/
Text
ISSN 0130-5072
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
научно-популярный журнал
академии наук ссср
1
1983
«->..
\\}t.'/.'-7,-. '.
> с ' .гф. ■ *
химияижизнь
Издастся
с 1965 года
Ежемесячный научно-попупярный журнал Академии наук СССР
№ 1
январь 1983
Ресурсы
Обзоры
Размышления
Проблемы и методы
современной науки
Портреты
Интервью
В. В. Листов. НЕТ РАБОТЫ ВАЖНЕЕ
О. Ольгин. НЕЗАМЕНИМЫЙ МЕТИОНИН
В. М. Беликов, М. М. Долгая. АМИНОКИСЛОТЫ —
НЕЗАМЕНИМЫЕ И ПРОСТО НУЖНЫЕ
С. Г. Кара-Мурза. ЦЕЛЬ И РЕЗУЛЬТАТ
С. С. Юфит. ИЗ ФАЗЫ В ФАЗУ
М. Е. Герценштейн. ЭФИР, ВАКУУМ, ПУСТОТА...
В. А. Крайний. МУЖЕСТВО И ОБАЯНИЕ
3. Самойлова. ИЮПАК — МЕЖДУНАРОДНОЕ
СОТРУДНИЧЕСТВО УЧЕНЫХ
Профессор Нагакура: «ХИМИЯ СРЕДИ НАУК —
ПРЕДСЕДАТЕЛЬ»
2
7
10
18
23
26
32
36
37
Технология и природа
А. Иорданский. БУДЕТ КИСЛЕНЬКИЙ ДОЖДЬ... 39
КОНВЕНЦИЯ О ТРАНСГРАНИЧНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ
ВОЗДУХА НА БОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ 43
А. Г. Рябошапко. ПРОГРАММА ЕМЕП: ХИМИЧЕСКИЙ
МОНИТОРИНГ 46
A. Я. Прессман. ПРОГРАММА ЕМЕП: МЕТЕОРОЛОГИЯ И
МАТЕМАТИКА 47
B. Г. Соколовский. ЗА ЧИСТЫЙ ВОЗДУХ 47
Вещн и вещества
Полезные советы химикам
Научный фольклор
Страницы истории
Н. Е. Подклетнов, В. А. Ураков. ВУЛКАН ДЕЛАЕТ
МОЛЕКУЛЫ ЖИЗНИ
Э. Л. Андроникашвили. НЕСКОЛЬКО ФАКТОВ
ИЗ ОБЛАСТИ БИОФИЗИКИ РАКА
Н. Колосков. ЛИНОЛЕУМ
В. А. Маркусова. ЛОЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ
МОРЕЙ
К. Гибсон, Г. Шац. САМОУЧИТЕЛЬ РЕДАКЦИОННОГО
ЯЗЫКА ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ
А. Шевелев. ВТОРАЯ ЖИЗНЬ ЖОЗЕФА МЕЙСТЕРА
Сюлли-Прюдом. СТИХИ О НАУКЕ
И. И. Автухова, Б. С. Коган. КАЛЕНДАРЬ, 1983 .
Н. Д. Трейгер, Г. В. Майорова. «КОГДА НЕОБХОДИМЫ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПОЗНАНИЯ...»
50
58
64
72
76
78
82
84
В7
НА ОБЛОЖКЕ — рисунок
Г. Ш. Басырова к статье «Вулкан
делает молекулы жизни».
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ — роспись
древнеегипетской гробницы.
Художник, живший более
трех тысяч лет назад, изобразил
обитателей воздушного океана и
подводного мира — тех,
кто, выражаясь по-
современному, живет и в
газовой, и в жидкой фазах.
О реакциях между веществами,
растворенными в разных
фазах, рассказывает статья
«Из фазы в фазу».
ИНФОРМАЦИЯ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
КОНСУЛЬТАЦИИ
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
15, 22, 38, 75
16
49
49
57
62
68
93
94
96
Lrf^v-icSI
Нет работы
важнее
В Продовольственной программе
СССР на период до 1990 года важное место
отведено комплексной химизации
сельскохозяйственного производства. К концу
пятилетки копхозы и совхозы будут
получать за год до 26,5 мпн. т минеральных
удобрений (в пересчете на 100%
питательных веществ), 950 тыс. т химических
кормовых добавок, до 680 тыс. т
химических средств защиты растений, до 110 тыс. т
консервантов кормов. К 1990 г. поставки
удобрений достигнут 30—32 мпн. тг
кормовых добавок — 1г2 млн. тг средств защиты
растений — 750—790 тыс. тг
консервантов — 380—400 тыс. т.
О задачах, стоящих перед
предприятиями, научно-исследовательскими и
проектными институтами отрасли в рамках
Продовольственной программы,
рассказывает, по просьбе редакции, министр
химической промышленности СССР Владимир
Владимирович ЛИСТОВ.
Работа, которую предстоит выполнить
предприятиям химической индустрии,
огромна по своим масштабам. Только за три
оставшиеся года пятилетки на объектах,
связанных с агропромышленным
комплексом, необходимо освоить более двух
миллиардов рублей капитальных вложений.
Две трети этой огромной суммы приходится
на производство продукции, которая
заменит пищевое сырье в химической
технологии, остальное будет вложено в
заводы и цехи, работающие на химизацию
сельского хозяйства.
Наша отрасль — крупнейший постав-
2
щик продукции агропромышленному
комплексу. Мы выпускаем свыше двухсот
веществ — непосредственно для сельского
хозяйства, а также почти для двух
десятков отраслей, связанных с производством
продовольственных товаров для населения.
Начнем с химических средств защиты
растений. Долгие годы основное внимание
уделялось производству минеральных
удобрений, а средства защиты растений
были отодвинуты на второй план.
Сложившееся на сегодня соотношение в
использовании ХСЗР и минеральных удобрений не
отвечает требованиям современного
растениеводства, снижает эффект от применения
минеральных удобрений.
XXVI съезд партии поставил задачу
в кратчайшие сроки устранить эту
диспропорцию: расширить производство и
ассортимент, улучшить качество ХСЗР, создать
новые методы защиты, способствующие
повышению устойчивости растений к
различным инфекционным заболеваниям,
усилению естественного иммунитета
растительного организма.
В ближайшее время мы освоим
проектные мощности по производству фена-
зона — эффективного гербицида для
борьбы с сорняками на полях свеклы. Намечаем
построить новые производственные
мощности по выпуску линдана (в Сумгаите),
ялана (в Стерлитамаке), создать сырьевые
производства в Славгороде, Запорожье,
Дзержинске. В следующем году должно
начаться строительство производства
важнейшего гербицида — базу дина.
Интенсификация действующих, ввод
новых мощностей позволит нам
значительно расширить выпуск химических средств
защиты растений. К концу нынешнего
пятилетия их выработка в стране превысит
600 тыс. т. Нам предстоит обеспечить
сельское хозяйство препаратами не только
высокоэффективными, но и, что очень важно,
малотоксичными для человека и
животных, безопасными для окружающей среды.
Пожалуй, сами химики в известной
степени дискредитировали средства защиты
растений, присвоив им общее название
«ядохимикаты». К слову «яд» у людей
вполне определенное отношение, отсюда —
предубеждение против химических
средств, настороженность. Мы должны
решительно изменить такое отношение, а
лучший способ для этого — выпускать
эффективные, но безопасные препараты.
Без них сегодня высокопродуктивное
земледелие невозможно.
О важности для сельского хозяйства
консервантов кормов говорит такой
пример: применение в животноводстве
муравьиной кислоты повышает надои молока
на 12% при значительном сокращении
расхода кормов. В Саратовском
производственном объединении «Нитрон» мы
планируем создать крупный цех муравьиной
кислоты. Однако решение проблемы
консервантов мы не сводим только к карбо-
новым кислотам. Есть интересные
предложения об использовании для этих
целей отходов пентаэритрита, бисульфита
натрия.
Для повышения продуктивности
животноводства чрезвычайно важны кормовые
добавки. Сейчас в колхозах и совхозах
с успехом применяют свыше 400
препаратов. Это белки микробного
происхождения, аминокислоты, витамины, ферменты,
различные фармакологические средства.
В этой пятилетке начнется строительство
крупного производства важнейшей
синтетической аминокислоты метионина,
значительно повышающей продуктивность
птицеводства и животноводства.
Среди необходимых животноводству
добавок важное место занимают
микроэлементы. Предприятия Минхимпрома
должны увеличить поставки солей
металлов — марганца, цинка, кобальта, меди,
бора. Всесоюзным объединениям,
Управлению по науке и технике нашего
министерства поручено в кратчайшие сроки
составить комплексную программу по
изысканию дополнительных резервов выпуска
микроэлементов. При этом одним из
главных резервов мы считаем утилизацию
солей металлов из стоков предприятий. Надо
ли говорить, что такое решение выгодно не
только с экономической точки зрения, но
и с позиций экологии.
Большие задачи, связанные с
расширением выпуска кормовых добавок, стоят
перед объединением «Союзметанол»
Министерства химической промышленности.
Метанол — один из краеугольных камней
органического синтеза, сырье для
производства многих ценных продуктов, в том
числе и белково-витаминных
концентратов. Из метанола будут производиться
уксусная и муравьиная кислоты,
которые, как уже говорилось, остаются
пока наиболее эффективными консервантами
кормов. Уже сейчас метанол стал сырьем
для выработки значительной части
пестицидов, на его основе будут развиваться
производства химических средств защиты
растений.
Нам предстоит создать мощную
промышленность метанола и его переработки,
построить новые заводы, технически
перевооружить действующие. К решению этой
важной народнохозяйственной задачи,
помимо Минхимпрома, привлечены другие
министерства, Академия наук СССР.
В десятой пятилетке в Министерстве
химической промышленности был
составлен координационный план разработки и
промышленного освоения пленок со
специальными свойствами для различных
отраслей сельскохозяйственного
производства. Эту работу вели два наших крупных
объединения: Охтинское НПО «Пластполи-
Г
3
мер» и Московское НПО «Пластик». Новые
пленочные материалы испытывали в
колхозах и совхозах специалисты ведущих
сельскохозяйственных институтов.
Испытания подтвердили высокую экономическую
эффективность полимерных пленок в
сельскохозяйственном производстве. В среднем
каждая тонна таких материалов дает
экономический эффект свыше 4 тыс. руб.
Откуда он берется? При сооружении теплиц
пленочные материалы позволяют сократить
капитальные затраты вчетверо, а то и
впятеро. При хранении под пленкой вдвое
сокращаются потери силоса, сена,
минеральных удобрений.
Сейчас мы предлагаем колхозам и
совхозам набор пленок с самыми
различными свойствами. Пленочные материалы,
прекрасно пропускающие все лучи
солнечного спектра, светостойкие и
термостойкие применяются для строительства теплиц
и туннелей. Например, полиэтиленовая
пленка «108-82», обладающая к тому же
и антистатическими свойствами, на 10—15%
увеличивает освещенность растений. А это
позволяет поднять урожаи тоже на 10—
15%. Нельзя не упомянуть
разрушаемую пленку, разработанную в Охтинском
НПО «Пластполимер». Она обладает
замечательным свойством: после дву х-трех
месяцев пребывания в земле разрушается,
смешивается с почвой и полностью
уничтожается микроорганизмами. Таким
образом, отпадают большие трудовые затраты
на уборку отслужившего свой срок
материала. Экономический эффект применения
такой пленки — до 20 тыс. рублей на тонну.
Совсем недавно Дзержинское
производственное объединение «Капролактам»
освоило новую продукцию — черную
пленку для мульчирования почвы. Этот
полимерный материал получил высокую оценку
в хозяйствах Краснодарского края.
Пленка улучшает температурный режим почвы,
сохраняет в ней влагу, задерживает рост
сорняков, ускоряет появление всходов и
созревание культурных растений, повышает
урожайность.
Для сельского хозяйства важны
прекрасные качества новой пленки; для нас,
работников промышленности, не менее
важно, что Дзержинские химики выпускают
ее сверх своей производственной
программы, из отходов, которые совсем еще
недавно сжигались. Это заслуживает большого
одобрения и поддержки. И потому, что
использование отходов химии — это
вопрос вопросов. И потому, что инициатива,
творческий подход к решению задач,
поставленных Продовольственной
программой, сегодня особенно важны.
Полимеры для сельского хозяйства —
это не только пленки, но и трубы — из
полиэтилена, из поливинилхлорида,
гофрированные полиэтиленовые трубы для
осушения, гибкие шланги для поливальных и
дождевальных машин, армированные
жесткой спиралью шланги для химической
обработки полей. Полимеры — это
пластмассовые детали сельскохозяйственных машин,
полиэтиленовая и полипропиленовая
сетка, высокопрочные ленты и шпагаты,
необходимые для упаковки сельхозпродукции.
Подсчитано, что использование
полимерных материалов на 15—20%
повышает производительность труда в
мелиоративном и водохозяйственном
строительстве. Свыше тысячи рублей на тонну —
экономический эффект от применения
пластмасс в тракторном и сельскохозяйственном
машиностроении. Цифры эти говорят сами
за себя и — за полимеры.
Еще одна большая область
применения полимерных материалов, известная
не только специалистам, но и миллионам
потребителей,— это упаковка продуктов
питания: стаканчики для сметаны и
плавленных сырков, молочные пакеты, бумажно-
полиэтиленовая упаковка для
концентратов первых и вторых блюд,
ламинированная упаковка для мороженого мяса и
мясных полуфабрикатов,
полиамид-полиэтиленовая упаковка для мяса, сосисок,
колбасы, ветчины, рыбы и многое другое.
Полимеры для пищевой
промышленности — материалы особого рода. Они
должны быть абсолютно безвредны,
инертны к любой пищевой продукции.
Особенно строгие требования в этом отношении
предъявляются к упаковке детского
питания. Недавно в Московском НПО «Пластик»
разработан для этих целей новый
комбинированный пленочный материал:
полиэтилен — фольга — полиэтилен. Такая
упаковка позволяет увеличить срок хранения
продуктов без малейшего изменения их
свойств с 6 до 9 месяцев. В нашей стране
подобный материал изготовлен впервые.
Полимерные материалы, прежде
всего антикоррозионные покрытия, получат
еще большее распространение в машинах
и технологическом оборудовании пищевой
промышленности. Пищевики все чаще
открывают для себя возможности
полимеров. Недавно, например, на Мурманском
и Архангельском рыбокомбинатах рыбу
начали коптить в полиэтиленовой
безузловой сетке, разработанной Охтинским НПО
«Пластполимер» совместно с
Объединением по переработке пластмасс им.
«Комсомольской правды» специально для
пищевой промышленности. На ленинградском
заводе «Пищевик», в рыболовецких
колхозах Латвии мелкую рыбу перед тепловой
обработкой фасуют в эллипсовидные
трубы, изготовленные из нового сополимера
стирола с метилметакрилатом.
Таких примеров можно привести
много. Однако пока химическая индустрия
далеко не полностью удовлетворяет
потребности агропромышленного
комплекса, в том числе и предприятий пищевой
промышленности, в современных поли-
мерных материалах. Принимая во
внимание ограниченность энергетических и
сырьевых ресурсов, мы ищем пути, как
поднять выпуск изделий из полимеров, не
увеличивая расхода сырья. Выход есть:
выпускать более прочные материалы, чтобы
готовить из них еще более тонкие пленки,
еще более тонкостенные трубы;
производить больше изделий из наполненных
полимеров. По этому пути и идет
полимерная промышленность. Наша цель: расходуя
как можно меньше сырья, дать
агропромышленному комплексу необходимое ему
количество современных изделий.
До сих пор мы говорили о том, какую
помощь химическая промышленность
оказывает и может оказать в дальнейшем
агропромышленному комплексу. Однако
наша отрасль вносит и прямой вклад в
увеличение запасов продовольствия. Есть
химические предприятия, которые
непосредственно выпускают пищевые продукты:
соль, соду, добавки для хлебопечения,
красители для кондитерской
промышленности. Эти направления усиленно
развиваются. Сейчас, например, строится новый
цех бикарбоната натрия в Славянске,
увеличивается производство соды в Стерлитама-
ке и Лисичанске.
Все более важным резервом в
увеличении продовольственных запасов
становится высвобождение пищевого сырья,
которое расходуется на технические нужды.
В целом по стране только растительного
масла на технические цели уходит более
370 тыс. т в год. Крупнейший их
потребитель — лакокрасочная
промышленность. Здесь давно уже ведется
планомерная работа по замене пищевого сырья
синтетическим.
Одно из крупнейших наших
лакокрасочных предприятий — Ростовское
химическое производственное объединение
им. Октябрьской революции. Каждый
третий комбайн и трактор в нашей стране
покрашен красками и грунтами,
выпущенным в Ростове. Используя отходы
химических и нефтехимических производств,
в частности производства капролактама,
здесь создали заменители, не уступающие
растительному маслу. За три года
предприятие уже выпустило 28 тыс. т продукции
на этих искусственных заменителях.
Экономический эффект замены пищевого сырья
составил 3,5 млн. рублей.
На Черкесском химическом
производственном объединении впервые в
отечественной практике разработана и внедрена
технология комбинированной олифы на
основе нефтеполимерных смол и
синтетического жидкого каучука. Сегодня эта
технология уже используется на всех
лакокрасочных предприятиях. Это
позволило в минувшем пятилетии сократить расход
растительных масел на 51 тыс. т. Много
это или мало? Для получения такого
количества масел потребовался бы урожай
со 125 тыс. га лучших пахотных земель,
а для его перевозки — более тысячи
железнодорожных цистерн.
В скором времени на наших
предприятиях начнут работать новые
производства по выпуску пентаэритрита, винил-
ацетата, поливинилового спирта и
других заменителей растительного сырья. Это
позволит к концу пятилетки снизить расход
масел (на тонну лакокрасочной продукции)
с 89,3 кг до 69,9 кг, высвободить для
пищевой промышленности 72 тыс. т ценного
сырья.
Многое предстоит еще сделать, чтобы
сократить использование для технических
нужд сахара, который применяется в
производстве итаконовой и щавелевой кислот.
На одном из заводов, вырабатывающих
щавелевую кислоту, разработан способ
получения этого продукта из этиленгликоля.
Новая технология позволяет высвободить
10 тыс. т сахара в год только на одном
предприятии.
К сожалению, многие до сих пор
считают химию неким антагонистом
природы, ее разрушителем, врагом.
Мероприятия по охране среды — уменьшение
газовых выбросов, полная очистка стоков,
организация замкнутого водооборота,
создание безотходных технологий — должны,
я полагаю, скоро снять с нас это тяжелое
обвинение. Здесь многое уже делается
и многое уже сделано. Прямое же
отношение к задачам Продовольственной
программы имеют работы по рекультивации
земель, которые ведутся сегодня на многих
предприятиях отрасли.
Химики Славянска совместно с
исследователями из Донецкого
университета разработали метод рекультивации
земли, занятой накопителями отходов
производства. Сельскому хозяйству возвращены
72 гектара угодий. На этой земле высажены
сосны, здесь возделывают кукурузу, овес,
люцерну и другие культуры, получают
хорошие урожаи. Возвращают сельскому
хозяйству пашню в Лисичанске, Калушах,
других химических центрах страны.
Рекультивация земель — только часть
проблемы рационального
природопользования. Другой важнейший показатель
культуры современного производства —
бережное отношение к воде, которой зачастую
так не хватает полям.
