёма всей банки
(рассчитать заранее!). В смеси появляются мелкие пузырьки, но, в целом, она
выглядит спокойно. Не расслабляйтесь! Через 3-4 мин. верхний слой смеси заки-
пает .
Внимание! Смесь не должна кипеть интенсивно, иначе вы ничего не получите, а
лишь надышитесь весьма неприятным газом! Признаком нормально протекающей ре-
акции является умеренное кипение в верхнем слое жидкости. Хорошее охлаждение
важно ещё по одной причине. При нагревании образующаяся ТА димеризуется до
Дипероксида ацетона. Фаза кипения продолжается 20-30 минут, затем смесь рас-
слаивается на два слоя: мутный и прозрачный. Пусть всё это стоит в охладителе
ещё минут 2 0.
Кристаллизация: Теперь оставьте банку со смесью (закрыть) на 6-12 часов.
Можно поставить на нижнюю полку холодильника. Чем больше выдержка, тем больше
конечного продукта вы получите. В конце вы обнаружите, что почти вся смесь в
банке превратилась в белый, довольно плотный кисель. Это и есть ТА.
Фильтрация: Возьмите воронку подходящего размера. Можно горлышко от пласти-
ковой бутылки. Поставьте воронку в горлышко 3-5 литровой банки. Положите на
него кусок старой простыни, прищепив её к краям воронки 2-3 прищепками. Ткань
не должна сильно провисать и прилипать к стенкам воронки. Наберите в литровую
банку чистой холодной воды. Теперь быстро вытрясите белый "кисель" на фильтр
и сразу же смочите его небольшим количеством воды из банки. Это делается для
того, чтобы кислота не прожгла ткань. Промойте банку-реактор небольшим коли-
чеством воды и вытрясите из неё остатки ТА туда же, на фильтр. Теперь долго и
тщательно промывайте порошок на фильтре слабой струей воды из банки или из
душа, одновременно перемешивая его пластиковой ложкой. Промывать надо не ме-
нее 10 минут. Лучше делать это на свежем воздухе или при хорошей вентиляции -
иногда выделяется довольно едкое газообразное вещество.
Запомните! При использовании серной кислоты всегда уделяйте особое внимание
промывке! Серная кислота способна образовывать кристаллические включения.
Следы непромытой кислоты приводят к преждевременному разложению ТА при хране-
нии и, что самое главное, такая ТА повышенно чувствительна и способна само-
произвольно взрываться! В конце промывки можете попробовать несколько кри-
сталликов ТА на вкус, разжевав их (не ядовита!). Не должно быть привкуса ки-
слоты. Кстати, раньше ТА использовалась как консервант и добавка-отбеливатель
к муке.
Сушка: Пластиковой ложкой тщательно выгребите белый порошок с фильтра на
плоскую тарелку или на лист бумаги. Не сушите ТА на газете - она плохо реаги-
рует на типографскую краску. Сушите при +25°..45°С. Можно использовать термо-
вентилятор .
Осторожно! Не перегрейте, иначе часть ТА просто испариться. Можно поставить
тарелку на батарею отопления, подложив под неё картонку. Сухая ТА должна рас-
сыпаться на кристаллы и не должна прилипать к ложке или к листу бумаги во
время перемешивания.
СИНТЕЗ 2
Всё то же самое, только вместо жидкой перекиси используем таблетки "Гидро-
перит". В одной пачке - 9 г. Берём 5-6 пачек на ту же пропорцию. Пачки, не
раскрывая, хорошо прокатываем обычной бутылкой, чтобы измельчить гидроперит.
Затем разрезаем и высыпаем в охлажденную кислоту. Перемешиваем. Полностью мо-
жет не раствориться, но это ничего. Далее всё, как в "Синтезе 1". Если гидро-
перит "старый", то выход конечной ТА может сильно упасть.
СИНТЕЗ 3
Ещё можно использовать кислородосодержащие жидкие отбеливатели, без хлора
(написано на этикетке). Смочите слегка два пальца в отбеливателе и потрите
друг о друга, затем подуйте на них. Через 1-2 мин. должны появится белые пят-
на. Если этого не происходит, то отбеливатель не годится. Берите 100 мл отбе-
ливателя на указанную выше пропорцию. Реакция протекает намного спокойнее,
чем с пергидролью, саморазогрев менее интенсивный.
Выход зачастую очень маленький, да и стабильность полученного продукта из-
за примесей низкая.
СИНТЕЗ 4
Самый перспективный. Преимущество заключается в том, что вместо серной ки-
слоты используется соляная концентрированная (37%). Можно брать и менее кон-
центрированную (20%), но тогда время кристаллизации увеличится до 1-2 суток.
Данный метод дает следующие преимущества:
• Соляную кислоту легче достать.
• Реакция протекает почти без нагрева и закипания.
• Выход несколько больше, чем с серной.
• Самое главное! Соляная кислота относится к летучим кислотам и, даже если
ТА не достаточно хорошо промыта, остатки кислоты испаряться из продукта.
Это не значит, однако, что вы можете пренебрегать промывкой.
Методика с соляной кислотой несколько отличается. Ацетон ставится в холод-
ную воду +5°. . 7°С. В него добавляется порошок гидроперита или охлажденный
пергидроль. Хорошо помешайте. Гидроперит не раствориться. Ну и не нужно. По-
степенно добавьте 1/2 объёма соляной кислоты (пропорция такая же, как и для
серной). Помешайте. Выждите 3-4 минуты. Добавьте остатки кислоты. Ещё раз пе-
ремешайте. Через 2-3 минуты раствор должен помутнеть. Если этого не происхо-
дит, вытащите банку из охладителя и подержите её несколько минут при комнат-
ной температуре, интенсивно помешивая. Как только появится муть, сразу же по-
ставьте в охладитель и продолжайте интенсивно мешать ещё несколько минут. Ос-
тавьте всё это в покое, пока вода в охладителе не нагреется самопроизвольно
до комнатной температуры. Затем закройте банку и поставьте в холодильник на
нижнюю полку на 12-24 часа. Промывка и сушка те же.
* * *
Ещё для получения ТА можно использовать разбавленные азотную или фосфорную
кислоты.
Если вы получите из приведенного мной соотношения 30 г ТА - это хорошо! Не-
которые умудряются получить 45-50 г (ЭТО ОПАСНО!). Выход зависит от трёх па-
раметров : концентрации перекиси, соблюдения температурного режима и времени
кристаллизации. Если получилось очень мало - смотрите, где из вышеприведенно-
го вы прокололись. Ещё ацетон может быть плохого качества (разбавленный).
Для начала не беритесь сразу получать большие количества ТА. Поработайте с
маленькими, присмотритесь, примерьтесь.
Тестирование
Положите щепотку ТА на металлическую или керамическую пластинку и подожги-
те. Должно сгореть с яркой вспышкой и легким хлопком полностью, без остатка.
Если сгорело не полностью или остались желтые пятна, значит, ТА содержит по-
сторонние примеси или плохо промыта (промыть повторно!).
Хранение и
химическая
стойкость
Плохо промытая ТА храниться не долго - появляется сильный запах уксуса и
капельки желтоватой жидкости. В этом случае вещество надо промыть повторно.
Чистая ТА может храниться месяцами, но есть одна проблема. При хранении она
частично улетучивается, и этот процесс сопровождается её димеризацией в Дипе-
рикись ацетона. Это прозрачные крупные кристаллы, хорошо заметные в общей
массе порошка.
Осторожно! Они очень чувствительны и могут взорваться даже от незначитель-
ного механического воздействия. Лучше выкинуть такой порошок сразу, не пыта-
ясь его использовать или разделять. Кроме того, если ТА хранилась в гермети-
чески укупоренном сосуде, то подобные кристаллы можно обнаружить наросшими на
стенках и возле пробки. Не пытайтесь их отковыривать и соскребать! Лучше сра-
зу выкинуть. Запомните. Чем мельче кристаллы, тем безопаснее ТА и наоборот.
Подытоживая всё вышесказанное, можно сделать вывод, что ТА лучше не хранить
дольше 1-й недели в прохладном месте. Не создавайте запасов "впрок"! Помните
так же, что хранящаяся у вас дома готовая взрывчатка или взрывное устройство
- это праздник для правоохранительных органов! Поэтому лучше сразу всё это
использовать.
Несколько слов
о пластификации
Сейчас очень модно пластифицировать ТА. Честно говоря, по-моему, это лишено
смысла. Есть два основных способа пластификации:
Нитропорохом или нитроцеллюлозой в ацетоне. Сторонники утверждают, что при
этом увеличивается плотность, а, следовательно, и инициирующая способность.
Однако сам пластификатор снижает инициирующую способность. А если добавить
сюда заморочку с картонным корпусом, сушкой, усадкой, то вся затея и вовсе
теряет смысл. Намного легче просто взять в два раза больше ТА для детонатора
и всё! Поверьте, нет особой разницы, изготавливать 5 г ТА или 10 г. Второй
аргумент - создание на основе пластифицированной ТА безкорпусного заряда. Но
где вы видели бомбу совсем без корпуса? А для ТА достаточно самого хилого
картонного или пластикового корпуса, чтобы она сдетонировала.
Второй способ - это плавление ТА. Это очень, очень опасно! Практически все
самоподрывы на ТА происходят именно из-за плавления. Дело в том, что при
плавлении ТА активно димеризуется. Расплав сверхчувствителен ко всяким внеш-
ним воздействиям. Но и застывший, он очень опасен из-за внутренних напряже-
ний. Чего только не придумывают хитроумные пиротехники! И дистанционные сис-
темы плавления, и автоматическую регулировку процесса, но проблема остается.
Не делайте этого! Самоподрыв может произойти на 1-й, 5-й или 100-й раз плав-
ления ТА, даже если вы в точности соблюдаете все условия. Вообще, пластифика-
ция - это вредный атавизм и заблуждение, опасное для здоровья. Не занимайтесь
этим.
Электроника
ВИРТУАЛЬНЫЙ СОМ-ПОРТ
через Low-Speed USB
Osamu Tamura
В статье описывается 2 проекта, основанные на библиотеке V-USB -
CDC-232 и CDC-IO. Оба проекта представляют из себя простую схему на
микроконтроллере AVR (ATtiny45/85, ATtiny461, ATtiny2313,
ATmega8/48/88), которая при подключении к порту USB компьютера (да-
лее просто PC) создает виртуальный СОМ-порт. В обоих проектах ис-
пользуется бесплатная библиотека V-USB, которая позволяет средствами
firmware, прошитого в микроконтроллер AVR, поддержать работу интер-
фейса USB. Первый проект (CDC-232) создает на компьютере виртуальный
СОМ-порт, через который можно обмениваться данными с каким-нибудь
другим устройством, имеющим низковольтный RS-232C1 (например, с мик-
роконтроллером АТ89С51 Atmel). Второй проект (CDC-IO) тоже создает
виртуальный СОМ-порт, но он предназначен для управления ресурсами
микроконтроллера (регистрами внутреннего назначения). То есть посыл-
кой простых текстовых команд в консольной программе Вы можете менять
состояние ножек микроконтроллера AVR, читать их состояние, управлять
таймерами - счетчиками, PWM, читать ADC и т. д.
Стандарт RS-232 был предложен в 1962 году американской Ассоциацией электронной
промышленности (EIA) . В 1969 году представлена третья редакция (RS-232C), в 1987 го-
ду — четвёртая (RS-232D, или EIA-232D). Самой последней является модификация «Е»,
принятая в июле 1991 года.
CDC-232
CDC-232 создает виртуальный СОМ-порт на PC, даже если он не имеет реального
порта RS-232C. Это позволяет производить обмен данными RS-232C (без сигналов
управления) после подсоединения устройства и установки драйвера.
PC (Windows XP/Vista)
Device
RS-232C
Application
(Virtual СОИ pout)
CDC driver
Low-speed patch
USB driver
*
V
(AYR MCU) YV
USB
(СОН port)
CDC protocol stack
V-USB
4
L
Виртуальный СОМ-порт, работающий через программную реализацию USB.
Принципиальные схемы рассчитаны на ATtiny45/85, ATtiny2313/AT90S2313 и
ATmega8/48/88/168. У всех этих микроконтроллеров firmware программируется че-
рез ISP. Красный LED понижает напряжение USB от 5V до 3.3V, и предоставляет
его для AVR. Ток потребления около 10 тА, и его мало для питания других уз-
лов . Когда подключаетесь к другому MCU (микроконтроллеру), соедините Gnd и
соедините TxD и RxD крест-накрест. R4 ограничивает обратный ток, когда внеш-
ний MCU питается от Vcc 5V (Вы можете R4 не ставить, если напряжение питания
внешнего MCU равно 3. 3V) . R5 защищает ножку TxD, когда она замкнута на Gnd.
Вы можете опустить и R4 и R5, если Вы соединяетесь через RS-232C драйвер на-
подобие МАХ232. Используйте кварцевый резонатор. Несмотря на то, что керами-
ческий резонатор в большинстве случаев работает хорошо, но для данного приме-
нения он не подходит, поскольку уход частоты слишком большой, и поэтому уст-
ройство может работать нестабильно.
"Г
*'.-Ж
LED1
(*ED)
Rl
1KB
CN1
ХМ7В-0442
-vVV-
R2 83
R3 83
;—| РВБ
PB3
PB4
GND
VCC
PB2
PBl
PBO
8
7
&
т
"Ul
ATTINY45
To MCU
or RS-232C Driver
VvV-
R4 10K
R5 470
CI
O.luF
A TxD
]
I—CSRD3-
CDC-232 для ATtiny45-20
ATtiny45/85 использует внутренний RC-генератор и PLL. Он откалиброван на
частоту 16.5 МГц по частоте сигнала SOF (Start Of Frame) порта USB, когда
устройство подключено к PC. UART в этом случае реализован программно. Он не
может поддерживать высокую скорость передачи данных. Если TxD и RxD проинвер-
тированы (пересоберите проект с опцией -DINVERT), Вы можете напрямую подклю-
читься к сигналам RS-232C. Формат настройки порта 300-4800bps, 8N1.
У микроконтроллера ATtiny2313/AT90S2313 всего лишь 2 KB памяти программ.
Механизм установки терминала опущен (т. е. автодетекта скорости нет). Устано-
вите переключатель DIP для смены скорости.
То MCU
or RS-232C Driver
JL-..-Ж
SW1SW2 bps
ОН OFF 2400
OFF OFF %00
OFF ON 33400
LED1
(FED)
■vw—
-< ExD |
Rl
1KB
CHI
HM7B-0442
VW
R3
63
Н0И
12MHz
CI
ISp
I
C2
ISp
SW1
s. 1/4
■sA ■
i—I RESET
RXD
TXD
KTAL2
XTAL1
IHTO
PD3
PD4
PD5
GHD
VCC
PB7
PB6
РВ5
PB4
РВЗ
PB2
PBl
PBO
20
Г18
П4
П2
PD6 i—1
R4
10K
I
C3
O.luF
~SND~>
V
Ul
ATTIHY2313
CDC-232 для ATtiny2313-20
У микроконтроллеров ATmega8/48/88 внутренний UART конфигурируется от PC ав-
томатически. Формат настройки 1200-57600 bps, данные 7/8, четность N/E/O, ко-
личество стоп-бит 1/2.
То MCU
or RS-232C Driver
^
*--.-ж
^
LED1
(BED)
CN1
НМ7В-0442
Rl
1KB
-wv-
W^A
R2
83
R3
88
Нои ±
XI
12МНг
CI
ISp
C3
O.lul
Ф Ф V V
C2
ISp
"Ш
"IT
12"
13"
;—|PC6
PD0
PD1
PD2
PD3
PD4
VCC
GHD
PB6
PB7
;—|PD5
HPD6
i4_J PBO
V\AA-
PC5
PC4
PC3
PC2
PCI
PCO
GND
AREF
AVCC
PB5
28
7Г
IT"
PB4R?
PB2Re
pbi U1
R5
470
■WW
R4
10K
^
Ul
ATMEGA3/4S/3S
■o^>
-< RxD |
~5FTD">
CDC-232 для ATmega8/48/88-20
Подключение к физическим линиям RS-232C требует инверсии полярности TxD и
RxD, а также соответствие уровней сигнала. Используйте специальную 1С наподо-
бие МАХ232. Вы можете её заменить простыми схемами (см. далее).
CDC-232
Т7Р~>
С~КхР"
R1
10К
Q1
2SC1815
У
■АМг
R2
10К
D1
1N414S
Q2
2SA1015
К
л/w
R3
10К
R4
ЗКЗ
RS-232C
о 7
и1
^"4
з
CN1
DSUB-9P
Когда целевой MCU имеет другое питание Vcc (отличное от 3.3V), образуются
обратные токи утечки через сигнальные линии. Это искажает сигнал, либо подпи-
тывает MCU без источника питания. Эта схема не очень хороша, но достаточна
для большинства случаев.
"W
<~WT
CDC-232
(Vcc = 3V)
ТП5~>
СШУ
< Gnd >-
Rl
3K3-1CK
R2
3K3-10K
#
#
D2
1N4148
Dl
1N4143
~ш~у
-<Н7ГГ
■< Gnd >
Other MCU
(Vcc = 5V)
Запрограммируйте AVR, спаяйте схему и подключите устройство в порт USB ком-
пьютера. Установите драйвер (если у Вас операционная система Windows). Полу-
чите доступ к устройству через сгенерированный виртуальный СОМ-порт из про-
граммы терминала или написанную Вами программу (которая работает с СОМ-
портом). Сигналы управления (DTR, DTS, RTS, CTS) не используются, поэтому на-
стройте программу терминала в режим "no flow-control" (без контроля потока).
Windows запросит установку драйвера заново всякий раз, когда Вы подключите
устройство в другой порт USB. Ранее установленный драйвер детектируется авто-
матически. Будет назначен другой номер СОМ-порта. Если Вы установите серийный
номер в AVR (пересоберите исходный код с новым usbconfig.h) , Вы можете полу-
чить тот же самый номер СОМ-порта на любом порте USB. Но в этом случае Вы не
можете подключить сразу несколько устройств CDC с одним и тем же серийным но-
мером .
Перед тем, как отсоединить устройство, закройте СОМ-порт в терминальной
программе или в Вашем самописном приложении. В противном случае Вы не сможете
подключить устройство снова из-за неверного дескриптора файла (broken file
handle). В этом случае перезапустите программу терминала или Ваше приложение.
Переключиться в режим быстрой передачи можно использованием "lowcdc.vbs", при
этом можно получить скорость выше 9600 bps.
CDC-IO
CDC-10 управляет регистрами специального назначения (Special Function
Registers, SFR) микроконтроллера AVR через виртуальный СОМ-порт на PC. Это
позволяет свободно читать/записывать параллельные порты MCU (ножки микрокон-
троллера) . Работают также операции с таймерами/счетчиками, PWM, ADC, EEPR0M,
что позволяет приложению на PC достичь очень глубокого управления микрокон-
троллером и разрабатываемым на нем устройством.
J
\
1 ^
"i
__^
Pentium*-1 I
USB
шШШ&ШшШШ^
Timer /*-■
Counter*-1
Analog*-1
Comparator*-1
CFU^
U.-\A U.iiV-Ч LliiV-4U.iiV-4 U.liV-Ч ШЦЦЦI
4Г1ПИПИПИПИПИПИПИ11И11ИПИП|
EEPROM+J
A/D+J
Con vert er+J
■■ ■■■ ■■■ -.. -.. -.. -.. -.. -.. -.. -.. -.. •■■.••.
■■ -.. ■..-..■..■..■.. -.. -.. -.. ■■■ -.. -.. ■
Внешний интерфейс с использованием программной реализации протокола USB.
Если напряжение питания Vcc целевой схемы равно 5V, и порты AVR сконфигури-
рованы как входы, поставьте резисторы (3.З.ЮКом) для предотвращения обратно-
го тока. Используйте только кварцевый резонатор. Несмотря на то, что керами-
ческий резонатор в большинстве случаев работает хорошо, но для данного приме-
нения он не подходит, поскольку уход частоты слишком большой, и поэтому уст-
ройство может работать нестабильно.
ATtiny45/85 использует внутренний RC-генератор и PLL. Он откалиброван на
частоту 16.5 МГц по частоте сигнала SOF (Start Of Frame) порта USB, когда
устройство подключено к PC.
т
ф
ф
D1
1N414S;
D2
1N414S
R1
ЖЕ
-у\ЛД-
CN1
ХМ7В-0442
R2 68
R3 68
;—I рвб
РВЗ
РВ4
GND
VCC
РВ2
РВ1
РВО
Ф
U1
ATTINY45
V
С1
O.luF
I/O Port
ТБГУ
-> РВО >
г-ГсЖГ>
CDC-IO для ATtiny45-20
Dl
1N4148
D2
1N4148
T
т
Rl
IKE
7#-
CNl
KM7B-0442
R2 63
R3 63
CI
O.luF
"TO"
PBO
PB1
PB2
PB3
VCC
GND
PB4
PB5
INTO
RESET
РАО
PA1
PA2
РАЗ
AGND
AVCC
PA4
PA5
PA6
PA7
Ul
ATTINY461
20
"IT
"IS"
"17"
T4~
TT"
"IT
"ТГ
I/O Port
"PW
"PBT"
"PE2~
"PBT-
"PB"4~
TW
"PAT"
"FHT
"FAT
"FH4~
"FAT"
"FAT
TW
гЧ^ЫР >
CDC-IO для ATtiny461-20
Dl
1N4148
D2
1N4146
Rl
IKE
-vW-
CNl
XM7B-0442
-vW-
R2
66
R3
68
HDH
12НИг
CI
ISp
C2
ISp
C3
O.luF
"ПГ
"IT
"IT
"IT
"IT"
PCS
PDO
PD1
PD2
PD3
PD4
VCC
GND
PBS
PB7
PD5
PD6
PD7
PBO
РСБ
PC4
PC3
PC2
PCI
PCO
GND
AREF
AVCC
РВБ
PB4
PB3
PB2
PB1
2S
"ZF"
~7T
ТГ
ГТО
"15"
"IT
"IT
"IT
Ul
ATMEGASJ4S/SS
I/O Port
-ГРП7"
-Cpef
"FD5~
ТТЛ"
-CP^"
-CF<JT~
-<-рог
-СРЕГ
-CFET"
~FE2~
"ШГ
w
Г-T^ND">
CDC-IO для ATmega8/48/88-20
Для ATtiny2313 реализованы только команды "Set", "Get" и "Хог" из-за огра-
ниченной памяти программ этого микроконтроллера. Эта версия также не имеет
механизма interrupt-report.
Dl
1N414S
D2
1N414S
Rl
1KB
VvV-
CN1
XM7B-0442
■VvV
R2
6S
R3
6S
C3
O.luF
HDH
XI
12МНг
CI
ISp
C2
ISp
TD"
H RESET
RXD
TXD
XTAL2
XTALl
INTO
PD3
PD4
PD5
GND
VCC
PB7
PB6
PB5
PB4
PB3
PB2
PBl
PBO
PD6
20
"IT
"IS"
"IT
T5"
7Г
"IT
Ul
ATTINY2313-20
I/O Port
w>
-CEDE"
тта"
-Cfee~
<~рёг-
-ГРЕЗ"
>
тег
таг
<~5ПГГ>
CDC-IO для ATtiny2313-20
Инсталляция CDC-IO такая же, как и у CDC-232. Скорость СОМ-порта произволь-
на. Отправка текстовых команд происходит через программу терминала или из ва-
шей программы на PC. Если Вы хотите получить более высокую скорость передачи,
используйте "lowcdc.vbs" для переключения в bulk transfer mode.
Набор команд CDC-IO (Instruction Set):
Функция
Who
Get
Set
AND & Set
OR & Set
EX-OR & Set
Set Double
Команда
e
?
=
&
i
Л
$
Формат
e
address ?
data address =
data address &
data address |
data address Л
data2 datal address $
Ответ
"cdc-io", CR-LF
data, CR-LF
CR-LF
CR-LF
CR-LF
CR-LF
CR-LF
Версия с ATtiny2313 имеет только команды "Set", "Get", "Xor"
В таблице команд использованы следующие обозначения:
address
разделитель
data
predefined addr
адрес регистра SFR, отображенный на память (memory
mapped) в hex-формате
Tab, Space, CR, LF
8 бит данные в hex
предопределенные символические адреса2, case-insensitive:
PINB, DDRB, PORTB PINC, DDRC, PORTC PIND, DDRD, PORTD
Примеры (т т означает разделитель):
DDRB_?_ Возвращает значение DDRB вместе с CR-LF.
12 34 = Запись 0x12 по адресу 0x34, в ответ возвращает CR-LF.
2 Не поддерживаются ATtiny2313
FB_PORTC_&_ Запись (PORTC & OxFB) в PORTC, возвращает CR-LF.
(для ATtiny2313)
36_?_ Возвращает величину PINB(0x36) вместе с CR-LF.
12_37_=_ Запись 0x12 по адресу DDRB(0x37), возвращает CR-LF.
FB 38 Л Запись (PORTB л OxFB) в PORTB(0x38), возвращает CR-LF.
Предыдущие данные и адрес могут быть использованы повторно. Просто введите
символ команды для повтора.
Команда "Set Double" используется для записи в EEPROM.
Избегайте изменения бит порта, на котором присутствуют сигналы USB. Исполь-
зуйте ! &! , ' I ' или т Л т для модифицирования направления порта (вход или вы-
ход) . Используйте PIN* для переключения бит в противоположное состояние
(toggle), если порт назначен как выход (output).
Когда разрешены прерывания, сообщается номер вектора прерывания, когда оно
вызывается.
Все регистры SFR доступны3.
В архив включен пример программы для ATmega8/48. Программа написана на С,
VB, VC, VC++ и С#. Вы можете использовать другие языки (или макросы), если
они могут работать с портом RS-232C.
<ГроП
220
-е-
LED
<7
VR
ЮК(В)
Экспериментальная схема для ATmega8/48/88-20.
На схеме регулятор изменяет тон пищалки и маску мигания светодиодов.
3 См. даташит AVR для использования таймеров, ADC, EEPROM, и т. п.
Управлять портом и без программы. Операционные системы позволяют работать с
СОМ-портамиЛ как с обычными файлами. Так, например, под Windows Вы можете по-
слать команду устройству, которое создает виртуальный СОМ-порт COM3 (в тек-
стовом файле comands.txt записана последовательность команд):
с: \temp>copy comands . txt COM3
Что интересно - под Windows ХР можно использовать только имена С0М1. .С0М9.
Имена СОМ10, С0М11, С0М12, С0М13 и далее Windows не воспринимает как систем-
ные, и думает, что это не порт, а файл (даже если такой порт реально имеется
в Диспетчере Устройств).
Ссылки
1. Библиотека V-USB - f tp: //homelab.homelinuxserver .org/pub/arhiv/2017-09-a2 .rar
1. Исходные тексты программ и firmware, описанные в статье, документация,
драйвер для W2K, ХР, Vista -
ftp://homelab.homelinuxserver.org/pub/arhiv/2017-09-a3.rar
2. Проект CDC-232, портированныи на AVR-USB-MEGA16 (ATmegal6 с кварцем на 16
МГц) - ftp://homelab.homelinuxserver.org/pub/arhiv/2017-09-a4.rar
Системы
ооооооооооооо
оооооооооооо
DB-25 plug
УПРАВЛЕНИЕ LPT ПОРТОМ В СРЕДЕ МАТЛАБ
Dr. Bob Davidov
Введение
LPT порт можно использовать как интерфейс связи с внешними устройствами. К
нему можно подключить, например, 12 светодиодов с номинальным током потребле-
ния до 10 мА, термодатчики DS1620, DS18S20, DS1821, память EEPROM I2C 24CXX и
24LC32A, твердотельное реле для управления сильноточной нагрузкой, транзи-
сторный мост х4 с униполярным шаговым двигателем и др. устройства.
STROBE •+-
DO *-
D1 «-
D2 ч-
D3 *-
D4 ■+-
D5 *-
D6 <*-
D7 •«-
АСК —
BUSY —
Paper End —
Select Status —
- 1
♦ 2
■> 3
->4
♦ 5
♦ 6
■> 7
■♦ 8
♦ 9
♦ 10
-►11
■♦12
♦ 13
О
о
о
о
о
о
о
о
о
14
—► Auto Line Feed
15 < Error
16 ► Initiate Printer
17
18
19
20
21
22
23
24
25
-*■ Select Printer
— GND
— GND
— GND
— GND
— GND
— GND
— GND
— GND
Конфигурация параллельного порта. Красный цвет пина - данные,
желтый - статус, зеленый - управляющий сигнал, серый - общий.
Надчеркнутые сигналы - инвертированные.
При помощи LPT порта можно также принимать сигналы, но с ограниченной пе-
риодичностью опроса и скоростью реакции - до 1 мс. Кроме того, операционная
система может изредка приостанавливать опрос на несколько миллисекунд.
LPT порт имеет следующие электрические характеристики, полученные опытным
путем:
• Напряжение логической «1» на холостом ходу, Uxx(l) = 3.35...4.88 В
• Напряжение логического нуля на холостом ходу, Uxx(O) = 0.065 В
• Внутреннее сопротивление при лог. «1», г(1) = 40...45 Ом
• Внутреннее сопротивление при лог. «0», г(0) = 65 Ом,
Для расчетов напряжение логической «1» при подключенной нагрузке следует
принять равным 3.3 ... 3.4 В.
На следующей схеме показано как можно посмотреть выходы порта при управле-
нии от компьютера.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА
6ND
LPT порт
DB-25F
17
%
//
0.-100 О
-АЛАН
OHwH©
п.
//
^HwH©
ЛЛЛН©
//
//
//
//
©
©
©
©
©
©
©
©
ПК
бит|| порт
El
ю]
л
I]
щ
3
37Ап
(890)
378h
(888)
Вуализатор параллельного порта.
Светодиоды, например, АЛ307 с номинальным током потребления 10 мА. Номиналы
резисторов лучше подбирать экспериментально, они зависят и от используемых
светодиодов и от особенностей конкретно вашего порта. Рекомендую попробовать
с резистором 33 или 47 Ом. Если яркости будет недостаточно — резистор можно
будет не ставить. Для большей точности следует измерять ток, текущий через
светодиод, выбирая сопротивление, при котором ток соответствует номинальному
(обычно Ю...20шА) .
Управлять LPT портом можно, например, с помощью программы WndLpt1. Програм-
ма управляет выходами LPT порта компьютера в соответствии с заранее заданным
сценарием. Есть возможность управления устройствами через СОМ порт (или USB-
СОМ) с управлением до 32 выходов. Сценарий (скрипт) представляет собой тек-
стовый файл (ASCII или Unicode), в котором последовательно записаны управляю-
щие команды и значения, которые следует вывести в порт.
Кроме того, WndLpt может быть использована для управления шаговым двигате-
лем, блоками реле, неответственными процессами, которые управляются дискрет-
ными сигналами.
Исторически WndLpt дополняется маленькой программкой LptPort.exe, которая
позволяет просто управлять 12-ю светодиодами с клавиатуры.
Для удобства подключения внешних устройств к LPT порту можно использовать
какой-нибудь интерфейсный модуль, например, FLKM-D25.
Интерфейсный модуль FLKM-D25 SUB/S - 2281144
Ниже приведен пример использования LPT порта для управления LCD дисплем от
сотового телефона Nokia 3310.
Питание дисплея 3.3В, выходное напряжение LPT порта 4.5-5 В. Диоды схемы
подключения используются для согласования питающего напряжения по формуле:
4.5В - 0.7В - 0.7В = 3.1V.
1 Архив ftp://homelab.homelinuxserver.org/pub/arhiv/2017-09-al.rar
LPT
GLCD
GND
GND GND GNDGND
Схема подключения дисплея.
Расположение выводов дисплея.
Графический дисплей контролируется контроллером PCD85442.
Как вы заметили, контакты LPT-порта используются для передачи данных и пи-
тания ЖК-дисплея:
X
\
3 2 10
\К
Power supply to
LCD
SCLK
-SDIN
•D/C
SCE
RES
2 Спецификация контроллера включена в архив.
Протестировать дисплей можно программой LCD.ехе3. Запустите программу и на-
рисуйте нажатой левой кнопкой мыши. Правая кнопка мыши стирает:
К сожалению, эта программа работает только для DOS и W±n98, поскольку в
этих версиях есть прямой доступ к портам. В более новых версиях такого досту-
па нет. Программу нужно переписывать по другому4.
Если такого желания нет, то на скорую руку можно (по крайней мере для
Win2000 или ХР) использовать allowio.exe. Загрузите PortTalk5 и разархивируй-
те его в отдельной папке. Затем скопируйте файл allowio.ехе непосредственно в
каталог, в котором вы работаете. Затем создайте ярлык для LCD.exe. В свойст-
вах ярлыка выполните следующие изменения. Вместо, например:
D:/project/LCD.ехе
напишите
D:/project/allowio.exe D: /project/LCD.ехе /а
Помните, что у вас должны быть права администратора на компьютере. Грязный
трюк, но он работает.
Взаимодействие
с Матлаб
Прежде всего необходимо настроить BIOS. BIOS опция ллРага11е1 Port Mode" ус-
танавливает следующие режим работы параллельного порта:
• Normal - простейший однонаправленный
• SPP - стандартный (Standard Parallel Port)
• Bi-Dir или ВРР - двунаправленный (Bi-Directional)
• EPP - усовершенствованный параллельный порт (Enhanced Parallel Port)
• ЕСР - самый высокоскоростной порт с расширенными возможностями (Enhanced
Capabilities Port)
В большинстве случаев оптимальным выбором является Enhanced Capabilities
3 Программа и ее текст на Паскале включены в архив.
4 Смотрите, например, http://retired.beyondlogic.org/porttalk/porttalk.htm
5 Включен в архив.
Port, что обеспечит максимальную скорость обмена данными между компьютером и
периферийным устройством. Если подключенное оборудование работает нестабиль-
но, можно попытаться последовательно снизить используемый режим вплоть до
стандартного. Очень часто в этом случае помогает установка двунаправленного
(Bi-Directional) или комбинированного (Enhanced Parallel Port) режимов.
Для управления устройствами, LPT порт предварительно должен быть переведен
в режим ЕРР.
Полезные функции МатЛАБ для работы с LPT портом:
dio = digitalio(parallel',ЛЪРТ1');
dio = digitalio(Anidaqf,ADevl');
dio = digitalio(лтсс' , л1' ) ;
get(dio, APort Address1)
out = daqfind;
ParPort=daqfind;
for i=l:length(ParPort),
stop(ParPort(i) ) ;
delete(ParPort(i) ) ;
end
addline(ParPort,0:3,1,'in',
{ЛСЪК','CS','nu','td'});
bits = ~(getvalue(ParPort));
CLK = bits(1,1);
CS = bits(1,2);
linel=addline(paraport,0:3,'out');
pval=[0 0 0 1];
put value(paraport, pval);
Создание цифрового объекта для
• параллельного порта
• устройства ADevl' компании N1
• устройства Л1' Measurement
Computing
Получение адреса - параметра объекта
параллельного порта.
Показывает открытые объекты уст-
ройств, каналов или линий сбора
Данных.
Находит и удаляет открытые объекты
передачи данных.
Настройка 4-х линий порта на считыва-
ние данных.
Считывание входных линий порта.
Настройка порта запись данных.
Запись данных в параллельный порт.
Ниже приведен пример программ записи и чтения параллельного порта.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% parallel_port_write.m vl.0А
% Matlab v7.0 (R14) SP 1
% 24 Jan 2012
%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clear all
ParPort=daqfind;
for i=l:length(ParPort),
stop(ParPort(i) ) ;
delete(ParPort(i) ) ;
end
warning(f offf , f daq:digitalio:adaptorobsolete f) ; % warning is not displayed
ParPort = digitalio(fparallelf ,f LPT1f) ;
Inspector: digitalio
- П X
la
!L
«•:
1 KDirectionalBit
1 Line
1 Name
1 PortAddress
1 Running
1 Tag
1 TimerPeriod
1 Type
1 UserData
ffl
5.0
parallelLPTl-DIO
0>378
Off
null
0.1
Digital 10
[0x0 double array]
-И
SI
'
*H
./
get(ParPort,f PortAddress f)
daqhwinfо(f parallelf) ;
addline(ParPort, 0:7, f outf)
dataout = logical([0 0 0 0 0 0 0 0]);
putvalue(ParPort,dataout);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% parallel_port_read.m vl. 0A
% Matlab v7.0 (R14) SP 1
% 24 March 2010
%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clear all
ParPort=daqfind;
for i=l:length(ParPort),
stop(ParPort(i) ) ;
delete(ParPort(i) ) ;
end
warning(f offf , f daq:digitalio:adaptorobsolete f) ; % warning is not displayed
ParPort = digitalio(fparallelf ,f LPT1f) ;
addline(ParPort, 0:3, 1, 'in', {fCLKf, 'CSf,fnotused', 'test_dataf});
bits = ~(getvalue(ParPort));
CLK = bits(1,1)
CS = bits(1,2)
delete(ParPort);
Примечание
Команда warning отключает вывод на экран следующего сообщения (реакции на
выполнение команды digitalio):
» ParPort = digitalio('parallelf ,fLPT1f) ;
Замечание МатЛАБ
Warning:
releases
separate
(начиная с версии 2008b):
This Parallel
of Data
download
adaptor (f parallelf)
will
Acquisition Toolbox. Instead,
. See
Solution 1-5LI90A for
not
be
it will
details.
provided
be
in
future
available as
a
» warning(f offf, f daq:digitalio:adaptorobsolete f) ; % - отключает это заме-
чание МатЛАБ.
Во введении рассматривалась программа управления светодиодами через LPT
порт - WndLpt. В МатЛАБ также можно написать программу циклического включения
светодиодов.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% parallel_port_write.m vl.OA
% Matlab v7.0 (R14) SP 1
% 24 Jan 2012
%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clear all
ParPort=daqfind;
for i=l:length(ParPort)
stop(ParPort(i) ) ;
delete(ParPort(i) ) ;
end
warning(f offf , f daq:digitalio:adaptorobsolete f) ; % warning is not displayed
ParPort = digitalio(fparallelf ,f LPT1f) ;
get(ParPort,f PortAddress f)
daqhwinfо(f parallelf) ;
addline(ParPort, 0:7, f outf)
for i=l:l:30
dataout = logical([0 0 0 0 0 0 0 1])
putvalue(ParPort,dataout);
pause(0.1)
dataout = logical([0 0 0 0 0 0 10])
putvalue(ParPort,dataout);
pause(0.1)
dataout = logical([0 0 0 0 0 10 0])
putvalue(ParPort,dataout);
pause(0.1)
dataout = logical([0 0 0 0 10 0 0])
putvalue(ParPort,dataout);
pause(0.1)
dataout = logical([0 0 0 10 0 0 0])
putvalue(ParPort,dataout);
pause(0.1)
dataout = logical([0 0 10 0 0 0 0])
putvalue(ParPort,dataout);
pause(0.1)
dataout = logical([0 10 0 0 0 0 0])
putvalue(ParPort,dataout);
pause(0.1)
dataout = logical([1 0 0 0 0 0 0 0]);
putvalue(ParPort,dataout);
pause(0.1)
end;
dataout = logical([0 0 0 0 0 0 0 0]);
putvalue(ParPort,dataout);
Приложение
DS1821
1 2 3
Q О &
Z Q >
О
К ){)2
lI)Sls:i()
1-wire bus
DS1821 1-WIRE PORT
Rx = RECEIVE
Tx = TRANSMIT
Пример подключения датчика температуры DS1821 (Диапазон: -55°С to
+125° , 8-бит, разрешение: 1°С, точность: ±1°С в диапазоне 0...+85°С) .
о-
PF240O25
Ключ
2мА
Датчик температуры
DS1821
Нагреватель, до 2 КВт
(например, лампа
накаливания)
Последовательный
код
LPTport
I
МатЛАБ
Структурная схема системы термостатирования.
Спецификация твердотельного реле PF240D25:
Напряжение нагрузки
Ток нагрузки
Максимальное время включения
Входное напряжение
Максимальное напряжение включения
Минимальное напряжение выключения
Номинальное входное сопротивление
Входной ток при номинальном напряжении
12...280 VAC
<=10А, до 25 А (при охлаждении
сильным потоком воздуха)
10 мс (АС цикл), 1/2 DC цикла
3...15 VDC
3 VDC
1 VDC
300 Ом
15 мА DC
т——г
0 20 40 60 30 100 120 140
3-15VDC
HEATSINK TEMPERATURE (С)
Твердотельное реле PF240D25 и его температурная характеристика.
Техника
1 ^J
•
'5s
1
ДОКРИТИЧЕСКАЯ С02 ЭКСТРАКЦИЯ
(интернет-обзор)
Что такое «докритическая С02 экстракция»?
Обработка растительного сырья жидкой углекислотой при давлении до 70 атм. и
температуре до 30,5°С называется докритической С02 экстракцией. При этом био-
логически активные вещеста, содержащиеся в растительном сырье, вымываются че-
рез клеточные мембраны и переходят в жидкую фазу. По сути, этот способ экс-
тракции относится к жидкостным методам, по основным принципам он аналогичен
экстракции в водно-спиртовом или водно-глицериновом растворах, или экстракции
сырья в жидких маслах, или пропиленгликоле.
По своей сути жидкий С02 является мягким, неполярным растворителем, следо-
вательно, в качестве экстрагента обладает аналогичным с другими неполярными
растворителями действием. Как и все хорошо экстрагирующие неполярные раство-
рители, жидкий С02 при докритических условиях способен экстрагировать все
биологически активные вещества, которые присутствуют в биологическом сырье,
за исключением, пожалуй, только «тяжелых» полимеров. При этом «глубина» экс-
тракции зависит от времени экспозиции, а также от температуры и давления в
экстракторе.
При экстрагировании в докритическом С02, в отличие от химических неполярных
растворителей, не происходит разложения биологически активных веществ за счет
температурного и химического воздействия. Не требуется применения дополни-
тельных технологических приемов для освобождения полученных экстрактов от
балластных примесей растворителя.
За счет последовательного во времени отбора готовых продуктов в ходе экс-
тракции можно получить несколько различных по составу и функциональному на-
значению биологически активных веществ, начиная от фракций содержащих летучие
(ароматические) эфиры и заканчивая фракцией, сформированной жирными кислотами
и жироподобными витаминами. При этом уже в ходе самого процесса экстракции
растворитель (жидкий С02) в закрытом объеме переходит в газообразную форму и
полностью удаляется из полученной экстракционной фракции.
Как это осуществляется на практике?
В общем виде это осуществляется на установке типа:
*' I • ". <L» А О «_' <) . * * I / I *.' И <J ' '
Теплообменник
/«[> JA 0<Л ft ->'«* /7 • "*/# Li «
Сборник
ВЫХОД ЭКСТРАКТА
В экстракционную ёмкость закладываются измельчённое сырьё и экстрактор гер-
метически закрывается.
Через конденсатор (компрессор с накопительной емкостью), из стандартного
углекислотного баллона (давление в нем может быть до 200 атм. , но он подклю-
чается через редуктор), закачивается углекислота.
Открывается система вентилей установки и углекислота подаётся в экстрактор.
Протекая через находящееся в нём растительное сырьё, вымывает липофильную со-
ставляющую растительной клетки и, в виде мисцеллы (смеси), поступает в испа-
ритель (сборник).
В испарительной камере происходит процесс разделения мисцеллы на экстракт и
углекислоту.
Освободившаяся углекислота закачивается вновь, через компрессор, в накопи-
тельную ёмкость.
Процесс экстракции герметичен и происходит в течение 2-4 часов.
По истечении срока экстракции, процесс останавливается путём перекрытия
циркуляции углекислоты, системой вентилей. Накопившейся в испарителе 100 %
концентрат экстракта, сливается из испарителя в приёмную посуду.
Остаточный газ из экстрактора откачивается вновь в накопительную ёмкость.
Экстрактор открывается и производится замена отработанного сырья на свежее.
Конечно, могут быть различные варианты общей схемы.
Вот как выглядит установка с 5-литровым экстрактором и двумя 1-литровыми
сепараторами (сборниками, испарительными камерами).
Можно ли делать докритическую С02 экстракцию дома?
По общей схеме это довольно проблематично, поскольку найти компрессор высо-
кого давления не просто. А без него нельзя использовать в качестве источника
С02, например, углекислотные огнетушители (исходное давление от 57 до 150
атм.). Придется где-то покупать углекислотный баллон высокого давления и пе-
риодически заправлять его. А это не везде возможно.
А если такой баллон имеется?
Тогда остается найти подходящую емкость для экстрактора, желательно из не-
ржавеющей стали. Ну, или изготовить ее. Вот примерная конструкция:
Экстрактор с кассетой: 1 - корпус; 2 - кассета; 3 - крышка-
распределитель ; 4 - шары-поплавки.
Данный экстрактор выполнен в виде цилиндрического сосуда высокого давления
(корпуса), закрепленного крышкой (люком) и снабженного входным и выходным
патрубками для экстракционной жидкости. В предлагаемой экстракционной уста-
новке для этого применяется кассета, представляющей собой конструкцию по фор-
ме близкую к внутреннему объему экстрактора (цилиндр из тонкого листового ма-
териала с сетчатым днищем). Кассета может решить вопрос ускорения и механиза-
ции как загрузки экстрактора (загрузка кассеты производится заранее вне рабо-
тающего экстрактора, а сама загрузка заключается лишь быстрой установки за-
груженной кассеты в открытый на перезагрузку экстрактор), так и выгрузки
(кассета с проэкстрагированным материалом в период перезагрузки быстро выни-
мается из экстрактора).
Конечно, вместо кассеты можно использовать сетчатый мешок из подходящего
материала.
Следует заметить, что промышленность многих стран (и возможно Китая) выпус-
кает небольшие С02 экстракторы по вполне приемлемой цене (а районе $1000).
Вот, например, такие:
Разумеется, никакого испарительной камеры (сепаратора), также как возврата
углекислоты, при нем нет. Сам экстрактор служит также и испарительной каме-
рой . Но продаются установки и более сложные, но и более дорогие.
Некоторые изготовляют экстракционную установку сами:
Но, увы, отнюдь не у каждого есть такие возможности.
А нельзя ли придумать что-нибудь попроще?
Наверное, можно. Вот, например, одни использовали
другой углекислотный баллон:
в качестве экстрактора
Они переделали его верхнюю (съемную) часть так, что к ней можно было кре-
пить узкий длинный цилиндр с растительным сырьем. Система вентилей допускала
как впуск, так и выпуск СОг.
А какой подход еще можно использовать?
Если есть источник «сухого льда», то есть СОг в твердой фазе, то установку
можно еще упростить.
Давайте рассмотрим фазовую диаграмму углекислоты:
1CU
2
m
Линии равновесия
Т, град.С
- - - -ГраПЦЫЗЭф!-
пчесюГоблэл!
На станциях в баллон заливается жидкая углекислота. После его закупоривания
часть этой углекислоты испаряется внутри и переходит в парообразное состояние
- в углекислый газ. Деваться ему из закрытого баллона некуда, часть его моле-
кул возвращается обратно в жидкость, на их место вылетают новые. В результате
довольно скоро устанавливается равновесие между количеством парообразного и
жидкого С02. Количество молекул в паре определяет давление внутри баллона.
Которое, естественно, именуется «равновесным давлением паров». Понятно, что
чем выше температура баллона, тем больше молекул вырываются в пар и тем выше
будет это равновесное давление. Таким образом, в баллоне одновременно сосуще-
ствуют жидкая и парообразная фазы углекислоты, находящейся под равновесным
при данной температуре давлении.
Любое отклонение давления вверх или вниз от красной кривой - и углекислота
в баллоне либо вся становится жидкой, либо переходит в пар.
Если жидкости залили слишком много, при нагревании ей нет возможности сво-
бодно расширяться, объем занятый паровой подушкой, съеживается, давление в
баллоне растет, пар под его действием (полностью в соответствии с диаграммой)
превращается в жидкость. В результате вся паровая подушка полностью залавли-
вается жидкостью, которая стремится расшириться еще больше.
А как залить слишком много жидкости? Просто ввести ее в твердой фазе -
льда. И не в баллон, а в экстрактор.
В этом случае экстракционная установка может быть очень простой. Ниже рас-
смотрен один такой вариант. Он изготовляется из таких вот частей:
и фланец
мощным швом (дав-
ление будет нема-
ленькое) .
Стандартный зажим
не подойдет - он
не рассчитан на
высокие давления
и его прокладка
будет пропускать
газ.
Зажим необходим
такой.
Он изготовляется
с помощью цилинд-
рической фрезы
и дисковой со
скошенными края-
ми.
Верхняя крышка
должна встать на
фланец плотно, но
с небольшим зазо-
ром , когда будет
поставлена про-
кладка (для сжа-
тия зажимом).
Прокладка силико-
новая (резина не
выдерживает),
круглая в сече-
нии.
Экстрактор в сбо-
ре.
Перед эксплуата-
цией его необхо-
димо испытать на
повышенном давле-
нии (200-300
атм). Для этого
он заполняется
«сухим льдом»
(С02)
Собирается и по-
мещается в безо-
пасное место (на
случай взрыва - с
таким давлением
не шутят).
Давление повышают
нагревателем,
а наблюдают теле-
камерой (если
глаз видит напря-
мую, то и осколок
может прилететь
прямо).
Испытание прошло
успешно.
Экстрактор запол-
няется «сухим
льдом» и расти-
тельным сырьем.
Вентилем устанав-
ливается давление
- процесс пошел.
Примечание: Редакция не знает, чем уплотнялись соединения тройника, вентиля
и манометра. Газовщики, например, пользуются специальной замазкой - «PRO-
DOPE», но у них нет таких больших давлений.
Мышление
ЖИЗНЬ КАК ОНА ЕСТЬ
(её зарождение и сущность)
Фрэнсис Крик
Предисловие
Итальянский физик Энрико Ферми обладал выдающимися талантами. Его жена счи-
тала , что он был гением, и с ней согласились бы многие ученые. Он был не
только замечательным физиком-теоретиком, но также экспериментатором. Именно
Ферми и его друг, венгерский ученый Лео Сцилард, руководили разработкой и
созданием первого ядерного реактора, построенного на неиспользуемой площадке
для игры в мяч под пустующим спортивным стадионом в Чикаго во время Второй
мировой войны. В этой неподходящей обстановке впервые на нашей планете опас-
ная энергия деления ядер покорилась человеку.
Ферми, как и большинство хороших ученых, интересовался многими вещами вне
сферы своих научных исследований. Ему приписывают один известный вопрос. У
вопроса Ферми долгая предыстория, скорее похожая на длинный и скучный анек-
дот . Она выглядит примерно так. Вселенная огромна, она включает мириады
звезд, многие из них не похожи на наше Солнце. В нашей галактике примерно
10 звезд, и существует, по крайней мере, 10 галактик, а возможно и больше.
Вероятно, вокруг большинства этих звезд вращаются планеты. На поверхности до-
вольно значительной части этих планет обнаружится жидкая вода и газообразная
атмосфера, состоящая из простых соединений углерода, азота, кислорода и водо-
рода. Энергия, излучаемая звездой (в нашем случае, солнечная энергия) на по-
верхность планеты, вызовет синтез многочисленных небольших органических со-
единений, тем самым превращая океан в негустой теплый бульон. Эти химические
вещества, в конечном итоге, соединятся друг с другом и будут сложным образом
взаимодействовать для создания системы, способной к размножению, — примитив-
ной формы жизни. Эти простейшие живые существа будут размножаться, развивать-
ся в ходе естественного отбора и становиться все более сложными, до тех пор
пока со временем не появятся активные, мыслящие существа. За этим последует
развитие цивилизации, науки и технологии, и вскоре они подчинят себе всю ок-
ружающую среду своей планеты. Затем, стремясь завоевать новые миры, они нау-
чатся путешествовать на соседние планеты, а затем на планеты ближайших звезд,
выбирая для колонизации те из них, где существует благоприятная среда обита-
ния. В конце концов, они распространятся по всей галактике, одновременно за-
нимаясь ее исследованием. Эти очень необычные и талантливые люди вряд ли смо-
гут пропустить такое прекрасное место как наша Земля, с ее обильными запасами
воды и органических соединений, благоприятным температурным режимом и другими
достоинствами. «В таком случае», — вероятно, сказал Ферми, задавая свой по-
трясающий вопрос, — «если все это происходило, то они уже должны бы прибыть
сюда, так где же они?». И Лео Сцилард, человек с необычным чувством юмора,
дал отличный ответ на риторический вопрос Ферми. «Они среди нас», — сказал
он, — «но они называют себя венграми».
Большинство людей согласятся с общим ходом рассуждений Ферми. Трудности
возникают, когда пытаешься оценить вероятность каждого этапа, выразить ее в
цифрах. На самом деле нет убедительных доказательств, что у других звезд есть
планеты, хотя такая вероятность представляется весьма высокой. Если планеты
существуют, то, по крайней мере, на некоторых из них есть благоприятная среда
для образования хорошего бульона — смеси простых органических соединений в
воде. И именно следующий этап представляется в настоящее время столь загадоч-
ным: образование в этом бульоне примитивной, химической, размножающейся сис-
темы.
Даже если он действительно имел место, то мы не знаем, ни какова вероят-
ность того, что длительный процесс эволюции достиг своего апогея в более вы-
сокоразвитой цивилизации, ни сколько именно времени занял этот процесс, ни
того, будут ли действительно подобные существа исследовать Вселенную, а также
каких успехов они достигнут в своих путешествиях. Все эти события действи-
тельно могли бы происходить по сценарию Ферми, но, вероятно, некоторые этапы
могут оказаться весьма редкими, а некоторые стадии довольно медленными. Это
легко объясняет, почему до сих пор на нашей планете, по-видимому, не было
пришельцев из открытого космоса.
В последней половине прошлого века шведский физик Аррениус предложил до-
вольно необычную гипотезу о происхождении жизни на Земле. Он предположил, что
жизнь не могла сама зародиться здесь, а была занесена микроорганизмами из от-
крытого космоса. Он предположил, что эти примитивные споры, зародившиеся где-
нибудь в другом месте, мягко двигались под действием давления падающего на
них света. Он назвал свою гипотезу панспермией, что означает «семена повсю-
ду». Сейчас к этой идее относятся с недоверием, потому что трудно предста-
вить , как жизнеспособные споры могли бы достигнуть нашей планеты после такого
длительного путешествия в космосе и не погибнуть под воздействием радиации.
В этой публикации я описываю вариант панспермии, который предложили мы с
Лесли Оргелом несколько лет назад. Мы предположили, что микроорганизмы во из-
бежание порчи должны были путешествовать в головной части беспилотного косми-
ческого корабля, посланного на Землю высокоразвитой цивилизацией, которая за-
родилась где-нибудь в другом месте несколько миллиардов лет назад. Корабль
был беспилотным, с тем, чтобы по возможности увеличить дальность его полета.
Жизнь зародилась здесь, когда эти организмы попали в первозданный океан и на-
чали размножаться. Мы назвали свою гипотезу направленной панспермией и, не
привлекая внимания, опубликовали статью в Icarus, журнале, посвященном космо-
су и издаваемом Карлом Саганом. Эту идею нельзя назвать новой. Дж. Б. С. Хол-
дейн высказывал нечто подобное еще в 1954 году, с тех пор и другие исследова-
тели рассматривали ее, но никто не сделал этого так обстоятельно, как это
сделали мы.
В главе 13 я обсуждаю вопрос, следует ли направленную панспермию считать
подлинной наукой или же только довольно нехудожественной разновидностью науч-
ной фантастики. В большей части этой публикации я подробно рассматриваю раз-
личные шаги в аргументации Ферми. Она довольно близко соприкасается с теми
научными знаниями, что сегодня есть у нас, хотя они часто оказываются доволь-
но неубедительными. Пожалуй, мне скорее хотелось описать в общих чертах те
условия, которые должно учитывать любое решение, чем разрешить проблему про-
исхождения жизни на Земле. И что это за условия! От малости атомов и молекул
до огромной панорамы всей Вселенной; от событий, которые происходят в беско-
нечно малую долю секунды, до целой вечности самого времени, от Большого взры-
ва до современности; от неясного взаимодействия органических макромолекул до
бесконечных сложностей развитых цивилизаций и высоких технологий. И в этом —
одна из прелестей этой в других отношениях разочаровывающей темы, когда
вплотную приступаешь к ее разрешению; необходимо хоть что-то знать о многих
сторонах этой такой удивительной Вселенной, в которой мы живем.
Глава 1.
Времена и расстояния,
большие и малые
Одно обстоятельство относительно происхождения жизни не вызывает сомнений.
Когда бы и где бы она ни возникла, она зародилась очень много лет назад, так
давно, что крайне трудно составить какое-либо реалистичное представление о
таких огромных промежутках времени. Наш собственный личный опыт тянется в
прошлое на десятки лет, и все же даже в течение этого ограниченного периода
времени мы склонны забывать, каким именно был этот мир, когда мы были молоды.
И сто лет назад Земля также была населена людьми, они спешили по делам, ели и
спали, гуляли и беседовали, влюблялись и зарабатывали на жизнь, при этом каж-
дый из них упорно занимался своими делами, и все же (за очень редким исключе-
нием) никого из них уже нет сегодня в живых. Вместо этого совершенно другой
круг людей населяет сегодня Землю вокруг нас. Краткость человеческой жизни
обязательно ограничивает промежуток времени, охваченный непосредственными
личными воспоминаниями.
Человеческая культура создает иллюзию, что наши воспоминания уходят в про-
шлое намного дальше. До изобретения письменности опыт прошлых поколений, во-
площенный в преданиях, мифах и моральных заповедях, передавался устно или же,
в меньшей степени, в рисунках, резьбе по дереву или камню. Письменность сде-
лала передачу подобной информации более точной и разносторонней, а в послед-
нее время фотография обострила наши образы недавнего прошлого. Кинематограф
создаст у будущих поколений еще более непосредственное и живое представление
об их предках, чем то, которое мы можем получить сейчас из написанного слова.
Какая жалость, что мы не располагаем говорящим портретом Клеопатры; он бы не
только показал истинную длину ее носа, но также более явно обнажил бы сущ-
ность ее обаяния.
Приложив усилия, мы можем перенестись мысленно в прошлое: во времена Плато-
на и Аристотеля и даже еще дальше, в Бронзовый век героев Гомера. Мы можем
что-то узнать о высокоразвитых цивилизациях Египта, Среднего Востока, Цен-
тральной Америки и Китая и совсем немного о других, более примитивных и рас-
сеянных сообществах людей. Но даже в этом случае мы испытываем трудности, по-
стоянно размышляя о ходе истории с самого зарождения цивилизации вплоть до
нашего времени, когда таким образом мы можем действительно ощутить медленный
ход времени. Наши умы не созданы для спокойных размышлений о периодах времени
длиной в сотни или тысячи лет.
2 Ма:
Первые Люди
230-65 млн лет:
Динозавры
- 380 млн лет:
Первые позвоночные
сухопутные животные
- 530 млн лет:
Кембрийский взрыв.
750-635 млн лет:
2-й Ледниковый период
4527 млн лет:
4550 млн лет:
Формирование Земли
Люди
Млекопитающие
Растения
Животные
Многоклеточные
Эукариоты _
П£окариоть^/ф°РмиР°вание ЛУНЫ
-4000 млн лет: Конец
поздней тяжёлой бомбардировки;
первая жизнь
- 3500 млн лет:
Первый фотосинтез
- 2300 млн лет:
.Обогощение атмосферы кислородом;
1-й Ледниковый период
История Земли как одни сутки.
Тем не менее, когда мы начинаем задумываться о происхождении жизни, то по
сравнению с временными масштабами, которые мы должны рассмотреть, весь период
истории человечества покажется ничем иным, как одним движением век. Простого
способа настроить свое мышление на такие огромные промежутки времени не суще-
ствует . Необъятность прошедшего времени находится вне пределов нашего быстро-
го восприятия. Можно только составить представление о нем на основании кос-
венных и неполных описаний приблизительно также, как слепой старательно соз-
дает с помощью прикосновения и звука картину непосредственно окружающего его
мира.
Привычный способ обеспечить удобную основу для наших размышлений — это
сравнить возраст Вселенной с длиной одного земного дня. Возможно, лучше при
подобного рода сравнении принять возраст нашей Земли за одну неделю. В таком
масштабе возраст Вселенной со времен Большого взрыва составил бы примерно
две-три недели. Самые древние макроскопические ископаемые (те, что относятся
к началу кембрийского периода) были бы еще живыми как раз позавчера. Совре-
менный человек появился бы в последние десять секунд, а земледелие в послед-
ние одну-две секунды. Одиссей жил бы только в последнюю половину секунды до
настоящего момента времени.
Даже это сравнение едва ли сделает понятнее для нас более длинный временной
масштаб. Еще одна возможность — это нарисовать линейную карту времени с отме-
ченными на ней различными событиями. Проблема здесь состоит в том, чтобы на-
чертить достаточно длинную линию, показав наш собственный опыт в разумном
масштабе, и все же достаточно короткую для удобного воспроизведения и иссле-
дования .
Если бы жизнь действительно зародилась здесь, то у нас едва ли возникла бы
необходимость интересоваться остальной Вселенной, но если она возникла где-
нибудь в другом месте, то следует также правильно представлять большие рас-
стояния. Как ни трудно правильно передать наглядное и точное представление о
возрасте Вселенной, но осознать ее размер — почти выше человеческого понима-
ния , тем не менее, мы попытаемся выразить его. Главный камень преткновения —
это крайняя пустота пространства, не только крайне незначительное число ато-
мов между звездами, но еще и громадное расстояние от одной звезды до другой.
Видимый близкий нам мир заполнен объектами, и наши интуитивные оценки их уда-
ленности зависят в основном от различных сведений, обусловленных наблюдаемой
их величиной и зрительно воспринимаемой зависимостью друг от друга. Намного
труднее судить о расстоянии до незнакомого объекта, плывущего в пустоте чис-
того голубого неба. Я однажды слышал, как выступающий по канадскому радио че-
ловек сказал, когда ему задали вопрос, что он считает, что Луна «размером
примерно с воздушный шар», хотя предположительно это произошло еще до эпохи
полетов в космос.
Вот как два астронома, Джастроу (Jastrow) и Томпсон (Thompson), пытаются
описать по аналогии величину и расстояние между объектами в космосе:
Представим, что Солнце размером с апельсин; в этом масштабе.
Земля является лишь песчинкой, вращающейся по орбите вокруг Солнца на рас-
стоянии тридцати футов; Юпитер, который в одиннадцать раз больше Земли, — это
вишневая косточка, вращающаяся на расстоянии 200 футов или одного городского
квартала от Солнца. Галактика в этом масштабе составляет 200 миллиардов
апельсинов, и каждый апельсин отделен от соседей средним расстоянием в 1000
миль.
Трудность восприятия аналогии подобного рода заключается в том, что нам
почти невозможно оценить расстояния в пустом пространстве. Сравнение с город-
ским кварталом вводит в заблуждение, потому что мы слишком легко можем мыс-
ленно представить здания в нем, но при этом исчезает понятие пустоты. Если вы
попытаетесь вообразить апельсин, плывущий даже на расстоянии мили в небе, то
убедитесь, что расстояние до него, по-видимому, становится неопределенным.
«Апельсин», удаленный на тысячу миль, окажется слишком мал, чтобы его уви-
деть , если конечно, он не раскален добела.
Сравнение размеров планет с Солнцем. Земля - третья слева.
Еще один возможный способ — это превратить расстояния во время. Представь-
те, что вы находитесь на космическом корабле, который двигается быстрее любо-
го современного космического корабля. В силу различных причин, которые позд-
нее станут очевидными, будем считать, что его скорость равняется одной сотой
скорости света, то есть примерно 1800 миль в секунду. С этой скоростью вы мо-
жете добраться из Нью-Йорка до Европы примерно за три секунды («Конкорд» ле-
тит приблизительно три часа), поэтому по обычным меркам мы, несомненно, путе-
шествуем очень быстро. Мы достигли бы Луны за три минуты, а Солнца за пятна-
дцать часов. Пересечение всей Солнечной системы из конца в конец (будем счи-
тать довольно произвольно, что это расстояние равно диаметру орбиты Нептуна)
заняло бы у нас почти три с половиной недели. Основной момент, который следу-
ет уяснить, заключается в том, что это путешествие не похоже на очень дли-
тельную поездку в поезде, оно длится несколько дольше, чем путешествие от Мо-
сквы до Владивостока и обратно. Подобное путешествие, вероятно, оказалось бы
довольно однообразным, даже если бы за окном постоянно менялся пейзаж. Во
время пересечения Солнечной системы непосредственно за иллюминатором космиче-
ского корабля не будет вообще ничего. Очень Медленно, день за днем размер и
положение Солнца будут меняться. Поскольку мы удалились бы довольно далеко от
него, то его видимый диаметр уменьшался бы, пока вблизи орбиты Нептуна оно не
стало бы выглядеть «чуть больше булавочной головки», именно это я уже говорил
ранее, предположив, что его видимый размер, наблюдаемый с Земли, соответству-
ет приблизительно размеру серебряного доллара. Несмотря на такое быстрое пе-
редвижение (с этой скоростью мы могли бы передвигаться на поверхности Земли
из одной точки в другую менее чем за семь секунд) , не забывайте, что это пу-
тешествие окажется крайне утомительным. Основное впечатление от него — это
почти полная пустота пространства. С этого расстояния планета будет казаться
немногим больше случайного пятнышка в этой бескрайней пустыне.
Это ощущение огромной трехмерной пустоты достаточно скверное, пока в центре
нашего внимания находится Солнечная система. (Почти все масштабные модели
Солнечной системы, которые мы видим в музеях, в значительной степени вводят в
заблуждение. Солнце и планеты почти всегда изображают на большом расстоянии
слишком крупными по сравнению с расстояниями между ними.) Безбрежность про-
странства действительно нас поражает, как раз когда мы пытаемся продвинуться
дальше. Чтобы достигнуть ближайшей звезды (на самом деле группы из трех
звезд, находящихся довольно близко к друг другу), нашему космическому кораблю
потребовалось бы 430 лет, и шансы, что мы преодолеем путь туда, весьма незна-
чительны. Путешествие с такой высокой скоростью заняло бы у нас целую жизнь
длиною в сотню лет, и все же мы преодолели бы только четвертую часть пути ту-
да. Мы бы постоянно перемещались от пустоты к пустоте, не встречая ничего,
кроме нескольких молекул газа и случайного маленького пятнышка пыли, показы-
вающих, что мы все же двигаемся. Очень, очень медленно слегка менялось бы по-
ложение немногих ближайших звезд, тогда как само Солнце постепенно незаметно
исчезало бы, до тех пор, пока оно не стало бы просто еще одной звездой в бле-
стящей панораме звезд, видимых со всех сторон космического корабля. Это путе-
шествие к ближайшей звезде, каким бы длинным оно не представлялось, по астро-
номическим меркам очень короткое. Потребовалось бы не менее десяти миллионов
лет, чтобы пересечь нашу галактику из конца в конец. Подобные расстояния на-
ходятся вне нашего понимания, если конечно мы не начнем мыслить самым абст-
рактным образом. И все же в космическом масштабе расстояние через галактику
едва ли является каким-либо расстоянием вообще. Предположительно, расстояние
до Андромеды, ближайшей крупной галактики, примерно в двадцать раз больше, но
чтобы достичь границ пространства, видимых нами в гигантские телескопы, нам
следовало бы путешествовать на расстояние более чем в тысячу раз дальше. При-
мечательным для меня явилось то, что это удивительное открытие, безбрежность
и пустота пространства, не привлекало художественное воображение поэтов и ре-
лигиозных мыслителей. Люди довольствуются размышлениями о беспредельных воз-
можностях Бога (в лучшем случае сомнительное занятие) и совершенно не желают
творчески осознать величину этой необыкновенной Вселенной, в которой они ока-
зались, хотя и не в силу своих достоинств. Возможно, кто-то наивно подумал,
что и поэтов, и священников до такой степени изумили эти научные открытия,
что они принялись с неистовой энергией за работу с тем, чтобы попытаться во-
плотить их в основах нашей культуры. Сочинитель псалмов, сказавший: «Когда
взираю я на небеса Твои, — дело твоих перстов, на Луну и звезды, которые Ты
поставил, то что есть человек, что Ты помнишь его?... », по крайней мере, по-
пытался до известной степени в пределах своих убеждений выразить свое восхи-
щение Вселенной, видимой невооруженным глазом, и малости человека по сравне-
нию с ней. И все же его Вселенная была очень маленькой, почти уютной, по
сравнению с той, что открыла нам современная наука. Как будто почти явная не-
значительность Земли и тонкая пленка ее биосферы полностью парализовали вооб-
ражение, как будто слишком ужасно размышлять о ней и поэтому лучше ее проиг-
норировать .
Я не буду здесь описывать, как рассчитывают эти очень большие расстояния.
Расстояние между основными объектами Солнечной системы теперь можно очень
точно рассчитать на основе теории механики Солнечной системы и дальности дей-
ствия РЛС, расстояния между ближайшими звездами, — ориентируясь на их относи-
тельное положение, слегка меняющееся, если его наблюдать в разное время с
Земли при ее годовом вращении по орбите вокруг Солнца. Относительно других
расстояний все доказательства носят более специальный характер и менее точны.
Но то, что эти расстояния примерно того порядка, какой рассчитали астрономы,
не вызывает ни малейшего сомнения.
До сих пор мы рассматривали очень большие величины. К счастью, когда мы об-
ратимся к очень малым расстояниям и периодам времени, дела обстоят не так
плохо. Нам необходимо знать размер атомов (размер и содержимое маленьких ядер
внутри каждого атома интересует нас меньше) по сравнению с повседневными ве-
щами. Его мы можем узнать, сделав два относительно небольших шага. Начнем с
миллиметра. Это расстояние (примерно одна двадцать пятая дюйма) мы можем лег-
ко различить невооруженным глазом. Одна тысячная его доля называется микро-
ном. Клетка бактерии — длиной примерно два микрона. Длина волны видимого све-
та (которая ограничивает то, что мы можем видеть в мощный оптический микро-
скоп) — примерно полмикрона.
Теперь мы переходим к следующей тысячной доле, составляющей единицу длины,
известную как нанометр. Обычно расстояние между двумя соседними атомами, тес-
но связанными между собой в органическом соединении, находится в пределах от
одной десятой до одной пятнадцатой нанометра. При самых благоприятных услови-
ях мы можем увидеть расстояния величиной с нанометр или немного меньше в
электронный микроскоп при условии, что препарат для исследования подготовлен
надлежащим образом. Более того, можно показать изображения целого ряда при-
родных объектов в любом масштабе, начиная с небольшой группы атомов и кончая
блохой, так что, получив некоторый опыт, мы можем ощутить, как один масштаб
переходит в другой. В противоположность пустоте пространства, живой мир пере-
населен на всех уровнях. Легкость, с которой мы можем переходить от одного
масштаба к другому, не должна скрыть от нас тот факт, что количество объектов
в единице объема может быть необычайно большим. Например, капля воды содержит
более тысячи миллиардов миллиардов молекул воды.
Период времени, который нас интересует, редко оказывается меньше пикосекун-
ды, то есть одной миллионной миллионной доли секунды, хотя в ядерных реакциях
и исследованиях внутриатомных частиц встречаются намного меньшие периоды вре-
мени. Этот незначительный интервал — как раз тот масштаб времени, в котором
колеблются молекулы, но если взглянуть на него с другой точки зрения, он не
кажется необычным. Рассмотрим скорость звука. В воздухе она относительно низ-
кая, немного больше, чем скорость большинства реактивных самолетов, и состав-
ляет примерно тысячу футов в секунду. При вспышке молнии на расстоянии одной
мили потребуется полных пять секунд, чтобы до нас донесся ее звук. Эта ско-
рость в данном случае приблизительно равняется средней скорости молекул газа
в воздухе, в промежутках между их столкновениями друг с другом. Скорость зву-
ка в большинстве твердых веществ обычно немного больше.
Теперь зададим вопрос, сколько времени потребуется звуковой волне, чтобы
пройти над маленькой молекулой? Простой расчет показывает, что это время
должно быть в пределах пикосекунды. Это как раз тот результат, которого ско-
рее всего следовало ожидать, так как он означает примерно тот масштаб време-
ни, в котором атомы молекулы колеблются относительно друг друга. В данном
случае существенно следующее: дело в том, что он составляет, грубо говоря,
частоту повторения импульсов, лежащую в основе химических реакций. Фермент,
органический катализатор, может вызывать реакцию тысячу и более раз в секун-
ду. Хотя эта скорость может показаться нам быстрой, но на самом деле она до-
вольно медленная в масштабе времени колебания атомов.
К сожалению, нелегко передать представление о масштабах времени от секунды
до пикосекунды, хотя специалист по физической химии может научиться хорошо
владеть этим довольно большим диапазоном. К счастью, мы не будем непосредст-
венно касаться этих очень коротких промежутков времени, хотя опосредованно
встретимся с их влиянием. Большинство химических реакций действительно очень
редкие события. Молекулы обычно прерывисто двигаются вокруг и наталкиваются
друг на друга много раз, прежде чем редкая удачная встреча позволит им уда-
рить друг друга с достаточной силой и в правильном направлении, чтобы преодо-
леть защитные барьеры и вызвать химическую реакцию. И только благодаря тому,
что в одном небольшом объеме обычно находится так много молекул и все их дей-
ствия происходят одновременно, скорость течения химической реакции кажется
довольно плавной. Случайные колебания сглаживаются большим количеством участ-
вующих в ней молекул.
Если мы вернемся назад и еще раз рассмотрим эти такие разные масштабы — не-
значительный размер атома и почти невообразимый размер Вселенной, частоту по-
вторения импульсов химической реакции по сравнению с пустынями безбрежной
вечности со времен Большого взрыва, то увидим, что во всех этих случаях наша
интуиция, основанная на опыте повседневной жизни, скорее всего, окажется
весьма обманчивой. Сами по себе большие числа значат очень мало для нас. Су-
ществует только один способ преодолеть это препятствие, такой естественный
для человека. Мы должны считать и пересчитывать, пусть даже весьма приблизи-
тельно, проверять и перепроверять наши первоначальные впечатления до тех пор,
пока медленно, со временем и на основе постоянной практики, реальный мир, мир
безмерно малый и безмерно большой, не станет для нас таким же знакомым, как
простая колыбель нашего общего земного опыта.
Глава 2.
Космическая
мистерия
Теперь, когда мы познакомились с величинами, имеющими отношение к нашей те-
ме, и большими, и малыми, и со временем, и с пространством, мы должны в общих
чертах описать то, что знаем о происхождении Вселенной, а также об образова-
нии галактик и звезд, и наконец планет, составляющих нашу солнечную систему,
так чтобы мы могли обрисовать условия, в которых зародилась жизнь на Земле
или где-нибудь в другом месте космоса.
Если к проблеме происхождения жизни трудно подступиться, потому что она
возникла так давно, то можно подумать, что возникновение Вселенной, которое,
должно быть, произошло значительно раньше, окажется еще недоступнее для пони-
мания. Это не совсем верно, потому что взаимодействия, необходимые для зарож-
дения живой системы, составляют небольшой сложный ряд среди многих других
возможных взаимодействий в очень неоднородной среде, тогда как во время пер-
вых этапов развития после Большого взрыва все было настолько тесно перемешано
друг с другом, что в процессе большей частью преобладали именно общие принци-
пы реакций. Вследствие чего, к разрешению этой проблемы подойти легче.
В основе почти всех последних дискуссий о происхождении Вселенной лежит
теория Большого взрыва. Отсюда вытекает теоретическое обоснование, что на
первом этапе, который мы обычно можем себе представить, вся материя во Все-
ленной должно быть занимала достаточно небольшой объем при необычайно высокой
температуре. Этот первозданный болид очень быстро расширялся и, расширяясь,
остывал. Стивен Вайнберг написал отличную книгу, где для широкого круга чита-
телей в общих чертах описал тип реакций, которые, вероятнее, всего происходи-
ли в эти первые три минуты1.
Представление о происходившем складывается на основе наших современных зна-
1 Вайнберг С. Первые три минуты. Ижевск. РХД, 2001.
ний об основных частицах материи и излучения, а также на довольно незначи-
тельном количестве экспериментальных фактов, таких как фон космического излу-
чения, который сейчас наполняет собой все пространство, — слабый шорох созда-
ния, едва слышимый в радиотелескопы. Подобный воображаемый синтез не обяза-
тельно полностью достоверен. Вайнберг признается в возникающем иногда ощуще-
нии нереальности при его описании. Другие важные наблюдаемые факты, необходи-
мые для построения теории, — это расширение Вселенной, его доказывает извест-
ное красное смещение, а также огромный избыток в современной Вселенной частиц
электромагнитного излучения (фотонов) по сравнению с частицами материи (ба-
рионами), соотношение примерно 109 (миллиард) к единице, и кроме того, отно-
сительно редко встречаются более тяжелые элементы. Считается, что даже в со-
временной Вселенной девяносто девять процентов атомов состоят из двух самых
легких элементов, водорода и гелия, причем первый встречается чаще. На осно-
вании всех этих фактов физики-теоретики смогли сделать вывод, что спустя пер-
вую одну сотую долю секунды (и эта цифра даже еще менее точна), болид превра-
тился в сложную смесь излучения и материи, быстро и сильно взаимодействующих
друг с другом при необычайно высокой температуре, примерно 1011 градусов, и
стал чрезвычайно быстро расширяться. Эта температура была слишком высокой для
существования атомов и даже слишком высокой для предотвращения распада слож-
ных ядер (плотных центров атомов). По мере своего расширения болид охлаждал-
ся, пройдя в быстрой последовательности через несколько этапов, в ходе кото-
рых, вследствие снижения температуры на каждом этапе, по сравнению с предыду-
щим, определенные процессы происходили реже, другие же стали более распро-
страненными. В конечном счете, примерно через три минуты температура снизи-
лась не более чем до 109 градусов, так что теперь без угрозы распада могли
образовываться некоторые очень легкие ядра, такие как ядра трития и гелия.
Через полчаса или около этого температура упала до 3 х 108 (300 миллионов)
градусов (только в двадцать раз выше, чем внутри Солнца), и синтез новых ядер
прекратился. В течение следующих миллионов лет (или около этого) Вселенная
продолжала расширяться и остывать, до тех пор, пока ядра не стали захватывать
электроны для образования устойчивых атомов. Тогда материя смогла начать сгу-
щаться, превращаясь в галактики и звезды.
Вследствие этого огромного космического взрыва. Вселенная с тех пор начала
расширяться. Будет ли она расширяться до бесконечности, или, в конечном сче-
те, это расширение замедлится и полностью прекратится, и она вернется к ис-
ходному состоянию, зависит исключительно от степени ее массивности. Точно
также как камень, подброшенный высоко в воздух, упадет обратно на Землю, если
его скорость не окажется так велика, что он сможет этого избежать, так и Все-
ленная продолжит расширяться до тех пор, пока ее масса не увеличится настоль-
ко, что, в конце концов, под действием силы тяжести расширение прекратится и
начнется обратный процесс. Если это так, то некоторое время спустя, в очень
далеком будущем, Вселенная начнет сжиматься и произойдет еще одна катастрофа.
Прежде считалось, что рассчитанная плотность Вселенной слишком мала для это-
го, критическая плотность соответствует примерно трем атомам водорода в каж-
дом литре пространства. А сейчас существует предположение, что маленькие ней-
тральные частицы, нейтрино, которыми заполнено все пространство, вероятно,
могут иметь некоторую, но очень маленькую массу, хотя прежде считалось, что
они, подобно свету, невесомые. Если это так, то их может оказаться вполне
достаточно, чтобы навсегда остановить расширение Вселенной.
Возможно, самый важный вывод, сделанный на основании нашей весьма ограни-
ченной точки зрения, заключается в том, что на ранних этапах развития Вселен-
ной, несмотря на очень высокую плотность и температуру, в каких бы то ни бы-
ло, значительных количествах образовались только немногие очень легкие эле-
менты. Следовательно, за исключением водорода, все элементы, необходимые для
жизни, еще должны были появиться, в частности: углерод, азот, кислород и фос-
фор. Этот вывод подтверждается с помощью спектроскопических наблюдений, кото-
рые доказывают, что на старейших звездах этих элементов намного меньше, чем
на новых.
Большой взрыв - гипотетическое начало расширения Вселенной.
Обстоятельства дальнейшего развития спустя один миллион лет отчасти неясны.
Как именно растущий болид, который предположительно должен был быть в про-
странственном отношении довольно однородным, расширялся еще дальше, чтобы об-
разовать большие неоднородные скопления материи, которые мы наблюдаем в виде
галактик, и как именно были образованы различные типы звезд — на все эти во-
просы все еще нет достаточно обстоятельного ответа, хотя мы можем кратко и в
общих чертах описать некоторые процессы.
Несмотря на то, что на ранних этапах развития Вселенной сила тяжести играла
незначительную роль, теперь она стала приобретать ключевое значение. Мы можем
видеть, что, в значительной степени благодаря силе тяжести, начинают образо-
вываться массы материи, которые притягивают другие массы, до тех пор, пока, в
конечном счете, не возникают еще более крупные скопления. Вызванные этим раз-
растанием и уплотнением столкновения повысят местную температуру до тех пор,
пока масса не накалится до такой степени, что начнет светиться. В конечном
итоге, более крупные куски материи достигнут такой высокой температуры, что
начнут происходить ядерные реакции — образуется новая звезда.
С этого момента теплота, созданная ядерным синтезом, будет препятствовать
сжатию звезды, так как если оно происходит, то звезда нагреется, ядерные ре-
акции ускорятся, и в результате возрастающее давление заставит звезду немного
расшириться, чтобы нейтрализовать начинающее сжатие. Этот механизм работает
как регулятор, который позволяет звезде благополучно «гореть» в течение мил-
лионов или даже миллиардов лет.
В конце концов, у звезды должно истощиться ядерное топливо. Расчеты показы-
вают, что большие звезды сгорают очень быстро, звезды средней величины (как
Солнце) — медленнее, а небольшие звезды — очень и очень медленно. Звезда, в
десять раз массивнее Солнца, вырабатывает свое топливо в сто раз быстрее. Что
происходит, когда начинает истощаться ядерное топливо, — достаточно сложный
вопрос, и ответ на него во многом зависит от массы звезды. Процесс ядерного
синтеза может создать элементы, такие как углерод и азот, из водорода и ге-
лия. Затем звезда может попытаться использовать эти более тяжелые элементы в
качестве топлива, создавая при этом еще более тяжелые, но, в конечном итоге,
наступает этап, когда не остается больше элементов, ядерные превращения кото-
рых могут обеспечить ее достаточной энергией. В этот момент всеобъемлющая си-
ла тяжести, которая сдерживалась теплотой, порождаемой ядерными процессами,
одерживает верх. Звезда сжимается. Как именно это происходит, опять зависит
от размера звезды и характера элементов ее составляющих. Звезды меньших раз-
меров , вероятно, становятся белыми карликами и очень, очень медленно исчезают
из виду. У более крупных звезд сжатие может быть таким быстрым, что звезда
буквально взрывается, извергая до половины своего содержимого в космос и рас-
сеивая материю с высокой скоростью во всех направлениях. Во время самого
взрыва создаются многие элементы тяжелее железа (которые не очень многочис-
ленны) .
Такой катастрофический взрыв называется сверхновой звездой. В течение не-
скольких дней звезда светится необычайно ярко. Когда это случилось со звездой
в нашей галактике в 1604 году, то это явление вызвало сенсацию. Мы до сих пор
можем наблюдать остатки сверхновой звезды, ее предшественницы, наблюдаемой
китайскими астрономами в 1054 году. Это большое облако светящегося газа, ко-
торое мы называем Крабовой туманностью, все еще очень быстро расширяется, и
мы можем даже видеть остаток звезды, теперь пульсар (вращающаяся нейтронная
звезда), в ее центре.
Именно взрывы, подобные этим, оказались основным источником большинства
элементов в нашем теле (за исключением водорода). Осознание того, что многие
из атомов, из которых созданы мы сами, образовались не в начале мироздания, а
должны были подвергнуться действию тепла внутри звезды и быть выброшенными в
космос, создает странное ощущение.
Как же в таком случае образовались планеты? Подробнее этот вопрос рассмот-
рен в главе 8. Здесь мы только в общих чертах опишем этот процесс. Когда мы
рассматриваем в телескопы сложности нашей галактики, то можем увидеть, что
многое в ней закрыто большими облаками газа и пыли, некоторые из них более
рассеянные, некоторые менее, но все они, по земным меркам, очень разрежены.
Частицы пыли, примерно такого же размера, что и частицы сигаретного дыма, ве-
роятно, образованы из смеси маленьких кусочков железа, камня, льда и соедине-
ний углерода. Довольно удивительно, но в этих газовых облаках были обнаружены
более пятидесяти видов плавающих малых органических молекул, особенно в более
плотных облаках (где меньше ультрафиолетового света, их разрушающего), хотя в
массе они в итоге составляют только около одной миллионной доли. Это химиче-
ски активные молекулы, такие как цианистый водород (HCN) и формальдегид
(НСНО). Какая именно часть этого огромного количества очень слабых молекул,
рассеянных в пространстве, сыграла свою роль в происхождении жизни, точно не-
известно, но, скорее всего, их непосредственное участие было не слишком зна-
чительным. Мелкие молекулы, которые образуют основу жизни (см. главу 3, а
также главу 5) — аминокислоты, сахарозы, основания, и т. д. — все же там не
обнаружены, хотя некоторые из них можно было бы довольно легко синтезировать
из тех, что встречаются в космосе. Есть некоторые предположения относительно
реакций, которые могут происходить в кометах и других небольших телах Солнеч-
ной системы.
Считается, что Солнце и окружающие его планеты образовались в результате
уплотнения, возникшего благодаря силе тяжести, медленно вращающегося такого
облака. Как именно это произошло, все еще спорный вопрос. Грубо говоря, по
мере сжатия облака скорость его вращения возрастала (чтобы сохранить момент
количества движения), так что оно вытянулось в форму диска. Центр этого диска
со временем стал Солнцем, тогда как оставшиеся куски материи уплотнились и
образовали планеты и астероиды. Подробнее этот процесс рассмотрен в главе 8.
Большая часть этого облака, должно быть, состояла из водорода и гелия, так
как эти элементы наиболее распространены на Солнце, но планета типа Земли на-
ходится слишком близко к Солнцу и в то же время не так массивна, чтобы удер-
жать такие легкие элементы силой своего относительно слабого гравитационного
поля, поэтому, вероятно, что они затерялись в космосе. (На крупных внешних
планетах их все еще очень много.) Земля же со своим внутренним ядром из желе-
за и твердой оболочкой из более легких элементов, находящихся вблизи поверх-
ности, образовалась из скопления пепла существовавших когда-то звезд. Биосфе-
ра, в которой мы живем, — это хрупкий слой материи на поверхности довольно
малой планеты звезды весьма средней величины.
Наиболее важный момент, который вытекает из этого краткого описания, заклю-
чается в том, что жизнь, насколько нам известно, вероятно, не могла зародить-
ся вскоре после Большого взрыва, потому что необходимых элементов для ее воз-
никновения тогда не существовало. Потребовался период в один или два миллиар-
да лет, возможно, больше, прежде чем достаточное количество крупных звезд за-
вершили свой жизненный цикл и взорвались, предоставив тем самым атомы, необ-
ходимые для создания органической жизни. Затем они должны были рассеяться,
чтобы из осколков образовались новые звезды и планеты. К сожалению, мы точно
не знаем, насколько естественней этот процесс, поэтому мы не можем быть уве-
рены, исходя из теоретических предпосылок, у какого количества звезд могут
быть планеты, вращающиеся вокруг них, хотя, как мы увидим в главе 8, этому
есть некоторые косвенные подтверждения.
Давайте теперь кратко перечислим те размеры и периоды времени, которые нас
интересуют. Диаметр Солнечной системы — около одной пятнадцатой светового го-
да . Ближайшая звезда находится на удалении 4,3 световых лет. В пределах два-
дцати световых лет находятся примерно сто звезд. Наша собственная галактика —
это медленно вращающийся неправильный диск, состоящий из звезд, пыли и газа,
примерно 100000 световых лет в диаметре, содержащий, вероятно, 1011 звезд.
Ближайшая крупная галактика — Андромеда, несколько больше нашей. Она находит-
ся на удалении двух миллионов световых лет, между ними почти ничего нет (за
исключением нейтрино и фотонов), хотя в непосредственной близости находятся
несколько галактик меньшей величины. За ее пределами Вселенная расширяется во
всех направлениях на расстояние, по крайней мере, в три миллиарда световых
лет, и, может быть, содержит общее число галактик 1011 различных типов и раз-
меров .
Возраст Земли и остальной Солнечной системы составляет примерно 4,5 милли-
ардов лет. Время, которое прошло со времени Большого взрыва, известно с мень-
шей точностью, но, вероятно, находится в пределах от семи до пятнадцати мил-
лиардов лет. Вскоре после Большого взрыва практически не существовало тяжелых
элементов, значительное их количество образовалось через миллиард (или около
этого) лет после него.
Глава 3.
Единообразие
биохимии
В сущности, проблема возникновения жизни — это проблема органической химии,
химии соединений углерода, но органической химии в необычной плоскости. Осо-
бый характер живых существ, как мы убедимся, с невероятной тонкостью и точно-
стью подробно определен уже на уровне атомов и молекул. В начале, должно
быть, именно молекулы развились таким образом, что образовалась первая живая
система. Поскольку жизнь зародилась на Земле настолько давно, возможно, даже
четыре миллиарда лет назад, то нам очень трудно узнать, как выглядели первые
живые существа. В основе всех живых существ на Земле, без исключения, лежит
органическая химия, а подобные химические соединения обычно неустойчивы в те-
чение длительных периодов времени при том колебании температур, что существу-
ет на поверхности Земли. Постоянные сотрясения, вызванные тепловым движением
в течение сотен миллионов лет, в конце концов, разрушают сильные химические
связи, прочно удерживающие вместе атомы органической молекулы в течение более
коротких периодов времени, например, в течение нашей собственной жизни. По
этой причине почти невозможно найти «молекулярные ископаемые» из тех очень
давних времен.
Минералы могут быть намного устойчивее, по крайней мере, на отчасти менее
обработанном уровне, в основном, потому что в их атомах для образования регу-
лярных трехмерных структур используются прочные связи. Разрыв одинарной связи
значительно не разрушит форму минерала. Ископаемые можно в изобилии наблюдать
в горных породах, сформировавшихся немногим более миллиарда лет назад, к тому
времени, когда организмы уже достаточно развились, и у них появились костные
ткани. Обычно подобные ископаемые состоят не из первичных тканей тех организ-
мов, а из неорганических отложений, которые просочились в них и приобрели их
форму. Форма мягких тканей обычно не сохраняется, хотя иногда присутствуют
следы типа червоточин — отпечатки на горных породах времени.
Существуют ли вообще ископаемые намного древнее этих? Тщательное микроско-
пическое исследование очень древних пород доказало, что они содержат неболь-
шие вкрапления, которые выглядят как окаменелые остатки очень простых орга-
низмов , несколько напоминающих некоторые одноклеточные организмы, обитающие
сегодня на Земле. Это имеет большое значение. Мы склонны предполагать, что в
процессе эволюции многоклеточные существа развились из этих древних организ-
мов, которые имели только одну клетку. Хотя некоторые обстоятельства здесь
все еще спорны, первые организмы такого типа появились примерно 2,5 — 3,5
миллиарда лет назад. Возраст Земли примерно 4,5 миллиарда лет. После того как
утих хаос ее первоначального формирования, наступил период длиною около мил-
лиарда лет, в течение которого могла бы развиться жизнь на основе сложного
химического состава земной поверхности, особенно в океанах, озерах и заводях.
Мы совсем не располагаем ископаемыми останками того периода, потому что все
еще не обнаружены сохранившиеся фрагменты осадочных пород того времени.
У нас есть только два способа подойти к этой проблеме. Мы можем попытаться
смоделировать те древние условия в лаборатории. Поскольку жизнь — это, веро-
ятно, счастливая случайность, которой даже для появления в расширенной лабо-
ратории на поверхности планеты могло понадобиться много миллионов лет, то не
слишком удивительно, что подобные исследования до сих пор далеко не продвину-
лись , хотя здесь есть и некоторые успехи. Кроме того, мы можем тщательно изу-
чить все живые организмы, существующие сегодня. Так как все они произошли от
какого-нибудь из тех первых простых организмов, то можно надеяться, что они
все еще несут в себе некоторые следы тех самых древних живых существ.
На первый взгляд, подобная надежда представляется абсурдной. Неужели что-то
может объединять лилию и жирафа? Неужели человек может иметь что-то общее с
бактериями, живущими в его кишечнике? Циник мог бы заявить, что поскольку,
так или иначе, все живые существа едят или их съедают, то это, по крайней ме-
ре, говорит о том, что у них есть нечто общее. Удивительно, но оказывается,
что это действительно так. Единство биохимии намного глубже и полнее, чем
предполагали всего лишь сто лет назад. Огромное разнообразие природы: чело-
век, животные, растения, микроорганизмы, даже вирусы — на химическом уровне
все создано по общему основному плану. Именно фантастическое совершенствова-
ние этого основного плана, развившееся в ходе естественного отбора за бесчис-
ленные поколения, создает для нас трудности в нашей повседневной жизни при
проникновении под его внешнюю форму и постижении единства изнутри. Несмотря
на все различия, мы все пользуемся единым химическим языком, или, точнее, как
мы увидим, двумя такими языками, близко связанными друг с другом.
Для понимания единства биохимии мы должны сначала уяснить в самых общих
чертах, какие химические реакции происходят внутри организма. Живую клетку
можно представить как довольно сложную, хорошо организованную химическую фаб-
рику, которая принимает один набор органических молекул — свое питание, —
расщепляет их при необходимости на более мелкие единицы, а затем вновь сорти-
рует и соединяет эти более мелкие единицы, часто за несколько осторожных ша-
ров, в целях создания многих других мелких молекул, некоторые из которых она
выделяет, а другие использует для дальнейшего синтеза. В частности, она соби-
рает особые наборы этих мелких молекул в длинные цепи, обычно без ответвле-
ний, чтобы образовать жизненно важные макромолекулы клетки, три больших се-
мейства гигантских молекул: нуклеиновые кислоты, белки и полисахариды.
Первый уровень организации, который мы должны рассмотреть, самый низший из
всех, — это тот уровень, на котором атомы связываются один с другим для обра-
зования мелких молекул. Итак, один атом является довольно симметричным объек-
том. Его форма приближается к сферической, и если мы посмотрим на него в зер-
кало, то его зеркальное отражение окажется точно таким же, именно так выгля-
дел бы и бильярдный шар. Более сложные структуры могут оказаться «разветвлен-
ными» — наши собственные руки отличный тому пример1. Если мы посмотрим на
правую руку в зеркало, то увидим левую руку, и наоборот. Мы можем сложить обе
наши руки, как в молитве, и кажется, что между ними мы держим зеркало. Спосо-
ба, с помощью которого мы можем точно наложить одну руку на другую, даже мыс-
ленно , не существует.
У некоторых простых органических молекул, таких как спирт, «разветвлен-
ность» отсутствует; они и их зеркальные отображения одинаковы, так же, как
кубок. Но большинству органических молекул это не свойственно. Сахар на обе-
денном столе, если взглянуть на него в зеркало, становится совершенно другим
собранием атомов. Эта разница имеет значение не для всех типов химических ре-
акций . Если бы мы нагрели такую молекулу и могли наблюдать, как увеличиваются
молекулярные колебания до тех пор, пока не нарушится одна из связей, то уви-
дели бы, что в случае, когда мы представили бы этот процесс в зеркальном изо-
бражении, относительные перемещения всех атомов оказались бы идентичными. Ос-
новные реакции в химии симметричны в условиях отражения с очень высокой сте-
пенью приближения. Разветвленность становится важной, только если две молеку-
лы должны точно соответствовать друг другу. Мы можем увидеть это при изготов-
лении перчатки. Все детали перчатки: ткань, нить, даже пуговицы — каждая по
отдельности, зеркально-симметричны, но их можно соединить двумя похожими, но
различными способами, чтобы сшить перчатку, как на правую руку, так и на ле-
вую. Очевидно, что нам нужны обе, потому что у нас две разные руки, хорошая
перчатка на левую руку не подойдет на правую.
Простейшая форма асимметричной молекулы этого типа образуется, когда один
Здесь идет речь об оптической изомерии и оптической активности. За справкой можно
обратиться к книге Н.Грин, У.Стаут, Д.Тейлор «Биология» (в 3 томах), М. : Мир, 1993
(т. I., с. 158), где сказано: «Оптическая изомерия — свойство любого соединения, ко-
торое может существовать в двух формах, относящихся друг к другу, как предмет к сво-
ему отражению. Подобно правой и левой перчаткам, эти структуры ни при каком переме-
щении в пространстве не могут совпасть друг с другом.» (Прим. пер.)
атом углерода связан одинарными связями с четырьмя другими разными атомами
или группами атомов. Это происходит потому, что все четыре связи атома угле-
рода не лежат в одной и той же плоскости, а расположены с равными промежутка-
ми во всех трех измерениях и направлены приблизительно к вершинам правильного
тетраэдра.
W
U
Распределение в пространстве четырех связей вокруг
одного атома углерода.
Таким образом, органические молекулы (молекулы, содержащие атомы углерода)
часто могут быть разветвленными, даже когда они могут оказаться мелкими, но
нам нужно понять, какое значение все это имеет для клетки. Основная причина
заключается в том, что биохимическая молекула не изолирована от других. Она
вступает в реакцию с другими молекулами. Почти любая биологическая реакция
ускоряется с помощью свойственного только ей особого катализатора. Мелкая мо-
лекула, для того чтобы прореагировать подобным образом, должна плотно приле-
гать к поверхности катализатора, и поскольку у мелкой молекулы есть вздутие,
то оно должно быть и у катализатора. Как в случае с перчаткой, реакция не бу-
дет происходить должным образом, если мы попытаемся приспособить левосторон-
нюю молекулу во впадину, соответствующую правосторонней.
Представьте, что в эту минуту вы можете наблюдать за работающей химической
фабрикой и видеть все многочисленные происходящие там реакции, при этом моле-
кулы быстро перемещаются с одного места на другое, приспосабливаясь к различ-
ным каталитическим молекулам, расщепляются, вновь образуются, группируются и
вступают в реакцию еще самыми различными способами. Теперь представьте, что
вы наблюдаете за фабрикой, являющейся точным зеркальным отражением первой.
Все будет происходить как и раньше, так как в зеркальном мире законы химии те
же самые. Трудности возникнут, только если вы попытаетесь объединить обе фаб-
рики, смешивая при этом некоторые составные части одной системы с элементами
зеркального мира.
Поэтому мы можем понять, почему в одном организме многие «разветвленные»
асимметричные молекулы, крупные и мелкие, должны быть гармоничны. Более того,
доказано экспериментально, что асимметричные молекулы с одной стороны вашего
тела имеют точно такое же вздутие, что и молекулы с противоположной стороны.
Но разве не могли бы существовать два различных типа организмов: один — зер-
кальное отображение другого, по крайней мере, в том, что касается их состав-
ляющих? Такого просто нет. В природе не существует двух различных царств, в
одном из которых есть молекулы одного типа, а в другом — их зеркальное ото-
бражение. Глюкоза везде имеет одинаковое вздутие. Еще важнее, что мелкие мо-
лекулы, которые соединяются вместе для образования белка, аминокислоты, все
являются L-аминокислотами (их зеркальные изображения называются D-
аминокислоты: L = Levo, D = Dextro)1, а все сахары в нуклеиновых кислотах
также имеют одинаковое вздутие. Первый великий объединяющий принцип биохимии
заключается в том, что все основные молекулы во всех организмах имеют одина-
ковое вздутие.