Химия — крупный потребитель воды,
однако, развивая производство, строя
новые заводы, наша химическая
промышленность по водопотреблению остается на
уровне 1970 г. Но это еще не все. Мы
научились так очищать воду, что ее можно ис-
вользовать для полива, ею можно поить
животных. Например, сточные воды
химических предприятий Волжска, очищенные
на биологических сооружениях вместе с
городскими стоками, в засушливое время
подаются на поля для орошения — до
120 тыс. кубометров в сутки. Сегодня таким
5
способом орошаются свыше 6 тыс. га
земель, а к концу пятилетки орошаемые
площади удвоятся.
Уже более десяти лет на этих полях
выращивают зерновые и кормовые
культуры. При этом урожайность зерновых в два-
три раза выше, чем на богарных землях.
А рост урожаев кукурузы и люцерны еще
больше — в 8—10 раз.
Для успешного решения задач,
поставленных Продовольственной
программой, химическая промышленность страны
должна использовать весь арсенал средств,
находящихся в ее распоряжении. В том
числе и новейшие научные разработки
исследовательских институтов отрасли.
Остановлюсь лишь на одной из них.
К концу нынешней пятилетки в нашей
стране предполагается получить около
11 млн. т молочной сыворотки. В ней до
полумиллиона тонн ценных белковых
компонентов, лактозы, минеральных солей и
витаминов. Все это можно широко
использовать в производстве продуктов детского
и диетического питания, колбасных, мясных,
хлебобулочных, кондитерских изделий,
сливочного масла.
До последнего времени сыворотка
в молочной промышленности входила в
разряд отходов. В сыворотке 93—94% воды,
поэтому перевозить ее набольшие
расстояния для переработки нерентабельно, к тому
же продукт этот скоропортящийся. Мало
экономичен и другой путь — сгущение и
сушка: для получения полтонны порошка
надо испарять 9,5 т воды. Недавно
специалисты Всесоюзного
научно-исследовательского института синтетических смол
(Владимир) предложили использовать для
переработки молочной сыворотки простые и
экономичные мембранные процессы,
разработанные в институте.
Жидкость не выпаривается, а
процеживается под давлением через
специальные фильтры-мембраны. Эта технология
доступна всем предприятиям пищевой
промышленности, даже небольшим. Раньше на
Владимирском молочном комбинате
использовали не более трети получаемого
обезжиренного молока — обрата, пахты,
сыворотки. Сейчас благодаря внедрению
мембранных процессов в дело идет 89%
вчерашних отходов. Получаемый
концентрат охотно покупают животноводческие
хозяйства для подкормки молодняка. По
своему составу концентрат даже
питательнее молока. Легче усваиваются белки;
содержащиеся в концентрате молочнокислые
бактерии предохраняют телят от кишечно-
желудочных заболеваний. От каждой
тонны концентрата хозяйства получают
300 руб. прибыли.
По оценке специалистов, применение
мембранных процессов в молочной
промышленности может дать годовой
экономический эффект 150—200 млн. руб. Принято
решение как можно шире использовать
новую технологию на молочных
комбинатах. На будущий год химики должны
поставить им 240 тысяч квадратных метров
мембран.
Разумеется, мы смогли упомянуть, и
то бегло, лишь некоторые направления,
по которым работает наша отрасль,
выполняя решения майского Пленума
ЦК КПСС. Химическая промышленность
еще очень многое может дать и уже дает
агропромышленному комплексу страны.
Однако для всех этих направлений есть
одна общая, чрезвычайно важная и острая
проблема — проблема умелого и
эффективного использования химической
продукции.
Сегодня никого не надо уже
убеждать, что эффективность всего народного
хозяйства и каждой его отрасли во многом
определяется уровнем химизации. А
уровень химизации зависит не только от
объема выпуска химической продукции —
сколько удобрений* или пленки выпущено на
гектар угодий, сколько полимерных
материалов приходится на один трактор или
комбайн, но и от умелого, рационального
использования этой продукции, от научной
обоснованности, от культуры, если хотите,
ее применения.
Мы выпускаем сегодня пластмассы
сотен типов и марок. Каждая из них
обладает определенным комплексом свойств
и должна использоваться строго по
назначению. Сегодня подходить к применению
и распределению пластмасс без учета
марки и назначения — значит наносить
ущерб народному хозяйству,
дискредитировать самое понятие его химизации. Наша
задача, задача химиков, вовремя
подсказать потребителю точное назначение новой
химической продукции, найти ей самое
выгодное применение, передать точную
технологию. Как это сделать? По-видимому,
настало время организовать специальные
консультационные центры в разных
регионах страны. Один такой центр — по
применению полимерных труб — уже
работает. Он организован НПО «Пластик» в
Москве, в Доме технической пропаганды.
Конечно, это только одна из форм работы,
надо искать и другие. В июне 1982 года
Комитет по применению полимерных
материалов ВСНТО СССР провел
специальный семинар по применению
пластмасс в народном хозяйстве. На
семинаре было немало новых интересных
предложений, которые необходимо изучить.
Широкая пропаганда химической
продукции, ее эффективного
использования — важнейшая задача нашей
отрасли. Потому что химизация народного
хозяйства, а сегодня в первую очередь
агропромышленного комплекса,— дело
поистине всенародное. И нет для нас
сейчас работы важнее.
Записала
Л. И. ЛЕВИНА
6
<
- 7
Незаменимый
метионин
РАССКАЗ О ТОМ,
КАК НА ВОЛЖСКОМ ЗАВОДЕ
ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
ДЕЛАЮТ АМИНОКИСЛОТУ
ВЫСОКОГО КАЧЕСТВА
ФОНТАН
— На том самом месте,— сказал
главный технолог Виктор Иванович
Горелов,— там, где сейчас фонтан, стояла
прежде махина, не самодеятельность
какая-нибудь, а по проекту, и деревья поблизости
не росли, и сероводородом пахло уже
издали...
Скромный фонтан, окруженный
деревьями, был несколько в стороне от
главной заводской магистрали, и мы
специально сделали крюк, чтобы подойти к
нему. Фонтан рассматривался не просто
как устройство для освежения воздуха в
знойный день, но и как памятник, как
напоминание о том, что нет такой
технологии, которую нельзя улучшить.
Здесь делали когда-то простенькую
операцию: привозной гидросульфид
натрия разлагали серной кислотой, чтобы
получить сероводород. А он, в свою
очередь, необходим для производства метио-
нина; это производство — самое первое на
заводе. Если знать химию хотя бы в объеме
средней школы, можно легко понять, как
мало радости окружающим доставляет
разложение гидросульфида.
Теперь сероводород берут с
соседних заводских производств, где он
получается как побочный продукт, а на месте
старой и ненужной более установки
соорудили фонтан.
Не раз и не два во время экскурсии
по заводу мое внимание обращали не на
стабильное, устоявшееся, а, напротив, на
переделанное и даже упраздненное. Еще
в пределах метиониновых владений, не
очень далеко от фонтана, была
продемонстрирована заурядная внешне
установка, из тех, что на заводском жаргоне
называют «этажерками». Ранее тут, в полном
соответствии с проектом, перерабатывали
аммиачную воду для ее обезвреживания.
Надобность в переработке отпала, как
только эту воду сумели вернуть в цикл.
А корпус, чтобы не пропадал зря,
приспособили для производства гомосерина, еще
Одной аминокислоты, новой и для завода,
и для промышленности в целом.
ДЛЯ СВЕДЕНИЯ
Для сведения сообщаем, что
аминокислота метионин, ради которой и начали
строить в Волгоградской области, в городе
Волжском, завод оргсинтеза,— это белый
кристаллический порошок со сладковатым
вкусом и характерным запахом меркапто-
соединений. Точное имя — а-амино-у-ме-
тилтиомасляная кислота, формула
записывается так: CH3S(CH2JCH(NHJCOOH.
В организме метионин служит донором
метильных групп в биосинтезе различных
биологически активных соединений
(адреналина, холина и т. д.) и источником серы
в биосинтезе аминокислоты цистеина.
Может быть получен синтетически.
Ценнейшее средство для обогащения кормов.
Используется также как медицинский
препарат.
О СЕРООРГАНИКЕ, ГАЗОНАХ
И МЫЛЬНЫХ ПУЗЫРЯХ
Лето в низовьях Волги не балует
прохладой, да и сам завод излучает в
атмосферу кое-какое тепло. Зелень,
обильно покрывающая заводскую территорию, в
сочетании с влагой от фонтанов, конечно
же, скрашивает картину и, говорят,
прибавляет кое-что к производительности
труда. Однако уход за газонами оправдан
не только эстетически и экономически —
он оправдан и с медицинских позиций.
Волжский завод оргсинтеза имеет
дело с вредными веществами, отсюда —
и сокращенный рабочий день, и льготная
пенсия, и бесплатное спецпитание.
Представляя себе в общих чертах, что такое се-
роорганика, на заводскую территорию
вступаешь с опаской и помимо воли
принюхиваешься. Не скажу, будто «химического»
запаха не было вовсе: был. Но не назову
его тяжелым и непереносимым.
Постоянно работающие люди его и не
замечают — так, въевшийся в стены, что ли,
налет...
«Загазованности на территории
завода не чувствовал» — такой оказалась
последняя запись в «Журнале дежурных
по заводу». Другой журнал, контроля
воздушной среды, сообщал более
объективные сведения, в долях процента и
миллиграммах на кубический метр,
фиксировал температуру, влажность и
направление ветра через каждые три часа и делал
из прогноза погоды практические выводы.
Например, такие: «Прогнозируемые
метеоусловия будут способствовать накоплению
вредных примесей в атмосфере ночью
и рассеиванию их днем. Начальники цехов
и смен предупреждены».
Выражение «закрыть все щели»
понимается здесь в самом прямом смысле.
Когда после профилактического ремонта
пускают установку, ее, случается, и день, и
два опрессовывают инертным газом. То
есть создают внутри давление, а снаружи
промазывают мыльным раствором все
мыслимые и немыслимые стыки. И глядят:
7
не раздуется ли где-нибудь,
свидетельствуя об утечке, предательский мыльный
пузырь.
Не видел, но по рассказам знаю, как
в цехе метионина пришлось останавливать
всю схему меркаптана, важнейшего
промежуточного продукта. Его предельно
допустимая концентрация в воздухе
(представьте и вдумайтесь) 9 • 10 мг/м3, а запах
так энергичен, что дальше некуда. Двое
суток искали с мылом утечку, пока не
нашли крошечный зазор в
одном-единстве ином сальниковом уплотнении. Капля
всего и просочилась, но два дня цех не
выдавал продукции: здоровье дороже.
ТРЕБУЮТСЯ ЗУБРЫ
Вячеслав Карпович Рыков
директорствует на заводе много лет, защитил, не
покидая своего поста, кандидатскую
диссертацию, завод при нем из планово
убыточных перешел в высокорентабельные.
Предприятие, кстати, перекрыло
проектные мощности по выпуску всех продуктов,
имеющих стабильный сбыт, причем без
расширения «коробки», а благодаря
оптимизации процессов. Упомянем для примера
гидразид малеиновой кислоты, широко
используемый в сельском хозяйстве;
установку для него не строили, а приспособили.
Раньше там очищали сточные воды, а
теперь не очищают — не потому, что
сбрасывают грязными, а по той причине, что
из них стараются извлечь все, что на
нынешнем техническом уровне извлекается. В
первую очередь — сульфит-сульфатные
соли: их выпаривают, брикетируют и
отправляют на другие заводы. А у себя из
бывших отходов и избыточных
полупродуктов налаживают новые производства.
— Кроме нас,— говорит директор,—
никто в стране не выпускает в таком
количестве сероорганику, а она вся — в
справочнике вредных веществ. Говорю это вот
к чему: нам нужны кадровые рабочие,
много лет у нас работающие инженеры и
техники. Одним словом, зубры. Их трудно
готовить, но заменить еще труднее.
Ущерб от увольнения одного
работника, по самой скромной оценке,
составляет на заводе оргсинтеза 420 рублей
(затраты на обучение новичка, адаптация к
новому рабочему месту, слабая работа-
то го, кто уже подал заявление об уходе,
и т. п.). На Волжском заводе — одна из
самых низких в химической
промышленности текучесть кадров, хотя зарплата
скорее средняя", чем высокая. Не ставя себе
целью описывать здесь социальную
программу завода, отмечу лишь ее наличие
и действенность.
МЕТИОНИН: НАЧАЛО
Ни мы, ни коровы, ни овцы не умеем
синтезировать в своем организме
метионина, лизина, триптофана, валина, лейцина,
изо лейцина, треонина и фенилаланина.
Для большинства из этих аминокислот нет
пока и приемлемых методов химического
синтеза (но есть микробиологические
способы). Метионин — исключение; его
изготовление в химических реакторах
экономически выгодно.
...Опять и опять по дороге к цеху
чудился запах метилмеркаптана —
наверное, из-за осознания того факта, что
кипит это вещество при каких-то 7° С, а на
дворе — добрые тридцать. Однако
холодильники работали без перебоев, утечек
не было вовсе, и в самом цехе, как ни
удивительно, запаха вроде бы не
ощущалось. Цех велик: три основных корпуса,
три вспомогательных, несколько
параллельных систем и такое множество колонн,
реакторов и фильтров, что за несколько
часов не осмотришь и в нескольких
строках не перескажешь. Так что простите за
беглость.
Из формальдегида и ацетальдегида
(тоже, если честно, вещества не без запаха)
получают сначала акролеин. Непрореагиро-
вавшие вещества отделяют и возвращают
на синтез — не пропадать же. В соседнем
корпусе тем временем готовят метилмер-
каптан из метанола и сероводорода.
Сложность в том, что, помимо желанного
меркаптана, образуется еще диметилсульфид.
Разогнать их, конечно, не фокус, но дальше
что? По проекту дальше диметилсульфид
сжигался, дабы не засорять атмосферу.
Можно бы поступать так по сей день —
ведь одобрено и утверждено...
Короче: диметилсульфид не сжигают,
а экстрагируют из кубовых остатков и
отправляют на другие предприятия, где из
него готовят ценнейший растворитель —
диметилсульфоксид.
МЕТИОНИН: ПРОДОЛЖЕНИЕ
Уже получен метилмеркаптан и есть
в запасе акролеин; нетрудно догадаться,
что вот-вот их соединят. И тогда получится
метилмеркаптопропионовый альдегид,
коротко — ММПА. Поскольку операция
проводится при температуре замерзания воды,
то последующий нагрев аж до сорока по
Цельсию воспринимается как очень
существенный. ММПА очищают вакуумной
перегонкой и направляют в очередной
корпус, где он соединяется с бикарбонатом
аммония и цианидом натрия, образуя
мета-гидантоин, который после пребывания
в автоклаве с раствором щелочи
превращается в метионат натрия.
Судя по названию последнего
продукта, дело близится к завершению.
Долгожданный метионин в виде суспензии
получается после того, как щелочной
раствор метионата нейтрализуют кислотой.
Аминокислоту отделяют на центрифугах,
сушат и фасуют, заполняют
сопроводительные документы со Знаком качества и —
потребителю. То есть предприятиям,
которые выпускают корма.
Казалось бы, дело сделано. Однако
есть еще маточный раствор, а в нем про-
8
цента два метионина. Ранее он уходил
со сточными водами, их очищали,
обезвреживали... Сейчас воду отгоняют, а когда
концентрация метионина увеличивается
раз в десять, раствор обрабатывают серной
кислотой. Так получается суспензия
метионина, которую можно либо вернуть в
цикл, либо использовать для производства
упоминавшегося уже гомосерина.
Из бывших сточных вод ежегодно
получают около 400 тонн аминокислот.
МЕТИОНИН: ЗАВЕРШЕНИЕ
Если иметь в виду корма для
животных, то метионин готов. Но случается, что
добавка аминокислоты нужна для нас с
вами, а требования к пищевым и
фармацевтическим продуктам несколько иные, чем
к комбикормам...
По весне врачи нередко советуют
принимать для повышения работоспособности
и поднятия тонуса витаминные драже,
скажем, «Декамевит». В этом слове
«дека» — десять, число компонентов, «вит»,
разумеется, сокращение от витамина, а
середка, загадочное «ме», означает
метионин. Понятно, метионин фармацевтических
кондиций. Его готовят из кормового,
растворив последний в дважды
дистиллированной воде, добавив гидросульфид натрия
и уксусную кислоту, а затем отфильтровав.
После охлаждения выпадают чистейшие
белые кристаллы. А раствор над ними
должен остаться совершенно
прозрачным — такая визуальная проверка свиде-
тельстует о высоком качестве
лекарственного препарата.
Волжский завод оргсинтеза полностью
обеспечивает метионином
фармацевтическую промышленность. Разумеется, эту
аминокислоту применяют не только в
поливитаминных препаратах; но в любом случае
ее стараются покрыть оболочкой — запах
все же не из лучших. Хоть и полезно, но —
сероорганика...
В том же цехе собирают молекулы
и вовсе без серы, скажем, альфа-амино-
фенилуксусной кислоты: она нужна для
синтеза некоторых антибиотиков. Ее
производство врубили в работающую схему,
ни на грамм не уменьшив выход основного
продукта, метионина. Говорят, уплотнили
режим, снизили потери, выиграли минуту,
килограмм, кубометр...
Это — в продолжение темы о зубрах
оргсинтеза.
ПОЛТОРА МИЛЛИОНА НА НАУКУ
По мнению директора завода, самое
доступное, что можно сделать с малыми
затратами и без дополнительного сырья,—
это утилизация отходов. Однако без
помощи извне завод не может разработать и
реализовать долговременную программу.
Он тратит ежегодно на договоры с
научными организациями более миллиона
рублей. Плюс несколько сот тысяч на
содержание центральной заводской
лаборатории. Итого — полтора миллиона на науку.
Прибыль от утилизации отходов
составляет сейчас около десяти миллионов
рублей.
Вернемся еще раз к гомосерину.
Его синтез был в свое время разработан
в Институте биохимии АН СССР.
Вице-президент академии Ю. А. Овчинников писал
министру химической промышленности:
«Волжский завод оргсинтеза по указанию
Союзанилпрома испытал предложенный
способ и выявил возможность использовать
для этого производства метионин из
сточных вод...» Отчего именно Волжский
завод?
Тут искали новые схемы, которые
вписались бы в сложившееся производство,
давая стране ценные продукты, а
предприятию — дополнительную прибыль.
Завод брал идею и предоставлял площадь,
аппараты и людей. Он взял на себя доводку
процесса — в изначальном варианте
синтез был непригоден для промышленности
из-за большого количества твердых
отходов. Сейчас аминокислота гомосерин,
используемая, в частности, для
микробиологического синтеза лизина, в перечне
заводской продукции. Что же касается
собственно метионина, то его выпуск вырос вдвое
по сравнению с проектом. Возможно ли
такое без научной проработки?
ДАВАЙТЕ СОТРУДНИЧАТЬ!
Миллионы, потраченные на науку,
могут и не окупиться, если не знать
конъюнктуры: вдруг не найдется потребителя?
И тут помогают многочисленные связи
завода с научными организациями: с
Московским государственным университетом и
латвийским НПО «Биохимреактив», с
Ташкентским политехническим и
Днепропетровским технологическим институтами, с
десятками других учреждений и
предприятий. Постоянные контакты дают
возможность узнавать потребности смежных
отраслей: там не хватает продукта икс,
у нас его можно изготовить из побочного
продукта игрек. Лаборатория ставит
предварительный эксперимент, а затем
привлекают к работе институты — на договорной
основе.