Зеркало
(К Л)Н
I
Н—С —N11,
I
(К .OH
I
II.N— С— Н
I
сн,
Две разновидности аминокислотного аланина. Каждая является зер-
кальным отображением другой. L-аланин - на рисунке слева.
Есть много других биохимических особенностей, которые необыкновенно похожи
во всех клетках. Фактически существующие метаболические пути (точные пути, по
которым одна мелкая молекула преобразуется в другую) часто удивительно похо-
жи, хотя не всегда одинаковы. Поэтому существует несколько структурных осо-
бенностей, но единообразие еще поразительнее на глубочайших уровнях организа-
ции; поразительнее, потому что оно является одновременно произвольным и за-
конченным .
Многое в структуре и механизме обмена веществ клетки основано на одном се-
мействе молекул, белках. Молекула белка — это макромолекула, насчитывающая до
тысяч атомов. Каждый белок организован определенным образом, каждый атом на-
ходится на своем месте. Каждый вид белка образует сложную трехмерную структу-
ру, не похожую на другие, которая позволяет ему выполнять каталитическую или
структурную функцию. Эта трехмерная структура образована путем свертывания
лежащей в ее основе одномерной структуры, которая сложена из одной или более
так называемых полипептидных цепей. Последовательность атомов вдоль этого ос-
това образует структуру из шести атомов, повторяющуюся снова и снова. Разно-
образие обеспечивают очень небольшие боковые цепочки, которые отходят от ос-
това, по одной при каждом повторе. У типичного остова их насчитывается не-
сколько сотен.
Неудивительно, что синтетический механизм клетки создает из этих полипеп-
тидных цепей, связывая их друг с другом непрерывной веревочкой, особый набор
мелких молекул, аминокислоты. С одного конца они все похожи (на участке, ко-
торый образует повторяющийся остов), но отличаются с другого конца (на том
участке, который образует малые боковые цепочки). Удивительно то, что при
создании белка используется лишь двадцать их разновидностей, и этот набор из
двадцати видов постоянен повсюду в природе. Кроме того, ведь существуют еще
другие виды аминокислот, и некоторые из них можно найти в клетке. Тем не ме-
1 В указанной выше книге далее сказано, что правовращающие соединения обозначают бу-
квой D, а левовращающие — буквой L. И затем: «Два изомера глицеральдегида обозначают
как D-изомер (правовращающий) и L-изомер (левовращающий)». — Прим. пер.
нее, для создания белка используется только этот определенный набор из два-
дцати видов.
Модель ферментной рибонуклеазы А. Показана часть активного уча-
стка фермента. Обычно белок полностью окружен молекулами воды.
Белок похож на абзац, написанный на языке с двадцатибуквенным алфавитом,
конкретная природа белка при этом определяется конкретным порядком букв. За
одним тривиальным исключением — этот шрифт никогда не меняется. Животные,
растения, микроорганизмы и вирусы — все пользуются одним и тем же набором
букв, хотя, насколько мы можем судить, можно было бы легко воспользоваться
другими похожими буквами, точно так же, как при создании нашего собственного
алфавита можно было бы использовать другие символы. Выбор некоторых из этих
химических букв очевиден, поскольку они очень мелкие и легко доступны. Выбор
других не столь очевиден. Если бы в каждом напечатанном в мире тексте исполь-
зовался один и тот же произвольный набор букв (что, как мы знаем, далеко не
так), то мы бы сделали обоснованный вывод, что этот вполне разработанный
шрифт, вероятно, возник в одном конкретном месте и переходил дальше в процес-
се постоянного копирования. Трудно не прийти к такому же заключению в отноше-
нии аминокислот. Набор из двадцати видов до того универсален, что его выбор,
по-видимому, относится к самому началу появления всех живых существ.
Природа пользуется еще одним, совершенно отличным химическим языком, кото-
рый также довольно единообразен. Генетическую информацию любого организма со-
держит в себе одно из двух близко связанных семейств гигантских цепочечных
молекул, нуклеиновых кислот ДНК и РНК, подробнее описанных в главе 5. Каждая
молекула имеет безмерно длинный остов с регулярной, повторяющейся структурой.
И снова боковая группа присоединена через равные промежутки, но в этом случае
существует только четыре типа; у генетического языка только четыре буквы.
Длина типичного малого вируса, такого как вирус полиомиелита, около пяти ты-
сяч букв. Генетическое сообщение в клетке бактерии обычно насчитывает не-
сколько миллионов букв; а у человека — несколько миллиардов, упакованных в
центре каждой из наших многочисленных клеток.
Одно из важнейших биологических открытий шестидесятых годов заключалось в
обнаружении генетического кода, малого словаря (в принципе похожего на азбуку
Морзе), который переводит язык генетического материала, состоящий из четырех
букв, на язык белка, исполнительный язык, состоящий из двадцати букв. Подроб-
нее он описан во вставке.
Генетический код
Генетический код — это небольшой словарь, который устанавливает связь между
языком нуклеиновых кислот из четырех букв и языком белков из двадцати букв.
Каждый триплет оснований соответствует определенной аминокислоте, за исключе-
нием трех триплетов, которые обозначают завершение полипептидной цепи. Код
изложен в стандартной форме, воспроизводимой в противоположной, понять кото-
рую, вследствие использования аббревиатур, можно за одну-две минуты. Четыре
основания информационной РНК представлены своими первыми буквами: Урацил, Ци-
тозин, Аденин, Гуанин. Каждая из двадцати аминокислот представлена тремя бук-
вами, обычно первыми тремя буквами своего названия. Таким образом, Гли озна-
чает Глицин, Фен — Фенилаланин.
Первое основание
У
Ц
А
Г
Второе основание
У
Фен
Фен
Лей
Лей
Лей
Лей
Лей
Лей
Иле
Иле
Иле
Мет
Вал
Вал
Вал
Вал
ц
Сер
Сер
Сер
Сер
Про
Про
Про
Про
Тре
Тре
Тре
Тре
Ала
Ала
Ала
Ала
А
Тир
Тир
Стоп-код
Стоп-код
Гис
Гис
Глн
Глн
Асн
Асн
Лиз
Лиз
Асп
Асп
Глу
Глу
Г
Цис
Цис
Стоп-код
Три
Apr
Apr
Apr
Apr
Сер
Сер
Apr
Apr
Гли
Гли
Гл и
Гли
Третье основание
У
Ц
А
Г
У
ц
А
Г
У
Ц
А
Г
У
Ц
А
Г
Ала - аланин
Apr - аргинин
Асн - аспарагин
Асп - аспарагиновая к-та
Вал - валин
Гис - гистидин
Гли - глицин
Глн - глутамин
Глу - глутаминовая к-та
Иле - изолейцин
Лей - лейцин
Лиз - лизин
Мет - метионин
Про - пролин
Сер - серии
Тир - тирозин
Тре - треонин
Три - триптофан
Фен - фенилаланин
Цис - цистеин
В качестве примера рассмотрим левый угол кода. Мы видим, что как УУУ, так и
УУЦ кодируют фенилаланин, поскольку в этой позиции записано Фен. В нижнем
правом углу мы видим, что глицин (Гли) закодирован всеми четырьмя триплетами,
которые начинаются с ГГ, то есть ГГУ, ГГЦ, ГГА и ГГГ. Большинство аминокислот
имеют несколько так называемых «кодонов», но триптофан имеет только один,
УГГ, также как и метионин, АУГ.
Довольно удивительно, но триплет АУГ также является частью сигнала «начало
цепочки», поскольку все цепочки начинаются с метионина или его близкого род-
ственника. Эта исходная аминокислота обычно отщепляется до завершения синтеза
белка.
Приведенный ниже код — это стандартный код, которым пользуется огромное
большинство систем по синтезу белка, обнаруженных у животных, в растениях и в
микроорганизмах. В этой схеме не отражены недавно установленные некоторые не-
значительные отклонения. В соответствии с этой новой информацией, гены внутри
митохондрий человека используют для обозначения триптофана как УГА, так и
УГГ. УАА кодирует скорее метионин, чем изолейцин. Таким образом, в митохонд-
риях человека все аминокислоты кодируются, по крайней мере, двумя триплетами.
Вместо обычных трех существует четыре СТОП1 кодона (УГА теперь обозначает
триптофан), поскольку АГА и АГГ также кодируют скорее СТОП, а не аргинин.
Другие виды митохондрий, например, такие как у дрожжей, похожи, хотя откло-
нения от стандартного кода не полностью совпадают с отклонениями митохондрий
человека.
Для того чтобы перевести генетическое сообщение на определенный участок
нуклеиновой кислоты, биохимический механизм считывает последовательность бо-
ковых цепочек группами из трех цепочек, начиная с некоторой заданной точки.
Поскольку в языке нуклеиновой кислоты только четыре различных буквы, то суще-
ствует шестьдесят четыре возможных триплета (4 х 4 х 4). Шестьдесят один из
них (они называются кодонами) означают ту или иную аминокислоту. Три осталь-
ных триплета означают «конец цепочки». (Сигнал «начало цепочки» немного слож-
нее. )
Точная природа генетического кода имеет такое же значение в биологии, как и
периодическая таблица элементов Менделеева в химии, но между ними есть и су-
щественная разница. Периодическая таблица, должно быть, одинакова во всей
Вселенной. Генетический код, по-видимому, довольно произволен или, по крайней
мере, частично таков. Предпринималось много попыток вывести зависимость между
двумя языками на основании принципов химии, но до сих ни одна из них не при-
вела к успеху. У кода есть несколько постоянных признаков, но они могут ока-
заться случайными.
Даже если бы где-нибудь в другом месте существовала совершенно особая форма
жизни, в основе которой также были бы нуклеиновые кислоты и белок, я все рав-
но не вижу достаточных оснований, почему генетический код должен быть точно
таким же, как и здесь. (Азбука Морзе, между прочим, не вполне произвольна.
Наиболее часто встречающиеся буквы, например, е и т, состоят из наименьшего
числа точек и тире.) Если это проявление произвольности в генетическом коде
подтвердится, то мы можем только еще раз прийти к выводу, что вся жизнь на
Земле возникла из одной очень примитивной популяции, которая первая использо-
вала его, чтобы управлять потоком химической информации с языка нуклеиновой
кислоты на язык белка.
Таким образом, чтобы нести генетическую информацию, все живые существа
пользуются одним и тем же языком из четырех букв. Все пользуются одинаковым
языком из двадцати четырех букв для создания своих белков, механических инст-
рументов живой клетки. Все пользуются одинаковым химическим словарем при пе-
реводе с одного языка на другой. О такой невероятной степени единообразия ед-
ва ли подозревали немногим более сорока лет назад, когда я был еще студентом.
Аббревиатура СТОП обозначает три триплета, которые могут завершать полипептидную
цепь.
Сегодня я нахожу странным, что те люди, которым размышления о своем единстве
с природой доставляют глубокое удовлетворение, часто совершенно не подозрева-
ют о том самом единстве, о котором они пытаются судить. Возможно, в Калифор-
нии уже существует церковь, в которой каждое воскресное утро оглашается гене-
тический код, хотя я сомневаюсь, что кто-нибудь посчитает весьма вдохновляю-
щим подобное голое перечисление фактов.
Далее мы увидим, что один из способов подойти к проблеме происхождения жиз-
ни — это попытаться представить, каким образом это замечательное единообразие
впервые появилось. Почти все современные теории и экспериментальные исследо-
вания по происхождению жизни за исходную точку принимают синтез либо нуклеи-
новой кислоты, либо белка, или же того и другого вместе. Каким образом на
этой первозданной Земле (если жизнь действительно зародилась на Земле) могли
появиться первые необходимые для этого макромолекулы? Мы уже видели, что эти
цепочечные молекулы образованы объединением мелких субъединиц в непрерывную
цепочку. Каким образом могли синтезироваться мелкие молекулы в этих древних,
пребиотических условиях? И каким образом мы могли бы определить, даже если бы
имели возможность наблюдать весь процесс на уровне атомов, когда система
впервые заслужила название «живая»? Чтобы понять эту проблему, мы должны ис-
следовать в следующей главе: какие качества должны присутствовать у любой жи-
вой системы.
Глава 4.
Сущность
жизни
Дать краткое определение «жизни» или «живого» не просто. Конечно, под «жи-
вым» я не обязательно имею в виду думающее или чувствующее существо, посколь-
ку для биолога растения несомненно являются живыми, а некоторые люди (не счи-
тая немногих легковерных индивидуумов без научной подготовки) верят, что рас-
тения думают и чувствуют, как мы и другие животные. Бактерии — сколь ни мало
они должны ощущать, хотя бы могут «чувствовать запах» молекул пищи и плыть к
ним, — конечно же следует считать живыми. С вирусами дело обстоит сложнее.
Здесь мы вплотную приближаемся к границе живого и неживого. Возможно, лучший
способ подойти к решению задачи — это описать то, что мы знаем об основных
процессах жизни, снимая шелуху с луковицы до тех пор, пока останется совсем
немногое или вообще ничего, и затем обобщить то, что мы узнали.
Когда мы делаем это, то не можем не поражаться очень высокой степени орга-
низованной сложности, которую находим на каждом уровне, а особенно на молеку-
лярном уровне, так как у нас есть все основания считать, что структуры, легко
видимые невооруженным глазом, а также структуры, видимые только в микроскоп,
— все созданы путем сложных взаимодействий своих молекулярных составляющих.
Насколько сложны эти макромолекулы и как именно они образованы?
Самый выдающий пример молекулярной архитектуры, найденный в живых организ-
мах, — без сомнения, белковое семейство. Даже относительно простой белок мо-
жет насчитывать до двух тысяч атомов, образуя довольно точную трехмерную
структуру (при этом каждый атом находится на предназначенном ему месте), если
ее не нарушили постоянные столкновения, вызванные тепловым движением. Более
того, эта сложная трехмерная форма жизненно важна для его функции. Если моле-
кула в растворе воды нагревается, то в большинстве случаев увеличившаяся тем-
пература сначала ослабит, а затем разорвет непрочные связи, соединяющие лежа-
щую в ее основе цепочку и ее правильную складку, настолько, что ее структура
придет в беспорядок и расстроится. На ее поверхности уже не будет правильных
впадин с соответствующими химическими группами, и поэтому она больше не смо-
жет выполнять свою первоначальную функцию. Если в растворе есть другие моле-
кулы белка, также находящиеся в этом дезорганизованном состоянии, то они мо-
гут слипнуться друг с другом и свернуться, так что даже в случае охлаждения
раствора сплетенная масса не может вновь распутаться. Сварите яйцо, и толстая
суспензия белков превратится в безнадежно перемешанную массу, став механиче-
ски твердой там, где прежде она была мягкой и текучей.
На первый взгляд, задача создания точной копии неповрежденной трехмерной
структуры белка с ее хорошо организованной естественной складкой может пока-
заться очень трудной. Ее можно было бы представить как создание молекулярного
слепка с поверхности, как, например, его можно снять со скульптуры. Но как
скопировать внутреннее строение молекулы? Природа решила эту проблему с помо-
щью изящного приема. Полипептидная цепь синтезируется как вытянутая, довольно
одномерная структура, а затем свертывается. Процесс свертывания направляется
по точному образцу боковых цепочек, которые взаимодействуют друг с другом и с
остовом, используя многочисленные, слабые взаимные связи. Молекула исследует
постоянные благоприятные возможности, предложенные тепловым движением до тех
пор, пока не найдет оптимальную складку. Затем различные сегменты молекулы
аккуратно стягиваются воедино, столь точно соответствуя друг другу, что даль-
нейшее тепловое движение оставляет молекулу относительно спокойной.
Все, что нужно клетке для создания этого чуда молекулярного строения, — это
связать воедино аминокислоты (которые образуют полипептидную цепь) в правиль-
ном порядке. Это очень сложный биохимический процесс, молекулярный сборочный
конвейер, где используются инструкции в виде ленты нуклеиновой кислоты (так
называемая информационная РНК) , которую в общих чертах мы опишем в главе 5.
Здесь нам лишь необходимо задать вопрос: сколько же существует возможных бел-
ков? Если конкретная последовательность аминокислот выбрана случайно, то ка-
кова вероятность этого события?
Для комбинаторики эта задача не представляет трудности. Предположим, что
длина цепи около двухсот аминокислот; то есть она, во всяком случае, намного
короче средней длины белков всех типов. Так как мы имеем только двадцать воз-
можностей на каждом месте, то количество возможностей — это двадцать, умно-
женное на само себя около двухсот раз. Это удобно записать как 20200, и оно
приблизительно равняется 10260, то есть единице с 260 нулями!
Это число всецело находится за пределами наших обычных представлений. Для
сравнения возьмем количество фундаментальных частиц (проще говоря, атомов) во
всей видимой Вселенной, не только в нашей галактике с ее 1011 звездами, но во
всех миллиардах галактик, вне пределов видимого пространства. Это число, ко-
торое по оценке должно составить 1080, действительно незначительно по сравне-
нию с 10260. Более того, мы лишь рассмотрели полипептидную цепь довольной
средней длины. Если бы мы также рассмотрели более длинные цепи, то эта цифра
оказалась бы еще более необъятной. Можно доказать, что с тех пор как на Земле
появилась жизнь, количество различных полипептидных цепей, которые могли бы
быть синтезированы за все это долгое время, составляет только незначительную
долю вообразимого их числа. Значительное большинство последовательностей во-
обще никогда не могло быть синтезировано, ни в какое время.
Эти подсчеты учитывают только последовательность аминокислот. Они не прини-
мают во внимание тот факт, что многие последовательности не сворачивались
удовлетворительным образом в устойчивую компактную форму. Какая часть всех
возможных последовательностей сделала это — неизвестно, хотя есть предположе-
ние, что она явно невелика.
Поясним это с помощью свободной аналогии. Возьмем абзац текста, написанный
на английском языке. В нем используется набор символов, состоящий примерно из
тридцати знаков (буквы и знаки препинания, без учета заглавных букв). В ти-
пичном абзаце примерно столько же букв, сколько в типичном белке аминокислот.
Таким образом, подсчет, подобный описанному выше, покажет, что количество
различных последовательностей букв соответственно огромно. На самом деле су-
ществует ничтожно малая надежда, что миллиард обезьян на миллиарде пишущих
машинок когда-либо правильно напечатают хотя бы один сонет Шекспира в течение
нынешней жизни Вселенной. Многое из того, что было напечатано, окажется со-
вершенно невразумительным. Если мы поинтересуемся какая часть возможных абза-
цев будет иметь хоть какой-то смысл, то обнаружим, что она также окажется
весьма незначительной.
Тем не менее, количество полных смысла абзацев также очень значительно, да-
же если у нас нет простого способа вычислить это число. Точно также, количе-
ство возможных, различных, компактных устойчивых белков может быть очень
большим.
Как мы узнали, даже на этом самом основном уровне, существуют сложные
структуры, которые встречаются во множестве совершенно идентичных копий — то
есть те, которые организовали сложность и которые не могли возникнуть по чис-
той случайности. Жизнь, с этой точки зрения, является бесконечно маловероят-
ным событием, и все же мы видим, что она кишит вокруг нас во всех проявлени-
ях. Как же такие маловероятные явления могут быть столь распространенными?
Лишенный многих своих очаровательных сложностей основной механизм очень
прост. Его предложили как Дарвин, так и Уоллес, каждый из которых понял его
принцип, прочитав Мальтуса. Живые организмы обязательно должны бороться за
пищу, самца или самку, жизненное пространство, особенно с другими особями
своего вида. Они должны избегать хищников и других опасностей. В силу всех
этих различных причин некоторые оставляют больше потомства, чем другие, и по-
следующим поколениям будут преимущественно передаваться генетические характе-
ристики именно таких, получивших преимущество репликаторов. На более специ-
альном языке, если ген наделяет повышенной «приспособляемостью» своего обла-
дателя, то такой ген, вероятнее, обнаружится в генофонде следующего поколе-
ния. В этом состоит сущность естественного отбора. На первый взгляд, это ка-
жется почти тавтологией; однако здесь имеют значение не слова, а лежащие в
основе всего механизмы. Можем ли мы выразить самыми абстрактным терминами,
какими они должны быть?
Первое очевидное требование касается репликации и к тому же довольно точной
репликации. Нам необходимо передать значительное количество информации в ка-
честве инструкций, чтобы создать ту сложность, которая характеризует жизнь, и
если эта информация не копируется с приемлемой точностью, то механизм будет
разрушаться под накопившимся грузом ошибок. С другой стороны, абсолютная точ-
ность не требуется. Несомненно, всем копиям не следует быть абсолютно тожде-
ственными. Многие ошибки копирования окажутся помехой, но некоторые из них,
вероятно, приведут к улучшению, позволяющему гену функционировать более эф-
фективно . Они нам необходимы для того, чтобы заработал естественный отбор.
Таким образом, нам нужны мутации, как называются эти генетические ошибки, но
их не должно быть слишком много. На практике необходим исключительно низкий
процент ошибок, действительно столь низкий, что клетка обычно должна прини-
мать особые меры предосторожности, чтобы исправить большинство этих ошибок,
оставляя только некоторые для создания нужного разнообразия, если вид должен
в дальнейшем сохранить свои позиции и развиваться.
Важно отметить, что сами мутации должны копироваться с помощью механизма
репликации. Те ошибки, которые нельзя скопировать, бесполезны, так как они
только запутают всю систему. Подобные ошибки каким-то образом должны быть
устранены. Столкнувшись с такой химической ошибкой, система копирования может
пропустить ее и поместить наугад в одну из стандартных букв. Для того, чтобы
заработал естественный отбор, не имеет большого значения, какая сделана ошиб-
ка, пока конечным результатом не станет изменение, которое можно точно скопи-
ровать в последующих поколениях.
Репликация и мутация — это два важнейших требования. Отсюда вытекает, что
ген может быть более или менее «приспособлен». Самое минимальное преимущест-
во , которое он может иметь, заключается в том, что его можно быстрее и чаще
копировать по сравнению с его собратьями. Обычно он получает эту способность
более опосредованными путями. Он может направлять создание информационной
РНК, которая кодирует белок, имеющий некоторое особое и желательное свойство
с тем, чтобы организм, который им обладает, получил некоторое преимущество в
борьбе за появление более многочисленного и лучшего потомства. На научном
языке, улучшенный ген обычно непременно изменяет не только генотип (совокуп-
ность генов в организме), но также свой фенотип (приблизительно, свойства,
которые он демонстрирует миру). Как правило, это непременно основывается на
свойствах или избытке одного или более белков, так как белки управляют боль-
шей частью химических процессов, происходящих в теле, тогда как нуклеиновая
кислота, особенно ДНК, выполняет немного функций, за исключением репликации и
кодирования белков, а также некоторых структурных молекул РНК.
Существует одно окончательное общее требование. Мы должны избегать «пере-
крестного питания». Вообще, мы не хотим, чтобы соперничающий организм извлек
пользу из результата развития наших генов. Мы хотим, чтобы эти результаты по-
могали только нашим собственным генам. Это означает, что мы должны каким-то
образом хранить ген и результаты его развития вместе. На самых низших уровнях
для хранения генов и большей части результатов их развития удобно пользовать-
ся одной и той же сумкой. Эта сумка называется клеткой, и она окружена очень
тонкой полупроницаемой мембраной, которая мешает большей части молекул внутри
клетки покинуть ее до тех пор, пока для присутствия этой молекулы за ее пре-
делами не будет достаточных оснований. В мембране существуют особые ворота и
насосы, чтобы доставлять пищу и другие молекулы в клетку извне и выпускать
наружу отходы и выборочно другие молекулы.
Вышесказанное в общих чертах характеризует главные требования к информаци-
онной системе, необходимой для жизни, но из них вытекают более безотлагатель-
ные и земные требования. Так как нам необходимо снимать копии некоторого ко-
личества молекул, то у нас должен быть достаточный запас сырья. За исключени-
ем самых особых случаев, эти химические соединения необходимо преобразовать в
другие, близкие им соединения. В настоящее время каждый такой шах1 в клетках
обычно катализирует особый белок, фермент, характерный лишь для данной реак-
ции. При зарождении жизни этот сырьевой материал, в основном, должно быть,
имел уже готовую для немедленного использования форму, так как в то время
могло существовать лишь незначительное число специфических катализаторов, ес-
ли таковые вообще имелись, для того, чтобы первозданный бульон стал более ап-
петитным .
Для проведения органического синтеза необходим запас энергии, и это должна
быть доступная энергия. На научном языке она называется свободной энергией,
что вовсе не означает, что вы получаете ее даром. (В термодинамике у данного
термина есть довольно точное значение.) Таким образом, система не находится в
состоянии равновесия, в узком смысле этого слова, хотя она может быть в со-
стоянии динамического равновесия. Весьма приблизительной аналогией было бы
сопоставление спокойного пруда, равновесие которого статично, и бегущей реки,
которая продолжает неизменно течь во многом как бы одинаковым образом. Живая
система напоминает реку. В нее втекают сырье и свободная энергия, тогда как
вытекают отходы и тепло. С научной точки зрения, это открытая система. Только
таким способом она может продолжить синтез, необходимый для повторяющейся хи-
мической репликации.
Таковы основные требования к жизни. Система должна уметь свободно копиро-
вать как свои собственные инструкции, так и косвенно любой механизм, необхо-
димый для их выполнения. Репликация генетического материала должна быть до-
вольно точной, но мутаций — ошибок, которые можно верно скопировать, — должен
быть очень небольшой процент. Ген и его «продукт» должны храниться довольно
близко друг от друга. Система непременно является открытой и должна иметь за-
пас исходного материала и, тем или иным образом, запас свободной энергии.
Сформулированные в самых общих чертах требования не кажутся слишком строги-
ми, хотя, как мы увидим, их очень трудно выполнить, если начинаешь все с са-
мого начала. Что представляется не таким очевидным — так это замечательная
способность такой системы к совершенствованию. Процесс копирования с немноги-
ми редко встречающимися ошибками — к чему же он мог бы привести?
Первый момент, который следует уяснить, — это непрерывный характер процес-
са. Для того чтобы достичь чего-нибудь необыкновенного, система должна посто-
янно функционировать эффективно. Но это означает, что мы удваиваем количество
копий каждое «поколение». Большинство людей знают, что это быстро приводит к
трудно поддающимся исчислению числам. Традиционно рассказывают историю о ко-
роле или султане, который захотел наградить одного из своих слуг и спросил,
какую награду тот хотел бы получить. Человек (непонятно, был ли он хитрым или
наивным, мудрым или безрассудным, тираны обычно не любят, чтобы их заставляли
выглядеть глупцами) якобы придумал то, что, на первый взгляд, представляется
вполне скромной просьбой. Указав на шахматную доску, он попросил одно зерно
пшеницы за первую клетку, два за вторую, четыре за третью, восемь за следую-
щую и т.д., каждый раз, удваивая их число. Это может показаться неразумным до
тех пор, пока не вспомнишь, что на шахматной доске шестьдесят четыре клетки.
Немного простой алгебры показывает, что необходимое для этого число зерен
пшеницы составляет менее 264. Это немногим более 1019, что соответствует весу
примерно в 100 миллиардов тонн. Эта пшеница заполнила бы куб, каждая сторона
которого примерно четыре мили в длину. В конце концов, не такая уж и скромная
просьба!
Если живая система продолжит удваиваться таким же образом, то при потребно-
сти в пище в виде сырья и энергии она очень скоро истощит ресурсы окружающей
среды. Таким образом, через относительно короткий период времени различные
особи вынуждены будут бороться за пищу. При наличии лишь постоянного запаса
пищи и энергии вся система не сможет продолжать расширяться бесконечно; вме-
сто этого, она достигнет устойчивого состояния. Это означает, что на данном
этапе каждый организм оставит в среднем только одного потомка в каждом поко-
лении. Поскольку некоторые организмы оставят двоих, то другие должны прекра-
тить размножаться. Это может произойти случайно. Один организм может неожи-
данно натолкнуться на запас пищи, другой может оказаться менее удачлив и го-
лодать . Однако если какой-то отдельный организм приобрел мутацию своих генов,
то, по той или иной причине, он может бороться успешнее и оставить в среднем
больше потомков, тогда его представительство в популяции увеличится, и поэто-
му другие менее удачливые организмы обязательно произведут на свет меньшее
потомство. Если этот процесс продолжается неограниченно, то менее удачливые
типы, в конце концов, вымрут окончательно, а тот, у которого более эффектив-
ный ген, полностью овладеет положением. Здесь важно отметить, что с помощью
этого простого процесса редкое случайное событие стало распространенным.
Процесс необязательно должен произойти лишь однажды. Он может происходить
раз за разом, так как случай подбрасывает новые благоприятные мутации. Более
того, одно усовершенствование может накладываться на другое до тех пор (при
условии, что времени достаточно) , пока в процессе эволюции не разовьется но-
вый организм, очень тонко настроенный на окружающую среду. Для того чтобы
достигнуть такого совершенства исполнения, ему необходимы только мутации,
возникшие случайно. По-видимому, здесь нет механизма, безусловно, нет общего
механизма, который бы направлял изменение гена с тем, чтобы появлялись только
благоприятные изменения. Более того, можно доказать, что подобный направляе-
мый механизм, в конце концов, оказался бы слишком косным. Когда наступают
слишком трудные времена, то необходимо новшество, важные отличительные осо-
бенности которого не могут быть заранее спланированы, и здесь мы можем пола-
гаться только на случай. Случай — единственный источник подлинного новшества.
Сила естественного отбора такова, что он может действовать на всех уровнях.
В частности, он может явиться причиной совершенствования самих механизмов от-
бора; половое размножение оказалось хорошим тому примером. Если окружающая
среда (само это понятие не легко определить точно) остается устойчивой, то
естественный отбор часто стремится остаться консервативным и сохраняет группу
скрещивающихся организмов в ограниченном ареале, так как, в известном смысле,
совершенство уже достигнуто, и для любого дальнейшего улучшения может понадо-
биться крайне редкое событие, к этому времени все умеренно редкие события уже
опробованы. Однако если окружающая среда изменяется или если некоторые особи
по той или иной причине окажутся в фактической изоляции от остальных, тогда
равновесие может быть нарушено, и в этих условиях естественный отбор может
быть более созидательным. У нас нет необходимости останавливаться здесь на
этих сложностях, которые имеют важнейшее значение для обстоятельной теории
эволюции, особенно если нас, в основном, интересует происхождение жизни, ко-
гда имевшие место процессы, вероятно, были довольно примитивными. С этой точ-
ки зрения важно понять основные, общие особенности процесса и четко осознать,
как такой простой набор предположений может привести к таким замечательным и
неожиданным результатам.
Насколько нам известно, не существует другого надежного механизма, который
так эффективно мог бы создать заслуживающие сравнения результаты. Одной из
возможностей могло быть наследование приобретенных признаков. Приложив уси-
лия, жираф мог бы удлинить свою шею, и таким образом добывать больше пищи с
самых высоких и нежных листьев на дереве. Мы можем представить себе, что это
могло бы привести к появлению потомства, имеющего более длинные шеи и поэтому
более приспособленного к борьбе за существование. Насколько мне известно, еще
никто не привел общих теоретических аргументов, почему такой механизм должен
быть менее эффективен, чем естественный отбор, хотя предполагается, что он
может оказаться не таким гибким, как последний, особенно если для преодоления
эволюционного кризиса требуется подлинное новшество. В любом случае потребо-
вался бы процесс, посредством которого информация в соме (теле животного или
растения) передавалась бы в зародышевый путь — яйца или сперму. Подобный ме-
ханизм был недавно предложен, но доказательство в его пользу сложное и в на-
стоящее время довольно неосновательное. Наследование приобретенных признаков,
предположительно, может сыграть некоторую небольшую роль в эволюции, но мало-
вероятно, что она окажется ведущей.
Существуют ли еще другие самые общие требования, необходимые для живой сис-
темы? Для того чтобы любая форма жизни представляла для нас какой-то серьез-
ный интерес, она должна быть, по крайней мере, средней сложности, и вероятно,
необходимо, чтобы она действительно была очень сложной. Нам неизвестно ничего
в структуре Вселенной на любом уровне, что создает такую степень сложности
вследствие природы вещей. Единственный известный нам механизм, который может
это делать, — это естественный отбор, требования которого мы только что в об-
щих чертах рассмотрели.
Мы видели, что он подразумевает сохранение и репликацию большого количества
информации. Единственный эффективный способ это выполнить — использовать ком-
бинаторный принцип. А именно, мы выражаем информацию, используя только не-
большое количество типов стандартных единиц, но соединяем их весьма многочис-
ленными различными способами. (Письменность — отличный пример этого принци-
па .) Жизнь, как мы знаем, использует линейные нити из стандартных единиц, но
можно представить схемы, в которых используются упорядоченные слои единиц или
даже трехмерные структуры, хотя их было бы труднее копировать. Эти структуры
должны не только содержать информацию, а именно, они не должны быть полностью
регулярными, но их информационное содержание должно легко и точно копировать-
ся, и, что еще важнее, информация должна быть устойчивой в течение более дли-
тельного периода времени, нежели необходимым для ее копирования, в противном
случае ошибки будут слишком частыми и естественный отбор не сможет функциони-
ровать . Таким образом, создание на основе стандартных единиц расширенных ком-
бинаций, которые довольно устойчивы, представляется важнейшей задачей, если
должна развиться какая-то более высокая форма жизни. Если мы попытаемся избе-
жать использования небольшого числа стандартных единиц, то механизм копирова-
ния становится все в большей и большей степени затрудненным, каким он несо-
мненно является при письме и печати на китайском языке, содержащем тысячи
различных единиц.
Другое общее требование к процессу состоит в том, что он не должен быть
слишком медленным. Мы не можем, пока еще, рассчитать скорость процесса эволю-
ции на основании первых принципов, но система, которая была, скажем, в десять
или в сто раз медленнее нашей, едва ли имела достаточно времени для создания
высших организмов, по сложности аналогичных нашим, даже если эта система за-
родилась сразу после Большого взрыва. Таким образом, любая система, в основе
которой лежит твердое состояние, где химические реакции, безусловно, протека-
ют, но протекают крайне медленно, почти неизбежно оказалась бы слишком мед-
ленной. Поэтому нам остается только рассмотреть жидкости и газы.
Одно возражение против чисто газообразного состояния заключается в том, что
только мелкие молекулы могут образовывать настоящие газы, поскольку, даже ес-
ли между ними нет особых сил притяжения, там всегда есть ощутимые силы межмо-
лекулярного взаимодействия (называемые ван-дер-ваальсовыми силами). Они дей-
ствуют между всеми атомами, хотя только на коротких расстояниях, и возрастают
с размером молекулы. Поскольку, как мы видели, информационная молекула должна
быть довольно крупной (для того чтобы содержать в себе инструкции, используя
комбинаторный метод), то маловероятно, что она окажется газообразной, кроме
как при высоких температурах, когда существует опасность, что тепловое движе-
ние разрушит ее на части, или же при крайне низком давлении, которое вызвало
бы иные трудности. В частности, концентрации молекул, образующих газообразную
фазу, были бы тогда обязательно очень низкими, и это замедлило бы скорость
необходимых химических реакций. По всем этим причинам, трудно изобрести ка-
кую-либо правдоподобную систему, основанную исключительно на газообразном со-
стоянии .
Возникает больше возможностей, если мы позволим частичкам твердой материи
или каплям жидкости (или каплям, окруженным особой оболочкой) перейти почти в
газообразное состояние. В таких случаях труднее доказать, что такая форма
жизни весьма маловероятна. Можно было бы предположить невозможность развития
каких-либо крупных организмов, использующих подобную систему, но здесь мы
должны быть осторожными. Само существование наземных животных и растений до-
казывает, что однажды система некоторым образом усовершенствовалась; естест-
венный отбор может быть очень изобретательным, преодолевая трудности подобно-
го рода. Однако все же когда ознакомишься с проблемой, то самое легкое реше-
ние — это применить систему, в основе которой крупные соединения, напоминаю-
щие твердые структуры, но в незначительном масштабе, и плавающие почти в жид-
кости. По-видимому, чему-либо еще было крайне трудно начать развитие. По-
скольку углерод — это атом, который, в отличие от остальных, превосходит по
количеству связей другие атомы, тем самым создавая почти бесконечное разнооб-
разие органических молекул, и поскольку вода — это наиболее распространенная
молекула во Вселенной, которую, вероятно, можно найти в любом количестве в
жидком состоянии, то не вызывает большого удивления, что жизнь, как мы знаем,
основана на соединениях углерода, растворенных в воде.
Конечно, где-нибудь еще во Вселенной может существовать жизнь, в основе ко-
торой — другие вещества. При низких температурах жидкий аммиак может служить
растворителем, хотя и не таким универсальным, как вода, которая является не-
обычайно хорошим растворителем. Вместо углерода был предложен кремний. Его
преимущество в том, что он довольно распространен, по крайней мере, на по-
верхности Земли. Кремний, который в соединении с кислородом дает силикат,
фактически образует расширенные структуры. Некоторые из них слоистые, незна-
чительное число линейно, но большей частью это довольно сложные трехмерные
структуры, кристаллические и псевдокристаллические, и не выглядят такими,
будто они легко могли создать основание для естественного отбора, кроме как
самым неуклюжим образом.
Таким образом, форма жизни, основанная на других веществах, не является не-
возможной. Некоторые системы заслуживают дальнейшего изучения, но до сих пор
никто не преуспел в том, чтобы предложить систему, которая действительно вы-
глядит многообещающей. Некоторые системы, такие как жизнь в плазме или жизнь
внутри звезды, кажутся наиболее маловероятными. Для того чтобы развить форму
жизни внутри Солнца, необходимо иметь огромное разнообразие расширенных со-
единений нуклонов, которые были бы устойчивы довольно длительные периоды вре-
мени. Предположительно, события внутри Солнца могли бы происходить действи-
тельно очень быстро, потому что температура там очень высока. (На самом деле
ядерные реакции там идут очень медленно, этим объясняется, почему Солнце све-
тит так устойчиво в течение такого длительного времени.) Возможно, когда
звезда взрывается, то реакции можно было бы считать очень примитивной формой
естественного отбора, но взрыв столь скоротечен, что его результаты обычно
оказывались замороженными чуть ли не раньше, чем у процесса появлялось время,
чтобы начать развиваться.
К счастью, у нас здесь нет необходимости интересоваться этими довольно ма-
ловероятными возможностями. Очевидно, что наша форма жизни основана на соеди-
нениях углерода в водной среде. Что представляют собой эти органические со-
единения и как они взаимодействуют друг с другом?
Глава 5.
Нуклеиновые кислоты и
молекулярная репликация
Теперь, когда мы в несколько абстрактных выражениях описали требования к
живой системе, мы должны подробнее рассмотреть, как осуществляются различные
процессы в тех организмах, которые мы видим повсюду. Как мы уже видели, ос-
новное требование, безусловно, заключается в наличии некоторого довольно точ-
ного метода репликации и, в частности, копирования длинной линейной макромо-
лекулы, образованной из стандартного набора субъединиц. На Земле эту роль иг-
рает то или иное из двух больших семейств нуклеиновых кислот: семейство ДНК и
семейство РНК. Общее строение этих молекул является чрезвычайно простым, дей-
ствительно, настолько простым, что ясно говорит о том, что они действительно
восходят к самому началу появления жизни.
ДНК и РНК довольно похожи, они, можно сказать, молекулярные кузины, поэтому
давайте сначала опишем ДНК, а затем то, чем отличается от нее РНК. Одна це-
почка ДНК состоит из единообразного остова, последовательности атомов, повто-
ряющейся снова и снова, с присоединенной при каждом повторе боковой группой.
Химически в остове содержатся ...фосфат-сахар фосфат-сахар... и т.д., и так
повторяется многие тысячи или даже миллионы раз. Сахар — это не тот сахар,
что стоит у вас на обеденном столе, а более мелкий, который называется дезок-
сирибоза, то есть рибоза с одной отсутствующей «окси»-группой (следовательно,
название ДНК означает Дезоксирибонуклеиновая Кислота; «нуклеиновая» — потому
что найдена в ядре высших клеток, «кислота» — из-за фосфатных групп, каждая
из которых в нормальных условиях несет отрицательный заряд). К каждому сахару
присоединена одна боковая группа. Боковые группы различны, но всего насчиты-
вается лишь четыре их основных типа. Эти боковые группы ДНК (по формальным
причинам называемые основаниями) удобно обозначить по первым буквам их назва-
ний А, Г, Т и Ц (что означает, соответственно, Аденин, Гуанин, Тимин и Цито-
зин). Благодаря своему точному размеру и форме, а также характеру химических
составляющих, А изящно соединится в пару с Т, а Г — с Ц. (АиГ большие, Т и
Ц поменьше, поэтому каждая пара состоит из одного большого и одного малого
оснований.)
Тимин
Аденин
5 end л 0 v /
о^/- Nv V4 3end
ни j-..о
3' end
Гуанин
Цитозин l*°
5 end
Пары оснований, которые образуют секрет структуры ДНК. Основания
соединены слабыми водородными связями, показанными прерывистыми
линиями Тимин всегда объединяется с аденином; цитозин с гуанином.
И ДНК, и РНК довольно легко образуют двуцепочечные структуры, в которых обе
цепочки лежат рядом, бок о бок, переплетаясь друг с другом для образования
двойной спирали и связанные воедино своими основаниями. На каждом уровне су-
ществует одна пара оснований, образованная основанием одной цепочки, спарен-
ного (на основе правил спаривания) с основанием другой. Каждая из связей, со-
единяющая эти пары друг с другом, довольно слаба, хотя в совокупности они об-
разуют достаточно устойчивую двойную спираль. Но если структура нагревается,
то возросшее тепловое возбуждение оттолкнет цепочки в сторону с тем, чтобы
они разделились и отплыли друг от друга в окружающей их воде.
Генетическое сообщение передается точной последовательностью оснований
вдоль одной цепочки. Тогда, зная эту последовательность, можно считывать по-
следовательность ее комплементарной соседки, используя правила спаривания ос-
нований (А с Т, Г с Ц). Генетическая информация записывается дважды, один раз
на каждой цепочке. Это может оказаться полезным, если одна из цепочек повреж-
дена, поскольку ее можно восстановить, используя информацию — последователь-
ность оснований — другой цепочки.
Здесь есть одна неожиданная особенность. В обычной двойной спирали оба ос-
това обеих цепочек не приблизительно параллельны, а антипараллельны. Если по-
следовательность атомов в одном остове быстро увеличивается, то во втором —
уменьшается. Это приводит к определенным сложностям, но не таким значительным
как можно ожидать. По сути, это вытекает из того типа симметрии, которым об-
ладает двойная спираль. Он создается псевдосимметрией спаривания оснований.
Оказывается, что для этих конкретных химических соединений это удобный способ
точно совпадать друг с другом.
Двойная спираль ДНК.
Легко понять, что молекула такого типа, состоящая из пары цепочек, нерегу-
лярные элементы которых (основания) совпадают друг с другом, идеальна для мо-
лекулярной репликации, особенно потому, что обе цепочки можно довольно легко
отделить друг от друга щадящими методами. Это происходит потому, что связи
внутри каждой цепочки, скрепляющие каждую цепочку, являются прочными химиче-
скими связями, довольно невосприимчивыми к обычному тепловому разрушению, то-
гда как обе цепочки удерживаются вместе довольно слабыми связями, так что их
можно без значительных затруднений отодвинуть друг от друга, не нарушив при
этом остов каждой из них. Две цепочки ДНК подобны двум любовникам, они удер-
живают друг друга в тесных объятиях, но их можно разделить, потому что как бы
тесно они ни соприкасались друг с другом, у каждой есть единство, которое
сильнее связей, их объединяющих.
Поскольку они столь точно совпадают друг с другом, то одну цепочку можно
считать матрицей другой. Основной механизм репликации очень просто понять.
Обе цепочки разделяются. Затем каждая цепочка действует как шаблон для сборки
новой парной цепочки, используя в качестве сырья запас из четырех стандартных
элементов. Когда эта операция завершится, мы будем иметь две пары цепочек
вместо одной, и поскольку для того, чтобы выполнить работу аккуратно, сборка
должна подчиняться правилам спаривания оснований (А с Т, Г с Ц) , то последо-
вательности оснований обязательно будут точно скопированы. В итоге мы получим
две двойные спирали, где раньше имели лишь одну. Каждая дочерняя двойная спи-
раль будет состоять из одной старой цепочки и одной вновь синтезированной це-
почки, точно совпадающих друг с другом, и что более важно, последовательности
оснований этих двух дочерних цепочек окажутся идентичными последовательности
первоначальной родительской ДНК.
Основная идея вряд ли может быть проще. Единственная довольно неожиданная
особенность заключается в том, что обе цепочки не идентичны, а комплементар-
ны. Можно представить даже еще более простой механизм, в котором одинаковое
спаривается с одинаковым с тем, чтобы обе парные цепочки оказались идентичны-
ми, но характер химических взаимодействий, скорее, несколько облегчает точное
соответствие друг другу комплементарным молекулам, нежели абсолютно идентич-
ным.
Как подобный процесс выдерживает сравнение с более крупными механизмами ко-
пирования, распространенными сегодня? Строка набора, подготовленная для печа-
ти, состоит (или обычно состояла) из определенного числа стандартных симво-
лов , организованных в строку или ряд строк. У каждой буквы в этом шрифте есть
одинаковый для всех букв стандартный элемент, который вставляется в бороздки,
удерживающие эту литеру на месте, и элемент, который характерен для каждой
буквы. На этом сходство кончается. В репликации ДНК нет ничего, что соответ-
ствовало бы полиграфической краске. Буквы, напечатанные на листе, являются
зеркальными изображениями очка литеры, но не комплементом (который остаётся,
когда очко литеры вошло), и, что самое важное, получившуюся на печати строчку
нельзя потом вернуть на место в ту же машину, чтобы воспроизвести очко лите-
ры. Печатные прессы выпускают многие тысячи экземпляров газет, но газеты не
копируются обратно в набор.
Репликация ДНК совсем не такая. Для того чтобы заработал естественный от-
бор, важно, чтобы саму эту копию можно было скопировать. Репликация ДНК боль-
ше похожа на отливку фрагмента скульптуры из литейной формы, так как если она
достаточно простая, то саму скульптуру можно использовать для создания допол-
нительной формы. Основная разница заключается в том, что нить ДНК строится
лишь из четырех стандартных отрезков. Очевидно, что это не относится к боль-
шинству фрагментов скульптуры.
Если мы исследуем процесс репликации ДНК, то увидим, что здесь есть ряд ос-
новных требований. Если мы начнем с двойной спирали, то обе цепочки должны
каким-то образом разделяться. В наличии должен иметься запас из четырех эле-
ментов, каждый из которых состоит из характерного участка остова, — одна мо-
лекула сахара объединяется с одной молекулой фосфата, — и включает одно из
четырех оснований, присоединенное к сахару. Такая состоящая из трех частей
молекула называется нуклеотид. На практике эти первичные элементы имеют не
просто один фосфат, а три, расположенные в ряд, причем два других отделяются
в процессе полимеризации, предоставляя таким образом энергию для проведения
синтеза в желаемом направлении. Хотя можно представить процесс, проходящий
без дополнительных элементов, в развитой системе мы непременно рассчитываем
обнаружить, по крайней мере, один фермент (то есть белок с каталитической ак-
тивностью) , который ускорит синтез и сделает его более точным.
Таковы в общих чертах требования. Когда исследуешь реальную систему репли-
кации , то обнаруживаешь, что она значительно сложнее. Прежде всего, когда на-
чинается синтез, обе цепочки еще полностью не разделились. Синтез новых цепо-
чек происходит в процессе разделения, поэтому некоторые части двойной спирали
копируются еще до того, как разделились другие более удаленные участки. Есть
особые белки, функция которых состоит в том, чтобы раскрутить двойную спи-
раль , и вместе с другими, которые могут создать ники1 в остове, дать возмож-
ность одной цепочке вращаться вокруг другой, и затем вновь объединить разо-
рванную цепь. Так как обе цепочки двойной спирали быстро двигаются в противо-
положных направлениях, и так как, говоря химическим языком, синтез проходит
только в одном направлении, то мы обнаружим, что синтез происходит в прямом
направлении на одну из цепочек и в обратном направлении на другую, поэтому
механизм должен учитывать эту сложность. Более того, новый фрагмент цепочки
ДНК обычно начинается как небольшой отрезок РНК, с которым затем объединяется
более длинный фрагмент ДНК. Существуют добавочные белки, которые затем выре-
зают этот праймер РНК и заменяют его эквивалентным отрезком цепочки ДНК, и
затем объединяют все воедино без разрыва. Мы знаем, что для синтеза одного
вида небольшого вируса, созданного из ДНК, требуется почти двадцать различных
белков; какие-то из них выполняют одну функцию, какие-то — другую. Это очень
характерно для биологических процессов. Лежащий в их основе механизм должен
быть простым, но если процесс биологически важен, тогда в длительном ходе
эволюции естественный отбор усовершенствует и приукрасит его, с тем чтобы он
мог функционировать как быстрее, так и точнее. Именно вследствие этой причуд-
ливой усложненности биологические механизмы часто так трудно разгадать.
К счастью, как мы отмечали ранее, нам не нужно задерживаться на этих слож-
ностях. Когда зародилась жизнь, химия, должно быть, была относительно про-
стой. Здесь важно уяснить, что четкая геометрия пар оснований, которая лежит
в основе правил спаривания, предоставляет удобный случай особой репликации,
даже в совершенно простых системах. Мы видим, что решающей в ДНК является не
ее двойная спираль. Действительно, простой вирус может иметь в качестве сво-
его генетического материала единственную нить ДНК, и она может быть настолько
коротка (длиной лишь в пять тысяч оснований), что ей не требуется вторая це-
почка в качестве страховки от повреждения. Основная особенность заключается в
том, что в механизме репликации должна использоваться простота особых пар ос-
нований для построения новой цепочки с комплементарной последовательностью
оснований по отношению к старой. Именно эта простота заставляет нас считать,
что она использовалась в самых древних живых системах. Вопрос о том, остаются
ли обе цепочки, новая и старая, вместе после репликации, менее важен.
Здесь мы должны сказать несколько слов о близкой родственнице ДНК — РНК.
(Подробнее различные виды РНК описаны во вставке.) Как мы уже объясняли, ге-
нетическая информация в каждой клетке высшего организма закодирована как под-
робная последовательность оснований ряда очень длинных молекул ДНК. В любое
время многие более короткие участки этой последовательности копируются на од-
нонитевые молекулы РНК и используются клеткой в качестве рабочих копий. Неко-
торые из них используются для структурных целей, но большинство как информа-
ционные РНК — инструкции для синтеза белка. Это происходит в очень сложных
молекулярных структурах, называемых рибосомами, и для этого необходим допол-
нительный молекулярный аппарат, в частности, набор транспортных молекул РНК
(тРНК).
Это, безусловно, очень сложная, но сложна она, в основном, потому, что
должна выполнять сложную функцию. Процесс создания однонитевой копии РНК уча-
1 Ник — разрыв одной внутренней фосфодиэфирной связи в двунитевой ДНК. — Прим. пе-
рев.
стка ДНК, который называется транскрипцией, относительно прост, и, чтобы на-
правлять его, необходим лишь достаточно крупный белок. Процесс синтезирования
белка с использованием фрагмента информационной РНК в качестве инструкций,
который называется трансляцией, обязательно сложнее, так как инструкции напи-
саны на языке РНК, состоящем из четырех букв, а их следует перевести с помо-
щью химического механизма на язык белка из двадцати букв. Действительно,
очень удивительно, что такой механизм вообще существует, и еще удивительнее,
что любая живая клетка, животного ли, растения или же микроорганизма, содер-
жит его вариант. Его открытие явилось одним из триумфов молекулярной биоло-
гии.
РНК и генетический код
РНК очень похожа на ДНК. Вместо сахара дезоксирибозы, она содержит обычную
рибозу (отсюда название Рибонуклеиновая Кислота), которая имеет одну -0Н-
группу, дезоксирибоза которой имеет -Н-группу. Три из четырех оснований (А, Г
и Ц) идентичны основаниям ДНК. Четвертое, Урацил (У), является близким родст-
венником Тимина (Т) , поскольку тимин — это как раз урацил с —СН3-группой, за-
меняющей -Н-группу. Это оказывает незначительное влияние на спаривание осно-
ваний. У образует пару с А так же, как в ДНК, Т спаривается с А. Можно ска-
зать, что РНК пользуется тем же самым языком, что и ДНК, но с другим акцен-
том. РНК может образовывать двойную спираль, похожую на двойную спираль ДНК,
но не вполне ей идентичную. Она может также образовывать смешанную двойную
спираль, в которой одна цепочка принадлежит РНК, а другая — ДНК. В общем и
целом, длинные двойные спирали РНК встречаются редко, молекулы РНК обычно од-
нонитевые, хотя часто свертываются на себя в обратную сторону с целью образо-
вания коротких отрезков двойной спирали.
Как установлено, в современных организмах РНК используется с тремя целями.
В немногих мелких вирусах, таких как вирус полиомиелита, она используется
вместо ДНК в качестве генетического материала. Некоторые вирусы имеют однони-
тевую РНК, а другие двунитевую. РНК используется также в структурных целях.
Рибосомы, сложное собрание макромолекул, которые являются фактическим местом
синтеза белка, состоят из нескольких структурных молекул РНК, которым содей-
ствуют несколько десятков различных молекул белка. Молекулы, которые служат
местом стыковки аминокислоты и связанного с ней триплета оснований, также
созданы из РНК. Это семейство молекул РНК называется тРНК (транспортные РНК)
и используется для перемещения каждой аминокислоты в рибосому, где она будет
добавлена в растущую полипептидную цепь, которая, по завершении, станет свер-
нутым белком.
Третья и, возможно, самая важная цель использования РНК клеткой — это ин-
формационная РНК. В повседневной деятельности клетка пользуется не самой ДНК,
а вместо этого сохраняет ее в качестве архивной копии. В рабочих целях она
создает множество копий РНК избранных участков ДНК. Именно эти ленты информа-
ционной РНК направляют процесс синтеза белка на рибосомах, используя генети-
ческий код, кратко описанный в приложении.
При любом обстоятельном обсуждении проблемы возникновения жизни свойства
молекул тРНК принимают угрожающие размеры, поскольку существует сильное по-
дозрение, что сначала появились именно они или их упрощенный вариант, если не
в самом начале зарождения системы саморепликации, то, по крайней мере, вскоре
после этого. Молекулы однонитевой нуклеиновой кислоты и, в частности, РНК
часто свертываются на себя, поворачиваясь в обратную сторону для создания ко-
ротких отрезков двойной спирали там, где позволяет последовательность основа-
ний. Молекулы тРНК — отличный тому пример. Остов не свисает свободно, а сво-
рачивается в относительно компактную и довольно сложную структуру. Это выяв-
ляет в одной точке набор из трех оснований (он называется антикодоном), кото-
рый спаривается с соответствующими тремя основаниями (они называются кодона-
ми) информационной РНК. тРНК действует в качестве адаптера, с аминокислотой
на одном конце и антикодоном на другом, поскольку механизма, с помощью кото-
рого аминокислота может распознать кодон (соответствующий триплет оснований
на информационной РНК) прямым методом, не существует. Поэтому специфика со-
временного генетического кода воплощена в наборе молекул тРНК, по крайней ме-
ре, одного типа (и обычно больше) для каждой аминокислоты, которая соединяет-
ся с каждой аминокислотой соответствующих молекул тРНК. Информация для созда-
ния всех этих важных компонентов для синтеза белка (и многого другого) сейчас
закодирована в генах, в соответствующих участках ДНК.
Активный центр рибосомы, в котором осуществляется образование
пептидной связи между двумя соседними аминокислотами
Таким образом, клетка — это миниатюрная фабрика, ведущая быструю, организо-
ванную химическую деятельность. В условиях соответствующих молекулярных воз-
действий фермент деловито синтезирует отрезки информационной РНК. Рибосома
запрыгивает на каждую информационную молекулу РНК, двигается вдоль нее, счи-
тывая ее последовательность оснований и соединяя друг с другом аминокислоты
(которые доставили ей молекулы тРНК) с тем, чтобы создать полипептидную цепь,
которая, по завершении этого процесса, свернется и станет белком. Природа
изобрела сборочный конвейер за несколько миллиардов лет до Генри Форда. Более
того, этот сборочный конвейер производит много разных, весьма специфических
белков, механических инструментов клетки, которые сами создают и восстанавли-
вают органические химические молекулы для того, чтобы обеспечить сборочный
конвейер сырьем, а также все молекулы, необходимые для устройства структуры
фабрики, снабжают ее энергией, избавляют от отходов и выполняют другие Функ-
ции. Поскольку все это так сложно, то читателю не обязательно пытаться разо-
браться во всех этих тонкостях. Важно осознать тот факт, что несмотря на то,
что генетический код почти универсален, механизм, необходимый для его реали-
зации, слишком сложен для того, чтобы появиться внезапно. Он должен был раз-
виться из какого-то более простого. Несомненно, что главная задача в понима-
нии происхождения жизни — это попытаться разгадать, какой могла быть эта бо-
лее простая система.
На этом этапе, возможно, стоит сравнить и сопоставить эти три больших семьи
макромолекул: белок, РНК и ДНК. Молекулы белка, которые строятся из двадцати
различных боковых цепочек, некоторые из которых химически довольно активны,
более универсальны как класс, по сравнению с молекулами нуклеиновых кислот.
Именно по этой причине все известные ферменты созданы из белков, хотя в неко-
торых случаях могут понадобиться мелкие органические молекулы, чтобы работать
одновременно с ними в качестве фермента. Именно способность каждого фермента
создавать или разрушать определенные химические связи позволяет современным
клеткам вообще функционировать. Поскольку многие различные химические реакции
необходимо подобным образом катализировать, то существует много различных ви-
дов ферментов.
В противоположность этому, не найдена ни одна молекула нуклеиновой кислоты,
выполняющая функции катализатора. Обе, и РНК, и ДНК, имеют только четыре типа
боковых групп вместо двадцати, и, несмотря на то, что они идеальны для репли-
кации, потому что их основания так хорошо совпадают друг с другом, эти боко-
вые группы не подойдут для химического катализа. Но РНК и ДНК могут делать
то, чего не могут белки, — образовывать комплементарные структуры типа най-
денной в двойной спирали. Мы не знаем способа, которым молекула белка могла
бы сделать то же самое, ну и, конечно же, этого не сделает современный белок
с его двадцатью различными видами боковых цепочек.
Большинство химиков, занимающихся проблемой происхождения жизни, считают,
что в начале первой появилась РНК, а ДНК является более поздним изобретением.
РНК химически реактивнее ДНК, и, вероятно, ее было легче синтезировать в пер-
возданных условиях Земли. Самые первые гены, должно быть, были созданы из
РНК. Только позднее, когда генетическая информация увеличилась в длину, поя-
вилась необходимость в более устойчивой ДНК для обеспечения архивной копии.
Жизнь, какой мы ее знаем на Земле, представляется синтезом двух макромоле-
кулярных систем. Белки, благодаря своей универсальности и химической реактив-
ности, выполняют все функции, но неустойчивы для репликации самих себя любым
простым способом. Нуклеиновые кислоты, по-видимому, специально созданы для
репликации, но кроме нее могут успешно выполнять довольно небольшое количест-
во функций по сравнению с более сложными и лучше оснащенными белками. РНК и
ДНК — эти немые ткани биомолекулярного мира, которые, в основном, подходят
для воспроизведения (с небольшой помощью со стороны белков) , но от них мало
пользы во многих действительно необходимых вещах. К проблеме происхождения
жизни было бы намного легче подойти, если бы существовала только одна семья
макромолекул, способная выполнять обе функции, репликацию и катализ, но
жизнь, как мы знаем, задействовала две семьи. Возможно, это происходит благо-
даря тому, что не существует макромолекул, которые могли бы выгодно выполнять
обе функции вследствие ограничений, накладываемых органической химией, то
есть вследствие природы вещей.
Для того чтобы продвинуться дальше вперед, мы должны попытаться что-нибудь
узнать о химических и физических условиях на первозданной Земле или на любой
другой похожей планете. К этому мы сейчас обратимся.
Глава 6.
Первозданная
Земля
Какие нужны вещества для образования материальной основы жизни? Жизнь, ко-
торую мы все видим вокруг себя, основана на атомах углерода, соединенных с
водородом, кислородом и азотом, наряду с некоторым количеством фосфора и се-
ры. Используя эти немногие виды атомов, можно создать огромное количество
различных мелких молекул, то есть молекул, в которых, скажем, менее пятидеся-
ти атомов, и почти неограниченное количество различных макромолекул, каждая
из которых содержит тысячи атомов. Важны также и другие атомы, такие как за-
ряженные атомы (ионы) натрия, калия, магния, хлористых соединений, кальция,
железа и ряд других, но в большинстве случаев они не входят в состав органи-
ческих молекул, а существуют, главным образом, самостоятельно. Для зарождения
жизни был необходим запас большей части этих атомов. Как они образовались?
Существовали ли они отдельно или в простых соединениях?
Оказывается, что все атомы, найденные в органической химии, очень реактив-
ны. Даже в атмосфере они существуют в соединениях. Простые химические доказа-
тельства говорят о том, что водород соединится сам с собой для образования
молекулы Н2, кислород — 02, а азот — N2. Мы также можем рассчитывать на про-
стые соединения, такие как Н20 (вода) , NH3 (аммиак) , С02 (углекислый газ) , СН4
(метан) , и ряд других. Сегодня наша атмосфера состоит, в основном, из очень
инертного газа азота (N2) , наряду с примерно двадцатью процентами кислорода
(02) , а также небольшого количества водяного пара (Н20) и даже еще меньшего
количества углекислого газа (С02) .
Привычным стало представление о том, что первозданная атмосфера на Земле
была совершенно иной. Поскольку водород — безусловно, самый распространенный
элемент во Вселенной, то естественно было считать, что в первозданной атмо-
сфере преобладал водород. В настоящее время почти весь кислород в воздухе об-
разуется в процессе фотосинтеза. В древнейшие времена на Земле жизни не было,
и поэтому кислород не мог образоваться подобным образом. Такая атмосфера, бо-
гатая водородом и бедная кислородом, известна как восстановительная, в отли-
чие от современной атмосферы, которая называется окислительной. Эксперименты
по пребиотическому синтезу, которые следует кратко описать, по-видимому, под-
тверждают этот вывод.
В последнее время эти представления подверглись сомнению. Водород такой
легкий, что силы земного тяготения недостаточно для его удержания, и он до-
вольно легко улетучивается в космическое пространство. Точная его скорость
зависит от ряда факторов, особенно от температуры в верхних слоях атмосферы,
так как чем выше температура, тем быстрее перемещаются атомы или молекулы, и
тем легче они улетучиваются в космическое пространство. Теперь считается
вполне возможным, что значительное количество первоначально образовавшегося
водорода улетучилось так быстро, что он никогда не преобладал в атмосфере.
А что же кислород? Если его нельзя было вырабатывать с помощью фотосинтеза,
то есть ли какой-нибудь другой возможный механизм? Почти не вызывает сомне-
ний , что на первозданной Земле было много воды, в частности, в ее атмосфере.
В благоприятных условиях ультрафиолетовый свет может расщеплять воду на со-
ставляющие ее элементы. Если образованный таким образом водород затем улету-
чился в космическое пространство, то оставшийся кислород, вероятно, накапли-
вался, и если процесс проходил в довольно большом масштабе, то атмосфера мог-
ла бы обогатиться кислородом. Сегодня, из-за химического состава современной
атмосферы, этот процесс уже не вырабатывает кислород со значительной скоро-
стью, но, по крайней мере, возможно, что в отдаленном прошлом условия на-
столько отличались, что кислород создавался более свободно.
Конечно, кислород и водород не были единственными элементами, которые со-
держались в воздухе. В нем, вероятно, было много азота, некоторое количество
углерода и, возможно, немного серы, хотя последние два, скорее всего, входили
в состав соединений. Может быть, в ней присутствовали газы N2 и С02, а также
в меньших количествах СН4, СО и, возможно, NH3 и H2S (сероводород) . Что совер-
шенно неясно, так это их точное количественное соотношение, в частности, ко-
личество Н2 и 02.
Так как атмосфера взаимодействует с химическими веществами на поверхности
Земли, то химический состав древнейших осадочных пород должен дать нам неко-
торые сведения о составе древней атмосферы. Некоторые из этих пород наводят
на мысль, что они образовались в восстановительных условиях. Это восприняли
как подтверждение гипотезы, что атмосфера тогда была восстановительной. С не-
которых пор это также подвергают сомнению. Даже сегодня некоторые осадочные
породы носят восстановительный характер, например, серные грязи, несмотря на
весь кислород, содержащийся в воздухе вокруг нас. Такие условия обычно созда-
ет анаэробное гниение органических веществ в грязи. Сейчас утверждается, что
если принять во внимание все имеющиеся в нашем распоряжении породы данного
периода, то при усреднении, на основании этих данных, можно предположить, что
атмосфера в прошлом была довольно похожа на современную. К сожалению, эти
данные относятся лишь к периоду 3,2 миллиарда лет назад. Данные, относящие к
более раннему периоду, слишком скудны, потому что в нашем распоряжении имеет-
ся слишком мало соответствующих пород. Вывод о том, что атмосфера 3,2 милли-
арда лет назад была не восстановительной, не слишком удивляет, потому что мы
считаем, что организмы, осуществляющие фотосинтез, уже существовали, по край-
ней мере, 3,6 миллиарда лет назад. К сожалению, сейчас мы не можем устано-
вить, сколько их было, поэтому трудно оценить, в больших или малых количест-
вах они вырабатывали кислород.
Итак, нам хотелось бы знать приблизительный состав атмосферы Земли в период
времени, предшествующий зарождению жизни, и, в частности, какой именно она
была, восстановительной или окислительной. Сейчас, по-видимому, трудно прийти
к какому-либо определенному выводу по этому вопросу.
Температура первозданной Земли также точно неизвестна, так как это в значи-
тельной степени зависит от того, насколько быстро она формировалась. Если
температура падала одновременно с образованием Земли в течение короткого про-
межутка времени, то у тепла, порождаемого столкновениями, не было времени
улетучиться, и, таким образом, на первой стадии Земля, вероятно, была очень
горячей. Если процесс шел медленнее, то на первозданной Земле могла быть бо-
лее умеренная температура, хотя, вероятно, были и неустойчивые локальные го-
рячие точки, возникшие вследствие толчков во время последних этапов агрега-
ции. Каким бы ни был характер процесса, по-видимому, в какой-то момент време-
ни Земля успокоилась, создав достаточный запас жидкой воды для образования
первозданных океанов, морей, рек, озер и заводей.
Каким бы ни был состав атмосферы, несомненно, что она получала большие по-
токи солнечной энергии. Точно неизвестно, какой именно была в то время темпе-
ратура Солнца, хотя возможно, что его излучение не отличалось значительно от
того, что мы получаем сегодня. Одним возможным отличием воздействия излуче-
ния, достигавшего поверхности Земли, могло быть отсутствие современного озо-
нового слоя (Оз) , так как если в атмосфере было немного кислорода (за исклю-
чением того, что входил в состав воды, СО и С02) , то, вероятно, озоновый слой
отсутствовал. Сегодня этот слой во многом защищает от ультрафиолетового све-
та, излучаемого Солнцем. Вероятно, тогда, как и сегодня, часто случались
электрические бури (похожие на наши грозы) и велась довольно бурная вулкани-
ческая деятельность, как на суше, так и на дне океанов. Кроме того, происхо-
дили ионно-молекулярные реакции в ионосфере и верхних слоях атмосферы, поэто-
му существовало несколько источников энергии того вида, который необходим для
активизации химического обмена. Все это предполагает, что первозданные океаны
состояли не только из воды и немногих простых солей, но и накопили достаточ-
ное разнообразие мелких органических молекул, образованных из молекул в атмо-
сфере и растворенных в океанах с помощью электрических разрядов, ультрафиоле-
тового света или других источников энергии.
Мысль о том, что древняя атмосфера была не похожа на современную, а содер-
жала намного меньше кислорода, по-видимому, получила впечатляющее подтвержде-
ние в 1953 году от Стенли Миллера, студента Гарольда Урея (Harold Urey), ко-
торый пропускал электрический заряд через смесь СН4, NH3, Н2 и Н20, помещенную
в закрытую систему. Система состояла из фляги воды, которую кипятили для то-
го, чтобы ускорить циркуляцию газов, и которая служила для поглощения любых
летучих, растворимых в воде продуктов реакции и их защиты от разделения элек-
трической искрой. Через неделю (или около этого) разряд прекращался. Оказыва-
лось , что вода содержит ряд мелких органических соединений, включая значи-
тельное количество двух простых аминокислот, глицина и аланина, найденных во
всех белках. С тех пор проводилось много подобных экспериментов с использова-
нием различных смесей газов и множества источников энергии и условий экспери-
мента, включая пропуск газов через нагретые неорганические поверхности. Их
результаты слишком сложны, чтобы кратко их здесь описать, за исключением од-
ного поразительного факта. Если смесь газов включает значительное количество
кислорода, то мелких молекул, похожих на молекулы, имеющиеся в живых систе-
мах, не обнаруживали. Если газообразный кислород отсутствует, то такие мелкие
молекулы образуются при условии, что смесь газов содержит, в том или ином ви-
де, азот и углерод. Некоторые смеси газов создают большее разнообразие амино-
кислот по сравнению с другими, особенно если в них не содержится Н2. На пер-
возданной Земле Н2 обычно терялся в космическом пространстве, тогда как в
первоначальном эксперименте Миллера, который проводился в закрытом сосуде, у
любого образованного Н2 не было такой возможности, и поэтому он накапливался
в установке, пока шел эксперимент.
Таким образом, если атмосфера была восстановительной, то вода на первоздан-
ной Земле, вероятно, содержала довольно разбавленную смесь мелких органиче-
ских молекул, многие из которых могли послужить исходным материалом для древ-
нейших живых систем. Какие именно образовались молекулы, в каком количестве и
где — в верхних ли слоях атмосферы, в океанах, около подводных вулканов или в
приливных заводях, в небольших озерах, в горячих источниках, вблизи вулкани-
ческих трещин или же во всех этих местах, — этот вопрос остается открытым.
Многие из этих молекул неустойчивы в воде в течение очень длительных периодов
времени, поэтому, в конечном итоге, окажется, что установленные их количества
появились благодаря равновесию между их непрерывным образованием в течение
тысяч или миллионов лет и их разрушением вследствие теплового движения. Боль-
шинство аминокислот имеют как отрицательный, так и положительный заряд, по-
этому, несмотря на то, что они небольшие и в сумме электрически нейтральные,
они скорее останутся в воде, чем попадут в воздух. По этой причине они обычно
не терялись при испарении. Этот первозданный бульон, как его часто называют,
«получился плохим» в обычном смысле, потому что тогда не было микроорганиз-
мов, которые жили бы в нем и питались бы его молекулами.
Однажды я спросил своего коллегу Лесли Оргела, который работает над пробле-
мой происхождения жизни: какой могла быть концентрация этого бульона. Он рас-
сказал мне, что провел весьма приблизительные расчеты и что, судя по всему,
этот бульон содержал примерно столько же органического вещества (хотя главным
образом мелких органических молекул), сколько содержит куриный бульон. Я был
поражен. Я хорошо помнил, что однажды в один из редких случаев, когда я выну-
жден был готовить себе сам, я открыл банку с куриным бульоном и что, кроме
маленьких кусочков мяса, в ней была еще густая, жирная, питательная смесь.
Существование целого океана подобной смеси представлялось мне крайне неверо-
ятным. Однако оказывается, что это вещество правильнее охарактеризовать как
куриный отвар. Оргел имел в виду именно прозрачный, довольно жидкий куриный
бульон. На самом деле ему удалось даже измерить количество органического ве-
щества в отдельной его пробе. Возможно, не каждый согласится с его оценкой,
но она дает самое приблизительное представление об общем количестве органиче-
ского сырья, которое, вероятно, имелось на Земле до зарождения на ней жизни.
Если окажется, что древняя атмосфера была не восстановительной, а содержала
значительное количество кислорода, то картина усложняется. На первый взгляд,
может показаться, что, поскольку не было подходящего исходного материала,
жизнь едва ли могла зародиться здесь. Если это действительно так, значит, это
доказывает гипотезу о направленной панспермии, потому что где-нибудь в другом
месте Вселенной планеты могли иметь более восстановительную атмосферу (что мы
обсудим в главе 8) , и поэтому там был более благоприятный пребиотический
бульон. Однако даже в условиях окислительной атмосферы на Земле могло быть
несколько мест, где были восстановительные условия, например, под горными по-
родами и на дне озер и океанов. Возможно, на дне моря были горячие источники,
которые обеспечили поблизости подходящие условия для пребиотического синтеза.
Еще одна возможность заключается в том, что значительное количество мелких
молекул, найденных в космическом пространстве, тем или иным способом достигло
поверхности Земли, может быть, на столкнувшихся с ней кометах, образовав ло-
кальные концентрации подходящих химических веществ. Даже если они составляли
лишь небольшую часть поверхности Земли, на ней могло быть достаточно таких
особых мест, чтобы начались эти процессы, если допустить, что жизнь при нали-
чии подходящей окружающей среды может зародиться очень легко.
Несмотря на всю эту неопределенность, кажется вполне возможным, что на ка-
ком-то раннем этапе истории Земли на ее поверхности существовало значительное
количество воды, и что в таких местах она состояла из слабого раствора мелких
органических молекул, многие из которых относились к исходным веществам, не-
обходимым для создания белков и нуклеиновых кислот, наряду с различными соля-
ми, вымытыми из окружающих горных пород. Условия также могли быть вполне под-
ходящими для появления некой очень примитивной формы жизни. Поэтому мы оказы-
ваемся в затруднении при принятии решения: на какой стадии этого непрерывного
процесса химической эволюции нам следует признать такую очень простую систему
живой.
Выбор какой-то конкретной стадии должен быть до некоторой степени произ-
вольным, но есть один критерий, который мы можем с пользой применить, чтобы
провести разграничение между живым и неживым. Действует ли естественный от-
бор, пусть даже довольно незатейливым образом? Если он есть, тогда редкое со-
бытие может стать распространенным. Если его нет, то любое редкое событие
должно проявиться исключительно благодаря случаю и сложной природе вещей.
Этот критерий важен, потому что, как мы увидим, зарождение жизни действитель-
но могло быть весьма необычным событием, и нам очень хотелось бы знать, до
какой степени необычным оно было.
Какова вероятность того, что при наличии той или иной разновидности бульона
самопроизвольно зародилась система, которая могла развиваться с помощью есте-
ственного отбора? Здесь мы сталкиваемся с невероятно трудными проблемами.
Чтобы ни произошло в те давние времена, мы можем быть уверены, что примитив-
ная система, в конце концов, достаточно плавно развилась в систему, сущест-
вующую в настоящее время. Репликация последней основана на нуклеиновых кисло-
тах, а действие — на синтезе белка. Мы не можем быть уверены, что в основе
древнейшей развивающейся системы не лежало нечто совершенно иное, что подго-
товило почву для развития современной, Даже если это не так и первая система
репликации содержала некоторые элементы той, что мы имеем сегодня, мы не рас-
полагаем данными, появилась ли сначала нуклеиновая кислота, или же первым
появился белок, или они оба развивались одновременно. Мое собственное при-
страстное мнение заключается в том, что первой появилась нуклеиновая кислота
(может быть, РНК), и за ней вскоре последовала простая форма синтеза белка.
По моему мнению, это самый легкий путь развития, но даже он, по-видимому,
чреват трудностями. Вероятно, фосфат был широко распространен, а сахарная ри-
боза (которая не содержит азота) могла легко образоваться в некоторых особых
условиях, потому что известно, что формальдегид (НСНО) был одним из самых
распространенных пребиотических химических элементов. Однако для синтеза ос-
нований, таких как аденин, требовался несколько иной набор элементов, которые
обязательно содержат азот. Затем возникает проблема связывания сахара, как с
фосфатом, так и с основанием в правильном порядке (возможны и несколько не-
правильных) , и далее активирования этого соединения (называемого нуклеоти-
дом) , возможно, с помощью присоединения к нему еще одного или двух фосфатов,
чтобы обеспечить необходимую энергию для связывания воедино двух нуклеотидов.
Эта операция, если бы она повторялась, привела бы к возникновению цепочечной
молекулы, которую мы называем РНК. Нелегко представить, как это могло про-
изойти в смеси других, достаточно похожих соединений без частого присоедине-
ния к цепи не тех молекул, если там не было какого-нибудь достаточно специфи-
ческого катализатора. Предположительно, им мох1 бы быть минерал или некий пеп-
тид, созданный случайным скоплением аминокислот, но даже если все происходило
именно так, тому все еще нет достаточно убедительных доказательств. И если
подобный процесс действительно происходил, пусть даже всего лишь в одной оп-
ределенной заводи в одно определенное время, то он только привел бы к появле-
нию РНК с довольно случайной последовательностью оснований.
Для того чтобы заработал естественный отбор, нам необходим достаточно точ-
ный механизм копирования. И здесь есть некоторый проблеск надежды. Если поли-
меризация РНК по какой-либо причине была довольно распространенной, то, веро-
ятнее всего, она со временем привела к появлению какой-либо молекулы, похожей
на молекулы транспортной РНК, которые повсеместно используются в современном
синтезе белка. Петли такой молекулы могли помочь сгущению нуклеотидов в ко-
роткие цепочки, длина которых составляет лишь три остатка, и они могли быть
лучшими предшественниками процесса репликации, чем единичные нуклеотиды.
Если бы нужна была только репликация, то РНК представлялась бы перспектив-
ным кандидатом, но, несмотря на то, что одна репликация может привести систе-
му в действие, по мере усиления соперничества необходимо нечто большее. Дей-
ствительно если ген должен значительно повлиять на свое окружение, значит, в
ближайшее время он должен что-то сделать. Итак, РНК для этого не идеальна.
Несомненно, в благоприятных обстоятельствах она может образовывать трехмерные
структуры, но они, по-видимому, редко обладают какой-либо каталитической ак-
тивностью. Возможно, ее обеспечивали того или иного рода мелкие органические
молекулы, которыми изобиловал окружающий бульон. Может быть, некоторые из них
изящно соединялись с определенными свернутыми молекулами РНК для того, чтобы
создать примитивный «фермент» с небольшой и чрезвычайно простой каталитиче-
ской активностью, хотя до сих пор еще никто не пытался обнаружить подобные
организмы.
Более привлекательный вариант заключается в том, что примитивная система
синтеза белка могла зародиться лишь при наличии информационной молекулы РНК и
тРНК, то есть без рибосом или белка. Это еще один возможный вариант, но он
все еще не подтвержден экспериментально. Такая система, если она действитель-
но имела место, объяснила бы многие наши затруднения в понимании процесса,
хотя некоторые проблемы остаются, например, как «притянуть» правильную амино-
кислоту к каждому виду транспортной РНК.
Как только начали действовать синтез РНК и репликация, можно считать, что
появились простые катализаторы, которые заставляли все эти древние химические
реакции протекать быстрее и эффективнее. С того времени мох1 начать работать
естественный отбор для того, чтобы совершенствовать и развивать систему. Ка-
ким бы привлекательным ни был этот вариант, все еще обстоятельно не определен
и не проверен экспериментально его механизм.
Поэтому существуют некоторые основания для поиска других возможностей. Вто-
рым очевидным кандидатом в примитивные репликаторы является некий вид древне-
го белка. Этот вариант привлекателен, потому что бульон, скорее всего, содер-
жал несколько аминокислот и. возможно, значительное количество различных их
типов, хотя (не считая глицина, молекула которого не является разветвленной)
в нем, вероятно, присутствовали примерно равные смеси молекул с двумя возмож-
ными разветвлениями. Трудность здесь состоит в том, что аминокислоты, по-
видимому, не образуют изящную пару таким же образом, каким могут спариваться
основания в нуклеиновых кислотах. В белке не обнаружено двойной спирали, хотя
белковый коллаген (тот, что присутствует в сухожилиях, оболочках, коже и
т.д.) состоит из трех полипептидных цепей, переплетающихся друг с другом и
образующих тройную спираль. Каждым третьим остатком должен быть глицин, но
здесь, по-видимому, нет очевидного взаимодействия, которое могло бы отобрать
аминокислоты для двух других участков. Более того, коллаген имеет довольно
регулярную структуру и, по-видимому, каталитически инертен. Если бы кто-то
смог создать простую форму белка, может быть из четырех аминокислот, которые
могли бы составить основу простого процесса копирования (как это могут сде-
лать РНК или ДНК), то это было бы важным открытием. До тех пор к утверждению,
что белок был примитивным репликатором, мы должны относиться с осторожностью.
Все это не означает, что случайная полимеризация не могла выработать моле-
кулы протеиноида, которые, возможно, помогли в создании системы до появления,
в конечном итоге, настоящей репликации, но необходим был именно этот более
поздний процесс, если естественный отбор должен был происходить свободно.
Всегда есть вероятность того, что древняя система репликации была совершен-
но иной, и в силу своей чрезмерной топорности или недостаточной универсально-
сти, в конце концов, уступила место современной. Подобную идею трудно опро-
вергнуть. Нам, по крайней мере, следует научиться представлять, как мог бы
осуществляться подобный переход от древней системы, какой бы она ни была, к
современной, в основе которой находятся нуклеиновая кислота и белок. Было вы-
сказано предположение, что для этого могли бы подойти слоистые структуры гли-
ны, но нелегко представить особенности их функционирования, и до сих пор нет
впечатляющих экспериментальных данных подобного поведения.
В целом, довольно правдоподобно выглядит версия, что первым репликатором
была РНК. Эта гипотеза значительно выиграла бы, если бы мы могли собрать про-
стую систему копирования в пробирке без использования белка. Для облегчения
задачи мы могли бы начать с одной сформированной заранее нити РНК, имеющей
несколько произвольную последовательность оснований, и попытаться создать ее
комплиментарную спутницу, доставив необходимые исходные материалы. Для прове-
дения реакции нам обязательно понадобятся четыре их типа, а также химическая
энергия в некоторой форме. Подобные эксперименты проводились до сих пор с до-
вольно скромными успехами. Лучший по исполнению на сегодняшний день — это
эксперимент, проведенный Лесли Оргелом и его коллегами, которые поли-Ц (поли-
цитидиловую кислоту) в качестве шаблона (то есть РНК, каждое основание кото-
рой составляет цитозин) снабдили химически активированной формой Г, обычного
комплемента Ц. В присутствии ионов цинка (Zn++) (ион, найденный во всех со-
временных ферментах, которые полимеризируют нуклеиновую кислоту) Г медленно
объединяются друг с другом в правильное соединение (называемое 3!-5!) для об-
разования поли-Г значительной длины. В инкубационной смеси можно обнаружить
молекулы, насчитывающие до двадцати Г в ряд, а более длинные, вероятно, будут
присутствовать в количествах, не поддающихся современным методам обнаружения.
Более того, система достаточно правильна в том, что объединяет только доволь-
но небольшие количества А и У (как «ошибки»), корда в смесь также добавляются
их предшественники. Это многообещающее начало, но для того, чтобы оно оказа-
лось полезным, нам следует суметь выяснить точную (комплементарную) реплика-
цию конкретной последовательности Ц и Г. До сих пор этого еще не сделано. Ме-
жду прочим, не обязательно, чтобы в первоначальной системе присутствовали все
четыре основания, поскольку, имея только две их разновидности, РНК может со-
держать информацию в своей последовательности; однако для хорошей репликации
они должны быть комплементарными.
Модель короткого полипептида, состоящего из нескольких аминокислот
(это очень мало, длинные пептиды со многими десятками аминокислотных
остатков - от 50 и больше) . Если молекулу пептида бросиить в воду,
то очевидно, что она не останется там вытянутой в линию, а будет
как-то сворачиваться. Иными словами, молекула белка в воде обяза-
тельно примет некоторую трехмерную форму (конформацию), которая бу-
дет зависеть от взаимодействий между ее частями и особенно между ра-
дикалами аминокислот.
Даже если эти трудности преодолены, система, даже простая, уже отчасти ли-
шена естественности. Например, она необычайно чистая. Трудно представить, как
на первозданной Земле мог образоваться маленький водоем, в котором присутст-
вовали именно эти соединения и никакие другие. Нелегко также представить се-
бе, как именно могли возникнуть их предшественники. По всей вероятности, ими
могли быть нуклеозидтрифосфаты или, на более простом языке, молекулы, состоя-
щие из основания, сахара (рибозы) и трех фосфатов в ряд, хотя это не совсем
те соединения, которые использовались в описанных выше экспериментах. Можно
представить, как, скорее всего, каждый из этих отдельных ингредиентов мог
возникнуть в том или ином месте первозданной Земли; не так легко представить,
как сложилось их правильное сочетание, и как, по крайней мере, частично оно
отделилось от других, несколько похожих молекул, которые, если таковые име-
лись , вероятно, могли запутать систему. Конечно, никто уже не в силах сварить
примитивный бульон из воды, солей, нескольких газов и ультрафиолетового света
(или какого-либо другого источника энергии) и оставить его настаиваться до
тех пор, пока в результате в нем не образуется изящная система репликации
РНК. Эта неспособность не слишком удивительна, так как природе, может быть,
понадобилось много миллионов лет, во многих местах на поверхности Земли, пре-
жде чем одно счастливое стечение обстоятельств создало систему, которая мог-
ла, как положить начало репликации, так и продолжать в течение некоторого
времени действовать.
Таким образом, мы находимся в одной из наиболее мучительных ситуаций. С од-
ной стороны, мы считаем, что на поверхности Земли мог существовать довольно
достаточный запас органических молекул, в частности, аминокислот, пусть даже
в большинстве мест их концентрация могла быть довольно низкой. Кроме того,
двойная спираль РНК и ДНК определенно говорит о том, что она могла образовать
хорошую основу для примитивной системы репликации. С другой стороны, трудно
представить, как могла из такой сложной смеси с легкостью появиться точная
система, и еще труднее понять, какие именно ингредиенты были необходимы и ка-
кие именно действия за этим последовали. Более того, если даже мы могли бы
представить, как могла начаться репликация РНК, нам все же необходимо решить,
каким образом она соединилась бы пусть даже с примитивной формой синтеза бел-
ка, хотя мы можем начать строить некоторые научные догадки о том, каким обра-
зом все это могло произойти.
Но для нашей настоящей цели самым проблематичным является то, что, по-
видимому, почти невозможно привести любое численное значение вероятности то-
го , что представляется довольно маловероятной последовательностью событий.
Возникающее затруднение можно более четко представить на основе следующей,
довольно общей аргументации. Предположим, что событие произошло в некоем пру-
ду или заводи, возможно, поблизости от берега моря. Мы могли бы легко пред-
ставить , что подобные заводи находились примерно на расстоянии одной мили
друг от друга вдоль береговой линии, не говоря уже о тех, что разбросаны по
всей поверхности Земли. Возможно, существовало 100000 подобных мест — их чис-
ло , бесспорно, могло быть намного больше. Снова примем без доказательства,
что при такой медленной скорости, с какой функционируют такие системы, пона-
добился, вероятно, период времени, равный сотне лет, чтобы система пришла в
действие. Обозначим самую малую вероятность подобного события, происходящего
через сто лет, за р. Вероятно, одна р приходилась на миллиард. Но поскольку
мы, возможно, имеем 500 миллионов лет и 100000 водоемов, то понимаем, что в
таком случае жизнь почти неизбежно должна была возникнуть. Однако если р была
лишь одним шансом на миллиард миллиардов, то вероятность зарождения жизни бы-
ла отнюдь не той же самой. Если же она составляла один шанс на 1015 (тысячу
миллиардов миллиардов), то вероятность зарождения здесь жизни была очень ма-
ла. Точные цифры не имеют значения. Они приведены только для иллюстрации той
дилеммы, перед которой мы стоим. Она вытекает из того факта, что мы не имеем
представления, какое значение должно быть у р, за исключением того, что ему
следует быть очень «малым». По этой причине мы не можем решить, было ли заро-
ждение жизни здесь весьма необычным событием или событием, которое почти не-
избежно должно было произойти. Несмотря на то, что иногда выдвигаются доводы
в пользу последней точки зрения, они представляются мне очень несерьезными.
Без какого-либо прямого экспериментального подтверждения они, вероятно, таки-
ми и останутся. А получить экспериментальное подтверждение того, что вполне
могло быть последовательностью довольно необычных реакций, будет не легко.
Только в случае, если жизнь зародилась очень легко, потому что, действитель-
но, существует некий достаточно прямой путь по лабиринту возможностей, мы,
вероятно, сможем воспроизвести его в лабораториях, по крайней мере, в ближай-
шем будущем.
Честный человек, вооруженный всем доступным нам сейчас знанием, может лишь
утверждать, что, в некотором смысле, возникновение жизни представляется сей-
час почти чудом, ведь для того, чтобы начался этот процесс, необходимо было
выполнить так много условий. Но не следует это воспринимать как вывод, что
есть все основания считать, что она не могла зародиться на Земле в процессе
вполне допустимой последовательности довольно обычных химических реакций.
Очевидный факт состоит в том, что прошел слишком долгий период времени; мно-
гие микросреды на поверхности Земли слишком разнообразны; различные химиче-
ские возможности слишком многочисленны, а наши собственные знания и воображе-
ние слишком ничтожны, чтобы позволить нам точно объяснить, как это могло или
не могло произойти в таком далеком прошлом, особенно, если мы не располагаем
экспериментальными данными из той эпохи, чтобы проверить свои идеи. Возможно,
в будущем мы сможем узнать достаточно для того, чтобы строить обоснованные
догадки, но в настоящее время можно только сказать, что мы не можем принять
решение, было ли возникновение жизни на Земле исключительно маловероятным со-
бытием или почти неизбежным — или же любой возможностью между этими двумя
крайностями.
Если его вероятность была высока, то нет проблем. Но если окажется, что оно
было довольно маловероятным, тогда мы вынуждены рассмотреть, могло ли оно
появиться в каких-либо других возможных местах Вселенной, где, может быть, по
той или иной причине, условия были более благоприятными.
Глава 7.
Статистическое
заблуждение
Несмотря на неопределенность в вопросе о том, как зародилась жизнь, у нас
нет сомнений, что сейчас она существует и существует в избытке. Мы можем ви-
деть ее повсюду. Несомненно, можно привести доводы, что поскольку это случи-
лось однажды, то мы можем быть уверены, что это могло бы случиться снова. Ко-
нечно , крайне маловероятно, что сейчас она может зародиться вновь. Не говоря
уже о том, что поскольку современные условия столь отличны от пребиотических,
представляется весьма вероятным, что любую новую систему, которая попытается
начать развитие в этот период времени, будут пожирать представители сущест-
вующей . Эта точка зрения появилась относительно недавно. Еще даже в девятна-
дцатом веке считали, что жизнь может возникнуть de novo, там и сям, в боло-
тах, настоях, гнилом мясе и других подходящих местах. Существует множество
сообщений, что таким образом зарождались личинки, мухи и даже мыши. Первые
эксперименты Реди, Жобло (Joblot) и Спалланцани подвергли это некоторому со-
мнению, а тщательные и элегантные исследования Пастера доказали, что все по-
добные утверждения почти наверняка были ложными. С помощью остроумной конст-
рукции своего прибора Пастер снял, одно за другим, все возражения, которые
могли бы выдвинуть его критики. Он, несомненно, доказал, что в изначально
стерильной системе не появится никаких признаков жизни даже в самом жирном и
аппетитном вареве, даже если в него свободно поступает воздух, при условии,
что из воздуха в сосуд для культивирования не попадают никакие микроорганиз-
мы.
Здесь нас интересуют несколько другие вопросы. Если бы Земля вновь начала
свое развитие (лишь с небольшими вариациями, чтобы события не повторялись в
точности), следует ли нам рассчитывать увидеть зарождение жизни во второй
раз? Поставим вопрос иначе. Если где-то существует планета, несколько похожая
на нашу Землю, то каковы шансы, что там могла бы возникнуть жизнь? Даже в
этих случаях существует сильное психологическое стремление считать, что веро-
ятность таких событий должна быть высока вследствие существования жизни на
Земле. К сожалению, этот аргумент ложен. Я не знаю, есть ли название у подоб-
ного хода рассуждений, но его можно назвать статистическим заблуждением. Са-
мый легкий способ понять, почему он неверен, — рассмотреть любое вполне опре-
деленное событие, которое является одним из очень большого количества доволь-
но похожих возможностей. Колода карт представляет отличную модель такой си-
туации .
Возьмем обычную колоду из пятидесяти двух карт, которую тщательно перетасу-
ем и произвольно раздадим четырем игрокам по тринадцать карт каждому, не при-
бегая к подтасовке. Какова вероятность того, что мы сдадим определенный набор
карт каждому из четырех игроков? Мы можем выбрать один вариант, который легко
охарактеризовать, как, например, у первого игрока окажутся все черви, у сле-
дующего — все бубны, у третьего — все пики, а у последнего игрока — все тре-
фы, но это не имеет значения для расчета, если мы точно определим, какие кар-
ты необходимо сдать каждому из четырех игроков. Рассчитать, как часто выпада-
ет такой расклад, очень просто, если сдавать карты снова и снова, каждый раз
тасуя колоду. Вероятность такого расклада оказывается равной всего лишь еди-
нице на 5 1028. Все же каждый раз, когда мы сдаем колоду, мы получаем то или
иное распределение карт среди четырех игроков, и поскольку наш расчет приме-
нялся также и к этому распределению, то такой расклад окажется чрезвычайно
редким. И все же он находится на столе перед нами. Очевидно, что-то здесь
должно быть не так.
Неправильно как раз то, что, применяя этот, расчет мы должны заранее точно
сказать, какое множество раскладов мы учитываем. Нам нельзя сдать карты, а
затем сделать вид, что результат оказался как раз таким, какой мы ожидали.
Мы, конечно, можем сдать одну партию, а затем решить, что это именно та ком-
бинация, которую мы собираемся выбрать. Низкая вероятность, которую мы рас-
считали, даст в таком случае шанс получить тот же самый расклад при следующей
сдаче, при этом всегда предполагается, что колода была надлежащим образом пе-
ретасована. Этот ход рассуждений можно было бы применить к любому фактическо-
му раскладу, поэтому мы видим, что еще один способ взглянуть на эту цифру,
единица на 5 1028, сказать, что это шанс сдать любой набор карт четырем игро-
кам дважды подряд.
Мы можем выразить это иначе, сказав, что сам по себе состав одной сдачи не
говорит нам практически ничего о вероятности получения снова точно такого же
набора карт у каждого из четырех игроков. Он говорит нам, что в колоде имеет-
ся верный набор из пятидесяти двух карт, но он сам по себе не сообщает нам,
какова вероятность того, что мы получим тот же набор, сдавая карты при после-
дующих возможностях. Мы можем рассчитать эту вероятность, если мы знаем все
параметры в данной ситуации и количество игроков, которым мы собираемся сдать
карты, прежде чем прекратим игру. Все это мы можем знать о колоде карт, но
пребиотическая ситуация намного сложнее. Там есть еще дополнительный фактор,
который мы обычно не пытаемся рассчитать, а именно, вероятность, с которой
идентичное событие произойдет во второй раз. Любая разумная форма жизни, в
известной степени похожая на современную, была бы приемлема и считалась бы
успехом. Аналогия с картами поможет это понять. Мы потребовали, чтобы у каж-
дого игрока были все черви, бубны, пики и трефы в этом порядке. Но предполо-
жим, что нам следует признать успешным любой расклад, в котором каждый игрок
имеет карты только одного достоинства. Вероятность этого возрастает в два-
дцать четыре раза по сравнению со случаем, который мы рассмотрели выше, по-
скольку здесь больше возможных раскладов, которые удовлетворили бы нашим ус-
ловиям. Когда мы рассматриваем происхождение жизни, этот фактор: количество
похожих, но не идентичных форм жизни,— также совершенно неизвестен и только
добавляет неопределенности.
В некоторых отношениях этот последний общий момент находится в корне нашей
проблемы. Даже если вероятность зарождения жизни в одно определенное время в
одном определенном месте выглядит чрезвычайно незначительной, на Земле было
столько много возможных мест и имелось столько много времени, что мы не можем
быть уверены, что эти факторы не подавляют малую вероятность того, что мох1
иметь место любой из них, превращая, таким образом, маловероятное событие в
событие, которое почти неизбежно. Но возникшая тут же мысль доказывает, что у
нас нет фактических оснований для такого вывода. Как уже говорилось в преды-
дущей главе, совокупная вероятность может быть чем угодно, но зависеть исклю-
чительно от того, какими окажутся различные числа.
Есть особая причина, из-за которой это статистическое заблуждение особенно
относится к нашему конкретному случаю. Дело в том, что если жизнь зародилась
не здесь (тем или иным способом), то нас не было бы здесь и мы не размышляли
бы над этой проблемой. Сам факт того, что мы находимся здесь, обязательно оз-
начает , что жизнь действительно зародилась. По этой причине, если не по ка-
кой-либо иной, мы не можем использовать это обстоятельство в наших расчетах
непосредственно.
По-видимому, мы столкнулись с врожденной несостоятельностью человеческого
ума, который имеет место, корда он сталкивается с аргументами вероятности.
Человеческие существа, а возможно и другие животные, слишком склонны делать
обобщения на основе одного случая. Это имеет довольно интересное специальное
название — суеверие, хотя многие виды суеверий также имеют эмоциональную со-
ставляющую. У нас также возникают затруднения в понимании очень больших чи-
сел, поэтому мы счастливы, если произведение очень маленького числа на очень
большое число обнаруживает нечто, чем мы владеем лучше, как, например, веро-
ятность близкая к единице. Определенность часто очень близка нашим сердцам,
несмотря на то, что она во многом ускользает от нас на практике. Единственный
способ преодолеть эти психологические препятствия, а в научных вопросах они
действительно являются препятствиями, — какими бы полезными они не могли ока-
заться в эволюции, — это излагать аргументы спокойно и четко. «Импульсивная
реакция» может быть полезна в бизнесе, политике или в нашей личной жизни, по-
тому что она выражает неосознанное обобщение предшествующего опыта, как наше-
го собственного, так и опыта наших предков, воплощенного в наших генах, но,
рассматривая происхождение жизни, мы не имеем надежного опыта, который пове-
дет нас по этому пути, поэтому любая импульсивная реакция, вероятно, окажется
поверхностной и обманчивой. Она еще менее полезна, если рассматривать вероят-
ность независимого зарождения и развития жизни где-нибудь в другом месте. Мы
довольно мало знаем о планетах нашей собственной Солнечной системы и совсем
ничего, за исключением весьма косвенных предположений, о планетах, окружающих
другие звезды. Возможно, во Вселенной есть много мест, подходящих для зарож-
дения жизни, и в некоторых из них могут быть условия даже еще более благопри-
ятные , чем те, что мы имеем здесь. Именно к этим проблемам мы должны сейчас
обратиться.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Английский
THE BLACK CLOUD
Fred Hoyle
Chapter Four
Multifarious activities
The U.S. Government was the first of-
ficial body to learn of the approach
of the Black Cloud.
It took Herrick some days to get
through to the higher strata of the
U.S. Administration, but when he did
the results were far from disappoint-
ing. On the evening of 24th January,
Глава четвертая
Принимаются важные решения
Правительство США было первым, узнав-
шим о приближении Черного облака.
Геррику понадобилось несколько дней,
чтобы добраться до высших правитель-
ственных инстанций США, но после это-
го дело пошло довольно быстро. Вече-
ром 24 января он получил приглашение
he received instructions to present
himself at nine-thirty the following
morning at the Presidents office.