Благодаря контактам с
академическими и отраслевыми институтами завод
впервые в стране наладил выпуск
аминокислоты фенилглицина, получил
ценные стабилизаторы для полимерных
материалов, ингибиторы травления,
топливные композиции и многое другое. Сейчас
идут работы по получению аналога
витамина U, добавок для улучшения
стойкости шлифовальных кругов, красителей
для дубленок — хороший диапазон?
— Призываю к расширению
контактов,— говорит начальник ЦЗЛ кандидат
химических наук С. Ю. Сизов.—
Особенно с фундаментальной наукой по части
9
синтеза аминокислот. В следующей
пятилетке будет построено новое производство
метионина; возможно, что часть нынешнего
оборудования удастся использовать для
получения других аминокислот.
Утверждают, что химический синтез слишком сложен,
что энзиматический выгоднее? Но и в этом
случае не обойтись без чисто химических
процессов. Давайте сотрудничать!
ВТОРАЯ ОЧЕРЕДЬ
Вторая очередь производства
метионина создается с учетом тех
принципиальных поправок, которые касались прежде
всего полного использования сырья.
Производство будет непрерывным и полностью
автоматизированным; это потребует,
конечно, больших затрат, но эффект от
использования в животноводстве
высококачественной аминокислоты столь существен,
что затраты окупятся примерно за год.
...Уже заканчивался разговор в
кабинете главного инженера, уже хозяин
кабинета Михаил Карпович Старовойтов
показал и генеральную схему развития завода,
и макет второй очереди метионина, как
вдруг разговор перешел незаметно к
малой частности, к сущей мелочи по
сравнению с незаменимой аминокислотой,—
к синьке. К той самой, которой после стирки
подсинивают белье.
Аминокислоты —
незаменимые
и просто нужные
Донтор химических наук
В. /И. БЕЛИКОВ,
кандидат химических наук
М. М. ДОЛГАЯ
Но какое отношение она имеет к
Волжскому заводу? В плане стоит, что ли?
Нет, да и откуда бы...
Скоро будет и в плане. Не
навязанная сверху, а избранная. Разговоры о том,
что, мол, неплохо бы увеличить выпуск
фталоцианиновои синьки, ведутся давно,
однако перемен в хозяйственных
магазинах пока незаметно. Ни один из заводов
Союзанилпрома не жаждет взять на себя
обузу, тем более что прибыль невелика.
Волжский завод — взял. Смонтировал и
освоил линию жидкой синьки, приискал
сырье и нашел упаковку, хотя не так-то все
просто: это не плановое задание, а лишь
модернизация, своими силами
проводимая.
Зачем же дополнительные хлопоты?
Не пожурят даже, если откажешься.
— Сколько мы ни делаем продуктов
сверх плана,— говорит главный инженер,—
каждый раз кто-нибудь да спросит: а зачем?
Да затем хотя бы, что если изо дня в
день делать одно и то же, то неинтересно
станет работать — ни аппаратчику, ни
мастеру, ни технологу, ни мне, главному
инженеру...
О. ОЛЬГИН,
специальный корреспондент
«Химии и жизни»
Подавляющее большинство белков
и пептидов, выделенных до сих пор при
изучении многообразных организмов,
населяющих нашу планету, устроены
стандартно: как основу природа отобрала для этого
двадцать аминокислот, строение которых
легко описать одной-единственной общей
формулой. В каждой из двадцати
кислотная группа — СООН и аминогруппа — NH2,
придающая веществу свойства основания,
связаны с одним и тем же атомом
углерода. К этому атому во всех аминокислотах,
кроме одной, простейшей (глицина),
присоединен еще один заместитель (R),
благодаря чему молекула становится
асимметрической, то есть ее зеркальное
изображение не может быть совмещено с нею
в пространстве. И все девятнадцать этих
оптических активных, содержащих
асимметрический атом соединений,
принадлежат к одному и тому же L-ряду энантио-
меров*.
Стандартизация, положенная в основу
монтажа белковых молекул, простирается
еще дальше. Из всех многочисленных
реакций аминокислот выбрана одна:
конденсация их молекул друг с другом путем
образования пептидной связи —СО—NH—.
И вот на таком скудном, казалось бы,
фундаменте природа ухитрилась построить
безгранично богатую, удивительно гибкую
Другие аминокислоты встречаются в
природных источниках значительно реже.
ю
и приспособляемую к условиям обитания
белковую жизнь.
Что касается пептидов, то это как бы
олигомеры, содержащие единицы или
десятки аминокислотных фрагментов. Они
могут быть регуляторами, антибиотиками,
структурными элементами клетки. К их
числу принадлежат гормоны, управляющие
такими процессами, как рост организмов,
сон, отделение пищеварительных
ферментов. Белки же — настоящие, полновесные
полимеры, в молекулах которых сотни,
а то и тысячи аминокислотных остатков.
Их роли еще более многообразны. Они
1
Пространственное расположение
атомов L- и D-энантиомеров аминокислот
общей формулы
R—СН —СООН
I
NH9
СООН
СООН
обеспечивают движение организма,
защищают его от вторжения инородных,
опасных для него веществ, служат
катализаторами всех биохимических процессов,
питательной средой для эмбрионов
(например, в курином яйце) и, наконец, просто
пищей для всех высших организмов.
Регулировать и поддерживать жизненные
процессы без аминокислот невозможно. Эти
проблемы нельзя отнести к числу чисто
научных, академических, они насущно
важны для практики и народного хозяйства.
КТО НУЖДАЕТСЯ
В АМИНОКИСЛОТАХ!
Прежде всего, каждый из нас: из чего
же организму строить пептиды и белки?
Однако не только люди, но и вообще все
высшие животные — существа зависимые.
Если растения и микроорганизмы умеют
самостоятельно производить все нужные
аминокислоты на основе соединений
других классов, то организмы более развитые
этой счастливой способности частично
лишены. Восемь так называемых
незаменимых аминокислот — валин, лейцин, изо
лейцин, фенилаланин, треонин, метионин,
лизин и триптофан — необходимы готовые.
У некоторых животных этот список чуть
шире, у других чуть уже, но причина
самого его существования едина: наши
клетки либо вовсе не умеют создавать
углеродный скелет незаменимых аминокислот,
либо делают это слишком медленно.
При нехватке хотя бы одной из этих
аминокислот организму начинает
недоставать жизненно необходимых белков,
которые — так же, как автомобили или
самолеты — не построишь, если не завезли одну-
единственную деталь. Поэтому при
дефиците незаменимых замедляется рост
организма, а нередко начинаются болезни.
Организм усваивает аминокислоты,
в каком бы виде они ни поступили — в инди-
• видуальном или в составе белковых
молекул. С помощью гидролитических
ферментов белки в пищеварительном тракте все
равно разбираются на части. Эта
особенность позволяет корректировать
несовершенства нашего меню добавлением в пищу
тех аминокислот, которых в ней
недостаточно. Например, в Японии булочки,
выдаваемые школьникам за завтраком,
сдабривают лизином — его в пшеничной муке
мало.
Люди, подвергающиеся сильным
физическим и психическим нагрузкам,—
летчики, спортсмены — нуждаются в особом
рационе, который создают, сочетая
обычные пищевые продукты с искусственными
аминокислотными смесями. В специальных
аминокислотных смесях нуждаются и
некоторые категории больных. Особые смеси
требуются для приготовления питательных
сред при выращивании микробов и
вирусов; при культивировании в колбах
мышечной, кроветворной и других тканей
организма.
Самая многотоннажная область
применения аминокислот — пищевая
промышленность. Так, натриевую соль глута-
ми новой кислоты, или глутамат натрия,
в мире ежегодно производят в количестве
200 тысяч тонн. Это и незаменимая
приправа, резко обостряющая вкус супов и
других блюд, и очень хороший консервант.
Впрочем, не только пищевикам требуется
Формулы незаменимых аминокислот
(приводится лишь строение
остатков R)
СН3^
сн3-
сн3-
сн3^
СН3-
с2н5-
С6Н5~
СНо-
сн3 —
H2N-
:сн —
:сн — сн2
:сн —
-сн2—
-СН
I
он
S
-СН;
■ СНл — СНл —
— СН2 СН2 ■
о
лейции
нзоленцни
фенилаланин
треонин
нетноннн
СН2 — лнзнн
трннтофан
11
глутаминовая кислота: часть ее уходит в
легкую промышленность, где она
применяется при изготовлении искусственной
кожи, шерсти, шелка и других материалов,
а также в медицину, где используется при
лечении шизофрении, эпилепсии и
некоторых других болезней. В последние годы
глутамат натрия хорошо зарекомендовал
себя и как добавка к корму животных,
обеспечивающая хорошие, устойчивые
привесы.
Ближайший низший гомолог глутами-
новой кислоты — L-аспарагиновая — также
производится тысячами тонн. В сочетании
с глицином она используется для придания
кондитерским изделиям и напиткам
различных оттенков кислого или сладкого вкуса.
Эти многотоннажные продукты к числу
незаменимых аминокислот не
принадлежат, но можно ли их исключить из списка
необходимых?
Аминокислоты приходится вводить в
рацион домашних животных еще по одной
причине. Дело в том, что растительные
белки не полностью удовлетворяют их
потребность в незаменимых
аминокислотах. В пшенице, как уже говорилось, не
хватает лизина, в кукурузе — триптофана,
в рисе — треонина. Если же добавлять к
корму соответствующие кислоты, то его
питательность резко возрастет. Этот прием,
так называемое балансирование, в
современном животноводстве очень
распространен. Мировое производство L-лизина сейчас
составляет 70 тысяч, a D, L-метионина —
160 тысяч тонн. Метионин выпускается в
виде неразделенной смеси энантиомеров
потому, что он среди прочих аминокислот
счастливое исключение: высшие
организмы в равной степени усваивают его и в
D-, и в L-форме.
В нашей стране освоено производство
метионина высокой чистоты, применяемого
в медицине, а также кормового
метионина. В ближайшие годы производство
последнего будет резко увеличено. Вообще
проблеме аминокислот для
животноводства, значение которой отмечено в
Продовольственной программе, сейчас
уделяется пристальное внимание. Подсчитано,
что если полностью сбалансировать корма
по аминокислотам, то экономичность
животноводства возрастет на 20%. Особенно
эффективны добавки лизина*. Одна тонна
этого вещества позволяет снизить расход
кормового зерна не менее чем на 125 тонн.
Свинины при этом можно дополнительно
получить 15 тонн, а яиц — 250 тысяч
штук.
В октябре 1981 года в городе
Фрунзе состоялось Всесоюзное совещание
«Аминокислоты для сельского хозяйства,
пищевой промышленности,
здравоохранения и научных исследований», и в его
решении было записано, что «полное обеспече-
* См. «Химию и жизнь», 1980, № 9.— Ред.
НООС СН2 СН2
глутаминовая
НООС СН2
асларагнновал
3
Остатки R, входящие в состав
молекул глутаминовой и
аспаратиповой кислот
ние животноводства аминокислотами
является наиболее эффективным видом
химизации сельского хозяйства».
КАК ДЕЛАЮТ АМИНОКИСЛОТЫ!
В принципе их можно получать из
простейших соединений: метанаг воды,
углекислоты, сероводорода, аммиака,
воздействуя на их смеси электрическими
разрядами или , ультрафиолетовыми лучами.
Считается, что именно так возникли
аминокислоты на добиологическом этапе
эволюции земного вещества. Действительно,
во многих экспериментах такого рода
аминокислоты — и притом именно те, что
входят в состав белков,— получались с
заметным выходом. Предлагалось даже
использовать подобные методы для
практического синтеза. До масштабной
реализации таких идей дело пока не дошло, и
аминокислоты производят из менее
доступного сырья с помощью химических или
микробиологических методов.
Выбор метода в каждом случае
определяется как экономическими
соображениями, так и требованиями,
предъявляемыми к чистоте продукта. Далеко не во
всех случаях требуются аминокислоты,
абсолютно свободные от примесей.
Например, если они предназначены для
синтеза пептидов, то нежелательны лишь те
примеси, которые в дальнейшем могут
вклиниться в пептидную цепочку,— амины,
посторонние аминокислоты, а также
изомеры самих целевых продуктов,
принадлежащие к D-ряду. Если готовятся смеси
аминокислот, предназначенные для питания
или для выращивания клеточных культур,
то совершенно недопустимы примеси
токсического характера. Такие смеси обычно
приготовляют из продуктов гидролиза
природных белков, и строение примесей
зачастую остается неизвестным — тем не
менее от них надо избавляться.
К аминокислотам, добавляемым в
корм скоту, требования особые. Должны
отсутствовать примеси, вредные как для
самих животных, так и для людей,— ведь
продукция животноводства предназначена
для питания. Помимо этих требований,
есть еще другие, чисто технологические:
продукт должен хорошо выдерживать
12
инонулятор
Ферментер
центрифуга
(сепаратор)
нейтрализатор
фильтр
Принципиальная технологическая
схема получения L-глутаминовой
кислоты микробиологическим
способом. Именно так делаются
200 тысяч тонн глутамата натрия,
производимых в мире ежегодно
хранение, быть удобным при
транспортировке, не слеживаться и т. д.
Многообразие требований приводит
к многообразию применяемых методов
синтеза. Так, L-глутаминовую кислоту
делают микробиологическим путем, a D, 1_-ме-
тионин — химическим.
Микробиологический синтез делается
так. В стерильный ферментер
загружается водный раствор источника углерода —
уксусной кислоты или мелассы, витамины,
а также минеральные соли, необходимые
для роста микроорганизмов. Если нужна
глутаминовая кислота, то вводят
соответствующий микроорганизм и при 35° С,
постоянно перемешивая смесь, а также
продувая через нее воздух и аммиак,
Схема «комбинированного» синтеза
L-лизина — перспективного метода,
обеспечивающего практически
количественный выход целевого
продукта на важнейшей, последней
стадии
выдерживают ее около 40 часов. Клетки
микроорганизмов затем отделяют
центрифугированием, а из культуральной
жидкости выделяют глутаминовую кислоту
(см. схему4).
Лизин тоже можно получать
микробиологическим путем — принципиальная
схема та же, нужен только другой
микроорганизм и среда, приспособленная
именно для него. В последнее время, однако,
развивается прогрессивный
комбинированный способ синтеза лизина: первые стадии
химические, а далее в ход пускают
ферменты. Примечательно, что благодаря
использованию сразу двух ферментов — L-a-ами-
нокапролактамгидролазы и D-a-аминокап-
ролактамрацемазы — исходное
соединение (рацемический а-аминокапролактам)
удается превратить в L-лизин практически
полностью. Дело в том, что гидролаза
затрагивает только L-энантиомер лактама.
А остающаяся D-форма усилиями рацемазы
снова превращается в смесь энантиомеров
(схема 5).
Что же касается D, L-метионина, то
его производят обычными химическими
методами из акролеина (см. схему 6).
Крупнотоннажное изготовление
других незаменимых аминокислот —
триптофана, треонина — было бы весьма
полезно, однако пока нигде в мире достаточно
ОН
N NH2
CINO
1ЧНЯ
цннлогенсен
ЫИ0
К^Од
■a-
0,Ь-о1~амииокапРОЛаптам
t
окснм ct-хлорцнклогенсанона
|_-а-амннонанролактамгндролаза
окснм с(.-амнноцннлогенсанона
- H2n(ch2Lchcooh
L-лнзии NH2
-»- D-cC-амннокапролантам
D-cC-амнноналролактам рацемаза
13
CH2=CH —СН:
акролеин
н3с —s
СН.
NhtjCN
(nh4Jco3
CHgSH
метнлмеркаптан
-СН С—О
/ \
HISU
II
О
,NH
HgC — S СН2СН2СНО
р-мештногшонноковын альдегид
соон
-*- н3с — s — снрн2сн
D,L-MeTHOHHH
NH0
Схема химического синтеза D, L-
метионина. Таким способом получают
как продукт высокой чистоты
для медицинской промышленности,
так и кормовой метионин
отработанной технологии для них нет.
Мировое производство триптофана
измеряется сотней тонн. В корм животным его,
естественно, пока не добавляют — дорог.
Однако в качестве составной части
диетических продуктов, а также
антидепрессивного препарата триптофан уже
применяется.
ВОЗМОЖНОСТИ
В последние годы много пишут о
перспективах, открываемых генной
инженерией. Они действительно впечатляют:
можно взять микроорганизм и заставить его
нарабатывать для нас вещества, которые
от природы ему вовсе не свойственны.
Таким путем в принципе можно изготовлять
и аминокислоты*. Но есть другой
перспективный путь: совершенствовать не
биохимический, а химический синтез. Ведь узкое
место большинства химических методов —
технологичных, хорошо управляемых,
менее капризных, чем микробиологические,—
это то, что продуктом синтеза оказывается
смесь энантиомеров, а вот ее разделение
Пространственное строение комплекса,
катализирующего стереоспецифическии
синтез L-треонина. Центральный атом
меди выделен цветом
*См. «Химию и жизнь», 1981, № 2.— Ред.
становится самой трудоемкой и
дорогостоящей стадией процесса.
Между тем к настоящему времени
известно немало реакций, в результате
которых сразу получаются оптически
чистые продукты. Большинство таких реакций
было найдено случайно, в результате
множества проб и ошибок. Но изучение
пространственного строения промежуточных
соединений, возникающих в ходе
превращений, позволяет уже сейчас сознательно
конструировать химические структуры,
способные направлять синтез в сторону
только одного энантиомера.
В качестве примера можно привести
синтез треонина путем конденсации
глицина с ацетальдегидом:
СН,—СН+Н—СН—СООН -*■
II I
О NH2
-> СН3—СН—СН—СООН.
I I
ОН NH2
Сам по себе глицин оптической
активностью не обладает. Но в комплексе с
реагентом, содержащим атом меди, он
расположен так, что молекула ацетальдегида
может атаковать его только «снизу», что
приводит к образованию именно L-энантиоме-
ра треонина. Атака же «сверху»,
приводящая к нежелательной D-форме, исключена
из-за специально созданных
пространственных затруднений. Попросту говоря, атом
металла с этой стороны прикрыт сложным
лигандом, «обволакивающим» его с трех
сторон. В принципе подобным же образом
организуется стереоспецифическии синтез
и в ферментативных системах.
Аминокислоты, производимые
промышленностью в больших масштабах, уже
сейчас дешевле, чем те, которые входят
в состав сельскохозяйственных продуктов.
Но, к сожалению, ассортимент таких
аминокислот пока слишком узок.
Микробиологам, биохимикам, химикам-органикам
предстоит еще немало потрудиться, чтобы
разработать дешевые технологические
процессы для производства в первую
очередь L-триптофана и L-треонина. Конечный
результат этих работ должен стать
существенным вкладом в успешное решение
задач, поставленных Продовольственной
программой.
14
I
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ
ФЕВРАЛЬ
Конференция по теории
атомов н атомных спектров.
Минск. Белорусский
государственный университет B20080
Минск, Ленинский просп., 4,
22-10-65).
Симпозиум по
фотоэлектронной и вторичноэлект-
ронной эмиссии. Рязань.
Рязанский радиотехнический
институт C90024 Рязань 24f ул.
Гагарина, 59/1, 29-209).
Семинар
«Использование ядерно-физическнх
методов в исследовании
неравновесных процессов в
конденсированных средах». Пирита
Эст. ССР. Ленинградский
институт ядерной физики
АН СССР A88350 Гатчина
Ленинградской обл., 297-91-04).
Конференция
«Термодинамика и
полупроводниковое материаловедение».
Зеленоград. Московский и нети тут
электронной техники A03408
Зеленоград, 535-17-68).
Конференция
«Электронно-лучевая сварка».
Москва. Московский энергетический
институт A05835 Москва,
Красноказарменная ул., 14,
273-54-47).
Семинар «Защита судов
лакокрасочными покрытиями
от коррозии и обрветания».
Одесса. ЦП НТО водного
транспорта A03012 Москва,
Старопанский пер., 3, 221-90-19).
Конференция
«Ультразвуковые методы
интенсификации технологически х
процессов». Москва. Московский
и нети тут стал и и спл ав ов.
A17933 Москва, Ленинский
просп., 4, 236-96-73).
Семинар «Опыт
разработки и внедрения АСУ в
основной химии». Воскресенск.
ЦНИИ комплексной
автоматизации A07816 Москва Б-66,
Ольховская ул., 25, 240-11-74).
Совещание
«Перспективы развития промышленности
попиолефинов». Ленинград.
«Союзхимпласт» A29110
Москва, ул. Гиляровского, 39,
284-57-62).
Конференция
«Достижения наукн в области защиты
древесины и их применение
на практике». Москва, ВДНХ
СССР. Сенежская лаборатория
ВНИИ деревообрабатывающей
промышленности A41500
Солнечногорск Моск. обл., пл. Се-
неж, 572-60-66).
Совещание
«Расширение ассортимента и
улучшение качества нетканых
материалов и нх эффективное
применение в народном
хозяйстве». Москва. Управление
развития промышленности
нетканых материалов Минлег-
прома СССР A21905 Москва
Г-19, просп. Калинина, 29,
корп. 4, 203-60-18).
Семинар
«Организационно-технологические, се-
пекционно-генетнческне и
социально-психологические
проблемы управления поведением
сельскохозяйственных
животных прн интенсификации
животноводства». Ха рь ков.
ВАСХНИЛ A07814 ГСП
Москва, Б. Харитоньевский пер.,
21, 207-39-71).
Совещание «Задачи
агрономической службы по
освоению научно обоснованных
систем земледелия». Москва.
Главное управление зерновых
культур и по общим
вопросам земледелия МСХ СССР
A07139 Москва, Орликов пер.,
1/11, 228-45-52).
Совещание «Путн
увеличения производства зерна
кукурузы». Москва. Главное
управление зерновых культур и
по общим вопросам
земледелия МСХ СССР A07139
Москва, Орликов пер., 1/11,
204-86-88).
Совещание «Пути
повышения урожайности и валовых
сборов крупяных культур».
Москва. Главное управление
зерновых культур и по общим
вопросам земледелия МСХ
СССР A07139 Москва,
Орликов пер., 1/11, 228-45-52).
Семинар «Широкое
внедрение индустриальной
технологии возделывания са-
ха рной свекл ы — основ ной
путь увеличения сбора сахара
с гектара». Москва. Главное
управление свекловодства и
табака МСХ СССР A07139
Москва, Орликов пер., 1/11,
294-85-19).
Совещание
«Химический мутагенез в повышении
продуктивности
сельскохозяйственных культур». Москва.
Институт химической физики
АН СССР A17977 Москва,
ул. Косыгина, А, 139-75-44).
Семинар «Опыт
применения биологического
метода борьбы с вредителями и
болезнями оаощных культур
в закрытом грунте». Москва.
«Союзсельхозхимия» A07139
Москва, Орликов пер., 1/11,
207-86-50).
Конференция
«Проблемы повышения эффективности
орошаемого овощеводства и
бахчеводства». Камызяк
Астраханской обл. Главное
управление по производству
овощных и бахчевых культур Мин-
плодоовощхоза СССР A21069
Москва, Скатертный пер., 5,
202-11-45).
Совещание
«Биологические основы борьбы с
гельминта мн животных н
растений». Москва. Лаборатория
гельминтологии АН СССР
A17071 Москва, Ленинский
просп., 33, 232-57-46).
Семинар «Биогеохимн-
ческие аспекты формирования
осадочных пород н руд».
Ленинград. ВСЕГЕИ A99026
Ленинград, Средний просп.,
74, 213-44-18).
Совещание
«Теоретические основы рационального
ведения лососевого хозяйства».
Ленинград. Зоологический
институт АН СССР A99164
Ленинград, Университетская
наб., 1, 218-03-11).
Семинар «Применение
протонных пучков ускорителей
в лучевой терапии». Пирита
Эст. ССР. Ленинградский
институт ядерной физики
АН СССР A88350 Гатчина
Ленинградской обл., 297-91-04).
15
Технологи,
внимание!
«Вымпел»
на автоприцепе
6 молдавском поселке
Страшены, на заводе «Комп-
лектхолодмаш», намечено
приступ ить в следующем году к
выпуску передвижных
надувных фруктохранилищ
«Вымпел». Испытанные в
плодоовощных хозяйствах Украины
и Таджикистана, эти
хранилища, в зависимости от вида
плодов, времени сбора и прочих
обстоятельств, увеличивали
выход стандартной продукции
самое малое на десять
процентов (хотя обычно
существенно больше, вплоть до 37%).
Экономический эффект от
использования одного такого
хранилища составил в среднем
за сезон 113 тысяч рублей.
В нашем рационе по-
прежнему не хватает прежде
всего свежих фруктов
и'овощей, но в то же врем я их
Передвижное
фруктохраннлище
« Вымпел»
больше всего и теряется при
сборе, транспортировке и
хранении. Полное сохранение
урожая, безотходное
использование
сельскохозяйственного сырья — эти задачи
поставлены в
Продовольственной программе СССР. В
мобильных хранилищах, в
которые сразу же после сбора
закладывают плоды,
сохранность урожая наивысшая.
Разработанные и
созданные специалистами Москвы,
Одессы, Уфы и Мелитополя
холодильные станции
«Вымпел» компактны и в
собранном виде перевозятся на
обычных автоприцепах.
Непосредственно на месте
станция за 6 часов монтируется
и надувается воздухом,
образуя замкнутую емкость,
которая вмещает около 50 тонн
плодов. Затем включается
передвижная холодильная
установка, охлажденный воздух
поступает внутрь емкости и
как бы' пронизывает штабели
только что собранных яблок,
груш, персиков, винограда —
перечень можно и продолжать,
так как режимы отработаны
для многих фруктов, ягод
и овощей. Но в любом случае
из-за того, что тормозится
послеуборочное дозревание
(попросту перезревание), срок
хранения существенно
возрастает (в частности, яблок
и груш примерно на три
месяца). Если заложить в такое
хранилище виноград, то
отходов будет в четыре раза
меньше обычного. Однако урожай
надо закладывать уже через
несколько часов после сбора,
в противном случае эффект
будет существенно ниже. Но
это уже дело не технологии,
а организации производства.
Несколько
дополнительных сведений. Температуру
внутри надувного хранилища
можно изменять от нуля и
выше. Емкость при
необходимости можно увеличить с
помощью вспомогательных
секций. Наконец, сейчас
исследователи работают над
модульными хранилищами,
составляемыми из отдельных
секций; общая вместимость
может превысить 300 тонн.
В таких сборных хранилищах
предполагают подолгу
(несколько месяцев) хранить
плоды и вывозить их по мере
надобности на
авторефрижераторах.
Надо надеяться, что
передвижные станции охлаж-
.дения, срзданные и
испытанные специалистами
нескольких республик, получат
широкое распространение уже в
ближайшие годы.
«Консервная
и овощесушильная
промышленность»,
1982, № 7, с. 24, 25
Яблоки, обработанные
восьмипроцентным раствором
хлористого кальция, не
подвержены грибковой гнили при
хранении.
«Food Engineering», 1982,
№ 3, с. 95
Обработанные
масляным аэрозолем куриные яйца
хранятся лучше обычных,
необработанных.
"Feedstuffs", 1982, № 10, с 20
16
Обезвреживать!
Использовать!
Капролактам —
мономер для капрона — получают
обычно из циклогексана,
окисляя его кислородом воздуха.
И в этом процессе
неизбежно образуется так называемый
водный слой, содержащий
до 20% химически активных
дикарбоновых кислот (ад и пи-
новой, глутаровой и т. п.).
Их либо биологически
обезвреживают, либо попросту
сжигают. Однако, принимая
во внимание реакционную
способность этих веществ, надо
бы попробовать найти им
применение — хотя бы в
промышленности полимеров.
На Северодонецком
НПО с<Азот» из компонентов
водного слоя приготовили
низкомолекулярные эпоксидные
смолы, а на их основе —
дешевые эпоксидные
композиции. Из того же источника
получены и аллиловые эфи-
ры, способные отверждать
при комнатной температуре
полиэфирные смолы.
Технология отработана, стоимость
невелика, высокое качество
получаемых полимеров
доказано.
«Пластические массы»,
1982, № 8, с. If, 12
Патент
на зеркало
6 Англии выдан патент
на автомобильное зеркало
заднего вида. Новинка
заключается вот в чем. Зеркальце
устанавливается не на
обычном месте — над
водительским креслом, а у заднего
стекла. Но что же тогда увидит
водитель? Все, что ему
положено: изображение по волокон-
н ым светов одам передаете я
на экран, который
вмонтирован в приборную панель. И
еще одно новшество. Зеркало
изготовлено на эластичной
мембране, помещенной в
пневмокамеру. Мен яя
давление в ней, можно изменять и
кривизну зеркальной
поверхности, то есть расширять или
сужать поле зрения.
«New Scientist»,
1982, № 1293, с. 442
Модель
летящей птицы
Одна из самых
серьезных опасностей, грозящих
самолетам в воздухе,—
столкновение с птицей. Если
скорость самолета 480 км/ч, а
птица весит около
полукилограмма, сила удара
достигает 11 т, а при скорости
960 км/час — 45 т.
Естественно, что авиаконструкторы ищут
материалы и конструкции,
способные в ыдержать такой
обстрел, а потом испытывают их.
Долгое время не
удавалось найти подходящую
методику испытаний: не
обстреливать же самолеты живыми
птицами. Пришлось создать
математическую модель
столкновения, которая позволила
сделать вывод, что в момент
удара о твердую
поверхность птичье тело ведет себя
подобно густой жидкости.
Оставалось такую жидкость
подобрать. Самые лучшие
результаты были получены
с желатиной. Желатиновые
шары весом от 0,2 до 4 кг
прекрасно моделируют птиц
разных размеров. Во время
испытаний на с<птицеустойчи-
вость» самолеты, разумеется,
не поднимаются в воздух. Их
на земле обстреливают такими
полужидкими шарами,
летящими со скоростью 1100 км/ч.
«Design News»,
1982, № 3, с. 36
Осторожно,
гололед!
Катафоты, называемые
в просторечии кошачьими
глазками, — отражатели на
дорожных знаках и обочинах
автомагистралей — можно
усовершенствовать, применив в
них жидкие кристаллы.
Оказалось, что такие катафоты
отражают свет фар вдвое
лучше обычных. Кроме того,
можно подобрать состав
жидких кристаллов так, чтобы они
изменяли цвет, когда
температура воздуха становится
ниже 0°С, и тогда
отражатели, вмонтированные в асфальт,
будут предупреждать
водителей об опасности гололеда.
«New Scientist», 1982,
№ 1300, с. 89
Что можно
прочитать
в журналах
Об оцен ке м утантов
пшеницы по хлебопекарным
свойствам (с<Известия АН
Эстонской ССР. Биология», 1982,
№ 3, с. 199—207).
О скороспелом сорте
сои, дающем повторный
урожай после озимого ячменя и
других рано убираемых
культур («Селекция и
семеноводство», 1982, № 8, с. 31, 32).
О новых способах
защиты виноградников от фил оке е-
ры («Вестник
сельскохозяйственной науки», 1982, № В,
с. 83—В9).
О кумысе из коровьего
молока, близком по составу
и свойствам к кумысу
кобыльему («Молочная
промышленность», 19В2, № 7,
с. 24, 25).
О штаммах
микроорганизмов с высокой
бродильной активностью,
выделенных из узбекских
национальных лепешек оби-нан
(«Узбекский биологический
журнал», 19В2, № 3, с. 11—13).
О механизации
обработки облепихи («Консервная
промышленность», 1982, № 5,
с. 36, 37).
О получении сухой
молочной сыворотки в
аппаратах со в звешен ным слоем
(«Молочная промышленность»,
1982, № 4, с. 18—20).
Об отрицательном
влиянии любительского
рыболовства и маломерного флота
на рыбохозяйственные
водоемы («Рыбное хозяйство»,
1982, № 3, с. 37—39).
О замораживании
картофельных гранул в кипящем
слое («Известия вузов.
Пищевая технология», 1982, № 2,
с. 90—92).
О коррозионной
стойкости металлов в пищевых
производствах («Пищевая
промышленность», 1982, № 2,
с. 32—34).
Об ацидофильных
продуктах для питания
спортсменов («Вопросы питания», 1982,
№ 2, с. 18—20).
О возделывании эфи-
ромасличных растений
методом гидропоники
^«Агрохимия», 1982, № 7, с. 107—
110).
О приспособлении для
снижения повреждаемости
клубней («Картофель и
овощи», 1982, № 7, с. 12).
О нетоксичных
препаратах на основе активного
хлора для мойки и
дезинфекции оборудования в пищевой
промышленности
(«Ферментативная и спиртовая
промышленность», 1982, № 5, с. 10—
14).
17
Размышления
Цель и результат
ПРАКТИЧЕСКИЙ РЕСУРС
НАУЧНОГО МЕТОДА
Кандидат химических наук
С. Г. КАРА-МУРЗА
Когда мы думаем о том, какую
пользу наука приносит практике, наши
мысли невольно обращаются лишь к
конечным результатам исследований и
разработок. Ведь, казалось бы, только практическое
освоение этих результатов и делает науку
непосредственной производительной
силой. Но такой привычный взгляд на вещи
сильно искажает реальную картину и
незаметно ограничивает творческие
возможности исследователей, поскольку в
последнее время все большую
практическую ценность приобретают сами
экспериментальные методы,
которыми ученые пользуются вне
зависимости от того,
получают ли с их помощью
практически важные
результаты или нет.
1
V
Почти в любом эксперименте
исследователь использует процедуры двух
типов. Во-первых, он каким-то способом
воздействует на объект, чтобы посмотреть,
что с объектом при этом происходит.
Во-вторых, он изучает характер и
измеряет величину ответной реакции объекта
на воздействие. Набор методов, которыми
располагает наука для выполнения обеих
операций, быстро расширяется, а сами
методы с каждым годом становятся все
более изощренными.
Разумеется, практики издавна
заимствовали у исследователей некоторые
экспериментальные методы и приборы —
так на фабрике появился манометр, а врач
обучился обращению с термометром.
Однако до наступления современной
научно-технической революции поток методов,
переносимых непосредственно из науки
в практику, был не слишком бурным,
а основные приемы, которые
производство использовало для воздействия на свои
объекты и контроля происходящих с ними
изменений, заимствовались чаще всего не
из науки, а из традиционного
ремесленного опыта.
Сейчас же положение в корне
изменилось. Современная практика
потребовала создания принципиально новых
методов воздействия на вещества и
материалы, которые не могли быть
унаследованы из опыта прошлых поколений.
Так, линейный ускоритель, который в
радиационной химии служит лишь
исследовательским инструментом, начинает
служить в промышленной технологии для
инициирования процессов полимеризации,
а проникающая радиация, применяемая
в биологии для изучения генетического
аппарата насекомых, используется в
сельском хозяйстве для борьбы с вредителями.
Еще шире идет сейчас перенос из
науки в практику методов,
предназначенных для выполнения второй стадии
эксперимента, поскольку получение
информации о состоянии объекта производства
становится важнейшим элементом
фактически всех современных промышленных
технологий. Все чаще наши органы чувств
не могут воспринять параметры,
существенные для управления рабочим процессом,
и все чаще человек не может находиться
в зоне технологического воздействия на
объект. И вот приборы, созданные для
получения информации в чисто
исследовательских целях, включаются в технологические
линии. Например, уже сейчас одна лишь
электронная промышленность потребляет
значительно больше сканирующих
электронных микроскопов, предназначенных
для технического контроля качества
изготовления микросхем, чем все научные
лаборатории вместе взятые...
Обычно приборы переносятся в
производственную практику без изменения
функции. Это наиболее простой случай,
когда не требуется больших технических
и психологических усилий и часто можно
обойтись вообще без какой-либо
переделки и адаптации материальной части.
Например, в лабораториях клинического
анализа используются те же хроматографы,
счетчики радиоактивности и анализаторы,
что и в исследовательских биохимических
лабораториях. Правда, иногда при таком
переносе в конструкцию прибора все же
вносят кое-какие изменения, но обычно
они направлены на удешевление самого
прибора и упрощение методики работы
с ним — сужается диапазон измерений,
автоматизируется подача образцов,
стандартизируется форма представления
данных и т. д.
Так, регулярный анализ жирности
молока необходим для рационального
кормления скота и генетического
улучшения стада. Во многих странах создана сеть
региональных лабораторий, сотрудники
которых ежемесячно объезжают
абонентов и берут пробы молока от каждой
коровы: в Англии, например, действует
семь таких лабораторий, регулярными
анализами охвачено 40% поголовья. Раньше
анализ проводился химическими методами
и был очень трудоемок (он обходился
в 8% себестоимости продукции, и все же
считался рентабельным). Сейчас во всем
мире химические методы заменяются
приборными: специально для измерения
жирности молока были созданы ИК-спектро-
фотометр, настроенный на узкий интервал
длин волн, и анализатор, основанный на
измерении рассеяния света частицами
жира. Оба прибора, выпускаются в ручном
и автоматизированном вариантах; их
производительность достигает 300 анализов
в час, и хотя эти приборы сравнительно
дороги, применять их оказалось выгодно.
Гораздо сложнее процесс переноса
в практику научного метода, если он
связан с изменением функции. Для
химии характерна смена аналитической, чисто
исследовательской направленности метода,
на препаративную, пригодную для
использования на производстве. Так, очень
быстро стали частью промышленной
технологии ионообменная хроматография и
гель-фильтрация: как только технологи
восприняли принцип молекулярных сит,
на которых основана гель-фильтрация,
были найдены прочные заменители гелей
для использования в промышленных
колоннах (например, пористое стекло, на
котором разделяют белки и вирусы при
производстве противогриппозной сыворотки).
Все большее технологическое
значение приобретает аффинная хроматография.
Достаточно указать на проблему огромной
социальной и экономической важности —
производство сыворотки против вирусного
гепатита (в 1976 г. работа, посвященная
открытию антигена, ассоциированного с
вирусом гепатита, была удостоена Нобелев-
19
ской премии, а сейчас уже производят
промышленные партии антигена для
широких опытов по профилактической
иммунизации и ведут разработку технологии
получения сыворотки с помощью генной
инженерии). Весьма наглядной
представляется и история промышленного и
медицинского использования
иммобилизованных ферментов, сравнительно недавно
ставших распространенным инструментом
исследований. Вспомним: в прошлом
году Ленинской премией в области науки
и техники было отмечено выдающееся
достижение советских ученых —
разработка и внедрение в медицинскую практику
иммобилизованных ферментов.