ЛЛА very queer state of affairs you' ve
come up with, Dr. Herrick, very
queer," said the President. "But you
and your team at Mount Wilson stand
so high that I won't waste any time
doubting what you've told us. Instead
IT ve called these several gentlemen
together so that we can get down to
settling what's to be done about it."
Two hours1 discussion was aptly
summed up by the Secretary of the
Treasury:
ллОиг conclusions seem to me quite
clear, Mr. President. Any really se-
rious economic dislocation is likely
to be prevented by the two favourable
factors in the situation. Dr. Herrick
assures us that this — er, visitation
is not expected to be prolonged much
beyond a month. This is so short a
time that, even if the fuel consump-
tion rate rises enormously, the over-
all quantity required to maintain
ourselves against the period of ex-
treme cold remains very moderate.
There is accordingly no serious prob-
lem in building up adequate fuel
stocks — it is even possible that our
present stocks might be sufficient. A
more serious issue is whether we can
transfer supplies fast enough from
stock to the domestic and industrial
consumer; whether we can pump gas and
oil fast enough. This is something
that must be looked into, but with
nearly a year and a half in which to
prepare there will surely be no dif-
ficulties that cannot be overcome.
"The second favourable factor is the
date of the visitation. We should
have much of our harvest in by mid-
July, which Dr. Herrick gives as the
likely beginning of the emergency.
The same favourable situation applies
the world over, so that food loss,
which would have been really serious
had the period of cold occurred in
явиться на следующее утро к половине
десятого на прием к президенту.
— Вы ознакомили нас с очень странным
явлением, доктор Геррик, очень стран-
ным, — сказал президент. — Но у вас и
ваших сотрудников такая блестящая ре-
путация, что я ни на минуту не усом-
нился в справедливости ваших утвер-
ждений. Напротив, я пригласил некото-
рых официальных лиц, чтобы мы могли
обсудить дальнейшие действия.
Результаты двухчасового обсуждения
суммировал министр финансов:
— Наши выводы кажутся мне совершенно
ясными, господин президент. Нет осно-
ваний опасаться серьезных экономиче-
ских потрясений по двум причинам.
Доктор Геррик заверил нас, что этот
э-э... визит не будет продолжаться
много больше месяца. Это настолько
короткий срок, что даже если расход
горючего сильно возрастет, общее тре-
буемое количество его все равно оста-
нется весьма умеренным. Следователь-
но, нет особой необходимости созда-
вать для этого специальные запасы го-
рючего . Возможно даже хватит тех, что
есть. Более серьезный вопрос: сможем
ли мы достаточно быстро доставлять
горючее к жилым массивам и индустри-
альным объектам? Могут ли нефте- и
газопроводы функционировать достаточ-
но эффективно? Эту проблему нужно
обязательно изучить, однако за остав-
шиеся полтора года все трудности, ко-
нечно, будут преодолены.
Вторым благоприятным фактором являет-
ся время визита. К середине июля, ко-
гда, по мнению доктора Геррика, долж-
ны начаться события, мы соберем уже
большую часть урожая. И повсюду уро-
жай будет уже почти собран. Так что
недостаток продуктов, который мог бы
оказаться действительно угрожающим,
если бы похолодание пришлось на май
May or June, should also be quite
moderate."
"Then I think we are all agreed on
what immediate steps are to be
taken," added the President. "When we
have decided on our own dispositions
we shall have to consider the more
awkward problem of what help we can
offer to peoples throughout the
world. But for the moment let us put
our own house in order. Now I take it
that you gentlemen will all be wish-
ing to get back to various important
matters, and there are a few ques-
tions that I would personally like to
put to Dr. Herrick."
When the meeting had broken up, and
they were alone together, the Presi-
dent went on:
"Now, Dr. Herrick, you will under-
stand that for the time being this is
a matter that must be treated with
the closest security. I see that, in
addition to your own, there are three
other names on your report. These
gentlemen, I take it, are members of
your staff? Can you also let me have
the names of any others who may be
aware of its contents?"
Herrick in reply gave the President a
short account of the circumstances
that led up to the discovery, point-
ing out that it was inevitable that
the information should have become
common knowledge throughout the Ob-
servatory before its importance was
realised.
"Of course, that is natural enough,"
remarked the President. "We must be
thankful that the matter has not gone
beyond the confines of the Observa-
tory. I trust, I earnestly trust, Dr.
Herrick, that you can assure me of
that."
Herrick remarked that as far as he
was aware there were four men outside
the Observatory with a full knowledge
of the Black Cloud, Barnett and
или июнь, будет на самом деле вполне
терпимым.
— Я думаю, мы все согласны, какие ша-
ги нужно предпринять, — добавил пре-
зидент . — Когда мы решим вопрос о на-
шей подготовке к этому периоду, воз-
никнет более трудная проблема о помо-
щи, которую мы сможем предложить дру-
гим народам. Так что сначала давайте
наведем порядок в своем собственном
доме. А теперь, я полагаю, все вы,
джентльмены, хотели бы вернуться к
своим разнообразным и важным делам, а
у меня есть несколько вопросов, кото-
рые я хотел бы задать лично доктору
Геррику.
Когда все разошлись и они остались
одни, президент обратился к Геррику:
— Итак, доктор Геррик, вы понимаете,
пока все это нужно держать в строжай-
шей тайне. Я видел в докладе, кроме
вашей собственной, ещё три другие
подписи. Эти джентльмены, по-
видимому, работают у вас? Не можете
ли вы назвать имена других сотрудни-
ков, знакомых с докладом?
Отвечая на этот вопрос, Геррик кратко
изложил обстоятельства, приведшие к
открытию, подчеркнув, что до того,
как стала очевидной исключительная
важность новых данных, о них уже зна-
ла вся обсерватория — иначе и быть не
могло.
— Конечно, это вполне естественно, —
заметил президент. — Хорошо ещё, что
информация не пошла дальше обсервато-
рии. Я убежден, я искренне убежден,
доктор Геррик, что вы можете заверить
меня в этом.
Геррик заметил, что четыре человека
вне обсерватории располагают всеми
имеющимися сведениями о Черном обла-
ке : Барнет и Вейхарт из Калифорний-
Weichart of the California Institute
of Technology — but that was practi-
cally the same thing — and two Eng-
lish scientists, Dr. Christopher
Kingsley of Cambridge and the As-
tronomer Royal himself. The names of
the last two appeared on the report.
The Presidents manner sharpened.
"Two Englishmen!" he exclaimed. "This
is not at all good. How did it come
about?"
Herrick, realising that the President
could only have read a synopsis of
his report, explained how Kingsley
and the astronomer Royal had inde-
pendently deduced the existence of
the Cloud, but Kingsleyfs telegram
had been received in Pasadena, and
how the two Englishmen had been in-
vited to California. The President
softened.
"Ah, they1re both in California, are
they? You did well to send that invi-
tation, perhaps better than you real-
ised, Dr. Herrick."
It was then that Herrick first real-
ised the significance of Kingsley1s
sudden decision to return to England.
Some hours later, flying back to the
West Coast, Herrick was still ponder-
ing his visit to Washington. He had
hardly expected to receive the Presi-
dent f s quiet but firm censure, nor
had he expected to be sent home so
soon. Curiously the unmistakable cen-
sure worried him far less than he
would have supposed. In his own eyes
he had done his duty, and the critic
that Herrick feared most was himself.
It also took the Astronomer Royal
some days to reach the fountain-head
of government. The route to the sum-
mit lay through the First Lord of the
Admiralty. The ascent would have been
made sooner had he been willing to
declare his purpose. But the Astrono-
mer Royal would say nothing but that
he desired an interview with the
ского технологического, но это одна
компания, и двое английских ученых:
доктор Кристофер Кингсли из Кембриджа
и сам Королевский астроном. Подписи
двух последних и стоят под докладом.
— Двое англичан! — воскликнул прези-
дент . — Скверное дело! Как это случи-
лось?
Геррик понял, что президент прочитал
только резюме его доклада, и расска-
зал, как Кингсли и Королевский астро-
ном независимо от американцев сделали
вывод о существовании Облака, как в
Пасадену пришла телеграмма от Кингсли
и как два англичанина были приглашены
в Калифорнию. Президент успокоился.
— А-а, они оба в Калифорнии, не так
ли? Вы правильно сделали, пригласив
их. Это, по-видимому, самое разумное,
что вы могли сделать, доктор Геррик.
И только сейчас Геррик по-настоящему
понял, зачем Кингсли так внезапно по-
надобилось возвратиться в Англию.
Спустя несколько часов Геррик летел
на запад, вспоминая все подробности
своего визита в Вашингтон. Он не рас-
считывал получить от президента сдер-
жанный, но суровый выговор, не ожидал
он и того, что его так скоро отправят
назад в Пасадену. Как ни странно, но
выговор беспокоил его гораздо меньше,
чем он мог бы ожидать. Он знал, что
выполнил свой долг, а строжайшим
судьей для Геррика был он сам.
Королевскому астроному тоже понадоби-
лось несколько дней, чтобы проникнуть
в высшие правительственные сферы. Его
путь к вершине шел через первого лор-
да Адмиралтейства. Восхождение на
вершину прошло бы значительно быст-
рее, если бы ученый пожелал объяснить
суть дела. Однако Королевский астро-
ном не хотел пускаться в объяснения,
Prime Minister. Eventually he ob-
tained an interview with the Prime
Ministerfs private secretary, a young
man of the name of Francis Parkinson.
Parkinson was frank: the Prime Minis-
ter was extremely busy. As the As-
tronomer Royal must know, quite apart
from all the usual business of state,
there was a delicate international
conference in the offing, there was
Mr. Nehrufs visit to London in the
spring, and the Prime Ministerfs own
coming visit to Washington. If the
Astronomer Royal would not state his
business, then quite certainly there
would be no interview. Indeed the
business would need to be of excep-
tional importance, otherwise with re-
gret he must decline to be of any as-
sistance whatever. The Astronomer
Royal capitulated by giving Parkinson
a very brief account of the affair of
the Black Cloud. Two hours later he
was explaining the whole matter, this
time in full detail, to the Prime
Minister.
The following day the Prime Minister
held an emergency meeting of the In-
ner Cabinet, to which the Home Secre-
tary was also invited. Parkinson was
there, acting as secretary.
After giving a quite accurate precis
of Herrickfs report, the Prime Minis-
ter looked round the table and said:
ллМу purpose in calling this meeting
was to acquaint you with the facts of
a case that may possibly become seri-
ous, rather than to discuss any imme-
diate action. Our first step must ob-
viously be to satisfy ourselves of
the correctness or otherwise of this
report."
"And how may we do that?" asked the
Foreign Secretary.
"Well, my first step was to ask Park-
inson to make discreet inquiries con-
cerning the — er, scientific reputa-
tions of the gentlemen who have
он лишь требовал аудиенции у премьер-
министра. В конце концов, он добрался
до личного секретаря премьера, моло-
дого человека по имени Фрэнсис Пар-
кинсон. Паркинсон был откровенен:
премьер-министр чрезвычайно занят.
Как должно быть известно самому Коро-
левскому астроному, кроме обычных го-
сударственных дел, премьеру в ближай-
шее время предстоит одна весьма слож-
ная международная конференция, весной
ожидается визит в Лондон мистера Неру
и, кроме того, намечается визит само-
го премьер-министра в Вашингтон. Если
Королевский астроном не изложит сути
своего дела, то, очевидно, рассчиты-
вать на аудиенцию нечего. Конечно,
дело должно быть исключительной важ-
ности, иначе, как это ни прискорбно,
он, секретарь, не станет оказывать
никакого содействия. Королевский ас-
троном капитулировал и сообщил секре-
тарю самые краткие сведения о Черном
облаке. Через два часа он давал объ-
яснения, на этот раз со всеми деталя-
ми , премьер-министру.
На следующий день премьер-министр со-
звал экстренное совещание узкого ка-
бинета, на которое был приглашен так-
же министр внутренних дел. Паркинсон
присутствовал здесь в качестве секре-
таря.
Дав точное изложение доклада Геррика,
премьер-министр обвел собравшихся
глазами и сказал:
— Цель этого совещания ознакомить вас
с фактами, могущими привести к серь-
езным последствиям. Обсуждать безот-
лагательные действия, которые следует
предпринять, мы пока не будем. В пер-
вую очередь нам нужно, видно, прове-
рить точность данных этого доклада.
— А как мы можем это сделать? — спро-
сил министр иностранных дел.
— Ну, прежде всего я попросил Паркин-
сона осторожно навести справку об
э...э... научной репутации джентльме-
нов , подписавших доклад. Наверное, вы
signed this report. Perhaps you would
like to hear what he has to say?"
хотели бы услышать, что он скажет? —
The meeting signified that it would.
Parkinson was slightly apologetic.
"It wasn't altogether easy to get
really reliable information, espe-
cially about the two Americans. But
the best I could get from my friends
in the Royal Society was that any re-
port bearing the signature of the As-
tronomer Royal or of the Mount Wilson
Observatory will be absolutely sound
from an observational point of view.
They were, however, far less certain
about the deductive powers of the
four signatories. I gather that only
Kingsley of the four might claim to
be an expert on that side."
"What do you mean by Amight claim to
be'?" asked the Chancellor.
"Well, that Kingsley is known to be
an ingenious scientist, but not eve-
ryone regards him as thoroughly
sound."
"So what it amounts to is that the
deductive parts of this report depend
on only one man, and at that on a man
who is brilliant but unsound?" said
the Prime Minister.
"What I gleaned could be construed in
that way, although it would be a
somewhat extreme way of putting it,"
answered Parkinson.
"Possibly," went on the Prime Minis-
ter, "but at any rate it gives us
fair grounds, for a measure of scep-
ticism. Evidently we must look fur-
ther into it. What I want to discuss
with you all is the means we should
now adopt for gaining further infor-
mation. One possibility would be to
ask the Council of the Royal Society
to appoint a committee who would
carry out a thorough probe of the
Собравшиеся выразили такое желание.
— Было не очень легко получить нужную
информацию, особенно о двух американ-
цах. Но самое главное, я узнал от
своих друзей в Королевском обществе,
что любой доклад, подписанный Коро-
левским астрономом или обсерваторией
Маунт Уилсон, является абсолютно дос-
товерным с точки зрения наблюдения.
Они были, однако, значительно менее
уверены в дедуктивных способностях
подписавших. Я понял, что только Кин-
кели из этих четверых может претендо-
вать на компетентность в данном во-
просе .
— Что вы подразумеваете под "может
претендовать"? — спросил лорд-
канцлер .
— Говорят, что Кингсли блестящий уче-
ный, но не все считают его вполне
нормальным человеком.
— Как же это получается? Выходит, что
дедуктивная часть доклада зависит
только от одного лица, одновременно и
блестящего ученого и не совсем нор-
мального человека, — сказал премьер-
министр .
— То, что мне удалось узнать, сводит-
ся именно к этому. Хотя, пожалуй, это
резко сказано, — ответил Паркинсон.
— Возможно, — продолжал премьер-
министр, — но во всяком случае за на-
ми остается право сомневаться. Наша
обязанность всесторонне разобраться в
этом вопросе. Что именно мы можем
сделать для получения дополнительной
информации — вот, о чем я хотел бы
поговорить с вами сейчас. Можно пору-
чить совету Королевского общества
создать комиссию, которая выполняла
бы все необходимые исследования. Вто-
whole matter. The only other line of
attack that recommends itself to me
is a direct approach to the U.S. Gov-
ernment, who must surely also be much
concerned with the veracity, or per-
haps I should say the accuracy, of
Professor Kingsley and others."
After several hours1 discussion it
was decided to communicate immedi-
ately with the U.S. Government. This
decision was reached largely through
the powerful advocacy of the Foreign
Secretary, who was not short of argu-
ments to support an alternative that
would place the issue in the hands of
his own department.
"The decisive point," he said, "is
that an approach to the Royal Soci-
ety, however desirable from other
points of view, must of necessity
place quite a number of people in
possession of facts that would at the
present stage best be left secret. I
think we can all agree on this."
They all did. Indeed the Minister for
Defence wanted to know: "What steps
can be taken to ensure that neither
the Astronomer Royal nor Dr. Kingsley
shall be allowed to disseminate their
alarmist interpretation of the pre-
sumed facts?"
"This is a delicate and important
point," answered the Prime Minister.
"It is one that I have already given
some thought to. That is actually the
reason why I asked the Home Secretary
to attend this meeting. I had in-
tended raising the question with him
later."
It was generally agreed that the
point be left to the Prime Minister
and the Home Secretary, and the meet-
ing broke up. The Chancellor was
thoughtful as he made back to his of-
fices . Of all those at the meeting he
was the only one to be very seriously
perturbed, for only he really appre-
ciated how very rickety was the па-
рая и последняя возможность, осущест-
вление которой зависит уже от меня
лично, — это связаться с правительст-
вом США.. Ведь оно тоже заинтересовано
в достоверности или, вернее сказать,
в точности выводов профессора Кингсли
и его коллег.
После дискуссии, продолжавшейся не-
сколько часов, было решено немедленно
обратиться к правительству США.. Это
решение было принято под сильным на-
жимом министра иностранных дел. Он не
пожалел красноречия, добиваясь реше-
ния, которое передавало этот вопрос в
его ведомство.
— Решающим, — сказал он, — является
то, что хотя передача дела Королев-
скому обществу и желательна со многих
точек зрения, но в этом случае неми-
нуемо очень много людей узнает о фак-
тах, которые на теперешней стадии
лучше было бы держать в тайне. Я ду-
маю, все мы согласимся с этим.
Все согласились. Конечно, министр
обороны хотел бы знать, "какие шаги
следует предпринять, чтобы знать с
уверенностью, что ни Королевский ас-
троном, ни доктор Кингсли не смогут
сеять повсюду панику, излагая свою
точку зрения на предполагаемые фак-
ты" .
— Это тонкий и серьезный вопрос, —
ответил премьер-министр. — Об этом я
уже подумал. Потому, собственно, я и
попросил министра внутренних дел при-
сутствовать на совещании. Я намере-
вался обсудить с ним этот вопрос по-
сле совещания.
Все согласились, что последний вопрос
должен быть рассмотрен премьером и
министром внутренних дел, и совещание
было закрыто. В глубокой задумчивости
министр финансов вернулся к себе в
кабинет. Из всех присутствовавших на
совещании он единственный был серьез-
но встревожен, так как он один знал,
сколь неустойчива национальная эконо-
tionfs economy, and how very little
would be needed to topple it in ru-
ins . The Foreign Secretary on the
other hand was rather well pleased
with himself. He felt he had shown up
rather well. The Minister of Defence
thought that the whole business was
rather a storm in a teacup and that
in any case it was quite definitely
nothing to do with his department. He
wondered why he had been called to
the meeting.
The Home Secretary, on the other
hand, was very pleased to have been
called to the meeting, and he was
very pleased to be staying on to dis-
cuss further business with the Prime
Minister.
лл1 am quite sure," said he, "that we
can dig up some regulation that will
enable us to detain the two of them,
the Astronomer Royal and the man from
Cambridge."
лл1 am quite sure of it too," answered
the Prime Minister. "The Statute Book
doesnf t go back so many centuries for
nothing. But it would be much better
if we can manage things tactfully. I
have already had the opportunity of a
conversation with the Astronomer
Royal. I put the point to him and
from what he said I feel we can be
quite sure of his discretion. But
from certain hints that he let drop I
gather that it may be rather differ-
ent with Dr. Kingsley. At all events
it is clear that Dr. Kingsley must be
contacted without delay."
лл1 will send someone up to Cambridge
immediately. "
"Not someone, you must go yourself.
Dr. Kingsley will be — er — shall I
say flattered if you go to see him in
person. Ring him up saying that you
will be in Cambridge tomorrow morning
and would like to consult him on an
important matter. That I think should
be quite effective, and it will be
much simpler that way."
мика и как мало нужно, чтобы вконец
её развалить. Напротив, министр ино-
странных дел был очень доволен собой.
Он думал о том, как прекрасно он дер-
жался на совещании. Министру обороны
все это казалось бурей в стакане во-
ды, и, во всяком случае, его ведомст-
ва это не касалось. Непонятно, зачем
его пригласили на это совещание.
Министр внутренних дел был очень до-
волен и с радостью остался для даль-
нейшего обсуждения с премьер-
министром .
— Я уверен, — сказал он, — что мы
отыщем закон, который даст нам право
взять под стражу этих двоих: Королев-
ского астронома и ученого из Кембрид-
жа.
— Я тоже в этом уверен, — ответил
премьер. — Ведь не зря свод законов
существует столько веков. Но гораздо
лучше действовать как можно тактич-
нее . Я уже имел случай поговорить с
Королевским астрономом. Я намекнул
ему насчет соблюдения государственной
тайны и из ответа понял, что мы можем
быть совершенно уверены в его осто-
рожности. Но по некоторым его замеча-
ниям можно сделать вывод, что с док-
тором Кингсли дело обстоит совсем
иначе. Ясно, что мы должны без про-
медления связаться с доктором Кингс-
ли.
— Я пошлю кого-нибудь в Кембридж не-
медленно .
— Не кто-нибудь, а вы сами должны по-
ехать . Доктор Кингсли будет э...э..,
можно сказать, польщен, если вы посе-
тите его лично. Позвоните ему и ска-
жите, что вы будете в Кембридже зав-
тра утром и вы хотели бы получить
консультацию по одному важному вопро-
су. Я думаю, это самый действенный
путь и в то же время самый простой.
Kingsley was extremely busy from the
moment he returned to Cambridge. He
made good use of the few days that
elapsed before the political wheels
began to turn. A number of letters,
all carefully registered, were sent
abroad. An observer would probably
have made special note of the two ad-
dressed to Greta Johannsen of Oslo
and to Mile. Yvette Hedelfort of the
University of Clermont-Ferrand, these
being Kingsley1s only female corre-
spondents .
Nor could a letter to Alexis Ivan Al-
exandrov have passed notice. Kingsley
hoped that it would reach its in-
tended destination, but one could
never be certain of anything sent to
Russia. True, Russian and Western
scientists, when they met together at
international conferences, worked out
ways and means whereby letters could
pass between them. True, that the se-
cret of those ways and means was ex-
tremely well kept, even though it was
known to many people. True, many let-
ters did pass successfully through
all censorships. But one could never
be quite sure. Kingsley hoped for the
best.
His main concern however was with the
radio astronomy department. He chiv-
vied John Marlborough and his col-
leagues into intensive observations
of the approaching Cloud, south of
Orion. It required a good deal of
persuasion to get them started. The
Cambridge equipment (for 21 cm. work)
had only just recently come into op-
eration and there were many other ob-
servations that Marlborough wanted to
make. But Kingsley eventually managed
to get his own way without revealing
his real purposes. And once the radio
astronomers were fairly started on
the Cloud the results that came in
were so startling that Marlborough
needed no persuasion to continue.
Soon his team were working twenty-
four hours continuously round the
clock. Kingsley found himself hard
put to it to keep up in reducing the
Кингсли чрезвычайно много работал с
тех пор, как вернулся в Кембридж. Он
хорошо использовал те несколько дней,
которые потребовались, чтобы колеса
политической машины пришли в движе-
ние . Им было отправлено за границу
множество заказных писем. Сторонний
наблюдатель отметил бы, вероятно, два
письма, адресованных Грете Йохансен в
Осло и мадемуазель Иветте Хедельфорд
в Клер-монферранский университет.
Только эти два письма были адресованы
женщинам. <...>
Больше всего дела он имел с радиоас-
трономами. Он уговорил Джона Мальборо
и его сотрудников заняться интенсив-
ными наблюдениями приближающегося Об-
лака к югу от Ориона. Было нелегко
убедить их в необходимости взяться за
эту работу. Радиотелескоп для наблю-
дений на волне 21 сантиметр в Кем-
бридже только что вступил в строй, и
Мальборо хотел вести на нем другие
исследования. Но, в конце концов,
Кингсли удалось, не раскрывая своей
действительной цели, переубедить
Мальборо. И как только радиоастрономы
направили свой телескоп на Облако,
были получены столь удивительные ре-
зультаты, что уже не было необходимо-
сти уговаривать Мальборо продолжать
работу. Вскоре его группа уже работа-
ла круглосуточно. Кингсли едва успе-
вал обрабатывать результаты и извле-
кать из них самое существенное.
results and in distilling signifi-
cance out of them.
Marlborough was elated and excited
when he lunched with Kingsley on the
fourth day. Judging the time to be
ripe, Kingsley remarked:
"Itfs clear that we ought to aim at
publishing this new stuff pretty
soon. But I think it might be desir-
able to get someone to confirm. Ifve
been wondering about whether one or
other of us shouldnft write to
Leicester."
Marlborough swallowed the bait.
ЛЛА good idea," he said. лл1!11 write.
I owe him a letter, and there are
some other things I want to tell him
about."
What Marlborough really meant, as
Kingsley well knew, was that Leices-
ter had got in first on one or two
matters recently and Marlborough
wanted the opportunity to show him
that he, Leicester, wasn't the only
fish in the sea.
Marlhorough did in fact write to
Leicester at the University of Syd-
ney, Australia and so for good meas-
ure (and unknown to Marlborough) did
Kingsley. The two letters contained
much the same factual material but
Kingsleyfs also had several oblique
references, references that would
have meant much to anyone who knew of
the threat of the Black Cloud, which
of course Leicester did not.
When Kingsley returned to College af-
ter his lecture next morning an ex-
cited porter shouted after him:
ллБг. Kingsley, sir, there f s an impor-
tant message for you."
It was from the Home Secretary to the
effect that he would be glad to be
favoured by an interview with Profes-
sor Kingsley at three that afternoon.
На четвертый день Кингсли завтракал с
Мальборо, который был в приподнятом
настроении. Сочтя момент наиболее
подходящим, Кингсли заметил:
— Ясно, что мы могли бы в ближайшее
время опубликовать эти новые резуль-
таты. Но, по-моему, хорошо бы полу-
чить независимое подтверждение. Поче-
му бы кому-нибудь из нас не написать
Лестеру?
Мальборо попался на удочку.
— Хорошая мысль, — сказал он. — Я на-
пишу. Я и так собирался написать ему
письмо в связи с другими делами.
Как Кингсли хорошо знал, дело было в
том, что Лестер ранее претендовал на
первенство в открытии одного или двух
явлений, и Мальборо хотел воспользо-
ваться случаем, чтобы показать Лесте-
ру, мол, и другие тоже не лыком шиты.
Мальборо действительно написал Лесте-
ру в Сиднейский университет в Австра-
лию. И то же самое сделал для верно-
сти (не сказав об этом Мальборо) сам
Кингсли. Оба письма содержали один и
тот же фактический материал, но Кин-
гсли добавил несколько косвенных на-
меков, которые многое могли сказать
человеку, знающему, чем грозит Черное
облако, но не Лестеру, который об
этом ничего не знал.
Когда на следующее утро Кингсли вер-
нулся в колледж после лекции, его ок-
ликнул взволнованный привратник.
— Доктор Кингсли, сэр, вам тут очень
важное письмо!
Это была записка от министра внутрен-
них дел о том, что он был бы рад, ес-
ли бы профессор Кингсли согласился
принять его в три часа дня.
лТоо late for lunch, too early for
tea, but he probably expects to make
a good meal for all that,' thought
Kingsley.
The Home Secretary was punctual, ex-
tremely punctual. Trinity clock was
striking three when the self-same
porter, still excited, showed him
into Kingsleyf s rooms.
"The Home Secretary, sir," he an-
nounced with a touch of grandeur.
The Home Secretary was both brusque
and tactfully subtle at the same
time. He came to the point straight
away. The Government had naturally
been surprised and perhaps a little
alarmed at the report they had re-
ceived from the Astronomer Royal. It
was widely appreciated how much the
report owed to Professor Kingsley1s
subtle powers of deduction. He, the
Home Secretary, had come specially to
Cambridge with a two-fold purpose: to
compliment Professor Kingsley on the
swiftness of his analysis of the
strange phenomena that had been
brought to his notice, and to say
that the Government would much appre-
ciate being in constant touch with
Professor Kingsley so that they might
have the full benefit of his advice.
Kingsley felt he could do little but
demur at the eulogy and offer with
the best grace he could muster to
give the best help that he could.
The Home Secretary expressed his de-
light, and then added, almost as an
afterthought, that the Prime Minister
himself had given close thought to
what Professor Kingsley might think a
small point, but which he, the Home
Secretary, felt nevertheless to be a
point of some delicacy: that for the
immediate present awareness of the
situation should be closely confined
to a very select few, in fact to Pro-
fessor Kingsley, to the Astronomer
Royal, the Prime Minister, and to the
Inner Cabinet, of which for this pur-
Для ленча слишком поздно, для чая
слишком рано, ну да он, видно, сам
приготовил мне хорошенькое угощение,
подумал Кингсли.
Министр внутренних дел был точен,
чрезвычайно точен. Часы били три, ко-
гда тот же самый, все ещё взволнован-
ный привратник проводил его в комнату
Кингсли.
— Министр внутренних дел, сэр, — про-
возгласил он торжественно.
Министр был одновременно и резок и
тактичен. Он прямо перешел к делу.
Правительство, естественно, удивлено
и, возможно, несколько встревожено
докладом, полученным от Королевского
астронома. Правительство высоко оце-
нило замечательные дедуктивные спо-
собности доктора Кингсли, которые
проявились в этом докладе. Он, ми-
нистр внутренних дел, специально
приехал в Кембридж с целью, во-
первых, поздравить профессора Кингсли
с блестящим научным успехом и, во-
вторых, сообщить, что правительство
очень хотело бы поддерживать постоян-
ную связь с профессором Кингсли и
иметь возможность советоваться с ним.
Кингсли понял, что ему остается лишь
принять с должной скромностью хвалеб-
ную речь и обещать сделать все, что в
его силах.
Министр выразил свое восхищенье дея-
тельностью ученых и добавил так, как
будто он сейчас только вспомнил, что
премьер лично заинтересовался вопро-
сом, который профессору Кингсли может
показаться незначительным, но который
он, министр внутренних дел, считает
весьма деликатным: число лиц, посвя-
щенных в суть дела, должно быть стро-
го ограничено. По сути дела об этом
должны знать только профессор Кингс-
ли, Королевский астроном, премьер-
министр и узкий кабинет, в который на
этот случай включен и он, министр
pose he, the Home Secretary, was con-
sidered a member.
внутренних дел.
ACunning devil,' thought Kingsley,
Ahefs put me just where I donft want
to be. I can only get out of it by
being damnably rude, and in my own
rooms too. If d better try to warm
things up by degrees.'
Aloud he said:
"You may take it that I understand
and fully appreciate the naturalness
of your wish for secrecy. But there
are difficulties that I think ought
to be appreciated. First, time is
short: sixteen months is not a long
time. Second, there are quite a num-
ber of things that we urgently need
to know about the Cloud. Third, that
those things will not be found out by
maintaining secrecy. The Astronomer
Royal and I could not possibly do
everything alone. Fourth, secrecy can
in any case only be temporary. Others
may follow the lines of reasoning
that are contained in the Astronomer
Royalfs report. At most you can ex-
pect only a month or twof s grace. In
any case by the late autumn the
situation will be plain to anyone who
cares to glance up at the sky."
"You misunderstand me, Professor
Kingsley. I explicitly referred to
the immediate present just now. Once
our policy is formulated we intend to
go ahead full steam. Everyone whom it
is necessary to inform of the Cloud
will be informed. There will be no
unnecessary silence. All we ask for
is a strict security in the interim
period until our plans are ready. We
naturally do not wish the matter to
become public gossip before we have
marshalled our forces, if I may use
such a military term in this connec-
tion . "
ЛЛ1 very much regret, sir, that all
this does not sound to me very well
considered. You speak of formulating
a policy and of then pressing ahead.
Хитрый дьявол, подумал Кингсли, хочет
заставить меня делать как раз то, че-
го я не хочу. Я могу избежать этого
только, если буду чертовски груб,
хоть он и мой гость. Попытаюсь посте-
пенно накалить атмосферу.
Вслух он сказал:
— Можете быть уверены, я понимаю и
полностью разделяю ваше естественное
стремление держать это дело в тайне.
Но здесь имеются трудности, о кото-
рых, по-моему, не следует забывать.
Во-первых, мало времени: шестнадцать
месяцев — это срок небольшой. Во-
вторых, нам нужно получить об Облаке
слишком много сведений. В-третьих,
эти сведения не могут быть получены
при сохранении секретности. Королев-
ский астроном и я не можем что-либо
делать в одиночку. В-четвертых, тайна
может сохраняться лишь некоторое вре-
мя. Другие могут проделать то же, что
изложено в докладе Королевского ас-
тронома. Вы можете рассчитывать самое
большее на одно- или двухмесячную от-
срочку. А к концу осени уже и каждо-
му, кто посмотрит на небо, все будет
ясно.
— Вы меня не так поняли, профессор
Кингсли. Я имею в виду лишь настоящее
время, лишь данный момент. Как только
наша политика в этом вопросе будет
выработана, мы намереваемся развить
самую активную деятельность. Все, ко-
му надо знать об Облаке, будут о нем
знать. Мы просим лишь об одном —
строгое соблюдение секретности в про-
межуточный период, пока вырабатывают-
ся наши планы. Мы, естественно, не
хотим, чтобы этот вопрос стал предме-
том сплетен до тех пор, пока мы, так
сказать, не приведем в боевую готов-
ность наши силы.
— Я крайне сожалею, сэр, но все это
не кажется мне достаточно убедитель-
ным. Вы говорите, что сначала вырабо-
таете нужный курс, а потом займетесь
This is very much a matter of the
cart getting before the horse. It is
impossible, I assure you, to formu-
late any worthwhile policy until fur-
ther data becomes available. We do
not know for instance whether the
Cloud will strike the Earth at all.
We do not know whether the material
of the Cloud is poisonous. The imme-
diate tendency is to think that it
will get very cold when the Cloud ar-
rives, but it is just possible that
the reverse may happen. It may get
too hot. Until all these factors be-
come known, policy in any social
sense is meaningless. The only possi-
ble policy is to collect all relevant
data with the least delay, and this,
I repeat, cannot be done while a
really strict secrecy is maintained."
Kingsley wondered how long this
eighteenth-century sort of conversa-
tion would continue. Should he put
the kettle on for tea?
The climax was rapidly approaching,
however. The two men were mentally
too dissimilar for more than a half
hour of conversation between them to
be possible. When the Home Secretary
talked, it was his aim to make those
to whom he was talking to react ac-
cording to some prearranged plan. It
was irrelevant to him how he suc-
ceeded in this, so long as he suc-
ceeded. Anything was grist to the
mill: flattery, the application of
common-sense psychology, social pres-
sure, the feeding of ambition, or
even plain threats. For the most part
like other administrators he found
that arguments containing some deep-
rooted emotional appeal, but couched
in seemingly logical terms, were usu-
ally successful. For strict logic he
had no use whatever. To Kingsley on
the other hand strict logic was eve-
rything, or nearly everything.
Now the Home Secretary made a mis-
этим делом вплотную. Это очень сильно
напоминает телегу впереди лошади.
— Невозможно, уверяю вас, выработать
хоть мало-мальски стоящую политику,
пока не будут получены новые данные.
Мы не знаем, например, столкнется ли
вообще Облако с Землей. Мы не знаем,
ядовито ли вещество, из которого со-
стоит Облако, или нет. Прежде всего,
приходит в голову мысль, что из-за
Облака на Земле станет чрезвычайно
холодно, но может случиться и обрат-
ное , может стать очень жарко. Пока мы
не получим необходимые научные дан-
ные , выработать какую-нибудь политику
совершенно невозможно. Единственная
разумная политика — это сбор всех от-
носящихся к делу сведений, причем без
промедления, что, повторяю, невозмож-
но при соблюдении строгой секретно-
сти.
Когда же, наконец, думал Кингсли,
кончится эта беседа, которой скорей
надлежало бы происходить в восемна-
дцатом веке. Может быть, поставить
чайник?
Развязка, однако, быстро приближа-
лась . Эти два человека слишком сильно
отличались друг от друга образом мыс-
лей, чтобы разговор между ними мог
продолжаться более получаса. Когда
говорил министр внутренних дел, его
целью было добиться от собеседника
той реакции, которая была предусмот-
рена заранее разработанным планом.
При этом ему было совершенно все рав-
но, как он достигал успеха, лишь бы
его достигнуть. Любые средства хороши
для достижения цели: лесть, обращение
к здравому смыслу, политическое дав-
ление, игра на честолюбии собеседника
и даже откровенное запугивание. В
большинстве случаев, как и другие ад-
министраторы, он удачнее всего ис-
пользовал эмоции собеседника, обле-
кая, однако, свои доводы в кажущуюся
логической форму. Он никогда не обра-
щался к истинной логике. Для Кингсли,
напротив, логика была всем или почти
всем.
И тут министр допустил ошибку:
take.
ллМу dear Professor Kingsley, I fear
you underestimate us. You may rest
assured that when we make our plans
we shall prepare for the very worst
that can possibly overtake us."
Kingsley leaped.
"Then I fear you will be preparing
for a situation in which every man,
woman and child will meet their
death, in which not an animal, nor
any plant will remain alive. May I
ask just what form such a policy will
take?"
The Home Secretary was not a man to
offer a staunch defence to a losing
argument. When an argument led him to
an awkward impasse he simply changed
the subject and never referred to the
old topic again. He judged the time
ripe to change his style, and in this
he made a second, and bigger, mis-
take.
"Professor Kingsley, I have been try-
ing to put things to you in a fair-
minded way, but I feel you are making
it rather awkward for me. So it be-
comes necessary to deal plainly. I
need hardly tell you that if this
story of yours becomes public there
will be very grave repercussions in-
deed."
Kingsley groaned.
ллМу dear fellow," said he, "how very
dreadful. Grave repercussions indeed!
I should think there will be grave
repercussions especially on the day
that the Sun is blotted out. What is
your Government's plan for stopping
that?"
The Home Secretary kept his temper
with difficulty.
"You are proceeding on the assumption
that the Sun will be blotted out, as
you call it. Let me tell you with
— Дорогой профессор Кингсли, боюсь,
что вы нас недооцениваете. Можете
быть уверены, при составлении планов
мы будем предусматривать самые худшие
возможности.
Кингсли так и подпрыгнул.
— Тогда, я боюсь, вам придется преду-
смотреть такую возможность, когда все
мужчины, женщины и дети погибнут и на
Земле не останется ни животных, ни
растений. Позвольте спросить, какую
политику вы выработаете на этот слу-
чай?
Министр внутренних дел не принадлежал
к разряду людей, которые защищаются в
проигранном споре. Когда он заходил в
тупик, он просто менял тему разговора
и больше уже к старой не возвращался.
Он счел, что пора взять новый тон в
беседе, и таким образом совершил вто-
рую, ещё более грубую ошибку.
— Профессор Кингсли, я пытался пред-
ставить дело в разумном виде, но, ви-
димо, вы просто хотите сбить меня с
толку, поэтому буду говорить прямо. Я
должен заявить, что если это дело по-
лучит огласку по вашей вине, у вас
будут очень большие неприятности.
Кингсли застонал.
— Мой дорогой друг, как ужасно! Очень
большие неприятности! Как же, я тоже
уверен, что больших неприятностей не
избежать, особенно в тот день, когда
Облако закроет Солнце. Каким образом
ваше правительство собирается это
предотвратить ?
Министр с трудом сдерживал себя.
— Вы исходите из предпосылки, что
Солнце непременно будет закрыто Обла-
ком, как вы выражаетесь. Позвольте
frankness that the Government has
made enquiries and we are not at all
satisfied with the accuracy of your
report."
Kingsley was wrong-footed.
"What! "
The Home Secretary followed up his
advantage.
"Perhaps that possibility had not oc-
curred to you, Professor Kingsley.
Let us suppose, I say let us suppose,
that the whole matter comes to noth-
ing, that it turns out to be a storm
in a teacup, a chimera. Can you imag-
ine what your position would be, Pro-
fessor Kingsley, if you were respon-
sible for public alarm over what
turned out to be a mere mare's nest?
I can assure you very solemnly that
the matter could only have one end-
ing, a very serious ending."
Kingsley recovered slightly. He felt
the explosion growing within him.
лл1 cannot say how grateful I am at
your concern for me. I am also not a
little surprised at the Government's
evident penetration into our report.
Indeed, to be frank, I am astonished.
It seems a pity that you cannot dis-
play an equal penetration into mat-
ters with which you might more prop-
erly claim a less amateur acquain-
tance . "
The Home Secretary saw no reason to
mince matters. He rose from his
chair, took up his hat and stick, and
said:
ллАпу revelations you make, Professor
Kingsley, will be regarded by the
Government as a serious contravention
of the Official Secrets Act. In re-
cent years we have had a number of
cases in which scientists have set
themselves above the law and above
public interest. You will be aware of
мне быть с вами откровенным и ска-
зать, что правительство навело неко-
торые справки, и правительство не
уверено полностью в достоверности ва-
шего доклада.
Удар попал в цель.
— Что?!
Министр внутренних дел продолжал ата-
ку.
— Возможно, это и не относится к вам,
профессор Кингсли. Предположим, я го-
ворю, предположим, что все это ока-
жется бурей в стакане воды, химерой.
Представляете ли вы себе, профессор
Кингсли, ваше положение — вы возмути-
ли всеобщее спокойствие, а потом
вдруг оказалось, что вы попали паль-
цем в небо? Я со всей ответственно-
стью заявляю вам, что это могло бы
иметь только один исход, очень непри-
ятный исход.
Кингсли слегка оправился. Он чувство-
вал, что сейчас взорвется.
— Я не нахожу слов, чтобы выразить
свою благодарность за ту заботу, ко-
торую вы обо мне проявляете. Я также
весьма удивлен тем, как глубоко пра-
вительство изучило наш доклад. Говоря
откровенно, я просто поражен. Жаль
только, что вы не столь глубоко изу-
чаете вопросы, в которых вы с гораздо
большим основанием можете считать се-
бя компетентным.
Министра больше ничто не сдерживало.
Он поднялся, взял шляпу и трость и
сказал:
— Любое ваше действие в том направле-
нии , о котором здесь говорилось, бу-
дет рассматриваться правительством
как серьезное нарушение закона о со-
хранении государственной тайны. В по-
следние годы было много случаев, ко-
гда ученые ставили себя выше закона и
выше общественных интересов. Вам еле-
what happened to them. I will wish
you good-day."
For the first time Kingsleyfs voice
became commanding and sharp. "And may
I point out, Mr. Home Secretary, that
any attempt by the Government to in-
terfere with my freedom of movement
will quite certainly destroy any
chance you may have of maintaining
secrecy? So long as this matter is
not known to the general public you
are in my hands."
When the Home Secretary had gone
Kingsley grinned at himself in the
mirror.
лл1 played that part rather well, I
think, but I wish it hadnft had to
happen in my own rooms."
Events now moved quickly. By evening
a group of M. 1.5 men arrived in Cam-
bridge. Kingsleyfs rooms were raided
while he was dining in the College
Hall. A long list of correspondents
was discovered and copied. A record
of letters posted by Kingsley since
his return from the U.S. was obtained
from the Post Office. This was easy
because the letters had been regis-
tered. It was found that of these
only one was still likely to be in
transit, the letter to Dr. H. C.
Leicester of the University of Syd-
ney. Urgent cables were sent out from
London. This led within a few hours
to the letter being intercepted at
Darwin, Australia. Its contents were
telegraphed to London, in code.
At ten оf clock sharp the following
morning a meeting was held at 10,
Downing Street. It was attended by
the Home Secretary, by Sir Harold
Standard, head of M.I.5, Francis
Parkinson, and the Prime Minister.
"Well, gentlemen," began the Prime
Minister, ллуои have all had ample op-
portunity to study the facts of the
case, and I think that we can all
agree that something must be done
довало бы знать о том, что с ними
случалось.
Впервые Кингсли заговорил резко и по-
велительно :
— Разрешите мне указать вам, господин
министр внутренних дел, что любая по-
пытка со стороны правительства лишить
меня свободы передвижения уничтожит
для вас последний шанс на сохранение
секретности. Таким образом, пока этот
вопрос не стал известен широкой пуб-
лике — вы в моих руках.
Когда министр ушел, Кингсли посмотрел
на себя в зеркало.
— Я, по-моему, прекрасно сыграл свою
роль, но лучше бы он не был моим гос-
тем.
Далее события развивались стремитель-
но . Группа сотрудников МИ5 сделала
обыск на квартире у Кингсли, пока он
обедал в зале колледжа. Был найден
длинный список лиц, с которыми он пе-
реписывался. С него сняли копию. Из
почтового ведомства получили сведения
о письмах, посланных Кингсли после
его возвращения из США.. Сделать это
было очень просто, поскольку письма
были заказные. Выяснилось, что, веро-
ятно, только одно письмо, адресован-
ное доктору Лестеру в Сиднейский уни-
верситет, ещё находилось в пути. Из
Лондона полетели телеграммы. Через
несколько часов письмо было перехва-
чено в Дарвине, в Австралии. Его со-
держание телеграфировали в Лондон в
зашифрованном виде.
На следующее утро ровно в десять ча-
сов на Даунинг-стрит, 10 состоялось
совещание. На нем присутствовали ми-
нистр внутренних дел сэр Гарольд
Стэндард, начальник МИ5, Фрэнсис Пар-
кинсон и сам премьер-министр.
— Итак, джентльмены, — начал премьер-
министр, — все вы имели возможность
ознакомиться с относящимися к делу
фактами, и я думаю, все мы согласны с
тем, что надо принять какие-то меры в
about this man Kingsley. The letter
sent to the U.S.S.R. and the contents
of the intercepted letter give us no
alternative but to act promptly."
The others nodded without comment.
"The question we are here to decide,"
went on the Prime Minister, "is the
form that such action shall take."
The Home Secretary was in no doubt of
his own opinion. He favoured immedi-
ate incarceration.
лл1 do not think we should take King-
sley^ threat of public exposure too
seriously. We can seal up all the ob-
vious leaks. And although we might
suffer some damage, the amount of
damage will be limited and will
probably be far less than if we try
any form of compromise."
лл1 agree that we can seal up the ob-
vious leaks," said Parkinson. "What I
am not satisfied about is that we can
seal up the leaks that are not obvi-
ous. May I speak frankly, sir?"
"Why not?" queried the Prime Minis-
ter.
"Well, I was a little uneasy at our
last meeting about my report on King-
sley. I said that many scientists re-
gard him as clever but not altogether
sound, and in that I was reporting
them correctly. What I didnf t say was
that no profession is more consumed
by jealousy than the scientific pro-
fession, and jealousy will not allow
that anyone can be both brilliant and
sound. Frankly, sir, I do not think
there is much chance of the Astrono-
mer Royalf s report being in error in
any substantial particular."
"And where is all this leading?"
"Well, sir, I have studied the report
отношении этого Кингсли. Содержание
перехваченного в Австралии письма за-
ставляет нас действовать без промед-
ления .
Остальные молча кивнули.
— Вопрос, который мы должны сейчас
решить, — продолжал премьер-министр,
— это, как нам конкретно действовать.
Министр внутренних дел не колебался в
своем решении. Он настаивал на немед-
ленном аресте.
— Я думаю, мы можем не принимать все-
рьез угрозу разглашения со стороны
Кингсли. Мы можем перекрыть все явные
каналы, по которым возможна утечка
информации. И если это и причинит нам
некоторый ущерб, он будет гораздо
меньше, чем если мы пойдем на какой
бы то ни было компромисс.
— Я согласен, все явные каналы можно
перекрыть, — сказал Паркинсон. — Что
мне не ясно, это как мы перекроем
скрытые. Могу я говорить откровенно,
сэр?
— Почему бы нет? — ответил премьер-
министр .
— Хорошо. Неловко получилось с моим
докладом относительно Кингсли на пре-
дыдущем нашем совещании. Я сказал то-
гда, что многие ученые говорили о нем
как о человеке талантливом, но в то
же время не совсем нормальном. Это я
изложил вам правильно. Я не сказал,
однако, что нет ни одной области, в
которой люди так завидовали бы успе-
хам и таланту другого, как в области
науки. А зависть не позволит никому
признать другого одновременно и бле-
стящим и нормальным. Откровенно гово-
ря , сэр, я очень сомневаюсь, что в
докладе Королевского астронома может
содержаться сколько-нибудь существен-
ная ошибка.
— и что отсюда следует?
— Сэр, я изучил доклад очень тщатель-
pretty closely and I think I have
picked up some idea of the characters
and abilities of the men who signed
it. And I simply do not believe that
anyone of Kingsleyfs intelligence
would have the slightest difficulty
in exposing the situation if he
really wanted to. If we could draw a
net round him very slowly over a pe-
riod of several weeks, so slowly that
he suspected nothing, then perhaps we
might succeed. But he surely must
have anticipated that we might make a
grab. If d like to ask Sir Harold
about this. Would it be possible for
Kingsley to spring a leak if we put
him under sudden arrest?"
лл1 fear what Mr. Parkinson says is
pretty well correct," began Sir Har-
old. "We could stop all the usual
things, leakages in the press, on the
radio, our radio. But could we stop a
leakage on Radio Luxembourg, or any
one of the scores of other possibili-
ties? Undoubtedly yes, if we had
time, but not overnight, Ifm afraid."
"And another point," he went on, "is
that this business would spread like
wild fire if it once got out even
without the help of newspapers or ra-
dio. Itfd go like one of these chain
reactions we hear so much about nowa-
days . Itfd be very difficult to guard
against such ordinary leaks, because
they could occur anywhere. Kingsley
may have deposited some document in
any of a thousand possible places,
with an arrangement that the document
be read on a certain date unless he
gave instructions to the contrary.
You know, the usual sort of thing. Or
of course he may have done something
not so usual."
"Which seems to concur with Parkin-
son fs view," broke in the Prime Min-
ister. "Now Francis, I can see you
have some idea up your sleeve. Letfs
hear it."
Parkinson explained a scheme that he
thought might work. After some dis-
cussion it was agreed to give it a
но, и мне кажется, что я представляю
себе характеры и способности людей,
подписавших его. И я попросту не ве-
рю, что человек такого интеллекта,
как Кингсли, затруднился бы найти
способ предать все гласности, если бы
он действительно этого хотел. Если бы
мы могли медленно затягивать сеть во-
круг него в течение нескольких не-
дель , так медленно, чтобы он ничего
не заподозрил, то, быть может, мы
достигли бы успеха. Но он, конечно,
предвидел, что мы можем попытаться
внезапно его схватить. Мне хотелось
бы спросить сэра Гарольда вот о чем.
Сможет ли Кингсли разгласить эти све-
дения, если мы его арестуем внезапно?
— Боюсь, мистер Паркинсон совершенно
прав, — начал сэр Гарольд. — Мы можем
перекрыть все явные каналы: прессу,
радио — наше радио. Но можем ли мы
предотвратить распространение инфор-
мации через радио Люксембурга или
предусмотреть десятки других возмож-
ностей? Несомненно, да, если бы у нас
было время, но боюсь, что за одну
ночь мы с этим не справимся. Но, кро-
ме того, — продолжал он, — слух об
этом будет распространяться, как лес-
ной пожар, стоит только ему просо-
читься даже без помощи газет или ра-
дио. Слухи поползут, как цепные реак-
ции, о которых мы столько теперь слы-
шим. Очень трудно бороться с такими
возможностями, они могут возникнуть
где угодно. Кингсли, предположим, ос-
тавит В ОДНОМ ИЗ ТЫСЯЧИ ВОЗМОЖНЫХ
мест запечатанный конверт с тем, что-
бы его вскрыли в определенный день,
если не поступит других указаний. Вы
же знаете, это обычная вещь.
— Это то же, о чем говорил Паркинсон,
— прервал премьер. — Ну, Фрэнсис, мне
кажется, у вас есть что-то ещё про
запас. Мы хотели бы услышать, что
именно.
Паркинсон изложил план, который, по
его мнению, мог себя оправдать. После
некоторого обсуждения было решено его
trial, since if it would work at all
it would work quickly. And if it did
not work there was always the Home
Secretaryfs plan to fall back on. The
meeting then broke up.
A telephone call to Cambridge fol-
lowed immediately. Would Professor
Kingsley see Mr. Francis Parkinson,
Secretary to the Prime Minister, at
three that afternoon? Professor King-
sley would. So Parkinson travelled to
Cambridge. He was punctual and was
shown into Kingsleyfs rooms as the
Trinity clock was striking three.
A\Ah," murmured Kingsley as they shook
hands, "too late for lunch and too
early for tea."
"Surely you1re not going to throw me
out as quickly as all that, Professor
Kingsley?" countered Parkinson with a
smile.
Kingsley was quite a lot younger than
Parkinson had expected, perhaps
thirty-seven or thirty-eight. Parkin-
son had visualised him as a tallish,
slim man. In this he was right, but
Parkinson had not expected the re-
markable combination of thick dark
hair with astonishingly blue eyes,
astonishing enough in a woman. King-
sley was decidedly not the sort of
person one would forget.
Parkinson drew a chair up to the
fire, settled himself comfortably,
and said:
лл1 have heard all about yesterday1 s
conversation between you and the Home
Secretary, and may I say that I thor-
oughly disapprove of you both?"
"There was no other way in which it
could end," answered Kingsley.
"That may be, but I still deplore it.
I disapprove of all discussions in
which both parties take up positions
испробовать, тем более, что если этот
план использовать вообще, то нужно
действовать немедленно. Если же с ним
ничего не выйдет, всегда останется
возможность применить план министра
внутренних дел. Совещание закончи-
лось .
Последовал звонок по телефону в Кем-
бридж. Не сможет ли профессор Кингсли
принять мистера Фрэнсиса Паркинсона,
секретаря премьер-министра, в три ча-
са дня? Да, профессор Кингсли сможет.
Паркинсон отправился в Кембридж. Он
был всегда точен и появился на квар-
тире у Кингсли, когда часы били три.
— Гм, — проворчал Кингсли, — для лен-
ча слишком поздно, для чая слишком
рано.
— Надеюсь, вы не вышвырнете меня так
же быстро, как других, — парировал
Паркинсон с улыбкой.
Кингсли оказался гораздо моложе, чем
ожидал Паркинсон; вероятно, ему было
лет тридцать семь — тридцать восемь.
Паркинсон представлял себе его рослым
стройным мужчиной. В этом он не ошиб-
ся, но он никак не ожидал замечатель-
ного сочетания густых темных волос с
удивительно синими глазами, которые
были бы необычными даже у женщины.
Кингсли несомненно был не таким чело-
веком, которого легко забыть.
Паркинсон пододвинул кресло к огню,
устроился поудобнее и сказал:
— Я слышал все о вашем вчерашнем раз-
говоре с министром внутренних дел и
разрешите мне сказать, что я катего-
рически не одобряю вас обоих.
— По-другому он закончиться не мог, —
ответил Кингсли.
— Может быть, но я всё-таки жалею о
случившемся. Я не одобряю таких дис-
куссий, в которых обе стороны занима-
of no compromise."
ют позиции, исключающие компромисс.
"It would not be difficult to divine
your profession, Mr. Parkinson."
"That may well be so. But quite
frankly I am amazed that a person of
your position should have taken up
such an intransigent attitude."
ЛЛ1 should be glad to learn what com-
promise was open to me."
"Tfhat is exactly what I came here to
tell you. Let me compromise first,
just to show how itfs done. By the
way, you mentioned tea a little while
ago. Shall we put the kettle on? This
reminds me of my Oxford days and all
matters nostalgic. You fellows in the
University donft know how lucky you
are. "
ллАге you hinting at the financial
support afforded by the Government to
the Universities?" grunted Kingsley
as he resumed his seat.
"Far be it from me to be so indeli-
cate, although the Home Secretary did
mention it this morning as a matter
of fact."
"I'll bet he did. But Ifm still wait-
ing to hear how I should have compro-
mised. Are you sure that ^compromise'
and лcapitulate' are not synonymous
in your vocabulary?"
ллВу no means. Let me prove my point
by showing how wef re prepared to com-
promise. "
"You, or the Home Secretary?"
"The Prime Minister."
"I see."
Kingsley busied himself with the tea
things. When he had finished, Parkin-
son began:
— По этому нетрудно угадать вашу про-
фессию , мистер Паркинсон.
— Вполне возможно, что это так. Но,
откровенно говоря, я был поражен, уз-
нав, что такой человек, как вы, занял
столь непримиримую позицию.
— Я был бы рад узнать, какой компро-
мисс мне предлагается.
— Это как раз то, зачем я сюда при-
шел . Давайте, я пойду на компромисс
первым, чтобы показать, как это дела-
ется. Вот, кстати, вы упомянули о чае
недавно. Не поставить ли нам чайник?
Это напомнит мне дни, которые я про-
вел в Оксфорде, и многое другое, о
чем помнят всю жизнь. Вы — парни из
университета, и не представляете се-
бе , как вам повезло.
— Вы намекаете на финансовую поддерж-
ку, оказываемую правительством уни-
верситетам? — проворчал Кингсли, воз-
вращаясь на свое место.
— Я далек от того, чтобы быть столь
неделикатным, хотя министр внутренних
дел об этой самой поддержке упоминал.
— Еще бы! Но я все ещё надеюсь услы-
шать о компромиссе, которого от меня
ждут. Уверены ли вы, что слова "ком-
промисс " и "капитуляция" не являются
синонимами в вашем понимании?
— Ни в коем случае. Позвольте мне до-
казать это, изложив условия компро-
мисса.
— Кто их составлял, вы или министр
внутренних дел?
— Премьер-министр.
— Понятно.
Кингсли занялся приготовлением чая.
Когда он накрыл стол, Паркинсон на-
чал:
"Well, in the first place I apologise
for any reflections that the Home
Secretary may have cast on your re-
port. Secondly, I agree that our
first step must be the accumulation
of scientific data. I agree that we
must go ahead as quickly as possible
and that all those scientists who are
required to make some contribution
should be fully apprised of the
situation. What I do not agree with
is that any others should be taken
into our confidence at the present
stage. That is the compromise I ask
from you. "
ллМг. Parkinson, I admire your candour
but not your logic. I defy you to
produce one single person who has
learned from me of the menacing
threat of the Black Cloud. How many
persons have learned from you, Mr.
Parkinson, and from the Prime Minis-
ter? I was always against the As-
tronomer Royal in his wish to inform
you, because I knew you couldnf t keep
anything really secret. By now I am
wishing most heartily that I had
over-ridden him."
Parkinson was wrong-footed.
"But surely you donf t deny writing an
extremely revealing letter to Dr.
Leicester of the University of Syd-
ney? "
"Of course I donft deny it. Why
should I? Leicester knows nothing
about the Cloud."
"But he would have known if the let-
ter had reached him."
"Ifs and buts are the stuff of poli-
tics, Mr. Parkinson. As a scientist I
am concerned with facts not with mo-
tives , suspicions, and airy-fairy
nothingness. The fact is, I must in-
sist, that no one has learned any-
thing of importance from me in this
affair. The real gossip is the Prime
Minister. I told the Astronomer Royal
that thatfs the way it would be, but
— Итак, прежде всего я приношу изви-
нения за все то, что министр внутрен-
них дел сказал о вашем докладе. Во-
вторых , я согласен: первый наш шаг —
это собрать возможные научные данные.
Я согласен, что мы должны взяться за
дело как можно быстрее и что все уче-
ные, которые потребуются для этого,
должны быть полностью информированы о
положении дел. Однако я не могу со-
гласиться с тем, что остальные должны
теперь уже все знать. Вот та уступка,
которой я у вас прошу.
— Мистер Паркинсон, я восхищен вашей
откровенностью, но не вашей логикой.
Держу пари, вы не сможете назвать ни
одного человека, который узнал о
страшной угрозе со стороны Черного
облака от меня. А сколько человек уз-
нали об этом от вас или от премьер-
министра? Я возражал против намерения
Королевского астронома информировать
вас, ведь я знал, по-настоящему дер-
жать что-нибудь в секрете вы не може-
те. Теперь я особенно жалею, что он
меня не послушался.
Паркинсон так и подскочил.
— Но вы, конечно, не будете отрицать,
что написали весьма многозначительное
письмо доктору Лестеру из Сиднейского
университета?
— Конечно, я не отрицаю этого. Зачем?
Лестер ничего не знает об Облаке.
— Но он знал бы, если бы письмо дошло
до него.
— Если бы да кабы — это дело полити-
ков, мистер Паркинсон. Как ученый, я
имею дело только с фактами, а не с
мотивами, подозрениями и прочей бес-
смыслицей. Я утверждаю, что по сути
дела никто от меня ничего не узнал. В
действительности разболтал все пре-
мьер-министр . Я говорил Королевскому
астроному, что так оно и будет, но он
мне не поверил.
he wouldnf t believe me."
"You havenf t very much respect for my
profession, have you, Professor King-
sley?"
"Since it is you who wish for frank-
ness, I will tell you that I have
not. I regard politicians rather as I
regard the instruments on the dash-
board of my car. They tell me what is
going on in the engine of state, but
they donft control it."
Quite suddenly it flashed on Parkin-
son that Kingsley was pulling his leg
and pulling it hard at that. He burst
out laughing. Kingsley joined in. Re-
lations were never again difficult
between the two of them.
After a second cup of tea and some
more general conversation Parkinson
returned to the matter in hand.
"Let me make my point, and I am not
to be fobbed off this time. The way
you are going about collecting scien-
tific information is not the quickest
way, nor is it the way that gives us
the best security, interpreting secu-
rity in a wide sense."
"There is no better way open to me,
Mr. Parkinson, and time, I need not
remind you, is precious."
"There may be no better way open to
you at the moment, but a better way
can be found."
"I donf t understand."
"What the Government wants to do is
to bring together all the scientists
who ought to be fully cognisant of
the facts. I understand you have re-
cently been working with a Mr. Marl-
borough of the radio astronomy group
here. I accept your assurance that
you have given away no essential in-
formation to Mr. Marlborough, but
wouldnft it be far better if arrange-
ments to give him the information
— Вы не очень высокого мнения о моей
профессии, профессор Кингсли, не
правда ли?
— Поскольку вы сами ратовали за от-
кровенность , я откровенно скажу вам —
нет. Для меня политики то же, что
приборы на щитке моего автомобиля.
Они мне говорят, в каком состоянии
машина, но держать её в исправности
не могут.
Внезапно Паркинсона осенило, что Кин-
гсли просто морочит ему голову. Он
расхохотался. Кингсли тоже.
С этого момента между ними больше не
возникало натянутых отношений.
После второй чашки чая и беседы на
общие темы Паркинсон вернулся к ос-
новному вопросу.
— Позвольте мне изложить цель моего
визита, без этого вам от меня не от-
делаться . Путь, который вы избрали
для накопления научной информации, не
является самым быстрым и не дает нам
гарантированной безопасности в широ-
ком смысле этого слова.
— У меня нет иных возможностей, мис-
тер Паркинсон, и не мне вам напоми-
нать , как теперь нам дорого время.
— Может быть, у вас и нет иных воз-
можностей сейчас, но они могут поя-
виться .
— Я не понимаю.
— Правительство предполагает собрать
вместе тех ученых, которых следует
информировать обо всех фактах. Мне
известно, что вы работали последнее
время с группой радиоастрономов во
главе с мистером Мальборо. Я верю
вам, что вы не передали мистеру Маль-
боро сколько-нибудь существенной ин-
формации, но разве не лучше устроить
так, чтобы можно было посвятить его в
суть дела?
could be made?"
Kingsley remembered his initial dif-
ficulties with the radio astronomy
group.
"Undoubtedly. "
"Then thatfs agreed. Our second point
is that Cambridge, or indeed any uni-
versity, is hardly the right place to
conduct these investigations. You are
part of an integrated community here
and you cannot expect to combine both
secrecy and freedom of speech at the
same time. You cannot form a group
within a group. The correct procedure
is to form an entirely new establish-
ment, a new community specially de-
signed to meet the emergency, and one
that would be given every facility."
"Like Los Alamos for instance."
"Exactly so. If you will think fairly
about it I think you must agree that
no other way is really feasible."
"Perhaps I should remind you that Los
Alamos is situated in the desert."
"There would be no question of your
being put in a desert."
"And where would we be put? Put you
know is a charming verb."
"I think you would have no cause for
complaint. The Government is just
finishing the conversion of an ex-
tremely pleasant eighteenth-century
manor house at Nortonstowe."
"Where is that?"
"Cotswolds, on high ground to the
north-west of Cirencester."
"Why and how was it being converted?"
Кингсли вспомнил трудности, которые
он испытывал сначала с радиоастроно-
мами.
— Несомненно.
— Значит, договорились. Далее, нам
представляется, что Кембридж или лю-
бой другой университет вряд ли явля-
ется удобным местом для проведения
исследований. Вы тесно связаны со
всем университетом и трудно надеять-
ся, чтобы вы смогли здесь одновремен-
но и соблюдать секретность и свободно
обсуждать интересующие вас вопросы.
Невозможно создать замкнутую группу
среди тех, кто работает вместе. Пра-
вильнее всего создать совершенно но-
вую организацию, новую группу, специ-
ально занимающуюся этим вопросом, и
предоставить ей неограниченные воз-
можности .
— Как Лос-Аламос, например.
— Совершенно верно. Подумайте сами, и
я уверен, вы согласитесь что другого
реального пути нет.
— Я, по-видимому, должен вам напом-
нить , что Лос-Аламос находится в пус-
тыне .
— Никто не собирается загонять вас в
пустыню.
Я думаю, у вас не будет никаких осно-
ваний для недовольства. Правительство
как раз заканчивает перестройку уди-
вительно живописного загородного дома
восемнадцатого века в Нортонстоу.
— А где это?
— В Котсуолдзе, на возвышенности к
северо-западу от Сайрэнсестера.
— Почему и как его переоборудуют?
"It was intended to be an Agricul-
tural Research College. A mile from
the house we have built an entirely-
new estate for housing the staff-
gardeners, work-people, typists and
so on. I said you would be given
every facility and I can assure you
most sincerely that I meant it."
"Wonf t the Agriculture people have
something to say if theyf re shot out
and we1re moved in?"
"Therefs no difficulty in that. Not
everyone views the Government with
quite the same disrespect that you
do."
"No, more's the pity. I suppose the
next honours list will take care of
that. But there are difficulties you
havenf t thought of. Scientific in-
struments would be needed — a radio
telescope for instance. Itfs taken a
year to erect the one here. How long
would it take you to move it?"
"How many men were employed to erect
it?"
"Perhaps a couple of dozen."
"We would use a thousand, ten thou-
sand if need be. We would guarantee
to move and re-erect any instruments
you think necessary within some rea-
sonable stated period, say within a
fortnight. Are there any other large
instruments?"
"We should need a good optical tele-
scope, although not necessarily a
very large one. The new Schmidt here
in Cambridge would be the most suit-
able, although how youfd persuade Ad-
ams to give it up I can't think. Itfs
taken him years to get."
"I donft think there would be any
real difficulty. He won't mind wait-
ing six months for a bigger and bet-
ter telescope."
Kingsley put more logs on the fire,
— В нем должен был разместиться сель-
скохозяйственный колледж. В миле от
дома построено совершенно новое зда-
ние для обслуживающего персонала: са-
довников, рабочих, машинисток и так
далее. Я же вам сказал — у вас будут
все необходимые условия для работы, и
заверяю вас, что будут.
— А не станут эти люди возражать,
ведь их выставят и вместо них въедем
мы?
— в этом отношении не будет никаких
трудностей. Не все относятся к прави-
тельству так же пренебрежительно, как
вы.
— И очень жаль. Но есть трудности, о
которых вы не подумали. Потребуется
научное оборудование, например радио-
телескоп . Прошел целый год, пока
смонтировали один такой телескоп
здесь, в Кембридже. Сколько времени
вам понадобится, чтобы его перенести?
— Сколько человек его монтировали?
— Человек двадцать.
— Мы сможем использовать тысячу, а
если нужно — десять тысяч человек. Мы
можем обеспечить перестановку и мон-
таж любого прибора, который вам необ-
ходим, в самые короткие сроки, ска-
жем , в течение двух недель. Нужны ещё
какие-нибудь большие установки?
— Нам будет нужен хороший оптический
телескоп, хотя и не обязательно очень
большой. Новый Шмидт здесь, в Кем-
бридже, подходит лучше всего, хотя я
не знаю, как вы сумеете уговорить
Адамса с ним расстаться. Он столько
лет добивался этого телескопа!
— Ну, это будет не так уж трудно. Не
пройдет полугода, и он получит новый
телескоп, лучше прежнего.
Кингсли подбросил в огонь поленья и
and settled back in his chair.
снова сел в кресло.
"Letfs stop fencing around this
proposition," he said. "You want me
to allow myself to be fastened up in
a cage, albeit a gilded cage. Thatfs
the compromise you want from me, a
pretty big compromise too. Now we
ought to give some thought to the
compromise that I shall want from
you. "
"But I thought thatfs just what we've
been doing."
"It was, but only in a vague sort of
way. I want everything quite clear-
cut. First, that I be empowered to
recruit the staff to this Nortonstowe
place, that I be empowered to offer
what salaries seem reasonable, and to
use any argument that may seem appro-
priate other than divulging the real
state of things! Second, that there
shall be no, I repeat no, civil ser-
vants at Nortonstowe, and that there
shall be no political liaison except
through yourself."
"To what do I owe this exceptional
distinction?"
"To the fact that, although we think
differently and serve different mas-
ters , we do have sufficient common
ground to be able to talk together.
This is a rarity not likely to be re-
peated . "
"I am indeed flattered."
"You mistake me then. I am being as
serious as I know how to be. I tell
you most solemnly that if I and my
gang find any gentlemen of the pro-
scribed variety at Nortonstowe we
shall quite literally throw them out
of the place. If this be prevented by
police action or if the proscribed
variety are so dense on the ground
that we cannot throw them out, then I
warn you with equal solemnity that
you will not get one single groat of
co-operation from us. If you think I
— He будем спорить о вашем предложе-
нии , — сказал он. — Вы хотите, чтобы
я позволил посадить себя в клетку,
пусть она и позолоченная. Это уступ-
ка, которой вы от меня ждете, уступка
весьма существенная. Теперь мы должны
поговорить о тех уступках, которые я
хочу получить от вас.
— Но, по-моему, мы только тем и зани-
маемся, что идем вам на уступки.
— Да, но в весьма неясной форме. Я
хочу, чтобы все было ясно до конца.
Первое: я буду уполномочен комплекто-
вать персонал этого дома в Нортон-
стоу, я буду уполномочен назначать
заработную плату, которую сочту ра-
зумной, и использовать любые аргумен-
ты, которые не будут раскрывать ис-
тинное положение дел. Второе: никаких
я повторяю, никаких государственных
служащих и никаких политических свя-
зей , кроме как через вас.
— Чему я обязан столь исключительной
честью?
— Тому, что хотя мы мыслим по-разному
и защищаем разные интересы, у нас
достаточно много общего, чтобы стол-
коваться. Это редкий случай, который
едва ли повторится.
— Вы мне льстите.
— Ошибаетесь. Я говорю совершенно ис-
кренне . Я торжественно заявляю: если
я или кто-то из моих сотрудников об-
наружит в Нортонстоу джентльменов вы-
шеуказанной разновидности, мы просто-
напросто вышвырнем их вон. Если в это
вмешается полиция или если эти джент-
льмены будут столь упорны, что мы не
сможем их выставить, то я столь же
торжественно предупреждаю — какое бы
то ни было сотрудничество станет не-
возможным. Если, по-вашему, я слишком
упорствую в этом вопросе, то могу от-
am overstressing this point, then I
would say that I am only doing so be-
cause I know how extremely foolish
politicians can be."
ллThank you."
"Not at all. Perhaps we can now come
to the third stage. We need pencil
and paper for this. I want you to
note in detail, so that there can be
no possibility of any mistake, every
item of equipment that must be in
place before I move in to Nor-
tonstowe. Again I repeat that the
equipment must reach Nortonstowe be-
fore I do. I shall not accept the ex-
cuse that there has been an unavoid-
able delay and that something or
other will be coming along in a few
days1 time. Here, take this paper and
start writing."
Parkinson took long lists back to
London with him. The following morn-
ing he had an important discussion
with the Prime Minister.
"Well?" said the Prime Minister.
"Yes, and no," was Parkinsonfs an-
swer. "Ifve had to promise to fit the
place up as a regular scientific es-
tablishment . "
"Thatfs no disadvantage. Kingsley was
quite right in saying that we need
more facts, and the sooner we get
them the better."
"I donft doubt that, sir. But I would
have preferred it if Kingsley were
not likely to be quite so important a
figure in the new establishment."
"Isnft he a good man? Could we have
got someone better?"
"Oh, as a scientist hefs good enough.
Itfs not that which worries me."
"I know it would have been far better
if we had had to work with a more
amendable type of person. But his in-
ветить: я поступаю так потому, что
знаю, насколько неразумны бывают по-
литики .
— Благодарю вас.
— Не за что. Теперь перейдем к треть-
ему пункту. Для этого понадобятся бу-
мага и карандаш. Я хочу, чтобы вы за-
писали со всеми подробностями, чтобы
не могло возникнуть никакой ошибки,
все до единого предметы оборудования,
которые должны быть на месте, прежде
чем я перееду в Нортонстоу. Еще раз
повторяю, оборудование должно прийти
в Нортонстоу раньше, чем приеду я. Я
не буду принимать никаких отговорок,
что, дескать, произошли неизбежные
задержки и что то или другое прибудет
в течение нескольких дней. Вот, бери-
те бумагу и пишите.
Паркинсон вернулся в Лондон с длинным
списком. На следующее утро у него был
серьезный разговор премьер-министром.
— Все в порядке? — спросил премьер.
— И да, и нет, — отвечал Паркинсон. —
Мне пришлось пообещать оборудовать
это место как настоящее научное учре-
ждение .
— Это делу не повредит. Кингсли со-
вершенно прав: нам нужно больше фак-
тов, и чем быстрее мы их получим, тем
лучше.
— Я в этом не сомневаюсь, сэр. Но я
бы предпочел, чтобы Кингсли не был
столь важной фигурой в новом учрежде-
нии.
— Разве он для этого не подходит?
Можно найти кого-нибудь лучше?
— О, как ученый он вполне подходит.
Но не это беспокоит меня.
— Я понимаю, гораздо лучше работать с
более сговорчивым человеком. Но его
интересы в основном как будто бы сов-
terests seem to be pretty much the
same as ours. So long as he doesn't
sulk when he finds he canf t get out
of Nortonstowe."
"Oh hefs quite realistic about that.
He used the point as a strong bar-
gaining counter."
"What were the conditions?"
"For one thing that there are to be
no civil servants, and no political
liaison except through me."
The Prime Minister laughed.
"Poor Francis. Now I see what the
trouble is. Ah well, as for the civil
servants thatf s not so serious, and
as for the liaison, well we shall see
what we shall see. Any tendency to
make salaries — er — astronomical in
magnitude?"
"None at all, except that Kingsley
wants to use salaries as a bargaining
counter to get people to Nortonstowe,
until he can explain the real rea-
son . "
"Then what is the trouble?"
"Nothing explicit that I can put my
finger on, but If ve got a sort of
general sense of uneasiness. There
are lots of small points, insignifi-
cant severally, but worrying when put
together."
"Come on, Francis, out with it!"
"Put in its most general terms, Ifve
a feeling that it's we who are being
manoeuvred, not we who are doing the
manoeuvring."
"I donf t understand."
"Neither do I really. On the face of
it everything looks all right, but is
падают с нашими. По крайней мере, по-
ка он не разъярится, узнав, что не
может выезжать из Нортонстоу.
— О, он не питает никаких иллюзий на
этот счет. Он рассматривает это как
основу для сделки.
— Каковы же его условия?
— Прежде всего, он требует, чтобы не
было никаких государственных служащих
и никакой связи с политикой, кроме
как через меня.
Премьер-министр засмеялся:
— Бедный Фрэнсис, теперь я понимаю,
что вас беспокоит. Ну, ничего. Что
касается государственных служащих,
это не так уж серьезно, а насчет свя-
зей с политикой, там будет видно. Мо-
жет быть, они рассчитывают, что мы
будем платить им э...э... астрономи-
ческие суммы.
— Вовсе нет. Кингсли только хочет
воспользоваться высоким жалованьем
как средством заманивать людей в Нор-
тонстоу, пока он не сумеет объяснить
им истинную причину.
— Что же тогда вас тревожит?
— Я не могу ясно выразить, но у меня
какое-то беспокойное ощущение: тысячи
мелочей, каждая в отдельности — пус-
тяк , но все вместе они тревожат.
— Продолжайте, Фрэнсис, выкладывайте
все.
— в общем, у меня такое чувство, что
не мы ведем игру, а нас используют.
— Не понимаю.
— Я ведь тоже не совсем понимаю. С
виду как будто все в порядке, но так
it? Considering the level of King-
sleyfs intelligence, wasn't it just a
bit too convenient that he took the
trouble to register those letters?"
"It might have been a college porter
who posted them for him."
"It might have been, but if it was,
Kingsley ought to have realised that
the porter would register them. Then
the letter to Leicester. It almost
looked to me as if Kingsley expected
us to intercept it, as if he wanted
to force our hand. And didnf t he
rough-house poor old Harry (the Home
Secretary) just a bit too much? Then
look at these lists. They1re incredi-
bly detailed, as if everything had
been thought out in advance. The food
and fuel requirements I can under-
stand but why this enormous quantity
of earth-moving equipment?"
лл1 havenf t the least idea. "
"But Kingsley has, because hefs al-
ready given a great deal of thought
to it."
"My dear Francis, what does it matter
how much thought he has given to it?
What we want to do is to get a highly
competent team of scientists to-
gether, to isolate them, and to keep
them happy. If Kingsley can be kept
happy with these lists, then let him
have the stuff. Why should we worry?"
"Well, theref s a lot of electronic
equipment down here, an awful lot of
it. It could be used for radio trans-
mission purposes."
"Then you strike that out here and
now. That he canf t have!"
"Just a moment, sir, that isnft the
whole story. I was suspicious about
this stuff, so I got some advice on
it, good advice, I think. The posi-
tion is this. Every radio transmis-
ли это? Вот, например, такой вопрос:
если учесть, что Кингсли отлично во
всем разбирается, зачем ему надо было
возиться, отправлять эти письма за-
казными — ведь нам за ними так легче
проследить ?
— Это мог сделать для него привратник
колледжа.
— Возможно, но во всяком случае Кин-
гсли должен был знать, если тот от-
правил их заказными. Потом это письмо
к Лестеру. Похоже, Кингсли хотел,
чтобы мы перехватили его, нарочно за-
ставил нас это сделать. И не слишком
ли он грубил бедному старику Гарри
(так Фрэнсис называл министра внут-
ренних дел)? Потом, взгляните на этот
список. В нем такие подробности,
словно его обдумали заранее. Насчет
продуктов и горючего я ещё могу по-
нять , но зачем столько землеройного
оборудования?
— Не имею ни малейшего понятия.
— Но Кингсли-то имеет, ведь он уже
все тщательно продумал.
— Мой дорогой Фрэнсис, какое нам де-
ло, тщательно он все продумал или
нет? Мы хотим заполучить группу ком-
петентных ученых, изолировать их, и
пусть радуются жизни. Если Кингсли
можно задобрить этим списком — дайте
ему все, чего он хочет. Зачем нам по-
пусту голову себе морочить?
— Дело в том, что в этом списке много
электронного оборудования, невероятно
много. Оно может быть использовано
для радиосвязи.
— Тогда вычеркивайте его сразу. Этого
он не получит.
— Минутку, сэр, это не все. У меня
возникли подозрения насчет этой аппа-
ратуры, и я проконсультировался со
специалистами, и, по-моему, людьми
очень сведущими. Дело вот в чем. При
sion takes place in some form of
code, which has to be unscrambled at
the receiving end. In this country
the normal form of coding goes by the
technical name of amplitude modula-
tion, although the B.B.C. has re-
cently also been using a somewhat
different form of coding known as
frequency modulation."
"Ah , thatf s what frequency modulation
is, is it? Ifve often heard people
talking about it."
"Yes, sir. Well, here f s the point.
The type of transmission that this
equipment here of Kingsleyfs could
give would be in a quite new form of
code, a code that could not be un-
scrambled except by a specially de-
signed receiving instrument. So al-
though he might wish to send some
message nobody could receive it."
"Short of having this special re-
ceiver?"
"Exactly. Well, now do we allow King-
sley his electronic equipment or
not?"
"What reason does he give for wanting
it?"
"For radio astronomy. For observing
this Cloud by radio."
"Could it be used for that purpose?"
"Oh, yes."
"Then what is the trouble, Francis?"
"Itfs just that therefs an awful lot
of it. Admittedly Ifm not a scien-
tist, but I can't swallow that this
mass of stuff is really necessary.
Well, do we let him have it or not?"
The Prime Minister thought for a few
minutes.
любой радиопередаче необходимо произ-
водить кодирование, а на принимающем
конце дешифровку. У нас в Англии
обычно используется кодирование,
имеющее техническое название "ампли-
тудная модуляция", хотя Би-би-си по-
следнее время применяет также другую
форму кодирования, называемую частот-
ной модуляцией.
— А, это та самая частотная модуля-
ция? Я часто о ней слышу.
— Да, сэр. В этом все дело. Передачи,
которые Кингсли мог бы вести с помо-
щью своего оборудования, были бы за-
кодированы по-новому, так, что пона-
добилось бы специальное приемное уст-
ройство для их дешифровки. Таким об-
разом, хотя он и посылал бы сообще-
ния , никто их не смог бы принимать.
— За неимением специального устройст-
ва?
— Совершенно верно. Так как же, дадим
мы Кингсли это электронное оборудова-
ние или нет?
— Как он объясняет, зачем оно ему
нужно?
— Для радиоастрономии. Для исследова-
ния Облака с помощью радиоволн.
— Оно может быть использовано для
этой цели?
-О, да.
— Тогда что же вас беспокоит, Фрэн-
сис?
— То, что его очень много. Я, конеч-
но, не ученый, но мне трудно предста-
вить , зачем понадобилось столько при-
боров . Итак, позволим ему это или
нет?
Премьер-министр задумался.
"Check this advice of yours care-
fully. If what you've said about the
coding turns out to be right, let him
have it. In fact this transmission
business may turn out to be an advan-
tage. Francis, so far you've been
thinking of all this from a national
point of view — national as opposed
to international I mean?"
"Yes, sir?"
"Ifve been giving some attention to
the wider aspects. The Americans must
be finding themselves in much the
same boat as ourselves. Almost cer-
tainly they will be thinking of form-
ing a similar establishment to Nor-
tonstowe. I think I shall try to per-
suade them of the advantage of a sin-
gle co-operative effort."
"But wonf t that mean that we shall go
there, not them come here?" said
Parkinson, somewhat ungrammatically.
"They will consider their men to be
better than ours."
"Perhaps not in this field of — er —
radio astronomy, in which I gather
that both we and the Australians rank
very highly. Since radio astronomy
seems to be of rather key importance
in this business I shall use radio
astronomy as a strong bargaining
point."
"Security," groaned Parkinson.
"Americans think we have no security,
and sometimes I think they are not
far wrong."
"Overweighed by the consideration
that our population is more phleg-
matic than theirs. I suspect that the
American Administration may see an
advantage in having all working sci-
entists in this matter as far away
from them as possible. Otherwise they
will be sitting on a powder keg the
whole tiine. Communication was my
difficulty until a few moments ago.
But if we could provide a radio link
— Проверьте все хорошенько. Если то,
что вы сказали о кодировании, окажет-
ся верным, дайте ему эту аппаратуру.
Ведь она может оказаться весьма по-
лезной. Фрэнсис, до сих пор вы подхо-
дили к делу с национальной точки зре-
ния, с национальной в противополож-
ность интернациональной, я хочу ска-
зать , не так ли?
— Да, сэр.
— А теперь надо взглянуть на это ши-
ре . Американцы наверняка стоят сейчас
перед теми же вопросами, что и мы.
Почти наверняка они придут к мысли
организовать учреждение, подобное
Нортонстоу. Я думаю попробовать пред-
ложить им объединиться для обоюдной
пользы.
— А не получится, что нам ехать туда,
а не они сюда? — спросил Паркинсон,
забыв о грамматике. — Ведь они счита-
ют, что их ученые лучше наших.
— Может быть, это не относится к этой
области э... э... радиоастрономии, в
которой мы и австралийцы, насколько я
знаю, идем впереди? Так как в этой
проблеме самое важное, по-видимому,
радиоастрономия, я хочу её использо-
вать как основу для сделки.
— Безопасность, — простонал Паркин-
сон . — Американцы говорят, что у нас
пренебрегают государственной безопас-
ностью, и порой мне кажется, они не-
далеки от истины.
— Это компенсируется тем, что англи-
чане флегматичнее американцев. Я по-
дозреваю, что американская админист-
рация хочет держаться подальше ото
всех ученых, работающих в этой облас-
ти. Иначе они все время сидели бы на
бочке с порохом. До сих пор мне было
неясно, как мы будем поддерживать
связь. Но теперь я вижу: проблема бу-
дет решена, если мы установим прямую
связь между Нортонстоу и Вашингтоном,
direct from Nortonstowe to Washing-
ton, using this new code of yours,
that might solve the problem. I shall
urge all this most strenuously."
"You referred to international as-
pects a few moments ago. Did you
really mean international or Anglo-
American?"
лл1 meant international, the Austra-
lian radio astronomers for one thing.
And I can't see things remaining be-
tween us and the Americans for very
long. The heads of other Governments
will have to be told, even the Sovi-
ets . Then I shall see that a few
hints are dropped, to the effect that
Dr. this and Dr. that have received
letters from one Kingsley discussing
details of the business and that we
have since been obliged to confine
Kingsley in a place called Nor-
tonstowe. I shall also say that if
Dr. this and Dr. that are sent to
Nortonstowe we shall be glad to see
that they cause no trouble to their
respective governments."
"But the Soviets wouldnf t fall for
that!"
"Why not? Wef ve seen ourselves how
acutely embarrassing knowledge out-
side the Government can be. What
wouldn't we have given yesterday to
have been rid of Kingsley? Perhaps
youfd still like to be rid of him.
Theyf11 rush their people over here
as fast as aeroplanes can travel."
"Possibly so. But why go to all this
trouble, sir?"
"Well, has it struck you that King-
sley may all along have been picking
the team? That those registered let-
ters were his way of doing it? I
think itfs going to be important to
us to have the strongest possible
team. I have a hunch that in the days
to come Nortonstowe may possibly be-
используя новый код. Я буду всячески
на этом настаивать.
— Когда вы говорили о международных
аспектах, вы имели в виду только анг-
ло-американские отношения?
— Я имел в виду международное сотруд-
ничество и австралийских радиоастро-
номов в частности. И, по-моему, скоро
сведения об Облаке перестанут быть
достоянием только Америки и Англии. С
главами других государств тоже нужно
поговорить. Затем я постараюсь намек-
нуть , где следует, что доктор такой-
то и доктор такой-то получали от Кин-
гсли письма, касающиеся деталей этого
вопроса, после чего мы вынуждены были
ограничить свободу передвижения Кин-
гсли пределами Нортонстоу. Я также
скажу, что если доктор такой-то и
доктор такой-то будут посланы в Нор-
тонстоу, мы будем рады принять их и
проследим, чтобы они не причинили ни-
каких неприятностей своим правитель-
ствам .
— А согласятся они на это?
— Почему бы и нет? Мы ведь сами убе-
дились, какие могут возникнуть за-
труднения, когда ученые ускользают
из-под контроля правительства. Чего
бы мы ни отдали вчера, чтобы изба-
виться от Кингсли? Может, вы и сейчас
не прочь избавиться от него. Их уче-
ные прибудут очень быстро, с первым
же самолетом.
— Не исключено. Но к чему нам вся эта
возня, сэр?
— А не бросилось ли вам в глаза, что
Кингсли заранее подобрал себе сотруд-
ников? Не для того ли он посылал все
эти заказные письма? И я думаю, для
нас очень важно собрать здесь самых
толковых ученых. Сдается мне, что
придет день, когда Нортонстоу станет
важнее, чем Организация Объединенных
come more important than the United
Nations."
Наций.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Литпортал
ЧАСТЬ 1. НЕОБЫЧАЙНО
ЛЮБОЗНАТЕЛЬНАЯ ЛИЧНОСТЬ
Создание
ученого
У меня есть друг, художник, и порой он принимает такую точку зрения, с ко-
торой я не согласен. Он берет цветок и говорит: «Посмотри, как он прекрасен».
И тут же добавляет: «Я, будучи художником, способен видеть красоту цветка. Но
ты, будучи ученым, разбираешь его на части, и он становится скучным». Я ду-
маю, что он немного ненормальный.
Во-первых, красота, которую видит он, доступна другим людям — в том числе и
мне, в чем я уверен. Несмотря на то, что я, быть может, не так утончен в эс-
тетическом плане, как он, я все же могу оценить красоту цветка. Но в то же
время я вижу в цветке гораздо больше него. Я могу представить клетки внутри
этого цветка, которые тоже обладают красотой. Красота существует не только в
масштабе одного сантиметра, но и в гораздо более малых масштабах.
Существуют сложные действия клеток и другие процессы. Интересен тот факт,
что цвета цветка развились в процессе эволюции, чтобы привлекать насекомых
для его опыления; это означает, что насекомые способны видеть цвета. Отсюда
возникает новый вопрос: существует ли эстетическое чувство, которым обладаем
мы, и в более низких формах жизни? Знание науки порождает множество интерес-
ных вопросов, так что оно только увеличивает восторг, тайну и благоговение,
которое мы испытываем при виде цветка. Только увеличивает. Я не понимаю, ка-
ким образом оно может уменьшать.
Я всегда был очень односторонним, меня интересовала только наука, и, когда
я был моложе, я сосредоточивал на ней почти все свои усилия. В те дни у меня
не было ни времени, ни особого терпения, чтобы изучать то, что называется гу-
манитарными науками. И даже при том, что в университете для получения диплома
нужно было прослушать несколько гуманитарных курсов, я изо всех сил старался
их избежать. Лишь много лет спустя, когда я стал старше и немного расслабил-
ся, я распространил свое внимание на что-то отличное от науки. Я научился ри-
совать, начал почитывать книги, но я по-прежнему остаюсь весьма односторонним
человеком и многого не знаю. У меня весьма ограниченный интеллект, и я ис-
пользую его в определенном направлении.
Еще до моего рождения мой отец сказал маме: «Если родится мальчик, то он
станет ученым»1. Когда я был всего лишь малышом, которому приходилось сидеть
на высоком стуле, чтобы доставать до стола, мой отец принес домой много ма-
леньких кафельных плиток — которые были отбракованы — разных цветов. Мы игра-
ли с ними: отец ставил их на мой стул вертикально, как домино, я толкал ко-
лонну с одного конца, и все плитки складывались.
Прошло совсем немного времени, и я уже помогал ставить их. Совсем скоро мы
начали ставить их более сложным образом: две белых плитки и одну голубую и
т.д. Когда моя мама увидела это, она сказала: «Оставь бедного ребенка в по-
кое . Если он хочет поставить голубую плитку, пусть ставит».
Но отец сказал: «Нет, я хочу показать ему, что такое узоры, и насколько они
интересны. Это что-то вроде элементарной математики». Таким образом, он очень
рано начал рассказывать мне о мире и о том, как он интересен.
У нас дома была «Британская энциклопедия». Когда я был маленьким, отец
обычно сажал меня на колени и читал мне статьи из этой энциклопедии. Мы чита-
ли, скажем, о динозаврах. Книга рассказывала о тиранозавре рексе и утверждала
что-то вроде: «Этот динозавр двадцать пять футов в высоту, а ширина его голо-
вы — шесть футов».
Тут мой папа переставал читать и говорил: «Давай-ка посмотрим, что это зна-
чит . Это значит, что если бы он оказался на нашем дворе, то смог бы засунуть
голову в это окно». (Мы были на втором этаже.) «Но его голова была бы слишком
широкой, чтобы пролезть в окно». Все, что он мне читал, он старался перевести
на язык реальности.
Я испытывал настоящий восторг и жуткий интерес, когда думал, что существо-
вали животные такой величины, и что все они вымерли, причем никто не знает
почему. Вследствие этого я не боялся, что одно из них залезет в мое окно. Од-
нако от своего отца я научился переводить: во всем, что я читаю, я стараюсь
найти истинный смысл, понять, о чем же, в действительности, идет речь.
Мы часто ездили в Кэтскилл маунтинз, куда нью-йоркцы обычно отправляются
летом. В течение недели отцы работают в Нью-Йорке и приезжают только на вы-
ходные . По выходным отец водил меня на прогулку в лес и рассказывал множество
интересных вещей, которые там происходят. Когда это увидели другие мамы, они
подумали, что будет замечательно, если все папы будут также водить детей на
прогулку. Они попытались поработать над своими мужьями, но поначалу у них ни-
чего не вышло. Потом они захотели, чтобы мой отец взял и других детей, но он
не захотел, потому что у нас с ним были особые отношения. В конце концов, в
следующие выходные всем отцам пришлось вывести своих детей на прогулку.
В следующий понедельник, когда отцы уехали на работу, мы, дети, играли во
дворе. И один паренек мне говорит: «Видишь вон ту птицу? Какая это птица?».
1 Младшая сестра Ричарда, Джоан, имеет степень доктора по физике, несмотря на это
предубеждение, что только мальчикам суждено быть учеными.
Я сказал: «Не имею ни малейшего понятия о том, какая это птица».
Он говорит: «Это коричневошейный дрозд. Твой отец ничему тебя не учит!»
Но все было как раз наоборот. Он уже научил меня: «Видишь ту птицу? — гово-
рит он. — Это певчая птица Спенсера». (Я знал, что настоящего названия он не
знает.) «Ну, так вот, по-итальянски это Чутто Лапиттида. По-португальски: Бом
да Пейда. По-китайски: Чунь-лонь-та, а по-японски: Катано Текеда. Ты можешь
знать название этой птицы на всех языках мира, но, когда ты закончишь пере-
числять эти названия, ты ничего не будешь знать о самой птице. Ты будешь
знать лишь о людях, которые живут в разных местах, и о том, как они ее назы-
вают . Поэтому давай посмотрим на эту птицу и на то, что она делает — вот что
имеет значение». (Я очень рано усвоил разницу между тем, чтобы знать название
чего-то, и знать это что-то.)
Он сказал: «Например, взгляни, птица постоянно копается в своих перышках.
Видишь, она ходит и копается в перышках?»
— Да.
Он говорит: «Как ты думаешь, почему птицы копаются в своих перьях?».
Я сказал: «Ну, может быть, во время полета их перья пачкаются, поэтому они
копошатся в них, чтобы привести их в порядок».
— Хорошо, — говорит он. — Если бы это было так, то они должны были бы долго
копошиться в своих перьях сразу же после того, как полетают. А после того,
как они какое-то время провели на земле, они уже не стали бы столько копаться
в своих перьях — понимаешь, о чем я?
— Угу.
Он говорит: «Давай посмотрим, копошатся ли они в своих перьях больше сразу
после того, как сядут на землю».
Увидеть это было несложно: между птицами, которые бродили по земле в тече-
ние некоторого времени, и теми, которые только что приземлились, особой раз-
ницы не было. Тогда я сказал: «Я сдаюсь. Почему птица копается в своих перь-
ях?»
— Потому что ее беспокоят вши, — говорит он. — Вши питаются белковыми слоя-
ми , которые сходят с ее перьев.
Он продолжил: «На лапках каждой вши есть воск, которым питаются маленькие
клещи. Они не в состоянии идеально переваривать это вещество, поэтому выделя-
ют материал, подобный сахару, в котором растут бактерии».
Наконец, он говорит: «Итак, ты видишь, что везде, где есть источник пищи,
существует какая-то форма жизни, которая его находит».
Теперь я знаю, что, быть может, это не были вши, что, быть может, на их
ножках не живут клещи. Эта история, возможно, была неправильна в деталях, но
то, что он мне рассказывал, было правильно в принципе.
В другой раз, когда я был старше, он сорвал с дерева лист. На этом листе
был порок, то, на что мы обычно не обращаем особого внимания. Лист был повре-
жден : на нем была маленькая коричневая линия, в форме буквы «С», которая на-
чиналась где-то в середине листа и завершалась завитком где-то у края.
— Посмотри на эту коричневую линию, — говорит отец. — Она узкая в начале и
расширяется вблизи края листа. Что это? Это муха: голубая муха с желтыми гла-
зами и зелеными крылышками прилетела и отложила на этом листе яйцо. Потом,
когда из яйца выводится личинка (что-то вроде гусеницы), она в течение всей
своей жизни ест этот лист — именно здесь она получает свою пищу. Съедая лист,
она оставляет за собой этот коричневый след. По мере роста личинки след ста-
новится шире, пока личинка не вырастет до своего полного размера в конце лис-
та, где она превращается в муху — голубую муху с желтыми глазами и зелеными
крылышками, — которая улетает и откладывает яйцо на другой лист.
И опять я знал, что детали этой истории нельзя назвать в точности правиль-
ными — это мог быть и жук, — но сама идея, которую он пытался мне объяснить,
представляла собой занятную роль жизни: вся жизнь — лишь размножение. Неваж-
но , насколько сложен этот процесс, главная задача — вновь повторить его!
Не имея опыта общения со многими отцами, я не осознавал, насколько замеча-
телен мой. Как он узнал глубокие принципы науки, как он научился ее любить?
Как узнал, что за ней стоит и почему ей стоит заниматься? Я никогда не спра-
шивал его об этом, потому что я просто считал, что все эти вещи известны лю-
бому отцу.
Мой отец учил меня обращать внимание на все. Однажды я играл с «железной
дорогой»: маленьким вагончиком, который ездил по рельсам. В вагончике был ша-
рик, и, потянув вагончик, я заметил одну особенность движения шарика. Я пошел
к отцу и сказал: «Слушай, пап, я кое-что заметил. Когда я тяну вагончик, ша-
рик катится к его задней стенке. Когда же я вдруг резко останавливаюсь, то
шарик катится к передней стенке вагона. Почему это происходит?»
— Этого не знает никто, — сказал он. — Основной принцип состоит в том, что
движущееся тело стремится продолжать свое движение, а покоящееся тело стре-
мится оставаться в покое, если только его сильно не толкнуть. Эта тенденция
называется «инерцией», но никто не знает, почему она имеет место.
Итак, вот это глубокое понимание. Он не просто сказал мне название этого
явления.
Затем он продолжил: «Если ты посмотришь со стороны, то увидишь, что по от-
ношению к шарику ты тянешь заднюю стенку вагона, шарик же остается неподвиж-
ным. Но на самом деле, из-за трения он начинает двигаться вперед по отношению
к земле. Но назад он не движется».
Я побежал к маленькому вагончику, снова положил в него шарик и потянул ва-
гончик . Глядя сбоку, я увидел, что отец действительно был прав. Шарик немного
двигался вперед относительно дорожки сбоку.
Вот так мой отец обучал меня, используя такие примеры и разговоры: никакого
давления — просто приятные, интересные разговоры. Все это обеспечило для меня
мотивацию на всю оставшуюся жизнь. Именно благодаря этому, мне интересны все
науки. (Так уж случилось, что у меня лучше всего получается заниматься физи-
кой. )
Я, так сказать, попался, подобно человеку, которому дали что-то удивитель-
ное, когда он был ребенком, и он постоянно ищет это снова. Я все время ищу,
как ребенок, чудеса, которые, я знаю, что найду — и нахожу: быть может, не
каждый раз, но время от времени.