Итак, исследователь, владеющий
комплексом тех или иных
экспериментальных методов, держит в своих руках
потенциальный источник оригинальных
технологий. Как научиться разглядеть это
сокровище и его реализовать? Тут
недостаточно механического объединения знаний
ученого и производственника, тут
необходимо творчество — оригинальная идея,
неожиданная ассоциация. Вместе с тем,
распространенные психологические
стереотипы часто блокируют наши творческие
возможности. Позвольте автору
поделиться собственным печальным опытом и
размышлениями о нем.
Мне довелось близко познакомиться
с производством и прикладными
проблемами на Кубе, куда в середине шестидесятых
годов я был командирован для работы
с молодыми кубинскими химиками. До
этого момента я занимался чисто
научными исследованиями в области глико-
протеинов — соединений белков с
полисахаридами* и на Кубе собирался изучать
гликопротеины, добываемые из моллюсков
Карибского моря. Но случилось так, что
вскоре после прибытия на место я побывал
на сентрале — то есть на сахарном
заводе,— и был поражен как самим сахарным
тростником с его удивительной жизненной
силой и уникальным механизмом
фотосинтеза, так и интересными и неизученными
проблемами, связанными с его
переработкой. В результате жизнь сотен моллюсков
была спасена.
Готовясь продолжить исследования
гликопротеинов, я привез с собой на Кубу
реактивы и материалы, которыми привык
пользоваться. И вскоре оказалось, что
некоторые из хорошо знакомых мне
методов можно очень просто адаптировать
* Такие исследования, независимо от
масштаба, принято называть «фундаментальными»,
как бы в противовес «прикладным». Но
при этом следует иметь в виду, что
понятия «фундаментальная» и «прикладная»
обозначают пишь характер цели, ради которой
ведется работа, но ничего не говорят о
научном уровне работы, который зависит не
от цели, а от самого ученого — нередко
прикладное исследование оказывается
оригинальнее, глубже и «научнее»
фундаментального.
для решения довольно трудных проблем
производственного контроля в сахарной
промышленности: для этого нужно было
только тщательно ознакомиться с
проблемами производства и иметь серьезное
желание их решить.
Прежде всего, у переработчиков
сахарного тростника существовала насущная
необходимость найти экспресс-метод
определения полисахаридов в соке растения
для контроля качества поступающего на
сентрали сырья. Дело в том, что тогда
на Кубе испытывали австралийский способ
уборки тростника, предварительно сжигая
на нем сухие листья; но огонь ранил
кожицу стебля, сквозь раны в стебель
проникали бактерии. На жарком кубинском
солнце в срубленном тростнике они быстро
превращали сахарозу в полисахарид дек-
стран, который затем затруднял
кристаллизацию сахара.
В Австралии использовали капризный
и очень неточный метод определения
полисахаридов, а мы вдвоем с
лаборантом наладили гель-фильтрацию образцов
для отделения декстрана от основной
массы сахарозы и отработали и испытали
простую, быструю и дешевую методику
анализа. На все ушел один день
напряженной работы — около 14 часов. Новую
методику сразу же начали применять на
Кубе и рекомендовали другим странам —
производителям сахара. Специалисты
сахарной промышленности признали наше
решение вполне оригинальным, хотя для
нас это было заурядным приложением
известного методического принципа.
Через некоторое время мы так же
решили другую проблему, много
десятилетий бывшую камнем преткновения в
производстве сахара из тростника,—
разработали быстрый и чувствительный метод
определения содержания фосфора в соке.
Я, правда, когда-то слышал о методе
анализа фосфата через образование тройного
комплекса с молибдатом и красителем
(например, малахитовым зеленым), но
никогда им не пользовался. Взяв за основу
модификацию этого метода,
предложенную для клинического анализа, мы легко
адаптировали ее для нужд сахарного
производства, причем даже подобрали
стандарты, пригодные для прямого
визуального сравнения, не требующего
применения каких-либо приборов. Таким образом,
мы без особых творческих усилий
успешно перенесли научный метод в практику
без изменения его функций.
Главной темой наших исследований
стало изучение окрашенных соединений,
которые образуются в ходе изготовления
сахара и доставляют технологам много
хлопот (нарушение стандартов такого рода
наказывается на мировом рынке крупными
штрафами). Мы легко установили, что эти
соединения представляют собой полимеры
кислотного характера, и для их
исследования с успехом применяли многие методы.
20
ставшие уже обычными в химии гликопро-
теинов. В частности, очень полезными
оказались методы, основанные на
взаимодействии полимера с катионным
детергентом «цетавлоном» (солью цетилтриметил-
аммония). Катион цетавлона
взаимодействует с кислотными группами полимера,
выставляя наружу длинный радикал цетил:
молекула полимера оказывается как бы
помещенной в гидрофобную оболочку и
становится нерастворимой в воде.
Начиная с 1967 года, мы стали
пользоваться цетавлоном для выделения и
очистки окрашенных полимеров с тем,
чтобы потом найти способ от них
избавиться. Нетрудно представить, какое
огорчение вызвало у нас в 1972 г. известие,
что английская фирма «Тэйт энд Лай л»
распространила во всех производящих
сахар странах предложение купить у нее
лицензию на процесс удаления
окрашенных соединений: процесс назывался «Тало-
флок» и заключался в обработке
сахарного сиропа разновидностью цетавлона,
а затем флокулянтом, вызывающим
быстрое слипание мелких частиц осадка в
крупные хлопья. При пропускании через
сироп воздуха хлопья прилипали к
пузырькам, всплывали в виде пены и удалялись.
Учитывая, насколько злободневной
была проблема обесцвечивания сахара,
фирма запрашивала за лицензию
баснословную сумму. А мы на протяжении
пяти лет пользовались в своей чисто
исследовательской работе фактически тем
же самым методом, и не догадывались,
что он в миниатюре заключает в себе
готовый технологический процесс, дающий
одно из радикальных решений стоящей
перед нами общей проблемы!
Это тем более обидно, что
изобретатель «Талофлока» М. Беннет сам в
прошлом не работал с биополимерами и
цетавлоном — он занимался фундаментальными
исследованиями в области коллоидной
химии, а потом был приглашен работать в
лабораторию фирмы, производящей сахар
из тростника. Здесь он начал
использовать для исследования проблем сахарной
промышленности современные методы
коллоидной химии («без изменения
функции»), а познакомившись поближе с
сахароварением, дошел до мысли
использовать цетавлон и подобные ему реагенты...
Правильно говорят, что человек —
единственное животное, которое два раза
спотыкается об один и тот же камень.
В 1973 г. та же самая история повторилась
с другим методом, использованным нами
в той же работе — озонолизом. Этот
классический метод структурного анализа
применялся нами с 1970 г. для
расщепления окрашенного полимера на фрагменты
и определения регулярности
распределения непредельных участков в полимерной
цепи (озон избирательно расщепляет
двойные связи), поскольку окраска полимера
обусловлена наличием в его молекулах
сопряженных двойных связей и
карбонильных групп. Естественно, что при
действии озона раствор полимера почти
мгновенно обесцвечивается.
Возможно, что если бы мы впервые
столкнулись с подобным явлением, то это
навело нас на мысль использовать озон
для обесцвечивания сиропа в
промышленном масштабе. Но мы уже достаточно
хорошо знали структуру полимера, чтобы
не удивляться действию озона. И мысль
о создании промышленной технологии на
базе озонолиза пришла не нам, а
сотруднику Института химической физики
АН СССР Г. Е. Заикову, который посетил
Кубу и ознакомился с проблемами
сахароварения...
Анализ двух последних случаев с
позиций науковедения приводит к
следующим выводам.
Во-первых, творческому подходу к
решению проблемы в целом нам мешала
привычка думать о прикладной ценности
лишь результата исследования, не
подвергая систематическому рассмотрению
полезность всех применяемых методов. Не
ошибусь, если скажу, что эта
методологическая слабость, к сожалению,
свойственна многим исследователям.
Вторая причина заключается в
традиционном способе планирования работы,
когда строится «дерево целей», и
исследователь, начиная движение вверх от нижних
уровней, быстро перестает ощущать
мотивирующее воздействие общей цели, что
резко сокращает возможность
неожиданных кардинальных решений.
Так, наблюдая действие озона, мы
уже и не думали, что наша конечная
цель — не изучение примесей, а снижение
окраски сахара. Мы радовались тому,
что получаем новые сведения о структуре
полимера, которые позволят искать пути
к ослаблению его окраски и забыли
солдатскую присказку о том, что за
поражение цели во время пристрелки взыскания
не полагается...
О подобном отрицательном
психологическом воздействии иерархически
построенных планов не следует забывать
при использовании программно-целевого
управления; в какой-то степени этот
фактор можно нейтрализовать,
периодически привлекая в анализу хода работы
людей со «свежим взглядом» —
желательно ученых с широким кругозором и
обширными научными контактами.
Наконец, творческий подход к
оценке исследовательского метода как
потенциальной основы промышленной
технологии сильно сковывается убеждением в
незыблемости технических и экономических
ограничений. Мысль об использовании
цетавлона и озона в многотоннажном
производстве не могла придти нам в голову
просто потому, что оба агента были очень
дорогими. Мы не учли, что в наше время
21
ограничения — вещь весьма подвижная.
Так, сотрудники Института химической
физики, где работает Г. Е. Заиков, создали
эффективные генераторы озона, сделавшие
этот экзотический лабораторный реагент
доступным для промышленного
использования. А в процессе «Талофлок»
применялся не сам цетавлон, а его дешевый
аналог, получаемый из гидролизата
свиного жира.
Склонность переоценивать
ограничения, накладываемые на решение
задачи — серьезная помеха творчеству, и
методология системного анализа
предусматривает этап критической проверки
ограничений и прогнозирования их
возможных изменений. К сожалению, этой
методологии исследователей никто не
учит, и они постигают ее положения
стихийно, методом проб и ошибок.
Когда оглядываешься назад, то
приходится удивляться, как робко мы порой
нащупываем действительный порог
ограничений. В 1960 году в наших лабораториях
стала распространяться гель-фильтрация,
и исследователи придерживались
размеров колонок, рекомендуемых фирмой,
производящей гели «Сефадекс». Колонки
были слишком велики, но считалось, что
тонкими их делать нельзя, так как
краевые явления у стенки якобы искажают
хроматографический фронт.
У меня как-то оказалось слишком
мало вещества, и я рискнул — сделал колонку
диаметром всего в 2 см. Все приходили
смотреть и качали головами, но колонка
работала нормально. Через некоторое
время я использовал колонку диаметром
1 см, что вызвало в лаборатории всеобщее
возбуждение. Но и в этой колонке никаких
краевых явлений не обнаружилось. Потом
я уехал на два года на Кубу, а когда
вернулся, мне показали колонки с гелем,
помещенным в полиэтиленовый капилляр...
Как долго и нерешительно мы шли к
оптимальному размеру колонок!
А ведь следуй мы предписаниям
системного анализа, мы сразу должны были
бы поставить эксперимент, определяющий
допустимые интервалы размеров колонок.
В оправдание можно лишь сказать, чтс
подобную робость перед привычными
параметрами мы наблюдаем достаточнс
часто. Например, на глазах нынешнегс
поколения сорокалетних сменилось трк
типа городских автобусов, пока не был<
создана нынешняя достаточно
вместительная и маневренная модель. Многие
десятилетия трактористы боялись превысить
скорость пахоты, к которой люди привыкла
за тысячи лет...
В заключение можно сказать, что
поскольку научные приборы и методы
становятся все более важным источником
производственных технологий (или их
важных компонентов), то заботиться об
обеспечении науки необходимыми
техническими средствами должны были бы не
только сами ученые, но и работники всех
отраслей материального производства.
Наука — не только потребитель
таких средств, но и полигон, где приборы
и методы испытываются и адаптируются,
чтобы вернуться в практику в виде
оригинального технологического процесса.
Институт биохимии АН Армянской ССР
выпускает высокоочищенные препараты:
лакказу из древоразрушающих грибов (цена за 1 г —
10 000 руб.);
цитохромоксидазу из микроорганизмов псевдомонас
(8000 руб.);
цитохром с55, из псевдомонас E000 руб.);
цитохром Ь5 из эритроцитов (8000 руб.):
дофамин-р-монооксигеназу из надпочечников A0 000 руб.);
цитохром с из пекарских дрожжей C000 руб.).
Для получения препаратов необходимо перечислить их
стоимость на расчетный счет № 14193 в отделении Госбанка
района им. 26 Бакинских комиссаров гор. Еревана. Заказы
выполняются в месячный срок после оформления перечисления.
Адрес института: 375044 Ереван, ул. П. Севака, 5/1.
В издательстве «Наука»
выходит в свет
книга Л. А. Остермана «Исследование биологических
макромолекул электрофокусированием, иммуноэлектрофорезом *
радиоизотопными методами».
Для получения книги наложенным платежом заказы
следует направлять по адресу: 117192 Москва, Мичуринский просп.,
12г магазин «Книга — почтой» Центральной конторы
«Академкнига».
22
Проблемы и методы
современной науки
Из фазы
в фазу
Кандидат химических наук
С С ЮФИТ
Фазой называется
часть системы, одинаковая
во всех точках по
химическому составу и физическим
свойствам и отделенная от
других гомогенных частей
системы поверхностями
раздела.
Ф. ДАИИЭЛЬС,
Р. ОЛБЕРТИ.
Физическая химия
Суховатое определение,
заимствованное из учебника, имеет прямое отношение
к колдовству, которым ежедневно
занимаются химики-синтетики. Дело в том, что
большинство реакций направленного
синтеза проделывается в жидкой среде, и
растворитель порой играет роль не менее
важную, чем сами реагирующие вещества.
Стало быть, реально в реакции «работают»
не отдельные вещества, а фазы, состоящие
из реагентов, растворителей, катализаторов
и других добавок.
Еще в начале нашего века наиболее
проницательные теоретики говорили, что
объектом химического эксперимента чаще
всего оказывается не вещество, а фаза.
Можно сказать и по-другому: каждая
реакция происходит в своей фазе. А что делать,
если один реагент хорошо растворим толь-
ков в органической фазе (например, в
бензоле), а второй — только в водной.
Как их соединить? Из этого тупика есть
два выхода. Первый выход очевиден: надо
подобрать такой растворитель, который
бы хорошо растворял и органические
молекулы, и неорганические вещества. Однако
сделать это непросто по двум причинам:
во-первых, при изменении растворителя
меняются свойства веществ (их
реакционная способность) и, во-вторых, таких
растворителей очень немного. Поэтому-то
открытие и применение «апротонных ди-
полярных растворителей» (к ним относится
диметилсульфоксид, гексаметапол, диме-
тилформамид) сыграло огромную роль в
усовершенствовании методов
синтетической органической химии. Но эти
растворители не решают проблему хотя бы потому,
что они дороги, трудно очищаются и не
всегда доступны. Да и не все реакции идут в
них хорошо.
Но есть и другой путь: взять реагенты
в тех фазах, которые для них
естественны,— органические в органической фазе,
а неорганические — в водной. А чтобы
они реагировали — их перемешивать.
Идея простая и хорошая. Действительно,
многие реакции удается проводить в таких
двухфазных системах. Например,
эмульсионная полимеризация, с помощью которой
23
получают сотни тысяч тонн полимерных
продуктов, в сущности, есть не что иное,
как двухфазная реакция. Таких реакций
много. И все-таки этот способ —
перемешивание — не всегда помогает. Реакции
идут медленно или вообще не идут. А очень
хотелось бы соединить реагенты из этих
разрозненных фаз!
В 1951 г. М. Жарусс проводил
реакцию в двухфазной системе:
цикло-СеНпОН+СбНаСНгС1-^
—v цикло-С6НпОСН2С6Н5-
Добавив в нее четвертичную аммониевую
соль, он обнаружил, что эта добавка
почему-то действует как катализатор. В 1953
году А. Бабаян и Н. Гамбарян провели
алкилирование ацетоуксусного эфира в
двухфазной системе (правда, в то время
никто не знал, что смесь водной щелочи
и органического растворителя солиднее
называть «двухфазной системой», но ведь
и господин Журден не знал, что он
говорит прозой!) и отметили сильное
каталитическое действие четвертичных
аммониевых солей. Такие факты периодически
появлялись в научных публикациях, но никто
не видел за ними метода. Мешала, как
всегда, инерция мышления, увлеченность
своей собственной работой, план и
отсутствие свободного времени для
размышлений и обобщений. Все новые и новые
работы приносили сведения об ускоряющем
действии «ониевых» (аммониевых, фосфо-
ниевых, арсониевых...) солей, но количество
никак не переходило в качество.
Необходимо было сделать еще какой-то шаг.
Нужно было СЛОВО.
Им главное —
название придумать. Пока не
придумал — смотреть на
него жалко, дурак дураком.
Ну, а как придумал... тут
ему словно все понятно
становится, и сразу ему жить
легче.
А. и Б. СТРУГАЦКИЕ
Пикник ни обочине
Таким «словом» стал введенный
американским химиком М. Старксом термин
«phase-transfer catalysis» (PTC).
В 1973 г. Старке совместно с Р.
Оуэном изучал реакцию обмена:
C8H|7Br+NaCN -> C8H,7CN + NaBr.
Цианид натрия был растворен в воде, а
октилбромид — в органической фазе.
Две недели перемешивали эту смесь без
всякого результата. Когда же добавили
туда всего 0,001 моля «ониевой» соли—
триметилцетиламмоний хлорида, реакция
прошла до конца за час. Это был
действительно удивительный катализатор.
Старке исследовал много различных
реакций, получил кучу патентов и написал
две фундаментальные статьи, где
предложил термин РТС, а также схему,
объясняющую действие катализаторов.
Название оказалось — по крайней
мере в его первоначальном русском
переводе — неудачным, а объяснение не совсем
верным, но именно с 1973 года начался
«бум», слегка пошедший на спад лишь к
началу 80-х годов.
Придуманное Старксом название
было вначале переведено как «катализ
фазового переноса» (КФП). Оно отражало
первоначальное объяснение действия солей:
их катион-де из-за наличия длинной алкиль-
ной группы способен растворяться в
органической среде и тащить за собой в
качестве противоиона активную частицу,
каковая и осуществляет реакцию. После этого
катион перетаскивает в водную среду
анион, вытесненный из молекулы реагента,
подхватывает новый активный ион и
совершает новый челночный рейс из фазы в
фазу. Чрезвычайно же высокая
активность, которую порой проявляли в
осуществляемых с помощью такого катализа
реакциях некоторые анионы (например, ОН-),
связывалась с тем, что, переходя в
органическую фазу, они-де избавляются от
«шубы» из молекул воды, которая сильно
снижает их активность.
i
Схема Старкса-Оуэна: перенос
«голых» анионов Y через
поверхность раздела фаз с помощью
катиона катализатора Q+
Каждый пункт этой теории, как
выяснилось, содержал ошибку, но поскольку
теория была доступной, наглядной и
изящной, то в умах химиков сработал
своеобразный импринтинг. Подобно цыплятам,
которые, вылупившись из яйца, преданно
следуют за первым попавшимся им на глаза
подвижным предметом, как за матерью,
эти исследователи продолжают следовать
первоначальной схеме Старкса по сей день,
хотя она во многом уже опровергнута.