Примерно в то же время мой двоюродный брат, который был тремя годами стар-
ше , учился в средней школе. Ему с трудом давалась алгебра, поэтому к нему
приходил домашний учитель. Мне разрешали сидеть в уголке, когда учитель пы-
тался научить моего брата алгебре. Я слышал, как он рассказывает об х.
Я сказал брату: «Что ты пытаешься сделать?»
— Я пытаюсь найти, чему равен х в уравнении 2х + 7 = 15. Я говорю: «Ты име-
ешь в виду 4».
— Да, но ты применил арифметику. А его нужно найти с помощью алгебры.
К счастью, я изучил алгебру, не ходя в школу. На чердаке я нашел старый
учебник алгебры, принадлежавший моей тете, и понял, что вся идея состоит в
том, чтобы найти х — неважно как. Я не видел разницы в том, чтобы найти его
«с помощью арифметики» или «с помощью алгебры». «Сделать это с помощью алгеб-
ры» означало взять набор правил, которые, если им слепо следовать, могут дать
ответ: «вычти 7 из обеих частей уравнения; если у тебя есть множитель, то
раздели на него обе части», — и так далее — ряд шагов, с помощью которых мож-
но получить ответ, если не понимаешь, что пытаешься сделать. Правила изобре-
ли , чтобы все дети, которые должны изучать алгебру, могли сдать экзамен. И
именно поэтому моему брату никак не давалась алгебра.
В нашей местной библиотеке была серия математических книг, которая начина-
лась с книги «Арифметика для практика». Потом шла «Алгебра для практика» и уж
потом — «Тригонометрия для практика». (По этой книге я изучил тригонометрию,
но вскоре забыл ее, потому что не слишком хорошо понял.) Когда мне было около
тринадцати лет, библиотека должна была получить «Исчисление для практика». К
тому времени из энциклопедии я узнал, что исчисление — это важный и интерес-
ный предмет, так что я должен был его изучить.
Когда я, наконец, увидел книгу по исчислению в библиотеке, то очень развол-
новался. Я пошел к библиотекарю, чтобы оформить получение книги, но она по-
смотрела на меня и сказала: «Ты же совсем маленький. Зачем тебе эта книга?»
Это был один из немногих случаев в моей жизни, когда я почувствовал себя
неуютно и солгал. Я сказал, что беру книгу для отца.
Я принес книгу домой и начал изучать по ней исчисление. Я счел книгу весьма
простой и незамысловатой. Мой отец начал ее читать, но счел запутанной и не-
понятной . Тогда я попытался объяснить ему исчисление. Я не знал, что он на-
столько ограничен, и это несколько обеспокоило меня. Тогда я впервые осознал,
что, в некотором смысле, я знаю больше него.
Кроме физики отец учил меня и многому другому, например, пренебрегать неко-
торыми вещами, не знаю, правильно это или нет. К примеру, когда я был совсем
маленьким, он садил меня на колени и показывал ротогравюры в «Нью-Йорк Тайме»
— это напечатанные фотографии, которые тогда только-только появились в газе-
тах.
Однажды мы смотрели на фотографию папы римского, которому кланялись все ос-
тальные люди. Отец сказал: «Взгляни-ка на этих людей. Вот стоит один человек,
а все остальные ему кланяются. В чем же разница между ними? Этот римский па-
па» , — он, кстати, терпеть не мог священников. Он сказал: «Вся разница — в
шапке, которая на нем надета». (Если это был генерал, то вся разница состояла
в эполетах. Все дело всегда было в костюме, в униформе, в положении.) «Но, —
сказал он, — у этого человека те же самые проблемы, что и у любого другого:
он обедает; ходит в ванную. Он просто человек». (Кстати, мой папа изготовлял
униформы, поэтому он знал разницу между человеком в униформе и человеком без
нее — для него это был один и тот же человек.)
Я думаю, он был мной доволен. Хотя однажды, когда я вернулся домой из МТИ
(я пробыл там несколько лет), он сказал мне: «Теперь, когда ты стал таким об-
разованным в отношении всех этих вещей, я хочу задать тебе один вопрос, кото-
рый у меня всегда был и на который я никак не могу найти ответ».
Я спросил его, что это за вопрос.
Он сказал: «Я понимаю, что при переходе атома из одного состояния в другое,
он испускает световую частицу, которая называется фотоном».
— Правильно, — сказал я.
Он говорит: «Этот фотон находится в атоме заранее?»
— Нет, заранее этого фотона там нет.
— Что ж, — говорит он, — откуда же он тогда появляется? Каким образом он
выходит?
Я попытался объяснить ему это — что количество фотонов не постоянно; что
они просто создаются при движении электрона, — но я не слишком хорошо сумел
это объяснить. Я сказал: «Это подобно звуку, который я сейчас создаю: раньше
во мне его не было». (Совсем другой случай произошел с моим сынишкой, который
как-то раз, когда был совсем маленьким, заявил, что больше не может произне-
сти какое-то слово — им оказалось слово «кошка», — потому что в его «словар-
ном мешке» это слово закончилось. Не существует словарного мешка, который за-
ставляет вас расходовать слова по мере того, как они из него появляются; в
том же смысле нет и «фотонного мешка» в атоме.)
В этом отношении он не был мной доволен. Я никогда не смог объяснить ему
ничего из того, что он не понимал. Так что ему не повезло: он посылал меня во
все эти университеты, чтобы узнать все это, но так и не узнал.
Несмотря на то, что моя мама ничего не знала о науке, она тоже оказала на
меня очень сильное влияние. Например, у нее было прекрасное чувство юмора, и
от нее я узнал, что самые высокие формы понимания, которых мы можем достичь,
— это смех и сострадание.
«Какое ТЕБЕ дело
до того, что
думают другие?»
Когда я был совсем юным парнишкой лет тринадцати, я каким-то образом зате-
сался в группу ребят, которые были немного старше и опытнее меня. Они знали
много разных девочек и гуляли с ними — они часто ходили на пляж.
Однажды, когда мы были на пляже, большинство парней пошли вместе с девочка-
ми на какую-то пристань. Мне была несколько небезразлична одна девочка, и я
подумал вслух: «Да, я думаю, что сводил бы Барбару в кино...»
Больше мне ничего не нужно было говорить, парень, который сидел рядом со
мной, пришел в восторг. Он помчался на пристань и нашел ее там. Он всю дорогу
толкал ее обратно и орал: «Фейнман что-то хочет сказать тебе, Барбара!» Я
очень сильно смутился из-за этого.
Очень скоро уже все парни стояли вокруг меня и говорили: «Ну же, скажи это,
Фейнман!» Так я пригласил ее в кино. Это было мое первое свидание.
Я пошел домой и рассказал об этом маме. Она дала мне много разных советов,
как делать это и как то. Например, если мы поедем на автобусе, то я должен
выйти первым и подать Барбаре руку. Или если мы пойдем по улице, то мне нужно
идти по внешней стороне тротуара. Она даже рассказала мне, что нужно гово-
рить. Она передавала мне по наследству культурную традицию: женщины учат сво-
их сыновей хорошо обращаться со следующим поколением женщин.
После ужина я привожу себя в порядок и отправляюсь домой к Барбаре. Я очень
нервничаю. Она, естественно, не готова (так всегда бывает), поэтому ее семья
усаживает меня в гостиной, где они ужинают со своими друзьями — людей много.
Они говорят что-то вроде: «Разве он не милашка!?» — и всякую ерунду в том же
духе. Я чувствовал себя далеко не милашкой. Все это было просто ужасно!
Я помню каждую деталь того свидания. Когда мы шли от ее дома к новому не-
большому кинотеатру, мы разговаривали об игре на пианино. Я рассказал ей, что
когда я был младше, меня в течение какого-то времени заставляли учиться игре
на пианино, но через шесть месяцев обучения я все еще играл «Танец маргари-
ток» («Dance of the Daisies») и уже не мог выносить этого. Видите ли, я очень
переживал из-за того, что я — неженка, и торчать за пианино неделями, играя
этот «Танец маргариток», было уже слишком, поэтому я бросил. Я настолько бес-
покоился о том, чтобы меня не сочли неженкой, что очень переживал даже тогда,
когда мама посылала меня на рынок купить какую-нибудь закуску, которая назы-
валась пирожки с перцем или лакомые тосты.
Мы посмотрели фильм, и я проводил ее домой. Я сделал ей комплимент насчет
ее хорошеньких перчаток, а потом пожелал доброй ночи у двери ее дома.
Барбара мне говорит: «Спасибо за прекрасный вечер».
— Да, пожалуйста! — ответил я, чувствуя себя на все сто.
Когда я отправился на свидание в следующий раз — с другой девочкой, — я ей
сказал: «Доброй ночи», — на что она мне ответила: «Спасибо за прекрасный ве-
чер» .
Я уже не чувствовал себя на все сто.
Когда я пожелал доброй ночи третьей девочке, с которой у меня было свида-
ние , она уже открыла рот, но я ее перебил: «Спасибо за прекрасный вечер!»
Она говорит: «Спасибо — э — о! — Да — э, я тоже прекрасно провела вечер,
спасибо!»
Однажды я был на вечеринке со своей пляжной компанией, и в кухне один из
старших парней с помощью своей подруги учил нас целоваться: «Губы должны быть
вот так, под прямым углом, чтобы носы не сталкивались», — и т.д. Тогда я иду
в гостиную и нахожу там девочку. Я сижу с ней на диване, обнимая ее одной ру-
кой и практикуя это новое искусство, когда внезапно все приходят в дикий вос-
торг1 : «Арлин идет! Арлин идет!» Я понятия не имею, кто такая Арлин.
Потом кто-то говорит: «Она здесь! Она здесь!» — все бросают свои дела и
вскакивают, чтобы увидеть эту королеву. Арлин была очень хороша собой, и я
понимал, почему все так восхищены — восхищение было заслуженным, — но я не
верил в это столь антидемократическое поведение: бросать то, чем ты занима-
ешься, когда входит королева.
Итак, пока все бегут посмотреть на Арлин, я по-прежнему сижу на диване со
своей девочкой.
(Позже, когда мы познакомились поближе, Арлин рассказала мне, что она пом-
нит ту вечеринку со всеми этими милыми людьми — за исключением одного парня,
который сидел в углу дивана и целовался с девчонкой. Чего она не знала, так
это, что две минуты назад тем же самым занимались и все остальные!)
Впервые я заговорил с Арлин на танцах. Она была очень популярна, так что
все стремились вклиниться неподалеку и потанцевать с ней. Я помню, что мне
тоже очень хотелось с ней потанцевать, и я все время пытался решить, когда же
мне втиснуться. С этим у меня всегда были проблемы: во-первых, когда она с
кем-то танцует на противоположной стороне зала, сделать это слишком сложно —
поэтому дожидаешься, пока они не подойдут ближе. Потом, когда она около тебя,
ты думаешь: «Нет, эта не та музыка, под которую я хорошо танцую». Поэтому
ждешь другую музыку. Когда музыка меняется на что-то, что тебе подходит, ты
только делаешь шаг вперед — по крайней мере, тебе кажется, что ты этот шаг
делаешь, — когда какой-нибудь другой парень вклинивается прямо перед тобой.
Так что теперь тебе приходится ждать несколько минут, потому что невежливо
втискиваться сразу после кого-то другого. Когда несколько минут проходят, они
уже опять танцуют на противоположной стороне зала, или музыка опять поменя-
лась, или что-нибудь еще!
После некоторого времени, потраченного впустую, я, наконец, издаю некое
бормотание по поводу того, что хочу потанцевать с Арлин. Один из парней, ко-
торый также болтается без дела, слышит это и громко заявляет остальным: «Эй,
парни, послушайте-ка: Фейнман хочет потанцевать с Арлин!» Вскоре один из них
уже танцует с ней, и они приближаются к нам. Все остальные выталкивают меня
вперед, и я наконец-то «вклиниваюсь». Состояние, в котором я тогда находился,
можно оценить по первым словам, которые я произнес и которые составили чест-
ный вопрос: «Ну и как тебе нравится быть такой популярной?» Мы потанцевали
всего несколько минут, после чего втиснулся другой парень.
Мы с друзьями посещали уроки танцев, хотя никто из нас в этом не признался
бы. В те времена Депрессии подруга моей мамы пыталась заработать на жизнь,
обучая по вечерам танцам в танцевальной студии на втором этаже. У этого зала
была задняя дверь, и она устроила так, чтобы молодые парни могли войти через
нее незамеченными.
Время от времени эта дама устраивала в своей студии светские танцы. У меня
не хватило духа проверить свои наблюдения, но мне казалось, что девчонкам
приходилось куда тяжелее, чем парням. В те дни девочки не могли попросить
вклиниться и потанцевать с мальчиками; это было «неприлично». Поэтому не
слишком хорошенькие девочки часами сидели в сторонке и скучали.
Я подумал: «Парням проще: они могут вклиниться, когда ни пожелают». Но про-
ще это не было. Ты «можешь», но у тебя не хватает мужества, резона или чего
бы там ни было, что нужно, чтобы расслабиться и получать от танцев удовольст-
вие. Вместо этого, ты просто в узел завязываешься, переживая, как бы вкли-
ниться в толпу или пригласить девочку потанцевать с тобой.
Например, когда видишь девочку, которая не танцует, и с которой тебе хоте-
лось бы потанцевать, то думаешь: «Класс! Теперь у меня, по крайней мере, есть
шанс!» Но обычно все оказывалось не так-то просто: «Нет, спасибо, я устала.
Думаю, что я отдохну, пока играет эта музыка». Итак, ты уходишь, потерпев
своего рода поражение — но оно не окончательное, потому что, быть может, она
действительно устала, — и тут ты поворачиваешься, и к ней подходит другой па-
рень , и она идет с ним танцевать! Может быть, этот парень — ее друг, и она
знала, что он вот-вот подойдет, или, возможно, ей не понравился твой вид, или
что-нибудь еще. Все всегда было очень сложно, несмотря на то, что дело-то бы-
ло пустяковое.
Однажды я решил пригласить Арлин на одну из таких вечеринок. Это было наше
первое свидание. Там были и мои лучшие друзья; их пригласила моя мама, чтобы
увеличить число клиентов танцевальной студии своей подруги. Эти ребята были
моими сверстниками, мы вместе учились в школе. Гарольд Гаст и Дэвид Лефф были
склонны к литературе, а Роберт Стэплер — к науке. Мы проводили вместе много
времени после школы, ходили гулять и беседовали о всевозможных вещах.
Как бы то ни было, мои лучшие друзья пришли на эти танцы, и, как только они
увидели меня с Арлин, они позвали меня в туалет и сказали: «Слушай, Фейнман,
мы хотим, чтобы ты понял, что мы понимаем, что Арлин сегодня — твоя девушка,
поэтому мы не будем вас беспокоить. Она для нас недосягаема», — и т.д. Но
прошло совсем немного времени, и эти самые парни начали втискиваться и сопер-
ничать со мной! Тогда я усвоил смысл высказывания Шекспира: «Считаю я, что
много говоришь ты».
Нужно понимать, каким я был тогда. Я был очень робким, всегда чувствовал
себя неуютно, потому что все остальные были сильнее меня, и постоянно боялся
показаться неженкой. Все остальные играли в бейсбол; все остальные занимались
каким-нибудь спортом. Если где-то играли с мячом, и мяч выкатывался на доро-
гу, я просто цепенел от ужаса, потому что мне, возможно, придется поднять его
и бросить назад — но если я делал это, то мяч улетал примерно в радиане от
нужного направления и не достигал и половины нужного расстояния! И тогда все
смеялись. Это было ужасно, и я очень страдал из-за этого.
Однажды меня пригласили на вечеринку в дом Арлин. Там были все, потому что
Арлин была самой популярной девушкой в округе: она была номером один, самой
милой девушкой и нравилась абсолютно всем. Ну, так вот, я сижу в большом
кресле, не зная, чем заняться, когда ко мне подходит Арлин и присаживается на
ручку кресла, чтобы поболтать со мной. Вот так во мне зародилось чувство:
«Бог мой! Мир прекрасен! Кто-то, кто мне нравится, обратил на меня внимание!»
В те дни, в Фар-Рокуэй, в храме был молодежный центр для еврейских детей.
Он представлял собой огромный клуб с множеством разнообразных занятий. Там
была группа писателей, которые сочиняли истории и читали их друг другу; была
театральная труппа, которая играла пьесы; была научная группа и группа ребят,
которые занимались искусством. Я не интересовался ничем, кроме науки, но Ар-
лин посещала группу, занимавшуюся искусством, поэтому я тоже к ней присоеди-
нился. Я изо всех сил старался справиться с искусством — учился делать гипсо-
вые слепки с лица и т.д. (что впоследствии пригодилось мне в жизни) — только
так я мог быть в одной группе с Арлин.
Но у Арлин был друг, которого звали Жером, и который тоже ходил в эту груп-
пу , так что шансов у меня не было. Мне оставалось лишь слоняться на заднем
плане.
Однажды, когда меня в центре не было, кто-то выдвинул мою кандидатуру на
пост президента молодежного центра. Старшие начали нервничать, потому что к
тому времени я был признанным атеистом.
Меня воспитали в еврейской религиозной традиции — каждую пятницу моя семья
ходила в храм, меня водили в то, что называют «воскресной школой», и в тече-
ние некоторого времени я даже изучал древнееврейский язык, — но в то же время
мой отец рассказывал мне о мире. Когда я слушал рассказ раввина о каком-
нибудь чуде, например, о кусте, листья которого дрожали, несмотря на то, что
ветра не было, я пытался приспособить это чудо к реальному миру и объяснить
его через явления природы.
Некоторые чудеса понять было сложнее, чем другие. Чудо с листьями было про-
стым. Идя в школу, я услышал слабый шум: несмотря на то, что ветра не было,
листья на кусте немного покачивались, потому что они находились в таком поло-
жении , что создавали своего рода резонанс. Тогда я подумал: «Ага! Это хорошее
объяснение видения Илией куста, листья которого дрожали без ветра!»
Но были такие чудеса, которые я никак не мог объяснить. Например, была одна
история, когда Моисей бросает свой посох, и тот превращается в змею. Я не мог
представить, что видели свидетели сего, что заставило бы их думать, что его
посох — змея.
Если бы я вспомнил то время, когда был младше, то история с Санта-Клаусом
дала бы мне ключ. Но в то время я не обладал достаточным знанием, чтобы поду-
мать о том, что, быть может, стоит подвергнуть сомнению истинность историй,
которые не соответствуют природе. Когда я узнал, что Санта-Клауса не сущест-
вует, я не расстроился, а, скорее, почувствовал облегчение от того, что факт,
что так много детей по всему миру получают подарки в одну и ту же ночь, имеет
гораздо более простое объяснение! История становилась все более сложной — она
не укладывалась в голове.
Санта-Клаус представлял собой особый обычай, который мы праздновали в своей
семье, причем относясь к этому не слишком серьезно. Но чудеса, о которых я
слышал, были связаны с реальностью: был храм, куда люди ходили каждую неделю;
была воскресная школа, где раввины рассказывали детям о чудесах; все это
весьма впечатляло. Санта-Клаус не был связан с огромными заведениями, вроде
храма, которые, как я знал, были реальны.
Таким образом, все время, пока я ходил в воскресную школу, я всему верил и
постоянно пытался сложить все в одно целое. Но, конечно же, в конечном итоге,
рано или поздно, должен был наступить кризис.
Кризис наступил, когда мне было лет одиннадцать-двенадцать. Раввин расска-
зывал нам историю об Испанской Инквизиции, когда евреи подвергались ужасным
мучениям. Он рассказал нам о конкретной женщине, которую звали Руфь, что она
сделала, какие аргументы были в ее пользу и какие против нее — всю историю,
как если бы ее записал секретарь суда. Я был всего лишь невинным ребенком,
который слушал всю эту ерунду и верил, что это настоящие мемуары, потому что
раввин никогда не упоминал об обратном.
В самом конце раввин описал, как Руфь умирала в тюрьме: «И, умирая, она ду-
мала» , — ля, ля, ля.
Это шокировало меня. Когда закончился урок, я подошел к нему и спросил:
«Откуда они узнали, что она думала, когда умирала?»
Он говорит: «Ну, дело в том, что мы придумали историю Руфи, чтобы более жи-
во показать, как страдали евреи. На самом деле никакой Руфи не было».
Для меня это было слишком. Я почувствовал себя ужасно обманутым: я хотел
услышать истинную историю — а не выдуманную кем-то еще, — чтобы я мог решить
для себя, что она значит. Но мне было очень сложно спорить со взрослыми. Все,
что я смог сделать, это расплакаться. Я был так расстроен, что из глаз пока-
тились слезы.
Он спросил: «Но в чем дело?»
Я попытался объяснить. «Я слушал все эти истории, и теперь из всего, что Вы
рассказали мне, я не знаю, что правда, а что — ложь! Я не знаю, что делать со
всем, что я узнал!» Я пытался объяснить, что теряю все в одно мгновение, по-
тому что я больше не уверен в данных, если можно так сказать. Я ходил сюда и
пытался понять все эти чудеса, а теперь — что ж, это открытие объясняло мно-
гие чудеса, прекрасно! Но я был жутко несчастен.
Раввин сказал: «Если тебя это так травмирует, то зачем ты вообще ходишь в
воскресную школу?»
— Меня родители посылают.
Я никогда не говорил об этом со своими родителями и не знаю, говорил ли с
ними раввин, но мои родители больше никогда не отправляли меня туда. Все это
произошло как раз перед тем, когда я должен был пройти обряд конфирмации как
верующий.
Как бы то ни было, этот кризис довольно быстро разрешил мои трудности в
пользу теории о том, что все чудеса — это истории, которые выдумали, чтобы
помочь людям представить какие-то вещи «более наглядно», даже если эти чудеса
противоречат каким-то природным явлениям. Но я считал, что сама природа на-
столько интересна, что мне не хотелось, чтобы ее так искажали. Таким образом,
я постепенно пришел к тому, что вообще перестал верить в религию.
Так или иначе, еврейские священники организовали клуб со всеми его занятия-
ми не только для того, чтобы отвлечь детей от улицы, но и чтобы заинтересо-
вать нас образом жизни евреев. Так что если бы президентом этого клуба избра-
ли типа вроде меня, то это поставило бы их в крайне неудобное положение. К
нашему взаимному облегчению, меня не выбрали, но в конечном итоге центр все
равно развалился — дело шло к этому уже тогда, когда меня выдвигали на долж-
ность президента, и если бы выбрали меня, то именно меня и обвинили бы в его
кончине.
Однажды Арлин сказала мне, что больше не дружит с Жеромом. Она сказала, что
их ничего не связывает. Это очень взволновало меня, стало началом надежды!
Она пригласила меня к себе домой; она жила в доме 154 на Вестминстер-авеню в
соседнем Седархерсте.
Когда я пришел к ней в первый раз, было уже темно, а на крыльце не было ос-
вещения . Номеров домов не было видно. Не желая никого тревожить расспросами о
том, тот ли это дом, я тихонечко подкрался и нащупал цифры на двери: 154.
Арлин мучилась с домашним заданием по философии. «Мы изучаем Декарта, —
сказала она. — Он начинает с утверждения «Cogito, ergo sum» — «Мыслю, следо-
вательно , существую» — и заканчивает доказательством существования Бога».
— Невозможно! — сказал я, даже не остановившись, чтобы подумать, что сомне-
ваюсь в словах великого Декарта. (Этой реакции я научился у своего отца: не
признавай абсолютно никаких авторитетов; забудь, кто это сказал и, вместо
этого, посмотри, с чего он начинает, чем заканчивает, и спроси себя: «Разумно
ли это?») Я спросил: «Каким образом второе вытекает из первого?»
— Я не знаю, — сказала она.
— Отлично, давай посмотрим вместе, — сказал я. — Каков аргумент?
Итак, мы просматриваем все заново и видим, что утверждение Декарта «Cogito,
ergo sum» должно означать, что есть одно, что не подлежит сомнению — нельзя
сомневаться в себе. «Но почему он просто не скажет этого прямо? — посетовал
я. — Так или иначе, он лишь хочет сказать, что знает всего один факт».
Затем аргумент продолжается и утверждает что-то вроде: «Я могу представить
лишь несовершенные мысли, но несовершенное можно понять лишь в связи с совер-
шенным. Следовательно, где-то должно существовать совершенное». (Теперь он
прокладывает дорогу к Богу.)
— Вовсе нет! — говорю я. — В науке можно говорить об относительных степенях
приближения, не имея совершенной теории. Я не знаю, что все это значит. По-
моему , это полная чушь.
Арлин меня поняла. Когда она увидела все это, она поняла, что неважно, ка-
кой впечатляющей и важной должна быть эта философская чушь, ее можно воспри-
нимать легко — можно думать лишь над словами, не беря в голову тот факт, что
их произнес Декарт. «Отлично, думаю, что можно встать на другую сторону, —
сказала она. — Наш учитель все время нам говорит: „У каждого вопроса всегда
есть две стороны, как и у каждого листа бумаги — тоже две стороныЛЛ».
— Но и у последнего вопроса тоже есть две стороны, — сказал я.
— что ТЬ1 имеешь в виду?
Я читал о листе Мёбиуса в «Британской энциклопедии», в моей чудесной «Бри-
танской энциклопедии»! В те дни вещи, вроде листа Мёбиуса, не были хорошо из-
вестны каждому, но понять их было так же легко, как их сейчас понимают дети.
Существование подобной поверхности было реальным: это не был какой-то непо-
нятный политический вопрос; чтобы его понять, не нужно было знать историю.
Читать обо всем этом было все равно, что уходить в другой, чудесный мир, о
котором не знает никто, и где удовольствие получаешь не только от изучения
самой сути вопроса, но и от того, что, благодаря этому, становишься уникаль-
ным.
Я взял полоску бумаги и, согнув ее пополам, перекрутил, так что получилась
петля. Арлин была в восторге.
На следующий день, в классе, она ждет, что сделает учитель. Естественно, он
берет лист бумаги и говорит: «У каждого вопроса — две стороны так же, как и у
каждого листа бумаги тоже две стороны». Арлин поднимает свою полоску бумаги —
которая закручена в петлю — и говорит: «Сэр, даже у этого вопроса две сторо-
ны: вот бумага, у которой только одна сторона!» Учитель и класс пришли в вос-
торг, а Арлин получила такое удовольствие от того, что показала им лист Мё-
биуса, что, по-моему, после этого она стала обращать на меня больше внимания.
Но после Жерома у меня появился новый соперник — мой «добрый друг» Гарольд
Гаст. Арлин постоянно меняла свои решения. Когда настало время выпуска, она
пошла на выпускной бал с Гарольдом, но на церемонии выпуска сидела с моими
родителями.
Я был лучшим в науке, лучшим по математике, лучшим по физике и лучшим по
химии, так что во время церемонии мне много раз приходилось подниматься на
сцену, чтобы получить отличия. Гарольд был лучшим по английскому языку, луч-
шим по истории. Кроме того, он написал пьесу для школьного театра, что также
впечатляло.
Мои дела с английским обстояли просто ужасно. Я не переносил этого предме-
та. Мне казалось смешным переживать из-за того, правильно ты написал что-то
или нет, потому что английское правописание — это не более чем человеческая
условность, которая никак не связана с чем-то реальным, с чем-то, что отно-
сится к природе. Любое слово можно написать по-другому, от чего оно не станет
хуже. Я терпеть не мог всю эту чепуху вокруг английского.
Штат Нью-Йорк обязывал каждого выпускника сдавать ряд экзаменов, которые
назывались государственными. Несколько месяцев назад, когда все мы сдавали
государственный экзамен по английскому языку, Гарольд и еще один мой друг —
литератор, Дэвид Лефф — издатель школьной газеты, — спросили меня, по каким
книгам я собираюсь писать сочинение. Дэвид выбрал что-то из Синклера Льюиса,
с глубоким социальным подтекстом; Гарольд же выбрал какого-то драматурга. Я
сказал, что взял «Остров сокровищ», потому что эту книгу мы читали в первый
год обучения английскому языку, и рассказал, что написал.
Они рассмеялись. «Парень, ты что, хочешь провалить экзамен, если говоришь
такие простые вещи о такой простой книге?!»
Кроме того, нам предложили список тем для написания эссе. Я выбрал тему
«Важность науки в авиации». Я подумал: «Какая тупая тема! Важность науки в
авиации очевидна!»
Я уже был готов написать простое эссе по этой тупой теме, когда вспомнил,
что мои друзья-литераторы все время «треплются», строя свои предложения так,
чтобы они звучали сложно и мудрено. Я тоже попробовал сделать это, ради инте-
реса. Я подумал: «Если тот, кто составляет государственные экзамены, настоль-
ко глуп, чтобы дать тему вроде важности науки в авиации, то я ее возьму».
Итак, я написал какую-то чушь вроде: «Авиационная наука играет наиважнейшую
роль в анализе неламинарного, турбулентного и вихревого движений, которые
создаются в атмосфере за самолетом...» — я знал, что неламинарное, турбулентное
и вихревое движение — это одно и то же, но, когда упоминаешь о нем тремя раз-
ными способами, это лучше звучит! Это было единственной неординарной вещью,
которую я сделал во время теста.
На учителя, проверявшего мое эссе, мои неламинарные, турбулентные и вихре-
вые движения, должно быть, произвели впечатление, потому что за экзамен я по-
лучил 91 — тогда как мои друзья-литераторы, выбравшие темы, с которыми препо-
давателям английского справиться было куда легче, получили по 88.
В том году вышло новое правило: если ты получал на государственном экзамене
оценку 90 или больше, то при выпуске ты автоматически получал отличие по это-
му предмету! Так что драматургу и издателю пришлось сидеть на своих местах, а
этого безграмотного студента-физика еще раз вызвали на сцену, чтобы присвоить
отличие по английскому языку!
После церемонии выпуска Арлин стояла в холле с моими родителями и родителя-
ми Гарольда, когда к ним подошел руководитель департамента математики. Это
был очень сильный мужчина — он также следил за дисциплиной в школе, — очень
высокий, видный парень. Миссис Гаст говорит ему: «Здравствуйте, доктор Ауг-
сберри. Я мама Гарольда Гаста. А это миссис Фейнман...»
Он полностью игнорирует миссис Гаст и тут же поворачивается к моей маме.
«Миссис Фейнман, я хочу убедить Вас, что молодой человек вроде Вашего сына —
явление очень редкое. Государство должно поддержать человека с таким талан-
том. Вы должны быть уверены, что он поступит в колледж, в лучший колледж, ко-
торый Вы сможете себе позволить!» Он так переживал из-за того, что, может
быть, мои родители не собираются посылать меня в колледж, потому что в то
время многие выпускники сразу же начинали работать, чтобы помочь семье.
Так случилось с моим другом Робертом. У него тоже была лаборатория, и он
рассказывал мне про линзы и оптику. (Однажды в его лаборатории произошел не-
счастный случай. Он открывал бутылочку с карболовой кислотой, резко ее дер-
нул, и какая-то часть кислоты пролилась на его лицо. Он пошел к доктору, и
ему на несколько недель наложили повязки. Самым смешным было то, что, когда
повязки сняли, его кожа была гладкой, лучше, чем она была раньше, когда на
ней было много мелких прыщиков. С тех пор я знаю, что существует способ при-
обретения красоты с помощью карболовой кислоты в более слабой форме.) Мама
Роберта была бедна, и ему пришлось сразу после окончания школы идти работать,
чтобы помогать ей, так что он не смог продолжить обучение науке.
Так или иначе, моя мама заверила доктора Аугсберри: «Мы изо всех сил копим
деньги и хотим отправить его в Колумбию или в МТИ». Арлин все это слышала,
так что после этого разговора я немного опередил Гарольда.
Арлин была замечательной девушкой. Она была редактором газеты, которая из-
давалась в средней школе им. Лоуренса округа Нассау; она прекрасно играла на
пианино и обладала хорошими художественными способностями. Она сделала не-
сколько украшений для нашего дома, например, попугая в темной комнате. С те-
чением времени, когда наша семья познакомилась с ней поближе, она ходила в
лес рисовать вместе с моим папой, который занялся рисованием в зрелые годы,
как это делают многие.
Мы с Арлин начали формировать личность друг друга. Она жила в семье, где
все были очень вежливы, и была очень восприимчивой к чувствам других людей.
Она и меня учила более тонко чувствовать все это. С другой стороны, в ее се-
мье считалось, что во «лжи во спасение» нет ничего плохого.
Я думаю, что человек должен обладать отношением типа «Какое тебе дело до
того , что думают другие!» Я сказал: «Мы должны выслушивать мнения других лю-
дей и принимать их во внимание. Но если они неразумны и если мы считаем, что
они ошибочны, то на этом все!»
Арлин тут же ухватилась за эту мысль. Ее было легко убедить, что в наших
отношениях мы должны быть абсолютно честны друг с другом и говорить все на-
прямую, с полной искренностью. Это работало просто прекрасно, и мы очень
сильно полюбили друг друга; эта была такая любовь, которая не походила ни на
одну другую, мне известную.
После того лета я уехал в колледж в МТИ. (Я не смог поехать в Колумбию из-
за еврейской квоты1.) Я начал получать от друзей письма, где было написано
что-то вроде: «Видел бы ты, как Арлин гуляет с Гарольдом», или: «Она делает
это, она делает то, пока ты там один в Бостоне». Что ж, я тоже гулял с девуш-
ками в Бостоне, но они ничего для меня не значили, и я знал, что с Арлин про-
исходит то же самое.
Когда наступило лето, я остался в Бостоне, чтобы поработать. Моя работа со-
стояла в измерении трения. Компания «Крайслер» разработала новый метод поли-
рования для получения суперфинишного слоя, и мы должны были делать измерения,
чтобы узнать, насколько новый слой лучше. (Оказалось, что новый «суперфиниш-
ный слой» ненамного отличается от предыдущего.)
Так или иначе, Арлин придумала способ быть ко мне поближе. Она нашла летнюю
работу в Скитюэйт, примерно в двадцати милях от Бостона, она собиралась нян-
читься с детьми. Однако мой отец переживал, что я слишком увлекусь Арлин и
заброшу учебу, поэтому отговорил ее от этого — или отговорил меня от этого (я
уже не помню). В те дни все было совсем, совсем не так, как сейчас. В те дни
ты должен был прежде сделать карьеру, а уж потом — жениться.
В то лето я смог повидаться с Арлин всего несколько раз, но мы пообещали
друг другу, что поженимся сразу после того, как я закончу учебу. К тому вре-
мени мы были знакомы уже шесть лет. Я немного невразумительно пытаюсь вам
описать, какой сильной стала наша любовь, но мы были уверены, что просто рож-
дены друг для друга.
После окончания МТИ, я отправился в Принстон и приезжал домой на каникулы,
чтобы повидать Арлин. Однажды, когда я приехал повидаться с ней, то увидел,
что у нее на шее появилась шишка. Она была очень красивой девушкой, поэтому
это ее несколько беспокоило, но шишка не болела, поэтому она сочла это не-
серьезным. Она пошла к своему дяде, который был врачом. Он сказал ей расти-
рать шишку рыбьим жиром.
Прошло некоторое время, и шишка начала меняться. Она становилась больше, —
а может, и меньше, — и у Арлин началась лихорадка. Жар становился все силь-
нее, поэтому семейный врач решил отправить Арлин в больницу. Ей сказали, что
у нее брюшной тиф. Тут же, как я поступаю и по сей день, я взял медицинские
книги и прочитал про эту болезнь все, что смог найти.
Когда я отправился в больницу, чтобы навестить Арлин, она лежала в каран-
тинном отделении — мы должны были надевать специальные халаты, когда входили
к ней в комнату и т.п. В палате был врач, поэтому я спросил, что показал тест
Вайделла — это абсолютный тест на брюшной тиф, который состоит из проверки
наличия бактерий в фекалиях. Он сказал: «Результаты теста отрицательные».
— Что? Как это может быть!? — сказал я. — Зачем все эти халаты, когда вы не
можете даже найти бактерии при проведении опыта? Может быть, у нее нет ника-
Примечание для иностранных читателей: система квот представляла собой практику
дискриминации — ограничения количества мест в университетах, которые могли занять
студенты еврейского происхождения.
кого брюшного тифа!
В результате этого врач поговорил с родителями Арлин, которые сказали мне
не вмешиваться. «Как никак, врач — он. А ты всего лишь ее жених».
С тех пор я успел узнать, что такие люди не знают, что делают, и ужасно ос-
корбляются, когда ты что-то предлагаешь или критикуешь их поступки. Сейчас я
это осознаю, но хотелось бы мне быть сильнее тогда, чтобы сказать ее родите-
лям, что врач — идиот (и он действительно им был) и не знает, что делает. Но
в той ситуации ответственность за Арлин несли ее родители.
Так или иначе, через некоторое время Арлин явно стало лучше: опухоль спала
и жар прошел. Но прошло несколько недель, и опухоль снова начала появляться.
На этот раз она пошла к другому врачу. Этот доктор ощупывает ее подмышки, пах
и т.д. и замечает, что там тоже есть опухоли. Он говорит, что у нее что-то не
в порядке с лимфатическими железами, но еще не может точно определить бо-
лезнь . Он должен проконсультироваться с другими врачами.
Как только я об этом узнал, я отправился в Принстонскую библиотеку, про-
смотрел все лимфатические болезни и нашел «Опухоль лимфатических желез». Ту-
беркулез лимфатических желез. Этот диагноз поставить очень легко...» — тогда я
думаю, что у Арлин, видимо, что-то другое, потому что врачи не могут сразу
поставить диагноз.
Я начинаю читать о других болезнях: лимфоденема, лимфоденома, болезнь Ход-
жкина и все тому подобное; все они относятся к раковым болезням одного или
другого крайнего типа. Единственная разница между лимфоденемой и лимфоденомой
состояла, насколько я понял после очень внимательного прочтения, в том, что
если пациент умирает, то это лимфоденома; если же пациент выживает — по край-
ней мере, в течение какого-то времени, — то это лимфоденема.
Как бы то ни было, я прочел все лимфатические болезни и решил, что болезнь
Арлин, скорее всего, неизлечима. Потом я почти посмеялся про себя, подумав:
«Готов поспорить, что любой, кто читает медицинские книги, считает, что он
смертельно болен». И все же, очень внимательно все прочитав, я не смог найти
альтернативы. Это было серьезно.
Потом я отправился на еженедельное чаепитие в Палмер-холл и обнаружил, что,
как ни в чем не бывало, разговариваю с математиками, даже несмотря на то, что
только что узнал, что Арлин, возможно, смертельно больна. Это было очень
странно — словно у тебя два разума.
Когда я пошел навестить Арлин, я рассказал ей шутку о людях, которые, ниче-
го не зная о медицине, читают медицинские книги и находят у себя смертельную
болезнь. Но, кроме того, я рассказал ей, что, по-моему, мы попали в сложную
ситуацию и я смог выяснить только то, что, в лучшем случае, у нее — неизлечи-
мая болезнь. Мы обсудили различные болезни, и я рассказал ей, на что похожа
каждая из них.
Одной из болезней, которые я описал Арлин, была болезнь Ходжкина. В следую-
щий раз, когда к ней пришел врач, она спросила его: «У меня может быть бо-
лезнь Ходжкина?»
Он ответил: «Да, такая возможность не исключена».
Когда ее отправляли в окружную больницу, врач поставил следующий диагноз:
«Болезнь Ходжкина?». Тогда я понял, что врач об этой проблеме знает не больше
меня.
В окружной больнице Арлин проверили по всем тестам, провели всевозможные
рентгеновские исследования, чтобы обнаружить эту самую «Болезнь Ходжкина?».
Врачи устраивали консилиумы, чтобы обсудить этот особый случай. Я помню, что
однажды ждал ее в холле. Когда консилиум завершился, медсестра выкатила ее на
кресле. И вдруг из этой же комнаты выскакивает какой-то маленький человечек и
подбегает к нам. «Скажите, — говорит он, задыхаясь, — у вас бывает кровавая
рвота? Вы когда-нибудь кашляли кровью?»
Медсестра говорит: «Идите прочь! Идите прочь! Разве можно спрашивать об
этом пациента?!» — и прогоняет его. Потом она поворачивается к нам и говорит:
«Это врач из соседней больницы, который приходит на консилиумы и постоянно
создает неприятности. Нельзя спрашивать пациента о таких вещах!»
Я этого не понял. Врач проверял какую-то возможность, и, если бы я был ум-
нее , то спросил бы его, о чем он думает.
Наконец, после многочисленных обсуждений, врач из больницы говорит мне, что
они считают, что это, скорее всего, болезнь Ходжкина. Он говорит: «Временами
ей будет становиться лучше, а временами придется лежать в больнице. Болезнь
будет отступать и возвращаться, а ее состояние — постепенно ухудшаться. Пол-
ностью обратить ход болезни невозможно. Через несколько лет она умрет».
— Мне очень жаль это слышать, — говорю яг — я. передам ей Ваши слова.
— Нет, нет! — говорит врач, — Мы не хотим огорчать пациента. Мы ей скажем,
что у нее воспаление гланд.
— Нет, нет! — протестую я. — Мы уже обсудили возможность болезни Ходжкина.
Я думаю, что она сможет с этим жить.
— Ее родители не хотят, чтобы она знала. Поговори лучше сначала с ними.
Дома все начали меня обрабатывать: мои родители, две моих тетки, наш семей-
ный врач; они все давили на меня, говоря, что я — очень глупый юнец, который
не понимает, какую боль он собирается причинить этой замечательной девушке,
сказав, что она смертельно больна. «Как ты можешь так ужасно поступать?» — в
ужасе вопрошали они.
— Потому что мы заключили договор, что мы всегда должны все честно говорить
друг другу и на все смотреть прямо. Нет смысла выкручиваться. Она спросит ме-
ня , какая у нее болезнь, а я не смогу ей солгать!
— Но ты ведешь себя как ребенок! — сказали они, — ля, ля, ля. Меня не ос-
тавляли в покое, и все мне говорили, что я не прав. Я считал себя правым, по-
тому что уже говорил с Арлин об этой болезни и знал, что она может посмотреть
ей в лицо и что самым правильным решением в данной ситуации будет сказать ей
правду.
Но, в конце концов, ко мне подходит моя младшая сестренка — которой тогда
было лет одиннадцать-двенадцать, — и по ее лицу текут слезы. Она бьет меня в
грудь и говорит, что Арлин — такая замечательная девушка, а я — глупый и уп-
рямый брат. Я больше не мог это выносить. Это стало последней каплей: я сло-
мался .
Тогда я написал Арлин прощальное любовное письмо, посчитав, что если она
когда-то узнает правду после того, как я ей сказал, что у нее воспаление
гланд, между нами все будет кончено. Я все время носил это письмо с собой.
Боги никогда не помогают людям; они только все усложняют. Я иду в больницу
навестить Арлин — приняв это решение, — там, на кровати, в окружении родите-
лей, сидит она, чем-то расстроенная. Когда она видит меня, ее лицо светлеет и
она говорит: «Теперь я знаю, как ценно то, что мы говорим друг другу только
правду!» Кивая головой в сторону родителей, она продолжает: «Они говорят мне,
что у меня воспаление гланд, и я не знаю, верить мне им или нет. Скажи мне,
Ричард, у меня болезнь Ходжкина или воспаление гланд?»
— у тебя воспаление гланд, — сказал я и умер внутри. Это было ужасно, про-
сто ужасно!
Ее реакция была очень простой: «О! Прекрасно! Тогда я им верю». Она почув-
ствовала полное облегчение благодаря тому, что мы сумели взрастить такое до-
верие друг к другу. Все разрешилось и разрешилось наилучшим образом.
Ей стало немного лучше, и ее отпустили домой на некоторое время. Примерно
через неделю она мне позвонила. «Ричард, — говорит она, — мне нужно с тобой
поговорить. Приходи ко мне».
— Хорошо. — Я удостоверился, что письмо при мне. Я понял, что что-то случи-
лось.
Я поднимаюсь в ее комнату, и она говорит: «Сядь». Я присаживаюсь на краешек
кровати. «Отлично, а теперь скажи мне, — говорит она, — у меня воспаление
гланд или болезнь Ходжкина?»
— у тебя болезнь Ходжкина. — И я поднял руку, чтобы достать письмо.
— Боже! — говорит она. — Должно быть, тебе пришлось пройти через ад!
Я только что сказал ей, что она смертельно больна, при этом признавшись в
том, что солгал ей, а о чем думает она? Она переживает обо мне! Мне было
ужасно стыдно за себя. Я отдал Арлин письмо.
— Ты должен был действовать так, как обещал. Мы знаем, что делаем; мы пра-
вы!
— Извини меня. Мне очень плохо.
— Я понимаю, Ричард. Просто больше никогда не делай этого.
Дело в том, что она лежала в кровати на втором этаже и сделала кое-что, что
она частенько делала, когда была маленькой: она тихонечко встала с кровати и
на цыпочках спустилась немножко по лестнице, чтобы послушать, что происходит
внизу. Она услышала, что ее мать плачет навзрыд, и вернулась в кровать, ду-
мая: «Если у меня воспаление гланд, то почему мама постоянно плачет? Но Ри-
чард же сказал, что у меня воспаление гланд, значит это правда!»
Позднее она подумала: «А мог ли Ричард мне солгать?» — и начала размышлять
о такой возможности. Она пришла к выводу, что, как ни невероятно это звучит,
кто-нибудь мог давить на меня до тех пор, пока я этого не сделаю.
Она настолько спокойно относилась к сложным ситуациям, что тут же перешла к
следующей проблеме. «Что ж, — говорит она, — у меня болезнь Ходжкина. И что
мы теперь будем делать?»
В Принстоне я получал стипендию, но если бы я женился, то меня бы ее лиши-
ли . Мы знали, что это за болезнь: иногда на несколько месяцев Арлин будет
становиться лучше, и она сможет находиться дома; потом на несколько месяцев
ей придется ложиться в больницу — туда-сюда в течение, быть может, пары лет.
Тогда я решаю, несмотря на то, что уже прошел половину пути к своей канди-
датской степени, что я могу устроиться на работу в лабораторию телефонной
компании Белла, чтобы заниматься там исследованиями — это было очень хорошее
место — так что мы сможем снять маленькую квартирку в Квинсе, который распо-
ложен недалеко как от больницы, так и от лаборатории. Через несколько месяцев
мы сможем пожениться в Нью-Йорке. В тот день мы продумали все.
В течение нескольких месяцев врачи Арлин хотели сделать биопсию опухоли на
ее шее, но ее родители не желали этого — они не собирались «тревожить бедную
больную девочку». Однако с обновленной решительностью я начал обрабатывать
родителей Арлин, объясняя, как важно получить максимально большой объем ин-
формации. С помощью Арлин, в конечном итоге я убедил ее родителей.
Несколько дней спустя Арлин звонит мне по телефону и говорит: «Принесли от-
чет с биопсии».
— Да? Хороший или плохой?
— Не знаю. Приходи, и мы поговорим.
Когда я к ней пришел, она показала мне отчет. Он гласил: «Биопсия показыва-
ет туберкулез лимфатических желез».
Это стало последней каплей. Я хочу сказать, что эта болезнь была первой в
том чертовом списке! Я пропустил ее, потому что в книге было написано, что ее
легко диагностировать, а врачи не смогли сразу определить болезнь и столько
времени консультировались друг с другом. Я автоматически принял, что они про-
верили вероятность очевидного случая. А это и был очевидный случай: тот чело-
век, который выбежал из комнаты, где проходил консилиум, и спросил: «Ты каш-
ляешь кровью?» — мыслил совершенно правильно. Он знал, что это может быть!
Я почувствовал себя ничтожеством, потому что под влиянием сложившихся об-
стоятельств и считая врачей умнее, чем они есть на самом деле, пропустил оче-
видную возможность — а это плохо. В противном случае, я бы тут же предложил
этот вариант, и врач уже тогда диагностировал бы болезнь Арлин как «туберку-
лез лимфатических желез?» Я повел себя как дурак. С тех пор я стал умнее.
Так или иначе, Арлин говорит: «Таким образом, я могу прожить целых семь
лет, и мне даже может стать лучше».
— Что ты имеешь в виду, когда говоришь, что не знаешь, лучше это или хуже?
— Ну, теперь мы не сможем пожениться так скоро.
Зная, что ей осталось жить всего два года, мы все решили настолько идеаль-
но , с ее точки зрения, что она встревожилась, когда узнала, что будет жить
дольше! Но весьма скоро я убедил ее, что это только к лучшему.
С того самого времени мы знали, что вместе можем разрешить любую ситуацию.
Пройдя через это, мы без особых волнений встречали любую другую проблему.
Когда началась война, меня призвали к работе над Манхэттенским проектом в
Принстоне, где я заканчивал подготовку к получению ученой степени. Через не-
сколько месяцев, как только я получил степень, я объявил своей семье, что хо-
чу жениться.
Мой отец пришел в ужас, потому что с самого моего рождения, следя за моим
развитием, он думал, что я буду счастлив быть ученым. Он полагал, что женить-
ся мне все еще рано и что это только помешает моей карьере. Кроме того, он
был одержим одной безумной идеей: если мужчина попадал в какую-то сложную си-
туацию, мой отец всегда говорил: «Cherchez la femme» — ищите женщину (за этой
проблемой). Он считал, что женщины — величайшая опасность для мужчины, что
мужчина всегда должен быть настороже и не поддаваться женским уловкам. И ко-
гда он видит, что я женюсь на девушке, которая больна туберкулезом, он думает
о том, что я тоже могу заразиться.
Вся моя семья страшно переживала из-за этого — тети, дяди, все. Они привели
ко мне семейного врача. Он попытался объяснить мне, что туберкулез — это
очень опасная болезнь и что я непременно ею заражусь.
Я сказал: «Просто скажите мне, как он передается, и мы что-нибудь придума-
ем». Мы и так уже были очень и очень осторожны: мы знали, что нам нельзя це-
ловаться, потому что во рту много бактерий.
Потом мои родственники очень осторожно объяснили мне, что, когда я обещал
жениться на Арлин, я не знал всей ситуации. Все поймут, что я не знал ситуа-
ции, и что это не было настоящим обещанием.
У меня никогда не было ни этого ощущения, ни этой безумной мысли, которая
была у них, что я женюсь, потому что я обещал жениться. Мне это даже в голову
не приходило. Дело было не в том, что я что-то обещал; мы же были вместе, не
имея бумажки и не будучи официально женатыми, но мы любили друг друга и уже
были женаты, эмоционально.
Я сказал: «Порядочно ли поступил бы муж, который оставил бы свою жену, уз-
нав, что она больна туберкулезом?»
Только моя тетя, которая управляла отелем, считала, что, возможно, в нашей
женитьбе нет ничего страшного. Все остальные по-прежнему были против. Но на
этот раз, поскольку моя семья однажды уже давала мне подобный совет, и он
оказался абсолютно неправильным, я оказался гораздо сильнее. Мне было очень
легко сопротивляться им и продолжать задуманное. Так что проблемы, на самом
деле, не было. Несмотря на то, что обстоятельства были похожи, им больше не
удалось ни в чем меня убедить. Мы с Арлин знали, что мы правы в том, что де-
лаем.
Мы продумали абсолютно все. В Нью-Джерси, к югу от Форт-Дикса, была больни-
ца, где Арлин могла находиться, пока я работаю в Принстоне. Это была благо-
творительная больница — она называлась «Дебора», — которую поддерживал Проф-
союз работниц швейной промышленности Нью-Йорка. Арлин в швейной промышленно-
сти не работала, но это не делало никакой разницы. Я же был просто молодым
парнем, который работал над правительственным проектом, и моя зарплата была
совсем маленькой. Но так я наконец-то мох1 о ней заботиться.
Мы решили пожениться по пути в больницу «Дебора». Я поехал в Принстон, что-
бы взять машину — Билл Вудвард, один из аспирантов, одолжил мне своей много-
местный легковой автомобиль. Я соорудил из него небольшую машину скорой помо-
щи , положив на заднее сиденье матрац и простыни, чтобы Арлин могла лечь, если
устанет. Хотя в то время ее состояние улучшилось, и она была дома, Арлин все
же много времени проводила в окружной больнице и была немножко слаба.
Я поехал в Седархерст и забрал свою невесту. Семья Арлин попрощалась с на-
ми, и мы уехали. Мы проехали Квинс и Бруклин и на пароме переправились на
остров Стейтен — это было наше романтическое путешествие на лодке, — где по-
ехали в мэрию Ричмонда, чтобы пожениться.
Мы медленно поднялись по лестнице и вошли в кабинет. Человек, который там
был, оказался очень милым. Он сразу же все устроил. Он сказал: «У вас нет
свидетелей», — и позвал из соседней комнаты счетовода и бухгалтера. Нас поже-
нили по законам штата Нью-Йорк. Мы были очень счастливы, улыбались друг другу
и держались за руки.
Счетовод мне говорит: «Теперь вы женаты! Ты должен поцеловать невесту!»
Тогда этот робкий парнишка поцеловал свою невесту в щечку.
Я всем дал на чай, и мы горячо всех поблагодарили. Потом мы сели в машину и
поехали в больницу «Дебора».
Каждые выходные я уезжал из Принстона, чтобы навестить Арлин. Однажды авто-
бус опоздал, и я не смог попасть в больницу. Отелей поблизости не было, но на
мне был старый тулуп (так что я не мерз) , и я стал искать место, где можно
переночевать. Я немного переживал из-за того, как буду выглядеть, если люди
утром проснутся, выглянут из окна и увидят меня, поэтому я нашел место, кото-
рое было достаточно далеко от домов.
Утром я проснулся и обнаружил, что спал на мусорной куче — на свалке! Я по-
чувствовал себя дураком и рассмеялся.
Врач Арлин был очень хорошим человеком, но очень расстраивался, когда я ка-
ждый месяц приносил военную облигацию стоимостью 18 долларов. Он видел, что
денег у нас нет, и настаивал, что мы не должны делать взносы в больницу, но я
все равно продолжал это делать.
Однажды, когда я был в Принстоне, я получил по почте коробку карандашей.
Карандаши были темно-зеленые с надписью «РИЧАРД, ДОРОГОЙ, Я ТЕБЯ ЛЮБЛЮ!
ПУТСИ», сделанной золотыми буквами. Это была Арлин (я звал ее Путей).
Что ж, это было мило, я ее тоже люблю, но — вы знаете, как по рассеянности
обыкновенно оставляешь карандаши повсюду: показываешь профессору Вигнеру фор-
мулу или что-то еще и оставляешь на его столе свой карандаш.
В те дни дополнительных инструментов у нас не было, поэтому мне не хоте-
лось , чтобы карандаши валялись без дела. Я принес из ванной комнаты лезвие и
срезал с одного из карандашей надпись, чтобы посмотреть, смогу ли я их ис-
пользовать .
На следующее утро я получаю письмо. Оно начинается так: «ЧТО ЗА МЫСЛЬ:
ПОПЫТАТЬСЯ СРЕЗАТЬ С КАРАНДАШЕЙ ИМЯ?»
Дальше: «Разве ты не гордишься тем, что я люблю тебя?» Потом: «КАКОЕ ТЕБЕ
ДЕЛО ДО ТОГО, ЧТО ДУМАЮТ ДРУГИЕ?»
Потом шло стихотворение: «Если ты меня стыдишься, то получишь на пекан! По-
лучишь на пекан!» Следующий стих в том же роде, но последняя строчка: «Полу-
чишь на миндаль! Получишь на миндаль!» Каждая строка заканчивалась словами:
«Получишь на орехи!» — но в разной форме.
Так что мне пришлось пользоваться карандашами с именами на них. Что еще мне
оставалось делать ?
Вскоре после этого мне пришлось ехать в Лос-Аламос. Роберт Оппенгеймер, ко-
торый отвечал за проект, устроил так, чтобы Арлин могла оставаться в больнице
неподалеку, в Альбукерки, примерно в ста милях от Лос-Аламоса. Каждые выход-
ные я мох1 уезжать, чтобы повидать ее, так что в субботу я ловил попутку, днем
общался с Арлин и ночевал в отеле в Альбукерке. Воскресным утром я снова шел
к Арлин, а днем опять ловил попутку и возвращался в Лос-Аламос.
В течение недели я часто получал от нее письма. Некоторые из них, например,
написанные на чистом листе бумаге, который впоследствии разрезался на кусоч-
ки, как мозаика, кусочки смешивались и складывались в мешочек, привели к то-
му, что военный цензор начал писать мне записки типа: «Пожалуйста, объясните
своей жене, что у нас здесь нет времени играть в игрушки». Я ничего ей не го-
ворил. Мне нравились ее игры — даже несмотря на то, что из-за нее я частенько
попадал во всевозможные неудобные, но забавные ситуации, из которых не мох1
выбраться сухим.
Однажды, где-то в начале мая, почти в каждом почтовом ящике Лос-Аламоса не-
понятно откуда появились газеты. Все это чертово место прямо-таки кишело эти-
ми газетами — сотнями газет. Вам хорошо известны такие газеты: открываешь ее,
и на первой странице наискосок огромными жирными буквами заголовок: ВСЯ
СТРАНА ПРАЗДНУЕТ ДЕНЬ РОЖДЕНИЯ Р.Ф. ФЕЙНМАНА!
Арлин играла в свою игру со всем миром. У нее было много времени, чтобы
придумывать эти игры. Она читала журналы и посылала то за тем, то за другим.
Она все время что-нибудь выдумывала. (Должно быть, с именами ей кто-то помог:
Ник Метрополис или кто-то еще из Лос-Аламоса, кто часто ее навещал.) Арлин
сидела в своей комнате, но, тем не менее, была в мире, писала мне сумасшедшие
письма и посылала за всякой ерундой.
Однажды она прислала мне огромный каталог кухонного оборудования, но обору-
дования того типа, который необходим для больших заведений вроде тюрьмы, где
много людей. В этом каталоге было все: от вентиляторов и зонтов до огромных
котлов и сковород. Я думаю: «Что, черт возьми, это такое?»
Это напомнило мне случай, когда я еще учился в МТИ, и Арлин прислала мне
каталог огромных лодок: от военных кораблей до океанских лайнеров, — просто
огромнейшие лодки. Я ей написал: «И что это значит?»
Она пишет в ответ: «Я просто подумала, что, быть может, когда мы поженимся,
мы могли бы купить лодку».
Я пишу: «Ты что, с ума сошла? Тебе не кажется, что они великоваты?!»
Тогда приходит другой каталог: большие яхты — шхуны длиной в сорок футов и
тому подобное — для очень состоятельных людей. Она пишет: «Раз ты отказался
от тех лодок, быть может, мы купим одну из этих».
Я пишу: «Знаешь: ты опять переборщила с масштабом!»
Вскоре приходит третий каталог: различные виды моторных лодок — Крискрафт
такой, Крискрафт сякой.
Я пишу: «Слишком дорого!»
Наконец, я получаю записку: «Это твой последний шанс, Ричард. Ты все время
говоришь нет». Оказывается, что ее подруга хочет продать свою гребную шлюпку
за 15 долларов — бывшую в употреблении шлюпку — и, может быть, мы ее купим,
чтобы следующим летом покататься на ней.
Итак, да. Я хочу сказать, разве можно сказать «нет» после всего этого?
Что ж, я по-прежнему пытаюсь догадаться, к чему ведет этот огромный каталог
кухонного оборудования для крупных заведений, когда приходит другой каталог:
оборудование для отелей и ресторанов — предложение для небольших и средних
отелей и ресторанов. Потом, через несколько дней, приходит каталог для кухни
в твоем новом доме.
Когда в следующую субботу я еду в Альбукерки, я выясняю, в чем же все-таки
дело. В ее комнате стоит маленький мангал с решеткой — она заказала его по
почте в «Сеарс». Мангал около восемнадцати дюймов по диагонали, с маленькими
ножками.
— Я подумала, что мы могли бы готовить бифштексы, — говорит Арлин.
— Как, черт возьми, мы сможем пользоваться им в комнате, здесь, от него же
будет дым и все прочее?
— Да нет же, — говорит она. — Тебе нужно лишь вынести его на лужайку. Тогда
ты каждое воскресенье сможешь готовить нам бифштексы.
Больница находилась прямо на главном шоссе, которое пересекает Соединенные
Штаты! «Я не могу это сделать, — сказал я. — Я хочу сказать, что со всеми
этими легковушками и грузовиками, которые ездят мимо, со всеми прохожими, ко-
торые ходят по тротуару туда-сюда, я не могу просто выйти и начать готовить
бифштексы на лужайке!»
«Какое тебе дело до того, что думают другие?» (Арлин замучила меня этим!)
«Ладно, — говорит она. — Я согласна на компромисс: тебе не придется надевать
колпак и перчатки шеф-повара».
Она берет в руки колпак — самый настоящий колпак шеф-повара — и перчатки.
Потом говорит: «Примерь-ка фартук», — и разворачивает его. На нем написано
что-то в высшей степени дурацкое типа «ШАШ-ЛЫЧ-НЫЙ КОРОЛЬ» или что-то в этом
роде.
— Хорошо, хорошо! — в ужасе говорю я. — Я буду готовить бифштексы на лужай-
ке ! — Вот так, каждую субботу или воскресенье я выхожу на главное шоссе США и
готовлю бифштексы.
Потом были рождественские открытки. Однажды, всего через несколько недель
после моего приезда в Лос-Аламос, Арлин говорит: «Я подумала, что было бы хо-
рошо послать всем рождественские открытки. Хочешь посмотреть, какие я выбра-
ла?»
Открытки были хорошие, просто замечательные, но внутри было написано: «Ве-
селого Рождества, от Рича и Путей». «Я не могу посылать эти открытки Ферми и
Бете, — воспротивился я. — Я их почти не знаю!»
— Какое тебе дело до того, что думают другие? — естественно. Таким образом,
мы их послали.
Наступает следующий год, и примерно к этому же времени я уже знаю Ферми. Я
знаю Бете. Я был у них в гостях. Я заботился об их детях. Мы очень дружны.
И тут Арлин очень официальным тоном говорит мне: «Ты не спросил меня о на-
ших рождественских открытках в этом году, Ричард...»
У меня МОРОЗ по коже. «Э, да, давай посмотрим открытки».
В открытках написано: «Веселого Рождества и счастливого Нового Года, от Ри-
чарда и Арлин Фейнман». «Что ж, прекрасно, — говорю я. — Очень милые открыт-
ки . Они прекрасно подойдут для всех».
— Нет, нет, — говорит она. — Они не подойдут ни для Ферми, ни для Бете, ни
для всех остальных знаменитостей. — Естественно, у нее есть еще одна коробка
с открытками.
Она достает одну открытку. На ней написано все, как обычно, и подпись: «От
доктора и миссис Р.Ф. Фейнман».
Так что мне пришлось посылать им именно эти открытки.
— Что это за официоз, Дик? — смеялись они. Им жутко нравилось, что она так
здорово все устраивает, и что я не в состоянии что-либо изменить.
Арлин не все время придумывала игры. Она заказала книгу, которая называлась
«Звук и буква в китайском языке». Книга была прекрасная — она до сих пор у
меня хранится, — в ней было около пятидесяти иероглифов, написанных каллигра-
фическим почерком с объяснениями типа: «Беда: три женщины в доме». Арлин за-
казала нужную бумагу, кисти, чернила и занималась каллиграфией. Кроме этого,
она купила китайский словарь, чтобы увидеть другие иероглифы.
Однажды, когда я пришел навестить ее, Арлин как раз занималась каллиграфи-
ей. Она говорит себе: «Нет, этот неправильный».
Тогда я, «великий ученый», говорю: «Что ты имеешь в виду, говоря «непра-
вильный»? Это же лишь человеческие условности. В природе нет закона, который
говорит, как они должны выглядеть; ты можешь рисовать их так, как тебе хочет-
ся».
— Я хочу сказать, что он неправильный с художественной точки зрения. Это
вопрос равновесия, ощущения.
— Но они оба хороши: и первый, и второй, — протестую я.
— Вот, — говорит она и дает мне кисть. — Нарисуй сам хотя бы один.
Итак, я нарисовал один и сказал: «Минуточку. Дай я нарисую еще один — этот
похож на кляксу». (Я все равно не мог сказать, что он неправильный.)
— Откуда ты знаешь, что он не должен походить на кляксу? — говорит она.
Я понял, что она имела в виду. Штрих, чтобы он хорошо выглядел, нужно рисо-
вать совершенно определенным образом. Эстетическая вещь имеет определенные
очертания, определенный характер, который я не могу описать. И поскольку опи-
сать это невозможно, я подумал, что в этом ничего нет. Однако из того опыта я
узнал, что в этом что-то есть — и это очарование, которое я с тех самых пор
питаю к искусству.
В это же самое время моя сестра присылает мне открытку из Оберлина, где она
учится в колледже. Открытка написана карандашом, маленькими символами — на
китайском языке.
Джоан на девять лет моложе меня, и она тоже занималась физикой. Ей было
сложно с таким старшим братом, как я. Она всегда искала что-то, что не могу
делать я, и тайно занималась китайским языком.
Что ж, китайского языка я не знаю совсем, но зато могу потратить сколько
угодно времени, чтобы решить головоломку. В следующие выходные я забрал эту
открытку с собой в Альбукерки. Арлин показала мне, как искать иероглифы в
словаре. Нужно начинать с конца словаря с правильной категории и считать ко-
личество штрихов. Затем нужно переходить к основной части словаря. Оказывает-
ся, что каждый символ имеет несколько возможных значений и их нужно сложить
вместе, прежде чем станет ясно, о чем речь.
С огромным терпением я разобрал все послание. Джоан писала что-то вроде:
«Сегодня был хороший день». Только одно предложение я не смог понять. Оно
гласило: «Вчера мы праздновали день образования горы», — это очевидно была
ошибка. (Оказалось, что в Оберлине действительно существует какой-то безумный
праздник, который называется «День образования горы», так что я все перевел
правильно!)
Таким образом, открытка содержала совершенно тривиальные вещи, которые
обыкновенно пишут в открытках, но я знал, что, написав все это по-китайски,
Джоан хотела утереть мне нос.
Я пролистал всю книгу и выбрал четыре иероглифа, которые хорошо сочетались
вместе. Потом я снова и снова тренировался в их написании. У меня был большой
блокнот, и я нарисовал каждый по пятьдесят раз, пока он не стал получаться
идеально.
Когда у меня случайно получался один хороший вариант каждого иероглифа, я
оставлял его. Арлин одобрила мое творение, мы склеили иероглифы друг с дру-
гом, один над другим. Потом на оба конца полоски мы прикрепили деревянные
планочки, чтобы ее можно было повесить на стену. Я сфотографировал свой ше-
девр фотоаппаратом Ника Метрополией, скатал свиток, положил его в трубочку и
послал Джоан.
Итак, она получает свиток. Она разворачивает его и не может прочитать. Ей
кажется, что я просто нарисовал четыре иероглифа, один за другим, на свитке.
Она берет свиток к своему учителю.
Тот сразу же говорит: «Это написано довольно хорошо! Это сделала ты?»
— Э, нет. А что здесь написано?
— Старший брат тоже говорит.
Я — настоящий стервец, и никогда бы не позволил своей младшей сестренке за-
бить мне гол.
Когда Арлин ослабла еще больше, ее отец приехал из Нью-Йорка, чтобы навес-
тить ее. Ехать так далеко во время войны было сложно и дорого, но он знал,
что конец близок. Однажды он позвонил мне в Лос-Аламос. «Тебе лучше приехать
прямо сейчас», — сказал он.
В Лос-Аламосе я заранее договорился со своим другом, Клаусом Фуксом, что в
случае необходимости возьму его машину, чтобы быстро добраться до Альбукерки.
Я взял пару попутчиков, чтобы они помогли мне, если по пути что-то случится.
Как и следовало ожидать, когда мы въезжали в Санта-Фе, у нас спустила шина.
Попутчики помогли мне заменить колесо. При выезде из Санта-Фе спустила шина
на запасном колесе, но поблизости была бензоколонка. Я помню, как терпеливо
ждал, пока ремонтник с бензоколонки не починит чью-то машину, когда мои по-
путчики , зная в чем дело, пошли и объяснили ему все. Он тут же привел шину в
порядок. Мы решили не накачивать запасную шину, потому что это отняло бы еще
больше времени.
Мы опять поехали по направлению к Альбукерки, и я почувствовал себя глуп-
цом, потому что ничего не сказал этому ремонтнику, когда время было так доро-
го. Где-то в тридцати милях от Альбукерки у нас спустила еще одна шина! Нам
пришлось бросить машину, и оставшуюся часть пути мы добирались на попутках. Я
позвонил в компанию, которая занималась буксировкой, и объяснил им, что про-
изошло .
В больнице я встретил отца Арлин. Он провел там уже несколько дней. «Я
больше не могу выносить это, — сказал он. — Я должен ехать домой». Он был на-
столько несчастен, что просто ушел.
Когда я, наконец, увидел Арлин, она была очень слаба и немного не в себе.
Она, видимо, не понимала, что происходит. Большую часть времени она смотрела
прямо перед собой; время от времени оглядывалась по сторонам и пыталась ды-
шать . Ее дыхание часто останавливалось — и тогда она делала глотательные дви-
жения, — потом дыхание возобновлялось. Все это продолжалось в течение не-
скольких часов.
Я ненадолго вышел прогуляться. Я был удивлен, что не чувствую того, что,
как мне казалось, человек должен чувствовать в данной ситуации. Быть может, я
обманывал самого себя. Я не был рад, но и не чувствовал себя ужасно расстро-
енным, наверное, потому, что мы уже давно знали, что рано или поздно это слу-
чится .
Это сложно объяснить. Если бы марсианин (представим, что марсианин может
умереть только от несчастного случая) спустился на Землю и увидел эту своеоб-
разную расу существ — этих людей, которые живут лет семьдесят-восемьдесят,
зная, что смерть все равно придет, — то жить под гнетом данного обстоятельст-
ва, зная, что жизнь — явление временное, показалось бы ему громадной психоло-
гической проблемой. Мы же, люди, каким-то образом умудряемся жить, несмотря
на эту проблему: мы смеемся, мы шутим, мы живем.
В нашем с Арлин случае единственная разница состояла в том, что вместо пя-
тидесяти лет у нас было пять. Но это лишь количественная разница — психологи-
ческая проблема остается той же самой. Она могла бы стать другой лишь в одном
случае, если бы мы сказали себе: «Всем остальным лучше, ведь они смогут про-
жить пятьдесят лет». Но это же безумие. Зачем приводить себя в уныние, говоря
что-то вроде: «Ну почему нам так не повезло? Что сделал с нами Бог? Что мы
сделали, чтобы заслужить это?» Все эти вопросы, если понимаешь действитель-
ность и полностью принимаешь ее в своем сердце, неуместны и неразрешимы. Все
это лишь вопросы, ответа на которые не знает никто. Ситуация, в которую ты
попал, — это лишь один из случаев, которые могут произойти в жизни.
Вместе мы провели чертовски замечательное время.
Я вернулся в ее комнату. Я продолжал мысленно представлять все, что проис-
ходит: легкие не поставляют в кровь достаточное количество воздуха, из-за че-
го мозг не способен ясно мыслить, а сердце слабеет, что, в свою очередь, еще
больше затрудняет дыхание. Я продолжал ожидать некое лавинообразное действие,
когда все системы внезапно остановятся в полном изнеможении. Но все произошло
совсем не так: постепенно ее сознание становилось все менее ясным, дыхание
все уменьшалось, пока она совсем не перестала дышать — но сразу перед этим
она сделала один неглубокий вдох.
Медсестра, которая совершала обход, вошла, подтвердила, что Арлин умерла, и
вышла — я хотел побыть один хотя бы минутку. Я немного посидел в ее комнате,
а потом подошел и в последний раз ее поцеловал.
Я очень удивился, ощутив, что от ее волос исходил тот же знакомый мне за-
пах. Конечно, остановившись и подумав над этим, я понял, что волосы и не
должны пахнуть иначе, ведь прошло совсем мало времени. Но тогда я испытал
своего рода шок, потому что мой разум полагал, что только что случилось нечто
чудовищное — и вместе с тем не случилось ничего.
На следующий день я отправился в морг. Служащий вручает мне кольца, которые
он снял с тела. «Хотите в последний раз увидеть жену?» — спрашивает он.
— Что за во... нет, я не хочу ее видеть, нет! — сказал я. — Я уже ее видел!
— Да, но сейчас ее привели в порядок.
Все эти дела, которые делались в морге, были мне абсолютно чужды. Приводить
в порядок тело, когда там ничего нет? Я не хотел еще раз смотреть на Арлин;
это меня расстроило бы еще сильнее.
Я позвонил в компанию, которая занималась буксировкой машин, забрал машину
и положил вещи Арлин в багажник. Я взял попутчика и поехал из Альбукерки.
Не проехал я и пяти миль, как... БАЦ! Опять спустила шина. Я начал ругаться.
Мой попутчик посмотрел на меня как на психически неуравновешенного челове-
ка. «Но это всего лишь шина, разве нет?» — говорит он.
— Да, это всего лишь шина — потом другая шина, третья шина, четвертая шина!
Мы заменили колесо и очень медленно поехали в Лос-Аламос, не ремонтируя
другую шину.
Я не знал, как предстану перед своими друзьями в Лос-Аламосе. Я не хотел,
чтобы люди с вытянувшимися лицами говорили со мной о смерти Арлин. Кто-то
спросил меня, что произошло.
— Она умерла. А как проект? — сказал я.
Они сразу же поняли, что я не хочу об этом говорить. Только один парень вы-
разил свое сочувствие, и оказалось, что его не было в Лос-Аламосе, когда я
туда вернулся.
Однажды ночью мне снился сон, в который пришла Арлин. Я тут же ей сказал:
«Нет, нет, ты не можешь быть в этом сне. Ты же умерла!»
Потом мне приснился другой сон, в котором тоже была Арлин. Я снова вмешал-
ся : «Ты не можешь быть в этом сне!»
— Нет, нет, — говорит она. — Я тебя обманула. Я устала от тебя, поэтому
придумала эту уловку, чтобы идти своей дорогой. Но теперь ты снова мне нра-
вишься, поэтому я вернулась.
Мой разум действительно работал против самого себя. Ему нужно было объяс-
нить , даже в этом чертовом сне, почему она может там быть!
Должно быть, я сделал что-то со своей психикой. Я не плакал до тех пор, по-
ка через месяц в Ок-Ридже не оказался у магазина, в витрине которого увидел
красивое платье. Я подумал: «Арлин бы оно понравилось», — и это стало послед-
ней каплей.
Это так же просто,
как один, два, три...
Когда я был маленьким и жил в Фар-Року эй, у меня был друг, которого звали
Берни Уолкер. У нас обоих дома были «лаборатории», где мы проделывали различ-
ные «эксперименты». Однажды мы что-то обсуждали — должно быть, тогда нам было
лет по одиннадцать-двенадцать, — и я сказал: «Но мышление — это не что иное,
как внутренний разговор с самим собой».
— Да? — сказал Берни. — Тебе знакома бредовая форма коленчатого вала в ма-
шине?
— Да, и что?
— Отлично. А теперь скажи мне: как ты описал ее, когда разговаривал с самим
собой?
Вот так от Берни я узнал, что мысли могут быть как словесными, так и визу-
альными .
Позднее, когда я учился в колледже, я заинтересовался снами. Я удивлялся,
как сны могут казаться такими реальными, словно свет попадает на сетчатку
глаза, когда глаза закрыты: действительно ли нервные клетки сетчатки стимули-
руются каким-то другим образом — быть может, самим мозгом — или есть ли в
мозгу отдел, отвечающий за восприятие и анализ, в котором возникают туманные
образы того, что мы видим в снах? Я не нашел удовлетворительных ответов на
эти вопросы в психологии, хотя и очень заинтересовался тем, как работает
мозг. Но вместо нужных мне ответов, психология приводила толкование снов и
тому подобную чепуху.
Во время моей учебы в аспирантуре в Принстоне была издана какая-то тупая
работа по психологии, которая породила множество дискуссий. Автор этой работы
решил, что «ощущение времени» контролируется в мозге химической реакцией, в
которой участвует железо. Я подумал: «Как, черт побери, он сумел это узнать?»
Оказалось, что у его жены была хроническая лихорадка, поэтому у нее посто-
янно то опускалась, то поднималась температура. Ему пришло в голову проверить
ее ощущение времени. Он попросил ее считать про себя секунды (не глядя на ча-
сы) и проверял, сколько времени уходит у нее на то, чтобы досчитать до 60. Он
заставлял ее считать — бедная женщина — весь день: он обнаружил, что, когда у
нее поднимается температура, она считает быстрее; а когда температура падает,
— медленнее. Следовательно, подумал он, то, что управляет «ощущением времени»
в мозге, должно работать быстрее, когда у нее высокая температура, и медлен-
нее, когда она низкая.
Будучи очень «ученым» человеком, психолог знал, что скорость химической ре-
акции изменяется в зависимости от температуры окружающей среды в соответствии
с определенной формулой, которая зависит от энергии реакции. Он измерил раз-
ность скоростей, с которыми считала его жена, и определил, насколько темпера-
тура изменяет скорость. Потом он попытался найти химическую реакцию, скорость
которой изменяется в зависимости от температуры в той же пропорции, в какой
изменяется скорость счета его жены. Он обнаружил, что реакции, в которых уча-
ствует железо, наиболее точно подходят к данному образцу. Таким образом, он
сделал вывод, что ощущением времени его жены управляет химическая реакция в
ее теле, в которой участвует железо.
Что ж, мне это показалось сущей чепухой — в его длинной цепочке рассуждения
было слишком много звеньев, которые могли оказаться совсем иными. Но сам во-
прос действительно был интересным: что на самом деле определяет «ощущение
времени»? Когда пытаешься считать с равномерной скоростью, от чего зависит
эта скорость? И что можно с собой сделать, чтобы изменить ее?
Я решил провести собственное исследование. Я начал считать секунды — не
глядя на часы, конечно — до 60, медленно, равномерно, ритмично: 1, 2, 3, 4,
5... Когда я дошел до 60, прошло всего 48 секунд, но это меня не беспокоило:
проблема состояла не в том, чтобы считать точно в течение минуты, а в том,
чтобы считать со стандартной скоростью. В следующий раз, когда я досчитал до
60, прошло 49 секунд. В следующий раз — 48. Потом 47, 48, 49, 48, 48... Таким
образом, я обнаружил, что могу считать с довольно стандартной скоростью.
Но если я просто сидел, не считая, и ждал, пока, как мне казалось, пройдет
минута, то результаты получались совершенно разными — полное несоответствие.
Таким образом, я обнаружил, что очень сложно засечь минуту исключительно по
догадке. Но когда я считал, я мог очень точно определить, когда прошла мину-
та.
Теперь, когда я знал, что могу считать со стандартной скоростью, вставал
следующий вопрос: что влияет на эту скорость?
Быть может, эта скорость как-то связана с пульсом? Тогда я начал бегать по
лестнице, вверх-вниз, чтобы у меня участился пульс. Потом я бежал в свою ком-
нату, падал на кровать и считал до 60.
Кроме того, я попробовал бегать вверх-вниз по лестнице и считать про себя
во время бега.
Другие ребята смотрели, как я ношусь вверх-вниз по лестнице и смеялись.
«Что ты делаешь?»
Я не мог им ответить — благодаря чему осознал, что не могу говорить, пока
считаю про себя — и продолжал бегать вверх-вниз по лестнице, как идиот.
(Ребята, с которыми я учился в аспирантуре, привыкли к тому, что я часто
веду себя как полный идиот. Был случай, например, когда один парень вошел ко
мне в комнату — я забыл закрыть дверь во время проведения «эксперимента» — и
увидел, как я, одетый в тулуп, стоя на стуле, торчу из настежь распахнутого
окна посреди зимы, при этом я в одной руке держу горшок, а другой что-то в
нем помешиваю. «Не мешайте мне! Не мешайте мне!» — сказал я. Я мешал желатин
и наблюдал за ним: мне было любопытно, сгустится ли желе на морозе, если же-
латин постоянно размешивать.)
Так или иначе, после проверки всевозможных комбинаций бега вверх-вниз по
лестнице и лежания на кровати меня ожидал сюрприз! Пульс никак не влияет на
счет. И поскольку я очень разгорячился после бега вверх-вниз по лестнице, я
сделал вывод, что температура тела тоже никак с этим не связана (хотя мне
следовало знать, что после выполнения физических упражнений температура тела
не повышается). На самом деле, я не смог обнаружить ничего, что воздействова-
ло бы на скорость счета.
Бегать по лестнице вверх-вниз мне скоро наскучило, поэтому я начал считать
параллельно с выполнением своих обычных дел. Например, когда мне нужно было
сдать белье в прачечную, я должен был заполнить бланк, где указывалось,
сколько я сдал рубашек, сколько пар брюк и т.д. Я обнаружил, что могу напи-
сать «3» перед брюками или «4» перед рубашками, но не могу сосчитать носки.
Их было слишком много: я уже задействовал свою «счетную машину» — 36, 37, 38,
— и вот передо мной лежат все эти носки — 39, 40, 41... Как же мне сосчитать
носки?
Я обнаружил, что могу расположить их в виде геометрических фигур, например,
в виде квадрата: пара носков — в этом углу, пара — в том; пара — здесь и пара
— там; итого: восемь носков.
Я продолжил играть в эту игру счета с помощью фигур и обнаружил, что могу
считать газетные строки, группируя их в блоки по 3, 3, 3 и 1, чтобы получить
10; потом 3 таких блока, 3 таких, 3 таких и 1 такой составят 100 строк. Таким
образом, я дошел до конца статьи. Когда я досчитал до 60, я знал, где на га-
зетной странице я нахожусь, и мог сказать: «Я досчитал до 60, и в газете 113
строк». Я обнаружил, что могу даже читать статьи, пока считаю до 60, причем
скорость счета от этого не изменяется! На самом деле, я могу делать что угод-
но, считая про себя — кроме разговора вслух, конечно.
А как насчет печатания — переписывания слов из книги? Я обнаружил, что могу
делать и это, но на этот раз скорость счета менялась. Я пришел в восторг: на-
конец-то я нашел что-то, что, видимо, влияет на мою скорость счета! Я иссле-
довал это более глубоко.
Я печатал простые слова довольно быстро, считая про себя 19, 20, 21, парал-
лельно с этим печатал, считая 27, 28, 29, снова печатал, пока — Что это за
слово, черт побери? — А да — и снова продолжал считать 30, 31, 32 и т.д. Ко-
гда я дошел до 60, прошло больше минуты.
После некоторого самоанализа и дальнейших наблюдений, я осознал, что, судя
по всему, произошло: я прерывал счет, когда встречал сложное слово, которое,
так сказать, «требовало больше мозгов». Скорость моего счета не замедлялась;
просто время от времени приостанавливался сам счет. Счет до 60 стал настолько
автоматическим, что сначала я даже не заметил этих остановок.
На следующее утро, за завтраком, я сообщил о результатах всех этих экспери-
ментов другим ребятам, сидевшим за моим столом. Я рассказал им обо всем, что
могу делать во время счета про себя, и добавил, что единственное, чего я не
могу делать, считая про себя, — говорить.
Один парень, которого звали Джон Таки, сказал: «Я не верю, что ты можешь
читать, и не понимаю, почему ты не можешь говорить. Спорим, что я смогу гово-
рить, одновременно считая про себя, а ты не сможешь читать».
Таким образом, мне пришлось устроить показательное выступление: мне дали
книгу, я ее немного почитал, считая про себя. Когда я дошел до 60, я сказал:
«Все!» — 48 секунд, мое стандартное время. Потом я рассказал им о том, что
прочитал.
Таки был поражен. После того как мы несколько раз проверили скорость его
счета, чтобы установить его стандартное время, он начал говорить: «У Мэри был
ягненок; я могу сказать все, что захочу, разницы никакой; я не знаю, что тебя
беспокоит», — ля, ля, ля, и, наконец: «Все!» Он точь-в-точь попал в свое вре-
мя . Я не мог в это поверить!
Мы немного об этом поговорили и кое-что обнаружили. Оказалось, что Таки
считал иначе, чем я: он мысленно представлял, как перед его глазами движется
лента с числами. Он говорил: «У Мэри был ягненок», — и смотрел на эту ленту!
Что ж, теперь все было ясно; он «смотрит» на движущуюся ленту, поэтому он не
может читать; я же, когда считаю, «разговариваю» с самим собой, поэтому не
могу говорить!
После этого открытия, я попытался найти способ во время счета читать вслух
— этого не могли делать ни он, ни я. Я подумал, что должен задействовать ту
часть мозга, которая не связана с отделами зрения или речи, поэтому я решил
использовать пальцы, поскольку это включало чувство осязания.
Вскоре мне удалось считать на пальцах и читать вслух. Но мне хотелось, что-
бы весь процесс проходил исключительно в уме и не был связан с физической
деятельностью. Тогда я попытался представить ощущение движения своих пальцев
во время чтения вслух.
Этого мне так и не удалось. Я счел, что так произошло потому, что я недос-
таточно тренировался, однако, быть может, это вообще невозможно: я никогда не
встречал никого, кто мог бы это делать.
Из того опыта мы с Таки узнали, что в головах разных людей, когда они дума-
ют, что делают одно и то же — например, считают, — происходят совершенно раз-
ные процессы. Кроме того, мы обнаружили, что можно извне объективно прове-
рить , как работает мозг: для этого не нужно спрашивать человека, как он счи-
тает и полагаться на его собственные наблюдения за собой; вместо этого нужно
наблюдать за тем, что он может делать и что не может во время счета. Этот
тест абсолютно точен. Тут невозможно схитрить.
Совершенно естественно объяснять любую мысль через то, что уже есть у тебя
в голове. Все новые понятия накладываются друг на друга: эта мысль объясняет-
ся через предыдущую, а предыдущая — через какую-то еще, которая исходит от
счета, который так отличается у разных людей!
Я часто об этом думаю, особенно когда обучаю какой-нибудь специальной мето-
дике, вроде интегрирования функций Бесселя. Когда я смотрю на уравнения, я
вижу буквы в цвете — сам не знаю, почему. Когда я говорю, я вижу смутные об-
разы функций Бесселя из книги Янке и Эмде с летающими повсюду светло-
коричневыми j , голубовато-фиолетовыми п и темно-коричневыми х. И мне всегда
интересно, каким, черт побери, все это должно казаться студентам.
Стремление
к лучшему
Однажды, это было еще в пятидесятых, когда я возвращался из Бразилии на ко-
рабле, мы на один день остановились в Тринидаде, и мне захотелось посмотреть
сам город, испанский порт. В то время, когда я приезжал в город, мне всегда
было интересно посетить бедняцкие кварталы — увидеть, как течет жизнь на са-
мом дне.
Я провел немного времени на возвышенной части города, в негритянских квар-
талах, гуляя пешком. Когда я шел обратно, рядом со мной остановилось такси, и
водитель сказал: «Эй! Вы хотите посмотреть город? Это будет стоить всего пять
биви».
Я сказал: «Договорились», — и сел в такси.
Водитель сразу же поехал в сторону какого-то дворца и сказал: «Я покажу Вам
все шикарные места».
Я сказал: «Нет, спасибо; все это одинаково в каждом городе. Я хочу увидеть
нижнюю часть города, где живут бедняки. Я уже видел те холмы».
— Да?! — это явно произвело на него впечатление. — Я с радостью покажу Вам
все. И когда мы закончим, я задам Вам один вопрос, поэтому я хочу, чтобы Вы
осмотрели все внимательно.
Тогда он отвез меня в какой-то восточно-индийский район — должно быть, это
был некий жилищный проект — и остановился перед домом, сложенным из бетонных
блоков. Внутри дома не было практически ничего. На крыльце сидел мужчина.
«Видите того мужчину? — сказал он. — Его сын учится медицине в Мэриленде».
Потом он посадил в машину еще кого-то из жителей этого района, чтобы я смог
получше узнать этих людей. Там была женщина, у которой сгнили почти все зубы.
Потом мы остановились еще раз, и он познакомил меня с двумя женщинами, ко-
торыми восхищался. «Они вдвоем накопили денег на швейную машину и теперь об-
шивают весь свой район», — гордо сказал он. Представив им меня, он сказал:
«Этот человек — профессор, и самое интересное то, что он хочет посмотреть на
наш район».
Мы видели многое, и, наконец, таксист сказал: «А теперь, профессор, — мой
вопрос: Вы сами видите, что индийцы так же бедны, как негры, а иногда еще
беднее, но они стараются хоть как-то двигаться вперед: тот человек послал
своего сына в колледж; а эти женщины пытаются шить. Но при этом наш народ не
может выбраться из нищеты. Почему так происходит?»
Я, конечно, сказал ему, что не знаю — так я отвечаю почти на любой вопрос,
— но он не принял бы такой ответ от профессора. Я попытался предположить то,
что считал возможной причиной. Я сказал: «За жизнью в Индии стоит долгая тра-
диция, исходящая от религии и философии тысячелетней давности. И несмотря на
то, что эти люди живут не в Индии, они по-прежнему передают своим детям тра-
диции того, что в жизни важно — а это обеспечение будущего и отдача всего ра-
ди детей, — они веками делали именно это».
Я продолжил: «Я думаю, что у твоего народа, к сожалению, не было возможно-
сти развить столь давнюю традицию, а если и была, то они ее утратили за то
время, пока жили в рабстве». Я не знал, так ли это, но ничего лучшего предпо-
ложить не мог.
Таксист счел это хорошим наблюдением и сказал, что он тоже собирается обес-
печить свое будущее: он поставил деньги на скачках, и если он выиграет, то
купит свое собственное такси и тогда будет зарабатывать по-настоящему.
Мне было очень жаль его. Я сказал, что ставить на лошадей — это не слишком
хорошая мысль, но он настаивал, что для него это единственный выход. Намере-
ния у него были прекрасные, но метод их реализации зависел исключительно от
удачи.
Я не собирался разводить философские дискуссии, поэтому он отвез меня туда,
где шумовой оркестр играл потрясающую музыку калипсо, и я очень приятно про-
вел оставшийся день.
«Хоутел-Сити»
Однажды, когда я был в Женеве, в Швейцарии, на собрании Физического общест-
ва, я гулял по городу и наткнулся на здание Организации Объединенных Наций. Я
подумал: «Ух ты! Зайду-ка внутрь и посмотрю». Одет я был не совсем так, как
нужно для посещения подобного места — на мне были грязные брюки и старый пид-
жак , — но оказалось, что в здании проводятся экскурсии, к которым можно при-
соединиться и где какой-нибудь парень все показывает и рассказывает.
Экскурсия была достаточно интересной, но самой поразительной частью была
огромнейшая аудитория. Вы прекрасно знаете, как для важных людей, которые за-
нимаются международными делами, все доводится до крайности, поэтому то, что в
обычном месте было бы помостом или кафедрой, возвышалось в виде нескольких
уровней: по этим ступенькам нужно было взбираться к огромной, величественной,
чудовищной, деревянной штуковине, за которой ты стоишь, причем за твоей спи-
ной располагается огромный экран. Перед тобой ряды кресел. На каждой стороне
этой огромной аудитории, вверху, стоят стеклянные будки для переводчиков на
разные языки. Место просто фантастическое, и я не переставал думать: «Да, уж!
Интересно, что чувствуешь, когда выступаешь с докладом в подобном месте?!»
Сразу после этого мы шли по коридору, который находился рядом с аудиторией,
когда экскурсовод показал через стекло и сказал: «Видите те здания, которое
еще строятся? Впервые ими воспользуются через шесть недель для проведения
Конференции по мирному использованию атомов».
И тут я вспомнил, что мы с Мюрреем Гелл-Манном должны выступать на этой
конференции с докладами по поводу настоящей ситуации в физике высоких энер-
гий. Мой доклад был назначен на пленарное заседание, поэтому я спросил гида:
«Сэр, а где будет проходить пленарное заседание этой конференции?»
— в той аудитории, из которой мы только что вышли.
— О! — обрадовался я. — Значит, я буду произносить там речь!
Гид взглянул на мои грязные брюки и неряшливую рубашку.
Я понял, какой тупой ему, должно быть, показалась моя реплика, но я дейст-
вительно искренне удивился и обрадовался.
Мы прошли еще чуть дальше, и гид сказал: «Вот там располагается комната от-
дыха для различных делегатов, где они часто устраивают неофициальные дискус-
сии» . В дверях, ведущих в зал, было несколько маленьких квадратных окошек,
через которые можно было заглянуть внутрь, что и сделали некоторые. Там сиде-
ли и беседовали несколько мужчин.
Я посмотрел в окошко и увидел Игоря Тамма, физика из России, с которым мы
были знакомы. «О! — сказал я. — Я знаю этого парня!» — и направился в зал.
Гид завопил: «Нет, нет! Не входите туда!» К этому времени, он был уверен,
что ему попался маньяк, но он не смог поймать меня, потому что сам не имел
права входить в зал!
Когда Тамм меня узнал, он просиял, и мы немного поговорили. Гид вздохнул с
облегчением и продолжил экскурсию без меня, так что мне пришлось их догонять.
На собрании Физического общества мой добрый друг, Боб Бэчер, сказал мне:
«Слушай: во время проведения Конференции по мирному использованию атомов бу-
дет очень сложно найти место в гостинице. Почему бы тебе не попросить Госу-
дарственный Департамент забронировать для тебя комнату, если ты еще не сделал
этого сам?»
— Не-а! — сказал я. — Я не собираюсь просить об этой чертовой услуге Госде-
партамент ! Я сам улажу этот вопрос!
Вернувшись в свой отель, я сказал, что через неделю уеду, но в конце лета
вернусь: «Могу ли я прямо сейчас забронировать номер на конец лета?»
— Конечно! Когда Вы вернетесь?
— Во вторую неделю сентября...
— О, профессор, нам ужасно жаль; но на это время все номера уже заброниро-
ваны .
Вот так я ходил из отеля в отель и выяснил, что все они полностью заброни-
рованы, за шесть недель до нужного времени!
Потом я вспомнил один трюк, которым однажды воспользовался, когда был со
своим другом-физиком, спокойным и почтенным парнем из Англии.
Мы пересекали Соединенные Штаты на машине, и как только подъехали к Тулсе,
штат Оклахома, то узнали, что впереди ожидаются сильные наводнения. Мы верну-
лись в этот маленький городок и увидели огромное скопление машин, в которых
сидят целые семьи, и люди пытаются заснуть. Он говорит: «Лучше нам здесь ос-
тановиться . Ясно, что дальше ехать невозможно».
— Да ну, брось! — говорю я. — Откуда ты знаешь? Давай посмотрим, сможем ли
мы это сделать: может быть, когда мы туда доберемся, вода уже спадет.
— Не стоит тратить время, — отвечает он. — Может быть, нам удастся найти
комнату в отеле, если мы поищем прямо сейчас.
— Да не переживай из-за этого! — говорю я. — Поехали!
Мы выезжаем из города и миль через десять-двенадцать натыкаемся на высохшее
русло реки. Да, воды там действительно много, даже для меня. Вопроса больше
нет: мы не станем пытаться проехать через это.
Мы разворачиваемся: мой приятель ворчит по поводу того, что комнату в отеле
мы теперь точно не найдем, а я говорю, чтобы он не переживал.
Вернувшись в город, мы видим, что он просто забит людьми, которые спят в
своих машинах, очевидно потому, что в отелях больше нет свободных номеров.
Должно быть, все отели забиты до отказа. Над одной дверью я вижу небольшую
вывеску: «ОТЕЛЬ». Это был один из того типа отелей, с которым я познакомился
в Альбукерки, когда бродил по городу и глазел по сторонам в ожидании, когда
смогу навестить жену в больнице: нужно подняться по лестнице, и на первой
площадке найдешь сам офис.
Мы поднимаемся в офис, и я говорю управляющему: «Нам нужна комната».
— Конечно, сэр. У нас есть одна комната с двумя кроватями на третьем этаже.
Мой друг поражен: город забит людьми, которые спят в машинах, когда рядом
есть отель со свободным номером.
Мы поднимаемся в свою комнату, и он мало-помалу все понимает: у комнаты нет
двери, дверной проем просто занавешен какой-то тканью. Сама комната была до-
вольно чистой, в ней была раковина; все было не так уж плохо. Мы готовимся
лечь.
Он говорит: «Мне нужно пописать».
— Ванная внизу, в холле.
Мы слышим, как в холле туда-сюда ходят и хихикают девушки, и он нервничает.
Он не хочет туда выходить.
— Ну и ладно; тогда пописай в раковину, — говорю я.
— Но это негигиенично.
— Так ничего страшного в этом нет; просто включи воду.
— Я не могу писать в раковину, — говорит он.
Мы оба устали, поэтому ложимся спать. Стоит жара, и мы ничем не укрываемся;
мой друг не может заснуть из-за шума. Я почти засыпаю.
Немного позже я слышу скрип половиц и приоткрываю один глаз. Это он в тем-
ноте крадется к раковине.
Так или иначе, я знал в Женеве один небольшой отель, который назывался «Хо-
утел-Сити» и представлял собой одно из тех мест, где на улицу выходит лестни-
ца , поднявшись по которой, попадаешь в офис. Там обыкновенно бывают свободные
номера, и никто не заказывает их заранее.
Я поднялся по лестнице в офис и сказал портье, что через шесть недель снова
вернусь в Женеву и хотел бы остановиться в их отеле: «Могу ли я забронировать
номер?»
— Конечно, сэр. Нет вопросов.
Клерк записал мое имя на листочке бумаги — у них даже не было журнала для
записи брони, — и я отлично помню, как он пытался найти крючок, чтобы прице-
пить на него эту бумажку в качестве напоминания. Таким образом, теперь я «за-
бронировал» для себя номер, и все было прекрасно.
Я вернулся в Женеву шесть недель спустя, отправился в «Хоутел-Сити», где
для меня действительно подготовили комнату; она была на верхнем этаже. Не-
смотря на дешевизну отеля, номер был чистый. (Это Швейцария; он был чистый!)
На покрывале было несколько дырок, но это было чистое покрывало. Утром мне в
комнату принесли европейский завтрак; служащим было очень приятно, что у них
остановился гость, который забронировал номер за шесть недель до нужного вре-
мени.
Потом я отправился в ООН на первый день Конференции по мирному использова-
нию атомов. У стола регистрации была приличная очередь: женщина записывала
адрес и телефон каждого участника, чтобы с ними можно было связаться, если
будут какие-то новости.
— Где Вы остановились, профессор Фейнман? — спрашивает она.
— В «Хоутел-Сити».
— О, должно быть, Вы имеете в виду «Хоутел-Сите».
— Нет, он называется «Сити»: С-И-Т-И. (А почему нет? Мы, в Америке, назвали
бы его «Сите», поэтому они, в Женеве, назвали его «Сити», чтобы название зву-
чало как иностранное.)
— Но его нет в нашем списке отелей. Вы уверены, что он называется «Сити»?
— Посмотрите номер в телефонной книге. Вы его там найдете.
— О! — сказала она, проверив телефонную книгу. — У меня неполный список!
Некоторые люди все еще ищут комнату, поэтому, может быть, я смогу порекомен-
довать им «Хоутел-Сити».
Должно быть, она что-то узнала о «Хоутел-Сити», потому что больше никто из
участников конференции там не остановился. Время от времени, служащие «Хо-
утел-Сити» получали звонки из ООН и пробегали два лестничных пролета, чтобы
сказать мне, с благоговейным восторгом и восхищением, спуститься и ответить
на телефонный звонок.
Я помню одну забавную сцену, которая имела место в этом отеле. Однажды но-
чью я смотрел из окна во внутренний дворик. Краем глаза в здании, которое
стояло напротив, я увидел нечто, что привлекло мое внимание: это было похоже
на перевернутую вверх дном вазу, которая стояла на подоконнике. Мне показа-
лось, что она пошевелилась, поэтому я чуть-чуть понаблюдал за ней, но она не
двигалась. Потом, через какое-то время, она немного сдвинулась в сторону. Я
не мох1 понять, что это такое.
Но через некоторое время меня осенило: это был мужчина с биноклем, который,
используя подоконник в качестве опоры, смотрел через двор в окно нижнего эта-
жа!
Кроме того, в «Хоутел-Сити» произошла еще одна сцена, которую я никогда не
забуду, и которую мне очень хотелось бы суметь нарисовать. Однажды вечером я
возвращался с конференции и открыл дверь в самом низу лестничного пролета.
Там стоял владелец отеля, который, пытаясь выглядеть беспечным, в одной руке
держал сигару, а другой что-то толкал вверх по лестнице. Еще выше, женщина,
приносившая мне завтрак, двумя руками тянула этот же самый тяжелый предмет. А
на самом верху лестницы, на площадке, стояла она : вся в искусственных мехах,
с вываливающейся из платья грудью и положенной на бедро рукой, в надменном
ожидании. Ее клиент был несколько пьян, и у него не получалось подняться по
лестнице. Я не знаю, знал ли владелец, что мне известны все эти штучки; я
просто прошел мимо. Ему, конечно, было стыдно за свой отель, но я, безуслов-
но , получил от этой сцены удовольствие.
Кто такой Герман,
черт возьми?
Однажды мне по междугородней линии позвонила одна моя старая подруга, с ко-
торой мы вместе работали в Лос-Аламосе. Очень серьезным тоном она сообщила:
«Ричард, у меня для тебя печальная новость. Герман умер».
Я постоянно чувствую дискомфорт из-за того, что не помню имен, а потом мне
бывает плохо, потому что я не обращаю достаточного внимания на людей. Тогда я
сказал: «Да?», — пытаясь быть спокойным и серьезным, чтобы получить больше
информации, но вместе с тем про себя думая: «Кто такой Герман, черт возьми?»
Она говорит: «И Герман, и его мать погибли в автомобильной аварии около
Лос-Анджелеса. Поскольку его мать родилась именно там, то похороны пройдут в
Лос-Анджелесе, в морге на Роуз-Хиллс третьего мая в три часа». Потом она до-
бавляет: «Герман был бы очень-очень рад, если бы ты помог нести его гроб».
Я по-прежнему его не помню. Я говорю: «Конечно, я с радостью это сделаю».
(По крайней мере, так я хоть выясню, кто такой Герман.)
Потом у меня появляется идея: я звоню в морг. «Вы проводите похороны
третьего мая в 3 часа дня... »
— Какие похороны вы имеете в виду: похороны Голдшмидта или Парнелла?
— Ну, э, я не знаю. — Фамилии мне ни о чем не говорят, мне кажется, что это
ни тот, ни другой. Наконец, я говорю: «Это похороны сразу двоих человек. Его
мать тоже умерла».
— О, да. Тогда это похороны Голдшмидта.
— Германа Голдшмидта?
— Точно; Германа Голдшмидта и миссис Голдшмидт.
Отлично. Это Герман Голдшмидт. Но я по-прежнему не могу вспомнить никакого
Германа Голдшмидта. У меня нет ни одной идеи по поводу того, что я мог за-
быть ; судя по рассказу моей подруги, она уверена, что мы с Германом хорошо
знали друг друга.
У меня остается последний шанс: пойти на похороны и заглянуть в гроб.
Я иду на похороны, где ко мне подходит женщина в трауре, которая все это
устроила, и печальным голосом говорит: «Я так рада, что вы пришли. Герман был
бы просто счастлив, если бы знал это», — и всю подобную тоскливую чепуху. У
всех вытянутые лица из-за смерти Германа, я же по-прежнему не знаю, кто такой
Герман — хотя я уже уверен, что если бы знал, то мне было бы очень жаль, что
он умер!
Похороны шли своим чередом, и, когда настало время по очереди подходить к
гробу, я тоже подошел. Я заглянул в первый гроб: там лежала мать Германа. Я
заглянул во второй гроб: там лежал Герман — и, клянусь вам, я никогда прежде
его не видел!
Пришло время нести гроб, и я занял свое место. Я очень осторожно опустил
гроб с Германом, чтобы он покоился в своей могиле, потому что знал, что он бы
это оценил. Но до этого самого дня я не представляю, кто такой Герман.
Много лет спустя я набрался храбрости, чтобы признаться в этом своей подру-
ге. «Помнишь похороны, на которые я ходил лет десять назад, Говарда...»
— Ты хочешь сказать Германа.
— О, да — Германа. Знаешь, я не знаю, кто такой Герман. Я даже не узнал его
в гробу.
— Но, Ричард, вы же вместе работали в Лос-Аламосе после войны. Вы оба были
моими друзьями, и мы часто беседовали вместе.
— Я все равно его не помню.
Через несколько дней она мне позвонила и сказала, что могло произойти: воз-
можно, она познакомилась с Германом сразу после того, как я уехал из Лос-
Аламоса — и поэтому немного перепутала время, — но поскольку она так дружила
с нами обоими, она подумала, что мы должны были знать друг друга. Таким обра-
зом, ошиблась именно она, а не я (как это обычно бывает). Или она просто по-
ступила как вежливый человек?
Фейнман —
женоненавистническая
свинья!
Через несколько лет после того, как я прочитал несколько лекций первокурс-
никам в Калтехе (которые были опубликованы под заголовком «Фейнмановские лек-
ции по физике»), я получил длинное письмо от группы феминисток. Меня обвинили
в женоненавистничестве из-за двух историй: одна была связана с обсуждением
тонкостей скорости, и в ней принимала участие женщина-водитель, остановленная
полицейским. Между ними завязался диалог по поводу того, как она ехала, при-
чем я описал те веские доводы, которые она приводила в ответ на определение
скорости полицейским. В письме говорилось, что я заставил женщину выглядеть
глупо.
Другая история, против которой они возражали, была рассказана великим ас-
трономом Артуром Эддингтоном, который только что узнал, что звезды получают
свою энергию из горения водорода в ядерной реакции, продуктом которой являет-
ся гелий. Он подробно рассказал, как вечером того дня, когда он сделал это
открытие, он сидел на скамейке со своей девушкой. Она сказала: «Посмотри, как
красиво светят звезды!» На что он ответил: «Да, и в данный момент я — единст-
венный человек в мире, который знает, как они светят». Он описывал то чудес-
ное одиночество, которое испытываешь, когда делаешь открытие.
Письмо сообщало, что я утверждаю, будто бы женщина не способна понять ядер-
ные реакции.
Я счел, что бессмысленно пытаться ответить на их обвинения подробно, поэто-
му написал им краткое письмо: «Не сводите меня с ума, мужики!»
Нет нужды говорить, что это сработало не слишком хорошо. Пришло другое
письмо: «Ваш ответ на наше письмо от 29 сентября неудовлетворителен...» — ля,
ля, ля. В этом письме содержались угрозы, что если я не заставлю издателя из-
менить все то, против чего они протестуют, то у меня будут проблемы.
Я проигнорировал письмо и забыл о нем. Примерно год спустя, Американская
ассоциация преподавателей физики присудила мне премию за эти книги, и меня
пригласили выступить на их собрании в Сан-Франциско. Моя сестра, Джоан, жила
в городе Пало-Алто — который находился в часе езды оттуда, — поэтому я оста-
новился у нее за день до собрания, на которое мы отправились вместе.
Когда мы подошли к лекционному залу, то обнаружили, что у дверей стоят ка-
кие-то люди, которые всем входящим вручают листовки. Каждый из нас взял по
одной и посмотрел на нее. Наверху листовки была надпись: «ПРОТЕСТ». Ниже при-
водились выдержки из писем, которые они мне присылали, и мой ответ (целиком).
В конце листа большими буквами был сделан вывод: «ФЕЙНМАН —
ЖЕНОНЕНАВИСТНИЧЕСКАЯ СВИНЬЯ!»
Джоан внезапно остановилась и побежала назад: «Это интересно, — сказала она
протестующим. — Можно мне еще несколько штук!»
Когда она догнала меня, она сказала: «Эй, Ричард; что ты натворил?»
Я рассказал ей, что произошло, пока мы проходили в зал.
В передней части зала, около сцены, сидели две выдающиеся женщины из Амери-
канской ассоциации преподавателей физики. Одна отвечала за проблемы женщин в
этой организации, а второй была Фей Айзенберг, знакомая мне профессор физики
из Пенсильвании. Они увидели, что я иду по направлению к сцене в сопровожде-
нии этой женщины, которая держит целую кипу листовок и о чем-то со мной гово-
рит. Фей подошла к ней и сказала: «Знаете ли Вы, что у профессора Феинмана
есть сестра, которую он вдохновил на изучение физики и что она имеет степень
кандидата физических наук?»
— Конечно, знаю, — сказала Джоан. — Я и есть эта сестра!
Фей и ее коллега объяснили мне, что этими протестующими была группа — кото-
рой, по иронии судьбы, руководил мужчина, — постоянно срывающая собрания в
Беркли. «Мы сядем по обе стороны от тебя, чтобы показать нашу солидарность, а
перед твоим выступлением я встану и что-нибудь скажу, чтобы успокоить протес-
тующих», — сказала Фей.
Поскольку я выступал не первым, у меня было время подумать о том, что я
скажу. Я поблагодарил Фей, но отклонил ее предложение.
Как только я поднялся на сцену, чтобы выступить с речью, полдюжины протес-
тующих вышли в переднюю часть зала и выстроились вдоль сцены, высоко подняв
свои транспаранты, гласившие: «Фейнман — женоненавистническая свинья! Фейнман
— женоненавистническая свинья!»
Я начал свою речь с того, что сказал протестующим: «Мне очень жаль, что мой
короткий ответ на ваше письмо привел вас сюда, хотя в этом нет необходимости.
Существуют куда более серьезные места, на которые вы можете обратить свое
внимание, чтобы поднять статус женщины в физике, чем эти относительно триви-
альные ошибки — если именно так вы хотите их назвать — в учебнике. Но, быть
может, все-таки хорошо, что вы пришли. Ибо женщины действительно страдают от
предрассудков и дискриминации в физике, и ваше присутствие здесь, сегодня,
служит нам напоминанием об этих трудностях и о необходимости их устранения».
Протестующие посмотрели друг на друга. Их транспаранты начали медленно
опускаться, как паруса на затихающем ветру.
Я продолжил: «Несмотря на то, что Американская ассоциация преподавателей
физики вручила мне премию за преподавание, я должен признаться, что не знаю,
как нужно преподавать. А потому, мне нечего сказать о преподавании. Вместо
этого мне хотелось бы поговорить о том, что будет особенно интересно для жен-
щин , присутствующих в аудитории: я бы хотел поговорить о структуре протона».
Протестующие положили свои транспаранты и ушли. Организаторы потом сказали
мне, что этот человек и его группа еще никогда не терпели столь быстрого по-
ражения .
(Недавно я нашел копию своей речи и обнаружил, что сказанное мной в самом
начале выглядит далеко не столь драматическим, как мне это помнится. По своим
воспоминаниям мне кажется, что я сказал что-то гораздо более выдающееся, чем
то, что я сказал на самом деле!)
После моего выступления несколько протестующих подошли ко мне, чтобы потре-
бовать объяснений в связи с историей женщины-водителя. «Почему этим водителем
обязательно должна была быть женщина? — сказали они. — Вы намекаете на то,
что все женщины плохо водят машину».
— Но ведь именно благодаря женщине полицейский выглядит дураком, — сказал
я. — Почему вас не заботит полицейский?
— Но от полицейских нельзя ожидать ничего другого! — сказала одна из про-
тестующих. — Они все свиньи!
— Тем не менее, полицейский должен вас заботить, — сказал я. — Я забыл ска-
зать в истории, что полицейским была женщина!
Хочешь верь,
хочешь не верь,
но я только что
пожал ему руку!
В течение нескольких лет я получал приглашения от университета в Токио по-
сетить Японию. Но всякий раз, как я принимал приглашение, я заболевал и не
мог туда поехать.
Летом 1986 года в Токио должна была состояться конференция, и меня опять
пригласили приехать. Несмотря на любовь, которую я питаю к Японии, и вследст-
вие которой мне очень хотелось поехать, получив приглашение, я все же почув-
ствовал себя неудобно, так как у меня не было доклада. Мне сказали, что я мо-
гу выступить с кратким резюме проделанной мной работы, но я ответил, что мне
не хотелось бы этого. Тогда организаторы написали, что сочтут за честь, если
я стану председателем на одном из заседаний конференции — это все, что мне
нужно сделать. Поэтому, в конце концов, я согласился.
На этот раз мне повезло, и я не заболел1. Таким образом, мы с Гвинет поеха-
ли в Токио, где я стал председателем на одном из заседаний.
Председатель заседания должен следить за тем, чтобы каждый оратор говорил
только в течение определенного промежутка времени, чтобы следующему оратору
оставалось достаточно времени. Председатель занимает такое почетное положе-
ние, что ему помогают два заместителя. Мои заместители сказали, что они берут
на себя представление ораторов и сами будут им говорить, когда тем нужно ос-
тановиться .
Все шло гладко в течение большей части заседания, пока один оратор — японец
— не продолжил свою речь, когда время уже истекло. Я смотрю на часы и делаю
вывод, что ему пора остановиться. Я смотрю на своих заместителей и делаю им
жест.
Они подходят ко мне и говорят: «Ничего не предпринимайте; мы об этом поза-
ботимся . Он говорит о Юкаве2. Все в порядке».
Таким образом, я был почетным председателем на одном из заседаний и чувст-
вовал, что не сумел даже правильно выполнить свою работу. И за это универси-
тет оплатил мне дорогу до Японии, полностью устроил мою поездку, и все люди
очень хорошо ко мне относились.
Однажды днем мы разговаривали с человеком, который организовывал нашу по-
ездку. Он показывает нам карту железных дорог, и Гвинет видит кривую линию со
множеством остановок в центре полуострова Исе — это место далеко от воды; оно
далеко отовсюду. Она ставит палец на конец этой кривой и говорит: «Мы хотим
поехать туда».
Фейнман страдал от рака брюшной полости. Он пережил хирургические операции в 1978
и 1981 гг. По возвращении из Японии ему предстояли еще два хирургических вмешатель-
ства: в октябре 1986 и октябре 1987.
2 Хидзки Юкава, выдающийся японский физик, лауреат Нобелевской премии 1949 г.
Он смотрит на нее и говорит: «О! Вы хотите поехать в... Исеокитцу?»
Она говорит: «Да».
— Но в Исеокитцу ничего нет, — говорит он, глядя на меня, словно моя жена
сошла с ума, в надежде, что я приведу ее в чувство.
Тогда я говорю: «Да, правильно; мы хотим поехать в Исеокитцу».
Гвинет не говорила об этом со мной, но я знал, о чем она думает: нам очень
нравится посещать такие места, которые находятся в самом центре нигде; места,
о которых мы никогда не слышали; места, в которых нет ничего.
Наш хозяин несколько огорчается: он никогда не бронировал мест в отеле в
Исеокитцу; он даже не знает, есть ли там гостиница.
Он берется за телефон и звонит в Исеокитцу для нас. Оказывается, что там
нет жилья. Однако неподалеку есть другой город — примерно через семь километ-
ров от конца линии — в котором есть японская гостиница.
Мы говорим: «Прекрасно! Это как раз то, что нам нужно, — японская гостини-
ца !» Ему дают номер гостиницы, и он звонит туда.
Человек в гостинице сопротивляется: «У нас совсем маленькая гостиница. Ей
управляет семья».
— Именно это им и нужно, — уверяет его наш хозяин.
— Он согласился? — спрашиваю я.
После некоторой дискуссии наш хозяин говорит: «Он согласен».
Но на следующее утро нашему хозяину звонят из этой самой гостиницы: прошлой
ночью они совещались всей семьей. Они решили, что им не справиться с этой си-
туацией. Они не смогут позаботиться об иностранцах.
Я спрашиваю: «А в чем проблема?»
Наш хозяин звонит в гостиницу и спрашивает, в чем проблема. Потом он пово-
рачивается к нам и говорит: «В туалете — у них нет западного туалета».
Я говорю: «Скажите им, что, когда мы с женой путешествовали в последний
раз, мы брали с собой маленькую лопатку и туалетную бумагу и копали для себя
ямки в земле. Спросите его, нужно ли нам привезти свою лопатку?»
Наш хозяин объясняет все это по телефону, и они говорят: «Все в порядке. Вы
можете остановиться на ночь. Лопатка вам не понадобится».
Хозяин встретил нас на железнодорожной станции в Исеокитцу и отвез в свою
гостиницу. За нашей комнатой располагался прекрасный сад. Мы заметили блестя-
щую изумрудно-зеленую древесную лягушку, которая ползла по металлической раме
с горизонтальными перекладинами (использовавшейся для сушки белья), и крошеч-
ную желтую змейку в кустах перед нашей энгавой (верандой). Да, в Исеокитцу не
было «ничего» — но для нас все было интересно и прекрасно.
Оказалось, что примерно в миле от гостиницы находится рака1 — именно поэто-
му там и была маленькая гостиница, — и мы туда отправились. На обратном пути
нас застиг дождь. Нас обогнал какой-то парень на машине, потом развернулся и
подъехал к нам. «Куда вы идете?» — спросил он по-японски. «В гостиницу», —
сказал я. Тогда он отвез нас туда.
Вернувшись в свою комнату, мы обнаружили, что Гвинет потеряла фотопленку —
вероятно, в машине этого человека. Тогда я взял словарь, нашел слова «пленка»
и «потеряла» и попытался объяснить это хозяину гостиницы. Я не знаю, как он
это сделал, но он нашел мужчину, который нас подвез, и в его машине мы оты-
скали пленку.
Очень интересной была ванная комната; чтобы до нее добраться, нам приходи-
лось проходить через другую комнату. Ванна была деревянной, и вокруг нее ва-
лялось множество маленьких игрушек — маленькие лодочки и тому подобное. Также
Рака (лат. гаса — ящик, ковчег, гроб) — ковчег с мощами святых, изготавливаемый
обычно в форме гроба. Рака как религиозный объект считается понятием христианским,
однако её аналоги встречаются и в других религиях.
там было полотенце с нарисованным на нем Микки-Маусом.
У хозяина гостиницы и его жены была маленькая двухлетняя дочка и новорож-
денный младенец. Они одевали дочь в кимоно и приводили в нашу комнату. Ее ма-
ма делала для нее оригами; я нарисовал для нее несколько рисунков, и мы вме-
сте играли.
Одна женщина, которая жила напротив, подарила нам прекрасный шелковый шар,
который сделала сама. Все были очень дружелюбны, и все прошло просто замеча-
тельно .
На следующее утро мы должны были уезжать. Мы забронировали себе номер в
гостинице на одном из самых знаменитых курортов с минеральными водами. Я сно-
ва открыл словарь; потом спустился и показал хозяину гостиницы квитанцию на
бронь номера в большом курортном отеле — он назывался «Гранд-Вью» или что-то
вроде того. Я сказал: «Мы не хотим остаемся большой отель завтра ночью; мы
хотим остаемся здесь завтра ночью. Мы счастливый здесь. Пожалуйста, позвонить
им; изменить это».
Он говорит: «Конечно! Конечно!» Было видно, что его душу радует мысль, что
эти иностранцы отменяют бронь в большом шикарном отеле, чтобы остаться в его
маленькой гостинице еще на одну ночь.
Вернувшись в Токио, мы отправились в университет Канадзавы. Несколько про-
фессоров организовали для нас поездку вдоль побережья полуострова Ното. Мы
проехали через несколько прекрасных деревень, жители которых занимались рыбо-
ловством, и отправились в пагоду, располагавшуюся в самом центре деревни.
Потом мы посетили раку, за которой располагался анклав; войти в последний
можно было только по специальному приглашению. Синтоиский священник был очень
любезен и пригласил нас в свои комнаты на чай; кроме того, он выполнил для
нас каллиграфию.
После того как наши хозяева отвезли нас еще дальше вдоль побережья, им при-
шлось вернуться в Канадзаву. Мы с Гвинет решили остаться в Тоги на два-три
дня. Мы остановились в японском отеле, хозяйка которого была очень и очень
добра к нам. Она устроила так, что ее брат отвез нас на машине в несколько
деревень, откуда мы вернулись на автобусе.
На следующее утро хозяйка гостиницы сказала нам, что в городе происходит
нечто важное: освящают новую раку, построенную взамен старой.
Когда мы приехали на место, нас пригласили сесть на скамью и подали чай.
Вокруг бродило множество людей, и, наконец, из-за раки появилась процессия.
Нам было приятно видеть, что ведущей персоной был главный священник той раки,
которую мы посетили несколько дней назад. На нем было церемониальное облаче-
ние внушительного вида, и, судя по всему, он отвечал за все.
Вскоре началась сама церемония. Мы не хотели вторгаться в религиозное ме-
сто, поэтому не стали входить в саму раку. По ступенькам вверх-вниз бегали
дети, они играли и шумели, поэтому мы подумали, что церемония не строго офи-
циальна. Мы подошли чуть ближе и встали на ступеньки, чтобы увидеть, что про-
исходит внутри.
Церемония была чудесной. Посреди возвышения стояла церемониальная чаша с
ветвями и листьями; ее окружали девушки в особой одежде; были также танцоры и
т.д. Все было достаточно изысканно.
Мы смотрим на все эти действия, когда внезапно чувствуем, что кто-то трога-
ет нас за плечи. Это главный священник! Он жестом зовет нас следовать за ним.
Мы обходим раку и входим через боковую дверь. Главный священник представля-
ет нас мэру и другим почетным гостям и приглашает сесть. Актер нох исполняет
танец, и вокруг происходят всевозможные удивительные вещи.
Потом начинаются речи. Сначала говорит мэр. Потом встает главный священник.
Он говорит: «Унано, утсини кунтано канао. Унтанао уни канао. Унийо цоимасу
дои цинти Фейн-ман-сан-то унакано кане гоцаймас...», — и он указывает на «Фейн-
ман-сана» и хочет, чтобы я что-нибудь сказал!
Мой японский весьма беден, поэтому я говорю по-английски. «Я люблю Японию,
— говорю я. — Особенно сильное впечатление на меня производит столь высокий
темп перемен в вашей технологии, но при этом ваши традиции по-прежнему имеют
огромное значение, что подтверждает освящение этой раки». Я попытался обрисо-
вать ту смесь, которую наблюдал в Японии: происходят перемены, но при этом не
утрачивается уважение к традициям.
Главный священник говорит что-то по-японски, причем я не думаю, что это
именно то, что сказал я (хотя, на самом деле, я все равно не понимаю японско-
го) , потому что до этого момента он не понял ни одного слова из того, что я
ему говорил! Однако он вел себя так, словно точно понял все, что я сказал, и
с полной уверенностью «перевел» это всем остальным. В этом отношении он был
очень похож на меня.
Так или иначе, люди вежливо выслушали то, что сказал я, после чего выступил
другой священник. Это был молодой человек, ученик главного священника, одетый
в прекрасный костюм с большими широкими брюками и гигантскую широкополую шля-
пу . Он выглядел чудесно, просто великолепно.
Потом мы отправились обедать со всеми почетными гостями и чувствовали, что
этим приглашением нам оказана огромная честь.
По окончании церемонии освящения раки мы с Гвинет поблагодарили главного
священника и ушли из обеденного зала, чтобы немного прогуляться по деревне.
Через некоторое время мы увидели группу людей, которые тянули по улице боль-
шую повозку со стоявшей в ней ракой. Все они были одеты в костюмы с символами
на спине. Они пели: «Эйо! Эйо!»
Мы следуем за процессией, наслаждаясь весельем, когда к нам подходит поли-
цейский с переносной рацией. Он снимает белую перчатку и протягивает мне ру-
ку. Я здороваюсь с ним за руку.
Когда мы отходим от полицейского и снова идем за процессией, мы слышим, как
кто-то позади нас очень громко, взволнованно и быстро что-то рассказывает. Мы
оборачиваемся и видим, что полицейский сжимает в руках свою рацию и в огром-
ном волнении говорит в нее: «О гано фана мийо гану Фейн-ман-сан ийо кано мури
тоно мурото кала...», — и я мог просто представить, как он рассказывает кому-то
на другом конце линии: «Помнишь мистера Фейнмана, который выступал на освяще-
нии раки? Хочешь верь, хочешь не верь, но я только что пожал ему руку!»
Должно быть, священник «перевел» что-то очень впечатляющее!
Письма
11 октября 1961 г.
Отель «Амиго», Брюссель
Здравствуй, родная,
Мы с Мюрреем не даем друг другу заснуть, потому что спорим до изнеможения.
Мы проснулись над Гренландией, что было даже лучше, чем в прошлый раз, потому
что мы уже пролетели какую-то ее часть. В Лондоне мы встретили других физиков
и поехали в Брюссель все вместе. Один из них был очень обеспокоен: в его пу-
теводителе отель «Амиго» даже не упоминался. Однако у другого физика оказался
новый путеводитель: там говорилось, что это пятизвездочный отель; по слухам,
лучший в Европе!
Он, действительно, очень хорош. Вся мебель полированная, из красного дере-
ва , в идеальном состоянии; ванная комната огромная и т.п. Очень жаль, что ты
не приехала на эту конференцию, вместо той, другой.
На следующий день, на заседании, все началось очень медленно. Я должен был
выступать днем. Именно это я и сделал, но у меня было слишком мало времени.
Нам пришлось закончить работу в четыре часа дня, потому что на вечер был на-
значен прием. Несмотря на это я думаю, что мое выступление прошло хорошо: так
или иначе, все, что я не сказал, присутствует в письменном варианте моего
доклада.
Итак, в тот вечер мы отправились во дворец на встречу с королем и короле-
вой. У отеля нас ждали такси — длинные черные автомобили, — и в 5 часов вече-
ра мы уехали. Нас провезли через ворота дворца, по обе стороны которых стояла
стража; потом мы проехали под аркой, дверь в которую открывали мужчины в
красных мундирах и белых чулках, под коленом перевязанных черной лентой с зо-
лотой кисточкой. Стражу мы снова встретили у входа, в коридоре, вдоль всей
лестницы и наверху, около бального зала. Эти стражники, в шляпах, типа рус-
ских, с ремешком, который застегивается под подбородком, темных мундирах, бе-
лых брюках и до блеска начищенных черных кожаных сапогах, стояли навытяжку —
у каждого в руках поднятый вверх меч.
В «бальном зале» нам пришлось ждать, наверное, минут двадцать. В нем был
мозаичный паркетный пол, и в каждом квадрате стояла буква «L» (первая буква
имени Леопольд — теперешнего короля зовут Бодуан или как-то в этом роде). По-
золоченные стены относятся еще к восемнадцатому веку, а на потолке изображены
обнаженные женщины, разъезжающие на колесницах в облаках.
По периметру комнаты развешано множество зеркал и расставлено множество по-
золоченных стульев — точно так же, как в тех многих дворцах, которые мы виде-
ли, но на этот раз здесь не музей: все это живое, все вычищено до блеска и в
идеальном состоянии. Несколько дворцовых служащих непрерывно сновали туда-
сюда . У одного был какой-то список, и он сказал мне, где я должен стоять, но
я его не послушался и, впоследствии, остался без места.
Открываются двери в конце зала. Там стоят король и королева в сопровождении
стражи; мы все медленно входим, и нас по очереди представляют королевским
особам. У короля молодое лицо с полусонным выражением и очень твердое рукопо-
жатие; королева очень хороша собой. (По-моему, ее зовут Фабриола — она была
испанской графиней.) Мы выходим в другую комнату с левой стороны, где ряды
стульев расставлены как в театре, причем в первом ряду стоят два стула для
короля и королевы. Перед этими рядами стоит стол с шестью стульями для бле-
стящих ученых — Нильса Бора, Ж. Перрена (француза), Р. Оппенгеймера и т.д.
Оказывается, что король хочет знать, чем мы занимаемся, поэтому наши стари-
ки дают цикл из шести скучных лекций — очень серьезных — совсем без шуток.
Мне было очень трудно сидеть на стуле, потому что от сна в самолете моя спина
одеревенела и побаливала.
После этого К1 с Q2 проходят через комнату, где нас с ними знакомили, в
комнату, расположенную справа (отмечена буквой «R»3) . (Все эти комнаты просто
огромные, позолоченные, в викторианском стиле, разукрашенные и т.п.) В комна-
те «R» много видов униформы: стража у двери в красных мундирах, официанты — в
белых мундирах (чтобы подавать напитки и закуски), военные — в форме цвета
хаки с медалями и черные мундиры — вроде траурных (дворцовые служащие).
Из «L»4 в «R» я иду последним, потому что из-за деревянной спины не могу
идти быстро. Я разговариваю с дворцовым служащим — очень приятным человеком.
Он обучает математике в Лувенском университете неполный рабочий день, но его
главная должность — секретарь королевы. Он также обучал К, когда тот был мо-
лодым, и работает во дворце уже 23 года. Теперь, по крайней мере, я хоть с
1 К — первая буква английского слова «king» — король. — Прим. пер.
2 Q — первая буква английского слова «queen» — королева. — Прим. пер
3 R — первая буква английского слова «right» — правый. — Прим. пер
4 L — первая буква английского слова «left» — левый. — Прим. пер.
кем-то могу поговорить.
Другие разговаривают с К и Q; все стоят. Через некоторое время профессор,
возглавляющий конференцию (проф. Брэгг) хватает меня и говорит, что со мной
хочет побеседовать К. Брэгг говорит: «К, это Фейнман». Я допускаю промах 1,
собираясь опять пожать ему руку — что явно неправильно: руки он мне не пода-
ет . После неловкой паузы К спасает положение, пожав мне руку. К делает вежли-
вые замечания по поводу того, какие мы все, должно быть, умные и как сложно,
должно быть, думать. Я отвечаю в шутку (так мне посоветовал Брэгг, но что он
знает?) — очевидно, ошибка 2. Так или иначе, напряжение ослабевает, когда
Брэгг приводит еще одного профессора — по-моему, Гейзенберга. К забывает о Ф,
и Ф быстренько смывается, чтобы возобновить беседу с секретарем Q.
После приличного промежутка времени — несколько апельсиновых соков и множе-
ства очень хороших закусок позже — ко мне подходит военная форма с медалями и
говорит: «Пообщайтесь с королевой!» Нет ничего, что я сделал бы с большим
удовольствием (очень красивая девушка, но не переживай, она замужем). Ф появ-
ляется на сцене: Q сидит за столом в окружении трех стульев, которые заняты —
для Ф нет места. Слышится несколько глухих покашливаний, легкое смущение и
т.п. и вот! — один из стульев неохотно освобождается. На двух других сидят
какая-то дама и Священник при Всех Регалиях (он тоже физик) по имени ЛеМетр.
Мы ведем что-то вроде беседы (я слушаю, но не слышу никаких покашливаний и
не ухожу со своего места), быть может, в течение минут пятнадцати. Образец:
Q: «Должно быть, очень сложно работать, думая об этих сложных задачах...»
Ф: «Нет, мы все занимаемся этим ради забавы».
Q: «Должно быть, сложно научиться изменять все свои идеи» — это она извлек-
ла из шести прослушанных лекций.
Ф: «Нет, все эти парни, которые читали вам лекции, — просто отсталые стари-
ки — вся эта перемена произошла в 1926 году, когда мне было всего восемь лет.
Так что, когда я изучал физику, мне нужно было изучить только новые идеи. Те-
перь стоит другой большой вопрос: придется ли нам менять их снова?»
Q: «Вы должны чувствовать себя счастливым человеком, потому что так рабо-
таете для мира».
Ф: «Нет, мне никогда не приходило в голову, направлена ли эта работа на мир
или наоборот. Этого не знает никто».
Q: «Безусловно, все очень быстро изменяется — за последнюю сотню лет изме-
нилось очень многое».
Ф: «Но только не в этом дворце». (Я подумал об этом, но сдержал себя.)
«Да», — и пустился в лекцию по поводу того, что было известно в 1861 году и
что мы обнаружили с тех пор — добавив в конце со смешком: «Похоже, что я ни-
как не могу удержаться от чтения лекций — я профессор, понимаете ли. Ха, ха».
Q в отчаянии поворачивается к даме, которая сидит по ее другую руку и начи-
нает беседу с того же самого вопроса.
Через несколько минут подходит К, шепчет что-то Q, которая встает — и они
незаметно уходят. Ф возвращается к секретарю Q, который лично сопровождает
его к выходу их дворца мимо стражи и т.п.
Мне ужасно жаль, что ты это пропустила. Я не знаю, когда мы найдем другого
короля, с которым ты могла бы пообщаться1.
Этим утром, перед самым уходом из отеля со всеми остальными, меня по гром-
кой связи вызвали к телефону. Вернувшись к остальным, я заявил: «Господа, мне
позвонил секретарь королевы. Сейчас я вынужден вас покинуть». Все прониклись
благоговением, так как не прошел незамеченным тот факт, что Ф говорил с Q
дольше и энергичнее, чем это допускали рамки приличия. Я не сказал им, одна-
Четыре года спустя Ричард и Гвинет встретились с королем Швеции — на церемонии
вручения Нобелевской премии.
ко, что дело было во встрече, которую мы назначили — он пригласил меня к себе
познакомиться с его женой и двумя (из четырех) дочерьми, а также посмотреть
дом. Я пригласил его навестить нас в Пасадене, когда он приедет в Америку, и
это было ответное приглашение.
Его жена и дочери очень милы, а дом — просто прекрасен. Ты бы получила от
пребывания в нем даже больше удовольствия, чем от посещения дворца. Он спро-
ектировал и построил свой дом в бельгийском стиле, немного напоминающим стиль
старых фермерских домов, но он выстроен именно так, как нужно. В доме много
старых шкафов и столов, которые стоят рядом с более новой мебелью, причем все
отлично сочетается друг с другом. В Бельгии, где сохранилось множество старых
ферм и т.п., гораздо проще найти антиквариат, чем в Лос-Анджелесе. Сам дом
немного больше нашего, а прилежащая к нему территория гораздо больше, но не
возделана, за исключением небольшого сада. В саду есть скамейка, которую он
сделал для себя под деревьями, чтобы иметь возможность пойти туда, посидеть и
полюбоваться природой. У него есть собака — из Вашингтона, — которую кто-то
подарил королю, а К подарил ему. По характеру пес очень похож на нашего Ки-
ви1 , потому что, судя по всему, любят его ничуть не меньше.
Я сказал секретарю, что у меня в маленьком замке в Пасадене есть королева,
и что мне очень хотелось бы, чтобы он с ней познакомился, на что он ответил,
что надеется, что ему удастся приехать в Америку еще раз и повидать нас. Он
приедет, если Q снова захочет приехать в Америку.
Я прилагаю фотографию его дома и его визитную карточку, не потеряй ее.
Я знаю, что ты, должно быть, ужасно себя чувствуешь, потому что на этот раз
осталась в стороне от всего этого — но однажды я как-нибудь тебе это скомпен-
сирую. Не забывай, что я очень люблю тебя и горжусь своей семьей, которая уже
есть и которая еще ожидается2. Секретарь и его жена передают тебе и нашему
будущему малышу свои наилучшие пожелания.
Мне хотелось бы, чтобы ты была здесь, или, что тоже хорошо, чтобы я был
там. Поцелуй СНОРКА3 и расскажи маме о моих приключениях, а я приеду домой
раньше, чем ты думаешь.
Твой муж тебя любит.
Твой муж.
«Гранд-отель»
Варшава
Дражайшая Гвинет,
Для начала, я тебя люблю.
Кроме того, я скучаю по тебе, по малышу4 и по Киви, и мне действительно хо-
телось бы сейчас быть дома.
Сейчас я нахожусь в ресторане «Гранд-отеля». Друзья меня предупредили, что
обслуживают здесь медленно, поэтому я вернулся за бумагой и ручкой, чтобы по-
работать над своим завтрашним докладом — но что может быть лучше, чем вместо
этого написать письмо своей дорогой?
1 Собака Фейнманов.
2 В то время Гвинет ожидала рождения Карла.
3 Киви.
4 Карл. Письмо было написано в 1963 г.
Как Польша? Самое сильное впечатление, которое очень меня удивляет, — в
том, что она почти такая, какой я себе ее представлял (кроме одной детали) —
не только в том, что касается ее внешнего вида, но и в том, что касается лю-
дей, того, что они чувствуют, что говорят и думают о правительстве и т.п. Су-
дя по всему, мы, в США, хорошо информированы, а журналы типа «Тайма» и «Атла-
са» не так уж плохи. Деталь же, о которой я упомянул, состоит в том, что я
забыл, насколько сильно пострадала Польша за время войны, а потому все зда-
ния, за несколькими исключениями (которые легко определить по множеству пуле-
вых отверстий в них) , построены после войны. В сущности, это довольно значи-
тельное достижение — новых зданий очень много: Варшава — большой город, кото-
рый полностью выстроили заново.
Гений строителей здесь проявился в том, что они сумели построить старые
здания. Есть здания, у которых отваливается отделка (стены покрыты бетоном,
через который местами проглядывают заплаты из старого кирпича); оконные за-
движки ржавые, причем жилки ржавчины спускаются до самого фундамента здания и
т.п. Более того, сама архитектура старого типа — отделка примерно 1927 года,
но более тяжелая — ничего интересного, на что можно было бы посмотреть (кроме
одного здания).
Комната в отеле очень маленькая, с дешевой мебелью и очень высоким потолком
(15 футов), на стенах старые подтеки, в том месте, где кровать прижимается к
стене видна штукатурка и т.п. Это напоминает мне старый «Гранд-отель» в Нью-
Йорке — выцветшее хлопчатобумажное покрывало на трясущейся кровати и т.п. Но
вся сантехника (краны и т.п.) сверкает и сияет, что меня смутило: она кажется
относительно новой в этом старом отеле. В конце концов, я все выяснил: отелю
всего три года — я забыл об их умении строить старые здания. (Все еще ноль
внимания со стороны официанта, поэтому я прерываюсь и прошу официанта, кото-
рый проходит мимо, обслужить меня. Смущенный взгляд — зовет другого официан-
та . Конечный результат: мне заявляют, что мой столик не обслуживается, и меня
просят пересесть за другой. Я начинаю сердиться. Ответ: меня садят за другой
столик, приносят меню и дают 15 секунд на выбор. Я заказываю Sznycel Po
Wiedensky — шницель по-венски.)
Что касается вопроса оснащения комнаты прослушивающими устройствами: я ищу
крышки старых розеток (вроде той, которая есть на потолке в душе). Их пять,
все около потолка — футов на 15 ниже. Мне нужна лестница, и я решаю не тро-
гать их. Но в нижнем углу моей комнаты, около телефона, есть похожая большая
квадратная крышка. Я немножко вытягиваю ее (один винт ослаблен). Мне редко
приходилось видеть столько проводов — как на задней панели радиоприемника.
Что это? Кто знает! Я не увидел никаких микрофонов; концы проводов обмотаны
изоляционной лентой, как это делается в случае соединений или выводов, кото-
рые больше не используются. Может быть, микрофон спрятан в изоленте. Что ж,
отвертки у меня все равно нет, поэтому я не снимаю крышку, чтобы продолжить
свое расследование. Короче, если моя комната не прослушивается, то они зря
тратят кучу проводов.
Поляки очень милые, бедные; придерживаются, как минимум, среднего стиля в
(прибыл суп!) одежде и т.п. Есть приличные места, где можно потанцевать, с
хорошими оркестрами и т.д. и т.п. Так что Варшава не такая скорбная и скуч-
ная, как, по слухам, Москва. С другой стороны, на каждом углу сталкиваешься с
тупым и отсталым поведением правительства — знаешь, вроде того, что невозмож-
но получить сдачу с 20 долларов, когда идешь продлить свое приглашение в Аме-
риканской иммиграционной службе в деловом центре города. Пример: я потерял
карандаш и хотел купить новый здесь, в киоске. «Ручка стоит 1,10 доллара».
— Нет, мне нужен карандаш — деревянный, с графитовым стержнем.
— Нет, только ручки за 1,10 доллара.
— Хорошо, сколько злотых?
— Злотые не берем, только 1,10 доллара. (Почему? Кто знает!) Мне приходится
подниматься наверх за американскими деньгами. Я даю 1,25 доллара.
Киоскер не может сдать сдачу — он должен пойти к кассиру отеля. Счет за мою
ручку выписывается в четырех экземплярах: один остается у киоскера, другой —
у кассира, и две копии получаю я. Что мне с ними делать? На обратной стороне
написано, что я должен сохранить их, чтобы на таможне не платить пошлину.
Ручка «Пейпермейт» сделана в США. (Уносят тарелку из-под супа.)
Истинная проблема, возникшая между правительством и частными предприятиями,
обсуждается на слишком философской и абстрактной основе. Теоретически, планы
могут быть хорошими. Но никому не известна причина глупости правительства — и
пока эту причину не найдут (и не отыщут способ ее устранить) , все идеальные
планы будут уходить в зыбучий песок.
Мне не удалось угадать тип дворца, в котором проходят заседания. Я пред-
ставлял старую, отвратительную, огромную комнату 16-го века или вроде того. Я
опять забыл, что Польша была разрушена почти полностью. Дворец новенький: мы
встречаемся в круглой комнате с белыми стенами и позолоченной отделкой балко-
на; на потолке изображены облака на фоне голубого неба. (Прибывает основное
блюдо. Я его ем; очень вкусно. Я заказываю десерт: пирожное с ананасом, 125
г. Кстати, меню очень точное: «125 г» — это вес: 125 граммов. В меню есть
блюда вроде «филе селедки, 144 г» и т.п. Я не видел никого, кто проверял бы
на весах, не обманули ли его; я тоже не проверял, весил ли шницель 100 г, как
было написано.)
Я ничего не получаю от заседаний. Я ничему не учусь. Поскольку здесь не
проводят экспериментов, то и данная область не активна, так что в ней работа-
ют лишь несколько хороших ученых. В результате здесь целые толпы остолопов
(126), что плохо влияет на мое давление: здесь высказывают и серьезно обсуж-
дают такую бессмыслицу, что я ввязываюсь в споры не только на официальных за-
седаниях (скажем, за обедом), но и всякий раз, когда кто-нибудь задаст мне
вопрос или начнет рассказывать о своей «работе». «Работа» всегда: (1) совер-
шенно непонятная, (2) смутная и неопределенная, (3) что-то правильное, что
очевидно и не требует доказательств, но разрабатывается в процессе длительно-
го и сложного анализа и представляется в виде важного открытия; или (4) пре-
тензия, основанная на глупости автора, на то, что какой-то очевидный и пра-
вильный факт, который был принят и неоднократно подтверждал себя в течение
многих лет, на самом деле, ложен (эти самые ужасные: не существует аргумен-
тов, с помощью которых можно убедить идиота); (5) попытка сделать что-то, ве-
роятно, невозможное, но точно бесполезное, которая, как это выясняется в кон-
це, провалилась (прибывает и съедается десерт); (6) или просто ошибки. В эти
дни «в данной области» наблюдается оживленная деятельность, но эта «деятель-
ность», главным образом, заключается в том, чтобы показать, что предыдущая
«деятельность» кого-то другого привела к ошибке, или в том, что бесполезно
или ничего не обещает. Они напоминают кучу червяков, которые пытаются вы-
браться из бутылки, забираясь друг на друга. Дело не в том, что предмет изу-
чения сложен, а в том, что хорошие люди заняты чем-то другим. Напоминай мне,
чтобы я больше не ездил на конференции по гравитации!
Однажды вечером меня пригласили в дом одного из польских профессоров (моло-
дого, с молодой женой). В Польше обычно выделяют по 7 квадратных ярдов1 жил-
площади на человека, но ему и его жене повезло: у них 21 — на жилую комнату,
кухню и ванную. Он немного нервничал из-за своих гостей (меня, профессора Уи-
лера с женой и еще одного гостя) и словно непрерывно извинялся за маленькие
1 Ярд (англ. yard) — британская и американская единица измерения расстояния. Сейчас
метрический ярд равен трём метрическим футам (36 дюймам) или 91,44 см. Не входит в
систему СИ.
размеры своей квартиры. (Я прошу счет. Все это время официант обслуживал два
или три столика, включая мой.) Но его жена вовсе не волновалась и целовала
свою сиамскую кошку «Бубуш» точно так же, как ты делаешь это с Киви. Она про-
делала чудную работу, чтобы развлечь гостей — обеденный стол пришлось вынести
из кухни, трюк, для выполнения которого потребовалось сначала снять с шарни-
ров дверь в ванную комнату. (Теперь в ресторане всего четыре занятых столика
и четыре официанта.) Приготовленный ею ужин был очень вкусным, и все мы полу-
чили от него удовольствие.
Да, я упомянул об одном здании в Варшаве, на которое любопытно взглянуть.
Это самое большое здание в Польше: «Дворец культуры и науки», который был по-
дарен Советским Союзом. Его спроектировали советские архитекторы. Дорогая, в
это просто невозможно поверить! Я не могу даже начать его описывать. Это са-
мое величайшее уродство в мире! (Прибыл счет — его принес другой официант. Я
жду сдачу.)
Здесь мое письмо должно заканчиваться. Я надеюсь, что мне не придется дожи-
даться сдачи слишком долго. Я отказался от кофе, потому что подумал, что это
отнимет слишком много времени. И даже несмотря на это, посмотри, какое длин-
ное письмо я могу написать во время воскресного ужина в «Гранд-отеле».
Я еще раз напоминаю, что я тебя люблю, и что мне хотелось бы, чтобы ты была
здесь — или, что еще лучше, чтобы я был там. Дома хорошо.
(Прибыла сдача — они немного ошиблись (на 0,55 злотых = 15 центов), но я
махнул рукой).
А теперь до свидания.
Ричард.
Суббота, 29 июня, (?), 3 часа дня
Отель «Ройал Олимпик». Около бассейна.
Дорогие Гвинет, Мишель1 (и Карл?),
Это мой третий день в Афинах.
Я пишу, сидя у бассейна, держа лист на коленях, потому что столы слишком
высокие, а стулья слишком низкие.
Самолет прилетел вовремя, но перелет все равно было некомфортабельным, по-
тому что рейс Нью-Йорк-Афины был переполнен до отказа — все места в самолете
были заняты. Меня встретили профессор Иллиапулос, студент и племянник профес-
сора, одногодок нашего Карла.
Я очень удивился, обнаружив, что погода здесь очень похожа на погоду в Па-
садене , но градусов на 5 холоднее: растительность тоже очень похожа на нашу,
холмы выглядят голыми и напоминают пустыню — те же растения, те же кактусы,
такая же низкая влажность и такие же прохладные ночи. Но на этом сходство за-
канчивается. Афины — это всеохватывающее, уродливое, шумное, переполненное
выхлопными газами скопление улиц, до предела заполненных действующим на нервы
транспортом, который несется как стадо кроликов, когда зажигается зеленый
свет, и останавливается, визжа тормозами, когда загорается красный, — и друж-
но гудит, когда горит желтый. Это очень похоже на Мехико-Сити, за исключением
того, что люди не кажутся такими бедными — на улицах лишь изредка можно
Когда писалось это письмо, в 1980 или 1981 г., дочери Мишель было около одиннадца-
ти лет.
встретить нищих. Тебе, Гвинет, Афины понравились бы, потому что здесь много
магазинов (все маленькие), а Карлу понравилось бы бродить по сводчатым гале-
реям с их причудливыми поворотами и неизменными сюрпризами, особенно в старой
части города.
Вчера утром я отправился в археологический музей. Мишель понравились бы все
великие греческие статуи коней — особенно одна, где запечатлен маленький
мальчик на огромной, галопом несущейся лошади, все это из бронзы, — очень
впечатляет. Я столько всего посмотрел, что у меня даже заболели ноги. Я все
перепутал — на предметах нет ярлыков, написанных должным образом. Кроме того,
это начинает несколько надоедать, потому что мы и прежде видели много чего
похожего. Но есть одно исключение: посреди всех этих предметов искусства была
одна вещь, которая настолько от них отличалась и выглядела так странно, что
казалась почти невероятной. Ее достали со дна моря в 1900 г., и она представ-
ляет собой механизм с зубчатыми передачами, весьма напоминающий внутренности
современного будильника с механическим заводом1. Зубья сделаны очень точно, и
множество колес находится в правильном зацеплении друг с другом. Там есть
градуированные круги и надписи на греческом языке. Мне стало интересно, не
подлог ли это. По поводу этого предмета была даже статья в «Сайантифик Амери-
кан» за 1959 г.
Вчера днем я ходил в Акрополь, который расположен прямо в центре города —
высокое каменное плато, где выстроили Парфенон и другие раки и храмы. Парфе-
нон выглядит довольно прилично, но Храм в Сегесте, который мы с Гвинет видели
в Сисили, впечатляет ничуть не меньше, потому что в него можно входить и гу-
лять вокруг — подниматься к Парфенону или гулять между его колоннами запреще-
но . С нами была сестра профессора Иллиапулоса, которая с помощью блокнота —
она профессиональный археолог — провела для нас экскурсию со всевозможными
подробностями, датами, цитатами из Плутарха и т.п.
Оказывается, что греки очень серьезно относятся к своему прошлому. Они изу-
чают древнегреческую археологию в начальной школе в течение 6 лет, причем у
них бывает по 10 часов этого предмета в неделю. Это своего рода поклонение
предкам, ибо они постоянно подчеркивают, насколько прекрасны были древние
греки — и они действительно были удивительными людьми. Когда же ты стараешься
приободрить их, сказав: «Да, и взгляните, насколько дальше древних греков
продвинулся современный человек», — подразумевая экспериментальную науку,
развитие математики, искусство эпохи Возрождения, великую глубину и понимание
относительной ограниченности греческой философии и т. д и т.п., — они отвеча-
ют: «О чем это вы? А что было не так с древними греками?» Они непрерывно при-
нижают свой век и возвышают старые времена до тех пор, пока твое указание на
чудеса настоящего не начнет им казаться неоправданным недостатком восхищения
прошлым.
Они очень огорчились, когда я сказал, что самым важным достижением в облас-
ти математики в Европе было открытие Тартальей способа решения кубического
уравнения: хотя само по себе это открытие практически бесполезно, но оно,
должно быть, было чудесным в психологическом плане, поскольку оно показало,
что современный человек может сделать то, чего не могли делать древние греки.
Тем самым оно помогло войти в век Возрождения, который освободил человека от
страха перед древними. Однако греки еще в школах учатся этому страху; они
уверены, что им далеко до своих суперпредков.
Антикитерский механизм — механическое устройство, поднятое в 1901 году с древнего
судна. Останки судна и его груз обнаружены греческим водолазом 4 апреля 1900 года
недалеко от греческого острова Антикитера. Механизм датируется приблизительно 100
годом до н. э. (возможно, до 150 года до н. э. или 205 года до н. э.). Хранится в
Национальном археологическом музее в Афинах.
Найденный антикитерный механизм и его реконструкция.
Я спросил леди-археолога о том механизме, который видел в музее, — находили
ли когда-нибудь другие подобные механизмы или более простые механизмы, кото-
рые привели бы к тому, что видел я, или чему-то более сложному, — однако,
оказалось, что она о нем не слышала. Тогда я встретился с ней и с ее сыном,
одногодком нашего Карла (который относится ко мне как к древнегреческому ге-
рою, поскольку изучает физику), в музее, чтобы показать ей этот механизм. Она
попросила, чтобы я объяснил, почему считаю такую машину интересной и удиви-
тельной, так как: «Разве Эратосфен не измерял расстояние до Солнца, и разве
для этого не нужны были искусно сделанные научные инструменты?» О, насколько
же невежественны люди, получившие классическое образование. Неудивительно,
что они не ценят свой век. Они воспитаны не на этом веке и не понимают его.
Однако через некоторое время она поверила, что, может быть, инструмент дейст-
вительно поразителен, и отвела меня в служебные комнаты музея — несомненно,
должны быть другие примеры, и она найдет полную библиографию. Что ж, других
примеров не нашлось, а полной библиографией оказался каталог, состоящий из
трех статей (одной из которых была та самая статья в «Сайантифик Американ») —
все они были написаны одним человеком: АМЕРИКАНЦЕМ из Йеля!
Я думаю, что греки считают всех американцев, которые интересуются только
механическим оборудованием, скучными людьми, тогда как существуют все эти
прекрасные статуи и изображения прекрасных мифов и историй богов и богинь,
которыми можно любоваться. (На самом деле, одна леди из штата музея, когда ей
сказали, что американский профессор хочет более подробно узнать об экспонате
15087, заметила: «Из всех прекрасных вещей, которые есть в этом музее, почему
он выбрал именно ЭТОТ? Что в нем такого особенного?»)
Все здесь жалуются на жару и переживают из-за того, как ты ее переносишь,
тогда как погода действительно очень напоминает погоду в Пасадене и даже в
среднем на 5 градусов прохладнее. Но все магазины и учреждения закрыты при-
мерно с 1:30 до 5:30 («из-за жары»). Оказывается, что это действительно хоро-
шая идея (все спят), потому что потом они работают до поздней ночи — ужин ме-
жду 9:30 и 10 часами вечера, когда становится прохладно. Сейчас люди всерьез
жалуются на новый закон: в целях экономии энергии все рестораны и таверны
должны закрываться в 2 часа ночи. Это, по их словам, испортит всю жизнь в
Афинах.
С 1:30 до 5:30 — время для сна, и я его использую, чтобы написать тебе
письмо. Я скучаю по тебе, и мне действительно было бы лучше дома. Похоже, что
я действительно утратил свою страсть к путешествиям. Мне осталось провести
здесь еще полтора дня, меня просто завалили всевозможными книгами о прекрас-
ном (галечном) пляже здесь, об очень важном древнем месте (хотя уже почти
полностью разрушенном) там и т.п. Но я не пойду ни туда, ни сюда, потому что,
оказывается, для этого нужно ехать на экскурсионном автобусе от двух до четы-
рех часов в один конец. Нет. Я просто останусь здесь и подготовлю свое высту-
пление на Крите. (Мне дали прочитать три дополнительные лекции двадцати гре-
ческим студентам, которые приезжают на Крит только ради того, чтобы услышать
меня. Я прочитаю что-то вроде ново-зеландских лекций1, но у меня нет даже на-
бросков ! Мне придется написать лекции заново!)
Я скучаю по всем вам, особенно, когда ложусь ночью спать — не скребутся со-
баки, и некому пожелать доброй ночи!
С любовью, Ричард.
P.S. ЕСЛИ ТЫ НЕ СУМЕЕШЬ РАЗОБРАТЬ ПОЧЕРК ВЫШЕ, НЕ ПЕРЕЖИВАЙ - ЭТО НЕВАЖНЫЕ
И БЕССВЯЗНЫЕ МЫСЛИ. СО МНОЙ ВСЕ В ПОРЯДКЕ, И Я В АФИНАХ.
Мак-Фаддин Холл
Корнеллский университет
Итака
19 ноября 1947 г.2
1 «Новозеландские лекции», прочитанные Фейнманом в 1979 году, подробно описаны в
книге: «Квантовая электродинамика: странная теория света и вещества» («Принстон Юни-
версити Пресс», 1985 г.).
2 Эти письма предоставил Фримен Дайсон. Это его первое и последнее письма, в которых
упоминается Ричард Фейнман. Другие письма приводятся в книге Дайсона «Возмущая Все-
ленную» .
Моя дорогая семья,
Пишу вам короткое письмо перед отъездом в Рочестер. Каждую среду у нас про-
водится семинар, на котором кто-либо рассказывает о каком-то предмете иссле-
дования, и время от времени этот семинар проводится совместно с Рочестерским
университетом. Сегодня мы едем на такой семинар в первый раз в этом семестре.
День великолепный, и путешествие должно быть прекрасным. Рочестер находится
на северо-западе отсюда, на берегу озера Онтарио, так что мы будем проезжать
через дикую местность.
Я еду в машине Фейнмана, и это будет ужасно весело, если мы выживем. Фейн-
ман — это человек, к которому я начинаю питать заметное восхищение; он — пер-
вый экземпляр, которого мне удалось встретить, чрезвычайно редкого рода: ко-
ренной американский ученый. Он разработал частный вариант квантовой теории,
который всеми принят как хорошая работа и для некоторых задач может оказаться
полезнее общепринятого варианта этой теории. А в общем, из него просто сып-
лются новые идеи, большая часть которых скорее импозантна, чем полезна, и
вряд ли хоть в одной из них он продвигается далеко, так как скоро любую идею
заслоняет более новое вдохновение. Его самым ценным вкладом в физику является
поддержание боевого духа: когда он врывается в комнату со своей самой послед-
ней плодотворной идеей и начинает излагать ее во всех подробностях с весьма
обильными звуковыми эффектами и энергичным размахиванием руками, то жизнь, по
крайней мере, становится нескучной.
Вайскопф, главный теоретик в Рочестере, — также очень интересный и способ-
ный человек, но нормального европейского типа; он родился в Мюнхене, где был
другом Бете со студенческих времен.
Главным событием прошлой недели стал приезд Пайерлса, который... остановился
на две ночи у Бете, прежде чем вернуться домой... В понедельник вечером Бете
устроили вечеринку в его честь, на которую пригласили большинство молодых
теоретиков. По нашему приходу нас познакомили с Генри Бете, которому сейчас
пять лет; но мы на него не произвели никакого впечатления. На самом деле, он
сказал лишь одно: «Хочу видеть Дика! Ты мне сказал, что он придет!» Наконец,
его пришлось отправить в кровать, так как Дик (иначе называемый Фейнман) не
материализовался.
Примерно через полчаса в комнату ворвался Фейнман, сказал лишь: «Мне так
жаль, что я опоздал — просто, когда я сюда шел, мне в голову пришла блестящая
мысль», — и тут же убежал наверх, чтобы утешить Генри. Беседа внизу прерва-
лась, и вся компания слушала радостные звуки, доносившиеся сверху, которые
иногда принимали форму дуэта, а иногда — одного человека, изображавшего целый
оркестр ударных инструментов...
С любовью,
Фримен
Урабана, Иллинойс
9 апреля 1981 г.
Дорогая Сара1,
Я только что провел три чудесных дня с Диком Фейнманом, и мне очень жаль,
1 Друг семьи.
что тебя не было с нами, чтобы и ты могла разделить этот восторг. Шестьдесят
лет и серьезная операция по удалению раковой опухоли ничуть не изменили его.
Он по-прежнему остается тем Фейнманом, которого мы знали в Корнелле в старые
добрые денечки.
Мы оба приехали на небольшую встречу физиков, которую Джон Уилер организо-
вал в Техасском университете. По какой-то причине Уилер решил провести это
встречу в гротескном месте под названием «Мир тенниса», сельском клубе, куда
техасские нефтяные магнаты приезжают, чтобы расслабиться. Итак, мы туда яви-
лись . Все тут же начали ворчать по поводу дороговизны и экстравагантной урод-
ливости своих комнат. Но поехать больше было некуда — или нам так казалось.
Однако Дик думал иначе. Он просто сказал: «К черту это. Я не собираюсь здесь
спать», — взял свой чемодан и отправился в лес.
Утром он вернулся, причем выглядел ничуть не хуже после ночи, проведенной
под звездами. Он сказал, что поспал лишь немного, но это того стоило.
Мы очень много разговаривали о науке и истории, как и в старые времена. Но
теперь у него появилась новая тема для разговоров: его дети. Он сказал: «Я
всегда считал, что буду особенно хорошим отцом, потому что не стану пытаться
подталкивать своих детей в каком-то определенном направлении. Я бы не стал
пытаться сделать из них ученых или интеллектуалов, если бы они того не захо-
тели. Я был бы не меньше счастлив, если бы они решили стать шоферами или ги-
таристами. На самом деле, я бы даже больше обрадовался, если бы они вышли в
мир и сделали что-то реальное вместо того, чтобы быть профессорами, вроде ме-
ня. Но дети всегда находят способ поступить по-своему. Например, мой мальчик,
Карл. Он учится уже на втором курсе МТИ, и все, что он хочет сделать со своей
жизнью, — это стать чертовым философом!»1
Когда мы сидели в аэропорте в ожидании самолета, Дик вытащил блокнот и ка-
рандаш и начал рисовать лица людей, сидящих в зале ожидания. Он рисовал их
поразительно хорошо. Я сказал, что мне очень жаль, что у меня нет таланта к
рисованию. Он ответил: «Я всегда думал, что у меня тоже нет таланта. Но чтобы
заниматься такими вещами, талант не нужен»...
С уважением,
Фримен
17 февраля 1988 г.
Лондон, Англия2
Дорогая миссис Фейнман,
По-моему, мы встречались не так часто, чтобы сознательно запомнить друг
друга. Поэтому я прошу Вас простить мне мою дерзость, но я не мог позволить,
чтобы смерть Ричарда прошла незамеченной, и поэтому я просто не мог упустить
возможность добавить свое ощущение потери к Вашему.
Дик был лучшим и любимым из нескольких «дядюшек», которые окружали меня в
детстве. Пока он работал в Корнелле, он был частым и всегда желанным гостем в
нашем доме; человеком, на которого всегда можно было рассчитывать в том, что
он найдет время, чтобы оторваться от бесед с моими родителями и остальными
Как оказалось, Фейнману не стоило переживать: Карл работает в компании «Финкинг
Машине», а дочь Мишель учится на рекламного фотографа.
2 Это письмо было предоставлено Генри Бете.
взрослыми и подарить свое внимание детям. Он умел, как играть в разные игры,
так и обучать нас уже тогда, и именно он открыл нам глаза на окружающий нас
мир.
Мое самое любимое воспоминание из всех — это то, когда я, восьми- или девя-
тилетний мальчик, сижу между Диком и своей мамой и жду, когда выдающийся ес-
тествоиспытатель Конрад Лоренц начнет читать лекцию. Я нетерпеливо вертелся
на стуле, как и все дети, которых просят посидеть смирно, когда Дик повернул-
ся ко мне и сказал: «А ты знаешь, что существует в два раза больше чисел, чем
все числа?»
— Нет, этого не может быть! — Я был упрям, как все известные мне дети.
— Нет, может; я тебе покажу. Назови число.
— Один миллион. — Большое число для начала.
— Два миллиона.
— Двадцать семь.
— Пятьдесят четыре.
Я назвал, наверное, еще десять чисел, и каждый раз Дик называл мне число в
два раза большее. Наступило просветление.
— Понятно; но значит чисел в три раза больше, чем все числа.
— Докажи это, — сказал дядя Дик. Он назвал число. Я назвал число, в три
раза большее. Он попробовал еще одно. Я опять назвал число. И опять.
Он назвал число, слишком большое, чтобы я сумел умножить его в уме. «Трижды
это число», — сказал я.
— Итак, существует ли самое большое число? — спросил он.
— Нет, — ответил я. — Потому что для каждого числа, есть числа в два и три
раза большие. И есть даже то, которое в миллион раз больше.
— Правильно, и эта концепция увеличения без предела, концепция того, что не
существует самого большого числа, называется «бесконечностью».
Тут пришел Лоренц, поэтому мы остановились, чтобы послушать лекцию.
Я видел Дика не слишком часто после его ухода из Корнелла. Но он оставил во
мне яркие воспоминания, бесконечность и новые способы познания мира. Я очень
его любил.
Искренне Ваш,
Генри Бете
ЧАСТЬ 2. МИСТЕР ФЕЙНМАН ЕДЕТ В
ВАШИНГТОН: РАССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН
КАТАСТРОФЫ, СЛУЧИВШЕЙСЯ С
КОСМИЧЕСКИМ ШАТТЛОМ1 «ЧЕЛЛЕНДЖЕР»
Вступление
В этой истории я собираюсь много говорить о НАСА2, но когда я говорю: «НАСА
сделала это», или: «НАСА сделала то», — я не имею в виду всю организацию; я
подразумеваю только ту часть НАСА, которая занималась шаттлом.
Вкратце напомню конструкцию шаттла: большую центральную часть занимает
большой реактор, в котором содержится ракетное топливо: жидкий кислород свер-
ху, а жидкий водород — в основной части. Двигатели, которые сжигают топливо,
расположены на задней части орбитальной ступени, которая и отправляется в
космос. Экипаж сидит в передней части орбитальной ступени; позади которой на-
Космический корабль многоразового использования. — Прим. пер.
2 Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.
ходится грузовой отсек.
Во время запуска две ракеты, работающие на твердом топливе, в течение не-
скольких минут поднимают шаттл, а потом отделяются и падают в море. Через не-
сколько минут от орбитальной ступени отделяется ядерный реактор — это проис-
ходит гораздо выше в атмосфере, — который распадается перед падением на зем-
лю.
Космический шаттл «Челленджер». Топливный бак, по обе стороны
которого расположены твердо-топливные ракета-носители, соединен
с орбитальной ступенью, главные двигатели которой сжигают жидкий
водород и жидкий кислород.
Твердотопливные ракета-носители состоят из нескольких секций. Между этими
секциями существует два типа соединений: постоянные «заводские соединения»
герметически закрывают на заводе «Мортон Тиокол» в Юте, а временные «монтаж-
ные стыки» герметизируют перед каждым полетом — «в поле» — в Космическом Цен-
тре Кеннеди во Флориде.
TANG
CLEVIS
SECONDARY
О RING
INSULATION
PRQPfcLLANT
BILLED
NSULATlON GAP
Z»NC CMROMATE
PUTTY
NSULATiQN
Схема полевого соединения. Цветовые обозначения: жёлтый - хвостовик
стальной оболочки верхней секции, красный - вилка стальной оболочки
нижней секции, синий - концевые элементы верхней и нижней секций те-
плозащитного покрытия, зелёный - цинкохроматная замазка и резиновые
О-кольца, коричневый - ингибитор коррозии, фиолетовый - теплоизоля-
ция. Ракетное топливо - справа. Вот в районе одного из этих соедине-
ний, нижнего полевого, и прорвались раскалённые газы, что привело к
катастрофе.
Совершение
самоубийства
Как вам, быть может, известно, катастрофа космического шаттла «Челленджер»
произошла 28 января 1986 года. Я видел взрыв по телевизору, но, за исключени-
ем трагической потери семи человек, я не слишком задумывался о нем.
Я и раньше читал в газетах о шаттлах, которые постоянно поднимаются в кос-
мос и возвращаются обратно, однако меня немного беспокоил тот факт, что ни в
одном научном журнале я никогда не видел результатов хоть чего-нибудь, что
прояснилось бы из экспериментов, проводимых над шаттлом, которые должны были
быть весьма важными. Таким образом, я не уделял шаттлу слишком серьезного
внимания.
Так или иначе, через несколько дней после катастрофы мне звонит глава НАСА,
Уильям Граэм, и просит меня присоединиться к комиссии по расследованию причин
того, что произошло с шаттлом! Доктор Граэм сказал, что он был моим студентом
в Калтехе, а впоследствии работал в компании «Хьюз Эркрафт», где я читал лек-
ции каждую среду.
Я все еще не мог его вспомнить.
Когда я услышал о том, что расследование будет проходить в Вашингтоне, моей
немедленной реакцией было нежелание с этим связываться: у меня есть принцип
не приближаться к Вашингтону и не иметь дел с правительством, так что я не-
медленно подумал — как бы мне из этого выбраться?
Я позвонил нескольким друзьям, вроде Эла Хиббса и Дика Девиса, но они объ-
яснили мне, что расследовать причины катастрофы, которая произошла с «Чел-
ленджером», крайне важно для государства и что я должен это сделать.
У меня оставался последний шанс: убедить жену. «Послушай, — сказал я. — Это
может сделать любой. Они смогут найти кого-то другого».
— Нет, — сказала Гвинет. — Если ты этого не сделаешь, то правительство по-
лучит двенадцать человек, которые группой будут ходить из одного места в дру-
гое. Но если к комиссии присоединишься ты, то одиннадцать человек — группой —
будут ходить из одного места в другое, а двенадцатый будет носится как угоре-
лый по всему месту и проверять всевозможные необычные вещи. Быть может, ниче-
го необычного не будет, но если что-то будет, то ты это найдешь. — Она доба-
вила: «Больше нет ни одного человека, который может это сделать так, как это
можешь ты».
Будучи очень нескромным, я ей поверил.
Однако выяснить, что же случилось с шаттлом — это лишь одна задача. Следую-
щая же задача состояла в том, чтобы выяснить, что же случилось с самой орга-
низацией НАСА. Тогда возникают вопросы типа: «Должны ли мы продолжать про-
грамму запуска шаттлов или лучше перейти на ракеты одноразового использова-
ния?» Затем появляются еще более важные вопросы: «А что дальше?», «Какими
должны быть наши будущие цели в космосе?» Мне было ясно, что комиссия, кото-
рая была создана, чтобы попытаться расследовать, что произошло с шаттлом,
могла превратиться в комиссию по решению вопросов государственной политики и
ее работа могла не закончиться никогда!
Это заставило меня занервничать. Я решил уйти из комиссии через полгода,
независимо ни от чего.
Но, кроме того, я решил, что, пока я расследую причины катастрофы, я не
должен заниматься ничем другим. До начала работы в комиссии я играл с не-
сколькими физическими задачками. Также, вместе с еще одним профессором, я
преподавал курс в Калтехе. (Второй профессор предложил самостоятельно закон-
чить курс.) Кроме того, я собирался давать консультации бостонской компании
«Финкинг Машине». (Руководство компании сказало, что они могут подождать.)
Моей физике тоже пришлось подождать.
К этому моменту уже наступило воскресенье. Я сказал Гвинет: «Я собираюсь
совершить самоубийство на шесть месяцев», — и поднял телефонную трубку.
Холодные
факты
Когда я позвонил Граэму и выразил свое согласие принять участие в работе
комиссии, он еще точно не знал, чем все-таки будет заниматься комиссия, кто
ею будет руководить или примут ли в нее меня. (Надежда умирает последней!)
Но на следующий день, в понедельник, в 4 часа дня зазвонил телефон: «Мистер
Фейнман, Вас приняли в комиссию», — которая к тому времени уже называлась
«президентской комиссией» и которую возглавил Уильям П. Роджерс.
Я вспомнил мистера Роджерса. Я очень его жалел, когда он занимал пост госу-
дарственного секретаря, потому что мне казалось, что президент Никсон все
больше и больше задействует советника по государственной безопасности (Кис-
синджера) , так что государственный секретарь остается почти не у дел.
В общем, как бы то ни было, первое собрание должно было состояться в среду.
Я подумал, что во вторник делать там нечего, поэтому решил полететь в Вашинг-
тон во вторник ночью, а пока позвонил Элу Хиббсу и попросил его собрать в
ЛИРД1 несколько человек, которые знают о шаттле хоть что-нибудь, чтобы они
меня проинструктировали.
Во вторник утром я, полный пара и готовый взорваться, бегу в ЛИРД. Эл меня
усаживает; друг за другом входят разные инженеры и объясняют разные части
шаттла. Я не знаю, откуда они это знали, но они знали о шаттле все. Для меня
провели очень детальный, быстрый и интенсивный брифинг. Парни из ЛИРД были
полны такого же энтузиазма, что и я. Во время встречи все были очень сильно
взволнованы.
Когда я просматриваю свои записи теперь, я вижу, как быстро я получил мно-
жество советов по поводу того, где в шаттле следует искать проблемы. Первая
строка моих записей гласит: «Подавляет горение. Изоляционная прокладка».
(Чтобы защитить ракетное топливо от возгорания через металлическую стенку ка-
ждого ракета-носителя, существует изоляционная прокладка, которая работает не
должным образом.) Во второй строке моих записей написано: «При поверке скобы
выявлены подпалины на кольцах». Было замечено, что горячий газ время от вре-
мени выжигает пятно за кольцом в монтажном стыке ракета-носителей.
В той же самой строке написано: «ZnCr02 создает пузырьки». (Хромато-
цинковая замазка, используемая за кольцами в качестве изолятора, создает пу-
зырьки, которые могут увеличиться при проникновении горячего газа и вызвать
эрозию колец.)
Инженеры рассказали мне, насколько изменяется давление в твердотопливных
ракета-носителях во время полета; из чего состоит ракетное топливо, как оно
заливается и впоследствии отверждается при различных температурах; они назва-
ли процент содержания асбеста, полимеров и всего прочего в изоляционной про-
кладке , а также много чего другого. Я узнал об осевых нагрузках и силах, дей-
ствующих в двигателях, которые представляют собой наимощнейшие из всех двига-
телей данного размера, когда-либо сконструированных. У двигателей было немало
проблем, особенно трещины, возникающие на лопатках турбины. Инженеры расска-
зали мне, что люди, работающие над двигателями, во время каждого полета скре-
щивали пальцы, и в момент взрыва шаттла они были убеждены, что взорвались
именно двигатели.
Если инженеры чего-то не знали, то они говорили что-то вроде: «О, это знает
Лайфер; давайте позовем его ». Эл звал Лайфера, который тут же приходил. Луч-
шего брифинга и быть не могло.
Однако брифинг, несмотря на свое название2, получился далеко не короткий:
он был очень интенсивным, очень быстрым и очень полным. Это единственный из-
вестный мне способ быстро получить техническую информацию: ты не просто си-
дишь и слушаешь, пока они рассказывают все, что, по их мнению, может быть ин-
тересным; вместо этого ты задаешь много вопросов, тут же получаешь на них от-
веты и вскоре начинаешь понимать, что к чему, и осознаешь, что нужно спросить
дальше, чтобы получить следующий, необходимый тебе, кусочек информации. В тот
день меня чертовски хорошо поднатаскали, я же впитывал информацию как губка.
1 Лаборатория НАСА по изучению реактивного движения, расположенная в Пасадене, нахо-
дится под руководством Калтеха.
2 Английское слово «briefing» имеет один и тот же корень со словом «brief», которое
на русский язык переводится как «короткий». — Прим. пер.
В ту ночь я полетел в Вашингтон рейсом «красный глаз» и прибыл туда рано
утром в среду. (Больше я никогда не полечу этим рейсом — я теперь стреляный
воробей!)
Я зарегистрировался в гостинице «Холидей» в бизнес-центре Вашингтона и взял
такси, чтобы поехать на первое заседание комиссии.
— Куда? — спрашивает шофер.
У меня же есть только клочок бумаги. «Эйч (8th) Стрит, 1415».
Мы отправляемся. Я совсем не знаю Вашингтона. Капитолий находится вот там,
памятник Вашингтону здесь; все кажется расположенным очень близко к нужному
мне месту. Но такси едет все дальше и дальше, вперед и вперед, близлежащая
территория становится все хуже и хуже. Здания становятся все меньше, все бед-
нее . Наконец, мы попадаем на Эйч Стрит, и, по мере продвижения по ней, здания
вообще начинают исчезать. Наконец, мы находим нужный адрес — с помощью интер-
поляции, — это пустой участок между двумя зданиями!
К этому времени я начинаю понимать, что это полный абсурд. Я не знаю, что
мне делать, потому что у меня есть только этот клочок бумаги, и я не знаю,
куда ехать.
Я говорю таксисту: «Собрание, на которое я еду, связано с НАСА. Вы можете
отвезти меня в НАСА?»
— Конечно, — говорит он. — Вы же знаете, где находится НАСА, разве не так?
Это именно там, где я посадил Вас!
Это действительно было так. До НАСА я мог бы дойти пешком из гостиницы «Хо-
лидей» : здание располагалось прямо напротив гостиницы! Я вхожу, прохожу охра-
ну у входа и начинаю бродить по коридорам.
Я нахожу дорогу в приемную Граэма и спрашиваю, идет ли собрание по поводу
шаттла.
— Да, я знаю, где оно проходит, — говорит кто-то. — Я отведу Вас туда.
Меня отводят в зал, где, конечно же, проходит огромное заседание: яркий
свет софитов, множество телевизионных камер в самом низу; зал заполнен до от-
каза, и все, что мне остается сделать, — это втиснуться в толпу народа поза-
ди . Я думаю: «В этот зал есть только один вход. Как, черт побери, я доберусь
отсюда вперед?»
Потом мне что-то удается расслышать — все происходит так далеко внизу, что
мне с трудом удается слышать, — но совершенно очевидно, что это совсем не та
тема!
Поэтому я возвращаюсь в приемную Граэма и нахожу его секретаря. Она звонит
куда-то и узнает, где проходит заседание комиссии. «Я тоже не знаю, — говорит
она человеку на другом конце провода. — Он просто вошел сюда!»
Собрание проходило в юридическом кабинете мистера Роджерса, на Эйч (Н)
Стрит, 1415. А на моем клочке было написано: «Эйч (8th) Стрит, 1415». (Адрес
был продиктован по телефону.)
Наконец, я попал в офис мистера Роджерса — я был единственным опоздавшим, —
и мистер Роджерс представил меня остальным членам комиссии. Кроме мистера
Роджерса, я слышал только об одном из них: Ниле Армстронге, человеке, впервые
ступившем на Луну, которого назначили вице-председателем. (В комиссию также
входила Салли Райд, но я лишь позднее узнал о том, кто она такая2.) Кроме то-
го, в комиссии состоял очень приятный парень в военной форме, генерал Кутина
(произносится Куу-Тии-на). Он выглядел весьма внушительно в своей форме, то-
Примечание для иностранных читателей: рейс, который отправляется с Западного побе-
режья в 11 часов вечера и прибывает на Восточное побережье около 7 часов утра, на
пять часов и три временные зоны позднее.
2 Примечание для иностранных читателей: Салли Райд — первая американская женщина,
которая побывала в космосе.
гда как остальные были одеты в обычные костюмы.
Первое заседание действительно оказалось неофициальным сборищем. Это меня
беспокоило, потому что я все еще был натянут как заведенная пружина после
брифинга, который получил в ЛИРД накануне.
Мистер Роджерс объявил кое о чем. Он зачитал несколько пунктов из порядка
проведения нашей работы:
Комиссия должна:
• Изучить обстоятельства катастрофы и установить возможную причину или
причины;
• Разработать рекомендации по осуществлению корректировки или каких-либо
других действий на основании выводов и постановлений комиссии.
Кроме того, мистер Роджерс сказал, что мы завершим свое расследование за
120 дней. Это сняло камень с моей души: масштаб деятельности нашей комиссии
будет ограничен расследованием причин катастрофы, и, быть может, наша работа
закончится еще до конца того времени, на которое я заживо себя похоронил!
Мистер Роджерс спросил каждого из нас, сколько времени мы можем посвятить
работе в комиссии. Некоторые из членов комиссии уже были на пенсии, и почти
все остальные сказали, что переделали свое расписание. Я сказал: «Я готов ра-
ботать в течение 100 процентов своего времени, начиная с этой минуты!»
Мистер Роджерс спросил: «Кто будет отвечать за написание отчета?»
Мистер Хотц, который был редактором журнала «Авиейшн Уик», добровольно вы-
звался взять на себя эту обязанность.
Затем мистер Роджерс поднял другой вопрос. «Я уже давно в Вашингтоне, —
сказал он, — и могу утверждать, что все вы должны знать одну вещь: что бы мы
ни делали, информация все равно будет просачиваться в прессу. Максимум, на
что мы способны, — это лишь попытаться сделать эти утечки минимальными. Самый
подходящий способ борьбы с этими утечками — проведение публичных собраний. У
нас, конечно же, будут закрытые заседания, но если мы обнаружим что-то важ-
ное, то сразу же устроим открытое собрание, чтобы общественность была в курсе
происходящего».
Мистер Роджерс продолжил: «Чтобы уладить все дела с прессой с самого нача-
ла, наше первое официальное собрание будет открытым. Мы встретимся завтра в
10 часов утра».
Когда мы уходили с собрания, я услышал как генерал Кутина сказал: «Где бли-
жайшая станция метро?»
Я подумал: «Вот это парень. По-моему, мы прекрасно поладим: он так причуд-
ливо одет, но, внутри, совсем другой. Он не из тех генералов, которые ищут
своего водителя и свою служебную машину; он возвращается в Пентагон на мет-
ро» . Он сразу же мне понравился, и за время работы комиссии я обнаружил, что
ничуть не ошибся в своем суждении.
На следующее утро за мной приехал лимузин: кто-то устроил так, что на нашу
первую официальную встречу мы должны были приехать на лимузинах. Я сел на пе-
реднее сиденье рядом с водителем.
По пути на собрание водитель мне говорит: «Я понимаю, что в эту комиссию
входит много важных людей»...
— Да, похоже...
— Знаете, я коллекционирую автографы, — говорит он. — Не могли бы Вы ока-
зать мне услугу?
— Конечно, — говорю я.
Я лезу за ручкой, а он говорит: «Когда мы туда приедем, не могли бы Вы по-
казать мне Нила Армстронга, чтобы я смог взять у него автограф?»
Перед началом собрания нас привели к присяге. Люди толпились вокруг нас;
секретарь вручил каждому бэдж с фотографией, чтобы мы могли попасть в любое
место НАСА. Кроме того, нам пришлось подписать какие-то бумаги, гласившие,
что ты согласен делать это и то, чтобы твои расходы были оплачены и т.д.
После принесения присяги я встретил Билла Граэма. Я узнал его и вспомнил
как хорошего парня.
Первое публичное собрание должно было проходить в виде общего брифинга и
презентации, которые проводили большие шишки НАСА — мистер Мур, мистер Олд-
рич , мистер Ловингуд и другие. Мы сидели на больших кожаных стульях на сцене;
и каждый раз, когда кому-то из нас хотелось почесать нос, на нас направлялись
яркие огни и все телекамеры.
Я сидел рядом с генералом Кутиной. Перед самым началом собрания он наклоня-
ется ко мне и говорит: «Второй пилот первому: причеши волосы».
Я отвечаю: «Первый пилот второму: не одолжишь свою расческу?»
Первое, что нам пришлось выучить, — это сумасшедшие акронимы, которые НАСА
использует повсеместно: «ДТРы» — двигатели твердотопливных ракета-носителей.
«ОДКШы» — это основные двигатели космического шаттла. Они сжигают «ЖВ» (жид-
кий водород) и «ЖК» (жидкий кислород), которые содержатся в «ВР» — внешнем
резервуаре. Все имело свои буквенные обозначения.
Причем эти обозначения были не только у больших частей шаттла: свой акроним
имел почти каждый клапан, поэтому нам сказали: «Мы дадим вам словарь акрони-
мов — все это, на самом деле, очень просто». Конечно, просто, но словарь —
это огромная, толстенная книжища, которую постоянно приходится листать, чтобы
найти что-то вроде «ТТНВД» (топливный турбонасос высокого давления) и «КТНВД»
(кислородный турбонасос высокого давления).
Потом мы узнали о «горошинах» — маленьких черных кружочках1, стоящих перед
предложениями, которые якобы объединяют какие-то понятия. Эти маленькие чер-
товы «горошины» шли одна за другой в наших книжках для брифинга и на слайдах.
Оказалось, что, кроме мистера Роджерса и мистера Эчесона, которые были юри-
стами, а также мистера Хотца, который был редактором, у всех нас были ученые
степени: генерал Кутина получил ученую степень в МТИ; мистер Армстронг, мис-
тер Коверт, мистер Руммель и мистер Саттер были инженерами по аэронавтике, а
мисс Райд, мистер Уолкер, мистер Уилон и я были физиками. Судя по всему,
большинство из нас провело свою собственную предварительную работу. Мы не пе-
реставали задавать вопросы, которые были гораздо в большей степени техниче-
скими, чем того ожидали некоторые большие шишки.
Когда один из них не смог ответить на вопрос, мистер Роджерс успокоил его,
сказав, что мы понимаем, что он не ожидал услышать столь детальные вопросы и
что на данный момент нам будет достаточно, по крайней мере, вечного ответа:
«Эту информацию мы предоставим вам позднее».
Главное, что я узнал на этом брифинге, — это насколько неэффективен такой
брифинг: чаще всего, тебе задают вопросы, ответы на которые ты уже знаешь —
или они тебе неинтересны, — и тебе это настолько надоедает, что ты почти за-
сыпаешь и перестаешь слушать, когда внезапно появляется важный момент.
Какой контраст по сравнению с ЛИРД, где я очень быстро получил массу все-
возможной информации. В среду мы собирались в офисе мистера Роджерса — на это
ушло два часа, — а потом у нас остался весь день, чтобы делать, что? Ничего.
А вечер? Ничего. На следующий день у нас публичная встреча: «К этому вопросу
мы вернемся позднее», — что равняется нулю! Хотя и казалось, что мы заняты
работой в Вашингтоне каждый день, на самом деле большую часть времени мы си-
дели сложа руки и ничего не делали.
Тем вечером я сам придумал для себя занятие: я записал вопросы, которые
1 Это то, что на предыдущей странице в предложении «Комиссия должна:».
считал нужным задать во время нашего расследования, и темы, которые считал
нужным изучить. Мой план состоял в том, чтобы выяснить, что намеревается де-
лать остальная часть комиссии, чтобы можно было разделить работу и начать ее
выполнять.
На следующий день, в пятницу, у нас состоялось первое настоящее заседание.
К этому времени у нас уже был свой офис — мы встречались в старом администра-
тивном офисе, — где был даже стенографист, чтобы записывать каждое сказанное
нами слово.
Мистер Роджерс задержался по каким-то причинам, поэтому в ожидании его при-
хода генерал Кутина предложил рассказать нам, что представляет собой рассле-
дование причин катастрофы. Мы сочли это хорошей идеей, тогда он поднялся и
объяснил нам, как военно-воздушные силы проводили расследование причин не-
удачного запуска непилотируемой ракеты «Титан».
Мне было очень приятно увидеть, что описанная им схема — тип вопросов и
способ поиска ответов на них — весьма напоминала план, составленный мной на-
кануне, за исключением того, что он был гораздо более методическим, чем я се-
бе представлял. Генерал Кутина предупредил нас, что иногда кажется, что при-
чина очевидна, но при проведении более тщательного исследования приходится
изменить свое мнение. У них было очень мало ключей, так что в случае с «Тита-
ном» им пришлось три раза менять свое мнение.
Я возбужден. Я хочу провести такое расследование и считаю, что мы можем на-
чать прямо сейчас — все, что нам остается сделать, — это решить, кто чем бу-
дет заниматься.
Но мистер Роджерс, который пришел во время рассказа генерала Кутины, гово-
рит : «Да, ваше исследование, генерал, было очень успешным, но мы не сможем
воспользоваться вашими методами здесь, потому что мы не можем получить такой
объем информации, какой был у вас».
Вероятно, мистер Роджерс, который не был техническим специалистом, не осоз-
навал, насколько очевидно ложными были его слова. «Титан», который был непи-
лотируемой ракетой, и близко не имел того количества контрольных средств, ко-
торые были у шаттла. У нас были телевизионные кадры, которые зафиксировали
пламя, появляющееся сбоку ракета-носителя за несколько секунд до взрыва; на
фотографиях же «Титана», которые нам показал генерал Кутина, мы смогли уви-
деть только вшивую точку в небе — только маленькую, крошечную вспышку, — и он
сумел сделать из этого какие-то выводы.
Мистер Роджерс говорит: «Я организовал для нас поездку во Флориду в следую-
щий четверг. Там мы устроим брифинг с официальными лицами НАСА, и они отвезут
нас на экскурсию в Космический Центр им. Кеннеди».
У меня тут же возникает мысленная картинка приезда царицы в потемкинскую
деревню: все подготовлено; нам покажут, как выглядит ракета и как ее собирают
в одно целое. Но таким образом не узнаешь, как же все происходит на самом де-
ле .
Тогда мистер Армстронг говорит: «Нельзя ожидать, что мы сможем провести та-
кое же техническое исследование, которое провел генерал Кутина». Это меня
весьма обеспокоило, потому что я мог представить себя занимающимся только су-
губо техническими проблемами! Я не совсем понимал, что он имеет в виду: быть
может, он хотел сказать, что всю техническую работу НАСА выполнит в своих ла-
бораториях .
Я начал предлагать то, что я могу сделать сам.
Когда я дохожу до середины своего списка, входит секретарь с письмом, кото-
рое должен подписать мистер Роджерс. В промежутке, когда мне просто заткнули
рот, и я жду, чтобы мне позволили продолжить, другие члены комиссии предлага-
ют поработать со мной. Потом мистер Роджерс снова смотрит на нас, желая про-
должить заседание, но просит высказаться кого-то другого — словно по рассеян-
ности забыл, что мое выступление было прервано. Тогда мне снова приходится
бороться за получение слова, но, когда я снова начинаю говорить о своем, про-
исходит другая «случайность».
Фактически мистер Роджерс закрыл заседание тогда, когда я высказал лишь по-
ловину того, что имел сказать! Он повторил свои сожаления по поводу того, что
нам все равно не удастся выяснить, что же произошло с шаттлом.
Это было в высшей степени обескураживающим. Сейчас это трудно понять, пото-
му что НАСА потребовалось, как минимум, два года, чтобы вернуть шаттл на свою
стезю. Но в то время мне казалось, что это дело нескольких дней.
Я подошел к мистеру Роджерсу и сказал: «В следующий четверг мы едем во Фло-
риду. Это означает, что целых пять дней мы будем без дела: что мне делать в
течение пяти дней?»
— А что бы Вы делали, если бы не были в комиссии?
— Я собирался поехать в Бостон и консультировать компанию, но я это отме-
нил, чтобы работать в комиссии 100 процентов своего времени.
— А почему бы Вам не отправиться на пять дней в Бостон?
Это было слишком. Я подумал: «Я уже умер! Эта чертова штука работает совсем
не так, как должна». Я, совершенно опустошенный, отправился в свой отель.
Потом я вспомнил о Билле Граэме и позвонил ему. «Послушай, Билл, — сказал
я. — Ты меня в это втянул; теперь ты должен меня спасти: я совершенно подав-
лен ; я больше этого не вынесу».
Он говорит: «А что произошло?»
— Я хочу делать что-нибудь! Я хочу походить по НАСА, поговорить с инженера-
ми!
Он говорит: «Да пожалуйста! Почему нет? Я устрою для Вас поездку. Вы можете
поехать, куда захотите: в Джонсон, в Маршалл или в Кеннеди...»
Я подумал, что в Кеннеди я не поеду, потому что это будет выглядеть так,
словно я спешу все узнать вперед других. Салли Райд работала в Джонсоне и
предложила поработать вместе со мной, поэтому я сказал: «Я еду в Джонсон».
— Прекрасно, — говорит он. — Я скажу Дэвиду Эчесону. Он личный друг Роджер-
са и мой друг. Я уверен, что все будет в порядке.
Полчаса спустя мне звонит Эчесон: «Я думаю, что это замечательная идея, —
говорит он, — и то же самое я сказал мистеру Роджерсу, но он со мной не со-
гласен. Я просто не знаю, почему мне не удается его убедить».
Тем временем, Граэм придумал компромисс: я остаюсь в Вашингтоне, а он по-
просит инженеров прийти в его офис в НАСА, который расположен напротив моего
отеля. Я получу своего рода брифинг, который хочу получить, и при этом не бу-
ду бегать с места на место.
Потом мне звонит мистер Роджерс: он против компромисса Граэма. «Мы все едем
во Флориду в следующий четверг», — говорит он.
Я отвечаю: «Если вся задача комиссии состоит в том, чтобы сидеть и слушать
брифинг, то мне это не подходит. Я могу работать гораздо более эффективно,
если буду напрямую общаться с инженерами».
— Мы должны работать упорядоченно.
— У нас уже прошло несколько заседаний, но нам до сих пор не дали никакого
задания!
Роджерс говорит: «Что ж, Вы хотите, чтобы я побеспокоил всех остальных чле-
нов комиссии и созвал специальное собрание в понедельник, чтобы назначить за-
дания?»
— Ну, да! — Я счел, что наша работа состояла в том, чтобы работать, и что
нас нужно беспокоить, в общем, Вы понимаете, о чем я?
Тогда он естественно меняет тему. Он говорит: «Я понимаю, что Вам не нра-
вится ваш отель. Позвольте мне поселить Вас в хорошем отеле».
— Нет, спасибо; мой отель меня полностью устраивает.
Очень скоро он опять пытается заговорить о том же, поэтому я говорю: «Мис-
тер Роджерс, меня беспокоит совсем не свой личный комфорт. Я пытаюсь начать
работать. Я хочу что-нибудь делать!»
Наконец, Роджерс говорит, что я могу пойти в офис Граэма и поговорить с ин-
женерами НАСА.
Совершенно очевидно, что я был для мистера Роджерса как заноза в известном
месте. Позже Граэм попытался объяснить мне это. «Представьте, что Вы, будучи
техническим специалистом, назначены председателем комиссии по рассмотрению
какого-то юридического вопроса. Большинство членов вашей комиссии — юристы,
один из которых беспрестанно твердит: «Я могу работать более эффективно, если
буду напрямую общаться с другими юристами». Я полагаю, что Вы сначала захоте-
ли бы сориентироваться в этом вопросе сами, прежде чем позволить кому бы то
ни было самостоятельно проводить расследование».
Гораздо позже я понял, что мистер Роджерс должен был заниматься множеством
других проблем. Например, каждый кусочек информации, который получал любой из
нас, нужно было записать и предоставить остальным членам комиссии, поэтому
существовала необходимость в организации центральной библиотеки. На такие де-
ла нужно время.
В субботу утром я отправился в НАСА. Граэм пригласил своих парней, чтобы
они рассказали мне о шаттле. Несмотря на то, что эти ребята занимали в НАСА
довольно высокие должности, они были техническими специалистами.
Первый парень рассказал мне все о твердотопливных ракета-носителях — о ре-
активном топливе, о двигателе, обо всем, кроме уплотнений. Он сказал: «Спе-
циалист по уплотнениям подойдет чуть позже».
Следующий парень рассказал мне все о двигателе. Основное действие двигателя
было более или менее ясно, но там было множество контрольных устройств, кото-
рые выдвигались из различных трубок, нагревались от того или сего, причем во-
дород под высоким давлением запускал небольшой пропеллер, который поворачивал
что-то еще, что в свою очередь всасывало кислород через вентиляционный клапан
— и все в том же духе.
Это было интересно, и я изо всех сил старался все понять, но через некото-
рое время я сказал этому парню: «Так, пока с двигателем все».
— Но в двигателях существует много проблем, о которых Вы должны знать, —
говорит он.
С меня хватило ракета-носителя, поэтому я сказал: «Мне придется отложить
основные двигатели на потом, когда у меня будет больше времени».
Потом вышел другой парень, чтобы рассказать об орбитальной ступени. Я чув-
ствовал себя ужасно, потому что он специально пришел сюда в субботу, чтобы
рассказать мне об этом, а это, судя по всему, не имело к катастрофе никакого
отношения. Мне было достаточно сложно понять остальную часть шаттла — кубиче-
ский дюйм мозга способен удерживать лишь ограниченный объем информации, — по-
этому, позволив ему рассказать мне еще кое-что, я скоро вынужден был сказать,
что он говорит слишком подробно, так что мы просто мило побеседовали.
Днем пришел специалист по уплотнениям — его звали мистер Уикс — и выдал то,
что было равносильно продолжению моего брифинга в ЛИРД, но с еще большими
подробностями.
Существует замазка и другие вещи, но самым главным уплотнением должны слу-
жить два резиновых кольца, толщина которых составляет около четверти дюйма и
которые лежат на круге диаметром двенадцать футов, что составляет около 37
футов в длину.
Когда эти уплотнения были первоначально спроектированы компанией «Мортон
Тиокол», предполагалось, что давление, создаваемое горящим реактивным топли-
вом, будет расплющивать кольца. Но поскольку стык прочнее стенки (так как он
в три раза толще), стенка наклоняется вперед, из-за чего стык немного изгиба-
ется — этого достаточно, чтобы вывести резиновые кольца из зоны уплотнения.
Мистер Уикс сказал мне, что это явление называется «вращением стыка» и его
обнаружили очень рано, еще до запуска шаттла.
Кусочки резины в стыках называют кольцами, но они используются несколько
иначе, чем обычные кольца. При обычных обстоятельствах, например в уплотнени-
ях, предотвращающих вытекание масла в автомобиле, существуют скользящие части
и вращающиеся валы, но зазоры между ними всегда одни и те же. Поэтому кольцо
остается неподвижным.
Но в случае с шаттлом зазор расширяется по мере нарастания давления в раке-
те . И, чтобы не нарушилось уплотнение, резина должна расширяться достаточно
быстро, чтобы закрыть зазор — так что при запуске ракеты зазор долю секунды
остается открытым. Таким образом, эластичность резины становится совершенно
необходимым условием для данной конструкции.
л
Вращение стыка (справа). Вращение стыка вызвано давлением, соз-
даваемым внутри ракеты и воздействующим на стенки, так что они
прогибаются, выходя за пределы стыков. Открывается зазор, и го-
рячий газ попадает на одно из колец или на оба.
Когда инженеры «Тиокола» обнаружили эти проблемы, они отправились в компа-
нию «Паркер Сил», которая производит резину, чтобы посоветоваться со специа-
листами. В компании «Паркер Сил» им ответили, что кольца не предназначены для
такого применения, поэтому они ничего не могут посоветовать.
Несмотря на то, что почти с самого начала было известно, что стык работает
не должным образом, специалисты компании «Тиокол» продолжали биться с этой
конструкцией. Они создали несколько временных усовершенствований. Одно из них
состояло в установке регулировочных прокладок для уплотнения стыка, но он все
равно давал утечки. Мистер Уикс показал мне фотографии утечек, сделанные по-
сле предыдущих полетов, — то, что инженеры называют «прорывом газа»: почерне-
ние за кольцом, куда попал горячий газ и то, что они называют «эрозией», где
на самом кольце образовалась небольшая подпалина. Он показал мне диаграмму,
на которой были отражены все полеты и степень прорыва газа и эрозии после ка-
ждого из них. Мы прошли всю историю до того самого полета — 51-L.
Я спросил: «Где написано, что они вообще обсуждали эту проблему — как идут
дела, есть ли какой-то прогресс?»
Единственным местом, где это обсуждалось, оказались «смотры готовности по-
лета» — между полетами проблема уплотнений не обсуждалась вообще!
Мы посмотрели резюме отчета. Как обычно, все обозначалось горошинами. Верх-
няя строчка гласит:
• Наиболее критическим моментом является отсутствие хорошего вторичного уп-
лотнения в монтажном стыке, поэтому в целях уменьшения критичности положе-
ния следует, как можно быстрее, включить способы снижения вращения стыка.
А потом, ближе к концу, написано:
• Анализ существующих данных показывает, что продолжение полетов при сущест-
вующей конструкции не представляет опасности, если все стыки проверены на
наличие утечки1 со стабилизацией 200 ф.к.д. ...
Я был поражен этим противоречием: «Если это «самый критический момент», то
как может быть, что «продолжение полетов не представляет опасности»? Где
здесь логика?»
Мистер Уикс говорит: «Да, я понимаю, о чем Вы говорите! Что ж, давайте по-
смотрим: здесь написано: „Анализ существующих данных...ЛЛ»
Мы снова просмотрели весь отчет и нашли этот анализ. Он представлял собой
что-то вроде компьютерной модели со всевозможными допущениями, которые совсем
необязательно были правильными. Вам известна опасность, которую представляют
собой компьютеры; она называется МВМП: мусор вводишь, мусор получаешь! В ре-
зультате анализа делался вывод, что небольшие непредсказуемые утечки там и
здесь допустимы, даже если и не заложены в исходной конструкции.
Если бы все уплотнения давали утечку, то серьезность этой проблемы была бы
очевидна даже для НАСА. Но утечку давали лишь некоторые уплотнения и только
во время некоторых полетов. Так что НАСА выработала весьма своеобразное отно-
шение : если одно из уплотнений дает небольшую утечку и при этом полет прохо-
дит успешно, то проблема не так серьезна. Попробуйте сыграть таким образом в
русскую рулетку: нажимаешь на курок, ружье не стреляет, значит, нет никакой
опасности в том, чтобы нажать на курок еще раз...
Мистер Уикс сказал, что, по слухам, история, связанная с проблемой уплотне-
ний, просочилась в газеты. Это несколько обеспокоило меня, потому что было
похоже, что НАСА пытается держать все это в секрете.