П редрассужденъе.
предрассуОок - твердое
понятие, мнение, убежденье
о деле, которое не
довольно знаешь.
В. ДАЛЬ. Толковый
словарь живого
великорусского языка
Предрассужденье первое. О так
называемых «голых» анионах. Прямые
измерения показали, что хлор-ион переносит
из воды в толуол 4 молекулы воды,
цианид — 5. На эту тему был опубликован
24
обстоятельный доклад, автор которого,
профессор АЛ. Макоши, пошутил, что, хотя
он и не рискует предложить термин
«topless aniones»* взамен «naked aniones»,
но просит иметь в виду, что голых ионов
не бывает — снятие гидратной шубы
чрезвычайно энергоемко. Например, чтобы
разрушить гидрат ОН"- ЗН20, надо
затратить 250 ккал/моль. Никаким органическим
растворителям такая работа не по силам.
Предрассужденье второе. Насчет
«челночных рейсов», будто бы постоянно
совершаемых катионами катализатора из
фазы в фазу. Энергетика не одобряет и
этой стороны схемы Старкса: ведь за
каждый цикл катализа катиону пришлось бы
дважды преодолевать энергетический барь-
-Pt&OjuL +&И-
Схема прибора, в котором ставились
эксперименты с двумя катализаторами
ер, пересекая поверхность раздела фаз.
Но для химика-экспериментатора
энергетические выкладки — это как-то суховато.
Другое дело недвусмысленный опыт.
Такой опыт и был поставлен, и притом
тогда, когда новому методу было всего
четыре года отроду. Проделали его
итальянские исследователи Д. Ландини, А. Майа
и Ф. Монтарини. На рис. 2 изображена
схема прибора, который они для этого
придумали.
Реакция, изученная итальянцами,
очень напоминала ту, на примере которой
разрабатывалась первоначальная теория.
Они тоже проводили реакцию обмена:
C8H,7S02CH3 + Br " - C8H,7Br + CH3SOr-
Но изучали два катализатора:
нерастворимый в воде Q-1 и растворимый как в
водной, так и в органической фазе Q-2.
В первом опыте органический
субстрат поместили в колено А и стали следить
за изменением его концентрации. Как и
следовало ожидать, в течение недели ничего
не произошло. Тогда (второй опыт)
добавили в колено Б Q-1. Снова ничего не
произошло. И только в третьем опыте, когда
Q-1 заменили на Q-2, пошла реакция, ко-
*«Без верхней чести» — тек называют
экстравагантные купальные костюмы.
торая ускорялась до тех пор, пока
катализатор не распределился равновесно во всех
трех отделениях прибора — в одной водной
и в двух органических фазах.
Опыт четвертый. В колене А сразу
смешали и субстрат, и водорастворимый
Q-2. По мере диффузии последнего в
водную фазу, а через нее в органическую,
находящуюся в колене Б, скорость стала
уменьшаться. И наконец, опыт пятый.
В колено А помещается и субстрат,
и нерастворимый в воде Q-1.
Пятый опыт нанес схеме Старкса
жестокий удар: катализатор, совершенно не
способный к переходу из фазы в фазу,
работал превосходно. Скорость реакции
подчинялась всем закономерностям, на
основании которых в 1973 году и была эта
схема выведена. Получалось, однако, что
далее поверхности раздела фаз
катализатору ходить вовсе не нужно (а
энергетически, напомню, это гораздо выгоднее).
л/гх~
Новый вариант механизма реакции:
катион катализатора Q+ не выходит
из органической фазы. Обмен
анионов происходит на поверхности
р аздел а
Думаете, после этого все химики
дружно отказались от «голых» анионов и
от «катализа межфазного переноса»? Как
бы не так. Импринтинг, привычная схема
оказались куда сильнее. И по сей день
публикуются статьи, в которых авторы
свои результаты объясняют наличием
ионов, свободных от гидратной шубы, и тем,
что за этими ионами катион катализатора
ныряет в водную фазу. И все же, несмотря
на неясности с теорией, новый
методический прием — проведение реакций в
двухфазных системах в присутствии оние-
вых солей в качестве катализаторов — уже
необратимо трансформировал
синтетическую органическую химию и мышление
химиков-органиков.
Так уже бывало в истории науки:
в XVI11 веке Бюффон и Спалланцани
яростно спорили о самозарождении
жизни, а во время наполеоновских войн повар
Аппер, как рассказывают, прочитал об их
дискуссиях и, не вдаваясь в суть теорий,
25
научился готовить консервы, создал
методику, которой мы и сейчас пользуемся.
Чтобы лучше понять притягательную
силу нового метода выполнения реакций
в двухфазных системах, сравните два
способа получения такого экзотического
продукта, как бициклобутан.
Старый метод позволял синтезировать
его в 8 стадий с общим выходом менее
10%. Новый метод: 3 стадии, выход 60%.
Проведение реакций в двухфазных
условиях позволило ускорить и упростить
проведение разнообразных органических
реакций. С помощью этого простого приема
можно эффективно проводить
генерирование карбенов и трихлорметильных
анионов, можно получать простые и сложные
эфиры и омы л ять их; можно в весьма
мягких условиях проводить обмен одних
групп на другие, например из доступных
хлорпроизводных получать фторированные
продукты и т. д. Широта метода
удивительна: с его помощью можно
интенсифицировать почти все реакции, где на
какой-нибудь стадии образуется анион, а
таким реакциям несть числа.
Применение ониевых солей в двухфазных условиях
позволяет проводить важнейшие синтезы
в условиях, не требующих ни тщательного
обезвоживания («абсолютирования»)
растворителей, ни применения щелочных
металлов или их взрыво- и пожароопасных
гидридов, ни работы в атмосфере инерт-
Эфирг
вакуум,
пустота...
Доктор физико-математических наук
М. Б. ГЕРЦЕНШТЕЙН
Спустя почти век после создания
теории относительности, выдержавшей
тщательную и всестороннюю проверку
экспериментом, порой делаются активные
попытки гальванизировать некоторые идеи
доэйнштейновской физики. В частности,
попытки доказать существование
«эфирного ветра»*.
Сегодня мы можем утверждать, что
свойства «мирового эфира» (или вакуума —
дело не в словах, и поэтому позволю себе
в дальнейшем иногда пользоваться словом
«эфир» без кавычек) принципиально
отличаются от свойств привычных нам
материальных твердых и жидких тел, а также
газов, подчиняющихся механике Ньютона,
именно тем, что относительно него не-
В. А. Ацюковский. Эксперименты на Маунт
В ил сон: что действительно дели поиски «эфирного
ветра»? («Химия и жизнь», 1982, № 8, с. 85).
ных газов и тому подобных изощренных
приемов, чудовищно затрудняющих и
делающих безнадежным применение реакций
такого типа в промышленности.
Но кто же автор этого блестящего
открытия? Уникальный в истории химии
случай — автора нет. Нет ни одного
химика, который претендовал бы на признание
за ним монопольных прав на открытие
этого важнейшего и самого полезного
открытия в синтетической органической химии
за последние годы (у Нобелевского
комитета будет много хлопот!). Открытия почти
всегда делаются в результате
коллективных усилий. Однако в учебники и в
справочники попадают, как правило, одно-два
имени, и принадлежат они тем, кто
сформулировал суть дела наиболее отчетливо
и тем самым способствовал всеобщему
признанию новинки.
В данном случае дело обстоит не так.
Метод молод,и (пока!) коллективный
характер открытия никем не оспаривается. Столь
же неопределенно обстоит дело и с
названием. За рубежом большей частью
применяют термин Старкса — РТС. В
советской литературе, переводя «катализ
фазового переноса», все чаще пишут
«межфазовый катализ» (МФК), но, может быть,
правильнее принять предложение М. Мако-
ши, который предпочитает название
«catalytic two-phase method» —
«каталитический двухфазный метод» (КДФ-метод)?
возможно определить скорость
движения. В чем тут дело — еще не вполне
понятно; по-видимому, природа устроена
гораздо сложнее (а может и проще, но
хитрее), чем мы предполагаем.
В связи с этим имеет смысл еще раз
поговорить об эфире, вакууме, пустоте и
экспериментах Майкельсона — Морли,
посредством которых было установлено
одно из фундаментальнейших свойств
этого до удивления странного предмета, а
также экспериментах Миллера, давших
вроде бы ненулевой результат.
1. ПОЧЕМУ «ЭФИРНЫЙ ВЕТЕР»
И СОВРЕМЕННАЯ ФИЗИЧЕСКАЯ
КАРТИНА МИРА НЕСОВМЕСТИМЫ
Из чего состоит окружающий нас мир,
что в нем первично? Этот вопрос люди
задают себе уже несколько тысячелетий.
Древние греки считали, что мир
состоит из четырех первичных стихий:
земли, воздуха, огня и воды, причем
свойства этих стихий они выводили из
повседневного опыта. После Ньютона долгое время
господствовала механическая модель,
согласно которой мир состоит из отдельных
движущихся частиц, непосредственным
взаимодействием которых и определяются
все его свойства. В XX веке
механическая картина мира сменилась'электромаг-
26
нитнои, полевой: все свойства мира
определяются ядерными, электромагнитными,
слабыми и гравитационными
взаимодействиями.
Сейчас в физической картине мира
еще нет полной ясности. Но, пожалуй,
одно совершенно несомненно: первично то,
что движется со скоростью света, а не
то, что покоится или движется медленно.
Этот вывод следует из колоссального
экспериментального материала, накопленного
наукой к настоящему времени.
В науке часто бывает так, что первый
опыт сложен, иногда неоднозначен (а
порой даже ошибочно истолкован), но он как
бы служит подсказкой, наводит на
правильную мысль, позволяет создать систему
взглядов, теорию. А следующий за этим
анализ уже известных
экспериментальных фактов подтверждает построенную
систему взглядов.
Почему так получается,пусть
размышляют историки науки. Мы же обратимся
вновь к опыту Майкельсона и
разберемся в том, что происходит в самом
интерферометре, в твердых телах, на которых
укреплены зеркала, при движении сквозь
эфир, если таковой обладает именно теми
свойствами, которыми его наделили физики
конца прошлого века.
Прежде всего, сейчас мы знаем, что
все размеры всех твердых тел
определяются электромагнитным взаимодействием
электронов и ядер. Поэтому «эфирный
ветер» должен был бы влиять как на
распространение электромагнитной волны (в
частности, света), так и на электромагнитное
взаимодействие зарядов.
Если два одинаковых заряда е
движутся равномерно и прямолинейно (по
взглядам физиков конца XIX века —
относительно эфира), то они создают
электрические токи, порождающие в свою очередь
магнитное поле. Магнитное поле прямо
пропорционально скорости движения
заряда, а сила магнитного взаимодействия тоже
прямо пропорциональна этой скорости.
Поэтому в результате магнитного
взаимодействия токов электростатическое
отталкивание уменьшается на величину,
прямо пропорциональную уже квадрату
отношения скорости движения v к скорости
света с, то есть v2/c2. На такую же величину
/меньшается и электростатическое притя-
кение зарядов разных знаков.
Таким образом, наличие «эфирного
1етра» должно приводить к изменению
:илы взаимодействия между зарядами,
(ависящему от ориентации зарядов отно-
ительно направления движения: если
аряды движутся рядом в одну сторону,
о это изменение максимально, если же
аряды движутся друг за другом (так
казать, гуськом), то магнитное взаимо-
.ействие между ними полностью исчеза-
т.
Но если меняется взаимодействие
аряженных частиц, то меняются и
размеры твердых тел — меняются, в частности,
размеры деталей интерферометра — на ту
же величину v2/c2. Вместе с тем ожидаемое
действие эфирного ветра на свет тоже
порядка v2/c2...
Так что же тогда измеряет
интерферометр Майкельсона? «Эфирный ветер»
влияет как на луч света, так и на плиту,
на которой укреплены зеркала; с помощью
интерферометра Майкельсона «эфирный
ветер» можно обнаружить только в том
случае, если движение сквозь эфир
влияет на свет и на прибор различно.
Но есть ли у нас основания
предполагать, что такое различие существует?
Никаких: свет — электромагнитное поле,
размеры плиты интерферометра тоже
определяются электромагнитным
взаимодействием...
Иначе говоря, логично ожидать, что
опыт Майкельсона должен дать нулевой
результат — скорость относительно эфира
измерить нельзя. Именно такое
предположение и было сделано А. Эйнштейном в
1905 году, оно служит основным
постулатом специальной теории относительности.
Причем когда этот постулат был
сформулирован, еще не было известно, что
вещество состоит из заряженных частиц и,
следовательно, тоже имеет
электромагнитную природу. А так как природа едина,
то все те утверждения, которые относятся
к электромагнитным взаимодействиям,
должны относиться и ко всем
взаимодействиям вообще: никакими физическими
опытами, производимыми в замкнутой
лаборатории, невозможно обнаружить
движение относительно эфира. Ну а то, что
невозможно измерить экспериментально,
для физики не существует.
Наиболее непривычный вывод теории
относительности заключается в том, что для
движущихся и неподвижных тел время
течет с разной скоростью. Однако этот
вывод с неизбежностью вытекает из того,
что в атоме электроны и ядра связаны
электромагнитными силами.
Представим себе, что атом водорода,
состоящий из протона и электрона,
движется относительно эфира, причем
направление этого движения перпендикулярно
плоскости, в которой вращается электрон. Так
как из-за магнитных сил сила
электростатического притяжения f уменьшается
пропорционально v2/c2, она становится равной
е2 е2 v2 / v2\
А так как сила взаимодействия электрона
с протоном уменьшается, то соответственно
уменьшается и частота v обращения
/ 7*"
электрона: v = v0 Д/1 т.
Но если изменилась частота
обращения электрона, то изменились и частоты
спектральных линий, скорости всех
процессов в атоме, скорости химических реакций,
27
скорости биологических процессов —
словом все то, с чем связано время. И
поскольку время t обратно
пропорционально частоте v, то
I- ;• .
Это и есть одна из формул специальной
теории относительности...
Конечно, приведенный вывод нельзя
назвать строгим, это скорее иллюстрация,
из которой видно, что относительность
времени, которая вызывала так много споров,
представляет собой неизбежное
следствие того, что все тела состоят из
заряженных частиц. Но опять-таки: природа
едина, и поэтому относительность времени
остается справедливой и для процессов,
определяющихся другими типами
взаимодействий — например, слабыми
взаимодействиями, вызывающими бета-распад
нейтрона.
Тут внимательный читатель может
заметить, что приведенный вывод
справедлив только для случая, когда плоскость
орбиты электрона перпендикулярна
направлению скорости,— получается, что ход
часов будет зависеть от ориентации атома
относительно направления движения в
эфире. Согласно же основному постулату
специальной теории относительности
этого быть не должно — и этого
действительно нет. Но тут речь идет уже о
специальной теории относительности, а не
теории эфирного ветра...
2. ВЛИЯЕТ ЛИ
НАПРАВЛЕНИЕ «ЭФИРНОГО ВЕТРА»
НА ЧАСТОТУ ГЕНЕРАТОРА
Согласно первоначальной теории, в
которой считалось, что «эфирный ветер»
влияет только на свет и не влияет на сам
интерферометр, фазовый сдвиг
интерферирующих световых волн должен
существенно зависеть от ориентации
прибора в пространстве. Именно это
обстоятельство и было использовано при
постановке опыта: интерферометр медленно
вращался, делая примерно один оборот в
минуту, причем ожидалось, что два раза за
оборот будет изменяться фазовый сдвиг.
В радиотехнике хорошо известно,
что частота генератора изменяется, если
меняется фазовый сдвиг в цепи обратной
связи. Что такое обратная связь? Генератор
представляет собой усилитель, у которого
часть мощности с выхода подана обратно на
вход; устройства, которые подают
электрические колебания с выхода усилителя на
его вход, и называются цепью обратной
связи.
Например, если на открытой
площадке стоят микрофон и динамик, то при
включении такая система иногда «воет» —
часть звука с динамика по воздуху (цепи
обратной связи) попадает на микрофон,
усиливается и излучается динамиком,
потом вновь попадает на микрофон...
Фазовый сдвиг между динамиком и
микрофоном зависит от скорости звука в
воздухе относительно динамика и микрофона,
и если она меняется (например, при
ветре), то меняется и частота генерации,
что можно заметить просто на слух. То же
самое должно происходить и в
генераторе — лазере или мазере, где цепь
обратной связи замыкается не элекрическими
или звуковыми, а электромагнитными,
световыми колебаниями.
Поэтому предпринятый в 1959 году
рпыт с двумя атомными стандартами
(мазерами), по-разному ориентированными
относительно «эфирного ветра», вполне
корректен и отсутствие уходов частоты с
точностью 10 2 правильно истолковано
авторами как отсутствие эффекта.
Пойдем дальше. В теории «эфирного
ветра» силы взаимодействия между
заряженными частицами должна зависеть от
ориентации системы; зависеть от этого
должны и характеристики твердого тела,
например упругость кристаллов. Значит, от
ориентации в пространстве должна,
например, зависеть и частота кварцевого
генератора.
Наблюдается ли зто? Во всех
странах, где есть служба времени,
производятся передачи эталонных частот; при этом
ориентация передатчика и приемника,
естественно, меняется относительно
«эфирного ветра» в результате вращени я
Земли, но каких-либо особых эффектов при
этом не обнаружено. Кварцевые эталоны
частоты и атомные эталоны времени
устанавливаются на самолетах и спутниках, так
что можно считать доказанным: в пределах
точности измерений направление
движения не влияет на упругие свойства
кристаллов.
Какова точность этих измерений?
Стабильность стандартов частоты за время
порядка нескольких минут достигает 10 ~8
—10 и, и с такой точностью эффекта нет,
как нет и «эфирного ветра»...
3. КАКОЙ МОЖЕТ БЫТЬ
СКОРОСТЬ
«ЭФИРНОГО ВЕТРА»
Если предположить, что «эфирный
ветер» влияет только на свет, но не на сам
интерферометр, то он должен приводить
к наблюдаемому эффекту порядка v2/c2.
Но чему равно v? Этот вопрос оказывается
крайне сложным.
Скорость движения Земли вокруг
Солнца составляет **> 30 км/с, откуда
v2/c2 ъ 10 8. Скорость Солнечной
системы относительно центра Галактики равна
примерно 300 км/с, откуда v2/c2 ~ 10 ь.
Кроме того, мы знаем теперь то,
чего не знали во времена Майкельсона,—
что вся наша Вселенная расширяется, при-
28
чем уже обнаружены объекты, скорость
движения которых достигает 100 000 км/с.
Примем для Земли эту скорость более
скромной — всего 30 000 км/с. Тогда
v2/c2 ~ 10 ~2: в этих условиях служба
точного времени и частоты вообще была
бы невозможна, невозможна была бы и
радиолокация, и даже радиовещание и
телевидение...
Таким образом, теория «эфирного
ветра» должна была объяснить, почему
космологическое расширение и движение
Солнечной системы не сопровождаются
эффектами, которые из этой же теории
следуют. А пока такого объяснения нет —
о чем говорить?
Как же быть? Объявить, что
Вселенная не расширяется, вечна и неизменна?
Но такое допущение противоречит хотя
бы тому, что на Земле есть
радиоактивные атомы — если бы Солнечная система
была старше, они бы все давно исчезли,
распались...