Я сказал ему, что полностью удовлетворен людьми Граэма, которых он пригла-
сил для разговора со мной, и что, поскольку я уже слышал о проблемах уплотне-
ний в ЛИРД, мне не нужно подробно об этом рассказывать.
На следующий день, в воскресенье, Билл Граэм отвез меня со своей семьей в
Национальный музей аэронавтики и исследования космического пространства. С
утра мы позавтракали вместе, а потом отправились в сам музей, который распо-
лагался через дорогу.
Я ожидал увидеть там много людей, но забыл, что Граэм был большой шишкой. В
течение некоторого времени во всем музее не было никого, кроме нас.
Там мы увидели Салли Райд. Она была в витрине музея, в костюме астронавта,
со шлемом и всем прочим. Восковая модель выглядела точь-в-точь как живая Сал-
ли.
1 Позднее во время нашего расследования мы обнаружили, что именно эта проверка на
наличие утечки была вероятной причиной появления опасных пузырьков в хромато-
цинковой замазке, о которых я узнал в ЛИРД.
В музее был специальный кинозал, где показывали фильм о НАСА и ее достиже-
ниях. Фильм был просто замечательный.
Я не мох1 себе представить то огромное количество людей, которые работали
над шаттлом, и все те усилия, которые были приложены, чтобы его сделать. И вы
знаете, как снимают фильмы: их стараются сделать драматическими. Этот фильм
был настолько драматичен, что я чуть не расплакался. Я увидел, что катастрофа
представляла собой ужасный взрыв. Мысль о том, что такое огромное количество
людей трудилось, чтобы шаттл смог взлететь — а он взорвался, — придала мне
еще большую решимость помочь найти корень проблемы как можно быстрее, чтобы
все эти люди снова могли заниматься своим делом. Посмотрев этот фильм, я
очень изменился: мое полу-анти-НАСАвское отношение превратилось в очень силь-
ное про-НАСАвское.
Днем мне позвонил генерал Кутина.
— Профессор Фейнман? — говорит он. — У меня к Вам есть безотлагательное де-
ло : срочные новости. Э, одну минутку.
Я слышу какую-то военную музыку на заднем плане. Музыка прекращается, и ге-
нерал Кутина говорит: «Прошу прощения, профессор; я нахожусь на концерте ор-
кестра военно-воздушных сил, и музыканты только что играли государственный
гимн».
Я без труда мысленно представил, как он, в военной форме, стоя по стойке
смирно, пока оркестр играет «Star Spangled Banner»1, одной рукой отдает
честь, а другой — держит телефонную трубку. «Так что за новости, генерал?»
— Ну, во-первых, Роджерс сказал мне, чтобы я сказал Вам не ходить в НАСА.
Я не обратил на это ни малейшего внимания, потому что уже сходил в НАСА за
день до нашего разговора.
Он продолжил: «Во-вторых, завтра днем состоится специальное заседание, на
котором мы встретимся с тем парнем, что написал статью в сегодняшнем номере
„Нью-Йорк Таймелл».
Я посмеялся про себя: как бы то ни было, специальное заседание в понедель-
ник все равно состоится!
Потом он говорит: «Сегодня утром я возился с карбюратором своей машины и
подумал: шаттл оторвался от земли, когда температура равнялась 28 или 29 гра-
дусам. Самая холодная температура до этого полета была 53 градуса. Вы — про-
фессор; каким образом, сэр, холод влияет на кольца?»
— О! — сказал я. — Из-за холода кольца становятся жесткими. Да, безусловно!
Это все, что он хотел мне сообщить. Это был ключ, за который меня впослед-
ствии немало чествовали, но заметил его именно он. Профессору теоретической
физики всегда нужно говорить, что искать. Он же просто использует свое зна-
ние , чтобы объяснить наблюдения экспериментаторов!
В понедельник утром мы с генералом Кутиной отправились в офис к Граэму и
спросили, нет ли у него какой-нибудь информации о влиянии температуры на
кольца. На руках у него такой информации не оказалось, но он пообещал предос-
тавить ее нам, как можно скорее.
Однако у Граэма оказалось несколько интересных фотографий. На них было вид-
но пламя, появляющееся из первого твердотопливного ракета-носителя за не-
сколько секунд до взрыва. Было сложно точно определить, откуда выходит пламя,
но в офисе Граэма была модель шаттла. Я поставил модель на пол и стал ходить
вокруг нее, пока не нашел место, откуда она выглядела абсолютно идентично фо-
тографии: как по размеру, так и по расположению.
Я заметил, что на каждом ракета-носителе есть небольшое отверстие, которое
называется портом проверки на наличие утечки, где при проверке уплотнений
создают давление. Это отверстие находится между кольцами, так что если оно не
1 Государственный гимн США. — Прим. пер.
закрыто должным образом и если первое кольцо выйдет из строя, то газ будет
проходить через отверстие, что равносильно катастрофе. Отверстие располага-
лось именно в том месте, из которого выходило пламя. Конечно, по-прежнему ос-
тавался открытым вопрос, выходило ли пламя из порта проверки на наличие утеч-
ки или гораздо большее пламя выходило откуда-то сзади, а нам была видна лишь
его маленькая часть.
Шаттл до и после катастрофы (слева — первые видимые признаки
опасности, справа — фотография сразу после крушения).
В тот день состоялось наше экстренное закрытое заседание, на котором высту-
пал автор той самой статьи из газеты «Нью-Йорк Тайме». Его звали мистер Кук.
Он работал в финансовом департаменте НАСА, когда его попросили заняться воз-
можной проблемой уплотнений и оценить те средства, которые необходимы для ее
устранения.
Поговорив с инженерами, он выяснил, что уплотнения уже давно представляют
огромную проблему. Тогда он доложил, что для ее решения потребуется такая-то
сумма денег — огромная сумма. С точки зрения прессы и некоторых членов комис-
сии, история мистера Кука звучала как серьезное публичное разоблачение, по-
скольку, судя по всему, НАСА скрывала от нас проблему уплотнений.
Мне пришлось переждать все это огромное и совершенно бесполезное возбужде-
ние, думая: неужели каждый раз, когда в газете будет появляться какая-то ста-
тья, мы будем устраивать особое заседание? Так мы ни к чему не придем!
Но позднее, во время этого же заседания, произошло кое-что весьма интерес-
ное . Сначала нам показали фотографии клубов дыма, появившихся из монтажного
стыка сразу после зажигания, еще до того как шаттл успел подняться в воздух.
Дым выходил из того же места — возможно, из порта проверки на наличие утечки,
откуда позднее появилось пламя. Теперь это уже не оставляло сомнений. Все
факты соответствовали друг другу.
Затем произошло нечто совершенно неожиданное. Инженер из компании «Тиокол»,
мистер МакДональд, выразил желание что-то нам рассказать. Он пришел на наше
заседание сам, без приглашения. Мистер МакДональд сказал, что инженеры компа-
нии «Тиокол» пришли к заключению, что низкие температуры некоторым образом
связаны с проблемой уплотнений и что они очень и очень этим обеспокоены. Ве-
чером накануне предполагаемого запуска, во время смотра готовности полета,
они сказали НАСА, что нельзя запускать шаттл при температуре ниже 53 градусов
— эта была самая низкая из температур предыдущих запусков, — а в то утро тер-
мометр показывал 2 9.
Мистер МакДональд продолжил, что НАСА «пришла в ужас» от такого заявления.
Человек, отвечавший за смотр, некий мистер Маллой, возразил, что доказа-
тельств «недостаточно» — некоторые полеты с эрозией и прорывом газа произошли
при температуре выше 53 градусов, — поэтому «Тиокол» должен пересмотреть свое
возражение против полета.
«Тиокол» дал задний ход, но мистер МакДональд отказался продолжать собра-
ние, сказав: «Если с этим полетом что-то случится, я не хочу стоять перед
коллегией следователей и говорить, что я пошел напролом и им сказал махнуть
на все рукой и запускать эту штуковину даже за пределами допустимых условий».
Это было настолько удивительно, что мистер Роджерс был вынужден спросить:
«Я Вас правильно понял, что Вы сказали...», — и он повторил весь рассказ. Мак-
Дональд ответил: «Да, сэр».
Вся комиссия была шокирована, потому что эту историю мы услышали впервые:
дело было не просто в том, что из строя вышли уплотнения, а в том, что из
строя вышел кое-кто из начальства.
Мистер Роджерс решил, что нам стоит более внимательно рассмотреть рассказ
МакДональда и узнать все подробности, прежде чем выносить его на суд публики.
Но для того, чтобы публика была в курсе дела, на следующий день, во вторник,
должно было состояться открытое заседание, во время которого мистер Кук соби-
рался дать свои показания.
Я подумал: «Это будет что-то вроде пьесы: завтра мы будем говорить то же,
что говорили сегодня, и не узнаем ничего нового».
Когда мы уходили, ко мне подошел Билл Граэм с пачкой бумаг.
— Ух, ты! Вот это быстро! — сказал я. — Я же попросил тебя об этом только
утром! — С Граэмом всегда было легко работать.
Документ, лежащий на самом верху, гласит: «Профессор Фейнман из Президент-
ской комиссии желает знать о временном влиянии температуры на эластичность
колец...» — это служебная записка, адресованная подчиненному.
Под этой служебной запиской лежит другая: «Профессор Фейнман из Президент-
ской комиссии желает знать...» — от того подчиненного его подчиненному и так
далее вниз по служебной лестнице.
В самом низу лежит документ с какими-то числами от бедняги, оказавшегося в
самом низу этой лестницы, а затем серия документов о предоставлении информа-
ции , которые объясняют, что ответ передан на следующий уровень.
Итак, передо мной лежит кипа бумаг, напоминающая сандвич, в самой середине
которой лежит ответ — совсем на другой вопрос! Ответ: «Сжимаете резину в те-
чение двух часов при определенной температуре и давлении, а потом смотрите,
сколько времени потребуется, чтобы она приняла первоначальную форму» — часы.
Я же хотел знать, насколько быстро резина реагирует за миллисекунды во время
запуска шаттла. Так что информация оказалась бесполезной.
Я пошел обратно в отель. Я препаршиво себя чувствую, но во время обеда мой
взгляд падает на стол, где стоит стакан ледяной воды. Я говорю себе: «Черт
возьми, я сам могу узнать все, что мне нужно о резине, не заставляя НАСА по-
сылать свои записки туда-сюда: я просто должен проверить это! Все, что мне
нужно, так это образец резины».
Я думаю: «Я мог бы сделать это завтра, пока мы все будем сидеть на заседа-
нии и слушать тот вздор, который будет нести Кук и который мы уже слышали се-
годня. На таких заседаниях нам всегда приносят воду со льдом; таким образом,
я кое-что смогу сделать, чтобы не терять время даром».
Потом я думаю: «Нет, это будет неудобно».
Но потом я вспоминаю о Луисе Альваресе, физике. В этом человеке меня восхи-
щает храбрость и чувство юмора, и я думаю: «Если бы Альварес был в этой ко-
миссии , он сделал бы это, так что для меня это тоже подойдет».
Рассказывают истории о физиках — великих героях, — которые получали инфор-
мацию буквально на счет «раз, два, три» там, где все остальные пытались это
сделать весьма сложным путем. Например, после того как были открыты ультра-
фиолетовые и рентгеновы лучи, француз Андре Блондель нашел еще один тип лу-
чей , так называемые N-лучи. Эти лучи было очень трудно наблюдать: у других
ученых не получалось повторить эксперименты Блонделя, поэтому кто-то попросил
знаменитого американского физика Р. У. Вуда съездить в лабораторию Блонделя и
разобраться.
Блондель выступил с публичной лекцией и провел демонстрационный показ. N-
лучи преломлялись алюминием, поэтому Блондель выстроил друг за другом разного
типа линзы, а в конце стоял большой диск с алюминиевой призмой посередине. По
мере того как алюминиевая призма медленно поворачивалась, N-луч смещался то
вверх, то в другую сторону, а ассистент Блонделя сообщал его интенсивность —
разные числа под разными углами.
Свет оказывал воздействие на N-лучи, поэтому Блондель выключил свет, чтобы
сделать показания более точными. Его ассистент продолжал сообщать об интен-
сивности N-лучей при выключенном свете.
Когда свет снова был включен, все увидели Р.У. Вуда в первом ряду, с алюми-
ниевой призмой, поднятой высоко в воздух. Вуд держал ее на кончиках пальцев
так, чтобы все это видели! Вот таков был конец N-лучей.
Я думаю: «Точно! Мне нужен образец резины». Я звоню Биллу Граэму.
Его невозможно достать: он хранится где-то в Кеннеди. Но потом Граэм вспо-
минает, что в модели монтажного стыка, которую мы собираемся использовать на
завтрашнем заседании, есть два образца резины. Он говорит: «Мы можем встре-
титься в моем офисе перед заседанием и посмотреть, не сумеем ли мы достать
резину».
На следующее утро я поднимаюсь рано и выхожу на улицу. Восемь часов утра,
идет снег. Я ловлю такси и говорю шоферу: «Мне нужно в скобяную лавку».
— В скобяную лавку, сэр?
— Да. Мне нужно купить инструменты.
— Но, сэр, поблизости нет скобяных лавок; вон там — Капитолий, а там — Бе-
лый Дом. Одну минуту: по-моему, как-то раз я проезжал мимо одной скобяной
лавки.
Он нашел эту лавку и оказалось, что она открывается только в 8:30 — а было
около 8:15, — поэтому мне пришлось ждать на улице, в пиджаке и галстуке, в
костюме, который я носил с тех пор, как приехал в Вашингтон, чтобы не слишком
отличаться от уроженцев этого города.
Пиджаки, которые носят уроженцы этого города в зданиях (которые хорошо ота-
пливаются) вполне подходят для того, чтобы перейти из одного здания в другое
— или дойти от здания до такси, если здания находятся слишком далеко друг от
друга. (Все такси обогреваются.) Но, судя по всему, уроженцы Вашингтона испы-
тывают какой-то странный ужас перед холодом: они надевают поверх пиджаков
пальто, если хотят выйти на улицу. Я еще не приобрел пальто, так что я все
равно отличался от остальных людей, стоя в одном костюме перед скобяной лав-
кой под снегом.
В 8:30 я зашел в лавку и купил пару отверток, несколько плоскогубцев и са-
мый маленький зажим, какой только нашел. Потом я отправился в НАСА.
По пути в офис Граэма я подумал, что, быть может, зажим слишком большой.
Времени у меня было мало, поэтому я побежал в медицинский департамент НАСА.
(Я знал, где он находится, потому что ходил туда сдавать кровь на анализ, ко-
торый потребовал сделать мой кардиолог, пытавшийся лечить меня по телефону.)
Я попросил медицинский зажим, вроде того, которым они зажимают трубки.
Зажима у них не оказалось. Но парень говорит: «Давайте посмотрим, поместит-
ся ли ваш зажим в стакан!» Он очень легко поместился.
Я поднялся в офис Граэма.
Резина досталась из модели без труда с помощью плоскогубцев. Итак, у меня в
руках был образец резины. Хотя я знал, что более эффектно и более честно бу-
дет впервые провести этот эксперимент на публичном заседании, я сделал кое-
что , чего немного стыжусь. Я сжульничал. Я не мог устоять. Я попробовал это.
Таким образом, следуя принципу проведения закрытого заседания перед открытым,
я обнаружил, что мой эксперимент работает, прежде чем провел его на открытом
заседании. Потом я вернул резину в модель, чтобы Граэм мог отнести ее на за-
седание .
Я иду на заседание, в полной боевой готовности, с плоскогубцами в одном
кармане и зажимом в другом. Я сажусь рядом с генералом Кутиной.
На предыдущем заседании у всех была вода со льдом. Но в этот раз ее не ока-
залось. Я встаю, подхожу к кому-то, похожему на ответственное лицо, и говорю:
«Я хотел бы стакан воды со льдом, пожалуйста».
Он говорит: «Конечно! Конечно!»
Пять минут спустя охрана закрывает двери, заседание начинается, а воды со
льдом у меня все еще нет.
Я жестикулирую, глядя на парня, с которым только что говорил. Он подходит и
говорит: «Не переживайте, воду сейчас принесут!»
Заседание продолжается, и теперь мистер Маллой начинает рассказывать об уп-
лотнениях. (Судя по всему, НАСА хочет рассказать нам об уплотнениях до того,
как это сделает Кук.) Модель начинает переходить от одного члена комиссии к
другому, и каждый ее рассматривает.
Тем временем, воды со льдом все еще нет!
Мистер Маллой объясняет, как должны работать уплотнения — причем он делает
это так, как принято в НАСА: использует смешные слова и акронимы, так что
всем другим понять его далеко не просто.
Чтобы все подготовить к появлению воды со льдом, я начинаю: «Во время за-
пуска шаттла возникают вибрации, которые приводят к небольшому движению сты-
ков ракеты — это так?»
— Это так, сэр.
— А внутри этих стыков, эти так называемые кольца должны расшириться, чтобы
создать уплотнение — это правильно?
— Да, сэр. В статическом состоянии они должны непосредственно контактиро-
вать с хвостовой частью и скобой1 и сжиматься на двадцать тысячных дюйма.
— А почему мы не вынимаем кольца?
— Потому что тогда горячий газ расширился бы через стык...
— Хорошо. Тогда, чтобы уплотнение работало должным образом, кольца нужно
делать из резины — а, скажем, не из свинца, который после сжатия не примет
свою первоначальную форму.
— Да, сэр.
— А если бы кольцо утратило свою эластичность на одну или на две секунды,
этого было бы достаточно для возникновения очень опасной ситуации?
— Да, сэр.
Это привело нас прямо к вопросу о холодной температуре и эластичности рези-
Хвостовая часть — это охватываемая деталь стыка; а скоба — это охватывающая де-
таль .
ны. Я хотел доказать, что мистер Маллой должен был знать, что температура
влияет на резину, хотя — по словам мистера МакДональда — он заявил, что дока-
зательств «недостаточно». Но воды со льдом все еще не было! Поэтому мне при-
шлось остановиться, и вопросы начал задавать кто-то другой.
Модель доходит до генерала Кутины, а потом попадает в мои руки. Я извлекаю
из кармана зажим и плоскогубцы и разбираю модель, кусочки кольца попадают ко
мне, но воды со льдом у меня все еще нет! Я опять поворачиваюсь и подаю сиг-
нал тому парню, у которого просил воды, он тоже подает мне сигнал: «Не пере-
живайте , вода будет!»
Очень скоро я вижу молодую женщину, далеко внизу, с подносом, уставленным
стаканами. Она подает стакан воды со льдом мистеру Роджерсу, мистеру Армст-
ронгу; она ходит взад-вперед по рядам, стоящим на возвышении, подавая воду со
льдом всем! Бедной женщине пришлось принести абсолютно все — кувшин, стаканы,
лед, поднос, — все, чтобы вода со льдом была у всех.
Итак, когда я, наконец, получаю свою воду со льдом, я ее не пью! Я зажимаю
резину в зажим и опускаю его в стакан воды.
Через несколько минут я готов показать результаты своего небольшого экспе-
римента . Я тянусь к маленькой кнопочке, подключающей мой микрофон.
Генерал Кутина, который понял, что я делаю, быстро наклоняется ко мне и го-
ворит : «Второй пилот первому: не сейчас».
Очень скоро я опять тянусь к микрофону.
— Не сейчас! — Он открывает нашу книгу для брифинга — со всеми схемами и
слайдами, которые показывает мистер Маллой — и говорит: «Когда он дойдет вот
до этого слайда, тогда это будет как раз кстати».
Наконец, мистер Маллой доходит до этого места, я нажимаю кнопочку своего
микрофона и говорю: «Я достал эту резину из модели, поместил в зажим и на не-
которое время опустил в воду со льдом».
Я достаю зажим из стакана, поднимаю его вверх и разжимаю со словами: «Я об-
наружил, что при раскрытии зажима резина не принимает прежнюю форму. Другими
словами, в течение более чем нескольких секунд этот материал не обладает эла-
стичностью, когда находится при температуре в 32 градуса. Я полагаю, что это
имеет некоторое значение для нашей проблемы».
Прежде чем мистер Маллой смог хоть что-то сказать, мистер Роджерс говорит:
«Эту проблему мы, безусловно, рассмотрим детально во время нашей работы и бу-
дем держать вас в курсе дела, и я полагаю, что это действительно важный мо-
мент, что, я уверен, признает и мистер Маллой, поэтому он прокомментирует это
на следующем заседании».
Во время обеденного перерыва меня окружили репортеры с вопросами типа: «Вы
говорили о кольце или о замазке?» и «Не могли бы вы подробно объяснить нам,
что это за кольцо?» Таким образом, я довольно сильно расстроился из-за того,
что ничего не смог доказать. Но в тот вечер все программы новостей останови-
лись на важности моего эксперимента, и на следующий день в газетных статьях
появилась полная информация по этому вопросу.
Проверь
шесть!
Моя двоюродная сестра Франсис воспитала во мне правильное отношение к прес-
се . Она была корреспондентом информационного агентства «Ассошиэйтед Пресс» в
Белом Доме при администрациях Никсона и Форда, а теперь работала для «Си-Эн-
Эн». Франсис рассказывала мне истории о парнях, которые убегали через заднюю
дверь, потому что боялись прессы. От нее я перенял идею, что пресса не делает
ничего плохого; репортеры просто пытаются помочь людям узнать, что происхо-
дит, и поэтому никому не будет вреда, если с ними обойдешься вежливо.
Я узнал, что репортеры действительно весьма дружелюбны, если дать им шанс
проявить это дружелюбие. Таким образом, я не боялся журналистов и всегда от-
вечал на их вопросы.
Репортеры объяснили мне, что я мох1 бы сказать: «Не для распространения». Но
я не хотел никого обманывать. Я не хотел, чтобы мои слова звучали так, словно
я что-то утаиваю. Так что всякий раз, когда я говорил с прессой, я говорил
напрямик. В результате этого мое имя фигурировало в газетах каждый день, в
каждой статье!
Судя по всему, я был единственным отвечавшим на вопросы репортеров. Очень
часто остальные члены комиссии спешили побыстрее сбежать на обед, а я по-
прежнему оставался в аудитории и отвечал на вопросы журналистов. Но я поду-
мал : «В чем смысл проведения публичных заседаний, если ты сразу же убегаешь,
как только тебя спросят, что значит то или иное слово?»
Когда мы, наконец, собирались на обед, мистер Роджерс напоминал нам быть
осторожнее и не разговаривать с журналистами. Я говорил что-нибудь вроде:
«Ну, я лишь рассказал им о кольцах».
Он говорил: «Ничего страшного. Вы все делаете правильно, доктор Фейнман; у
меня с этим не возникает никаких проблем». Так что я так никогда и не понял,
что он хотел сказать, когда говорил нам «не разговаривать с журналистами».
Работа в комиссии была весьма напряженной, поэтому время от времени я уст-
раивал себе отдых, обедая с Франсис и Чаком, сыном моей сестры, который рабо-
тал в «Вашингтон Пост». Поскольку мистер Роджерс не переставал твердить об
утечках, мы никогда не говорили ни слова о том, чем я был занят. Если «Си-Эн-
Эн» было нужно узнать что-либо обо мне они должны были посылать другого ре-
портера . То же самое касалось и «Пост».
Я сказал мистеру Роджерсу о своих родственниках, которые работают в прессе:
«Мы договорились не говорить о моей работе. Как Вы считаете, есть какие-то
проблемы?»
Он улыбнулся и сказал: «Все в полном порядке. У меня тоже есть двоюродная
сестра-журналистка. Проблем нет никаких».
На среду у комиссии не было запланировано никаких дел, поэтому генерал Ку-
тина пригласил меня в Пентагон, чтобы рассказать о взаимоотношениях военно-
воздушных сил и НАСА.
Тогда я попал в Пентагон впервые. Там было множество парней в военной фор-
ме, которые подчинялись приказам — совсем не так, как в гражданской жизни. Он
говорит одному из них: «Я хотел бы воспользоваться комнатой для проведения
брифингов... »
— Есть, сэр!
— ...и мы хотим посмотреть слайды с номера такого-то по номер такой-то.
— Есть, сэр! Есть, сэр!
Все эти парни работали на нас, пока генерал Кутина проводил для меня пре-
зентацию в специальной комнате для брифингов. Слайды показывали с помощью ки-
нопроектора, расположенного сзади, на прозрачную стену. Все это действительно
было необычно.
Генерал Кутина говорил что-нибудь вроде: «Сенатор Такой-то у НАСА в карма-
не», — а я говорил, полушутя: «Мне не нужны посторонние комментарии, генерал;
Вы же забиваете мою голову! Но не переживайте; я все это позабуду!» Я хотел
казаться наивным: сначала я узнаю, что произошло с шаттлом, а уж потом буду
переживать о больших политических давлениях.
Где-то во время презентации генерал Кутина заметил, что у всех членов ко-
миссии есть какое-то слабое место из-за их связей: ему, проработавшему в
очень тесном контакте с персоналом НАСА, занимая ранее должность директора
Программы по созданию военно-воздушного космического шаттла, сложно, если не
невозможно, поднимать некоторые трудноразрешимые вопросы, связанные с руково-
дством НАСА. Салли Райд все еще работает на НАС А, поэтому она не может просто
говорить все, что хочет. Мистер Коверт работал над двигателями и был консуль-
тантом НАСА и т.д.
Я сказал: «Я связан с Калтехом, но не считаю это слабым местом!»
— Что ж, — говорит он, — Вы абсолютно правы. Вы непобедимы — насколько это
сейчас представляется. Однако у нас, в военно-воздушных силах, есть одно пра-
вило : проверь шесть.
Он пояснил: «Парень ведет самолет, глядя по сторонам, и чувствует себя в
полной безопасности. Другой парень поднимается выше него и летит за ним (в
«шесть часов» «двенадцать часов» находится непосредственно впереди) и стреля-
ет . Именно так сбивают большинство самолетов. Думать, что ты находишься в
безопасности, очень опасно! Где-то все равно есть слабое место, которое нужно
отыскать. Всегда нужно проверять шесть часов».
Входит какой-то солдат. Он что-то бормочет по поводу того, что кому-то нуж-
на комната для брифинга. Генерал Кутина говорит: «Скажи им, что я закончу че-
рез 10 минут».
— Есть, сэр!
Наконец, мы выходим. Там, в коридоре, стоят ДЕСЯТЬ ГЕНЕРАЛОВ и ждут, когда
мы освободим комнату, — где сидел я, слушая этот профессиональный брифинг. Я
почувствовал себя просто потрясающе.
В течение оставшегося дня я писал письмо домой. Я начал беспокоиться из-за
правила «проверь шесть», когда описал реакцию мистера Роджерса на мое посеще-
ние Франсис и Чака. Я написал:
...я остался очень доволен реакцией Роджерса, но сейчас, когда я это пишу,
мне приходят другие мысли. Это было слишком легко — после того, как он прямо
сказал о важности отсутствия утечек и т.п. на первых заседаниях. Меня что,
подставляют? (ВИДИШЬ, ДОРОГАЯ, У МЕНЯ УЖЕ НАЧИНАЕТСЯ ВАШИНГТОНСКАЯ ПАРАНОЙЯ
)... Я думаю, что вполне может случиться так, что во всем этом есть кое-что,
что кто-нибудь пытается от меня скрыть и дискредитирует меня, если я подбе-
русь слишком близко... Так что, хотя мне этого не хочется, я больше не буду
встречаться ни с Франсис, ни с Чаком. Но сначала, я спрошу у Фрэн, не стал ли
я слишком большим параноиком. Роджерс кажется очень сговорчивым и все время
меня успокаивает. Все это оказалось слишком просто, но, несмотря на это, я,
вероятно, для него как заноза в одном месте...
Завтра в 6:15 утра мы летим специальным рейсом (на двух самолетах) в Косми-
ческий Центр им. Кеннеди, чтобы прослушать брифинг. Нет никакого сомнения,
что мы походим по этому Центру, нам все покажут — вот здорово, — но не дадут
времени, чтобы поговорить с кем-нибудь о технических деталях. Что ж, у них
ничего не выйдет. Если я не буду удовлетворен к пятнице, то останусь на суб-
боту и воскресенье, или, если они не работают по выходным, на понедельник и
вторник. Я намерен проделать работу по выяснению того, что произошло, — и
пусть летят щепки!
Я полагаю, что мне позволят это сделать, потому что тогда я буду завален
данными и деталями... а они тем временем обработают опасных свидетелей и т.п.
Но у них ничего не выйдет, потому что (1) я провожу обмен технической инфор-
мацией и вникаю в суть дела гораздо быстрее, чем они себе представляют, и (2)
я уже кое-где почуял запах жареного, и я это не забуду, потому что просто
обожаю этот запах, ибо он предвещает захватывающее приключение.
Я чувствую себя как буйвол в посудной лавке. Самое лучшее, что можно сде-
лать , — это запрячь буйвола, чтобы он начал пахать землю. Лучшей метафорой
будет — бык1 в посудной лавке, потому что фарфор — это, конечно же, полная
Автор использует игру слов. Английское слово «bull» переводится и как «бык» и как
«чушь». — Прим. пер.
чушь1.
Так что, за исключением того, что я предпочел бы быть дома и заниматься
чем-то другим, я замечательно провожу время.
С любовью,
Ричард
В прессе писали о слухах, что НАСА находилась под серьезным политическим
давлением и не могла отменить запуск шаттла. Также выдвигались всевозможные
теории относительно источника этого давления. Для меня это был просто огром-
ный таинственный мир с громадными силами. Я бы изучил его, и если бы сумел
защитить себя, то ничего бы не произошло. Но мне нужно было быть настороже.
Сыщик
Наконец, рано утром в четверг, мы прибываем во Флориду. Сначала предполага-
лось , что мы обойдем весь Космический Центр им. Кеннеди, расположенный на мы-
се Канаверал, и гид проведет для нас экскурсию. Но поскольку газеты так быст-
ро снабжали всех новой информацией, сначала у нас состоялось публичное засе-
дание .
Прежде всего, нам показали детальные изображения дыма, выходящего из шаттла
уже тогда, когда он еще стоял на стартовой площадке. Вокруг этой площадки по-
всюду стояли камеры, наблюдавшие за запуском шаттла, — их было около сотни.
Две камеры были направлены непосредственно на то место, откуда появился дым —
но обе, как ни странно, не сработали. Тем не менее, на фотографиях, сделанных
другими камерами, были ясно видны четыре или пять клубов черного дыма, кото-
рый выходил из монтажного стыка. Это не был дым, исходящий от горящего мате-
риала; это был обычный уголь и частицы грязи, которые выталкивались из-за
давления, создавшегося внутри ракеты.
Через несколько секунд этих клубов не стало: уплотнение каким-то образом
закрыло отверстие на некоторое время, только для того, чтобы снова открыть
его через минуту.
Произошла небольшая дискуссия по поводу того, сколько материи вышло в виде
дыма. Клубы дыма были примерно шесть футов в длину и несколько футов в толщи-
ну. Количество материи зависит от размера частиц, и, кроме того, внутри обла-
ка дыма всегда мог оказаться больший кусок такой грязи, так что судить очень
трудно. И поскольку фотоаппараты стояли сбоку, вероятно, дальше за ракетой
тоже был дым.
Чтобы установить минимальное количество потерянной материи, я допустил оп-
ределенный размер частицы, которая могла бы создать максимально возможное ко-
личество дыма, исходя из материала данного размера. Частица получилась удиви-
тельно маленькой — примерно один кубический дюйм: если имеется кубический
дюйм материала, то можно получить столько дыма.
Мы попросили показать нам фотографии, сделанные во время других запусков.
Позже мы узнали, что во время предыдущих полетов клубов дыма никогда не было.
Мы услышали также и о низких температурах перед запуском. Об этом нам рас-
сказал человек по имени Чарли Стивенсон, ответственный за бригаду, следившую
за температурой окружающей среды. Он сказал, что ночью температура опустилась
до 22 градусов, но в некоторых местах стартовой площадки его бригада зареги-
стрировала температуру всего в 8 градусов, и никто не мог понять, почему.
Во время обеденного перерыва журналист с местной телевизионной станции
спросил меня, что я думаю по поводу зарегистрированной низкой температуры. Я
Фейнман собирался раскрыть всем глаза на чушь («bull»), о том, что в НАСА все об-
стоит очень хорошо.
сказал, что, на мой взгляд, жидкие водород и кислород еще больше охладили
воздух (температура которого была 22 градуса), когда он опускался с огромного
топливного резервуара на ракета-носитель. По какой-то причине репортер поду-
мал, что я только что выдал ему какую-то важную секретную информацию, поэтому
в своем вечернем отчете он не ссылался на мое имя. Вместо этого он сказал:
«Это объяснение дал лауреат Нобелевской премии, так что оно должно быть пра-
вильным» .
Днем люди, занимавшиеся телеизмерениями, дали нам всевозможную информацию о
последних минутах шаттла. Были измерены сотни всевозможных вещей, причем все
измерения показывали, что все работает хорошо, насколько это возможно при
данных обстоятельствах: давление в резервуаре с водородом внезапно упало за
несколько секунд до появления видимого пламени; гироскопы, управляющие шатт-
лом, работали совершенным образом, пока на один из них не легла большая на-
грузка, чем на другой, из-за боковых сил, созданных пламенем, вырывавшимся со
стороны ракета-носителя; основные двигатели вообще остановились, когда взо-
рвался резервуар с водородом, так как в топливопроводах упало давление.
Это заседание продолжалось до 7:30 вечера, поэтому мы отложили экскурсию на
пятницу и отправились прямо на ужин, организованный мистером Роджерсом.
Во время ужина я оказался рядом с Элом Килом, который присоединился к ко-
миссии в понедельник в качестве исполнительного сотрудника, чтобы помочь мис-
теру Роджерсу в организации нашей работы и управлении ею. Он прибыл к нам из
Белого Дома — из того, что называется МУБ1, — и у него была хорошая репута-
ция, так как он проделал прекрасную работу там-то и там-то. Мистер Роджерс
беспрестанно твердил о том, как нам повезло, что мы получили человека столь
высокой квалификации.
Тем не менее, на меня произвела впечатление одна вещь: у доктора Кила была
степень доктора по авиационной космонавтике, и он занимался научной работой в
Беркли. Когда он представлялся нам в понедельник, он пошутил, что последняя
«честная работа», которой он занимался десять или двенадцать лет назад, чтобы
заработать на жизнь, была связана с аэродинамикой по программе шаттла. Таким
образом, я почувствовал себя довольно уютно рядом с ним.
Как бы то ни было, не прошло и пяти минут после начала нашей беседы с док-
тором Килом, как он говорит мне, что его еще никогда так не оскорбляли, что
он согласился на эту работу не для того, чтобы выслушивать такие оскорбления,
и что он больше не желает со мной говорить!
Честно говоря, мне свойственно забывать те случаи, когда я поступил глупо
или вызвал чье-то раздражение, поэтому я не помню, что такого я сказал, что
вывело его из себя. Что бы это ни было, по-моему, я сказал это в шутку, по-
этому очень удивился его реакции. Я, несомненно, сказал что-то невежливое,
грубое и чертовски глупое, которое я, поэтому, и вспомнить-то не могу!
Затем начался довольно напряженный отрезок времени, когда я приносил свои
извинения и пытался возобновить разговор.
В конце концов, мы снова начали вести что-то вроде беседы. Большими друзья-
ми мы не стали, но, по крайней мере, не были и врагами.
В пятницу утром у нас состоялось еще одно публичное заседание. На этот раз
мы слушали специалистов из «Тиокола» и НАСА, которые рассказывали нам о вече-
ре перед запуском. Все шло очень медленно: свидетель на самом деле не хочет
рассказывать тебе все, поэтому ответы можно получить, только задавая точно
правильные вопросы.
Все члены комиссии были настороже — например, мистер Саттер. «Каковы были
ваши точные качественные критерии для принятия решения о запуске шаттла при
таких-то обстоятельствах?» — он задавал конкретные вопросы такого типа, и
Министерство Управления и Бюджета.
оказывалось, что у них нет таких критериев. Точно также себя вели мистер Ко-
верт и мистер Уолкер. Все задавали хорошие вопросы, но у меня большую часть
времени стоял туман в голове, и мне казалось, что я немного подотстал.
Таким образом, мы подошли к месту, когда «Тиокол» изменил свою позицию.
Мистер Роджерс и доктор Райд спрашивали двух менеджеров «Тиокола», мистера
Мэсона и мистера Ланда, сколько человек были против запуска шаттла даже в са-
мый последний момент.
— Мы не опрашивали всех, — говорит мистер Мзсон.
— Против было существенное количество человек или лишь один-два?
— Я бы сказал, вероятно, нашлись бы пять или шесть инженеров, которые ска-
зали бы, что запускать шаттл при такой температуре небезопасно, но мы в кур-
се. Проблема в том, что мы точно не знали, что произойдет.
— Таким образом, число сторонников и противников запуска было одинаковым?
— Это по очень приблизительным подсчетам.
Я был поражен тем вздором, который несли инженеры «Тиокола». Но я умел за-
давать только бесхитростные вопросы. Поэтому я сказал: «Господа, не могли бы
вы назвать мне имена четырех ваших лучших специалистов по уплотнениям в по-
рядке убывания их способностей?»
— Роджер Бойсджоли и Арни Томпсон — это первый и второй. Потом Джек Кэпп и
э-э... Джерри Берне.
Я повернулся к мистеру Бойсджоли, который тоже был на заседании. «Мистер
Бойсджоли, Вы были согласны с тем, что можно запускать шаттл?»
Он говорит: «Нет».
Я спрашиваю то же самое у мистера Томпсона, который тоже был там.
— Нет.
Я говорю: «Мистер Кэпп?»
Мистер Ланд говорит: «Его здесь нет. Я разговаривал с ним после собрания, и
он сказал: „Я бы принял такое же решение при той информации, которой мы обла-
даем"».
— А как насчет четвертого?
— Джерри Берне. Я не знаю его мнения.
— Итак, — сказал я, — из четырех мы имеем одно «я не знаю», одно «скорее
всего, да » и двое (причем это люди, которых Вы назвали в первую очередь как
лучших специалистов по уплотнениям) оба сказали «нет». Так что это Ваше «рав-
ное количество сторонников и противников» — полная чушь. Важно, что говорили
специалисты — люди, которые знают об уплотнениях больше всех?
После обеда нам показали Космический Центр им. Кеннеди. Экскурсия была ин-
тересной; она оказалась не такой плохой, как я предсказывал. Другие члены ко-
миссии задавали множество важных вопросов. У нас не было времени, чтобы по-
смотреть сборку ракета-носителя, но ближе к концу экскурсии мы собирались
взглянуть на то, что осталось от шаттла. Я весьма устал от хождения группой,
поэтому, извинившись, ушел с оставшейся части экскурсии.
Я отправился к Чарли Стивенсону, чтобы посмотреть другие фотографии, сде-
ланные во время запуска. Кроме того, я более подробно узнал о зарегистриро-
ванных низких температурах. Ребята очень помогали мне и хотели, чтобы я рабо-
тал с ними. Я ждал целых десять дней, чтобы оказаться в подобном месте, и
вот, наконец, я здесь!
На ужине, в тот вечер, я сказал мистеру Роджерсу: «Я думал о том, чтобы ос-
таться здесь на выходные».
— Что ж, доктор Фейнман, — сказал он, — я бы предпочел, чтобы Вы вернулись
вместе с нами в Вашингтон сегодня ночью. Но, конечно же, Вы свободны делать
все, что пожелаете.
— Хорошо, — сказал я, — тогда я останусь.
В субботу я поговорил с парнем, который измерял температуру в то утро, ко-
гда должен был состояться запуск шаттла — хорошим парнем по имени Б.К. Дэвис.
Рядом с каждой измеренной температурой он записывал точное время ее измере-
ния , а затем фотографировал ее. Можно было увидеть большие промежутки времени
между измерениями, потому что ему приходилось забираться вверх и спускаться
вниз по большой башне. Он измерил температуру воздуха, ракеты, земли, льда и
даже грязной лужи с антифризом. Он полностью выполнил свою работу.
НАСА располагала теоретическими расчетами изменения температуры в районе
стартовой площадки: температура должна быть более равномерной и более высо-
кой. Кто-то полагал, что это как-то связано с излучением тепла в ясное небо.
Кто-то другой заметил, что записанная температура лужи была гораздо ниже, чем
это показывала фотография: при 8 градусах, лужа — несмотря на присутствие в
ней антифриза — должна была превратиться в лед.
Потом мы посмотрели на прибор, который использовался для измерения темпера-
туры. Я достал инструкцию по использованию и прочитал, что прибор должен на-
ходиться на открытом воздухе не менее 20 минут до начала измерений. Мистер
Дэвис сказал, что он достал его из коробки — при 70 градусах — и сразу же на-
чал проводить измерения. Следовательно, мы должны были выяснить, можно ли
воспроизвести ошибки. Другим словами, можно ли продублировать условия?
В понедельник я позвонил в компанию, изготовившую этот прибор, и поговорил
с одним их специалистов: «Здравствуйте, меня зовут Дик Фейнман, — сказал я, —
я вхожу в комиссию, которая расследует причины катастрофы, произошедшей с
«Челленджером», и у меня есть несколько вопросов по поводу вашего инфракрас-
ного сканирующего устройства...»
— Могу ли я Вам перезвонить?
— Конечно.
Через некоторое время он мне звонит: «Извините, но это запатентованная ин-
формация . Я не могу обсуждать это с Вами».
К этому времени я понимаю, в чем на самом деле состоит сложность: компания
до смерти перепугалась, что всю вину за катастрофу возложат на их инструмент.
Я сказал: «Сэр, ваше сканирующее устройство не имеет никакого отношения к ка-
тастрофе . Его здесь использовали не так, как это указано в вашей инструкции,
и я лишь пытаюсь узнать, не можем ли мы воспроизвести ошибки и определить,
какой на самом деле была температура в то утро. Чтобы это сделать, мне нужно
побольше узнать о вашем инструменте».
Наконец, парень изменил свое отношение ко мне и стал довольно уступчивым. С
его помощью мне удалось проконсультировать ребят из команды по измерению тем-
ператур насчет эксперимента. Они охладили комнату примерно до 40 градусов,
поместили в нее большую глыбу льда — имея лед, можно быть уверенным, что тем-
пература его поверхности равна 32 градусам1. Затем они внесли сканирующее
устройство из комнаты, температура в которой была 70 градусов, и каждые 30
секунд измеряли температуру ледяной глыбы. Они смогли измерить, насколько из-
менялись показания инструмента с течением времени.
Мистер Дэвис записал свои измерения настолько аккуратно, что исправить все
числа оказалось совсем несложно. А потом, что удивительно, пересчитанные тем-
пературы оказались близки к тому, что ожидалось, согласно теоретической моде-
ли . Полученные результаты выглядели весьма разумно.
В следующий раз при разговоре с репортером я рассказал все о температурах и
сообщил ему, что первая теория, выдвинутая лауреатом Нобелевской премии, была
ошибочна.
Я написал отчет по проблеме температур, чтобы другие члены комиссии могли с
ней ознакомиться, и отправил его доктору Килу.
Затем я исследовал нечто, что, как мы считали, могло внести свой вклад в
1 В США пользуются шкалой Фаренгейта.
причины катастрофы: когда ракета-носители ударяются о поверхность океана, от
удара нарушается их цилиндричность. В Космическом Центре им. Кеннеди их раз-
бирают и секции — по четыре с каждой ракеты — по железной дороге отправляют в
«Тиокол», расположенный в Юте, где их заполняют новым топливом. Затем их сно-
ва отправляют поездом во Флориду. Во время транспортировки секции (которые
перевозят в горизонтальном положении) несколько сдавливаются, т.к. топливо
очень тяжелое. В целом ракеты сдавливаются не более чем на долю дюйма, но,
когда секции снова соберут в единое целое, достаточно даже маленького зазора,
чтобы через него прошли горячие газы: толщина колец всего четверть дюйма, а
сжимаются они только на две сотых дюйма!
Я подумал, что я попробую провести кое-какие расчеты. НАСА предоставила мне
все данные по поводу допустимого отклонения от круглости секций ракеты, а я
попытался прикинуть, каким было результирующее сдавливание и где оно распола-
галось — может быть минимальное сдавливание было именно там, где произошла
утечка. Числа, предоставленные мне, были результатами измерений, сделанных по
трем диаметрам, через каждые 60 градусов. Но сравнение трех диаметров не га-
рантирует полный порядок; как его не гарантируют ни шесть диаметров, ни
сколько угодно еще.
Например, можно представить фигуру, вроде треугольника со скругленными уг-
лами, в которой три диаметра, измеренные через 60 градусов, имеют одинаковую
длину.
Все три указанные диаметра этой фигуры имеют одинаковую длину —
вместе с тем очевидно, что она не круглая!
Я вспомнил, что видел подобный трюк в музее, когда был маленьким. Там была
огромная рейка, которая двигалась взад-вперед идеально ровно, тогда как под
ней располагалось несколько некруглых, смешных зубчатых шестерен причудливой
формы, которые вращались на качающихся валах. Эта конструкция выглядела как
нечто невозможное, но причина, почему она работала, состояла в том, что шес-
терни представляли собой формы, диаметры которых были постоянными.
Таким образом, числа, выданные мне НАСА, оказались бесполезными.
В течение тех выходных, как я и предсказывал в своем письме домой, я бес-
престанно получал записки из штаба комиссии, который находился в Вашингтоне:
«Проверьте зарегистрированную температуру, проверьте фотографии, проверьте
это, проверьте то...» — список был приличный. Но, когда приходили указания,
оказывалось, что большую их часть я уже выполнил.
Одна записка была связана с таинственным листочком бумаги. Говорили, что в
Центре им. Кеннеди, кто-то написал: «Погнали дальше», — собирая один из твер-
дотопливных ракета-носителей. Подобный язык, казалось, выказывал определенное
безрассудство. Моя задача — найти этот листочек бумаги.
Как бы то ни было, к этому времени я уже понимал, сколько бумах1 хранится в
НАСА. Я был уверен, что этот трюк направлен на то, чтобы я запутался в этих
бумагах, поэтому я не стал этим заниматься.
Вместо этого я тайно расследовал одно дело.
Ходили слухи, что причина, по которой НАСА попыталась запустить шаттл 28
января, несмотря на холодную погоду, состояла в том, что тем вечером прези-
дент собирался обратиться с докладом к Конгрессу. По этой теории Белый Дом
устроил все таким образом, что во время обращения президента к Конгрессу мис-
сис МакОлифф будет говорить с президентом и Конгрессом из космоса. Это должно
было быть просто великолепно: президент сказал бы: «Здравствуйте! Как Ваши
дела?» А она ответила бы: «Прекрасно», — что выглядит очень впечатляюще.
Поскольку это звучало вполне логично, я начал с того, что допустил очень
высокую вероятность возможности такой ситуации. Но были ли какие-то доказа-
тельства? Я не знал, как такое можно расследовать. Я мог только размышлять об
этом: пробиться к президенту очень сложно; точно так же я не могу позвонить
астронавту и поговорить с ней — если она в космосе. Следовательно, посылать
сигналы с шаттла к президенту, пока он говорит с Конгрессом, должно быть не-
простым делом.
Чтобы выяснить, не намеревался ли кто-то это сделать, я отправился на самый
низкий уровень и начал задавать ребятам технические вопросы.
Они показали мне антенны, рассказали о частотах, показали большую радио- и
компьютерную систему, — в общем, все, что нужно для связи.
Я спросил: «Если бы вам понадобилось передать сообщение куда-то еще — ска-
жем, в Центр Маршалла, — как бы вы это сделали?»
Они сказали: «Мы лишь ретрансляционная станция. Все автоматически отправля-
ется в Хьюстон и транслируется оттуда. Здесь мы не занимаемся коммутацией».
Таким образом, никаких доказательств я не нашел — по крайней мере, в Кенне-
ди. Но парни, работавшие там, отнеслись ко мне так хорошо, и все было так за-
мечательно , что я почувствовал себя плохо. Я не люблю обманывать людей. А то,
чем я занимался, было низким. Тем не менее, я подумал, что, когда я попаду в
Хьюстон, мне лучше сделать то же самое.
В понедельник во Флориду приехал мистер Хотц, чтобы поработать вместе со
мной. (Позже он мне сказал, что его прислали с конкретными указаниями наблю-
дать за тем, что я делаю, и удерживать меня от «сумасшедших поступков».) Мис-
тер Хотц привез список того, что нужно расследовать: «Список очень длинный, —
сказал он, — так что я буду рад разделить всю работу с Вами». Некоторые вещи,
по его словам, было легче сделать ему, а все остальное я уже сделал — кроме
того листочка бумаги, на котором было написано: «Погнали дальше». Мистер Хотц
намекал, что этот листочек мог быть вырван из ежедневника кого-то, кто зани-
мался сборкой ракета-носителей. Это ни в коей мере не приблизило меня к раз-
гадке; я просто не собирался этим заниматься. Вместо этого я отправился пови-
дать мистера Ламберта, который сказал, что желает со мной побеседовать.
Мистер Ламберт занимал высокий пост, он был большой шишкой и отвечал за
сборку твердотопливных ракета-носителей. Он хотел рассказать мне о каких-то
проблемах, которые у него были. «Раньше рабочие были гораздо более дисципли-
нированными , — объяснил он, — но сейчас они далеко не такие». Он привел па-
рочку примеров.
Первый инцидент был связан с разборкой ракета-носителей после того, как их
достали из моря. Секции ракеты скреплены с помощью 180 штифтов — диаметр каж-
дого штифта около полутора дюймов, а длина около двух дюймов, — и эти штифты
расположены по всему стыку.
Существовал своего рода технологический процесс разборки ракеты на секции,
во время которой рабочие должны были вытягивать ракету на определенное рас-
стояние . Рабочие же следили только за величиной прикладываемой силы — около
11 000 фунтов. С точки зрения физики, такой метод был лучше, поскольку его
идея состояла в снятии нагрузки со штифтов.
Однажды динамометр оказался неисправным. Рабочие все увеличивали и увеличи-
вали прикладываемую силу, удивляясь, почему им не удается достигнуть отметки
в 11 000 фунтов, когда внезапно один из штифтов сломался.
Мистер Ламберт объявил рабочим выговор за то, что они не следовали техноло-
гическому процессу. Это напомнило мне свои собственные попытки усовершенство-
вать разные вещи в отеле своей тети: твой метод лучше, чем тот, что использу-
ется, но потом происходит небольшое происшествие...1
Вторая история, которую мне рассказал мистер Ламберт, была связана со сбор-
кой секций ракеты. Обычный технологический процесс состоял в том, чтобы ста-
вить одну секцию на другую и выравнивать верхнюю секцию по нижней.
Если требовалось немного изменить форму секции, то, согласно технологиче-
скому процессу, ее сначала должны были поднять с помощью крана, чтобы в тече-
ние нескольких дней она повисела в горизонтальном положении. Все это довольно
просто.
Если с помощью метода подвешивания не удавалось добиться необходимой круг-
лости секции, то существовал еще один метод: использовать «круглильное при-
способление» — стержень с гидравлическим прессом на одном конце и гайкой на
другом — и увеличить давление.
Мистер Ламберт сказал мне, что давление не должно превышать 1200 фунтов на
квадратный дюйм (ф.к.д.). Однажды при 1200 ф.к.д. секция по-прежнему была не-
достаточно круглой, поэтому рабочие взяли гаечный ключ и начали поворачивать
гайку на противоположном конце. Когда у них, наконец, получилась достаточно
круглая секция, давление поднялось до 1350 ф.к.д. «Это еще один пример отсут-
ствия дисциплины среди рабочих», — сказал мистер Ламберт.
Я все равно хотел поговорить с рабочими-сборщиками (мне очень нравятся по-
добные разговоры), поэтому я договорился о встрече с ними на следующий день в
2:30 дня.
В 2:30 я вхожу в комнату, где стоит длинный стол, за которым сидят человек
тридцать-сорок: с угрюмыми лицами, очень серьезные, готовые к разговору с
Членом Комиссии.
Я пришел в ужас. Я не осознавал своего ужасного могущества. Я видел, что
они расстроены. Им должно быть сказали, что я расследую ошибки, которые они
сделали!
Поэтому я сразу же сказал: «Мне нечего было делать, поэтому я решил прийти
и поговорить с ребятами, которые собирают ракеты. Я не хочу, чтобы все пре-
кращали свою работу только потому, что я хочу кое-что узнать из своего собст-
венного любопытства; я хотел поговорить только с рабочими...»
Большинство людей встали и ушли. Осталось всего шесть или семь парней — ко-
манда, которая действительно собирала ракету, их мастер и какой-то начальник,
который занимал более высокий пост в этой системе.
Как бы то ни было, эти парни по-прежнему немного побаивались меня. Они не
хотели говорить начистоту. Первое, что я сказал, было: «У меня есть вопрос:
когда вы измеряете три диаметра, и эти диаметры совпадают, действительно ли
секции ракеты хорошо подходят друг к другу? Мне кажется, что может получиться
так, что на одной стороне ракеты будут шишки, прямо напротив которых окажутся
плоские участки, так что три диаметра будут равны, но секции при этом не по-
дойдут друг к другу».
— Да, да! — говорят они. — У нас постоянно получаются такие шишки. Мы назы-
ваем их сосками.
1 Ссылка на метод нарезания бобов, придуманный Фейнманом и рассказанный в книге «Вы,
конечно, шутите, мистер Фейнман!».
Единственная присутствовавшая в комнате женщина сказала: «Со мной это никак
не связано!» — и все засмеялись.
— Мы все время получаем такие соски, — продолжили они, — мы пытались рас-
сказать об этом контролеру, но у нас ничего не выходит!
Мы говорили обо всех деталях, а подобные разговоры творят чудеса. Я задавал
вопросы, основанные на том, что могло произойти теоретически, но им казалось,
что эти вопросы задает их коллега, который знает об их сугубо технических
проблемах абсолютно все. Они очень быстро расслабились и рассказали мне все
свои идеи по поводу усовершенствования того, чем они занимались.
Например, при использовании круглильной машины стержень необходимо протал-
кивать через отверстия, которые находятся точно друг напротив друга. Всего
отверстий 180, поэтому рабочие должны быть уверены, что стержень пройдет че-
рез два отверстия 90 раз. Затем оказывается, что для того, чтобы сосчитать
отверстия, нужно забираться в очень неудобное место. Процесс проходит крайне
медленно и с большим напряжением.
Они считали, что было бы очень полезно нанести четыре метки краской, через
каждые 90 градусов, еще на заводе. Тогда им пришлось бы считать только 22 от-
верстия до ближайшей метки. Например, если они проталкивают стержень через
отверстие, которое находится в 9 отверстиях по часовой стрелке от помеченного
отверстия, тогда другой конец это стержня пройдет через отверстие, располо-
женное в 9 отверстиях по часовой стрелке от противоположной метки.
Мастер, мистер Фичтел, сказал, что он написал докладную записку с этим
предложением вышестоящим лицам два года назад, но ничего так и не изменилось.
Когда он спросил, почему, ему сказали, что реализация его предложения будет
стоить слишком дорого.
— Слишком дорого нарисовать четыре маленькие линии? — недоверчиво сказал я.
Все засмеялись. «Дело не в краске, а в бумажной волоките, — сказал мистер
Фичтел. — Им пришлось бы переработать все справочники».
У рабочих из команды по сборке были и другие наблюдения и предложения. Они
беспокоились о том, что если две секции ракеты будут царапаться друг о друга,
как это происходит сейчас, при сборке, то металлические опилки могут попасть
в резиновые уплотнения и повредить их. У них нашлось даже несколько предложе-
ний по изменению конструкции уплотнений. Эти предложения были не слишком хо-
рошими, но главное, что рабочие думали! Я получил впечатление, что они не бы-
ли недисциплинированными; они были очень и очень заинтересованы в том, что
делают, но их не слишком поощряли. Никто не обращал на них особого внимания.
Именно поэтому меня удивило и обрадовало то, что, несмотря на все обстоятель-
ства , их боевой дух так высок. Потом рабочие начали разговаривать с начальни-
ком, который остался на нашей встрече. «Мы кое-чем разочарованы, — сказал
один из них. — Когда комиссия собиралась посмотреть, как собирают ракета-
носитель , демонстрацию должны были провести менеджеры. Почему Вы не позволили
нам это сделать?»
— Мы боялись, что вы испугаетесь членов комиссии и не захотите этим зани-
маться .
— Нет, нет, — сказали рабочие. — Мы считаем, что хорошо выполняем свою ра-
боту , и хотели показать, что мы делаем.
После этой встречи начальник пригласил меня в кафетерий. Пока мы обедали —
рабочих с нами уже не было, — он сказал: «Меня удивило, насколько их все это
волнует».
Позднее я разговаривал с мистером Фичтелом об инциденте, связанном с увели-
чением давления свыше 1200 ф.к.д. Он показал мне записи, которые сделал во
время проведения той операции: это не были официальные бумаги, которые сшива-
ются вместе; это было что-то вроде неофициального, но аккуратно написанного
дневника.
Я сказал: «Я слышал, что давление поднялось до 1350».
— Да, — сказал он, — мы затянули гайку на другом конце.
— Это обыкновенная методика?
— Конечно, — ответил он. — Так написано в технологическом процессе.
Он открывает справочник и показывает мне технологический процесс. Там напи-
сано : «Создайте давление на гидравлический домкрат. Если этого недостаточно,
чтобы получить желаемую круглость, то очень аккуратно затяните гайку на про-
тивоположном конце, чтобы добиться желаемого результата», — все это было на-
писано черным по белому! Там ничего не говорилось о том, что затягивание гай-
ки поднимет давление свыше 1200 ф.к.д.; люди, написавшие этот справочник, ве-
роятно , были не в курсе этого.
Мистер Фичтел написал в своем дневнике: «Мы очень аккуратно затянули гай-
ку», — точно так же, как написано в инструкции.
Я сказал: «Мистер Ламберт сказал, что предупреждал Вас о том, что нельзя
превышать давление в 1200 ф.к.д.»
— Он никогда не предупреждал меня об этом — а почему он должен был это сде-
лать?
Подумав, мы поняли, как такое могло произойти. Предупреждение мистера Лам-
берта спускалось вниз от уровня к уровню, пока кто-то из среднего звена ме-
неджеров не осознал, что мистер Фичтел работает согласно книге, а значит,
технологический процесс содержит ошибку. Однако вместо того, чтобы рассказать
об этой ошибке мистеру Ламберту, они просто выбросили предупреждение и не
стали усложнять себе жизнь.
За обедом мистер Фичтел рассказал мне о процедурах проверки. «На каждую
операцию существует отдельный лист, вроде вот этого для круглильной операции,
— сказал он. — На нем присутствуют места для печатей: печать контролера, пе-
чать ОТК, печать производителя и печати более высоких лиц, одна печать НАСА».
Он продолжил: «Мы делаем измерения, проходим через один этап кругления и
снова делаем измерения. Если измеренные размеры не соответствуют требуемым,
мы повторяем всю последовательность. Наконец, когда разность диаметров стано-
вится довольно незначительной, мы гоним дальше».
Я проснулся. «Что Вы подразумеваете, говоря «гоним дальше»? — спросил я. —
Это звучит несколько развязно...»
— Нет, нет, — говорит он. — Это всего лишь наш профессиональный жаргон. Мы
так говорим, когда хотим сказать, что все условия удовлетворены, и что мы го-
товы перейти к следующему этапу технологического процесса.
— Вы когда-нибудь записываете это «погнали дальше»?
— Да, иногда.
— Давайте посмотрим, не найдем ли мы такую запись.
Мистер Фичтел пролистал свой дневник и нашел пример такой записи. Это выра-
жение было для него абсолютно естественным — оно не было ни опрометчивым, ни
развязным; он просто так говорил.
В понедельник и вторник, пока я носился по Космическому Центру им. Кеннеди,
мистер Роджерс выступал перед комитетом Сената в Вашингтоне. Члены Конгресса
думали, стоит ли им организовать свое собственное расследование.
Сенатор Холлингс, из Южной Калифорнии, ставил мистера Роджерса в трудные
ситуации. «Секретарь Роджерс, — говорит он, — меня беспокоит вопрос адекват-
ности членов Вашей комиссии. Сколько следователей в Вашей комиссии?»
Мистер Роджерс говорит: «У нас нет следователей в полицейском смысле этого
слова. Мы читаем документы, изучаем их смысл, организуем слушания, разговари-
ваем со свидетелями — и все в таком роде. У нас вполне адекватные члены ко-
миссии , я вас уверяю».
— Вот в этом-то все и дело, — говорит Сенатор Холлингс. — Поскольку у меня
есть опыт расследования некоторых случаев, мне хотелось бы, чтобы четверо или
пятеро следователей, погруженных в науку и космические технологии, побродили
по Канавералу, поговорили со всеми, пообедали вместе с рабочими. Вы сами уди-
витесь тому, что узнаете, если в течение двух или трех недель будете обедать
вместе с людьми, которые там работают. Невозможно просто сидеть и читать то,
что вам дают.
— Мы не собираемся просто сидеть и читать, — говорит мистер Роджерс, защи-
щаясь . — Мы собирали множество людей в одной комнате и задавали им вопросы
все одновременно, а не просто посылали сыщика, который ходил бы и разговари-
вал с каждым по очереди.
— Я понимаю, — говорит сенатор Холлингс. — И все же меня волнует качество
Вашего продукта, если у Вас нет ни одного сыщика. В этом то и состоит вся бе-
да с Президентскими комиссиями; я тоже входил в их состав: они кушают то, чем
их кормят, и не заглядывают за эту «еду». Потом появляются любопытные репор-
теры , люди начинают писать книги и все прочее. Некоторые в этом городе все
еще расследуют Отчет Комиссии Уоррена1.
Мистер Роджерс спокойно говорит: «Я очень ценю Ваши замечания, сенатор. Вам
будет интересно знать, что один из членов нашей комиссии — он лауреат Нобе-
левской премии — сегодня находится как раз там, во Флориде, занимаясь именно
таким расследованием, о котором вы говорите».
(Мистер Роджерс этого не знал, но я действительно обедал с инженерами, ко-
гда он говорил об этом!)
Сенатор Холлингс говорит: «Я не оспариваю компетентность лауреата Нобелев-
ской премии; я с огромным интересом читал все, о чем он рассказывал журнали-
стам . Вопроса о компетентности самой комиссии также не стоит. Дело просто в
том, что когда Вы что-то расследуете, то нужны следователи. Но вы уже вынесли
на суд публики множество очень интересных фактов, так что я ни в коей мере не
считаю, что Вы халатно относитесь к своим обязанностям».
Таким образом, я немного помог мистеру Роджерсу. Он понял, что у него на-
шелся ответ для мистера Холлингса только потому, что ему повезло, когда, не-
смотря на его желание увезти меня со всеми, я все равно остался во Флориде!
Фантастические
цифры
Во вторник днем я самолетом вернулся в Вашингтон, а в среду отправился на
очередное заседание комиссии. Это заседание опять было публичным. Свои пока-
зания давал менеджер компании «Тиокол» мистер Ланд. В вечер перед запуском
шаттла мистер Маллой сказал ему снять свою «шляпу инженера» и надеть «шляпу
менеджера», поэтому он изменил свое отрицательное отношение к запуску и пре-
небрег своим инженерами. Я задавал ему довольно резкие вопросы, когда внезап-
но ощутил себя инквизитором.
Мистер Роджерс уже говорил нам, что мы должны осторожнее вести себя по от-
ношению к этим людям, так как от нас зависит их карьера. Он сказал: «Все пре-
имущества за нами: мы сидим здесь вверху, а они — там внизу. Они должны отве-
чать на наши вопросы; а мы на их — нет». Внезапно я вспомнил все это и почув-
ствовал себя просто ужасно, так что на следующий день не смог пойти на засе-
дание . Чтобы прийти в себя, я на несколько дней вернулся в Калифорнию.
Пока я был в Пасадене, я отправился в ЛИРД и встретился с Джерри Соломоном
и Мимонгом Ли. Они изучали пламя, которое появилось за несколько секунд до
взрыва основного резервуара с топливом, и смогли выявить всевозможные детали.
Примечание для иностранных читателей. Отчет Уоррена был написан Комиссией Уоррена,
которую возглавлял вышедший на пенсию председатель Верховного Суда Эрл Уоррен и ко-
торая расследовала убийство Джона Ф. Кеннеди.
(В ЛИРД есть хорошие усилители телевизионных кадров, благодаря их опыту рабо-
ты с полетами в космос.) Позднее я отвез усиленные изображения Чарли Стивен-
сону и его команде в Кеннеди, чтобы ускорить дело.
В процессе расследования кто-то из персонала принес мне на подпись какую-то
бумагу: она гласила, что я израсходовал столько-то, но это была неправда — я
израсходовал больше. Я сказал: «На самом деле я потратил не столько».
Парень ответил: «Я знаю это, сэр; но Вам позволено тратить максимум 75 дол-
ларов в день на отель и питание».
— Тогда почему вы селите меня в отеле, проживание в котором стоит 80 или 90
долларов в сутки, а потом компенсируете мне всего 75 долларов?
— Да, я согласен; это плохо, но тут ничего не поделаешь!
Я подумал о предложении мистера Роджерса поселить меня в «хорошем отеле».
Что он хотел этим сказать — что это будет стоить мне еще дороже?
Если вас просят потратить целые месяцы своего времени и усилий для прави-
тельства (и при этом вы теряете деньги, которые могли бы заработать, если бы
консультировали какую-то компанию), то правительство должно ценить это не-
множко больше и не позорить себя нежеланием возместить ваши убытки. Я не пы-
таюсь сделать на правительстве деньги, но и терять деньги я не желаю! Я ска-
зал : «Я не стану это подписывать».
Ко мне пришел мистер Роджерс и пообещал с этим разобраться, поэтому я под-
писал бумагу.
Я действительно полагаю, что мистер Роджерс пытался решить эту проблему, но
у него ничего не вышло. Я подумал было о том, чтобы бороться до конца, но по-
том осознал, что это невозможно: если мне должны оплачивать мои реальные рас-
ходы, значит так же нужно поступать и с остальными членами комиссии. Это было
бы хорошо, но это также означало бы, что эта комиссия будет единственной ко-
миссией, которой оплатят ее реальные расходы — так что очень скоро поползут
какие-нибудь слухи.
В Нью-Йорке бытует поговорка: «С Мэрией не поборешься», что значит: «Это
невозможно». Но на этот раз все было чертовски более сложно, чем в случае с
Мэрией: правило о 75 долларах в день было законом Соединенных Штатов! Должно
быть, было бы забавно побороться с ним до конца, но, похоже, я устал — я уже
не так молод, как был раньше, — поэтому я просто сдался.
Кто-то сказал мне, что слышал, будто бы члены комиссии зарабатывают по 1000
долларов в день, но правда в том, что правительство даже не оплачивает их за-
траты .
В начале марта, примерно через месяц после начала деятельности комиссии, мы
наконец-то разбились на рабочие группы: группу, занимающуюся Деятельностью до
Запуска, возглавил мистер Эчесон; мистер Саттер отвечал за комиссию по Проек-
тированию, Разработке и Производству; генерал Кутина возглавил группу по Ана-
лизу Катастрофы, а доктор Райд взяла на себя руководство группой по Планиро-
ванию Заданий и Хода Работы.
Большую часть времени я проводил в группе Кутины. Я был также и в группе
Райд, но все закончилось тем, что я не слишком много для нее работал.
Группа генерала Кутины отправилась в Космический Центр им. Маршалла в Хан-
тсвилле, штат Алабама, чтобы выполнять свою работу. Первым, с кем мы там
встретились, оказался человек по имени Уллиан, который пришел, чтобы что-то
нам рассказать. Будучи сотрудником службы безопасности дальних полетов в Кен-
неди, мистер Уллиан должен был принять решение о том, можно ли размещать на
шаттле снаряды для разрушения. (Если ракета выходит из под контроля, то эти
снаряды дают возможность ее уничтожить, разорвав на мелкие кусочки. Это го-
раздо менее опасно, чем обычная ракета, которая летит сама по себе, готовая
взорваться при прикосновении к земле.)
Подобные снаряды есть на каждой непилотируемой ракете. Мистер Уллиан сказал
нам, что из 127 ракет, которые он наблюдал, из строя вышли 5 — это составляет
около 4 процентов. Он взял эти 4 процента, разделил их на 4, поскольку допус-
тил, что запуск пилотируемой ракеты будет более безопасным, чем запуск непи-
лотируемой ракеты. Тогда у него получилась вероятность выхода из строя раке-
ты, равная примерно 1 проценту, что было достаточно для обоснованного введе-
ния снарядов для разрушения.
Но НАСА сказала мистеру Уллиану, что вероятность возникновения такой ситуа-
ции равна скорее 1 к 105.
Я попытался понять смысл этого числа: «Вы сказали 1 к 105?»
— Точно; 1 к 100 000.
— Это значит, что вы могли бы запускать шаттл каждый день, и в среднем меж-
ду несчастными случаями проходило бы по 300 лет — каждый день, один запуск, в
течение 300 лет, — ненормальность этого совершенно очевидна!
— Да, я знаю, — сказал мистер Уллиан. — Я сдвинул свое число до 1 к 1000 в
ответ на претензии НАСА — по поводу того, что они гораздо более ответственно
относятся к пилотируемым полетам, что их нельзя сравнивать с типичными раке-
тами и т.д. и т.п., — и все равно предложил разместить на шаттле снаряды для
разрушения.
Но тогда возникла новая проблема: спутник Юпитера, Галилео, должен был ис-
пользовать источник питания, который работает на тепле, выделяемом радиоак-
тивными элементами. Если бы шаттл, несущий Галилео, вышел из-под контроля, то
радиоактивные элементы рассеялись бы по очень большой площади. Таким образом,
спор продолжился: НАСА продолжала утверждать — 1 к 100 000, а мистер Уллиан —
1 к 1 000, в лучшем случае.
Кроме того, мистер Уллиан рассказал нам о проблемах, которые у него возник-
ли, когда он попытался обсудить все с человеком, отвечавшим за этот вопрос,
мистером Кингсбери: он мох1 назначить встречи с его подчиненными, но к нему
самому он никак не мог пробраться, а потому никак не мог узнать, откуда в
НАСА взялось число 1 к 100 000. Детали этой истории я не могу вспомнить абсо-
лютно точно, но мне показалось, что мистер Уллиан ведет себя очень разумно.
Наша группа наблюдала за испытаниями, которые проводила НАСА, чтобы прове-
рить свойства уплотнений — какое давление выдерживает замазка и т.д., — мы
хотели точно узнать, что же все-таки произошло. Генерал Кутина не хотел спе-
шить с выводами, поэтому многие вещи мы просматривали снова и снова, проверяя
все свидетельства и обращая особое внимание на то, как одно согласуется с
другим.
Было ужасно много подробных дискуссий о том, что же в точности произошло за
последние несколько секунд полета, но я не обратил на это особого внимания.
Это напоминало поезд, который потерпел катастрофу, потому что на рельсах ока-
залась брешь, а мы анализировали, какие машины разбились в первую очередь,
какие — во вторую и почему какая-то машина перевернулась на бок. Я счел, что
раз поезд сошел с рельс, то все остальное неважно — все уже случилось. Мне
стало скучно.
Тогда я придумал для себя игру: «Представь, что из строя вышло что-то еще —
основные двигатели, например, — и мы занимаемся таким же интенсивным рассле-
дованием, как и сейчас: мы обнаружили бы такие же скользящие критерии и от-
сутствие процесса передачи информации?»
Я подумал, что и в этом случае сделал бы то же самое, что и всегда — выяс-
нил бы у инженеров, как работает двигатель, каковы его возможные опасные мес-
та, какие проблемы возникают и все прочее, — а потом, когда я загружусь на-
столько, что буду понимать, о чем идет речь, я буду спорить с любым, кто мне
скажет, что вероятность выхода из строя равна 1 к 100 000.
Я попросил разрешения поговорить с инженерами о двигателях. Парень говорит:
«Хорошо, я договорюсь об этом. В девять утра, завтра, подойдет?»
На следующий день к этому времени подошли трое инженеров, их начальник,
мистер Ловингуд, и несколько ассистентов — всего человек восемь или девять.
У каждого из пришедших была большая толстая тетрадь, полная бумаг, которые
были разложены по порядку. Обложка гласила:
ОТЧЕТ ПО МАТЕРИАЛУ, ПРЕДОСТАВЛЕННОМУ ЧЛЕНУ КОМИССИИ РИЧАРДУ Ф. ФЕЙНМАНУ В
МАРТЕ ЛЯ-ЛЯ-ЛЯ 1986 Г.
Я сказал: «Класс! Ребята, вы, должно быть, трудились над этим всю ночь!»
— Да нет, работы тут немного; мы просто собрали обычную документацию, кото-
рой пользуемся постоянно.
Я сказал: «Но я лишь хотел поговорить с несколькими инженерами. Существует
множество проблем, над которыми надо поработать, поэтому я не могу ожидать,
что все вы останетесь здесь и будете говорить со мной».
Но на этот раз остались все.
Мистер Ловингуд встал и начал объяснять мне все именно так, как это обычно
принято в НАСА, с помощью схем и графиков, которые соответствовали информации
в моей большой книге — само собой, не обошлось и без горошин.
Не буду докучать вам излишними подробностями, но мне хотелось понять все,
что можно о двигателе. Поэтому я беспрестанно задавал свои тупые вопросы.
Через некоторое время мистер Ловингуд говорит: «Доктор Фейнман, мы разгова-
риваем уже в течение двух часов. Нам нужно изучить 123 страницы, а пока мы
просмотрели только 20».
Моим первым порывом было сказать: «Да нет, это не отнимет так много време-
ни. В самом начале я всегда соображаю немного медленно; мне требуется некото-
рое время на то, чтобы войти в курс дела. Ближе к концу дела пойдут гораздо
быстрее».
Но потом у меня появилась вторая мысль. Я сказал: «Чтобы ускорить процесс,
я скажу вам, что я делаю, чтобы вы знали, к чему я стремлюсь. Я хочу знать,
существует ли такое же отсутствие передачи информации между инженерами и ме-
неджерами, которые работают над двигателем, какое мы обнаружили в случае с
ракета-носителями».
Мистер Ловингуд говорит: «Я так не думаю. В действительности, несмотря на
то, что сейчас я — менеджер, я имею инженерное образование».
— Хорошо, — сказал я. — Я дам каждому из вас по листу бумаги. Пожалуйста,
напишите на этом листе ответ на мой вопрос: какова, по-вашему, вероятность
того, что полет шаттла может не состояться из-за какой-нибудь поломки в этом
двигателе?
Они написали свои ответы и отдали мне листы. Один парень написал «чистота
99,44 % из ста» (он повторил лозунг фирмы, выпускающей мыло «Айвори»). 99,44
% из ста означало, что вероятность отказа двигателя примерно 1 шанс из 200.
Другой парень написал что-то очень техническое и высококоличественное в стан-
дартном статистическом варианте, аккуратно определяя все данные, что мне при-
шлось переводить на нормальные цифры — и что тоже значило 1 из 200. Третий
парень просто написал: «1 из 300».
Однако на листе мистера Ловингуда было написано:
Не могу дать количественную оценку. О надежности судят по:
• прошлому опыту;
• контролю качества при производстве;
• оценке инженеров.
— Что ж, — сказал я, — я получил четыре ответа, и один из них выказывает
попытку улизнуть. — Я повернулся к мистеру Ловингуду: «Я считаю, что Вы улиз-
нули от ответа».
— Я так не считаю.
— Вы не сказали мне, в чем Вы уверены, сэр; Вы лишь сказали, как Вы опреде-
лили свою уверенность. Я же хочу знать вот что: после того, как Вы определили
свою уверенность, чему она равна?
Он говорит: «100 %, — у инженеров отпадывают челюсти, у меня тоже; я смотрю
на него, все остальные тоже, — э, э, минус эпсилон!»
Тогда я говорю: «Хорошо, прекрасно. Теперь единственная проблема состоит в
том, чтобы узнать, ЧТО ТАКОЕ ЭПСИЛОН?»
Он говорит. Это было то же самое число, о котором нам рассказывал мистер
Уллиан: 1 к 100 000.
Я показал мистеру Ловингуду остальные ответы и сказал: «Вам будет интересно
узнать, что здесь между инженерами и менеджерами тоже есть разница — с коэф-
фициентом более 300».
Он говорит: «Сэр, я с удовольствием пришлю Вам документ, который содержит
приблизительный расчет, чтобы Вам все стало ясно»1.
Я сказал: «Большое спасибо. А теперь давайте вернемся к двигателю». Таким
образом, мы продолжили и, как я и предполагал, ближе к концу дела пошли быст-
рее . Мне нужно было понять, как работает двигатель — точную форму лопаток
турбины, как именно они вращаются и т.д., — чтобы я смог понять его проблемы.
После обеда инженеры рассказали мне обо всех проблемах двигателей: образо-
вание трещин на лопатках в кислородном насосе, образование трещин на лопатках
в водородном насосе, появление раковин и трещин на корпусе и т.д. Они искали
все эти дефекты с помощью перископов и специальных приборов после каждого
возвращения шаттла из полета.
Была также проблема под названием «субсинхронный вихрь», в процессе которо-
го вал изгибается в виде слегка параболической кривой при высокой скорости.
Износ подшипников был настолько сильным — весь этот шум и вибрации, — что вся
ситуация казалась безнадежной. Однако они нашли способ от нее избавиться.
Серьезных проблем насчитывалось порядка дюжины; примерно половина из них была
улажена.
Большинство самолетов собирают «снизу вверх» из деталей, которые уже прошли
всестороннюю проверку. Однако шаттл собирали «сверху вниз» — чтобы сэкономить
время. Но всякий раз, когда обнаруживалась проблема, для ее устранения нужно
было очень многое переделать.
Теперь мистер Ловингуд уже не говорит так много, а разные инженеры, в зави-
симости от обсуждаемой проблемы, рассказывают мне все это точно также, как я
мог бы это выяснить, если бы отправился к инженерам в «Тиоколе». Я почувство-
Позднее мистер Ловингуд прислал мне этот отчет. Там было написано что-то вроде:
«Вероятность успешного полета обязательно очень близка к 1,0», — это значит, что она
на самом деле близка к 1,0 или что она должна быть близка к 1,0? — и: «Исторически
сложилось так, что эта высокая степень успешности полета породила разницу в филосо-
фии программ полета в космос пилотируемых и непилотируемых ракет; т.е. численная ве-
роятность против суждения инженеров». Насколько я понимаю «суждение инженеров» озна-
чает, что они просто собираются выдумать числа! Вероятность выхода из строя лопатки
двигателя давалась как универсальная постоянная, будто бы все лопатки были абсолютно
одинаковыми и работали при одних и тех же условиях. Весь отчет состоял из количест-
венного определения всех параметров. Там присутствовала даже оценка каждой гайки и
каждого болта: «Вероятность разрыва трубы водородного турбонасоса высокого давления
равна ...». Такие вещи оценить невозможно; вероятность, равную 1 к 10 000 000, оценить
также практически невозможно. Было совершенно ясно, что числа, связанные с каждой
деталью двигателя, были выбраны так, чтобы при их сложении получалась вероятность 1
к 100 000.
вал огромное уважение по отношению к ним. Все они говорили очень прямо, и все
было превосходно. Мы проработали все до самого конца книги. Мы сделали это.
Потом я сказал: «А как насчет этой высокочастотной вибрации, которой одни
двигатели подвергаются, а другие — нет?»1
Все начинают суетиться, и появляется маленькая стопка бумаг. Все они акку-
ратно скреплены между собой и так же аккуратно прикрепляются в мою книгу. Все
это связано с вибрационным четырехтысячным циклом!
Быть может, я немного занудный, но я изо всех сил старался никого ни в чем
не обвинять. Я просто позволил им показать мне то, что они показали, и вел
себя так, словно не замечаю их уловок. Я являю собой не тот тип следователя,
который можно увидеть по телевидению. Такой следователь при каждом удобном
случае вскакивает со стула и обвиняет коррумпированную организацию в утаива-
нии информации. Но я ясно понимал, что они не сказали мне об этой проблеме,
пока я сам о ней не спросил. Я обыкновенно вел себя как наивный человек — ко-
торым я, в сущности, и являюсь.
Как бы то ни было, они с рвением приступили к обсуждению этой проблемы:
разволновались и начали подробно ее описывать. Я уверен, что им это было при-
ятно, потому что технари любят обсуждать технические проблемы с другими тех-
нарями, у которых может быть свое мнение или предложение, которое может ока-
заться полезным.
Они беспрестанно ссылались на проблему, которая носила какое-то сложное на-
звание — «вихревая колебательная ля-ля-ля, вызванная давлением» или что-то в
этом роде.
Я сказал: «Так вы имеете в виду свист!»
— Да, — сказали они; — это явление выказывает характеристики свиста.
Они полагали, что свист может исходить из места, где газ при высокой скоро-
сти проходит через трубу и расходится по трем другим трубам меньшего диамет-
ра, где стоят две перегородки. Они рассказали мне о том, насколько продвину-
лись в понимании проблемы.
После ухода с собрания у меня сложилось совершенно определенное впечатление
того, что я обнаружил здесь ту же игру, что и в случае с уплотнениями: руко-
водящее звено снижало критерии и принимало все большее и большее количество
ошибок, которые не были предусмотрены конструкцией прибора, а нижестоящие ин-
женеры при этом вопили: «ПОМОГИТЕ!» и «Мы же едем на КРАСНЫЙ СВЕТ!»
На следующий вечер по пути домой, в самолете, я ужинал. Намазав маслом бул-
ку, я взял маленький кусочек тонкого картона, на котором подают масло, и со-
гнул его в форме буквы U, чтобы на меня смотрели две его кромки. Я поднял эту
фигурку, подул на нее, и очень скоро она начала издавать шум, напоминающий
свист.
Вернувшись в Калифорнию, я собрал еще некоторую информацию по двигателю
шаттла и вероятности его выхода из строя. Я отправился в Рокетдайн и погово-
рил с инженерами, которые производили двигатели. Кроме того, я встретился с
консультантами по двигателю. Один из них, мистер Коверт, состоял в комиссии.
Кроме того, я узнал, что одним из консультантов этой компании был профессор
Калтеха. Он повел себя очень дружелюбно и предоставил мне большой объем ин-
06 этом я услышал от Билла Граэма. Он рассказал об одном случае, когда он, толь-
ко возглавив НАСА, просматривал какие-то отчеты и обнаружил маленькую горошину:
• «в нашей базе данных есть вибрационный четырехтысячный цикл».
Он счел эту фразу несколько нелепой и начал задавать вопросы. Пройдя весь процесс,
он обнаружил, что дело довольно серьезное: некоторые двигатели выказывали настолько
сильные вибрации, что их нельзя было использовать. Он привел эту ситуацию в качестве
примера того, насколько сложно получить информацию, пока сам не отправишься на ниж-
ние уровни и не проверишь все, что тебе нужно.
формации, а также рассказал о тех проблемах, которые есть у двигателя, и вы-
разил свое мнение по поводу вероятности его выхода из строя.
Я отправился в ЛИРД и встретил одного парня, который только что написал для
НАСА отчет о методах, используемых ФУГА1 и военными для аттестации своих га-
зотурбинных и ракетных двигателей. Мы потратили целый день, размышляя над
тем, как определить вероятность выхода из строя какой-то части механизма. Я
выучил множество новых названий — например, «Вейбулл» — определенное матема-
тическое распределение, создающее на графике определенную форму. Он сказал,
что изначально правила техники безопасности для шаттла были очень похожи на
правила ФУГА, но потом НАСА изменила их по мере возникновения проблем.
Оказалось, что Космический Центр им. Маршалла в Хантсвилле спроектировал
двигатель, Рокетдайн его производил, Локхид писал инструкции, а Космический
Центр им. Кеннеди устанавливал их на шаттл! Быть может, это была гениальная
система организации, но мне она представилась полной неразберихой. Я в ней
совсем запутался. Я не знал, говорю ли я с человеком из Маршалла, из Рокет-
дайна, из Локхида или из Кеннеди! Так что я потерялся в самой гуще всего это-
го . В течение всего это времени — марта и апреля — я столько носился взад-
вперед между Калифорнией, Алабамой, Хьюстоном, Флоридой и Вашингтоном, что
часто не помнил, какой сегодня день или где я нахожусь.
После всего этого расследования, которое я провел самостоятельно, я поду-
мал, что было бы неплохо написать небольшой отчет по двигателю для остальных
членов комиссии. Но, взглянув на свои записи на программе испытаний, я обна-
ружил некоторую путаницу: например, речь шла о «двигателе N12» и продолжи-
тельности полета «двигателя». Но ни один двигатель не был обычным: его посто-
янно ремонтировали. После каждого полета техники проверяли двигатели, смотре-
ли, сколько сломалось лопаток на роторе, сколько трещин появилось на корпусе
и т.д. Потом они ремонтировали «двигатель», надевая на него новый корпус, ус-
танавливая новый ротор или новые подшипники — они заменяли множество деталей.
Таким образом, я читал, что в каком-нибудь двигателе стоял ротор N2009, кото-
рый проработал в течение 27 минут в таком-то полете, и корпус N4091, который
проработал 53 минуты в полетах таком-то и таком-то. Все это было перепутано.
Закончив свой отчет, я захотел его проверить. Поэтому, когда я приехал в
Маршалл в следующий раз, я сказал, что хочу обсудить с инженерами несколько
сугубо технических проблем, чтобы просто проверить некоторые детали — руково-
дители на встрече мне не нужны.
На этот раз, к моему удивлению, пришли только три инженера, с которыми я
уже говорил ранее, и мы разобрались во всем.
Когда я собирался уходить, один из них сказал: «Помните вопрос, который Вы
задавали нам в прошлый раз, когда раздали листочки? Он показался нам провока-
ционным . Он был нечестным».
Я сказал: «Вы правы. Этот вопрос действительно был провокационным. Я пред-
полагал , что может произойти».
Парень говорит: «Я бы хотел исправить свой ответ. Я хочу сказать, что не
могу определить его количественно». (Это был тот самый парень, который ранее
дал самый подробный ответ.)
Я сказал: «Прекрасно. Но согласны ли Вы с тем, что вероятность выхода из
строя равна 1 к 100 000?»
— Ну, э, нет, не согласен. Я просто не хочу отвечать.
Потом другой парень говорит: «Я сказал, что вероятность равна 1 к 300, и я
по-прежнему утверждаю то же самое, но я не хочу рассказывать, как получил это
число».
Я сказал: «Все нормально. Вы не обязаны это делать».
1 Примечание для иностранных читателей: Федеральное управление гражданской авиации.
Этот человек показывает соединение секций твердотопливного раке-
та-носителя, через которое прорвались раскаленные газы, вызвав-
шие взрыв топливного бака.
Многострадальное
приложение
Все это время меня не покидало ощущение, что где-то по ходу работы вся ко-
миссия снова должна собраться вместе, чтобы мы могли поговорить друг с другом
и обсудить то, что нам удалось узнать.
Чтобы помочь подобному обсуждению, я в течение всей работы писал небольшие
отчеты: я описывал свою работу с командой, которая занималась измерением тем-
пературы (анализируя фотографии и ошибочные показания прибора); я написал о
своих беседах с мистером Ламбертом и рабочими-сборщиками и не забыл даже тот
листочек бумаги, на котором было написано «Погнали дальше». Все эти маленькие
отчеты я отправил Элу Килу, исполнителю, чтобы он распространил их среди ос-
тальных членов комиссии.
Кроме того, была еще и авантюра — расследование отсутствия передачи инфор-
мации между менеджерами и инженерами, работавшими над двигателями, — об этом
я тоже написал: дома, на своем небольшом персональном компьютере IBM. Я уже
несколько устал, а потому утратил самообладание, которое было мне необходимо,
так что отчет был написан не так аккуратно, как все остальные мои отчеты. Но
поскольку я писал его только для прочтения остальными членами комиссии, я не
стал ничего исправлять и просто отправил его доктору Килу, прикрепив записку,
которая гласила: «Я считаю, что этот отчет будет интересен остальным членам
комиссии, но Вы можете сделать с ним все, что пожелаете, — он несколько не-
сдержан в конце».
Он поблагодарил меня и сказал, что отправил мой отчет всем.
Потом я отправился в Космический Центр им. Джонсона в Хьюстоне, чтобы ис-
следовать авиационную электронику. Там была группа Салли Райд. Они расследо-
вали вопросы безопасности, разговаривая с астронавтами об их впечатлениях.
Салли познакомила меня с инженерами по программному обеспечению, и они пока-
зали мне тренажеры для астронавтов.
Все это действительно очень необычно. Там есть всевозможные имитаторы с из-
меняющейся степенью сложности, на которых тренируются астронавты. Один из них
был очень похож на настоящую машину: поднимаешься по лестнице, входишь
внутрь; в окнах компьютеры воспроизводят нужные изображения. Когда пилот пе-
редвигает рычаги управления, вид за окнами меняется.
Перед этим тренажером стояла двойная задача: обучать астронавтов и прове-
рять компьютеры. В задней части отсека, где сидит команда, располагались лот-
ки, наполненные кабелями, спускавшимися вниз через грузовой отсек и уходивши-
ми куда-то в задний отсек, где специальные инструменты моделировали сигналы
двигателей — давление, скорость течения топлива и т.п. (Кабели были доступны,
потому что техники проверяли «перекрестную наводку» — помехи в сигналах, пе-
редаваемых туда-обратно.)
Самим шаттлом управляет, главным образом, компьютер. Как только он включа-
ется и начинает работать, то внутри больше никто ничего не делает, потому что
возникает огромное ускорение. Когда шаттл достигает определенной высоты, ком-
пьютеры на некоторое время немного снижают осевую нагрузку двигателя, а по
мере увеличения разрежения воздуха снова ее поднимают. Примерно через минуту
после этого отпадают два твердотопливных ракета-носителя; еще через несколько
минут отпадает основной топливный резервуар, причем все операции контролиру-
ются компьютерами. Шаттл автоматически попадает на орбиту — астронавты просто
сидят на своих местах.
У компьютеров шаттла не хватает памяти, чтобы хранить все программы до кон-
ца полета. После попадания шаттла на орбиту астронавты вынимают некоторые
кассеты и загружают программу для следующей фазы полета — всего этих фаз
шесть. Ближе к концу полета астронавты загружают программу возвращения на
Землю.
На борту шаттла четыре компьютера, обрабатывающих одни и те же программы.
Обыкновенно все четыре компьютера работают абсолютно согласованно. Если один
компьютер выходит из согласования, то полет все равно может продолжаться. Но
если согласованно работают только два компьютера, полет необходимо прекра-
тить, и шаттл должен немедленно вернуться на Землю.
Для большей безопасности на борту есть еще и пятый компьютер, расположенный
отдельно от четырех предыдущих, с проводами, идущими по другим каналам. В
этот компьютер заложено всего две программы: программа подъема и программа
спуска. (У него едва хватает памяти на размещение двух этих программ.) Если
что-то произойдет с остальными компьютерами, то этот пятый компьютер сможет
вернуть шаттл на Землю. Его никогда нельзя использовать ни для чего другого.
Но наиболее эффектная вещь — это посадка. Как только астронавты узнают, где
они должны приземлиться, они нажимают одну из трех кнопок — обозначенных как
Эдварде, Уайт Сэндс и Кеннеди, — благодаря чему компьютер узнает, где призем-
лится шаттл. Затем несколько маленьких ракет его немного замедляют и вводят в
атмосферу под почти прямым углом. Это опасная часть, во время которой нагре-
вается все покрытие.
В течение этого времени астронавты ничего не видят, и все изменяется на-
столько быстро, что снижение должно проводиться автоматически. На высоте око-
ло 35 000 футов шаттл замедляется до скорости, не превышающей скорость звука,
и тогда им можно управлять вручную, если возникнет такая необходимость. На
высоте же в 4 000 футов происходит нечто, что выполняет не компьютер: пилот
нажимает на кнопку, чтобы опустить шасси.
Я нашел это очень странным — глупость, которая, очевидно, связана с психо-
логией пилотов: они герои в глазах публики; все считают, что именно они
управляют шаттлом, тогда как истина в том, что им не нужно ничего делать до
того момента, когда они нажимают кнопку, чтобы опустить шасси. Для них просто
невыносима мысль, что, на самом деле, им делать нечего.
Я считал более безопасным тот вариант, когда шасси опускались бы компьюте-
ром на тот случай, если астронавты по какой-то причине потеряют сознание. Ин-
женеры-программисты со мной согласились и добавили, что если опустить шасси
раньше или позднее нужного времени, то возникнет очень опасная ситуация.
Инженеры рассказали мне, что наземное управление может послать на шаттл
сигнал спуска шасси, но подобное дублирование создавало некоторую неуверен-
ность : что произойдет, если пилот, находясь в полубессознательном состоянии,
считает, что шасси должны опуститься в определенное время, а контролер на
земле знает, что это время ошибочно? Было бы гораздо лучше, если бы всем про-
цессом управлял компьютер.
Раньше пилоты также управляли тормозами. Однако это создавало множество
проблем: если вы слишком много тормозили в начале посадочной полосы, то к ее
концу тормозная колодка стиралась до основания, так что вы не могли остано-
виться! Тогда программистов попросили написать компьютерную программу для
управления тормозами. Сначала астронавты возражали против подобной перемены,
но теперь они довольны, так как автоматический тормоз работает просто превос-
ходно .
Несмотря на то, что в Джонсоне пишут много превосходных программ, компьюте-
ры, которыми оборудован шаттл, настолько устарели, что их уже даже не произ-
водят . Они оснащены памятью старого типа, состоящей из маленьких ферритовых
сердечников, через которые проходят проводки. Тем временем, мы уже разработа-
ли гораздо лучшее аппаратное обеспечение: современные кристаллы памяти гораз-
до меньше старых, обладают гораздо большей емкостью и гораздо более надежны.
Они содержат внутренние коды исправления ошибок, которые автоматически под-
держивают память в хорошем состоянии. С помощью современных компьютеров мы
можем создавать отдельные программные модули, так что изменение полезной на-
грузки не станет требовать грандиозного изменения программ.
Из-за огромных инвестиций, сделанных в имитаторы полета и все остальное ап-
паратное обеспечение, начинать все заново и заменять миллионы строк программ,
которые создавались постепенно, было бы очень дорого.
Я узнал, как программисты разрабатывали авиационную электронику для шаттла.
Одна группа создавала части программ. После этого части объединялись в огром-
ные программы, которые тестировала независимая группа.
Когда обе группы приходили к выводу, что все ошибки устранены, они проводи-
ли имитацию всего полета, во время которой проверяется каждая часть системы
шаттла. Для таких случаев у них был особый принцип: эта имитация — не просто
упражнение по проверке состояния программ; это реальный полет — если сейчас
что-то выйдет из строя, то это очень серьезно, как если бы на борту шаттла
действительно были астронавты и у них возникли проблемы. Речь идет о вашей
репутации.
За много лет, в течение которых они этим занимались, выход из строя проис-
ходил всего шесть раз на этапе имитации полета и ни одного раза во время ре-
ального полета.
Таким образом, было похоже, что программисты знают свое дело: они знали,
что их работа жизненно важна для шаттла, но представляет собой потенциальную
опасность, поэтому они были в высшей степени аккуратны. Они писали программы
управления очень сложными механизмами в среде с радикально изменяющимися ус-
ловиями — программы, измеряющие эти изменения, выказывают гибкость в своих
ответных сигналах и поддерживают высокую точность и безопасность. Я бы ска-
зал, что в некоторых отношениях они когда-то занимали важнейшее место в том,
что касается обеспечения качества в роботизированных или интерактивных компь-
ютерных системах, но из-за устаревшего аппаратного обеспечения теперь об этом
не может быть и речи.
Я не исследовал авиационную электронику столь же тщательно, как двигатели,
поэтому, быть может, я несколько голословен, но сам я так не считаю. Инженеры
и руководители отлично находили общий язык друг с другом и внимательно следи-
ли за тем, чтобы не снижать критерии безопасности.
Я сказал программистам, что считаю их систему и их отношение к своей работе
очень хорошим.
Один парень пробормотал что-то насчет шишек из НАСА, которые хотят урезать
финансирование тестирования программ, чтобы сэкономить деньги: «Они постоянно
твердят, что мы всегда проходим тесты, так в чем смысл такого их количества?»
До отъезда из Хьюстона я продолжил свое тайное расследование слуха о том,
что Белый Дом надавил на НАСА с тем, чтобы шаттл был запущен. Хьюстон являет-
ся коммутационным центром, поэтому я отправился к специалистам по телеметрии
и спросил их о системе коммутации. Я проделал все то же самое, что и во Фло-
риде — люди отнеслись ко мне так же хорошо, — но на этот раз я узнал, что ес-
ли бы астронавты захотели связаться с Конгрессом, Белым Домом или чем-то еще,
то они должны были предупредить центр за три минуты — не за три месяца, не за
три дня, не за три часа, — за три минуты. А потому они могут это сделать, ко-
гда захотят, и заранее ничего не нужно записывать. Так что это был тупик.
Однажды я поговорил об этом слухе с репортером из «Нью-Йорк Тайме». Я спро-
сил его: «Как вы выясняете истинность подобных слухов?»
Он говорит: «Я подумал, что могу, по крайней мере, поговорить с людьми, ко-
торые работают с системой коммутации. Я попробовал это, но мне не удалось ни-
чего узнать».
В течение первой половины апреля группа генерала Кутины получила оконча-
тельные результаты испытаний, которые НАСА проводила в Маршалле. НАСА прило-
жила свою собственную интерпретацию результатов, но мы подумали, что должны
написать все заново, по-своему. (Единственным исключением стали те случаи,
когда испытания ничего не показали.)
Генерал Кутина создал в Маршалле целую систему для написания отчета нашей
группы. Этот процесс длился два дня. Но прежде чем мы смогли хоть чего-то
достигнуть, мы получили от мистера Роджерса послание: «Возвращайтесь в Ва-
шингтон . Вы не должны писать свой отчет там».
Таким образом, мы отправились в Вашингтон, и генерал Кутина выделил для ме-
ня офис в Пентагоне. Офис был замечательным, но у меня не было секретаря, по-
этому я не мог работать быстро.
Бил Граэм всегда очень мне помогал, поэтому я позвонил ему. Он устроил так,
что я занял кабинет одного из его подчиненных — тот был в отъезде — и смог
воспользоваться услугами его секретаря. Она очень и очень мне помогла: она
могла записывать информацию с той же скоростью, с какой я говорил, а потом
она все редактировала, исправляя мои ошибки. Мы очень напряженно трудились в
течение двух или трех дней и написали, таким образом, большие разделы отчета.
Все получалось очень хорошо.
Нил Армстронг, который тоже входил в нашу группу, очень умело излагал свои
мысли на бумаге. Он мог посмотреть на мою работу и немедленно найти любое
слабое место, и каждый раз оказывался прав, что производило на меня очень
сильное впечатление.
Каждая группа писала одну или две главы основного отчета. Наша группа писа-
ла какую-то часть «Главы 3: Катастрофа», но основной нашей задачей была «Гла-
ва 4: Причина катастрофы». Однако одним из результатов такой системы стало
то, что мы так и не встретились, чтобы обсудить, что узнала каждая группа —
прокомментировать открытия друг друга с разных точек зрения. Вместо этого мы
занимались тем, что называется «правкой» — или тем, что мистер Хотц позднее
назвал «высечением надписи на надгробной плите», — исправлением пунктуации,
улучшением предложений и т.п. Мы так и не обсудили свои идеи по-настоящему,
кроме разве что нескольких случаев, когда такое обсуждение возникало в про-
цессе правки.