4. ПОЧЕМУ Я НЕ ВЕРЮ
РЕЗУЛЬТАТАМ ОПЫТОВ
МИЛЛЕРА
Опыт Майкельсона описан в очень
многих книгах, но почти нигде не
говорится о том, как трудно получить
необходимую высокую точность и чувствительность
~10 —10, к которой стремился Миллер.
Это — «невидимые миру слезы» физика-
экспериментатора, и мне бы хотелось
немного о них рассказать.
Прибор делается из какого-либо
материала — твердого тела. Коэффициент
теплового расширения обычных
материалов имеет порядок 10 ~5 град —', разница
температур в разных частях плиты на
10 ~5 градуса дает тот же самый эффект,
что и ошибка, с которой определялась
скорость «эфирного ветра», ~ 3 км/с.
Чтобы обеспечить максимальную
равномерность температуры, сегодня был бы
применен двойной вакуумный термостат,
то есть термостат в термостате,—
сооружение достаточно дорогое при размерах
прибора свыше метра. В опытах Майкельсона
и Миллера этого не было.
Есть и другая неприятность — так
называемый температурный гистерезис. Если
твердое тело немного нагреть, а затем
охладить до прежней температуры, то
хотя температура и вернется к прежней,
размеры тела будут уже несколько иными.
Для сплава инвар (от англ. invariable —
неизменный), из которого делали эталоны
метра, гистерезис составляет 1,3.Ю-7
град ~~1, для кварцевого стекла ~10~
град ^. Все эти цифры значительно
больше, чем 10 ~~~10, причем возвращение к
прежним размерам происходит
медленно.
Еще одна трудность — изменение
размеров твердых тел со временем в
результате старения. Ведь при
механической обработке твердого тела в ходе
изготовления прибора в нем возникают
напряжения, деформации, дефекты, которые
рассасываются лишь постепенно и
приводят к медленному изменению размеров.
Напомню, что 10 ~~10 соответствует
точности в 0,0001 микрона (!) на длине в
1 м (самый высокий класс точности —
«квалитет 01» по стандарту СЭВ — дает
допуск около 4 микрона на длине 0,5 м).
Казалось бы, получить
чувствительность 10 ~10 вообще невозможно. Однако
положение спасает то, что интерферометр
вращается — он плавает в ртутной ванне.
Благодаря вращению размеры прибора
должны быть неизменными с точностью
10 10 лишь в течение нескольких
оборотов интерферометра, то есть нескольких
минут. Это сильно облегчает дело —
необходимо было лишь обеспечить большую
тепловую инерцию конструкции, что
Миллер учел и что, по-видимому, обеспечил.
Мы сказали о тех неприятностях,
которые сулят экспериментатору твердые
тела, из которых сделаны приборы высокой
чувствительности. Но есть еще один
источник неприятностей — воздух, по которому
идет световой луч. Коэффициент
преломления воздуха при нормальном давлении
зависит от температуры и меняется на
Ю-6 град.
Чтобы избавиться от этого источника
ошибок, сегодня физик просто поместил
бы установку в вакуум; но во времена
Майкельсона и Миллера сделать это было
невозможно. В результате при
чувствительности 10 —10 надо обеспечить стабильность
температуры воздуха на уровне 10 ~4
град — в ином случае интерферометр
будет показывать не направление
эфирного ветра, а направление... на теплую
стенку комнаты!
Миллер пишет, что разница
температур у различных стенок комнаты не
превышала 0,4°. Но для получения нужной
точности необходимо, чтобы разница
температуры воздуха в плечах интерферометра
была в 4000 раз меньше...
А дальше начинается совсем
непонятное: утверждается, что если в комнате,
где стоял интерферометр, расположить
нагреватели, то они не влияют на работу
прибора.
Давным-давно я немного работал с
так называемым интерферометром
Жамена, в котором получается
интерференционная картина от двух лучей света длиной
около 20 см, идущих параллельно друг
другу на расстоянии около 1—2 см друг от
друга. В этом случае все посторонние
влияния на близко расположенные лучи
примерно одинаковы и компенсируются:
чувствительность этого прибора
составляет ~10— 6. Так вот, интерферометр Жа-
мена отзывался на все, что происходило
рядом, интерференционная картина
«дышала».
29
В интерферометре Майкельсона—
Миллера длина луча составляла 65 м,
чувствительность 10 ~10, лучи были
расположены перпендикулярно Друг другу,
находясь на расстоянии около метра друг
от друга. Такой прибор должен был быть
несравненно «отзывчивее»
интерферометра Жамена, а Миллер пишет, что этого не
было — нагреватели якобы не влияли на
прибор.
Можно ли этому верить? Я лично не
верю. Почему же Миллер так написал?
Нечестность? По-моему, дело сложнее.
Миллер потратил на поиски эфирного
ветра 40 лет, всю свою жизнь, и считал,
что однозначного ответа на уровне 10 1
в данном конкретном эксперименте нет,
и это верно. Естественно, он хотел, чтобы
кто-нибудь продолжал его дело, хотел
заинтересовать им молодежь.
Заинтересовать тем, что хорошо было бы
подтвердить отрицательный результат с
большей точностью? Опыт очень сложен,
заинтересовать отрицательным результатом
кого-либо трудно. Куда более интересно,
если неожиданно получится
фундаментальный результат — «эфирный ветер»1.
По-человечески не будем осуждать
Миллера, вернемся к научной стороне
вопроса.
5. ЧТО ПОКАЗАЛИ
КОСМИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
Сегодня естественно было бы
поставить опыт по обнаружению
«солнечного ветра» в космосе, причем на уровне
второй половины XX века, а не просто
поместив на спутник интерферометр
Майкельсона. И действительно, поставить
подобные эксперименты заставила жизнь,
потребности техники. Это — космические
траекторные измерения.
В опыте Майкельсона луч света идет
от зеркала, отражается и возвращается
обратно, в результате чего изменяется
фаза световой волны; этот сдвиг фаз и
измеряется. При космических траекторных
измерениях радиоволна посылается с
Земли, принимается космическим
аппаратом (КА), усиливается и излучается
обратно на Землю, где и измеряется,
определяется произошедший сдвиг фаз. Как
видите, схема опыта та же, различие не
носит принципиального характера, хотя
в траекторных измерениях и есть
некоторые особенности: частота сигнала,
излучаемого КА, отличается от принимаемой
частоты, а для исключения влияния
межпланетной плазмы измерения ведутся на
нескольких частотах одновременно.
Еще ближе по схеме к
классическому эксперименту Майкельсона опыты по
космической радиолокации — зеркалом тут
служит вся планета, Венера или Марс.
Таким образом, по существу, уже
созданы и испытаны интерферометры с
длиной плеч в сотни миллионов
километров, причем созданы из материалов,
не боящихся температурных воздействий
и старения. А так как радиоволны идут
в межпланетном пространстве, не может
быть никаких сомнений в чистоте опыта,
связанных с предположением об
увлечении эфира Землей.
Работа с космическим
интерферометром — свидетельство высокого научно-
технического уровня в самых разных
областях науки и техники; такие
исследования ведутся, например, в СССР под
руководством академика В. А. Котельникова,
а также в США.
Что же показали эти исследования?
Например, в СССР по данным таких
измерений предсказывалась траектория
КА на три месяца вперед; расчеты велись
на основании общей теории
относительности, и ошибка предсказаний не
превышала 10 8. А ведь за три месяца
Земля прошла четверть орбиты и «эфирный
ветер» должен был бы заметно сказаться
на результатах этого эксперимента.
В США для проверки общей теории
относительности использовали более
короткие участки траектории КА —
например, в эксперименте, когда
радиоволны проходили около Солнца, измерения
занимали несколько дней. Все явления,
предсказываемые общей теорией
относительности, подтвердились; в этом
случае отсутствие «эфирного ветра»
подтверждено тоже с точностью, не меньшей 10 '8.
Не обнаружен эфирный ветер и в
ближнем космосе...
6. А НЕТ ЛИ КОСВЕННЫХ УЛИК»
На суде косвенные улики против
преступника бывают порой более
убедительными, чем прямые. Прямые опыты не
обнаружили «эфирного ветра», но не
говорят ли в его пользу косвенные факты?
Отсутствие «эфирного ветра»,
возрастание массы с увеличением скорости,
эквивалентность массы и энергии — все это
следствия одной и той же теории,
проверенные экспериментально и служащие
косвенными уликами против «эфирного
ветра». Например, связь между массой и
энергией подтверждена при взрыве
атомной бомбы — проверка достаточно
убедительная, хотя было бы значительно
лучше, если бы такой проверки не было.
В современных ускорителях заряженные
частицы приобретают скорости, близкие к
скорости света, и при этом их масса
возрастает в сотни и даже тысячи раз
в точном соответствии с выводами
специальной теории относительности.
Предположим даже (во что я не
верю), что, повторив опыт Майкельсона,
мы найдем нечто, что может быть
истолковано как «эфирный ветер». Но в свете
многих других экспериментальных фактов
30
можно быть уверенным, что это «нечто»
обусловлено какой-то другой частной
причиной.
Опыт Майкельсона — дорогой,
сложный, а жизнь коротка, и мы не можем
себе позволить роскошь тратить ее на
поиски в области, где не ожидается
интересных результатов. Конец этой
фразы принадлежит Л. Д. Ландау, и он
безусловно прав. И если кто-нибудь спросит
меня, стоит ли повторять опыт
Майкельсона «один к одному», но на уровне
конца XX века, я скажу: безусловно нет.
В науке и технике есть слишком много
более важных интересных проблем.
7. КАК УСТРОЕН ВАКУУМ
Иногда образно говорят, что законы
природы записаны на вакууме, а вакуум —
самое стабильное из всего, что существует
в природе.
Но как они записаны и почему они
такие, какие есть? Как устроен вакуум?
В чем причина дуализма «волна —
частица»? Почему все элементарные частицы
одного типа тождественно одинаковы?
Что такое инерция? Почему нет «эфирного
ветра»?
Все эти вопросы, на мой взгляд,
поставлены правильно и при этом
связаны между собой. Но ответ на них лежит,
пожалуй, далеко за передним фронтом
современной науки.
Вакуум — не только самое
стабильное, но и самое сложное из того, что мы
знаем. Если элементарные частицы
одинаковы из-за свойств вакуума, то их
инерция, их масса тоже одинаковы, что должно
быть прямым следствием этих свойств.
Но почему и как? Об этом мы пока
можем только догадываться...
Главная трудность тут заключается в
том, что свойства вакуума радикально
отличаются от привычных нам свойств
обычных материальных тел; чтобы угадать это
различие, нужно сделать слишком уж
радикальный шаг. А подсказки пока нет. Мы
ее либо не видим, либо не понимаем.
В связи с этим полезно вспомнить
высказывание Дж. К. Максвелла: «...то, что мы
зидим, не состоит из вещей, которые нам
<ажутся».
Развитие новых воззрений начинает-
:я только тогда, когда эксперимент ука-
1ывает на недостаточность и непримени-
аость старых идей. На протяжении послед-
1их десятилетий физики искали
несоответствие между экспериментом и нашими тео-
>иями — в частности, искали случаи нару-
иения квантовой электродинамики, осно-
анной на специальной теории относи тель-
ости. Искали на малых расстояниях что-
ибудь, не предусмотренное теорией. И
ока не нашли...
А ведь очень хотелось бы найти. В
вантовой электродинамике есть
внутренне противоречия — бесконечности.
Правда, сейчас их научились как-то обходить,
но хотелось бы от них избавиться вообще.
И если бы эксперимент дал бы хоть
какие-либо намеки на такое несоответствие,
то, может быть, он дал бы нам и намек на
то, как избавиться от всех этих
неприятностей.
Увы, никаких несоответствий пока еще
не найдено. Естественно, что люди хотят
познать вакуум и на протяжении
нескольких веков придумали для него различные
модели. К сожалению, до сих пор
продолжаются попытки вернуться назад, к
механике — создать описания вакуума
как обычной жидкости или газа, не
отвечающие ни на один из поставленных
выше серьезных вопросов. К их числу
относится и эфиродинамика, из которой
вытекает существование «эфирного ветра».
В заключение я хотел бы сказать
несколько слов о моем личном отношении
к таким попыткам. Нельзя осуждать
человека за то, что он потратил много лет на
решение сложнейшей задачи и потерпел
при этом неудачу. Такие люди достойны
уважения. Но предлагая свой вариант
решения, автор должен иметь мужество,
чтобы трезво, со стороны оценить —
годится ли его решение или нет. Нужно уметь
искать, нужно уметь находить и исправлять
свои собственные ошибки и, главное,
понимать и признавать их.
Попытки описать свойства вакуума
свойствами реального газа, состоящего из
частиц, движущихся строго по законам
механики Ньютона, явно обречены на
неудачу: массы элементарных частиц, их
тождественность, их инерция
определяются свойствами вакуума, а при
механической модели именно эти свойства и
приписываются самим частицам вакуума!
Следствия, вытекающие из такой модели, очень
бедны — из всего многообразия реальных
явлений природы объясняется только
гравитационное притяжение покоящихся тел
по закону обратных квадратов. А этого
мало: для движущихся тел сразу же
получается противоречие — тело,
движущееся относительно такого эфира, должно
тормозиться, причем очень сильно. Если
бы эфиродинамика была верна, планеты
давно бы упали на Солнце и на Земле
не существовало бы людей, размышляющих
над подобными вопросами...
ЧТО ЧИТАТЬ
О ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
В. Б. Брагинский. Экспериментальная
проверке теории относительности.— М.: 3нанне,
серия физика, 1977, № 1.
А. Эйнштейн, Л. Инфельд,
Эволюция физики.— М.: Молодая гвардия, 1966.
Д. К. Миллер. Эфирный ветер.— Успехи
физических наук, 1925, т. 5, № 3, с. 177.
Время и частота.— М.: Мнр, 1973.
Космические траекторные измерения (под
ред. П. А. Агаджанова).— М.: Советское радио,
1969.
31
Портреты
Мужество
и обаяние
12 января
исполнилось 80 лет со дня
рождения Игоря Васильевича
Курчатова.
Наши встречи и беседы с
И. В. Курчатовым были не очень частыми
и продолжительными. Это определяет
фрагментарный характер публикуемых
воспоминаний. Они не могут претендовать
на сколько-нибудь исчерпывающую
полноту, а скорее призваны дополнить уже
известные факты из биографии этого
замечательного человека и ученого.
ПЕРВЫЕ ВСТРЕЧИ
Удивительный дар природы — память
человеческая. Иногда она бережно хранит
малозначащие факты, иногда же начисто
стирает важные даты и события.
Подробности моего знакомства с
Игорем Васильевичем исчезли из памяти.
Это было в Казани. Скорее всего нас
познакомил кто-то из физиков в конце
1941-го — начале 1942 года. Московские
физические, технические, химические и
биологические институты Академии наук
были эвакуированы в Казань спустя месяц
после начала войны. Немного позднее туда
прибыли ленинградские институты. В
небольшом двухэтажном корпусе Казанского
государственного университета на улице
Чернышевского (теперь в этом доме
музей) разместились лаборатории сразу
трех физических институтов — ФИАНа,
Института физических проблем из Москвы и
Ленинградского физико-технического
института.
Хорошо помню Игоря Васильевича с
зеленой книжкой журнала «Physical Review»
в столовой Академии наук. Мы горячо
обсуждали возможные способы извлечения
гороха из граненого стакана деревянной
ложкой, размеры которой заметно
превосходили диаметр стакана. В течение
многих месяцев в качестве второго блюда
нам давали гороховую кашу, а тарелки
и металлические ложки и вилки
непостижимым образом исчезали...
Следующая встреча произошла в том
же 1942 году. В это время наша лаборатория
занималась экспериментальными
исследованиями явлений взрыва. Понадобились
высоковольтные конденсаторы.
Неожиданно в одном из углов коридора основного
здания обнаружилось несколько отличных
конденсаторов. Владельца разыскать было
нетрудно — Курчатовские. Отправился
к Игорю Васильевичу, рассказал о наших
нуждах. Внимательно выслушал, на секунду
задумался и сказал: «Берите. Пожалуй, до
конца войны иам уже не придется
заниматься установкой Кокрофта, для
которой предназначались эти
конденсаторы»...
Запомнились первые научные
семинары в лаборатории № 2 в Москве. Так
в 1946 году назывался Институт атомной
энергии. В семинарах участвовали
сотрудники лаборатории № 2, Института
химической физики, ФИАНа и некоторых других
институтов. В пустую комнату обычно
собиралось человек двадцать, каждый
приносил свой стул. Стулья были
разномастные, но для Игоря Васильевича всегда
ставилось добытое откуда-то мягкое
старомодное кресло с резными подлокотниками,
такими же ножками и высокой спинкой.
Сиденье и спинка были обиты ярко-зеленым
плюшем.
Казалось, он приходил после
бессонной ночи, приняв освежающий душ,
с влажными волосами. Слушал почти не
перебивая, не вмешиваясь, хотя, как
правило, разговор шел о том, что его сильно
интересовало...
Затем мы встретились снова в
Москве в конце 1946 года. Я был направлен
в лабораторию № 2 для получения
импортного оборудования. Игорь Васильевич
встретил меня у проходной и повел к себе
в кабинет. После непродолжительных
переговоров выпросил у Игоря
Васильевича два осциллографа и четыре аво-
метра. Курчатов расспрашивал о новых
методах изучения процессов, идущих при
взрыве и детонации, которыми мы тогда
занимались...
МУЖЕСТВО
Без этого качества нельзя представить
себе большого ученого. Но существовали
причины исторического и экономического
характера, которые требовали от Игоря
Васильевича особого мужества. Работы по
решению грандиозной физической и
технической проблемы, которой он
руководил, выполнялись в последние годы
Великой Отечественной войны и первые
послевоенные годы. В 1940 году наша
страна практически не производила физических
приборов и особо чистых химических
материалов, без которых невозможно
развитие атомной науки и техники.
Не было производства современных
высоковакуумных паро-масляных насосов и
вакуумметров. Выпускались, правда,
ротационные насосы предварительного
разрежения, ртутные манометры Маклеода для
измерения вакуума. Отсутствовали такие
мелочи, как вакуумная резина, вакуумные
смазки, замазки. Перед самой войной
появились первые советские шлейф о вые
осциллографы для регистрации процессов
миллисекундного диапазона.
Электроннолучевые приборы и фотохронографы для
измерений в области микросекундных
интервалов времени, счетчики ядерных
излучений, пересчетные устройства и
многое другое делалось руками самих
исследователей. В США к моменту начала
работ по созданию атомной
промышленности существовало развитое физическое
приборостроение. Курчатову же, помимо
основных исследований, пришлось активно
заниматься организацией производства
приборов, вакуумного оборудования,
ускорителей.
В 1944—1946 гг. остро ощущалась
нехватка в специалистах, подготовленных
к решению такой глобальной проблемы, как
освоение энергии атомного ядра. Немногие
физики, химики, технологи высокой
квалификации жили, в основном, в Москве и
Ленинграде. Предстояло организовать
новые научные коллективы, перевести туда
специалистов из центральных районов
страны, использовать их в качестве основы для
создания новых лабораторий и
предприятий. Необходимы были великое мужество
и оптимизм, чтобы в подобных условиях
сказать: «Да, мы будем решать атомную
проблему и решим ее в самые сжатые
сроки»...