Например, возникал вопрос: «В этом предложении о двигателях следует употре-
бить вот эти слова или вот те?»
Тогда я пытался дать начало небольшой дискуссии. «По моим собственным ощу-
щениям, я получил впечатление, что двигатели далеко не так хороши, как вы
здесь утверждаете...»
Тогда они говорили: «Что ж, мы воспользуемся более консервативной формули-
ровкой», — и переходили к следующему предложению. Возможно, это очень эффек-
тивный способ быстрого написания отчета, но мы проводили одно заседание за
другим, занимаясь исключительно исправлением слов.
Время от времени мы прерывались, чтобы обсудить типографские проблемы и
цвет обложки. И после каждого обсуждения нас просили проголосовать. Я считал,
что лучше всего голосовать за тот же цвет обложки, который был выбран на про-
шлом заседании, но в результате всегда оставался в меньшинстве! В конце кон-
цов, мы выбрали красный цвет. (Книга вышла в обложке синего цвета.)
Однажды я разговаривал с Салли Райд о чем-то, что упоминал в своем отчете о
двигателях, но, судя по всему, она об этом не знала. Я сказал: «Разве Вы не
видели мой отчет?»
Она говорит: «Нет, мне его никто не давал».
Тогда я иду в офис Кила и говорю: «Салли утверждает, что у нее нет копии
моего отчета».
Он изображает удивление и поворачивается к своему секретарю. «Пожалуйста,
сделайте копию отчета доктора Фейнмана для доктора Райд».
Потом я узнаю, что моего отчета не видел и мистер Эчесон.
— Сделайте копию и отдайте ее мистеру Эчесону.
В конце концов, я все понял и сказал: «Доктор Кил, я думаю, что моего отче-
та не видел никто».
Тогда он говорит своему секретарю: «Пожалуйста, сделайте копии для всех
членов комиссии и раздайте им».
В конце концов, я ему сказал: «Я ценю ту работу, которую Вы выполняете, и я
понимаю, что трудно запомнить все. Но мне казалось, что Вы сказали мне, что
показали мой отчет всем».
Он говорит: «Ну, я имел в виду всем, кто здесь работает».
Позднее, во время разговора с людьми, которые там работали, я узнал, что
они тоже не видели моего отчета.
Когда остальные члены комиссии наконец-то увидели мой отчет, большинство
сочли его очень хорошим и предложили включить его в какую-нибудь часть общего
отчета комиссии.
Получив такую поддержку, я постоянно поднимал вопрос о своем отчете. «Мне
бы хотелось устроить заседание, чтобы обсудить, что нам с этим делать», — не
переставал твердить я.
— Мы устроим заседание по этому поводу на следующей неделе, — таков был
стандартный ответ. (Мы были слишком заняты правкой и голосованием по поводу
цвета обложки.)
Мало-помалу я осознал, что мой отчет, в том виде, в каком он был написан,
потребовал бы долгой правки, а времени у нас уже не было. Тогда кто-то пред-
ложил , чтобы мой отчет был оформлен как приложение. Тогда его не нужно будет
править, чтобы он соответствовал основному тексту.
Однако некоторые члены комиссии настаивали на том, чтобы мой отчет был ка-
ким-то образом присоединен к основному: «Приложения выйдут только через не-
сколько месяцев, поэтому если Ваш отчет выйдет в качестве приложения, то его
никто не будет читать», — сказали они.
Однако я решил пойти на компромисс и согласиться на то, чтобы отчет вышел в
виде приложения.
Но теперь возникла новая проблема: мой отчет, который я написал дома на
своем текстовом процессоре, нужно было перевести из формата IBM в большую
систему документации, которую использовала комиссия. Это можно было сделать с
помощью оптического сканирующего прибора.
Однако мне нужно было немного побегать, чтобы найти нужного человека, кото-
рый смог бы это сделать. Потом это было сделано не сразу. Когда я спросил,
что произошло, этот парень сказал мне, что потерял копию, которую я ему дал.
Поэтому мне пришлось дать ему еще одну копию.
Через несколько дней я закончил писать отчет по авиационной электронике и
решил объединить его со своим отчетом по двигателям. Тогда я взял свой новый
отчет, принес его к тому парню и сказал: «Я хочу объединить этот отчет с пре-
дыдущим» .
Потом мне по каким-то причинам понадобилось посмотреть копию своего нового
отчета, но парень дал мне старую копию, в которой не было информации по авиа-
ционной электронике. «А где последний вариант моего отчета?» — спросил я.
— Я не могу его найти, — и т. д. Я уже не помню всех деталей этой истории,
но, по-моему, мой отчет постоянно либо отсутствовал, либо в наличии была лишь
его часть. Быть может, это действительно были всего лишь какие-то промахи, но
их было слишком много. Так что мне пришлось побороться за право моего отчета
на существование.
Потом в последнюю пару дней, когда основной отчет уже был готов к отправле-
нию в печать, доктор Кил захотел, чтобы мой отчет тоже был исправлен, несмот-
ря на то, что он идет в качестве приложения. Тогда я отнес его к постоянно
работающему там редактору, способному человеку по имени Хансен, и он откор-
ректировал мой отчет, не изменяя его смысла. Потом его вернули в машину под
названием «Вариант N23» — он прошел множество переработок.
(Кстати: 23 варианта имело все. Кто-то заметил, что компьютеры, которые
должны увеличивать скорость выполнения нами разных действий, не увеличили
скорость написания нами отчета: раньше мы делали всего 3 варианта — так как
их очень трудно печатать, — теперь же мы производим 23 варианта!)
На следующий день я увидел, что Кил работает над моим отчетом: он обводил в
круги целые его части, а потом перечеркивал их крестом; там были всевозможные
мысли. Он объяснил: «Эту часть можно вычеркнуть, потому что она в большей или
меньшей степени говорит о том же, о чем мы уже написали в основном отчете».
Я попытался объяснить, что гораздо проще проследить за логикой, когда все
мысли вытекают одна из другой, а не тогда, когда все разбросано маленькими
кусочками по всему отчету. «Как никак, — сказал я, — это будет всего лишь
приложение. Так что не будет ничего страшно, если какие-то мысли в нем повто-
рятся» .
Доктор Кил вернул некоторые части моего отчета на свои места там, где я его
об этом попросил, но в отчете по-прежнему отсутствовало так много всего, что
он уже не был похож на то, что представлял собой ранее.
Десятая
рекомендация
Где-то в мае, на одном из наших последних заседаний, мы нашли время, чтобы
составить список возможных рекомендаций. Кто-нибудь говорил: «Быть может, нам
следует обсудить учреждение совета по безопасности».
— Хорошо, запишем.
Я думаю: «Наконец-то! У нас будет обсуждение!»
Но потом оказывается, что этот предварительный список тем становится реко-
мендациями — чтобы был совет по безопасности, чтобы было это, чтобы было то.
Единственное обсуждение состояло в том, что следует записать в первую оче-
редь , что во вторую и т.д.
Однако было еще много всего, что мне хотелось бы обсудить более подробно.
Например, в отношении совета по безопасности можно было спросить: «Не случит-
ся ли так, что подобная комиссия просто добавит еще один слой к уже и так
чрезмерно разросшейся бюрократии?»
Советы по безопасности существовали уже и раньше. В 1967 году после катаст-
рофы, произошедшей с Аполлоном, комиссия по расследованию создала специальный
совет по безопасности. Последний проработал какое-то время, но потом прекра-
тил свою деятельность.
Мы не обсуждали, почему первые советы по безопасности утратили свою эффек-
тивность ; вместо этого мы просто предложили учредить еще большее количество
советов по безопасности: мы назвали их «Независимая Комиссия по Контролю за
Проектированием Двигателей Твердотопливных Ракет», «Совещательный Комитет по
Безопасности Системы Транспортировки Шаттла» и «Служба Безопасности, Надежно-
сти и Обеспечения Качества». Мы решили, кто будет контролировать каждый совет
по безопасности, но мы не обсудили, было ли у советов по безопасности, соз-
данных нами, больше шансов на эффективную деятельность, можем ли мы усовер-
шенствовать существующие советы так, чтобы они заработали, или стоит ли их
учреждать вообще.
Я во многом уверен не настолько, насколько в этом уверены все остальные. Я
считаю, что, прежде чем что-то делать, нужно это обдумать, а мы недостаточно
думали вместе. Быстрые решения важных вопросов — не самый хороший вариант, а
при той скорости, с которой мы двигались, мы были просто обречены на то, что-
бы дать несколько непрактичных рекомендаций.
Мы закончили перестановку возможных рекомендаций, немного их подправили, а
потом проголосовали по списку. Это был странный метод, к которому я не при-
вык. Фактически, у меня появилось ощущение, что кто-то навязывает нам свое
мнение: все уже каким-то образом решено, причем не нами.
Как бы то ни было, на нашем последнем заседании, мы пришли к общему мнению
по поводу девяти рекомендаций. Многие члены комиссии после того заседания уе-
хали домой, но я должен был уехать в Нью-Йорк только через несколько дней,
поэтому я остался в Вашингтоне.
На следующий день я случайно оказался в офисе мистера Роджерса с Нилом Арм-
стронгом и еще одним членом комиссии, когда Роджерс говорит: «Я подумал, что
нам нужна десятая рекомендация. Все в нашем отчете настолько негативно, что,
по-моему, нам для равновесия нужно поставить что-нибудь позитивное в конце».
Он показывает мне лист бумаги, который гласит:
Комиссия настоятельно рекомендует, чтобы НАСА продолжала получать поддержку
администрации президента и всего народа. Ее деятельность составляет нацио-
нальный ресурс и играет критическую роль в исследовании и развитии космиче-
ского пространства. Она также составляет символ национальной гордости и тех-
нологического превосходства. Комиссия рукоплещет прошлым эффектным достижени-
ям НАСА и предвосхищает впечатляющие достижения в будущем. Полученные сведе-
ния и рекомендации, представленные в этом отчете, имеют своим намерением сде-
лать вклад в будущие успехи НАСА, которые нация ждет и требует ввиду прибли-
жения 21 века.
За четыре месяца нашей работы в качестве комиссии мы никогда не обсуждали
ни одного подобного политического вопроса, поэтому мне казалось, что нет ни-
какой причины вставлять подобную рекомендацию в наш отчет. И хотя я не хочу
сказать, что не согласен с этим, истинность данной рекомендации также нельзя
назвать очевидной. Я сказал: «Я полагаю, что эта десятая рекомендация неуме-
стна» .
По-моему, я слышал, как Армстронг сказал: «Что ж, если кто-то против, то
мне кажется, что эту рекомендацию вставлять не нужно».
Но Роджерс продолжал давить на меня. Мы немного поспорили, но потом мне
пришлось улететь в Нью-Йорк.
В самолете я еще подумал о десятой рекомендации. Я хотел аккуратно изложить
свои аргументы против нее в письменном виде, поэтому, когда я добрался до
своего отеля в Нью-Йорке, я написал мистеру Роджерсу письмо, в конце которого
добавил: «Эта рекомендация напоминает мне смотр готовности полета, проводимый
НАСА: „Есть несколько критических проблем, но не обращайте на них внимания —
продолжайте летать !ЛЛ» .
Была суббота, и мне хотелось, чтобы мистер Роджерс прочитал мое письмо до
понедельника. Поэтому я позвонил его секретарю — все работали по семь дней в
неделю, чтобы вовремя подготовить отчет — и сказал: «Мне бы хотелось продик-
товать вам письмо; могу ли я это сделать?»
Она говорит: «Конечно! Чтобы сэкономить вам деньги, я сейчас же Вам пере-
звоню» . Она перезванивает мне, я диктую письмо, и она вручает его прямо в ру-
ки Роджерса.
Когда я вернулся в понедельник, мистер Роджерс сказал: «Доктор Фейнман, я
прочитал Ваше письмо и согласен со всем, что в нем написано. Но Вы остались в
меньшинстве».
— В меньшинстве? Но как я мог остаться в меньшинстве, если заседания не бы-
ло?
Кил тоже присутствовал во время этого разговора. Он говорит: «Мы позвонили
всем, и все согласились с этой рекомендацией. Все проголосовали за нее».
— Я считаю, что это нечестно! — запротестовал я. — Если бы я мог предста-
вить свои аргументы другим членам комиссии, то думаю, что не остался бы в
меньшинстве. — Я не знал, что мне делать, поэтому сказал: «Я хочу сделать ко-
пию письма».
Когда я вернулся, Кил говорит: «Мы только что вспомнили, что не обсуждали
этот вопрос с Хотцем, потому что он был на каком-то заседании. Мы забыли уз-
нать его мнение».
Я не знал, что с этим делать, но позднее выяснил, что мистер Хотц находился
в том же здании, неподалеку от копировального аппарата.
Позднее я поговорил о десятой рекомендации с Дэвидом Эчесоном. Он объяснил:
«На самом деле эта рекомендация не имеет никакого значения; это лишь ложка
меда в бочке дегтя».
Я сказал: «Что ж, если она не имеет никакого значения, то в ней нет никакой
необходимости».
— Если бы это была комиссия Государственной Академии Наук, то Ваши возраже-
ния были бы вполне уместны. Но не забывайте, — говорит он, — это Президент-
ская комиссия. Мы должны сказать что-то и для президента.
— Я не понимаю разницы, — сказал я. — Почему я не могу подойти к написанию
отчета для президента с тех же точных и научных позиций?
Однако наивность работает не всегда: мой аргумент не возымел никакого эф-
фекта. Эчесон продолжал твердить мне, что я делаю из мухи слона, а я продол-
жал утверждать, что эта рекомендация делает наш отчет менее эффективным и не
должна в нем присутствовать.
Так что все закончилось следующим: «Комиссия настоятельно рекомендует, что-
бы НАСА продолжала получать поддержку администрации президента и всего наро-
да... » — та самая «ложка меда» для «равновесия» отчета.
Пока я летел домой, я думал про себя: «Забавно, что единственная часть от-
чета, которая действительно уравновешена, — это мой собственный отчет: я го-
ворил много негативного о двигателе и много позитивного об авиационной элек-
тронике. И мне пришлось бороться с начальством, чтобы мой отчет был вставлен
в общий, хотя бы как вшивое приложение!»
Я подумал о десятой рекомендации. Все рекомендации были основаны на обнару-
женных нами свидетельствах, кроме этой последней, которая была абсолютно бес-
почвенной . Я прекрасно видел, как капает белая краска, которой покрыли отчет.
Эта рекомендация была очевидной ошибкой! Из-за нее наш отчет выглядел плохо.
Я очень переживал.
Приехав домой, я поговорил со своей сестрой, Джоан. Я рассказал ей о деся-
той рекомендации и о том, как я остался «в меньшинстве».
— А ты позвонил хоть одному из остальных членов комиссии, чтобы самому по-
говорить с ним? — спросила она.
— Ну, я говорил с Эчесоном, но он был за рекомендацию.
— А как насчет остальных?
— Э, нет. — Тогда я позвонил трем другим членам комиссии — назову их А, Б и
В.
Я звоню А, который говорит: «Какая десятая рекомендация?»
Я звоню Б, который говорит: «Десятая рекомендация? О чем ты говоришь?»
Я звоню В, который говорит: «Разве ты не помнишь, разиня? Я был в офисе,
когда Роджерс впервые рассказал о ней нам, и я не вижу в ней ничего плохого».
Оказалось, что о десятой рекомендации знали только те люди, которые находи-
лись в офисе Роджерса, когда тот сказал нам о ней. Больше я не стал никому
звонить. С меня хватит — я счел ненужным открывать все сейфы, чтобы удостове-
риться, что все комбинации1 одинаковы!
Потом я рассказал Джоан о своем отчете — насколько его выхолостили, несмот-
ря на то, что он шел в качестве приложения.
Она говорит: «Что ж, если они поступили с твоим отчетом таким образом, то
что ты сделал, работая в этой комиссии? Каковы результаты твоей работы?»
— Ага!
Я отправил мистеру Роджерсу телеграмму:
ПОЖАЛУЙСТА, УБЕРИТЕ С ОТЧЕТА МОЮ ПОДПИСЬ В ТОМ СЛУЧАЕ, ЕСЛИ НЕ БУДУТ
ВЫПОЛНЕНЫ ДВЕ ВЕЩИ: 1) В ОТЧЕТЕ НЕ БУДЕТ ДЕСЯТОЙ РЕКОМЕНДАЦИИ 2) МОЙ ОТЧЕТ
ПОЯВИТСЯ БЕЗ ИЗМЕНЕНИЙ ПО ВАРИАНТУ N23.
(К этому времени я знал, что мне следует определять все очень точно.)
Чтобы получить номер желаемого варианта отчета, я позвонил мистеру Хотцу,
который отвечал за систему документации и издание отчета. Он прислал мне Ва-
риант N23, чтобы в худшем случае я сам мог его опубликовать.
Эта телеграмма привела к тому, что Роджерс и Кил попытались вступить со
мной в переговоры. Они попросили генерала Кутину быть посредником, потому что
знали, что он — мой друг. Но они не знали, что он мой хороший друг!
Кутина говорит: «Здравствуйте, профессор, я просто хотел Вам сказать, что
на мой взгляд, Вы все делаете правильно. Однако мне поручили отговорить Вас
от этого, поэтому сейчас я буду приводить Вам аргументы в пользу другого ва-
рианта» .
— Не бойся! — сказал я. — Я не собираюсь менять свое мнение. Просто приводи
свои аргументы и не бойся.
Фейнман ссылается на рассказ «Ты шнифер, и я шнифер», который был изложен в книге
«Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!».
Первый аргумент состоял в том, что если я не приму десятую рекомендацию, то
они не примут мой отчет, даже в качестве приложения.
Это меня не волновало, так как я всегда мох1 самостоятельно опубликовать
свой отчет.
Все остальные аргументы были в том же духе: ни один из них не был веским, и
ни один не возымел никакого действия. Я очень хорошо обдумал то, что делаю,
поэтому просто оставался при своем мнении.
Потом Кутина предложил компромисс: они согласны опубликовать мой отчет в
том виде, в каком я его написал, за исключением одного предложения почти в
конце.
Я посмотрел на это предложение и понял, что уже выразил свое мнение в пре-
дыдущем абзаце. Повторение того же самого момента было равносильно полемике,
так что удаление этой фразы делало мой отчет даже лучше. Я принял этот ком-
промисс .
Потом я предложил компромисс по поводу десятой рекомендации: «Если они хо-
тят сказать что-то хорошее насчет НАСА в конце, пусть они просто не называют
это рекомендацией, так чтобы люди знали, что это не относится к классу реко-
мендаций : назовите ее «заключительной мыслью», если вы так хотите. И чтобы не
возникло путаницы, не используйте слова «настоятельно рекомендует». Просто
скажите «Комиссия советует, чтобы НАСА продолжала получать поддержку админи-
страции президента и всего народа». Все остальное может остаться без измене-
ний» .
Немного спустя мне звонит Кил: «Можем ли мы сказать «настоятельно совету-
ет»?»
— Нет. Просто «советует».
— Хорошо, — сказал он. И это было окончательное решение.
Встречи
с прессой
Я поставил свое имя на основном отчете, мой собственный отчет вышел в каче-
стве приложения к основному, и все было в порядке. В начале июня мы вернулись
в Вашингтон и вручили свой отчет президенту на церемонии, которая проходила в
Роуз-Гарден. Церемония состоялась в четверг. На суд публики отчет можно было
представить только в следующий понедельник, чтобы президент мог его предвари-
тельно изучить.
Тем временем газетчики трудились как демоны: они знали, что наш отчет готов
и старались обскакать друг друга, чтобы первыми опубликовать сенсационный ма-
териал, который в нем содержался. Я знал, что они будут звонить мне денно и
нощно, и боялся сказать в отношении технических вопросов что-нибудь, что даст
им какой-нибудь намек.
Однако репортеры очень умны и упорны. Они скажут: «Мы слышали то-то и то-то
— это правда?» И очень скоро в газетах появляется то, что, как вам кажется,
вы им не говорили!
Я определенно решил не говорить им по поводу отчета ни слова до тех пор,
пока он не выйдет для всей публики, в понедельник. Мой друг убедил меня пойти
на «Час новостей Мак-Нила/Лерера», поэтому я согласился на вечернее шоу, ко-
торое должно было состояться в понедельник.
Кроме того, я попросил своего секретаря назначить пресс-конференцию во
вторник в Калтехе. Я сказал: «Скажите репортерам, которые хотят поговорить со
мной, что сейчас у меня нет никаких комментариев ни по одному вопросу: я с
удовольствием отвечу на любые их вопросы на своей пресс-конференции, которая
состоится во вторник».
Во время уикэнда, который я провел в Вашингтоне, журналисты каким-то обра-
зом узнали, что я угрожал убрать свое имя из отчета. Какая-то газета в Майами
начала развивать эту тему, и очень скоро уже все газеты проходились по исто-
рии моего спора с Роджерсом. Когда репортеры, которые привыкли, что все про-
исходящее в Вашингтоне обычно скрывается, услышали: «Мистеру Фейнману нечего
сказать; он ответит на все ваши вопросы на своей пресс-конференции во втор-
ник», — им это показалось подозрительным: так, будто бы спор все еще продол-
жается, а эту пресс-конференцию я устраиваю, чтобы объяснить, почему я снял
свое имя с отчета.
Однако я ничего не знал обо всем этом. Я настолько изолировал себя от прес-
сы , что даже не читал газет.
В воскресенье вечером мистер Роджерс устроил для комиссии прощальный ужин в
каком-то клубе. После того, как мы поужинали, я сказал генералу Кутине: «Я
больше не могу оставаться. Мне нужно уйти немного раньше».
Он говорит: «Что может быть настолько важным?»
Я не хочу говорить.
Он выходит вместе со мной, чтобы посмотреть, что это за «важное» нечто.
Этим оказывается ярко-красная спортивная машина, в которой сидят две прекрас-
ные блондинки в ожидании, когда они смогут умчать меня.
Я сажусь в машину. Мы уже почти готовы сорваться, оставив генерала Кутину в
полной растерянности и непонимании, когда одна из блондинок говорит: «О! Ге-
нерал Кутина! Я мисс Такая-то. Я несколько недель назад брала у вас интервью
по телефону».
Тогда он понял. Это были репортеры из «Часа Новостей Мак-Нила/Лерера».
Они были очень милы, мы поболтали о том, о сем, что будет в вечернем шоу в
понедельник. Во время разговора я упомянул, что собираюсь устроить во вторник
свою пресс-конференцию, во время которой представлю свой отчет — несмотря на
то, что он выйдет в качестве приложения только через три месяца. Они сказали,
что мой отчет, судя по всему, представляет интерес, и они хотели бы его уви-
деть. К этому времени мы уже успели подружиться, так что я дал им копию сво-
его отчета.
Они высадили меня у дома моей двоюродной сестры, где я остановился. Я рас-
сказал Франсис о шоу и о том, как я отдал репортерам копию своего отчета.
Франсис в ужасе схватилась за голову.
Я сказал: «Да, это была дурацкая ошибка! Я лучше позвоню им и скажу не ис-
пользовать этот отчет».
По тому, как Франсис покачала головой, я понял, что это будет не так про-
сто!
Я позвонил одной из девушек: «Я прошу прощения, но я совершил ошибку: мне
не следовало давать вам свой отчет, поэтому я бы предпочел, чтобы вы его не
использовали».
— Мы занимаемся бизнесом, связанным с новостями, доктор Фейнман. Цель наше-
го бизнеса — добывать новости, а ваш отчет достоин освещения в печати. Не ис-
пользовать его было бы против наших инстинктов и практики.
— Я знаю, но я очень наивен в отношении таких вещей. Я просто допустил
ошибку. Это нечестно по отношению к другим репортерам, которые придут на
пресс-конференцию во вторник. Понравилось бы вам, если бы вы пришли на пресс-
конференцию, а парень, который ее организовал, по ошибке отдал свой отчет ко-
му-то другому? Я думаю, что вы можете это понять.
— Я переговорю со своей коллегой и перезвоню Вам.
Два часа спустя они звонят мне — обе на проводе — и пытаются объяснить, по-
чему они должны использовать мой отчет: «В нашем бизнесе совершенно обычное
дело, когда мы добываем у кого-то документ так, как мы добыли его у Вас, это
означает, что мы можем его использовать».
— Я прекрасно понимаю, что в вашем бизнесе есть свои традиции и уважаю их,
но я ничего об этом не знаю, поэтому, пожалуйста, окажите мне любезность, не
используйте мой отчет.
Мы еще немного так побеседовали. Потом опять: «Мы вам перезвоним», — и еще
одна долгая задержка. По длительности этих задержек я мох1 понять, что им
очень сложно разрешить эту проблему.
Я был в очень хорошем расположении духа, по какой-то причине. Я уже проиг-
рал и знал, что мне нужно, так что мох1 легко сосредоточиться. Я без труда на-
девал маску полного идиота — коим я обычно и являюсь, когда попадаю в реаль-
ный мир — и полагал, что нет такого закона природы, который гласил бы, что
мне нужно сдаться. Я просто продолжал идти своим путем, без малейших колеба-
ний.
Все это продолжалось до поздней ночи: час, два часа; мы все еще над этим
работаем. «Доктор Фейнман, давать кому-то документ, а потом отбирать его —
очень непрофессионально. Люди в Вашингтоне так себя не ведут».
— Но ведь совершенно очевидно, что я ничего не знаю о Вашингтоне. Но именно
так я себя веду — как дурак. Мне очень жаль, поэтому, пожалуйста, окажите мне
любезность, не используйте мой отчет.
Потом одна из них говорит: «Если мы все же используем Ваш отчет, значит ли
это, что Вы не пойдете на шоу?»
— Я этого не говорил; это сказали Вы.
— Мы Вам перезвоним.
Еще одна задержка.
На самом деле я еще не принял решение насчет того, откажусь ли я пойти на
шоу, потому что я все еще считал возможным исправить свою ошибку. Когда я об
этом подумал, то счел, что не могу законно на этом сыграть. Но, когда одна из
девушек сделала ошибку, предложив такой вариант, я сказал: «Я этого не гово-
рил; это сказали вы» — очень холодно, — словно желая сказать: «Я вам не угро-
жаю, но ты, милочка, сама все понимаешь!»
Они перезвонили мне и сказали, что не станут использовать мой отчет.
Когда я отправился на шоу, мне не показалось, что хотя бы один из вопросов
был основан на моем отчете. Мистер Лерер спросил меня, не было ли проблем ме-
жду мной и мистером Роджерсом, но я увильнул: сказал, что их не было.
По окончании шоу девушки-репортеры сказали мне, что, на их взгляд, шоу про-
шло замечательно и без моего отчета. Мы расстались по-хорошему.
Той ночью я самолетом вернулся в Калифорнию и провел свою пресс-конференцию
во вторник в Калтехе. Пришло множество репортеров. Некоторые задавали вопросы
по поводу моего отчета, но большинство интересовал слух о том, что я угрожал
убрать свое имя с отчета комиссии. И я обнаружил, что снова и снова повторяю
им, что у меня не было никаких проблем с мистером Роджерсом.
Раздумья
Сейчас, когда я провел больше времени, размышляя обо всем произошедшем, я
понимаю, что мне все же нравится мистер Роджерс, и мне кажется, что все, в
общем-то, прошло хорошо. Я считаю, что он замечательный человек. За время ра-
боты комиссии я сумел оценить его таланты и его способности и очень его ува-
жаю. Мистер Роджерс — очень хороший и спокойный человек, так что я оставляю
возможность — не как подозрение, но как нечто неизвестное, — что он мне нра-
вится, потому что он знал, как сделать так, чтобы мне понравиться. Я предпо-
читаю считать, что он действительно прекрасный человек и что он именно такой,
каким кажется. Но я пробыл в Вашингтоне достаточно долго, чтобы знать, что я
могу и ошибаться.
Я не совсем уверен, что мистер Роджерс думает обо мне. Он создает у меня
впечатление, что, несмотря на то, что вначале я был для него как геморрой, он
все же очень хорошо ко мне относится. Возможно, я ошибаюсь, но если он отно-
сится ко мне так же, как отношусь к нему я, то это здорово.
Мистер Роджерс, будучи юристом, выполнял сложную работу по руководству ко-
миссией, расследующей, в сущности, проблему технического характера. С помощью
доктора Кила он, по-моему, отлично справился с ее технической стороной. Одна-
ко меня поразили те странные вещи, которые были связаны с большими шишками в
НАСА.
Всякий раз, когда мы разговаривали с руководителями высшего звена, они бес-
престанно твердили, что ничего не знали о проблемах, возникавших внизу. То же
самое мы получаем и в слушаниях по делу «Иран-Контра»1, но в то время такая
ситуация была для меня в новинку: либо парни, которые занимают высокие посты,
действительно не знали ничего, но они просто должны были знать, либо они зна-
ли , тогда они нам лгут.
Когда мы узнали, что мистер Маллой надавил на «Тиокол», чтобы получить со-
гласие на запуск, мы продолжали выслушивать, что менеджеры каждого последую-
щего звена НАСА ничего об этом не знали. Вы подумали бы, что мистер Маллой во
время этого обсуждения уведомил вышестоящих лиц, сказав что-то вроде: «Есть
вопрос по поводу завтрашнего запуска шаттла, и инженеры компании «Тиокол»
возражают против запуска, но мы все равно решили запускать шаттл — что вы ду-
маете по этому поводу?» Но вместо этого Маллой сказал что-то вроде: «Все во-
просы разрешены». Судя по всему, была какая-то причина того, почему парни,
занимающие нижний уровень, не сообщают о своих проблемах на следующий уро-
вень .
Я изобрел теорию, которую обсудил с немалым количеством людей, многие из
которых объяснили мне, почему она ошибочна. Но я не помню их объяснений, а
потому не могу удержаться от того, чтобы рассказать вам, что, на мой взгляд,
привело к подобному отсутствию передачи информации в НАСА.
Когда НАСА пыталась осуществить проект по отправке человека на Луну, то все
были охвачены жутким энтузиазмом: это была цель, достичь которой стремился
каждый. Никто не знал, возможно ли это, но все помогали друг другу.
Эта мысль появилась у меня потому, что я работал в Лос-Аламосе, и испытал
напряжение и давление совместной работы по созданию атомной бомбы. Когда у
кого-то возникает проблема — скажем, с детонатором, — каждый знает, что это
серьезная проблема, все придумывают разные способы ее решения, вносят свои
предложения, и, услышав о решении, все приходят в восторг, потому что это
Политический скандал в США, связанный с тем, что Совет по национальной безопасно-
сти оказался вовлеченным в тайные махинации с оружием, а также другую подобную дея-
тельность , запрещенную Конгрессом США или противоречащую государственной политике
правительства. В начале 1985 года глава Совета по национальной безопасности Роберт
МакФарлан продал Ирану противотанковые и противовоздушные ракеты, наивно полагая,
что подобная сделка обеспечит освобождение нескольких американских граждан, находив-
шихся в плену шиитских террористических группировок, лояльных по отношению к Ирану.
Эта и несколько следующих подобных сделок, имевших место в 1986 г., прямо противоре-
чили публичной политике американского правительства, которое отказывалась поставлять
оружие террористам или как-либо еще поддерживать Иран в войне с Ираком, — эта поли-
тика основывалась на вере в то, что Иран обеспечивает финансовую поддержку междуна-
родного терроризма. Доля тех 48 миллионов долларов, которые Иран заплатил за оружие,
была отдана Контрам, мятежникам, которых поддерживали США и которые сражались против
марксистско-ориентированного правительства Никарагуа. Подобные махинации были запре-
щены законом, принятым Конгрессом США в 1984 году. Когда в ноябре 1986 года о неле-
гальной деятельности Совета по национальной безопасности узнали все, то немедленно
начались публичные беспорядки, при этом весьма пострадал общественный имидж прези-
дента Рональда Рейгана, а Соединенные Штаты потерпели серьезную, хотя и недолгосроч-
ную, потерю доверия как страна — противник терроризма.
значит, что их работу теперь можно использовать: если бы детонатор не срабо-
тал, то не сработала бы и бомба.
Я понял, что то же самое происходило раньше и в НАСА: если не получится
сделать хороший скафандр, то они не смогут отправиться на Луну. Таким обра-
зом, каждый заинтересован в проблемах другого.
Но потом, по завершении проекта по полету на Луну, у НАСА остались все лю-
ди , которые им занимались: огромная организация в Хьюстоне, огромная органи-
зация в Хантсвилле, не говоря уже о Кеннеди во Флориде. Вы же не захотите
увольнять людей и выбрасывать их на улицу по завершении большого проекта, так
что встает проблема — что делать?
Вы должны убедить Конгресс в существовании проекта, который способна реали-
зовать только НАСА. Чтобы это сделать, необходимо — по крайней мере, в этом
случае казалось, что необходимо — преувеличить: преувеличить, насколько эко-
номичным будет шаттл, преувеличить частоту его полетов, преувеличить количе-
ство грандиозных научных открытий, которые будут сделаны. «Шаттл способен вы-
полнять столько-то полетов, это будет стоить столько-то; мы летали на Луну,
поэтому мы можем сделать это!»
Тем временем, я могу догадываться, что инженеры на нижних уровнях говорят:
«Нет, нет! Мы не можем сделать столько полетов. Если мы должны реализовать
столько полетов, то это будет означать то и то!» И: «Нет, мы не можем это
сделать с таким количеством денег, потому что это значит, что мы должны де-
лать так и эдак!»
Однако вышестоящие парни, которые пытаются получить у Конгресса «добро» на
свои проекты, не хотят слышать ничего подобного. Будет лучше, если они не бу-
дут это слышать, так они будут «честнее» — они не хотят лгать Конгрессу! Так
что очень скоро отношение начинает изменяться: неприятная информация, посту-
пающая снизу — «У нас проблема с уплотнениями; ее нужно решить до следующего
полета», — подавляется большими шишками и менеджерами среднего звена, которые
говорят: «Если вы будете говорить мне о проблеме уплотнений, то нам придется
запретить полеты шаттла, чтобы ее решить». Или: «Нет, нет, продолжайте поле-
ты, потому что иначе это будет плохо выглядеть со стороны»; или: «Не говорите
мне ничего; я не хочу этого слышать».
Возможно, они не говорят открыто: «Не говорите мне», — но они препятствуют
передаче информации, что равносильно тому же. Вопрос состоит не в том, что
было записано или кто кому и о чем должен рассказывать, а в том, действитель-
но ли, когда вы рассказываете кому-то о какой-то проблеме, этот человек с
удовольствием вас слушает и говорит: «Расскажите мне еще» и «А вы вот это и
это пробовали?» или «Что ж, посмотрим, что вы можете сделать», — что создает
совершенно иную атмосферу. Но если вы раз, другой пытаетесь что-то сказать и
вас все время отталкивают, то очень скоро вы решаете: «Да идите вы все к чер-
ту».
Так вот моя теория: из-за того, что преувеличение верхов не совпадало с
действительностью, с которой сталкивались низы, передача информации сначала
замедлялась, а потом и вовсе прекратилась. Вот так и появилась одна из воз-
можностей, что шишки многого не знали.
Другая возможность состоит в том, что эти шишки на самом деле знали и про-
сто говорили , что не знают.
Я попробовал найти предыдущего директора НАСА — сейчас я не помню его име-
ни, — который возглавляет какую-то компанию в Калифорнии. Я подумал, что по-
говорю с ним, когда буду дома во время одного из своих коротких отпусков, и
скажу ему: «Все они говорят, что не знают. В этом есть смысл? Как узнать,
правда ли это?»
Он так и не ответил ни на один из моих звонков. Быть может, он не хотел
разговаривать с членом комиссии, который расследует поведение вышестоящих
лиц; быть может, он уже по горло был сыт НАСА и больше не хотел с этим связы-
ваться . А поскольку я тоже был занят, то не слишком настаивал.
Было множество разных вопросов, которые мы не расследовали. Один из них был
связан с загадкой мистера Беггса, бывшего директора НАСА, которого сняли с
поста во время некоего расследования, которое не имело никакого отношения к
шаттлу; незадолго до катастрофы его заменил Граэм. Тем не менее, оказалось,
что Беггс каждый день приходил в свой старый офис. К нему приходили люди, хо-
тя он никогда не разговаривал с Граэмом. Чем он занимался? Руководил ли он
по-прежнему каким-нибудь направлением деятельности НАСА?
Время от времени я пытался заинтересовать мистера Роджерса подобными мело-
чами . Я говорил: «В нашей комиссии есть юристы, есть руководители компаний:
прекрасные люди с опытом работы в различных областях. У нас есть люди, кото-
рые знают, как вытянуть ответ из парня, когда он не хочет что-нибудь гово-
рить. Я не знаю, как это сделать. Если кто-то говорит мне, что вероятность
выхода из строя равна 1 к 105, я знаю, что он несет чушь — но я не знаю, что
естественно для бюрократической системы. Мы должны были собрать больших шишек
вместе и задавать им вопросы: как мы расспрашивали менеджеров второго уровня
вроде мистера Маллоя, так мы должны расспросить и менеджеров первого уровня».
Он отвечал: «Да, я с Вами согласен».
Позже мистер Роджерс рассказал мне, что написал письмо каждому из высокопо-
ставленных лиц, но они ответили, что им нечего нам рассказать.
Был также и вопрос давления со стороны Белого Дома.
Идея отправить в космос учителя в качестве символа приверженности нации к
образованию принадлежала президенту. Он выдвинул эту идею год назад в обраще-
нии к Конгрессу. Теперь, год спустя, опять приближалось время ежегодного об-
ращения. Было бы идеально, если бы во время этого обращения учитель из космо-
са говорил с президентом и Конгрессом. Случайные свидетельства всегда произ-
водят самое сильное впечатление.
Я переговорил на этот счет со многим людьми и узнал разные мнения, но, в
конечном итоге, пришел к выводу, что давления со стороны Белого Дома не было.
Во-первых, человек, который вынудил «Тиокол» изменить свою позицию, мистер
Маллой, был менеджером второго уровня. Заранее никто не мог предсказать, что
может помешать запуску шаттла. Если представить, что Маллою сказали: «Сделай-
те так, чтобы завтра шаттл полетел, так как этого хочет президент», — то нуж-
но представить, что все остальные на его уровне тоже должны были получить это
предупреждение — а на его уровне много людей. Сообщить подобную информацию
такому количеству людей — значит точно знать, что будут утечки. Так что такое
давление было, скорее всего, невероятно.
Ко времени окончания работы комиссии я гораздо лучше понял характер опера-
ций в Вашингтоне и в НАСА. Наблюдая за их работой, я понял, что люди, рабо-
тающие в большой системе наподобие НАСА, знают, что нужно делать, и им не
нужно об этом говорить.
Большое давление в отношении продолжения полетов шаттла уже существовало. У
НАСА был графиков полетов, которого старались придерживаться просто для того,
чтобы показать возможности НАСА — вне зависимости от того, собирается ли пре-
зидент выступать с речью или нет. Поэтому я не верю, чтобы Белый Дом прикла-
дывал какие-то усилия или напрямую давил на НАСА. В этом не было необходимо-
сти, поэтому я не верю, что это имело место.
Я мог бы провести для вас небольшую аналогию с тем, что происходило. Все вы
знаете знаки, которые иногда появляются в задних окнах автомобиля — маленькие
желтые ромбики, на которых написано: В МАШИНЕ РЕБЕНОК, или что-нибудь вроде
того? Вам не нужно говорить мне, что в машине ребенок; я все равно буду ехать
осторожно! Что я должен сделать, увидев подобную надпись: вести себя как-то
иначе? Будто бы я прямо сразу поеду более осторожно и не стану врезаться в
машину с ребенком, когда я и так не собираюсь врезаться в эту машину!
Точно также и НАСА пыталась запустить шаттл при любых обстоятельствах: не
нужно сообщать, что там ребенок или что там учитель, или что именно этот
шаттл важно запустить для президента.
Теперь, когда я обсудил с некоторыми людьми свои впечатления от работы в
комиссии, я думаю, что начал понимать кое-что, чего не понимал раньше. Напри-
мер , то, что я сказал доктору Килу, и что его так сильно расстроило. Недавно
я поговорил с человеком, который провел в Вашингтоне очень много времени, и я
задал ему конкретный вопрос, который, если бы он не воспринял его правильно,
можно было бы счесть серьезным оскорблением. Мне бы хотелось подробнее оста-
новиться на этом вопросе, потому что, по-моему, именно об этом я и пытался
заговорить с доктором Килом.
Единственная возможность достичь реального успеха в науке, знакомой мне об-
ласти, — аккуратно описать полученные факты, независимо от того, какими вам
хочется их представить. Если у вас есть теория, то вы должны попытаться объ-
яснить все ее хорошие и плохие стороны, уделив им равное внимание. В науке
учишься нормальной цельности и честности.
В других областях, например, в бизнесе, все иначе. Скажем, почти каждая
реклама, которую вы видите, совершенно очевидно предназначена, так или иначе,
для того, чтобы обмануть покупателя: то, что вам не хотят показывать, напеча-
тано мелким шрифтом; все предложения составлены весьма двусмысленно. Любому
человеку ясно, что продукт представляют не по научному, так как отсутствует
равновесие между его плохими и хорошими качествами. Поэтому в торговле наблю-
дается недостаток честности.
Моему отцу были присущи дух и честность ученого, но он занимался торговлей.
Я помню, что как-то спросил у него: «Как честный человек может торговать?»
Он ответил: «Откровенно говоря, многие торговцы ведут себя нечестно — им
кажется, что так легче продавать. Но я пытался быть честным и нахожу, что у
такого поведения есть свои преимущества. На самом деле я и не сумел бы торго-
вать по-другому. Если покупатель вообще думает, то он поймет, что с другим
продавцом у него был неприятный опыт, тогда как с тобой ничего подобного не
было. Таким образом, в конце концов, некоторые покупатели работают только с
тобой и ценят это».
Мой отец не был важным, преуспевающим, знаменитым торговцем; он работал ме-
неджером по продажам в небольшой компании, которая торговала униформой. Он
был успешным, но не до умопомрачения.
Когда я вижу конгрессмена, который выражает свое мнение по какому-то вопро-
су, я всегда думаю, действительно ли это его настоящее мнение или мнение, ко-
торое он придумал, чтобы победить на выборах. Судя по всему, это составляет
центральную проблему для политиков. Поэтому я часто думаю: как честность свя-
зана с работой в правительстве?
Доктор Кил же начал с того, что сказал мне, что имеет степень по физике. Я
всегда думаю, что любой человек, который занимается физикой, обладает честно-
стью — возможно, в этом отношении я тоже наивен, — так что я, должно быть,
задал ему вопрос, над которым часто размышляю: «Как честный человек может ра-
ботать в Вашингтоне?»
Этот вопрос очень легко истолковать превратно: «Поскольку вы работаете в
Вашингтоне, вы не можете быть честным человеком!»
Кроме того, теперь я лучше понимаю еще кое-что, связанное с местом рождения
идеи о том, что холод оказывает влияние на кольца. Это была идея генерала Ку-
тины, который позвонил мне и сказал: «Я работал со своим карбюратором и поду-
мал: каким образом холод влияет на кольца?»
Как бы то ни было, оказывается, что один из астронавтов НАСА рассказал ему,
что где-то в документах НАСА содержится информация о том, что кольца вообще
утрачивают свою эластичность при низких температурах — в НАСА же не говорили
об этом ни слова.
Но генерала Кутину заботила карьера этого астронавта, так что, работая над
карбюратором, генерал, на самом деле, размышлял над вопросом: «Как бы мне
рассказать об этом, не подвергая опасности своего друга-астронавта?» Тогда он
решил занять этим вопросом профессора, и его план сработал идеальным образом.
ПРИЛОЖЕНИЕ Ф: ЛИЧНЫЕ
НАБЛЮДЕНИЯ ПО ПОВОДУ
НАДЕЖНОСТИ ШАТТЛА
Введение
Судя по всему, насчет вероятности неудачного полета с потерей шаттла и че-
ловеческих жизней существуют совершенно разные мнения. Оценки колеблются при-
мерно от 1 к 100 до 1 к 100 000. Более высокие цифры исходят от работающих
инженеров, а самые низкие — от руководства. В чем же состоят причины и след-
ствия подобного разногласия? Так как вероятность выхода из строя 1 к 100 000
полетов означает, что можно запускать шаттл каждый день в течение 300 лет и
ожидать потери всего одного шаттла, то уместно спросить: «Какова причина та-
кой, прямо таки фантастической веры руководителей в данное оборудование?»
Кроме того, мы обнаружили, что критерии оценки, которые используют при
смотре готовности полета, зачастую постепенно становятся все менее строгими.
Аргумент, связанный с тем, что полеты с той же степенью риска осуществляли и
раньше, причем выхода из строя не было, часто принимается в качестве аргумен-
та , что совершенно безопасно осуществлять такие полеты и сейчас. По этой при-
чине очевидные недостатки принимаются снова и снова — порой, даже без доста-
точно серьезной попытки как-то их исправить, иногда без задержки полета, по-
тому что они присутствуют постоянно.
Имеется несколько источников информации: есть опубликованные критерии оцен-
ки, включающие историю модификаций в виде отказов и отклонений; кроме того,
записи смотров готовности, проводимых перед каждым полетом, содержат аргумен-
ты, которые были использованы, чтобы принять решение о запуске шаттла, не-
смотря на определенный риск. Эта информация представляет собой прямое свиде-
тельство и доклады сотрудника службы безопасности, Луиса Дж. Уллиана, в отно-
шении истории успешного использования твердотопливных ракет. Он провел даль-
нейшее изучение (в качестве председателя Совета по Аварийному Прекращению По-
лета в целях Безопасности, САППБ), пытаясь определить процент возможности не-
счастных случаев, которые могут привести к радиоактивному загрязнению, при
попытке запуска будущих ракет с плутониевым источником питания (который назы-
вают радиоактивным термическим генератором, РТГ) на борту. Имеется также ис-
следование этого вопроса НАСА. Что касается истории использования основных
двигателей шаттла, то с руководителями и инженерами Маршалла были проведены
официальные беседы, а с инженерами Рокетдайна — неофициальные встречи. Была
также проведена неофициальная встреча с независимым инженером-механиком (из
Калтеха), который консультировал НАСА по вопросу двигателей. В целях сбора
информации по надежности авиационной электроники (компьютеры, сенсоры, испол-
нительные органы) был нанесен визит в Джонсон. Наконец, имеется отчет «Обзор
оценочных практик, потенциально применимых для ракетных двигателей многоразо-
вого использования», подготовленный в Лаборатории по реактивным двигателям Н.
Муром и другими в феврале 1986 года для Штаб-квартиры НАСА, Службы по Косми-
ческим Полетам. Он связан с методами, которые используются ФУГА и военными
для аттестации своих газовых турбин и двигателей ракет. С авторами этого от-
чета также проводились неофициальные встречи.
Твердотопливные
ракета-носители
Оценка надежности твердотопливных ракета-носителей была проведена служащим
по безопасности дальних полетов в процессе изучения опыта всех предыдущих по-
летов ракет. Из общего числа полетов, равного примерно 2900, не удалось осу-
ществить 121 (1 из 25) . Однако это число включает то, что можно назвать
«ошибками, обнаруженными на ранней стадии» — ракеты, которые запустили первые
несколько раз и в которых ошибки конструкции были обнаружены и исправлены.
Более разумной цифрой для готовых ракет можно назвать 1 к 50. Если особенно
тщательно отбирать детали ракет и проверять их, то можно достигнуть цифры
около 1 к 100, но цифра 1 к 1000 при современной технологии, вероятно, недос-
тижима. (Поскольку на каждом шаттле два ракета-носителя, то частоту отказов
ракет нужно умножать на два, чтобы получить частоту отказов шаттла из-за от-
казов ТРИ.)
Официальные лица НАСА утверждают, что эта цифра гораздо ниже. Они указыва-
ют, что «поскольку на шаттле есть люди, то вероятность успешного выполнения
задания непременно очень близка к 1,0». Это значит, что она действительно
близка к 1 или что она должна быть близка к 1? Они продолжают свое объясне-
ние: «Исторически сложилось так, что эта чрезвычайно высокая степень успешно-
сти полета породила разницу в философии программ полета в космос пилотируемых
и непилотируемых ракет; т.е. использование численной вероятности против суж-
дения инженеров». (Эти цитаты взяты из отчета «Данные по космическому шаттлу
для анализа безопасности ТРИ, выполняющих задачу полета в космос», страницы
3-1 и 3-2, 15 февраля, 1985, НАСА.) Совершенно истинно то, что если бы веро-
ятность отказа была столь низкой, как 1 к 100 000, то потребовалось бы чрез-
мерно большое количество испытаний, чтобы ее определить: вы бы не получили
ничего, кроме вереницы идеальных полетов без какой бы то ни было точной цифры
— за исключением того, что, вероятность, скорее всего, не превышает количест-
во таких полетов в данной веренице, которые уже были выполнены. Но если ре-
альная вероятность не так мала, то полеты не проходили бы идеально: возникали
бы проблемы, близкие к аварийным ситуациям и, возможно, реальные аварии при
разумном числе пробных запусков, так что стандартные статистические методы
вполне могли бы обеспечить разумную оценку. На самом деле, предыдущий опыт
НАСА, время от времени, показывал почти подобные проблемы, близкие к авариям,
и даже аварии, что являет собой предупреждение о том, что вероятность отказа
в действительности не так уж мала.
Еще одна несообразность в аргументе, связанном с отсутствием необходимости
проверять надежность в процессе опыта (как это делал служащий по безопасности
дальних полетов), — это обращение НАСА к истории: «Исторически, эта высокая
степень успешности полета...» Наконец, если мы хотим заменить стандартно ис-
пользуемую численную вероятность суждением инженеров, почему мы обнаруживаем
такое огромное несоответствие между оценками менеджеров и суждением инжене-
ров? Создается такое ощущение, что, какой бы ни была цель — будь эта оценка
предназначена для использования внутри организации или вовне нее, — руково-
дство НАСА преувеличивает надежность своего продукта до уровня фантастики.
Я не буду повторять здесь историю смотров готовности полета и его оценки
(см. другие части отчета комиссии), но феномен принятия уплотнений, которые
выказали эрозию и прорыв газов при предыдущих полетах, — совершен очевиден.
Полет «Челленджера» — превосходный пример: есть несколько ссылок на предыду-
щие полеты; принятие и успех этих полетов принимаются в качестве доказатель-
ства надежности всех последующих. Однако эрозия и прорыв газов конструкцией
шаттла не предусмотрены.
Они предупреждают о том, что что-то не в порядке. Оборудование работает не
так, как должно, а потому существует опасность того, что оно начнет работать
с еще большими отклонениями, совершенно неожиданным и не до конца понятым об-
разом. Тот факт, что ранее это не привело к катастрофе, не гарантирует, что
катастрофа не произойдет в следующий раз, если только все это не будет понято
до конца. При игре в русскую рулетку тот факт, что при первом нажатии на ку-
рок выстрела не последовало, ничуть не гарантирует того, что его не последует
и при повторном нажатии на курок. Происхождение и следствия эрозии и прорыва
газов не были поняты. Эрозия и прорыв газов не были одинаковыми во всех поле-
тах и во всех стыках: иногда они были сильнее, иногда слабее. Почему не могло
случиться так, что однажды, когда определяющие эти явления условия оказались
подходящими, произошло их усиление, которое и привело к катастрофе?
Несмотря на эти изменения, которые происходили от случая к случаю, офици-
альные лица вели себя так, словно они все понимают, приводя друг другу, на
первый взгляд, логичные аргументы — зачастую ссылаясь на «успех» предыдущих
полетов. Например, при определении, насколько безопасно осуществить полет 51-
L в виду эрозии кольца во время полета 51-С, было замечено, что глубина эро-
зии была равна лишь одной трети его радиуса. Во время эксперимента, когда
кольцо разрезали, обнаружилось, что разрезание кольца на глубину радиуса не-
обходимо до его выхода из строя. Вместо того, чтобы начать беспокоиться из-за
того, что изменения плохо понятых условий на этот раз вполне могут создать
более глубокую эрозию, утверждалось, что «коэффициент безопасности равен
трем».
Это весьма странный метод использования инженерного термина «коэффициент
безопасности». Если мост строят для того, чтобы он выдерживал определенную
нагрузку и чтобы его балки при этом не испытывали постоянную деформацию, не
трескались и не ломались, то его могут спроектировать так, чтобы используемые
материалы выдерживали нагрузку, фактически в три раза большую. Этот «коэффи-
циент безопасности» необходим, чтобы учесть неопределенные превышения нагруз-
ки, неизвестные перегрузки или слабые места материала, который может иметь
непредвиденные дефекты и прочее. Но если новый мост подвергается ожидаемой
нагрузке и на балке при этом появляется трещина, то это недостаток конструк-
ции. В этом случае ни о каком коэффициенте безопасности не может быть и речи,
даже несмотря на то, что мост не развалился, потому что балка треснула только
на одну треть диаметра. В конструкции колец твердотопливных ракета-носителей
эрозия не предусматривалась. Эрозия являла собой ключ, который указывал на
какие-то неполадки. Эрозия не могла служить основой для вывода о безопасно-
сти.
Нет совершенно никакого способа, за исключением полного понимания, обрести
уверенность в том, что в следующий раз не возникнет эрозия, в три раза боль-
шая , чем та, что была в прошлый раз. Тем не менее, официальные лица обманыва-
ли сами себя, считая, что они обладают подобным пониманием и уверенностью,
несмотря на своеобразные изменения, происходившие от случая к случаю. Для вы-
числения эрозии была создана математическая модель. Однако эта модель основы-
валась не на физическом понимании, а на вычерчивании по точкам эмпирической
кривой. В частности, предполагалось, что струя горячего газа ударяется о ма-
териал кольца, а тепло определяется в точке застывания (согласно разумным фи-
зическим законам термодинамики). Но, чтобы определить, насколько глубоко эро-
дировала резина, допускалось, что эрозия изменяется как 0,58 степень от теп-
ла, причем число 0,58 было получено с помощью самой близкой точки эмпириче-
ской кривой. Как бы то ни было, при подгонке других чисел было найдено, что
модель совпадает с эрозией (на глубину одной трети радиуса кольца). В этом
анализе нет ничего более ужасного, чем вера в полученный результат! Неопреде-
ленности просто переполняют созданную модель. Невозможно было предсказать си-
лу струи газа; она зависела от размера отверстий, образовавшихся в замазке.
Прорыв газов показал, что кольцо могло отказать, несмотря на то, что эрозия
поразила его лишь частично. Всем была известна неопределенность эмпирической
формулы, так как кривая проходила не прямо через данные точки, посредством
которых она была найдена. Точек было целое облако: некоторые располагались в
два раза выше, другие в два раза ниже нашей кривой, так что, исходя уже из
одной этой причины, можно было предсказать эрозии, в два раза большие. Подоб-
ные неопределенности существовали и в отношении других констант в формуле и
т.д., и т.п. Однако при использовании математической модели на неопределенно-
сти , в ней заложенные, следует обращать особое внимание.
STS51-C
Ъ
f I
а
L
W |
41В
61С
Field Joint
41С
.... ^ „
1
4
61А
Г 1
410
TsTS-2
50°
55е 60* 65е 70°
Calculated Joint Temperature. °F
75°
80е
Зависимость числа отказов уплотнительнотю кольца от температуры
— данные, проанализированные NASA перед запуском шаттла.
STS51-C
25 <d
ЕР
щ
[FllghU I
with no t
I Incidents J
I 4iB-
| 61C
.
Field Joint
41C
W mmmtmM
-\
i
r\
I
_i
41D
•STS2
^н^аа ■ ввап^
61A
fc - - • _i _r- i^—
¥
I
50е
55° 60е 65е 70*
Calculated Jant Temperature. °F
75*
80*
Полные данные - даже на глаз видно, что при низкой температуре
отказы более вероятны.
Основные двигатели
космического шаттла
Во время полета 51-L все три основные двигателя шаттла работали идеально,
даже начиная останавливаться в последние мгновения, когда началось прекраще-
ние подачи топлива. Однако возникает вопрос, обнаружили ли бы мы — в случае
отказа двигателей и столь же детального расследования причины этого отказа
нами, какое мы провели для твердотопливных ракета-носителей, — подобное от-
сутствие внимания к недостаткам и снижение критериев безопасности. Другими
словами, ограничивались ли те слабые места организации, которые внесли свой
вклад в катастрофу, только сектором твердотопливных ракета-носителей или их
можно было назвать общей характеристикой НАСА? В этой связи были исследованы
основные двигатели космического шаттла и авиационная электроника. Однако по-
добного исследования орбитальной ступени или внешнего топливного резервуара
проведено не было.
Двигатель представляет собой гораздо более сложную структуру, чем твердото-
пливный ракета-носитель, так что он требует гораздо более детальных инженер-
ных разработок. В общем, эти разработки производят впечатление высококачест-
венных, и, судя по всему, значительное внимание уделяется недостаткам и нару-
шениям, обнаруженным в работе двигателя.
Обыкновенно такие двигатели создаются (для военной или гражданской авиации)
в виде так называемой составной системы, или по методу проектирования «снизу
вверх». Прежде всего, необходимо полностью понять свойства и ограничения ма-
териалов, которые будут использоваться (например, для лопаток турбины), для
чего на экспериментальных установках проводят специальные испытания. По полу-
чении необходимой информации начинают проектировать и по отдельности прове-
рять более крупные детали (такие как подшипники). По мере обнаружения недос-
татков и ошибок проектирования их исправляют и проверяют на следующем этапе
испытаний. Поскольку испытывают только детали, то испытания и модификации об-
ходятся не слишком дорого. Наконец, дело доходит до окончательной конструкции
всего двигателя согласно заданным техническим условиям. К этому времени уже
высока вероятность того, что двигатель будет работать нормально или что любые
отказы можно будет с легкостью устранить и проанализировать, потому что виды
отказа, ограничения материалов и тому подобное абсолютно ясны. Существует
очень высокая вероятность того, что модификации, которые будут сделаны, чтобы
устранить сложности, присутствующие в окончательной конструкции двигателя,
окажутся не слишком трудоемкими, так как большая часть серьезных проблем уже
была обнаружена и решена ранее, на более дешевых этапах процесса.
Основной двигатель космического шаттла был спроектирован иначе — «сверху
вниз», так сказать. Все детали двигателя проектировались и составлялись в од-
но целое одновременно при относительно небольшом детальном предварительном
изучении материалов и составляющих. Но сейчас, когда обнаруживаются неполадки
в подшипниках, лопатках турбины, трубах для подачи охлаждающей жидкости и
т.п., обнаружить причины всего этого и внести какие-то изменения гораздо
сложнее и дороже. Например, на лопатках турбины кислородного турбонасоса вы-
сокого давления были обнаружены трещины. Вызваны ли они дефектами материала,
влиянием кислородной атмосферы на свойства материала, температурными напряже-
ниями, появляющимися при запуске или остановке, вибрациями и напряжением,
создающимися в процессе нормальной работы, или, главным образом, неким резо-
нансом, возникающим при определенных скоростях или чем-то еще? Сколько време-
ни может работать насос от появления трещины до отказа по причине ее появле-
ния, и как это зависит от уровня мощности? Использовать весь двигатель в ка-
честве испытательного стенда для разрешения подобных вопросов чрезвычайно до-
рого . Никто не желает терять целые двигатели, чтобы узнать, где и каким обра-
зом возникает проблема. Тем не менее, точное знание этого факта необходимо
для появления уверенности в надежности двигателя при его использовании. Без
полного понимания о такой уверенности не может быть и речи.
Следующий недостаток метода проектирования «сверху вниз» состоит в том,
что, если достигнуто понимание неисправности, простое ее устранение — напри-
мер, новая форма корпуса турбины — может оказаться невозможным без изменения
конструкции всего двигателя.
Основной двигатель космического шаттла — совершенно замечательный механизм.
Отношение силы тяги, создаваемой им, к его весу больше, чем у какого-либо
предыдущего двигателя. Он создан на грани — за которую, в некоторых отношени-
ях, даже выходит — предыдущего инженерного опыта. А потому, как и можно было
ожидать, в нем присутствует много разнообразных недостатков и сложностей. И,
поскольку, к несчастью, он был спроектирован по варианту «сверху вниз», эти
недостатки сложно обнаружить и исправить. Цель создания двигателя со сроком
службы, достаточным для выполнения 55 заданий (27 000 секунд работы либо в
каждом задании длительностью по 500 секунд, либо на испытательном стенде),
достигнута не была. Сейчас двигатель требует очень частого ремонта и замены
важных деталей, таких как: турбонасосы, подшипники, корпуса из листового ме-
талла и т.п. Топливный турбонасос высокого давления нужно заменять через каж-
дые три или четыре испытания, эквивалентные заданию (хотя эту проблему можно
устранить), а кислородный турбонасос высокого давления — через каждые пять
или шесть. Все это составляет максимум 10 процентов технических условий ис-
ходной конструкции. Но самая главная наша забота — это определение надежно-
сти.
За 250 000 секунд работы основные двигатели отказывали, вероятно, раз 16.
Инженеры уделяют особое внимание этим отказам и стараются исправить их макси-
мально быстро с помощью изучения испытаний на специальных установках, спроек-
тированных специально для рассматриваемого недостатка, а также тщательной
проверки двигателя для обнаружения ключей, способных дать ответ (например,
трещин), и их серьезного изучения и анализа. Таким образом, несмотря на слож-
ности конструкции, спроектированной «сверху вниз», благодаря тяжелой работе,
множество проблем, судя по всему, были решены.
Список некоторых проблем (и их состояния):
• Трещины лопаток турбины в топливных турбонасосах высокого давления
(ТТНВД). (Возможно, решена.)
• Трещины лопаток турбины в кислородных турбонасосах высокого давления
(КТНВД). (Не решена.)
• Пробой линии форсажного искрового воспламенителя (ФИВ). (Возможно, реше-
на. )
• Отказ контрольного вентиля для выпуска газов. (Вероятно, решена.)
• Эрозия корпуса ФИВ. (Вероятно, решена.)
• Растрескивание листового металла корпуса турбины ТТНВД. (Вероятно, реше-
на. )
• Повреждение футеровки труб для охлаждения ТТНВД. (Вероятно, решена.)
• Отказ выходного коленчатого патрубка основной камеры сгорания. (Вероят-
но , решена.)
• Смещение сварного шва входного коленчатого патрубка основной камеры сго-
рания . (Вероятно, решена.)
• Субсинхронный вихрь КТНВД. (Вероятно, решена.)
• Система аварийного отключения ускорения полета (частичный отказ системы
с резервированием). (Вероятно, решена.)
• Растрескивание подшипников. (Частично решена.)
• Вибрация с частотой 4 000 герц, которая приводит некоторые двигатели в
нерабочее состояние. (Не решена.)
Многие из этих, на первый взгляд, решенных проблем были видны уже на ранних
стадиях использования новой конструкции: 13 из них появились в первые 125 000
секунд эксплуатации двигателя и только 3 — во вторые 125 000 секунд. Естест-
венно, никогда нельзя быть уверенным, что все недостатки устранены; однако,
возможно, в отношении некоторых недостатков стремились устранить не ту причи-
ну. Вполне разумно предположить, что в следующие 250000 секунд может произой-
ти, по крайней мере, один сюрприз: вероятность равна 1/500 на двигатель на
задание. На одном задании присутствуют три двигателя, но возможно, что неко-
торые неполадки будут автономными и повлияют только на двигатель. (Шаттл мо-
жет прервать выполнение задания всего с двумя двигателями.) Поэтому скажем,
что неизвестные сюрпризы, сами по себе, не позволяют нам предположить, что
вероятность невыполнения задания из-за отказа основных двигателей шаттла ме-
нее, чем 1/500. К этому мы должны добавить вероятность отказа, вызванного из-
вестными , но еще нерешенными проблемами. Эти проблемы мы рассмотрим ниже.
(Инженеры в Рокетдайне, где производятся двигатели, оценивают полную веро-
ятность как 1/10 000. Инженеры в Маршалле оценивают ее как 1/300, тогда как
руководство НАСА, которому эти инженеры отправляют свои отчеты, утверждает,
что вероятность равна 1/100 000. Независимый инженер, дающий НАСА консульта-
ции, счел разумной оценкой 1 или 2 к 100.)
История принципов аттестации этих двигателей весьма запутана, поэтому ее
сложно объяснить. Исходным правилом, судя по всему, было то, что два образца
двигателя должны проработать безотказно в течение времени, в два раза превы-
шающего аттестационное, после определения аттестационного времени работы дви-
гателя (правило 2х). По крайней мере, такова практика ФУГА, и, судя по всему,
первоначально она была принята и НАСА, которая ожидала, что аттестационное
время будет равно 10 заданиям (соответственно, 20 заданиям на каждый обра-
зец) . Очевидно, что лучшими двигателями, которые можно использовать для срав-
нения, были бы те, которые показали бы самое большое полное время работы (по-
лет плюс испытания), так называемые лидеры воздушного флота. Но что если тре-
тий образец двигателя и несколько других выйдут из строя за короткое время?
Естественно, мы не можем ожидать безопасности, потому что два предыдущих про-
работали необычно долго. Короткое время может оказаться более обычной харак-
теристикой реальных возможностей, и в духе коэффициента безопасности, равного
2, мы должны рассчитывать только на половину того короткого времени, в тече-
ние которого работали последние образцы.
Медленный сдвиг в направлении снижения коэффициента безопасности можно уви-
деть во множестве примеров. Возьмем, например, лопатки турбины ТТНВД. Прежде
всего, мысль о проверке всего двигателя была оставлена. Каждый двигатель со-
стоит из множества важных деталей (как сами турбонасосы), которые заменяют
через определенные промежутки времени, так что правило 2х нужно сдвигать от
двигателей к их составляющим. Таким образом, мы принимаем ТТНВД для данного
аттестационного времени, если два образца успешно проработали в течение вре-
мени, в два раза его превышающего (и, конечно же, на практике мы не настаива-
ем на том, чтобы это время равнялось 10 заданиям). Но что значит «успешно»?
ФУГА называет трещину лопатки турбины отказом, чтобы на практике действитель-
но обеспечить коэффициент безопасности, превышающий 2. Существует некоторый
промежуток времени, в течение которого двигатель может работать, между време-
нем зарождения трещины и ее увеличением до образования разлома. (ФУГА разра-
батывает новые правила, которые учитывают это дополнительное время, обеспечи-
вающее безопасность, но примет их только в том случае, если это время будет
тщательно проанализировано с помощью известных моделей в пределах известного
опыта и для основательно испытанных материалов. Ни одно из этих условий не
относится к главным двигателям шаттла.)
Трещины были обнаружены на лопатках турбины многих ТТНВД второй ступени. В
одном случае их обнаружили после 1 900 секунд работы, а в другом — только че-
рез 4 200 секунд, хотя обычно такие, более длительные периоды работы выказы-
вали трещины гораздо раньше. Чтобы и дальше понимать, о чем идет речь, мы
должны осознать, что напряжение очень сильно зависит от уровня мощности. По-
лет «Челленджера», как и предыдущие полеты, находился на уровне, названном
как 104 процента от номинальной мощности, в течение большей части времени ра-
боты двигателей. Судя по некоторым данным документов, предполагается, что при
104 процентах номинальной мощности трещина образуется примерно в два раза
позднее, чем при 109 процентах, или уровне полной мощности (УПЛ). Будущие по-
леты должны были выполняться при 109 процентах из-за более тяжелых полезных
нагрузок, и очень многие испытания проводились именно при таком уровне мощно-
сти. Следовательно, при делении времени при 104 процентах номинальной мощно-
сти на 2 мы получаем единицы, которые называются эквивалентным уровнем полной
мощности (ЭУПЛ). (Очевидно, что это вводит некоторую неопределенность, кото-
рая не была изучена.) Самые первые трещины, упомянутые выше, произошли в
1 375 секунд ЭУПЛ.
Правило аттестации гласит «ограничить все лопатки турбин второй ступени
максимальным временем 1 375 секунд ЭУПЛ». Если кто-то возразит, что при этом
теряется коэффициент безопасности, равный 2, то ему скажут, что одна турбина
проработала в течение 3 800 секунд ЭУПЛ без трещин, половину же этого числа
составляет 1 900, так что мы даже чрезмерно снижаем это время. Мы одурачили
себя в трех отношениях. Во-первых, у нас есть только один образец, причем он
не является лидером воздушного флота: у двух других образцов, проработавших
3 800 секунд ЭУПЛ или больше, были обнаружены 17 треснувших лопаток. (В каж-
дом двигателе 59 лопаток.) Затем мы отказались от правила 2х и подставили
равное время (1 375) . И, наконец, время 1 375 — это время появления трещины.
Мы можем сказать, что до наступления этого времени трещин обнаружено не было,
но, когда мы смотрели в прошлый раз и не обнаружили трещин, это произошло при
1100 ЭУПЛ. Мы не знаем, в какое время между этими двумя моментами образова-
лась трещина. Например, трещины могли образоваться при 1 150 секундах ЭУПЛ.
(Примерно две трети наборов лопаток, проверенных при времени, превышающем
1 375 секунд ЭУПЛ, имели трещины. Некоторые недавно проведенные эксперименты,
действительно, показали трещины уже при 1 150 секундах.) Было важно не сни-
жать это число, так как шаттл должен был использовать свои двигатели очень
близко к их пределу ко времени окончания полета.
Наконец, несмотря на отказ от условия, принятого ФУГА, о том, что трещин
быть не должно, утверждается, что от критериев никто не отказывался и что
система является безопасной, причем отказом считается только полностью сло-
манная лопатка. С таким определением еще ни один двигатель не вышел из строя.
Идея состоит в том, что, поскольку для превращения трещины в разлом нужно ка-
кое-то время, мы можем гарантировать безопасность, если проверим все лопатки
на наличие трещин. При обнаружении последних нужно заменить лопатки; а если
трещин обнаружено не было, то времени для безопасного выполнения задания у
нас вполне достаточно. Таким образом, утверждается, что проблема трещин отно-
сится не к проблемам безопасности полета, а скорее к проблемам ремонта.
Быть может, это действительно так. Но насколько хорошо нам известно, что
трещины всегда прогрессируют достаточно медленно, так что во время выполнения
задания не произойдет разлома?
Три двигателя проработали в течение длительных периодов времени с несколь-
кими треснутыми лопатками (около 3 000 секунд ЭУПЛ) , но ни одна из них не
сломалась.
Решение этой проблемы найти можно. При изменении формы лопатки, упрочнении
ее поверхности с помощью дробеструйной операции и покрытии ее изоляцией в це-
лях исключения термоудара новые лопатки трескались не так сильно.
Похожая ситуация просматривается и в истории аттестации КТНВД, но ее детали
мы приводить не будем.
В итоге, очевидно, что смотры готовности полета и правила аттестации выка-
зывают снижение критериев в отношении некоторых проблем основных двигателей
космического шаттла, очень похожее на снижение, наблюдавшееся в отношении
критериев для твердотопливных ракета-носителей.
Авиационная
электроника
Под «авиационной электроникой» подразумевается как компьютерная система ор-
битальной ступени, так и ее входные сенсоры и выходные исполнительные органы.
Сначала мы ограничимся исключительно компьютерами и не станем затрагивать на-
дежность входной информации, поступающей от сенсоров температуры, давления и
т.п., а также тот факт, точно ли исполнительные органы запуска ракет, механи-
ческого управления, дисплеев астронавтов и т.п. следуют командам компьютера.
Вычислительный комплекс очень сложен и содержит более 250000 строк програм-
мы. Помимо всего прочего, он отвечает за полный автоматический подъем шаттла
на орбиту и за его возвращение в атмосферу до момента выбора кнопки, которая
определяет желаемое место посадки. Автоматизировать можно было бы всю посад-
ку. (Сигнал, по которому опускаются шасси, был намеренно выведен из-под кон-
троля компьютера, его должен подавать пилот, явно по причинам безопасности.)
Во время орбитального полета вычислительная система используется для контроля
полезной нагрузки, выведения нужной информации на дисплеи астронавтов и обме-
на информацией с Землей. Совершенно очевидно, что безопасность полета требует
гарантированной точности этой сложной системы программного и аппаратного
обеспечения компьютеров.
Короче говоря, надежность аппаратного обеспечения гарантируется наличием
четырех, в сущности, независимых идентичных компьютерных систем. Везде, где
это возможно, каждый сенсор также имеет несколько копий — обычно четыре, — и
каждая копия передает информацию во все четыре серии компьютеров. Если вход-
ные сигналы сенсоров не согласуются между собой, то в качестве действующего
входного сигнала используется либо определенная средняя величина, либо отбор
по принципу большинства, в зависимости от обстоятельств. Поскольку каждый
компьютер видит все копии сенсоров, все входные данные и все алгоритмы, со-
гласно которым работает каждый из четырех компьютеров, одинаковы, то резуль-
таты, которые получает каждый компьютер, должны быть идентичны на каждом эта-
пе его работы. Время от времени их сравнивают, но, поскольку компьютеры рабо-
тают с несколько разными скоростями, подключается система остановок и ожида-
ний в течение определенного времени, после чего и проводится сравнение. Если
один из компьютеров выдает не согласующиеся с остальными данные или вообще
запаздывает с выдачей ответа, ответ трех других компьютеров, в случае их со-
гласия, считается правильным, и компьютер, который ошибся, изолируется от ос-
тальной системы. Теперь, если из строя выйдет другой компьютер, по суждению
двух оставшихся, то и он исключается из системы, а полет прекращается: осуще-
ствляется возвращение на место приземления, которое происходит под управлени-
ем двух оставшихся компьютеров. Совершенно ясно, что это система с резервиро-
ванием, так как выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влия-
ния на выполнение задания. И наконец, в качестве дополнительной гарантии
безопасности, существует пятый независимый компьютер, в памяти которого хра-
нятся только программы подъема и спуска и который способен управлять спуском,
даже если из строя выйдут более, чем два основных компьютера.
В памяти основных компьютеров не хватает места для всех программ подъема,
спуска и полезной нагрузки на весь полет, поэтому астронавты четыре раза за-
гружают память с кассет.
Из-за огромных усилий, необходимых для замены программного обеспечения для
такой сложной системы и проверки новой системы, аппаратное обеспечение не ме-
нялось с момента создания системы транспортировки шаттла, что произошло 15
лет назад. Существующее аппаратное обеспечение устарело — например, память
старого типа на ферритовых сердечниках. Становится все сложнее и сложнее най-
ти производителей, которые могли бы поставить такие старые компьютеры, кото-
рые были бы одновременно надежными и достаточно высококачественными. Совре-
менные компьютеры более надежны и работают гораздо быстрее. Это упрощает схе-
мы и позволяет выполнить во много раз больший объем работы. Современные ком-
пьютеры не потребовали бы столь многочисленной загрузки с кассет, так как об-
ладают гораздо большим объемом памяти.
Одна из плат компьютера шатла.
Программное обеспечение проверяется очень тщательно по принципу «снизу
вверх». Прежде всего, проверяется каждая вновь созданная строка программы;
затем проверяются разделы программы (модули), выполняющие специальные функ-
ции. Масштаб мало-помалу увеличивается, пока все новые изменения не будут
включены в полную систему и проверены. Этот полный выход считается оконча-
тельным, только что созданным продуктом. Но абсолютно независимо работает
группа проверки, которая дает советы группе по разработке программного обес-
печения и испытывает программы так, как это делал бы покупатель, которому по-
ставили данный продукт. Существует дополнительная проверка при использовании
новых программ в имитаторах полета и т.п. Ошибка на этой стадии проверки ис-
пытаний считается очень серьезной и ее происхождение изучается очень тщатель-
но, чтобы избежать подобных ошибок в будущем. Подобные ошибки, совершенные по
неопытности, были обнаружены лишь шесть раз за все время программирования и
изменения программ (для новых или измененных нагрузок). Они следовали такому
принципу: вся эта проверка не имеет никакого отношения к программе безопасно-
сти; это лишь испытание этой самой безопасности при проверке, которая проис-
ходит для предотвращения катастрофы. О безопасности полета можно судить ис-
ключительно по тому, насколько хорошо программы ведут себя во время испыта-
ний . Если здесь произойдет отказ, то он вызовет серьезную озабоченность.
В итоге хотелось бы заметить, что система проверки программного обеспечения
компьютеров действительно показывает себя как высококачественная. Судя по
всему, там нет места постепенному самообману путем снижения норм, что весьма
характерно для систем безопасности твердотопливных ракета-носителей и основ-
ных двигателей шаттла. Для вящей убедительности добавлю, что руководство не-
давно предлагало прекратить такие сложные и дорогие испытания за их ненадоб-
ностью в последнее время истории запусков шаттла. Подобным предложениям нужно
сопротивляться, потому что люди, их выдвигающие, не представляют взаимные не-
заметные влияния и источники ошибок, которые могут появиться даже из-за не-
значительных изменений программы в той или иной ее части. Постоянно возникают
просьбы об изменении программы по мере предложения пользователями новых по-
лезных нагрузок и появления новых требований. Любые изменения обходятся доро-
го, так как они требуют полной проверки. Надлежащий способ экономии денег —
это сокращение количества требуемых изменений, а не качества испытаний каждо-
го из них.
Можно также добавить, что эту сложную систему испытаний можно было бы весь-
ма усовершенствовать, оснастив современным аппаратным обеспечением и методи-
ками написания программ. Если бы у НАСА появился любой конкурент вовне, то у
него были бы все преимущества, если бы он начал с оснащения новым оборудова-
нием. Сейчас НАСА стоит серьезно подумать над вопросом, не является ли совре-
менное аппаратное обеспечение разумной идеей.
И наконец, возвращаясь к сенсорам и исполнительным органам системы авиаци-
онной электроники, мы обнаруживаем, что отношение к системному отказу и на-
дежности далеко не так хорошо, как в случае с компьютерными системами. Напри-
мер, была обнаружена проблема, связанная с тем, что из строя порой выходят
температурные сенсоры. Однако восемнадцать месяцев спустя в системе по-
прежнему использовались те же сенсоры, они все так же иногда выходили из
строя, и это происходило до тех пор, пока запуск шаттла не отменили по причи-
не одновременного выхода из строя двух сенсоров. И даже в следующем полете
этот ненадежный сенсор был использован снова. Кроме того, возникают сомнения
в надежности систем управления реакцией, реактивными струями ракет, которые
используются для переориентации и управления в полете. Присутствует значи-
тельное излишество, но существует и длинная история отказов, ни один из кото-
рых не был достаточно серьезным, чтобы оказать значительное влияние на полет.
Действие реактивных струй находится под контролем сенсоров: если струя не вы-
стрелит, то компьютеры выберут для этой цели другую струю. Но они созданы не
для того, чтобы не срабатывать, поэтому данную проблему нужно решать.
Выводы
Если мы хотим придерживаться разумного графика запуска шаттлов, то очень
часто возникает ситуация, когда техническую подготовку шаттла не удается про-
вести достаточно быстро, чтобы удовлетворить требованиям изначально консерва-
тивных критериев аттестации, которые ставят своей целью гарантировать очень
надежный летательный аппарат. В подобных ситуациях критерии безопасности не-
сколько изменяются — причем часто выдвигаются на первый взгляд логичные аргу-
менты, — так, чтобы полеты по-прежнему можно было аттестовать вовремя. Таким
образом, шаттл летает в относительно небезопасном состоянии, и вероятность
его отказа имеет порядок, равный одному проценту. (Более точную цифру назвать
сложно.)
Официальное руководство, с другой стороны, утверждает, что, по их мнению,
вероятность отказа в тысячу раз меньше. Одной из причин такой уверенности мо-
жет быть попытка убедить правительство в совершенстве и успешности НАСА, что-
бы гарантировать финансовые вложения. Другая причина, быть может, состоит в
том, что они искренне верят в истинность этого, демонстрируя почти невероят-
ное отсутствие передачи информации между менеджерами и работающими у них ин-
женерами .
Как бы то ни было, все это имело весьма неблагоприятные последствия, самое
серьезное из которых состоит в поощрении обыкновенных граждан к полету в
столь опасной машине, утверждая, что она обладает той же степенью безопасно-
сти, что и обыкновенный авиалайнер. Астронавты, как и летчики-испытатели,
должны осознавать свой риск, и мы уважаем их мужество. Кто может сомневаться,
что МакОлифф1 была невероятно мужественным человеком, который гораздо в боль-
шей степени осознавал риск, на который идет, чем НАСА показывало это нам?
Так давайте же дадим рекомендации, чтобы гарантировать, что официальное ру-
ководство НАСА жило бы в реальном мире, понимая технологические слабости и
несовершенства достаточно хорошо, чтобы активно пытаться устранить их. Они
должны жить в реальном мире и в отношении того, что касается сопоставления
затрат и полезности шаттла по сравнению с другими методами покорения космиче-
ского пространства. Кроме того, они должны реалистично подходить к составле-
нию контрактов и оценке стоимости и сложностей каждого проекта. Следует пред-
лагать только реалистичные расписания выполнения полетов — расписания, имею-
щие разумную вероятность выполнения. Если при таком раскладе вещей правитель-
ство не поддержит НАСА, значит, так тому и быть. НАСА обязана быть откровен-
ной, прямой и честной по отношению к гражданам, у которых она просит поддерж-
ки, чтобы эти самые граждане могли принимать самые мудрые решения относитель-
но использования своих ограниченных ресурсов.
Чтобы создать успешную технологию, реальность следует ставить превыше обще-
ственных отношений, ибо Природу не обманешь.
ЧАСТЬ 3.
ЭПИЛОГ
Когда я был моложе, я считал, что наука принесет пользу всем. Для меня была
совершенно очевидна ее польза; наука была хорошей. Во время войны я работал
над атомной бомбой. Этот результат науки очевидно являл собой очень серьезное
дело: он означал уничтожение людей.
После войны я очень переживал из-за бомбы. Я не знал, каким будет будущее,
и уж точно даже близко не был уверен, что мы протянем так долго. А потому
возникал такой вопрос: несет ли наука зло?
Если сказать иначе, когда я увидел, какой ужас способна породить наука, то
задал себе вопрос: какова ценность науки, которой я посвятил себя, — вещи,
которую любил? Это был вопрос, ответ на который должен был дать я.
«Ценность науки» — это своего рода отчет, если хотите, содержащий многие
мысли, которые приходили ко мне, когда я пытался на этот вопрос ответить.
Время от времени люди говорят мне, что ученые должны уделять больше внима-
ния социальным проблемам, — а особенно, что они должны брать на себя большую
ответственность при рассмотрении того влияния, которое наука оказывает на об-
щество. Судя по всему, многие считают, что если бы только ученые повниматель-
нее посмотрели на все эти сложные социальные проблемы, а не тратили столько
времени на забавы с гораздо менее жизненно важными научными проблемами, то
это пошло бы всем только на пользу.
1 Примечание для иностранных читателей: Криста МакОлифф, учительница, должна была
стать первым обыкновенным человеком, попавшим в космическое пространство, в качестве
символа приверженности нации к образованию и безопасности шаттла.
Мне же кажется, что время от времени мы думаем над этими проблемами, просто
мы не тратим все свое время на их решение, потому что нам прекрасно известно,
что мы не обладаем волшебной формулой решения социальных проблем, что соци-
альные проблемы гораздо сложнее научных и что когда мы о них думаем, то обыч-
но ни к чему не приходим.
Я считаю, что ученый, рассматривающий ненаучные проблемы, понимает в них
столько же, сколько и обычный человек, — и когда он говорит о том, что не
связано с наукой, он рассуждает столь же наивно, сколь и любой другой, не
подготовленный к такому вопросу. Поскольку вопрос о ценности науки к самой
науке отношения не имеет, то вся эта речь посвящается доказательству моей
точки зрения — на примере.
Первая вещь, в отношении которой науку можно считать ценной, знакома каждо-
му: научное знание дает нам возможность заниматься всевозможными делами и
создавать всевозможные вещи. Конечно, когда мы создаем что-то хорошее, то это
заслуга не только науки; это также заслуга и морального выбора, который при-
вел нас к хорошей работе. Научное знание — это способность делать либо хоро-
шее, либо плохое, но оно не содержит инструкции по своему использованию. Цен-
ность такой способности очевидна, даже, несмотря на то, что она может быть
сведена на нет тем, что человек с ней делает.
Я научился способу выражения этой общей человеческой проблемы во время по-
ездки в Гонолулу. Там, в буддистском храме, человек, проводивший экскурсию,
немного рассказал туристам о буддизме и закончил свой рассказ, сказав, что
откроет им кое-что, что они никогда не забудут — я действительно помню это до
сих пор. Это была буддистская притча:
Каждому человеку дан ключ, открывающий врата рая; этот же самый ключ откры-
вает и врата ада.
Так какова же тогда ценность ключа от врат рая? Истинная правда то, что ко-
гда нам недостает ясных инструкций, которые дают нам возможность отличить
врата рая от врат ада, то этот ключ может оказаться опасным предметом.
Но при этом ценность ключа очевидна: как сможем мы войти в рай, не имея
его?
Инструкции не имели бы никакой ценности, не будь у нас ключа. Таким обра-
зом, очевидно, что, несмотря на то, что наука может породить величайший ужас
в мире, она имеет ценность, потому что может создать что-то.
Другой аспект ценности науки — эта забава, называемая интеллектуальным удо-
вольствием, которое некоторые люди получают от чтения научных книг, изучения
науки и размышления о ней и которое другие люди получают от работы в ней. Это
очень важный момент, и его обыкновенно упускают те люди, которые говорят нам,
что мы несем ответственность перед обществом и должны размышлять над влияни-
ем, которое наука оказывает на общество.
Имеет ли это простое личное удовольствие ценность для всего общества в це-
лом? Нет! Но тогда мы должны рассмотреть и цель самого общества. Состоит ли
она в том, чтобы устроить все так, чтобы люди могли получать удовольствие от
того, чем они занимаются? Если это так, значит и удовольствие, получаемое от
науки, так же важно, как и все прочее.
Но мне бы хотелось по достоинству оценить значение мировоззрения, созданно-
го усилиями науки. Мы пришли к тому, что сумели представить различные вещи
бесконечно более удивительными, чем это удавалось поэтам и мечтателям в про-
шлом. Это показывает, что изобретательность природы больше, гораздо больше
изобретательности человека. Например, насколько более замечательно для всех
нас держаться — причем половина держится вниз головой — посредством таинст-
венного притяжения, на вращающемся шаре, который висел в космическом про-
странстве в течение миллиардов лет, чем знать, что ты сидишь на спине слона,
который стоит на черепахе, плавающей в бездонном море.
Я размышлял обо всем этом столько раз, что надеюсь, что вы извините меня,
если я повторюсь, высказав такую мысль, которая, несомненно, не раз возникала
и у вас и которая не могла возникнуть ни у кого в прошлом, потому что тогда
люди не имели о мире той информации, которую мы имеем сейчас.
Например, я стою один на берегу моря и начинаю думать.
На берег набегает множество волн,
бесчисленное количество молекул,
каждая из которых бездумно занята своим делом;
и таких молекул триллионы, они отделены друг от друга,
но при этом, двигаясь в унисон, они образуют белые барашки волн.
Из века в век,
когда еще не было глаз, которые могли это увидеть,
из года в год
эти волны бились о берег так же, как и сейчас.
Для кого? Для чего?
На мертвой планете,
где не было жизни.
Никогда не отдыхая,
измученное энергией,
которую непомерно растрачивает солнце,
проливая ее в космическое пространство.
Нечто совсем крошечное вынуждает море реветь.
Глубоко в море
все молекулы повторяют
узоры друг друга,
пока не появятся новые и более сложные молекулы.
Они создают другие молекулы, подобные себе,
и начинается новый танец.
Увеличиваясь в размере и сложности,
живые существа,
массы атомов,
ДНК, белок
танцуют еще более сложный танец.
И вот из колыбели,
на сухую землю
ступают
атомы, обладающие сознанием;
материя, наделенная любопытством.
Стою на берегу,
удивляясь удивительному: я,
вселенная атомов,
атом во вселенной.
Тот же трепет, то же благоговение и таинство снисходит на нас снова и сно-
ва , когда мы достаточно глубоко заглядываем в любой вопрос. Когда мы обретаем
более глубокое знание, вместе с ним приходят более глубокие и более удиви-
тельные тайны, которые искушают человека, заманивая его еще глубже. Нас нико-
гда не заботит то, что ответ может разочаровать, с удовольствием и уверенно-
стью мы переворачиваем каждый новый камень, чтобы найти невообразимую стран-
ность , ведущую к еще более удивительным вопросам и загадкам — и конечно к ве-
ликому приключению!
Истинная правда и то, что некоторые люди, не имеющие отношения к науке, пе-
реживают религиозные ощущения подобного типа. Наши поэты об этом не пишут;
наши художники не пытаются запечатлеть эту удивительную вещь. Я не знаю, по-
чему это происходит. Разве никого не вдохновляет наша современная картина
вселенной? Эта ценность науки остается не воспетой певцами: вам придется ог-
раничиться тем, что все это вы не услышите ни в песне, ни в стихотворении, а
только в вечерней лекции. Век науки еще не настал.
Быть может, одна из причин такого молчания состоит в том, что нужно уметь
читать ноты. Например, в научной статье может быть написано: «Содержание ра-
диоактивного фосфора в головном мозге крысы уменьшается наполовину за две не-
дели» . Что же это значит?
Это значит, что фосфор, присутствующий в мозге крысы — а также в моем и в
вашем — это не тот же фосфор, который содержался там около двух недель назад.
Это означает, что атомы мозга претерпели изменения: те, что были раньше, бес-
следно исчезли.
А что же представляет собой наш мозг: что это за атомы, обладающие сознани-
ем? Картофель, который мы съели на прошлой неделе! Теперь они могут помнить,
что происходило год назад в моем разуме — в разуме, который уже давно претер-
пел изменения.
Заметить, что то, что я называю своей индивидуальностью, — это лишь узор
или танец, вот что значит понять, через какое время атомы мозга заменяются
другими атомами. Атомы появляются в моем мозге, танцуют свой танец, а затем
исчезают — атомы в мозге всегда новые, но при этом они танцуют один и тот же
танец, не забывая, какой танец они танцевали вчера.
Когда мы читаем об этом в газете, там написано: «Ученые утверждают, что это
открытие может сыграть важную роль в поисках лекарства против рака». Газету
интересует исключительно применение этой идеи, но не сама идея. Вряд ли кто-
то сможет понять важность этой идеи, то, насколько она замечательна. Но, кро-
ме этого, идею могут понять некоторые дети. И когда какой-нибудь ребенок по-
нимает подобную идею, то мы получаем ученого. Для них слишком поздно1 прони-
каться духом науки тогда, когда они поступят в университет, поэтому мы должны
пытаться объяснять эти идеи детям.
Сейчас мне хотелось бы обратиться к третьему аспекту ценности науки. Быть
может, он является косвенным, но не абсолютно. Ученый обладает огромным опы-
том сосуществования с неведением, сомнением и неопределенностью, и, по-моему,
этот опыт имеет очень важное значение. Когда ученый не знает ответа на зада-
чу, то он пребывает в неведении. Когда у него возникает предчувствие того,
каким будет результат, он пребывает в неопределенности. А когда он, черт
возьми, практически уверен в том, какой результат он получит, то у него все
равно остаются какие-то сомнения. Мы считаем чрезвычайно важным то, что ради
прогресса мы должны признавать свое неведение и всегда оставлять место для
сомнения. Научное знание — это нечто, состоящее из утверждений разной степени
определенности, некоторые из которых далеки от уверенности, другие близки к
ней, а третьи являют собой абсолютную определенность.
Мы, ученые, к этому привыкли и считаем само собой разумеющимся, что быть
неуверенным в чем-то абсолютно нормально, что вполне возможно жить и не
знать. Но я не знаю, понимает ли истинность этого каждый. Наша свобода сомне-
Теперь бы я сказал: «Для них поздно — хотя слишком поздно не бывает никогда — про-
никаться духом...»
ваться родилась из борьбы против авторитетов в самые ранние дни науки. Это
была очень долгая и ожесточенная борьба: позволить нам оспаривать — подвер-
гать сомнению — быть неуверенными. Я думаю, что важно не забывать об этой
борьбе, потому что, в противном случае, мы потеряем то, что получили. Вот в
чем состоит наша ответственность перед обществом.
Всем нам становится грустно, когда мы сравниваем удивительный потенциал,
которым, судя по всему, обладают люди, с их небольшими достижениями. Снова и
снова люди думают, что мы могли бы создавать что-то гораздо лучшее. Люди про-
шлого, жившие в кошмаре своего времени, мечтали о лучшем будущем. Мы — те,
кто составляет их будущее, видим, что их мечты, в некоторых отношениях, были
превзойдены, но во многих отношениях по-прежнему остались мечтами. Значитель-
ная доля сегодняшних мечтаний о будущем — это те же самые мечты, которые были
вчера.
Когда-то считалось, что возможности, которыми обладают люди, не развива-
лись , потому что большинство людей были невежественными. Но, получив универ-
сальное образование, все ли люди могли стать Вольтерами? Плохому можно учить
столь же эффективно, сколь и хорошему. Образование — это мощная сила, но ее
можно использовать как во благо, так и во зло.
Общение народов друг с другом должно обеспечить понимание — так родилась
другая мечта. Но механизмами общения можно манипулировать. Сообщать можно как
истину, так и ложь. Общение — это мощная сила, но и ее можно использовать как
во благо, так и во зло.
Прикладные науки должны освободить людей, по крайней мере, от материальных
проблем. Медицина держит под контролем болезни. И кажется, что все свидетель-
ства, которые имеются в этой связи, говорят только о хорошем. И тем не менее,
есть люди, которые сегодня кропотливо трудятся над созданием вирусов и ядов,
которые завтра можно будет применить во время военных действий.
Почти никто не любит войны. Наша сегодняшняя мечта — мир. В мирное время
человек может максимальным образом развить те громадные способности, которыми
он, судя по всему, обладает. Но, быть может, люди будущего обнаружат, что
этот мир может быть как хорошим, так и плохим. Быть может, люди, которые не
будут воевать, от скуки начнут выпивать. Тогда, возможно, спиртное станет са-
мой большой проблемой, которая не позволит человеку извлечь из своих способ-
ностей все, что он считает возможным.
Ясно, что мир — это великая сила, коей, кроме него, являются трезвость,
власть, общение, образование, честность и идеалы многих мечтателей. Мы обла-
даем этими силами в большем объеме, чем ими обладали древние. И, быть может,
многое удается нам лучше, чем удавалось многим из них. Но то, что нам должно
удаваться, кажется гигантским по сравнению с нашими беспорядочными достиже-
ниями.
Почему это происходит? Почему мы не можем победить самих себя?
Потому что мы обнаруживаем, что даже огромные силы и способности, по-
видимому , не несут с собой инструкции относительно того, как их использовать.
Например, глубокое понимание принципа поведения физического мира убеждает че-
ловека только в том, что это поведение несколько бессмысленно. Явно науки не
учат ни хорошему, ни плохому.
На протяжении всех прошлых веков люди пытались постичь смысл жизни. Они
осознали, что если бы нашим действиям можно было придать некоторое направле-
ние или смысл, то высвободились бы огромные человеческие силы. Таким образом,
вопрос о смысле всего этого получал великое множество ответов. Но все эти от-
веты были бы абсолютно разными, и сторонники одного ответа с ужасом взирали
на действия сторонников другого — с ужасом, потому что с той точки зрения,
где мнения расходятся, все великие потенциальные возможности человечества на-
правляются в ложный и узко ограниченный тупик. В действительности именно из
истории невероятного ужаса, рожденной из ложного убеждения, философы осознали
явно бесконечные и удивительные способности людей. Мечта — найти открытый ка-
нал.
Так в чем же, тогда, смысл всего этого? Что мы можем сказать, чтобы рассе-
ять тайну существования?
Если учесть все — не только то, что знали древние, но и все, что знаем се-
годня мы и что было неизвестно им — то, на мой взгляд, мы должны честно соз-
наться, что мы не знаем.
Но, признав это, мы, вероятно, обнаружили открытый канал.
Это не новая идея; это идея века разума. Это философия, которая руководила
людьми, создавшими демократию, при которой мы живем. Идея о том, что, на са-
мом деле, никто не знал, как управлять правительством, привела к идее о том,
что мы должны организовать систему, посредством которой можно развивать, про-
бовать и, в случае необходимости, отбрасывать новые идеи, привносить другие,
еще более новые: по методу проб и ошибок. Этот метод был результатом того,
что наука показала себя как успешное предприятие еще в конце восемнадцатого
века. Уже тогда социально настроенные люди понимали, что открытость возможно-
стей являет собой возможность и что сомнение и обсуждение необходимы для про-
движения в неизвестное. Если мы хотим решить проблему, которую никогда не ре-
шали раньше, то мы должны оставить дверь в неизвестное приоткрытой.
Мы стоим в самом начале существования человечества. И наша схватка с про-
блемами не так уж безрассудна. Но перед нами простираются десятки тысяч лет
будущего. Наша задача — сделать все, на что мы способны; узнать все, что мы
сумеем; усовершенствовать свои решения и передать их следующему поколению.
Наша цель — оставить людям будущего свободу действий. Будучи импульсивной мо-
лодежью человеческого рода, мы можем совершить серьезные ошибки, которые на-
долго остановят наш рост. Именно это мы сделаем, если станем утверждать, что
уже сейчас, молодые и невежественные, коими мы и являемся, мы знаем ответы.
Если мы подавим любые дискуссии, любую критику, провозглашая: «Вот ответ,
друзья мои; человек спасен!», — мы на долгое время приговорим человечество к
цепям авторитета, ограничив его пределами нашего настоящего воображения. Это
не раз делалось раньше.
Наша ответственность, как ученых, понимающих великий прогресс, который по-
рождает удовлетворительная философия неведения, великий прогресс, который яв-
ляется плодом свободы мысли, — провозгласить ценность этой свободы; научить
не бояться сомнения, а приветствовать его, обсуждать все его «за» и «против»;
и требовать этой свободы для всех следующих поколений, что составляет наш
долг перед ними.
Разное
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ РАСТЕНИЯ
Унгерния Виктора Ungernia vietoris Все части
Семейство Амариллисовые. Растет унгерния Виктора в Средней Азии на горных
склонах, водоразделах, щебнистых осыпях и в ущельях на высоте от 800 до 2700
м над уровнем моря. В предгорьях и в среднем поясе гор она приурочена к пы-
рейным степям; выше встречается в поясе древесной и кустарниковой раститель-
ности под пологом арчи, среди зарослей кустарников, а также в типчаковых и
типчаково-пырейных степях. Обычно унгерния растет небольшими группами, зани-
мая мелкоземлистые участки на щебнистых и ка-менистых склонах. На старых
стойбищах часто образует почти сплошные заросли.
Ботаническое
описание
Многолетнее травянистое растение с луковицами диаметром до 12 см, покрытое
темно-коричневыми чешуями, вытянутыми в длинную шейку длиной до 17 см. От
донца луковицы отходят длинные сочные придаточные корни желто-розового цвета.
Надземный побег не развивается. Листья (7-10) линейные, на верхушке тупова-
тые, длиной до 30 см, появляются в конце февраля, в середине апреля достигают
полного развития, а в конце мая увядают. Цветочная стрелка высотой 12-30 см
появляется после увядания листьев, в конце июля - начале августа. Соцветия до
распускания закрыты чехлом, который при распускании разрывается на 2-3 части,
освобождая бутоны. Цветков в зонтике 2-7. Они желтовато-розовые, длиной до 7
см. Цветение продолжается 1-2 недели. Плод - трехлопастная коробочка, взду-
тая, с темно-бурыми, крупными, плоскими семенами. Плодоносит в конце сентября
- к этому времени отмирает цветоносный стебель.
Химический
состав
Содержит алкалоиды (листья - до 0,5%, луковицы - до 0,96%). Из суммы алка-
лоидов, найденных в листьях, в чистом виде выделены галантамин (0,14-0,21%),
ликорин (0,059%). В луковицах содержание галантамина составляет 0,24% от су-
хой массы сырья, ликорина - до 0,31%. Кроме основных алкалоидов из листьев и
луковиц унгернии получены другие алкалоиды: горденин, тацеттин, панкратин.
Использование
Основной источник галантамина.
Галантамин используют в качестве средства, снимающего остаточные явления
полиомиелита, полиневрита, радикулита, а также при травматических повреждени-
ях чувствительных и двигательных нервов. Галантамин применяют также для лече-
ния атонии кишечника и мочевого пузыря и в функциональной рентгенодиагностике
при заболеваниях желудка и кишечника.
Ликорин применяют как отхаркивающее средство при заболеваниях легких и
бронхов, при бронхоэктазах и бронхиальной астме.
Унгерния Северцева Ungernia Sewertzown Все части
Унгерния Северцова (лат. Ungernia sewerzowii) - вид дикорастущих многолет-
них луковичных растений из рода Унгерния (лат. Ungernia). Род, входящий в се-
мейство Амариллисовых (лат. Amaryllidaceae).
Унгерния Северцова - среднеазиатский эндемик. Она растет в Южном Казахстане
и Ташкентской области. Ее ареал начинается в предгорьях и нижнем поясе гор и
заканчивается в среднем. Небольшими группами встречается среди камней, на во-
доразделах, на каменистых осыпях и склонах. Заросли унгернии можно найти на
старых пастбищах.
Ботаническое
описание
Унгерния Северцова обладает крупной, удлиненной, продолговато-яйцевидной
луковицей, порой достигающей в диаметре 12 сантиметров, а по весу доходящей
до 250 г. От хорошо развитого донца луковицы (толщиной до 3 см) отходят длин-
ные и тонкие желто-розовые корни. Наружные чешуи у луковицы Унгернии Северцо-
ва темно-коричневые, иногда угольно-черные, пленчатые, вытянуты в длинную
шейку. Прикорневые листья собраны в двурядную розетку. Они почти равные, си-
зые, достигают 2 см в ширину и 40 см в длину. Листья у Унгернии Северцова по-
являются весной, к середине лета они увядают, зато в августе растение дает
безлистную цветочную стрелку. Цветочный зонтик растения состоит из не менее
3, но не более 15 правильных цветков. Узколанцетные листочки околоцветника
чаще кирпично-красные, иногда с оттенками желтого, трубка слабоизогнутая, ко-
роткая. Плод - сухая, вздутая, трехлопастная буро-красно-зеленая коробочка.
Крупные, плоские семена имеют черную пленчатую оболочку.
Унгерния Северцова (лат. Ungernia sewerzowii).
Химический
состав
Унгерния Северцова содержит пектиновые и смолистые вещества, эфирные масла,
сахара, слизи, органические кислоты. В листьях обнаружено до 0,45% алкалоида
ликорина, до 0,05% галантамина, также содержатся алкалоиды тацеттин, панкра-
тин, нарвезин, унгерин, унгминорин, унсевин, талантамин, гиппеастрин.
Использование
Эндемичное растение, унгерния Северцова, долгие столетия была известна лишь
на территории Узбекистана. Народные целители использовали ее печеные луковицы
как ранозаживляющее средство, очищали при помощи этой массы гнойные фурунку-
лы. Впервые вид был описан немецким ботаником Эдуардом Людвиговичем Регелем в
1868 году.
В народной медицине полезные свойства унгернии Северцова применяются редко
в связи с эндемичностью и токсичностью растения. В местах произрастания рас-
тения, где есть возможность получать свежие луковицы, их по-прежнему исполь-
зуют в качестве ранозаживляющего средства. Листья унгернии Северцова можно
использовать в качестве откашливающего средства при бронхитах и воспалениях
легких.
Унгерния Северцова не является фармакопейным растением, но ее листья чис-
лятся в Государственном Реестре лекарственных средств РФ в качестве лекарст-
венного сырья для получения ликорина. Токсичный алкалоид ликорин в больших
дозах оказывает рвотное действие, в малых же усиливает секрецию бронхиальных
желез, оказывая отхаркивающее действие. Также он стимулирует мышцы мочевого
пузыря, обладает противовоспалительными, жаропонижающими и анальгезирующими
свойствами. Препарат ликорина гидрохлорид (Lycorini hydrochloridum) применяют
в качестве отхаркивающего средства.
Унона душистейшая
Unona odoratissima Blanco
Цветы
Синоним: Cananga odorata (Кананга душистая). Кананга (лат. Cananga) — моно-
типный род двудольных цветковых растений, входящий в семейство Анноновые
(Annonaceae). Единственный вид — Кананга душистая, или Иланг-иланг.
Естественный ареал — Бирма, Филиппины, Индонезия (Калимантан, Ява). Культи-
вируется по всей территории азиатских тропиков
Ботаническое
описание
Вечнозелёное дерево высотой 10—40 м, в культуре после обрезки со снижением
высоты — до 3 м. Ствол — до 75 см в диаметре, без досковидных корней, встре-
чающихся у некоторых других анноновых. Кора светло-серая или серебристая,
гладкая.
Листья очередные, двурядные, простые, овально-продолговатые, без прилистни-
ков, размером 13—49 на 4—10 см. Черешки короткие, до 2 см длиной. Жилкование
перистое, лист имеет 8—9 пар вторичных жилок, отчетливо видных на обеих его
сторонах.
Соцветие — кисть, цветки длиной от 5 до 7,5 см, обоеполые, зелено-жёлтые,
на цветоножке длиной 2—5 см, с 3 чашелистиками и 6 лепестками, имеющими на
внутренней стороне у основания пурпурно-коричневое пятно.
Тычинки многочисленные, тесно скученные, длиной 2—3 мм, с широким конусо-
видным надсвязником. Плодолистики также многочисленные. Плод — сочная много-
листовка, состоит из 7—16 плодиков длиной около 3 см на ножках длиной до 2
см. Плодики тёмно-зелёные, зрелые — черноватые, с 2—12 светло-коричневыми се-
менами длиной 0,9 см в жёлтой мякоти, которые имеют рудиментарный ариллус
Химический
состав
Эфирное масло иланг-иланга насыщено витаминами (В1, В2, В5, В6, В9, В12, Е,
РР). Также в состав иланг-иланга входят следующие вещества: ос-терпинеол, ге-
раниол, неролидол, нерол, фитол, метилгептенон, бензиловый спирт, эвгенол,
сафрол, метилсалицилат, муравьиная, валериановая, уксусная и бензойная кисло-
ты, другие химические компоненты.
Использование
Глубокий и богатый запах цветков иланг-иланга напоминает жасмин и нероли.
Эфирное (иланг-иланговое) масло из цветков получают методом паровой дистилля-
ции. Иланг-иланг используют в парфюмерии («восточные» и «цветочные» компози-
ции) , в ароматерапии, а также в косметике, иногда он используется в аромати-
заторах пищевых продуктов, сладких кремов. Считается, что аромат иланг-иланга
оказывает успокаивающее действие, нормализует высокое кровяное давление, по-
могает при кожных проблемах.
В ароматерапии иланг-иланг применяется при стрессе, высоком артериальном
давлении, беспокойстве, бессоннице, различных неврозах и депрессии, страхах,
половом бессилии и головной боли. Масло иланг-иланг в составе косметических
средств нормализует работу сальных желез при проблемной жирной коже, устраня-
ет сыпь и угри, снимает воспаление, предотвращает преждевременное старение
кожи, стимулирует рост новых клеток эпидермиса, предотвращает выпадение волос
и восстанавливает их структуру, укрепляет ногти.
Измельченные цветки растения в виде кашицы прикладываются на места укусов
змей и насекомых, ими перекладывают одежду во избежание ее порчи молью. Масло
кананги считается афродизиаком, расслабляющим центральную нервную систему и
нормализующим периферический кровоток.
Фибраурея красильная Fibraurea tinctoria Lour. Все части
Семейство луносемянниковые (Moonseed). Дикорастущее. Встречается в горных
районах.
Ботаническое
описание
Крупная деревянистая двудомная лиана. Древесина корня и старого стебля жел-
тая. Листья очередные, с длинным черешком; пластинка листа заостренноэллипти-
ческая или слегка ланцетовидная, с тремя явно выступающими жилками. Соцветие
разветвленное, метельчатое. Цветки мелкие, желто-зеленые, однополые. Плод
костянковидный, овальный, желтый
Цветет и плодоносит с мая по октябрь.
Химический
состав
Корень и стебель содержат пальматин, оказывающий антибактериальное дейст-
вие. В сумме алкалоидов преобладает пальматин (1—3%); в меньшем количестве
содержатся ятроррицин, колумбамин, берберин.
Использование
Отвар корней и стеблей используется для лечения дизентерии, диабета, глаз-
ных заболеваний и состояний желудка.
Растение обладает мочегонным, обезболивающим и седативным действием.
Стебель дает желтый краситель, используемый для окраски ткани.
Физохляйна алайская
Physochlaina alaica
Корни
Синоним: Пузырница алайская. Семейство Пасленовые.
Редкий узкоэндемичный вид1. Туркестанский и Алайский хребты (в долинах рек
Исфара, Сох и Шахимардан) - Таджикистан и Кыргызстан.
1 Любопытно, что более распространенное лекарственное растение - Пузырница физалисо-
видная, в Список запрещенных растений... не попало.
Ботаническое
описание
Многолетнее, с глубоко уходящими до 2 м, при изломе хрупкими корнями расте-
ние. Стебли многочисленные, прямостоячие, рыхловолосистые и железистые, до 50
см высоты, листья 6-10 см длины, 4-7 см ширины, широкояйцевидные, к основа-
нию конические, длинночерешковые. Листья с верхней стороны почти голые, с
нижней, по главной жилке, - рыхловолосистые, широкояйцевидные, на верхушке
округлые, к основанию конические, цельнокрайние или выемчатозубчатые, на
длинных черешках. Листовая пластинка 6-10 см длины, 4-7 см ширины. Соцветие
головчато-кистевидное. Цветки грязно-кремовые с темными пятнышками. Чашечка
железисто-волосистая, при плодах кожистая. Венчик 12-16 мм длины, грязно-
кремовый, с темными пятнышками. Тычинки по длине равны отгибу, с нитями, при
основании опушенными Коробочка 10-12 мм длины, 8 мм в поперечнике. Семена
желтоватые, почковидные, с одной стороны вдавленные.
Размножается семенами. Цветет в мае-июне; плоды созревают в конце июля.
Снимок не найден. Вероятно растение похоже на следующее.
Химический
состав
Растение содержит алкалоиды, флавоноиды (см. еледущее).
Использование
В народной медицине.
Физохляйна восточная
Physochlaina orientalis
Корни
Синоним: Пузырница восточная. Семейство Пасленовые.
Распространена в Западной Сибири (Иртышский, Алтайский районы), в Восточной
Сибири (Ангаро-Саянский, Даурский районы), на Дальнем Востоке (Приамурье (за-
пад) , в Средней Азии. Встречается на Центральном и Восточном Кавказе и в За-
кавказье, в Ставропольском и Краснодарском краях. Растет на открытых, степ-
ных, каменистых склонах холмов и сопок, на скалах.
Ботаническое
описание
Многолетнее травянистое растение с толстым прямым стеблем высотой 30—40 см.
Листья яйцевидные, суженные в черешок, при основании сердцевидно-клиновидные,
вместе со стеблем мелкопушистые. Цветки грязно-фиолетовые, собраны в зонтико-
видный щиток. Венчик (18—20 мм длиной) колокольчато-ворончатый, в же-
лезистопушистой чашечке. Плод — двугнездная, поперек раскрывающаяся коробоч-
ка.
Химический
состав
Во всех частях содержатся алкалоиды (производные тропана) гиосциамин и ско-
поламин, а также аноатропин.
Растение содержит алкалоиды (гиосцин, апизодамин, атропин, скополамин, ку-
скгигрин), флавоноиды (неоизорутин, глюкозпирутин 2,2—1,39%, рутин, З-бета-Д-
глюкопиранозил-(6—1), альфа-р-рамнопиранозид-7-альфа-р-рамнопиранозидкверце-
тина.
Использование
Растение ядовито.
С лечебной целью используется трава (стебли, листья, цветки), корни.
Сырье может быть заменителем белены, дурмана и скополии.
В народной медицине на Кавказе употребляют как болеутоляющее средство вме-
сто белены.
В тибетской и монгольской медицине порошок надземной части растения приме-
няется при дифтерии, сибирской язве, кори, оспе, рожистых воспалениях, острых
и хронических заболеваниях органов желудочно-кишечного тракта, гастралгиях,
коликах, диспепсиях, болезнях желчного пузыря, желтухе, кожных и венерических
заболеваниях, головной боли, неврозах, злокачественных новообразованиях, при
сепсисе, как жаропонижающее, ранозаживляющее, антигельминтное.
В тибетской медицине трава (в составе сложных сборов) используется при яз-
венной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. В народной медицине — как
анальгетическое, при диспепсии, тифе, венерических заболеваниях. Отвар корней
в монгольской медицине употребляют при дерматитах, псориазе и других кожных
болезнях. В народной медицине порошок применяется при невралгиях, цистите,
геморрое.
Экстракт корней в эксперименте оказывает ранозаживляющее действие. Трава в
виде настойки в монгольской медицине предложена в качестве заменителя Atropa
belladona.
Хеймия иволистная
Heimia salicifolia
Надземная часть
Хеймия (лат. Heimia) — род растений семейства Дербенниковые. Произрастает
это растение в тропических лесах западного полушария, в самых больших количе-
ствах в Мексике, странах центральной Америки, штате Техас (США), в лесах меж-
ду Аргентиной и Колумбией. Растение предпочитает почву с обильной влагой, по-
этому растет, как правило, в оросительных системах, каналах, низинах.
Ботаническое
описание
Куст высотой до 3 м с жёлтыми, очень красивыми цветками диаметром 2-3 см,
которые привлекают пчел и других насекомых, имеющими по 5 чашелистиков. Ли-
стья 1 см шириной и 2-5 см длиной. Heimia salicifolia имеет очень длинные
корни, которые даже в сильную засуху без проблем обеспечивают растение вла-
гой. В то время когда все окружающие растения погибают от сильного палящего
солнца и отсутствия дождей, Хеймия продолжает цвести и отлично себя чувство-
вать . Если Хеймия выращивается как декоративное растение в закрытом грунте в
горшках, то корням неоткуда взять необходимую влагу в случае пересыхания зем-
ляного кома. Поэтому нужно строго следить за влажностью почвы в горшках, так
как даже очень кратковременное пересыхание земляного кома приводит к значи-
тельному опадению листьев и сильному общему стрессу растения. Несмотря на то,
что у себя на родине Хеймия растение многолетнее, все чаще выращивается садо-
водами любителями рассадным способом как однолетник. Любит прямое солнце с
рассвета и до заката, и при благоприятных условиях успевает отцвести и дать
жизнеспособные семена. В хороших условиях цветение может наступать уже после
6 месяцев после посева и даже раньше. Семена вызревают в течение месяца.
Химический
состав
Из Хеймии иволистной выделены следующие алкалоиды:
• 9-бета-гидроксивертин
• литрин
• дегидродекадин
• литридин
• вертин ((10а)-4,5-dimethoxy-2-hydroxylythran-12-one) — обладает антихоли-
нергическим и антиспазмическим действием, вызывая мягкие слуховые и зри-
тельные галлюцинации, опьянение, онемение, эйфорию.
• хеймидин
• лифолин
• эпилифолин
Криогенин (cryogenine) — (10ffalphan) -4 ,5-dimethoxy-2-hydroxy lythran-12-one
— основной психоактивный алкалоид, извлечённый в сравнительно больших количе-
ствах, чем остальные алкалоиды. Синтетический аналог криогенина JB-1-0 срав-
нивается с индометацином и фенилбутазоном — он проявляет аналогичную психеде-
лическую активность и объясняет использование хеймии коренными американцами.
Клинические испытания показали его антихолинергическое, противовоспалитель-
ное , спазмолитическое, гипергликемическое, гипотензивное, успокаивающее,
транквилизирующее, и сосудорасширяющее действие.
Синикуичин (sinicuichine) — проявляет себя как транквилизатор.
Лифолин (lyfoline) — второй по содержанию алкалоид. Лизрин (lythrine) —
третий по содержанию алкалоид, оказывающий диуретическое действие (стимули-
рующий работу почек и соответственно мочеиспускание). Хеймидин (heimidine) —
незначительный по доли алкалоид, проявляющий противовоспалительную деятель-
ность. Лисридин (lythridine) — незначительное содержание.
Два алкалоида хеймии иволистной: криогенин (вертин) и незодин (nesodine) в
2.48 и 2.24 раза эффективнее чем аспирин. Лифолин и лизрин обладают тем же
свойством, но в меньшей степени.
Также, вертин действует, как антиспазмолитик — расширяет бронхи и расслаб-
ляет гладкие ткани подобно эуфилину. Лизрин и децин показали себя настоящими
гидродиуретиками, они полезными в лечении болезни Аддисона и основных невро-
зов.
Использование
Индейцы Америки называют это растение Sinicuichi и применяют его при прове-
дении ритуалов. Растение известно как галлюциноген. Из листьев выделяют сок,
который сбраживают на солнце, обычно в течение суток. Полученный напиток вы-
зывает сонливость, слуховые галлюцинации, потерю ощущения времени и простран-
ства, небольшое понижение температуры тела. Эффекты длятся всего несколько
часов и как правило за ними не следует никаких неприятных пост эффектов.
Имеются сообщения о способности компонентов, содержащихся в растении, ока-
зывать воздействие на психику, однако это утверждение, впервые опубликованное
в 1896 году (J.В. Calderon) , в настоящее время до конца не исследовано и не
подтверждено.
Хинное дерево Cinchona succirubra Кора
Хинное дерево, цинхона (лат. Cinchona) — род растений семейства Мареновые.
Хинное дерево в природе растёт между 10° с. ш. и 22° ю. ш. — от Колумбии до
Боливии, во влажных лесах на восточных склонах Анд, на высоте 1500—3000 м над
уровнем моря. Встречается и в северной части Анд, на восточных склонах. В на-
стоящее время его также разводят в тропических странах — на островах Ява,
Шри-Ланка, Мадагаскар, в Восточной Африке.
Далее в качестве примера рассмотрено Хинное дерево красноватое (Цинхона
красноватая) - Cinchona succirubra Pavon. Растет в горных лесах на высоте
800-1700 м над уровнем моря. Наряду с другими видами широко культивируется в
Индонезии, Индии, странах Южной Америки и в Шри-Ланке.
Другие виды:
1) хинное дерево Леджера - это небольшое деревце, растет медленно, имеет
светлую, очень толстую богатую хинином кору. Основные плантации этого ви-
да находятся в Индонезии (острова Ява и Мадура) , в горах на высоте до
2200 м над уровнем моря. Обычно выращивается на подвое другого вида. В
культуре из всех видов имеет наибольшее значение;
2) хинное дерево мощное, разводится в Индии, является гибридом;
3) высокогорный холодостойкий богатый хинином вид хинного дерева, широко
культивируется в Южной Америке.
Ботаническое
описание
Вечнозеленое стройное дерево, высотой 15-20 м, с густой округлой кроной,
ствол прямой с серо-буроватой корой.
Молодые ветви тупочетырехгранные, красноватые, мягкокороткоопушенные.
Листья супротивные, черешковые, цельнокрайние, широкоэллиптические, яйце-
видные или округлые, короткосуженные к основанию, морщинисто-волнистые, дли-
ной до 50 см, опушенные, особенно сильно по жилкам с нижней стороны листа;
черешки листьев длиной до 5 см.
Прилистники опадающие, сидячие, продолговатые, цельные, с тупой верхушкой,
железистые у основания на нижней стороне. Цветы обоеполые, гетеростильные
(разностолбчатые), в ложных зонтиках, в свою очередь, собранных в широкопира-
мидальные метелки.
Чашечка мягкоопушенная в виде 5 коротких треугольных, килеватых зубцов, ос-
тающихся при плодах.
Венчик беловато- или ярко-розовый, с опушенной, слегка вздутой посередине
трубкой длиной 14-15 см и с 5 яйцевидными густоволосистыми по краю долями от-
гиба . Тычинки, числом 5, чередующиеся с долями венчика и прикрепленные к его
трубке.
Пестик с нижней эллиптической густоопушенной двухгнездной завязью. В цвет-
ках с длинным столбиком рыльце выдается из трубки венчика, пыльники сидят ни-
же рыльца на коротких нитях; в цветах с коротким столбиком пыльники на длин-
ных нитях, выдаются из трубки венчика. Плод - прямая, продолговатая, заост-
ренная с обеих концов буро-коричневая двухгнездная, раздвигающаяся при созре-
вании коробочка длиной 2-3 см. В каждом гнезде коробочки заключено 12-23 се-
мени. Семена плоские, длиной 4—10 мм, светло-коричневые, крылатые, морщини-
стые. Крыло широкое, тонкоперепончатое, ломкое, окружающее семя со всех сто-
рон.
Цинхона красноватая (Cinchona succirubra Pavon)
Химический
состав
Все органы хинного дерева красноватого содержат алкалоиды, наибольшее коли-
чество которых накапливается в коре (до 18%) . Основными из них являются хи-
нин , хинидин, цинхонин, цинхонидин. Кроме того, выделены алкалоиды хини-
цин,эпихинин,эпихинидин, цинхотин, гидроцин, хонидин, гидрохинин, гидрохини-
дин. Из коры выделен гликозид хиновин. При однолетней культуре в субтропиках
сумма алкалоидов достигает в корнях 1,03-2,14%, в которой хинина содержится
12,5%, хинидина - 2,8, цинхонина- 42,1, цинхонидина- 2,1 и аморфных оснований
15,7%; в стеблях - 1,41-1,57% суммы алкалоидов, в которой хинина содержится
до 6,6%, хинидина - 2,1, цинхонина - 31,7, цинхонидина - 44,3% и 12,7% аморф-
ных оснований; в листьях - 1,18-1,49% суммы алкалоидов, из которых 90-95% -
аморфные.
Использование
В медицине хинин применяется для лечения и профилактики малярии. Назначает-
ся внутрь, а в тяжелых случаях - в инъекциях внутримышечно, в исключительных
случаях - внутривенно. Он оказывает специфическое действие на возбудителей
трехдневной, четырехдневной и тропической малярии, поражает бесполые формы
плазмодия (шизоиды), вызывающие приступы малярии. На полые и тканевые стадии
плазмодия хинин влияния не оказывает и не предупреждает приступов малярии.
Хинин является типичным протоплазматическим ядом, который парализует фермен-
тативные и биохимические процессы клетки, обладает жаропонижающим действием,
влияя на центр терморегуляции; как горечь хинин усиливает секрецию и повышает
аппетит; стимулирует сократительную деятельность матки при родовом акте; в
больших дозах оказывает обезболивающий эффект. Хинин и особенно его стерео-
изомер - хинидин оказывают выраженное влияние на сердце, понижая его возбуди-
мость , поэтому эти препараты эффективны при лечении мерцательной аритмии и
тахикардии.
Токсические дозы хинина угнетают кору головного мозга, вызывая состояние
оглушения, головокружение, рвоту. Противомалярийным действием обладает и пре-
парат хинного дерева хинет, являющийся суммой алкалоидов, но менее сильным,
чем хинин. Цинхонин и цинхонидин являются судорожными ядами и применения в
медицине не нашли.
Хренное дерево Moringa oleifera Все части
Вероятно, имеется в виду Моринга масличная (лат. Moringa oleifera) — дере-
во; вид рода Моринга семейства Моринговые, имеющее разнообразное пищевое зна-
чение .
Это быстрорастущее засухоустойчивое дерево, происходящее из южных предгорь-
ев Гималаев. Широко культивируется в Африке, Центральной И Южной Америке,
Мексике, Индии, Шри-Ланке, Малайзии и на Филиппинах. Может расти в полузасуш-
ливых субтропических и тропических областях. Моринга терпит бедные песчаные
почвы, в том числе прибрежных областей.
Ботаническое
описание
Моринга масличная вырастает до 12 м, ствол растения в диаметре достигает 45
см. У молодых побегов моринги масличной зеленовато-белая или красноватая опу-
шенная кора. С возрастом она становится голой и меняет цвет на беловато-
серую. Ствол растения покрыт толстой пробковой корой. Хрупкие ветки растения
образуют поникшую крону. Листья растения трижды парноперистые с обратнояйце-
видными или удлиненными цельнокраиними листочками. Ароматные двуполые цветки
моринги масличной достигают 1,5 см в длину и 2 см в ширину, у них пять желто-
вато-белых тонкожильных лепестков, цветки растут на длинных волосатых стеблях
и собраны в свисающие соцветия, достигающие в длину от 10 до 25 см.
Химический
состав
В листьях моринги содержатся витамины (кальций, натрий, магний, фосфор,
марганец, медь, цинк, калий, железо, катехин, изотиоцианаты, протонированный
бензиламин моргинин, пирроловый алкалоид пирролемарумин и его гликозиды, ин-
дольные алкалоиды, марумозиды А и В, назимин, назицин, назиминин, нитриловые
гликозиды, птеригоспермин, кверцетин, кемпферол, криптохлорогеновая кислота,
процианидины и ингибиторы протеазы.
Использование
Почти каждая его часть может быть использована в пищу1.
Питательная ценность и лекарственное действие моринги масличной известно на
протяжении столетий. В индийской кухне есть множество рецептов блюд с исполь-
зованием питательных листьев, стручков и семян моринги масличной. Растение
упомянуто в Аюрведе как лекарство от язв, ран, желудочно-кишечных инфекций.
Чай из листьев моринги масличной пили как успокоительное перед сном. На ран-
них сроках беременности листья моринги использовали как абортивное средство.
После родов эти же листья способствовали усилению лактации. Чай из цветков
моринги также вызывает прилив молока, этот же настой индийские знахари реко-
мендовали при сексуальных расстройствах. Масло растения индийские красавицы
втирали в кожу и волосы.
Хренное дерево и получило такое название за то, что корни этого растения
используются как заменитель хрена, так как очень схожи во вкусовых качествах.
Листья тоже не остались без внимания и были применены в качестве зелени для
добавления в салаты, так же листочки сушились для приготовления приправ. На-
пример, на Филиппинах, листочки продаются на рынках, в одних рядах с другой
зеленью, это говорит о том, что для этого региона, листья этого лечебного де-
рева, стали давно обыденной пищей. В Африке, это растения выращивалось в ка-
честве лечебного, в государственных масштабах. По мнению специалистов, у кор-
мящих мам, добавлявших в свой рацион листья моринды, вырабатывалось гораздо
больше молока. Добавляя листья в манную кашу, увеличивалось содержание пита-
тельных веществ для детей.
Так же хорошо используются и зеленные, незрелые стручки, они готовятся и
употребляются в Индии аналогично зеленной фасоли. Семена из более зрелых
стручков, обычно удаляются и употребляются как жареный горох или орехи. Цветы
так же не остались без внимания и тоже участвовали в приготовление, говорят,
что на вкус они как грибы. В Африке деревья сажались возле могил, считалось,
что эти растения отпугивали гиен, а так же изгоняли злых духов. Некоторые ис-
пользуют эти растения в качестве живой изгороди, вместо заборов, и это не-
спроста, всё дело в скорости роста, и уже через небольшой срок, хозяин, поса-
дивший вокруг дома эти растения, получал хороший, пышный забор. А высоту за-
бора регулировать очень просто, постоянная подрезка будет поддерживать одну
высоту. Но не только людьми ценится это растение, листьями и ветвями любит
полакомиться скот.
Зрелые семена дают 38-40% пищевого масла с высокой концентрацией бегеновой
кислоты. Рафинированное масло прозрачно, без запаха, не прогоркает. Жмых, ос-
тающийся после экстракции масла, может быть использован в качестве удобрения
или в качестве флокулянта для очистки мутной воды. Масло семян также имеет
потенциал для использования в качестве биотоплива.
1 И поэтому очень странно, что оно попало в Список растений запрещенных к использо-
ванию в качестве БАД.
Морингу масличную широко применяют в народной медицине. Отвары, настои экс-
тракты листьев употребляют при анемии, желудочно-кишечных расстройствах, диа-
рее, диспепсии, желудочных и кишечных язвах, спазмах в кишечнике, бронхитах,
головных болях. Полоскание ротовой полости с отварами и настоями моринги по-
могает от стоматитов и гингивитов. Порошок из листьев моринги масличной дают
людям, ослабленным после долгой болезни, или изнуренным от длительного голо-
дания. Целители уверены, что листья моринги масличной способствуют поддержа-
нию оптимального уровня сахара в крови, улучшают память и зрение, борются с
депрессией и приступами тревожности. Наружно листья моринги масличной приме-
няют как вяжущее средство, для лечения абсцессов, микозов, ран и бородавок.
Хохлатка Corydalis sp. Все части
Хохлатка (лат. Corydalis) — крупный род травянистых растений подсемейства
Дымянковые (Fumarioideae) семейства Маковые (Papaveraceae) порядка Лютико-
цветные (Ranunculales), распространённых в умеренных регионах всего Северного
полушария.
Далее в качестве примера рассмотрена Хохлатка полая - Corydalis cava L.
Растет на юге и в средней полосе европейской части России, доходя на восток
до Нижнего Новгорода, Саратова, Ростова-на-Дону, в тенистых широколиственных
лесах и среди зарослей кустарников.
Хохлатка полая (Corydalis cava)
Ботаническое
описание
Травянистое растение высотой 20-30 см, с многолетним, глубоколежащим в зем-
ле, полым, почти шаровидным клубнем диаметром до 3 см, нарастающим сверху, а
снизу изнутри отмирающим. Стебель прямой, несущий 2 листа в верхней половине
и оканчивающийся многоцветковой кистью. Листья черешковые, нежные, сизоватые,
дважды-триждытройчатые. Доли листьев ширококлиновидные, почти сидячие, разде-
ленные до основания на 2-3 широкие, клиновидные, цельные или крупнозубчатые
дольки. Прицветники цельные, продолговатые, острые, в 2-3 раза длиннее цвето-
ножки . Чашечка из 2 маленьких рано опадающих чашелистиков. Венчик зигоморф-
ный, фиолетово-розовый (редко - белый), длиной 22-25 мм, 4-лепестный. Верхний
лепесток образует толстую шпору. Тычинки, числом 6, сросшиеся нитями в 2 пуч-
ка . Пыльники одногнездные. Плод - продолговатая, заостренная, поникающая
стручковидная коробочка длиной 10-12 мм. Семена черные, блестящие, мелкото-
чечные, диаметром 3 мм, с лентовидным пленчатым придатком (карункулой).
Цветет в апреле-мае, плоды созревают в мае-июне.
Химический
состав
Клубни хохлатки полой содержат алкалоиды (до 5%) , среди них бульбокапнин,
корикавамин, коритуберин, коридин, изокоридин, корикавидин, корибульбин, изо-
корибульбин, коридалин, протопин, коптизин, канадин, корипальмин, пальматин,
корикавин; в траве и семенах также есть алкалоиды.
Использование
В медицине наибольший интерес имеет алкалоид бульбокапнин. Он применяется в
клинике нервных заболеваний при дрожательном параличе и других заболеваниях с
повышением мышечного тонуса и гиперкинезами.
В эксперименте установлено, что он вызывает каталепсию и другие формы дви-
гательного торможения, снижает условно-рефлекторную деятельность, повышает
слезо- и слюнотечение и замедляет перистальтику кишечника. Изокоридин по фи-
зиологическому действию сходен с бульбокарпином. Коридин обладает успокаиваю-
щим действием на центральную нервную систему. Коритуберин, корикавин и кори-
кавамин оказывают возбуждающее действие, повышают рефлекторную возбудимость;
коридалин, корибульбин и изокорибульбин снижают кровяное давление, угнетают
сердечную деятельность и расширяют периферические сосуды.
Хуннеманния дымянколистная
Hunnemannia fumariaefolia
Все части
Гуннеманния дымянколистая (лат. Hunnemannia fumariifolia) — вид травянистых
растений рода Гуннеманния (Hunnemannia) семейства Маковые (Papaveraceae),
растёт в высокогорных районах Мексики. Также называют «тюльпанный мак» (англ.
tulip poppy) и «мексиканский тюльпанный мак» (англ. Mexican tulip poppy).
Произрастает в высокогорной местности на высоте 1500-2000 м над уровнем мо-
ря в пустыне Чиуауа на юге и в центральном регионе Мексики. Предпочитает ска-
листую местность, но встречается также вдоль дорог.
Ботаническое
описание
Гуннеманния дымянколистая — многолетнее травянистое растение. Стебель пря-
мой и древовидный у основания, достигает 60 см в высоту. Листья напоминают
листья маков рода Эшшольция, сегментированы на тонкие серо-зелёные доли. Цве-
ты одиночные с жёлтой чашей из четырёх перекрывающих друг друга лепестков, 5-
7 см. Форма цветка напоминает тюльпан. Тычинки оранжевого цвета. Плод — длин-
ная тонкая коробочка, также напоминает плод Эшшольции.
Химический
состав
Информация не найдена.
Использование
Чисто декоративное,
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
В МИРЕ НАСЕКОМЫХ
Мариковский П.И.
(продолжение)
Пчелиные
сигналы
Третий день, как после ненастья в горах установилась ясная и теплая погода,
пчелы начали дружно работать, и над пасекой, вблизи которой я поставил палат-
ку , стоит гул от множества жужжащих крыльев.
Рано утром, едва только рассвело, выбрался из спального мешка. Солнце толь-
ко что показалось из-за вершины гор, и его лучи осветили ущелье. Длинные чер-
ные тени от высоких елей перечертили светлую дорогу. Обильная роса засверкала
тысячью искринок, отливающих различными цветами. Вот лучи солнца упали на по-
лянку с ульями. Не прошло и нескольких минут, как пробудились пчелы. На фоне
высокой темной горы, сплошь заросшей еловым лесом, каждая летящая пчела как
сверкающая золотом звездочка.
Полет пчел необыкновенен. Все до единой труженицы, едва вылетев из улья,
взвиваются почти вертикально кверху и быстро исчезают в высоте. Не приходи-
лось мне видеть такого строго вертикального полета. Куда отправились сборщицы
нектара?
Тогда я вешаю на себя фотоаппарат, полевую сумку, беру в руки посох, караб-
каюсь по склону горы. Надо пересечь эту темную громаду, покрытую еловым ле-
сом. На этот трудный поход уходит почти половина дня. Когда же добираюсь до
гребня горы, передо мною открывается изумительная картина хребтов, ущелий,
далеких снежных вершин и, засмотревшись, забываю о цели своего похода. На юж-
ной стороне горы видны скалы, приземистые кустики арчи, небольшие куртинки
шиповника и желтые поля камнеломки. Сейчас происходит массовое цветение этого
растения, и на нем работают пчелы с пасеки.
В Заилийском Алатау (ущ. Кимасар)
Так вот почему сборщицы нектара, едва пробудившись, помчались сразу вверх!
Им, так же, как и мне, надо перевалить за высокую темную гору, чтобы добрать-
ся до плантаций нектара.
Пчела-работница, прилетая в улей, совершает на сотах своеобразный танец,
виляя брюшком и привлекая к себе внимание сестер. Выписывая на сотах замысло-
ватые фигуры, она указывает направление, куда надо лететь, сообщает и пример-
ное расстояние до места сбора. Направление полета определяется по углу к
солнцу, если же оно закрыто облаками, то пчелы прекрасно определяют его поло-
жение по поляризованному и для нас невидимому свету.
Пчелиная сигнализация - одно из интереснейших открытий биологии обществен-
ных насекомых двадцатого века. Вначале ее обнаружил и описал ученый К. Фриш.
Затем ее досконально изучили, проверили, уточнили, доисследовали десятки пыт-
ливых пчеловодов-энтомологов.
Но разгадан ли пчелиный язык до конца и во всех его деталях? По-видимому,
нет. До сих пор, например, никто не подозревает о существовании пчелиного
сигнала «Лети прямо вверх!». Он должен быть, судя по нашим пчелам. Непремен-
но ! Неплохо бы проверить это предположение в горных условиях.
Утреннее поведение пчел говорит еще об одной особенности поведения пчел. По
всей вероятности, у них есть память на недавно совершенные дела. Три дня было
ненастье, и, когда оно закончилось, при первых теплых лучах солнца, упавших
на лесную полянку с ульями, не мешкая, не ожидая сигналов от пчел-разведчиц,
сборщицы меда сразу помчались кверху за большую темную гору на плантации цве-
тущей камнеломки, туда, где они работали прежде.
Пока еще никто не ставил эксперимента, чтобы доказать, сколько времени пом-
нит мохнатая труженица свои маршруты. Долгая память ей не нужна и даже вред-
на. Природа изменчива, и там, где недавно обильно цвели цветы и жужжали насе-
комые, через неделю может ничего не оказаться.
Злючка-колючка
Пустыня высохла, совсем серой стала, и только у реки Или зеленеет узенькая
полоска колючего чингиля да барбариса. Среди них виднеется небольшая группка
пастушьей сумки.
Не знаю, богат ли этот цветок чингиля нектаром: запаха от него нет. Но на
растениях крутится масса насекомых. И неудивительно. Куда им, бедняжкам, де-
ваться, если более ничего не осталось.
Песчано-щебнистая пустыня
Надоело валяться в тени машины, пережидая жару. Я тоже рад цветкам, на них,
может быть, найдется кое-что увидеть. Хожу, присматриваюсь. И замечаю: посе-
тители цветков разбились на группы, каждый ее член держится вблизи себе по-
добных. Собрались вместе клопы украшенные (рис. 89), все на одном стебельке
пастушьей сумки устроились. Яркая окраска клопов - вывеска, мол мы несъедоб-
ны, невкусны, ядовиты. Но как все относительно! Клопа-красавца изловил голод-
ный ктырь, уселся с ним на веточку - высасывает еще живого. То ли вкус у хищ-
ника непривередливый, то ли так голоден, что и клопом не прочь поживиться.
Рис. 89 - Клоп украшенный Эвридема Рис. 90 - Нарывник четырехточечный
Красные, с черными пятнами жуки нарывники четырехточечные (рис. 90) тоже
облюбовали себе местечко. Но большие жуки нарывники Фролова не желают присое-
диняться к компании своих мелких собратьев. Грузные и медлительные, они про-
летают куда-то мимо. Но куда? Кругом сухо, ничего не растет. Но я ошибся,
вскоре их вижу на нераскрытых бутонах цикория. Видимо, это растение им больше
подходит. Аппетит у нарывников отменный, а еда их - лепестки цветов.
Дружной стайкой собрались бабочки-сатириды (рис. 91). Запускают хоботок в
крошечные цветы, что-то там находят, сосут. Но сфотографировать их очень
трудно. Сядет бабочка на цветок и сразу так поворачивается, чтобы солнце не
освещало крылья, не грело. Жара царит немалая, в тени тридцать шесть граду-
сов . Мои невежливые преследования с фотоаппаратом этих грациозных созданий им
не нравятся. Бабочки одна за другой перелетают на другую группу цветов и уст-
раиваются там стайкой. Так их и перегоняю с места на место.
И клопы, и нарывники, и бабочки - все держатся вместе, как в поговорке «ры-
бак рыбака видит издалека». Впрочем, есть и независимые одиночки. Прилетают
осы сколии (рис. 92). Черные, на брюшке желтые пятна, крылья как вороненые,
отливают синевой. Они очень заняты, торопятся, друг на друга - никакого вни-
мания .
Еще появится озабоченная пчелка и вскоре исчезнет. Для пчел сейчас тяжелая
пора. Где искать пыльцу да сладкий нектар?
Надоело крутиться возле крошечных цветков. Завел машину, поехал дальше по
берегу. Может быть, что-либо попадется более интересное. Вот у самой реки та-
рахтит моторчик, качает воду, против него на высоком берегу бахча. Старик-
огородник выкорчевал чингиль и татарник, повыбрасывал корни, вскопал почву,
провел оросительные борозды, поставил походный домик, гонит воду моторчиком,
трудится, ждет урожая.
Появились дружные всходы арбузов. Стелющиеся плети с ажурными листьями ста-
ли покрывать горячую землю пустыни, и кое-где на них засверкали звездочками
желтые цветочки. Кто же будет опылять арбузы? Их урожай сильно зависит от
пчел. Я спрашиваю об этом старика.
- Какие тут пчелы? Нет никаких пчел. И не надо бахчам пчел. Ветром они опы-
ляются! - отвечает глупый старик.
Тогда я объясняю ему, что арбузы, дыни, огурцы - все опыляются насекомыми и
главным образом пчелами и от их деятельности зависит урожай.
- Нет здесь никаких пчел! - твердит упрямый старик. - Не нужны они бахчам.
Сорок лет занимаюсь бахчами, и без пчел дело обходится.
Пытаюсь образумить старика, объясняю ему, что пчелы есть разные. Кроме пче-
лы медоносной, которую человек держит, есть пчелы дикие. Живут они поодиноч-
ке, каждая имеет свою семью, воспитывает несколько деток. Дикие одиночные
пчелы очень разные. В одном только Семиречье их водится, наверное, видов три-
ста.
- Знаю только одну пчелу, которая мед дает. Остальные букашки разные! - от-
вечает старик.
Рис. 91 - Бабочки-сатириды Рис. 92 - Оса-сколия
В стороне от бахчи на небольшой полянке среди зарослей чингиля уцелела не-
большая куща татарника. Колючее это растение - злейший сорняк, никому не ну-
жен, даже верблюдам. И он сам, как на зло, крепкий, выносливый, не боится ни
суши, ни жары, недосягаем, вымахал почти в рост человека, разукрасился лило-
выми головками цветов.
Я обрадовался цветущему татарнику. Уж на нем обязательно встречу насекомых
в этой жаркой пустыне. Хватаю сачок, морилку, фотоаппарат, спешу, заранее
ожидая интересные встречи. И не ошибся. На лиловых цветах растения вижу все-
общее ликование, и кого только тут нет! Прежде всего, как у обеденного стола,
на каждой головке расселось по несколько жуков-нарывников. Тут и крупные ве-
ликаны нарывники, и поменьше их - нарывники четырехточечные, и нарывники ма-
лютки. Кое-где среди них сверкают нарывники темно-синие с красными пятнами.
Между нарывниками снуют пчелы, великое разнообразие пчел: мегахилы, андре-
ны, галикты, коллеты, антофоры! Все очень заняты, торопливы, не в меру дело-
виты, добывают нектар, собирают пыльцу. Тут же крутятся осы амофиллы, сфексы,
эвмены и каликурги. Одна оса поразила меня своим видом: светло-розовая, с се-
ребристой грудью и черными, как угольки, глазами, была она необычайно краси-
ва. За многие годы путешествий по пустыням впервые увидал такую красавицу.
Порхали здесь и бабочки - голубянки и сатиры.
Все насекомые поразительно безбоязненны. Крутился возле них с фотоаппара-
том, бесцеремонно поворачивал цветки, как мне удобно, а шестиногая братия,
справляя пиршество, на меня решительно никакого внимания. Каждый занят своим
делом до предела.
Впрочем, жуки нарывники иногда нападали на пчел и, размахивая передними но-
гами , прогоняли их. Но не все, а только самые крупные, агрессивные.
Быстро израсходовал рулончик цветной пленки, за нею последний рулончик
пленки черно-белой, и, когда стало не с чем продолжать охоту с фотоаппаратом,
побрел к огороднику и показал ему пчел, будущих помощников урожая его бахчи,
оставшихся живыми благодаря татарнику.
- И кто бы мох1 подумать, что эта паршивая колючка может стать полезной! -
удивился старик.
Потом вместе с ним мы пошли на бахчу и там пригляделись к редким цветочкам
арбузов. Нет, на них не было такого безумного веселья насекомых, как на та-
тарнике. Тот чем-то был привлекательней, наверное, вкуснее и богаче нектаром.
Но все же кое-когда на скромные цветки залетали те же самые пчелы, что кружи-
лись и на сорняке. Потом, когда татарники отцветут, бахча как раз засверкает
желтыми цветками, и вся эта трудолюбивая армада диких пчелок пойдет служить
делу урожая, и тогда на ней замелькают пчелы мегахилы, андрены, галикты, кол-
леты и антофоры. Все так же будут страшно заняты, торопливы, не в меру дело-
виты .
И всей этой полезной братии поможет пережить, оказывается, злючка-колючка,
вреднейший сорняк-татарник. Как все в мире сложно и как относительны наши
представления!
Заросли татарника в горак Чулак
Татарник плохой и
татарник хороший
В ущельях, где зимует скот, всегда разрастаются сорняки: горчак розовый,
брунец, лебеда, татарник. Горчак ядовит, брунец несъедобен, татарник колюч и
недоступен. Все вместе они глушат полезные травы.
Сегодня наш бивак пришлось поставить возле зарослей татарника и немало по-
рубить этих колючих, могучего роста растений, чтобы обезопасить себя от бо-
лезненных уколов. Татарник еще не расцвел, но соцветия его уже набухли, вот-
вот раскроются зеленые чешуйки и выглянут из-под них лиловые лепестки. Яркой
окраской, скромным запахом и сладким нектаром они привлекают к себе многих
насекомых. А потом цветки побуреют и превратятся в непривлекательные колючие
семена. Они очень крепко, иногда целыми гроздями, цепляются за одежду, а уж
выдрать их из шерсти собаки, гривы и хвоста лошадей - мучение.
Сейчас, когда татарник еще не разукрасился цветами, насекомым, казалось,
нечего на нем делать. Поэтому я не стал к нему присматриваться. И ошибся. На
растении оказалось целое сборище шестиногой братии, все заняты, у всех есть
дело к этому непривлекательному сорняку.
По светло-зеленым стволикам между острыми иголками-колючками тянутся вере-
ницы муравьев-тетрамориумов. Вниз спускаются муравьи отяжелевшие, с раздув-
шимся брюшком, вверх - налегке, поджарые. Неужели на растении завелись тли, и
их усердно доят муравьи? Но тлей нет. Муравьи усиленно трудятся, раздирают
слой пушистых волосков, покрывающих тело растения, потом разгрызают толстую
кожицу и, наконец, какое ликование, добираются до сочной мякоти. Из нее они
высасывают соки. Немало муравьев пирует и на соцветиях. Назойливые и много-
численные муравьи-тетрамориумы, оказывается, большие недруги татарника.
Очень много на этом растении черных, в белых крапинках хрущиков (рис. 93).
Они очень заняты, сидят неподвижно на одном месте, погрузив переднюю часть
туловища в соцветия, усиленно сосут ткань растения.
Немного меньше здесь серых слоников (рис. 94). В погоне за соками они вы-
грызают в соцветии такую глубокую пещерку, что почти полностью в ней скрыва-
ются. Увидишь серый бугорок и сразу не догадаешься, в чем дело.
Рис. 93 - Жук-хрущик Рис. 94 - Слоник Ларинус
Оленка окаймленная
Осы-веспиды, смелые, решительные, торопливые и очень занятые, легко прогры-
зают сильными челюстями покровы растения, чтобы тоже урвать свою порцию сока.
В нем, наверное, и сахара, и минеральные соли, и витамины, и многое другое,
необходимое для питания.
Иногда прилетают на татарник коровки-семиточки. Им, бедняжкам, сейчас не-
легко, нет их исконной и традиционной добычи - тлей. Приходится довольство-
ваться едой вегетарианцев.
Муравьи тетрамориумы, пестрые хрущики, серые слоники, коровки, осы веспиды
- все делают доброе дело, портят соцветия татарника, уменьшают урожай прилип-
чивых семян растений, препятствуют их процветанию, сдерживают войско, отлично
вооруженное колючками, от наступления на природу. И, быть может, там, где нет
пустырей, где много цветов, нектаром которых питаются насекомые, среди них
немало и тех, которые истребляют этот злой сорняк и мешают его процветанию.
Мы остановились возле целого войска неприступного татарника. В его заросли
не заберешься и к нему не подступишься, весь исколешься. И все же я с краю
заглядываю на соцветия этого сорного растения. Они еще не раскрыты, но на них
уже бродят муравьи, что-то там делают, чем-то заняты. Тут и бегунки, и крас-
ноголовый прыткий, и маленькие тапиномы. Неспроста крутятся муравьи, надо
присмотреться внимательней, узнать, в чем дело.
Заросли татарника в горах Жетыжол
Поминутно накалываясь на колючки, осторожно рассматриваю растения. В самом
центре соцветий, сверху их узенькие чешуйки, плотно прилегающие друг к другу,
поблескивают, будто смазанные какой-то жидкостью. Она, видимо, вкусна, может
быть, даже сладка. Ее-то и лижут муравьи. Мне вспомнилось множество случаев,
когда растения выделяют сладкие вещества, чтобы привлечь муравьев, заполучить
против всяческих недругов шестиногих телохранителей. В горах Тянь-Шаня однаж-
ды видел, как русский василек кормил муравьев сладкими капельками нектара,
выделенными на еще не раскрывшихся соцветиях, и уж там, где не оказалось му-
равьев , растения очень сильно страдали от прожорливых бронзовок. Неужели и
здесь так?
Кроме муравьев, всюду сидят мухи-пестрокрылки, серые, невзрачные, с крылья-
ми, покрытыми мелкими пестринками. Они не особенно активны, быть может, про-
хладная погода сделала их такими вялыми. Пестрокрылки здесь не случайны. Ли-
чинки каждого вида этих мух могут развиваться только в строго определенных
растениях. И вот я вижу, как одна мушка, вооруженная черным яйцекладом, уг-
нездилась на соцветии и погружает в него свою иголочку, кладет яички. И тогда
- какое совпадение - я вижу и муравья, стремительно напавшего на такую же са-
мую проказницу.
Не зря татарники приготовили сладкое угощение для муравьев. Они его друзья,
прогоняют его врагов мушек-пестрокрылок, защищают от них растение. Долг пла-
тежом красен.
Сложны и многолики взаимные отношения у растений с насекомыми!.. В стороне
от зарослей сорняков среди таволги я вижу сухой мощный татарник, сохранивший-
ся с прошлого года. Он широко раскинул в стороны ветки, увенчанные колючими и
очень цепкими семенами. С почтением гляжу на замершего великана и вижу на од-
ной из его колючек чудесную белую бабочку совку. Черные ее глаза мерцают в
глубине огоньком, усики распростерты в стороны, крылья сложены покатой крышей
над телом. Что ей, такой красавице, понадобилось на мертвом и сухом растении?
Осторожно, целясь фотоаппаратом, приближаюсь к бабочке. Но мои опасения ее
спугнуть напрасны. Она давно мертва, острые шипики семянок цепко ухватили ее
за тело. Бедняжка, отправилась вечером в полет, доверчиво уселась на куст та-
тарника и здесь нашла свою мученическую смерть.
На семенах-колючках татарника нередко гибнут насекомые. Однажды я нашел в
столь же печальном положении трудолюбивого шмеля и вооруженную крепким панци-
рем бронзовку. Зимою, случайно присев на татарник, попадают к нему в плен и
гибнут даже маленькие птички...
В одном из отщелков ущелья гор внимание привлекли заросли татарника с на-
рядными цветами. Отщелок так расположен, что солнце его освещает больше, чем
основное ущелье, здесь жарче, и татарник обогнал в развитии своих соседей.
На лиловых соцветиях я застал целое паломничество насекомых: гроздьями на
них висели отливающие зеленью бронзовки, крутились самые разные, большие и
маленькие юркие мухи, прилетали деловитые осы. Все они сосали сладкую жид-
кость , выделяемую растением. Когда груды жучиных тел покрывали весь цветок,
не оставляя на нем свободного места, тогда ловкие мухи стукали хоботками о
тело бронзовок, что-то с них слизывая. Не гнушалась этим же занятием и граци-
озная муха-пестрокрылка. Чем таким привлекательным была покрыта броня жуков -
я не мог догадаться.
Чем больше жуки терзают татарник, тем больше из него льется сок. Бесцере-
монные нахлебники кормятся растением, и там, где нет муравьев, им приволье!
Вечером возле бивака вижу на нераспустившихся соцветиях татарника четырех
жуков-бронзовок. Один из них с крошечным белым пятнышком, где-то запачкался.
Утром этот «помеченный жук» все на том же месте. И днем - тоже. Что он там
делает, чем так долго занят?
Оказывается, жуки не просто сосут влагу. Она вспенилась, будто забродила и
без конца выступает на самой верхушке соцветия, где проглядывает лиловое пят-
но нераскрывшегося бутона. Так вот почему жуки так долго сидят на одном мес-
те ! Цветок, пораженный жуками, выделяет забродившую жидкость, как раз то, что
и нужно жукам. Теперь понятно, почему многие соцветия нераскрывшиеся. Они по-
служили столовой жукам-бронзовкам и погибли...
В сухое лето плохо растениям. Все съедают овцы, и там, где они пасутся,
плохо всем животным, начиная с насекомых и кончая зверюшками и птицами. Мир
животных, в конечном счете, прямо или косвенно зависит от благополучия мира
растений. Нет растений, нечем питаться и животным.
Сильный перевыпас сразу меняет облик растительного мира. Исчезают травы,
кустарники, нет цветов, нет и тех, кто питается нектаром: бабочек, пчел, ос,
мух, да и многих других насекомых. Вместо съедобных растений, не испытывая
конкуренции, развиваются растения сорные, несъедобные, ядовитые.
Сегодня несколько часов блуждал по плоскогорью мимо сенокосов, посевов, вы-
пасов . Хотелось найти местечко для обеда и одновременно посмотреть на разных
насекомых. Но всюду было голо и сухо. От долгих поисков мы запоздали с едой.
Кое-как все же нашли во впадине ручеек, поднялись по его берегу. Но и здесь
основательно попаслась отара овец, и вокруг ручья с одной его стороны вы-
строилось громадное войско крапивы, с другой - колючего татарника. Это расте-
ние почти отцвело, но кое-где виднелись его запоздалые и еще лиловые цветы, и
на них нашли приют многочисленные бабочки сатиры (рис. 95), голубянки, жел-
тушки и белянки, несколько видов пчел, мухи-журчалки. Казалось невероятным,
как это многочисленное общество, оживлявшее унылый ландшафт, обездоленный за-
сухой и человеком, находило здесь для себя пропитание.
Рис. 95 - Бабочки-сатириды на цветках татарника
Запоздалые цветы татарника были в большом спросе и беспрестанно посещались
насекомыми. И тогда подумалось: татарник - вредное растение. Он занимает
пастбища, и к нему, такому невероятно колючему, не прикоснется ни одно домаш-
нее животное. Он - злое порождение перевыпаса. Но, с другой стороны, татарник
- спаситель для многочисленных насекомых. Благодаря ему, масса бабочек, пчел
и ос сохранят жизнь и будет украшать землю. Выходит, татарник - не только по-
лезное , но и хорошее растение. Нередко взаимные отношения между обитателями
нашей планеты сложны, непредсказуемы и многозначны.
Кустик
астрагала
Расцвели тамариски, и узкая полоска тугаев вдоль реки Курты стала совсем
розовой. Лишь кое-где в эту яркую цветистую ленту вплетается сочная зеленая,
нет, даже не зеленая, а изумрудная листва лоха. За полоской тугаев видны
оранжевые пески. Я перебираюсь к ним через речку, собираясь побродить по бар-
ханам .
Весна в разгаре, и птицы славят ее, наполняя песнями воздух. Звенят жаво-
ронки , неумолчно распевают удоды, послышалось первое кукование. Но весна су-
хая , травы стоят хилые, почти без цветов. Песчаные бугры тоже без цветов.
Впрочем, набухли бутончики на песчаной акации, скоро украсятся цветами и
дзужгуны. Им сухость нипочем. Длинные корни растений проникают глубоко за жи-
вительной влагой.
А жизнь кипит, будто не чувствует невзгоду, постигшую землю. Всюду носятся
ящерицы, степенно на ходульных ногах вышагивают черепахи. Они, став редкими,
изменили поведение, более осторожны, боятся человека, самые смелые ползают
даже в сумерках да ночью.
Цветущий тамариск
На песке масса следов зайцев, больших песчанок, тушканчиков, ежей, лисиц.
Снуют светло-желтые муравьи бегунки, ползают жуки чернотелки (рис. 96), ска-
чут кобылки. Из-под ног выпархивает жаворонок, ковыляет в сторону, хохлится,
припадает на бок, притворяется: под кустиком в глубоком гнездышке лежат его
пять крапчатых яичек.
Солнце накаляет песок, жжет ноги через подошвы ботинок, синее небо мутнеет
в дымке испарений. Барханы, похожие один на другой, бесконечны и однообразны.
Но вот - глубокое понижение между ними, и на самой его средине весь в цвету
фиолетовый кустик астрагала, нарядный, яркий. Растение источает нежный аро-
мат, и не простой, а какой-то особенно приятный и необыкновенный. Быть может,
мне так кажется в этой раскаленной жаркой пустыне!
Участь кустика печальна. Его обсели со всех сторон прожорливые жуки нарыв-
ники, гложут венчики цветов, торопятся, будто соревнуются в уничтожении пре-
красного . Для них кустик - находка: весна так бедна цветами.
Еще жужжат разные пчелы, мухи. Крутятся желтые бабочки толстоголовки (рис.
97), грациозные голубянки. Им всем не хватает места, они мешают друг другу.
Присматриваюсь к пчелам. Какие они разные. Вот серые, с серебристым лбом.
Он светится, как зеркальце, сверкает отблесками. Вот и черные, в белых полос-
ках. Самые большие пчелы желтые, как песок. В тени примостился черный, с
красными полосами паук. Он очень занят, поймал серую пчелку и жадно ее выса-
сывает . Этот заядлый хищник подкарауливает добычу только на цветах. В общест-
во насекомых шумно влетает оса амофилла. В своем глубоко черном одеянии она
кажется такой яркой в мире сверкающего солнца и света.
Рис. 96 - Чернотелка Тентирия Рис. 97 - Толстоголовка штриховая
(Тимеликус линеоля)
Но вот у кустика повисает пчелка, будто раскаленный оранжево-красный уго-
лек. Никогда в пустыне не встречалась такая яркая! У нее среди ровных, как
палочки, усиков торчит длинный хоботок. Надо ее изловить. Но взмах сачком не-
удачен, и раскаленный уголек исчезает так же внезапно за желтыми барханами.
Теперь покой потерян. Как забыть такую пчелку! Глаза ищут только ее, и
больше, кажется, нет ничего интересного в этой пустыне. Но на кустике астра-
гала крутятся все те же нарывники, бабочки, мухи да разные пчелы.
Если встретился один кустик астрагала, то должны быть и другие. Брожу с
холма на холм и не нахожу себе покоя. Солнце же все выше, и жарче барханы.
Долго ли мне мучить себя в поисках неизвестного, не лучше ли все бросить и
поспешить к биваку.
Но в струйках ветра почудился знакомый аромат. У меня теперь есть ориентир.
Я иду против ветра, забрался на вершину бархана и вижу то, что искал: весь
склон бархана фиолетовый в цветущем астрагале. Вот так же, наверное, как и я,
по запаху насекомые разыскивают цветущие растения.
В большой пустыне без такого ориентира не выжить. Многие цветы уже опали,
засохли, ветер смел их в ямки темно-синими пятнами.
Какое здесь ликование насекомых, какой гул крыльев и пиршество многоликой
компании, опьяненной от запаха сладкого нектара и вкусной пыльцы!
Наверное, здесь найду мою оранжевую пчелку. И уже вижу раскаленный уголек
среди фиолетовых цветов, а мгновение спустя он жалобно плачет крыльями в сач-
ке. Но в морилке я вижу не пчелу, а муху-тахину в жестких длинных черных во-
лосках, хотя и такую же сверкающую, яркую.
Не беда, что вместо пчелы попалась муха. Она тоже интересна, наверное, не
случайно наряжена в такой же костюм, желает походить на того, кто вооружен
жалом. Теперь красная пчелка вдвойне интересна, раз у нее есть подражатели.
Надо продолжать поиски. Но пчелка очень редка. Нет ее среди массы беснующихся
насекомых. Как будто раз мелькнула, сердце екнуло в груди, тут же исчезла.
Может быть, показалось!
Но вот, наконец, яркий комочек жужжит над синим цветком, застыл в воздухе,
переместился в сторону, примчался прямо ко мне и повис перед глазами.
Как бы не оплошать, не промахнуться! Мгновение - и в сачке трепещет оранже-
вым угольком, недовольно жужжит, бунтует, требует выпустить на волю. Я не то-
роплюсь насладиться поимкой, нацеливаюсь на пленника лупой и... не верю своим
глазам. В морилке опять не пчела, и не муха-тахина, а муха-неместринида (рис.
98). Ее грудь увенчана сверкающими золотом волосками, на оранжево-красном
брюшке разместились ярко-белые пятнышки. Она элегантна в своем изящном наря-
де, всем хороша, красавица, но только не пчела и, конечно, без жала. Быть мо-
жет, она так же, как и тахина, подражает редкой обладательнице кинжала и яда!
Рис. 98 - Муха-неместринида
Я и радуюсь, и огорчаюсь. Поиски надо продолжать во что бы то ни стало. А
солнце клонится к западу. Жара быстро спадает. Замолкают жаворонки. Тише гул
крыльев насекомых. На бархан ложатся синие тени. Исчезли бабочки, пчелы, му-
хи, замерли ленивые жуки нарывники, повисли гроздями. Им, таким ядовитым, не-
кого бояться, можно ночевать на виду. Длинноусые пчелы с серебристыми зерка-
лами на лбу сбились комочками на кустиках, приготовились ко сну.
Солнце коснулось горизонта, исчезла жара. Еще больше похолодало. Быстро ос-
тыл песок. Крошечные голубые лаборатории нектара прекратили работу, перестали
источать аромат цветки, предназначенные только для дневных насекомых. Потянул
ветер, взметнул песок, зашумел сухими травами и кустарниками. Кончилась моя
охота! Теперь бессмысленны поиски, хотя где-то в безбрежных барханах и живут
пчелки-незнакомки, ярко оранжевые, как угольки, с черными усиками и длинными
хоботками, и пчелки-кудесницы, у которых оказалось столько слепых подражате-
лей на тех же излюбленных ею цветках астрагала. Кто знает, удастся ли когда-
нибудь еще с ними встретиться!
Пустыня
в цветах
Наконец, после пяти лет засухи выдалась дождливая весна, и жалкая голая
пустыня, обильно напоенная влагой, преобразилась и засверкала травами и цве-
тами.
Мы постепенно удаляемся от гор Анрахай и едем по кромке большой пустыни
Джусандала. По обеим сторонам дороги сверкают желтые лютики. Давным-давно не
видал я этого растения. Внутри цветок блестящий, будто покрытый лаком, и каж-
дый лепесток похож на параболическое зеркало, отражает солнечные лучи и фоку-
сирует их на центре цветка, на пестике и тычинках. От этого двойная выгода: в
тепле энергичнее работают насекомые-опылители и скорее созревают семена. Сей-
час же весной, когда так коварна погода и так часты возвраты холода, малень-
кие солнечные батареи тепла представляют собою замечательное приспособление.
Летом, когда солнца и тепла избыток, они ни к чему и нет таких цветов.
Появляется цветущий ревень Максимовича, с большими, размером с шляпу сом-
бреро, листьями. Встретилась одиночная чудесная ферула илийская. На ее тол-
стом стебле красуется могучая шапка цветов. На них копошится всякая мелочь:
серенькие мушки, черные муравьи Проформики, любители нектара, важно восседают
зеленые клопы.
Пустыня Джусандала
Я рад феруле, давно ее не видал и нашу встречу пытаюсь запечатлеть на фото-
графии. Потом случайно бросаю взгляд в сторону и вижу вдали целое войско фе-
рул заняло склон большого холма и протянулось светло-зелеными зарослями до
самого горизонта. Тут настоящее царство этого крупного растения.
Наша машина мчится от гор в низину и вдруг врывается в сплошное красное по-
ле чудеснейших ярких тюльпанов. Какие они роскошные, большие, горят огонька-
ми , хотя и приземистые! Как миновать такое раздолье! И я, остановив машину,
брожу с компанией своих спутников по красному полю. Никогда не видал я такого
изобилия тюльпанов, хотя путешествую по пустыне четвертое десятилетие. Лежали
тюльпаны луковичками несколько лет, жарились от солнца, изнывали от сухости,
ждали хорошую весну и, наконец, дождались, все дружно появились на свет, за-
сверкали великолепием под ярким солнцем и синим небом.
Ферула в горах Катутау
Приглядываюсь к цветам. Они разные. Одни большие, другие - маленькие. У не-
которых красный цвет лепестков необыкновенно ярок, будто полыхает огнем.
Встречаются среди красных тюльпаны и с желтыми полосками, а кое-где виднеются
и чисто желтого цвета. Мои спутники утверждают, будто и запах у цветов раз-
ный. У одних - сладковатый, у других - кислый, а есть и такие, от которых шо-
коладом пахнет.
Я не могу похвастаться тонким обонянием, посмеиваюсь над подобными утвер-
ждениями, не верю. Тогда мне преподносят букет. Действительно, и я чувствую,
что у тюльпанов разный запах.
Здесь в этих зарослях все тюльпаны принадлежат одному виду - Тулипа Грейга
(рис. 99) . Но почему же у них так варьируют цвет и запах? Объяснение, в об-
щем, найти нетрудно. У очень многих растений цветы изменчивы. Благодаря этой
особенности садоводы легко выводят разные сорта. Видимо, изменчивость цвета и
запаха, да и формы, неслучайна. Вкусы и потребности насекомых-опылителей
нельзя удовлетворить однообразием приманки. Одна и та же пища и запах легко
приедаются.
Весь день мы находимся среди буйства цветов. Но нам, энтомологам, поживы
нет: насекомых совсем не стало после долгих лет засухи. Кто же, думаю я, опы-
ляет такое величайшее множество цветов и для кого они предназначены?
Вот где, кстати, необходимо разнообразие. То растение, которое в какой-либо
мере выделяется среди обычных цветом и запахом, невольно привлекает к себе
больше опылителей, ищущих разнообразия.
Растения пустыни легче насекомых переносят невзгоды климата. Пусть будет
несколько лет засухи, перевыпаса и голой безжизненной земли. В пыльной и су-
хой почве, дожидаясь хороших времен, растения пролежат много лет зернами, лу-
ковичками, корнями и оживут. Не то, что насекомые! Правда и у их шестиногих
друзей тоже есть небольшой запас прочности.
Но когда насекомых мало - тоже беда. Очень многие цветковые растения при
недостатке насекомых, принимающих участие в брачных делах растений, способны
к самоопылению, а некоторые и вовсе отвыкли от помощи этих маленьких мохнатых
созданий. Опаленная солнцем пустыня нескоро залечивает свои раны.
Рис. 99 - Тюльпан Грейга
Рожон
По улице носятся мальчуганы с ветками в руках. Они охотятся за бабочками.
Вот вся ватага помчалась за капустной белянкой. Свистят в воздухе ветки, ба-
бочка тревожно мечется из стороны в сторону, удачный удар, и белянка бьется в
траве, трепеща поломанными крыльями. Вскоре мальчуганы убегают куда-то в пе-
реулок , и на улице становится тихо.
У придорожного арыка - старый тополь. Ветви дерева засохли, кора полопалась
и отвалилась кусками, облетела листва и лишь кое-где на отдельных веточках
еще держатся одинокие зеленые листочки.
Кто только из насекомых не побывал на этом тополе! Тут следы и златок, и
дровосеков, и бабочек стеклянниц, и других обитателей древесины и коры. Судя
по лётным отверстиям, здесь жили и разные дровосеки, и вот один из них в чер-
ном лакированном костюме, с четырьмя желтыми пятнами (рис. 100) только что
выбрался наружу, греется на солнце и шевелит длинными усами. Я тороплюсь за-
садить дровосека в морилку. В это время за моей спиной раздается сопение, от-
куда-то сбоку протягивается маленькая рука и подталкивает дровосека в морил-
ку. Позади меня, оказывается, стоит мальчик лет семи. Глаза его серьезны и
внимательно рассматривают меня.
- Вы что, дядя, жуков ловите? - спрашивает мальчик.
- А ты что, бабочек? - отвечаю я вопросом на вопрос.
- Бабочек, - солидно кивает головой он и не спеша вытаскивает из-под фураж-
ки картонную корочку. - Вот видите: белушка, глазатка, желтушка, царапка, го-
лубиха. Всякие есть. Только трубочиста нет сегодня.
* "V
Рис. 100 - Жук-дровосек Клероклитус стригиколлис
Через несколько минут мы уже друзья и внимательно рассматриваем дневной
улов энтомолога.
- А вам мух не надо? А то у нас есть цветок, так он здорово их ловит. И
пчел тоже ловит.
Цветок, ловящий мух и пчел, насекомоядное растение - здесь, в южном городе?
Неужели это возможно? И я начинаю припоминать. В Советском Союзе есть не-
сколько видов насекомоядных растений. Это росянка, жирянка, венерина мухолов-
ка, альдрованда. Все они обитатели умеренного климата и живут в болотистых
местностях. В тропических странах насекомых ловят очень многие растения. Пи-
таясь насекомыми, растения дополняют недостаток азотистых веществ в почве.
Разнообразные ловушки у насекомоядных растений устроены из листьев или череш-
ков и обычно обволакивают со всех сторон пойманную добычу, постепенно высасы-
вая из нее соки.
Но ловля при помощи цветка... Странно!
- Ты что-то напутал, мальчик!
- Эх вы, дядя! - укоризненно кивает головой малыш. - У нас вся улица прихо-
дит этот цветок смотреть. Пойдемте, покажу. Вон наш дом за углом.
Перед домиком в палисаднике на большой клумбе много разных цветов. Над ними
возвышается стройное растение с продолговато-овальными широкими листьями,
мелкими бледно-пурпурными цветами, собранными в зонтиковидные соцветия. Цветы
пахнут сильно и хорошо, и рой насекомых вьется над ними в веселом хороводе.
Но веселье не для всех. На цветах всюду сидят маленькие пленники и, будто
приклеенные к ним, жалобно жужжат, не в силах вырвать завязнувшее тело. Кое-
кто уже погиб и повис книзу головою.
Кое-кому удается вырваться из плена. Но освобождение дается нелегко. На
смену счастливцев, избежавших опасности, подлетают другие насекомые и, не по-
дозревая об опасности, тоже попадают в плен.
Вот стройная муха-сирфида (рис. 101) , похожая, как и многие другие мухи
этого семейства на осу, повисла на секунду в воздухе и ринулась в море арома-
та. Она обследует нектарники всего какие-нибудь доли секунды, и начинает бес-
покойно дергать ногой, застрявшей, будто в капкане. Безуспешно пытаясь осво-
бодиться , сирфида вязнет остальными ногами. Раздается жалобный звон крыльев.
Наконец, две ноги освобождены, но на них повисли какие-то желтоватые комочки.
Остальные ноги защемлены крепко и, кажется, скоро истощатся силы и придет ко-
нец мучениям неудачницы.
Рис. 101 - Муха-сирфида Сирфус рибезии
Но сирфида делает отчаянный рывок, ноги вытащены, она свободна и, взлетев в
воздух, стремительно улетает. В изумлении смотрю я на всю эту картину.
Нет, это не насекомоядное растение! Оно не пожирает насекомых, но ловит их
для какой-то цели. И делает это очень ловко. Тот, кто покрепче, вырывается,
унося что-то на ногах. Кто слабее - гибнет, истощив свои силы. Да и способен
ли цветок поедать насекомых? Надо, прежде всего, посмотреть его под большим
увеличением.
С растением, завернутым в бумагу, я спешу в лабораторию. И когда смотрю в
бинокулярный микроскоп, все становится понятным.
У самого основания цветка расположен маленький зеленый чашелистник. Он поч-
ти не виден, так как прикрыт венчиком. Но венчик, обычно яркий у цветов,
здесь серовато-блеклый, поникший, с полускрученными кончиками лепестков, как
у малозначащего придатка. Главную массу цветка занимают бледно-пурпурные нек-
тарники , вернее, даже мясистые выросты тычинок. Их пять. Они, как глубокие
чаши с узким основанием, наполнены душистым и сладким нектаром. Из каждого
кувшинчика выглядывает по одному острому загнутому рожку.
Где же тычинки с пыльцей? Тычинок, каких мы привыкли видеть у обычных цве-
тов , нет. Они сильно изменены и спрятаны за выростами пестика. По бокам пес-
тика между нектарниками видны узкие выступы. На каждом из них расположено по
продольной щели. Внизу щель широка и начинается даже небольшим раструбом.
Кверху она сильно суживается. Края щели остры и эластичны. Все части цветка
гладки, пожалуй, даже скользки, а выросты пестика шероховаты. Сюда, в широкую
часть щели невольно соскальзывает нога насекомого и защемляется в вершине.
Вот какое замечательное приспособление! Настоящий рожон, только перевернутый.
Как делают рожон охотники? В толстой доске выпиливается остроугольный вы-
рез . Получается что-то вроде двух остроконечных выступов и между ними сужи-
вающаяся книзу щель. Доска вкапывается вертикально в землю. Иногда все это
делается из пня, специально спиленного дерева. На остроконечные выступы наде-
вается приманка. Волк или россомаха, на которых чаще всего ставят рожон, пы-
таясь достать приманку, попадают в щель ногой и защемляют ее. Рожон действует
безотказно. Не зря существует поговорка: «Не лезь на рожон!» И у растения
оказалось что-то вроде рожна. Им цветок защемляет ноги насекомого, когда оно
пытается взлететь.
А что там за черное пятнышко на вершине щели? Это, оказывается, очень упру-
гое кольцо, разрезанное в одном месте. Лапка насекомого ущемляется в этом
кольце и крепко им удерживается. Кольцо, как капкан из упругой стали. К кап-
кану прикреплены и вытаскиваются вместе с ним наружу две оранжевые упругие
блестящие и гладкие пластинки. Это так называемые полинии - тельца, содержа-
щие пыльцу. Точно такие же полинии висят на ногах насекомых, вырвавшихся из
рожна цветка.
Asclepias curassavica
Так вот как все ловко устроено! Цветок ловит насекомых, нанизывает на их
ноги полинии, а дальше любители сладкого нектара, привлекаемые сильным запа-
хом, рано или поздно снова прилетят на цветы такого же растения и перенесут
туда неожиданный груз. Как ботиночками, надетыми на лапки, насекомое прикаса-
ется полиниями к цветку и, по существу, ходит на них. Узкий и гладкий, поли-
нии попадает в продольную щель, ту самую, в которой защемляется нога насеко-
мого и там остается. Небольшое усилие, и ножка полиния, прикрепленная к кап-
канчику, отрывается в месте перегиба, а мешочек с пыльцой остается на пести-
ке . Во многих цветках в щелях уже находятся такие застрявшие полинии.
До чего же замечательно устроен цветок! Надо разузнать, что это за расте-
ние. Оно оказывается из семейства Асклепиадовых, рода Асклепиас. В нашем го-
роде его кое-кто разводит в садах, но про его забавную особенность мало кто
знает.
Среди насекомых, собранных на этом растении, оказалась одна красивая муха
львинка Евлалия. Ни в поле, ни в городе она мне не встречалась. В надежде ее
раздобыть пришлось наведаться к юному охотнику. После короткого знакомства с
белушками, желтушками, царапками и многими другими бабочками, мы идем к клум-
бе и долго высматриваем эвлалию. Проходит час. На асклепиасе поймано множест-
во разных насекомых, а эвлалии нет. Наконец, и она появляется, сверкая изум-
рудно-зеленым брюшком с черными полосками и через секунду уже жалобно поет
крыльями, пытаясь вырвать застрявшую ногу. - Ага! - радуемся мы. - Наконец и
ты попалась. Не лезь на рожон!
Ноев
ковчег
Яркое зеленое пятно среди светло-зеленой и выгоревшей на солнце пустыни ка-
залось необычным. Пятно сверкало на солнце, как драгоценный камень в золотой
оправе, и переливалось различными оттенками от светло-сизовато-зеленого до
сочной зелени малахита.
Нам надоела долгая дорога. Надоел и горячий ветер. Он врывался через подня-
тое лобовое стекло, и казалось, дул из раскаленной печи. Поэтому зеленое пят-
но невольно привлекло к себе внимание, и мы, решительно свернув в сторону,
вскоре оказались в обширном круглом понижении среди выгоревших пустынных хол-
мов . Здесь, в бессточной впадине, весной скоплялась вода, образуя мелкое
озерко. Оно, обильно напитав влагой почву, постепенно высохло, и вот теперь,
когда вокруг все замерло, убитое солнечным жаром, здесь росла хотя и коро-
тенькая, но пышная зелень. Следы овец говорили о том, что эта зелень не раз
объедалась, но упрямо боролась за свою жизнь и тянулась кверху.
Зеленая чаша была разноцветной. Снаружи ее окружала сизоватая татарская ле-
беда, к средине от нее шло широкое зеленое кольцо мелкого и приземистого кле-
вера. К нему примыкало узкой светло-серой каймой птичья гречиха и, наконец,
весь центр этого большого роскошно сервированного блюда занимала крошечная
темно-зеленая травка с миниатюрными голубыми цветочками. Между этими поясами,
разделяя их, располагались узкие кольца голой земли.
Мы с удовольствием расположились среди зелени. Здесь даже воздух казался
влажнее, чище, и дышалось легче.
Меня не зря потянуло в этот небольшой уголок пустыни всего каких-нибудь
триста метров в диаметре. Физики и любители пародоксов назвали бы его анти-
пустыней, настолько он резко контрастировал с нею. Здесь кишела разноликая
жизнь. Сюда с окружающих земель, обреченных на прозябание в ожидании далекой
весны, собралось все живое. Оно цеплялось за жизнь, за бодрствование, за ве-
селье и радости.
Едва я ступил на зеленую землю, как с низкой травки во все стороны стали
прыгать многочисленные и разнообразные кобылочки. Большей частью это была мо-
лодежь, еще бескрылая, большеголовая, но в совершенстве постигшая искусство
спасения от опасности. Среди них выделялись уже взрослые серые, с красноваты-
ми ногами кобылки-прусы (рис. 102). Отовсюду раздавались короткие трели
сверчков. До вечера и поры музыкальных соревнований еще далеко, но им уже не
терпелось. Представляю, какие концерты устраивались в этом маленьком раю с
наступлением ночи!
Местами на высоких травинках сидели, раскачиваясь на легком ветерке сине-
желтые самки листогрыза Гастрофиза полигони (рис. 103) . Они так сильно рас-
толстели, что их крылья едва прикрывали основание спинки и казались нарядным
жилетиком на толстом тельце. Ленивые и малоподвижные, совершенно равнодушные
к окружающему миру, они рассчитывали на свою неотразимость, подчеркнутую яр-
кой одеждой, предупреждающей о несъедобности.
Рис. 102 - Кобылка-прус Калиптамус Рис. 103 - Листогрыз Гастрофиза
италикус полигони
Над зеленой полянкой порхали бабочки белянки и бабочки желтушки. Перелетали
с места на место ночные бабочки совки, пестрые, в коричневых пятнышках и точ-
ках (рис. 104). Они собрались большой компанией на одиноких кустиках шандры
обыкновенной, жадно лакомясь нектаром. Странно! Почему бы им не заниматься
этим делом с наступлением темноты, как и полагается бабочкам-ночницам? Воз-
можно, потому, что здесь не было ночных цветов, а шандра выделяла нектар
только днем. Ничего не поделаешь, пришлось менять свои привычки. Среди совок
не было ни одного самца. Мужская половина этого вида ожидала темного покрова
ночи, будучи более предана брачным подвигам, нежели потребностям желудка.
Тут же на цветах этого скромного растения шумело разноликое общество разно-
образнейших одиночных пчел, почитателей нектара: грузные антофоры (рис. 105),
пестрые халикодомы, маленькие скромные галикты. Красовалась смелая и незави-
симая крупная оранжево-красная оса-калигург, потребительница пауков. Шмыгали
всегда торопливые осы-помпиллы. Неспеша и степенно вкушали нектар осы-эвмены.
Сверкали яркой и нарядной синевой одежды бабочки голубянки. Нежные светлые
пяденицы тоже примкнули к обществу дневных насекомых. Тут же возле маленьких
лабораторий нектара зачем-то устроились клопы солдатики и клопы пентатомиды.
Что им тут надо? Может быть, на высоком кустике не так жарко?
К обществу насекомых незаметно пристроились пауки-обжоры. На веточке засты-
ли пауки-крабы, кто в ожидании добычи, а кто в алчном пожирании своих охот-
ничьих трофеев. Молодые пауки Аргиопа лобата (рис. 106) смастерили свои акку-
ратные круговые тенета, и в каждой западне висело по трупику очередного не-
удачника, опрятно запеленутохю в белый саван, сотканный из нежнейшей паутины.
Рис. 104 - Совка Шиния скутоза Рис. 105 - Пчела Антофора
Рис. 106 - Паук Аргиопа лобата Рис. 107 - Ктырь-гигант Сатанас гигас
На каждом шагу встречались разные насекомые. Вот громадный ктырь-гигант
(рис. 107) уселся на веточке, пожирая кобылочку. Вот его родственники, кро-
шечные ктыри застыли на земле, сверкая большими выпуклыми глазами. Как ягод-
ки, красовались красные, в черных пятнах божьи коровки, уплетая толстых и ле-
нивых тлей. Слышалось тонкое жужжание крыльев осы амофиллы. Парализовав гусе-
ницу, она принялась готовить норку для своей очередной детки, используя свое-
образный вибратор. В невероятно быстром темпе носилась над землей пестрая
оса-сколия, исполняя сложный ритуал брачного танца. По травинкам, не спеша и
покачиваясь из стороны в сторону, как пьяный, пробирался молодой богомол, вы-
сматривая своими большими стеклянными глазами на кургузой голове зазевавшееся
насекомое.
Везде, всюду копошилось величайшее разнообразие насекомых. Они собрались
сюда, будто на Ноев ковчег, только спасаясь не от потопа, а от катастрофиче-
ской засухи в умирающей пустыне.
Среди этой ликующей братии, не торопясь бродили маленькие и толстобрюхие
жабята, лениво, на ходу и как бы нехотя смахивая с травы в свой объемистый
широкий рот зазевавшихся неудачников. Иногда жабята выскакивали из-под ног1
целыми стайками и неторопливо разбегались в стороны. Каждая жаба, увидав ме-
ня, прежде чем скрыться, на всякий случай оставляла позади себя мокрое пят-
нышко. В одном месте шевельнулась трава, и поползло что-то большое. Я догнал,
посмотрел: осторожная гадюка попыталась избежать встречи с человеком. Она за-
брела сюда неслучайно: вот сколько добычи для нее, предпочитающей кобылок лю-
бой другой пище.
Видный издалека небольшой серый камень, возвышавшийся над низкой травкой,
давно привлекал мое внимание. Как он сюда попал? Случайно! Вдруг1 я заметил,
что он шевельнулся: это, оказывается, молоденькая черепаха. Мигая глупыми
подслеповатыми черными глазками, она во всю уплетала сочную зелень. Все ее
сородичи давным-давно зарылись в норы, заснули до следующей весны, а эта, за-
бавная, вопреки принятой традиции, продолжала предаваться обжорству.
В джунглях растительности незримо на самой земле копошилось величайшее мно-
жество мелких насекомых: крошечных трипсов, мушек, комариков, жучков. Изоби-
лие и разнообразие насекомых было так велико, что казалось, если собрать сюда
энтомологов различных специальностей, всем бы нашлась работа, каждый для себя
составил удачную коллекцию. Это был настоящий заповедник! И в этом изобилии
форм и красок время летело быстро и незаметно.
Но пора было спешить к машине. Едва мы расстелили тент и приготовились
есть, как сразу на него уселось множество крохотных кобылок, не преминувших
занять место на свободной площади. На дужку чайника угнездилась большая свет-
ло-зеленая стрекоза. Уж очень горячей показался чайник с кипятком. Посидела
немного и улетела. Появились крохотные мушки и закружились в погоне друг за
другом, устроив подобие веселого хоровода. Тент им очень подошел для этого
занятия. Слетелись большущие мухи. Они бесцеремонно полезли в кружки, миски,
садились на ложки, вели себя самоуверенно и нагло. А когда мы собрались про-
должать прерванное путешествие, они забрались в машину, проявив удивительную
проворность, и без промедления принялись слизывать капельки пота с наших лиц.
С сожалением мы тронулись в путь. Оглянувшись назад, я бросил последний
взгляд на сверкающее зеленью пятно среди желтой пустыни, на маленький рай
разноликих жителей пустыни.
Розовая
долина
Бесконечные желтые холмы пустыни. Давно высохла растительность, скупо греет
солнце, по холмам гуляют пыльные смерчи, завиваясь, поднимаются кверху и, не-
ожиданно обессилев, падают на землю. Вдали, согнув книзу головы, пробегают
горбоносые сайгаки и исчезают за горизонтом. Из распадка меж холмами выскаки-
вает лисица, убегает. Но, прежде чем скрыться, останавливается и, обернув-
шись , долго смотрит на нашу машину.
Сперва темным пятнышком, потом узкой полоской показываются фиолетовые горы.
Они колышутся в струящемся воздухе, меняют очертания. Полоска гор становится
все выше, постепенно темнеет, вскоре показываются красные скалистые вершины и
черные осыпи мелкого щебня. Это горы Анрахай. За ними, я знаю, располагается
обширная пустыня Джусандала, еще дальше - пески Таукумы и, наконец, совсем
далеко от нас - синее озеро Балхаш в опаленных зноем желтых берегах.
Круче становятся холмы, и рядом с красными скалами тянется ущелье, а на дне
его - широкая извивающаяся ярко-розовая полоса заполнила всю узкую долинку.
Кто бы мог подумать, что осенью в пустыне так пышно зацветают розовые цветы!
По сухим каменистым руслам, там, где лишь после неожиданных и редких гроз
промчится сверху грязевой поток с щебнем, растет серый и невзрачный кустарни-
чек курчавка. Приземистый и мохнатый, с весны он слегка покрывается маленьки-
ми редкими листочками и остается таким на всю короткую весну пустыни, пережи-
дает долгое знойное лето, а осенью неожиданно преображается. В это время на-
ступает весна курчавки. Серенький и невзрачный, он покрывается густыми мелки-
ми розовыми цветами и закрывает ими свое прежнее убожество.
Горы Анрахай
В пустыне немало растений, цветущих осенью. Это те, которые приспособились
жить в короткий период весенних дождей, холодных ночей и еще теплого осеннего
солнца. Они терпеливо ожидают эту пору, и бывает так, что ожидание оказывает-
ся напрасным: осенние дожди не выпадают, а зимний холод опускается прямо на
сухую черствую землю. К таким растениям относится и курчавка. Только в отли-
чие от других, курчавка ухитряется и в сухую осень добывать себе воду из-под
земли, и там, где растет курчавка, в глубине струится живительная влага,
скрытая от человека и домашних животных.
После желтых и пыльных холмов хорошо отдохнуть среди зарослей курчавки.
Пахнет цветущая курчавка почти так же, как гречиха в цвету. В этом сходстве,
по-видимому, сказывается родственная близость этих растений: оба они принад-
лежат к семейству Гречишных. Цветы курчавки очень мелкие, сложены из крошеч-
ных розовых околоцветников. Кто же пользуется этой массой цветов, для кого
так нарядно оделось растение и кому щедро струит заманчивый аромат?
В кустарничке почти не видно насекомых. Иногда прожужжит маленькая пчелка,
сорвется с ветки муха. Изредка летают большие мухи жужжалы (рис. 108). Что им
тут делать, великанам, возле крохотных цветочков? Наверное, приспособились
своими длинными хоботками добывать ничтожно маленькие капельки нектара. Может
быть, мелкие насекомые укрылись в густых зарослях? Надо помахать над розовыми
кустиками сачком, как говорят энтомологи, «покосить» им насекомых. Несколько
быстрых взмахов, и на дне сачка в куче сбитых цветов копошится целый рой на-
секомых .
Цветущая курчавка
Кого только тут нет! Всех быстрей вырываются на свободу маленькие мушки-
пестрокрылки с черными звездочками на каждом крыле. Их здесь очень много. Как
и все другие представители семейства Пестрокрылок, они откладывают яички в
завязи цветов, в которых потом развиваются личинки. Но, кроме того, я подоз-
реваю, они щедро расплачиваются за стол и кров, опыляя цветы. Немало мух зе-
ленушек . А вот и комар. Этот случайно залетел сюда из соседнего ущелья с гор-
ным ручьем и тростниками. Копошатся желтые, с черными полосками на груди и
брюшке цикадки. Они неспеша ковыляют по стенкам сачка и, внезапно скакнув,
стрелою вылетают из неожиданного плена.
Легко выбираются из сачка маленькие черные, с длинным яйцекладом наезднич-
ки. Они тоже лакомятся нектаром, набирают силу. Забегая вперед, скажу, наезд-
ники - не опылители. Костюм их гладок, и пыльца на нем не дерится. Но все же
они отплачивают растению добром. На стеблях курчавки видны большие вздутия-
галлы. В их полости живут гусенички бабочек. Из этих галлов я вывел немало
таких наездничков. Они помогают курчавке, губят гусеничек, избавляют растение
от врага.
Зашевелились розовые цветочки, и на поверхность выбралась желтая оса. По-
чистилась, расправила помятые крылья, примерилась к кусочку синего неба, вид-
ному со дна сачка, и вылетела. За нею вспорхнул большой черный наездник их-
невмон (рис. 109).
Отовсюду ползут совершенно розовые клопики. Среди цветов их сразу не заме-
тишь. Не зря эти мелкие хищники носят защитную одежду: в ней легче маскиро-
ваться . И достается же всяким мелким насекомым от острых клопиных хоботков!
Рис. 108 - Муха-жужжало Рис. 109 - Наездник-ихневмон
Немало здесь и плоских коренастых пауков. Им все нипочем: лишь бы насытить
свое объемистое брюхо. Жадные к еде, они тут же в сачке, воспользовавшись
всеобщим помешательством, ухватили каждый себе по мушке или цикадке и высасы-
вают добычу. Эти пауки - настоящие засадники и по манере охоты самые ковар-
ные . Ловко упрятавшись в цветах, они терпеливо ожидают добычу, а чтобы ка-
заться незаметным, как хамелеоны, подражают окраске цветов. Природа одарила
этих хищников способностью изменять цвет тела. Вот и в сачке добрая половина
пауков густо-розовая. Другие же светлые: видимо, раньше охотились где-то на
белых цветах.
Еще ползают розовые тли, вялые, пузатые. Другие, помоложе, светло-зеленые,
это те, кто еще не успел сменить одежку. Случайно замечаю несколько необычных
цветов. Они увеличены, будто вздуты. Вскрываю их и под лупой вижу крохотных
розовых личинок комариков галлиц. Они - галлообразователи, враги курчавки.
В кучке цветков и копошащихся насекомых на дне сачка трудно разглядеть, ко-
го необходимо выловить пинцетом, чтобы засадить в морилку. Не повесить ли са-
чок на куст, чтобы освободить руки? Пусть каждый сам выползает наружу.
По белым матерчатым стенкам сачка то изгибаясь петлею, то распрямляясь,
степенно вышагивают кверху розовые палочки. Это гусенички бабочек пядениц,
или, как их еще называют за странную манеру движения, землемеры. Их много,
только выбираются они очень медленно. Ползут неуклюжие и толстые гусеницы ба-
бочек совок, тоже розовые, в белых продольных полосках. Они - недотроги и от
легкого прикосновения свертываются плотным колечком и надолго остаются непод-
вижными .
Розовые клопики, тли, гусеницы пядениц и совок - исконные жители курчавки
и, судя по одежке, давно приспособились к жизни на ее розовых цветах. В своем
покровительственном одеянии они не заметны даже для острого глаза хищника.
Среди цветов много созревших семян, таких же розовых, только чуть потолще и
тверже на ощупь. Некоторые их этих семян вдруг ожили и начали потихоньку рас-
ползаться в стороны. В лупу видно, как из семени высовывается маленькая ко-
ричневая головка и три пары ног1 крохотной личинки жука слоника. Наверное, ли-
чинка с готовым домиком-семячкой скоро заползет в укромное место, окуклится,
пролежит зиму, весну, лето, а к осени перед тем, как порозовеет долина, вый-
дет сам слоник и начнет откладывать яички.
Земля под кустами курчавок устлана черным щебнем. Здесь мало других расте-
ний. Кое-где виднеются пожелтевшие стебли давно засохших трав, да сине-
зеленые пятна эфедры.
Но вот кто-то снес семена курчавки в аккуратные конусообразные кучки, раз-
мером с чайное блюдечко. Кто и зачем этим занимается? Сейчас узнаем!
В розовой кучке показалась блестящая головка, шевельнула усиками и исчезла.
И еще замелькали усатые головки. Кучки семян, оказывается, натаскал коричне-
вый муравей жнец Мессор кливорум, типичный житель сухих каменистых русел. Но
почему он не затащил семена к себе в жилище? Муравьи жнецы обычно очищают се-
мена от оболочки в подземном жилище, а пустую шелуху выбрасывают обратно. Но
коричневые жнецы живут по своим правилам. Рыть каменистую почву трудно, по-
этому помещения у них тесные. Вот почему эти муравьи чистят семена на поверх-
ности, оболочку оттаскивают в сторону, а зерна сносят в свои зимние кладовые.
Заготовкой семян занимаются специальные носильщики, а очисткой - лущилыцики.
Каждый поглощен своим делом и в чужое дело не лезет.
В стороне по черному щебню косогора тянется розовая полоска. Она извивается
и колышется из стороны в сторону. Очень красива эта розовая змейка, и сразу
не догадаешься, что это вереница черных муравьев жнецов направляется с ношей
к своему гнезду. Это другой вид муравья и называется он Мессор аралокаспиус
(рис. 110). Все население муравейника сейчас занято уборкой созревшего урожая
семян курчавки. У черных жнецов жилье в лессовой почве, просторное, и все,
что снято с растения, они сразу заносят под землю.
Рис. 110 - Муравей-жнец Мессор аралокаспиус
Сегодня день теплый, тихий, безветренный. Сильный пряный запах курчавки по-
вис в воздухе. Он властвует и ночью. Только к утру, когда холодает, маленькие
лаборатории аромата прекращают работать и легкое движение воздуха относит в
сторону запах этого растения.
Почему на курчавке нет домашних пчел? Правда, все одиночные дикие пчелы
кончают свои дела весной, до того, как в пустыне исчезнут цветы. Но кое-где
по ложбинам продолжают жить растения, и на них переживают долгое лето до осе-
ни и некоторые пчелы. И все же на курчавку они не летят. Родственницу ее -
гречиху - любят медоносные пчелы, и гречишный мед - один из самых ароматных и
вкусных. По-видимому, чем-то курчавка не нравится пчелам, и, сколько я ни
присматривался к ней, не видал ни одной. Разве только что случайно пролетит
мимо нее куда-то спешащая пчелка.
Вот еще одно семечко зашевелилась. Наверное, тоже личинки слоника. Положил
на ладонь, семечко перестало трепыхаться. Не движется, замерло. Положил на
теплый капот машины. Сразу из розового комочка высунулась крошечная блестящая
головка, а за нею зеленые ножки, и неожиданная обладательница розового доми-
ка, согретая теплом, заметалась из стороны в сторону, помчалась искать убежи-
ща вместе со своим домиком. Только тогда я догадался, что в семечке посели-
лась гусеничка бабочки чехлоноски. Она, конечно, не известна ученым, новый
вид, может быть, даже новый род. Какая же крошечная бабочка должна из нее вы-
браться !
Сколько же разных насекомых кормится на розовой курчавке. Всех и не пере-
числишь !
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Разное
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
Никогда не знаешь когда может понадобится электричество. Допустим вы попали
на необитаемый остров или застряли на даче без электричества, а батарея теле-
фона разрядилась. Сделать спасительный звонок, который возможно спасет чью-то
жизнь, помогут следующие советы по добыче электроэнергии.
Для практически любого простейшего способа получения электричества без под-
ключения к уже имеющейся электрической сети, обязательно понадобятся электро-
ды, а именно два металла, которые в паре образуют разнополярные анод и катод
соответственно.
Какие металлы лучше всего подходят? Вот краткая таблица ряда напряжений.
Чем дальше металлы друг от друга, тем большее напряжение при всех других оди-
наковых условиях вы получите:
Способ 1.
Электричество
из дерева
Нужно воткнуть в ближайшее дерево один из электродов, например алюминиевый
стержень или железный гвоздь так, чтобы он полностью вошел через кору в сам
ствол дерева, а другой элемент, например медную трубку, воткнуть в почву ря-
дом, чтобы она вошла в землю на 15-20 см. Как правило, между медной трубкой и
алюминиевым стержнем возникнет напряжение в приблизительно 1 Вольт. Чем боль-
ше стержней вы вставите в дерево, тем лучше качество электроэнергии, добывае-
мой таким способом (сила тока). Только не стоит увлекаться, помните, что де-
рево такое же живое, как и вы. Стоит пользоваться данным методом только в
крайнем случае! Не забудьте потом вытащить штыри из дерева и замазать смолой.
Способ 2.
Электричество
из фруктов
Апельсины, лимоны, и прочие плоды — всё это идеальный электролит для выра-
ботки электричества, особенно если экстремальная ситуация застала вас недале-
ко от экватора. Помимо уже известных алюминия и меди, можно использовать бо-
лее эффективные золото и серебро, доведя напряжение вашего электричества аж
до целых 2 Вольт.
Ре Си
ее
Способ 3.
Электричество
из картошки
У вас на даче нет электричества, но есть мешок картофеля. Из клубней кар-
тошки можно получить электричество бесплатно точно также как из фруктов:
Но есть и другой способ. Все что понадобится, это поваренная соль, зубная
паста, провода и картофелина.
Разрежьте картофелину пополам ножом, через одну половинку проведите провода
(из разных металлов), в то время как в другой сделайте по центру углубление в
форме ложки, после чего наполните её зубной пастой, смешанной с солью.
Соедините половинки картошки (к примеру зубочистками), причем провода долж-
ны контачить с зубной пастой, а их самих лучше зачистить. Все! Теперь вы мо-
жете при помощи вашего генератора электричества зажигать костры (потом на
этом же костре можно приготовить оставшуюся картошку) от электрической искры
и зажигать импровизированные лампочки с обугленными волокнами бамбука вместо
нитей накаливания.
Способ 4.
Электричество
из соленой воды
Если у вас есть медная проволока, алюминиевая фольга и соль, то тоже можно
получить электричество. Наполняем несколько стаканов соленой водой и соединя-
ем их медной проволокой, от стакана к стакану. На один конец каждого провода,
соединяющего стаканы, должна быть намотана алюминиевая фольга.
Способ 5.
Электричество
из ветра
Если у вас есть под рукой электромоторчик постоянного тока, то его можно
использовать как генератор. Построить ветряк, кстати, не так уж и сложно. Все
что вам понадобится - это винтообразные лопасти, вращаемые силой ветра.
За основу можно взять конструкцию из донышек от пивных банок, показанную на
следующем рисунке:
Все металлические части, конечно, придется сделать из дерева (веток), а
крепить с помощью деревянных клинышек. Лопасти должны выпуклыми, насколько
возможно.
В ход может пойти все, что есть под рукой, например, пластиковая бутылка:
Вырезаем верхнюю часть и, отмерив на ней равные 4 части, режем до горлови-
ны. Чуть выгибаем лопасти в одну сторону.
На одной крышке наш пропеллер из пластиковой бутылки будет не устойчивым,
поэтому подбираем сверху под горлышко ещё одну или делаем заглушку из дерева.
В центре, на крышках, прожигаем или высверливает отверстия под гвоздик.