Последние четыре года жизни Игоря
Васильевича требовали исключительного
мужества. Врачи настоятельно
рекомендовали после первого инсульта сократить
продолжительность рабочего дня, перейти
к более спокойной жизни. Но такие
предложения никак не соответствовали его
характеру и темпераменту. Он продолжал
работать с прежними напряжением и
отдачей, не обращая внимания на здоровье
и медицинские советы.
ОБАЯНИЕ
Игорь Васильевич обладал
удивительным умением зажигать энтузиазм всех
работающих рядом, привлекать к себе не
только умы, но и сердца людей. %гкрытый,
прямой характер, доброжелательность,
уважение к чужому мнению были основой
Курчатовского обаяния. По-моему, и его
внешность гармонично сочеталась с
высокими душевными качествами, в какой-то
мере отражая их.
Мария Николаевна Харитон
рассказывала: «В 1942 году после
севастопольской эпопеи я увидела Курчатова с бородой.
Спросила его: Игорь Васильевич, ну к чему
такие украшения из допетровских времен?
Он шутя продекламировал две строчки из
популярной тогда песенки: «Вот ужо
прогоним фрица, будет время — будем
бриться...»
Но и после того, как прогнали
фашистов, времени для бритья так и не
оказалось. Борода очень шла этому
высокому статному человеку. Вскоре его
стали называть Бородой, а иногда князем
Игорем. Было в его облике что-то от
былинного богатыря...
2 «Химия и жизнь» № 1
зз
А как весело, азартно проводил он
всевозможные совещания и заседания,
в которых не было недостатка. Добивался,
чтобы каждый четко и ясно высказал
собственное мнение, опрашивал
поочередно: «Ваше мнение? Твое мнение?» Если
ответ удовлетворял, следовало
неповторимое Курчатовское: «Пррравильно,
прравильно»,— с нажимом на протяженное
и раскатистое «р».
Любил и сам придумывал острые
смешные словечки и обороты. На одном из
заседаний обсуждали проект технического
устройства, требовавший привлечения
промышленности и — определенных денежных
затрат. «Сейчас позвоним рукребятам»,—
сказал Курчатов, набирая номер телефона.
Я наклонился к соседу и тихо спросил:
«Кто такие рукребята?» — «Сокращение —
руководящие ребята. Так он величает всех,
начиная от замминистра».
В 1948 году я впервые услышал
чудную Курчатовскую поговорку, не
требующую особых пояснений: «Одним матом
не расколешь атом!» Допускаю, что
сочинил ее не он сам, но к
рассматривавшемуся тогда вопросу поговорка была очень
кстати. По-моему, эти пять слов сделали бы
честь и Маяковскому.
Запомнилась фраза, сказанная им при
открытии первой конференции по
управляемому термоядерному синтезу
A955 год): «Большевики должны овладеть
секретом термоядерной энергии звезд и
солнца». Он очень верил, что недалеко
время, когда ученые смогут реализовать
энергию термоядерного синтеза не во
взрыве водородной бомбы, а в
лабораторных условиях.
Еще одно примечательное свойство
характера — в высшей степени
уважительное отношение к людям, к их повседневным
нуждам, поддержка и внимание к любой
теории или эксперименту, лишь бы они не
противоречили основным законам физики.
Июнь 1953 года выдался в Москве
жарким. Мы с группой физиков проводили
юстировку измерительного устройства,
одна часть которого была установлена на
стальном столе, вторая — на асфальте
вблизи цеха. Целый день все не ладилось.
Результаты измерений при контрольных
проверках заметно отличались друг от
друга. Игорь Васильевич наведывался
к нам каждые два-три часа. Стемнело.
И вдруг, как по мановению волшебной
палочки, измерения стали
воспроизводиться с хорошей точностью. К трем
часам утра мы обмерили значительную
часть деталей. В четыре утра звонок.
Игорь Васильевич спрашивал, как идут дела.
Ответили: «По непонятным причинам, но
ночью измерения идут отлично». — «А вам
не холодно?» — «Ничего, потерпим, до
утра уже немного времени». Спустя
четверть часа пришла машина. Нам
прислали четыре тулупа...
Утром измерения снова стали
неустойчивыми. Внезапно нас осенило: под
лучами июньского солнца асфальт
размягчается и ножки стального стола «тонут»
в нем. Это меняло взаимное расположение
частей установки. Проверка простая: обе
части установили на стальную плиту.
«Солнечный» эффект немедленно исчез, и
мы благополучно закончили измерения.
Приехавший Курчатов был очень доволен,
что все разрешилось так просто.
В ноябре 1957 года Курчатов был в
нашей лаборатории, подробно
интересовался всеми работами. Узнав, что мы
занимаемся исследованиями механизмов
вакуумного пробоя, попросил показать
фильм, кадры которого фиксировали рост
и развитие микроострий на поверхности
электрода в высоком вакууме под
действием электрического поля. В самом
начале своей работы в физико-техническом
институте он изучал условия
электрического пробоя тонкослойной изоляции. Хотя
со времени этих работ прошло около
тридцати лет, вопросы электрической
прочности продолжали его занимать.
МГНОВЕНИЯ
Счастье победы — счастье,
умноженное значительностью задачи и участием
в ее решении огромных коллективов, много
раз приходило к Игорю Васильевичу.
Вероятно, ему самому было трудно отдать
предпочтение той или иной победе разума
над силами природы. Открытие ядерной
изомерии. Спонтанное деление ядер урана.
Первый советский циклотрон,
заработавший в Радиевом институте в 1939 г.
Бело-голубой след ионизованных быстрыми
протонами атомов был предвестником
советских работ по искусственной
радиоактивности. В холодный декабрьский день
1946 года при выдвижении графитовых
стержней усердно застрочили счетчики,
окружавшие маленькую урановую сборку.
Этот день справедливо принято считать
датой рождения первого атомного
реактора на европейском континенте. А может
быть, ощущение полной победы пришло к
нему в знаменательное утро конца лета
1949 года, когда яркий свет вспышки
ядерного взрыва осветил дверь
железобетонного каземата. Еще до прихода
ударной волны и грозного раскатистого звука
взрыва короткое Курчатовское «вышло!»
возвестило о конце заокеанской монополии
на ядерное оружие.
Не менее торжественным, вероятно,
был день в 1954 году, когда под Москвой
заработала первая мирная атомная
электростанция. Огромное внутреннее
удовлетворение пришло к нему и летом
1956 года после доклада в Харуэлле о
первых советских работах по управляемому
термоядерному синтезу. Мировая пресса
откликнулась на доклад русского
профессора почти таким же потоком статей
и публикаций, как и после первого
атомного испытания в Советском Союзе.
34
Нельзя сравнивать накал этих и
других звездных минут в биографии
Курчатова. Вперед и только вперед — было
его девизом. С открытым забралом этот
мужественный и обаятельный человек вел
к вершинам своей науки армию ученых,
инженеров, десятки исследовательских
организаций и заводов. Менее полутора
десятилетий разделяют пуск первого
атомного реактора и последний час его жизни.
Но каждый, кто работал рядом с ним или
под его руководством, запомнит эти годы
как самые счастливые.
ПОСЛЕДНЕЕ УТРО
Хочу со слов Марии Николаевны
Харитон* рассказать о последних часах
жизни Игоря Васильевича. Слушая ее,
кажется, что сам присутствовал в
подмосковном санатории «Барвиха» в тот
роковой день 7 февраля 1960 года.
Игорь Васильевич приехал в Барвиху
навестить Харитонов в воскресенье утром.
Он был в отличном настроении. После
взаимных приветствий прошелся несколько
раз по комнате и, увидев в углу приемник,
нажал одну из кнопок на его шкале.
Раздались звуки старого вальса. Курчатов
спросил:
— Мария Николаевна, как вы думаете,
сколько лет мы знакомы?
— Лет тридцать, Игорь Васильевич.
В одном доме на Ольгинской в
Ленинграде десять лет прожили — с 1931-го
по 41-й.
— А когда мы с вами последний раз
вальсировали?
— Право, не помню.
— Так давайте — потанцуем...
Вероятно, в это время уже
действовал хронометр обратного счета, который
столько раз слышал Курчатов во время
испытаний: осталось 15 минут, осталось
14 минут... Но никто из присутствующих
не слышал этот страшный счет.
Они делают несколько па у стола.
Музыка кончилась. Игорь Васильевич
подводит свою даму к креслу. Он говорит:
— Знаете, Мария Николаевна, какое
я испытал позавчера наслаждение? Еду
в пятницу по улице Герцена и вдруг вижу
около Консерватории большое объявление.
Дают реквием Моцарта. Не слышал этой
поразительной музыки еще с Ленинграда.
Останавливаю машину, иду в кассу. Никаких
билетов, разумеется, нет. Я — к
администратору.
— Что вы, за три недели до концерта
все места распроданы. Достаю документы,
* М. Н. Харитон скоропостижно скончалась в
1977 году, когда был закончен первый вариант
этой статьи. Оиа была талантливым и интересным
человеком, близко знавшим многих физиков,
писателей, музыкантов. Стремясь сохранить живой
образ этой замечательной женщины, автор излагает
ее воспоминания в настоящем времени, как то
имело место в первоначальной редакции рукописи.
нажимаю. Выбил все-таки билет в шестом
ряду. Какая это нечеловеческая, неземная
музыка! Одно «Лякримозо» чего стоит!
Нет ли у вас пластинок этого музыкального
чуда?
— Конечно есть.
— Когда вернетесь в Москву,
обязательно позвоню и пришлю за ними. Очень
хочется еще раз послушать.
И вдруг, совсем озорно:
— Мария Николаевна, пожалуйста,
помогите решить половой вопрос.
— Какой, какой, Игорь Васильевич?
— Никак не могу выбрать линолеум,
чтобы застелить пол в новом лабораторном
зале. Хочу посоветоваться с вами...
И тут же из портфеля на стол
вытряхиваются разноцветные квадратики
линолеума.
Курчатов надевает пальто, берет под
руку Харитона.— «Давайте, Юлий
Борисович, погуляем немного и поговорим о
делах»... А хронометр неслышно
продолжает отстукивать обратные минуты.
Они выходят в парк. День морозный,
солнечный. Голые ветки деревьев
припорошены сверху снегом. Игорь Васильевич
выбирает скамейку и смахивает снег для
себя и Харитона.
— Вот здесь и посидим.
Юлий Борисович начинает рассказ о
результатах последних исследований.
Всегда живо реагирующий Курчатов почему-то
молчит. Внезапная тревога охватывает
Юлия Борисовича. Он быстро
поворачивается к Игорю Васильевичу и видит, как у
него стекленеют глаза. «Курчатову плохо!»
— громко кричит Харитон. Прибегают
секретари, отдыхающие, врачи. Поздно.
Маленький сгусток крови перекрыл просвет
сердечной артерии. Хронометр обратного
счета достиг нулевой отметки.
Остановилось сердце, прекратилась работа
мысли.
Игорь Васильевич прожил всего
57 лет, куда меньше средней
продолжительности жизни...
Вклад Курчатова в создание и
развитие советской атомной науки — подвиг,
быть может, единственный в своем роде.
Как вся его жизнь.
В. А. КРАЙНИЙ
2*
ИЮПАК —
между народное
содружество
ученых
На период 1981 — 1983 гг.
президентом ИЮПАК стал
известный специалист в области
химической физики и
спектроскопии профессор
Сабуро Нагакура (Япония).
Международный союз теоретической и прикладной
химии ИЮПАК (International Union of Pure and Applied
Chemistry) был основан в 1919 г. для того, чтобы
объединить усилия химиков в решении задач, требовавших
международного согласования и контроля. К этим задачам
в первую очередь относился поиск общего языка для
химиков — языка унифицированного,
стандартизированного, который облегчал бы общение специалистов друг
с другом и помог бы преодолеть разночтения,
существовавшие в символике, терминах, единицах измерения.
За первые десять лет существования в новый союз
вступили тридцать стран. Сейчас он объединяет научные
общества 44 государств. Нашу страну представляет
Академия наук СССР, при которой для связи с ИЮПАК учрежден
Национальный комитет советских химиков. Видные
деятели советской науки — академики AJ H. Несмеянов,
Б. А. Казанский, В. Н. Кондратьев, Н. М. Эмануэль —
в разные годы входили в руководящие органы ИЮПАК.
В 1967—1969 гг. академик В. Н. Кондратьев возглавлял
союз, будучи его президентом. С 1979 г. в бюро ИЮПАК
работает академик В. А. Коптюг. Более сорока советских
ученых, не только химиков, но и биологов, медиков,
технологов, физиков, принимают участие в работе
многочисленных комитетов, отделений, комиссий.
Среди разнообразных функций, выполняемых
ИЮПАК, есть три постоянные, наиболее важные. Прежде
всего, это стандартизация номенклатуры и терминологии.
Сегодня, когда число описанных в литературе
химических соединений превысило пять с половиной миллионов
и когда ежедневно синтезируются все новые соединения,
было бы просто бессмысленно присваивать им
произвольные названия. Номенклатура химических соединений
должна строиться по определенным правилам, а химик
должен эти правила знать и им подчиняться — иначе
невозможен даже обычный обмен информацией, не
говоря уже о машинной обработке данных. ИЮПАК как раз
и вырабатывает правила систематической номенклатуры
и терминологии. После обсуждения и утверждения эти
правила становятся обязательными для всех.
Для того чтобы результаты, полученные в разных
лабораториях, можно было сравнивать между собой и
использовать для новых исследований, необходимы
доступные стандартные методы анализа состава и строения
веществ и определения микропримесей. Несколько
комиссий ИЮПАК предлагают такие методики после
тщательной их экспериментальной проверки, а также дают
рекомендации по изложению научных данных в печати.
Важную роль играет ИЮПАК в критической оценке
сведений, разбросанных по миллионам страниц
периодической литературы. На основе этой оценки составляются
международные справочники, таблицы и банки данных.
Все эти разработки находят применение как в
фундаментальной химической науке, так и в прикладных
областях — биотехнологии, охране окружающей среды,
использовании пестицидов, в химической, медицинской,
пищевой, парфюмерной промышленности. В последнее
время в сферу интересов ИЮПАК вошли такие проблемы,
как рациональное использование природных ресурсов,
поиски новых источников энергии и сырья, развитие
сельскохозяйственного производства и здравоохранения.
Отчеты всех рабочих подразделений и
руководящих органов заслушиваются каждые два года на
Генеральной ассамблее. Избираемый на ассамблее вице-президент
через два года занимает пост президента ИЮПАК,
3. САМОЙЛОВА,
ученый секретарь
Национального комитета советских химиков
36
ИнТ( ;у.шг
Профессор
Нагакура:
«Химия
среди наук —
председатель»
В сентябре прошлого года президент
Международного союза теоретической
и прикладной химии (ИЮПАК) профессор
С. Нагакура приезжал в Москву.
Корреспонденты «Химии и жизни» встретипись
с ним и задали несколько вопросов.
В июньском номере «Химии и жизни» за
1982 год был опубликован перевод статьи
Н. Холдена, председателя одной из комиссий
ИЮПАК. Статья' называлась «Атомный вес:
быть нли не быть?» и касалась вопроса о том,
следует ли называть атомный вес элемента, как
и прежде, атомным весом или же впредь
следует использовать термин «атомная масса»,
как более строго отвечающий духу
международной системы единиц (СИ). Автор отмечал,
что вопрос этот имеет принципиальное научное
значение и придерживался той точки зрения,
что прежний термин более верно отражает суть
дела.
Я тоже считаю, что и впредь следует
употреблять термин «атомный вес». Он
давно и успешно используется учеными
разных стран, к нему уже давно все
привыкли и, наконец, это правильный термин.
Проблема унификации терминов
чрезвычайно злободневна для химиков,
как, впрочем, и для всей науки. Поэтому
мы с высокой ответственностью
подходим к решению подобных вопросов и
рассматриваем их как одну из важнейших
задач нашего союза. Занимаемся мы и
стандартизацией научной символики.
Единообразные, нсеми одинаково
понимаемые символы и термины — лишь
частичная проблема научного языка. В старину
все ученые писали свои работы по-латыни и
все прекрасно понимали друг друга. Теперь
же для того, чтобы быть в курсе научных
событий, необходимо владеть сразу
несколькими иностранными языками. Но изучить,
например, японский язык—дело нелегкое. Кстати,
не так давно мы публиковали краткий курс
японского для химиков, сейчас «Химия и
жизнь» публикует краткий курс эсперанто.
Что-"вы думаете об использовании этого
международного языка в качестве универсального
языка наукн?
У большинства народов мира наука
представляет собой часть национальной
культуры. И как таковая должна
строиться на основе языка той страны, в которой
развивается. То есть для размышлений,
для текущей работы ученые должны
пользоваться своим родным языком.
Конечно, чтобы общаться с коллегами из
других стран, они вынуждены время от
времени переходить на какой-то общий
язык. Но практика показала, что тут
ничего но во го не надо и зобре тать: и стори-
чески сложилось так, что во многих
международных организациях официальным
языком служит английский; иногда не
менее успешно используется французский.
Эти языки, как мне кажется, пока что
успешно справляются со своей ролью.
Перед тем как прибыть в Москву,
вы посетили новосибирский Академгородок,
где наука начала формироваться лишь какие-
нибудь четверть века назад. Каковы ваши
впечатления об этом молодом исследовательском
центре?
Мне представляется, что
новосибирский Академгородок — это четко
работающий научный организм. И конечно,
впечатляет быстрое развитие в Сибири
экономики и культуры.
Сибирское отделение Академии
наук — весьма мощная организация,
построенная по строго продуманному плану,
вносящая крупный вклад в развитие как
фундаментальных, так и прикладных
отраслей знания, а также подготовку
молодых специалистов.
Насколько я знаю, в Советском
Союзе наука и промышленность развиваются
часто независимо друг от друга; не
вдаваясь в подробности, замечу лишь, что в
этом есть как положительные, так и
отрицательные стороны. Но в Новосибирске
подготовка специалистов для промышленности
гармонично сочетается с работой
академических учреждений, и мне это
представляется чрезвычайно важным. И еще
что важно: институты Сибирского
отделения отличаются прекрасным приборным
оснащением. Но самое главное мое
наблюдение: все это базируется на очень
добротных научных идеях. Это действительно
важно. Ведь можно купить самое дорогое
и самое совершенное оборудование, но
научные идеи, позволяющие с толком
использовать это оборудование, не купить
ни за какие деньги...
На меня вообще произвел глубокое
впечатление тот уровень, на котором
ведутся работы в Сибирском отделении.
Очень ценен комплексный,
интегрированный подход к развитию химических
исследований. Это имеет фундаментальное
значение, так как обеспечивает прикладной
науке и технологии эффективную
помощь со стороны теории, академической
науки.
Каково место химии в современной
мировой науке? Что доброго может дать она, как
и вся наука в целом, обществу и каждому
человеку?
Один мой знакомый говорит, что
химия среди наук — председатель. И я с
этим согласен. Химия берет у физики
фундаментальные, принципиально важные
идеи, трансформирует их и затем передает
другим отраслям знания, служит как бы
связующим звеном между ними. Образно
говоря, химия восседает в центре, по одну
сторону от нее — "физика, математика,
по другую — биология, геология и другие
науки.
Я думаю, что в будущем эта
связующая роль химии еще усилится, а
центральное место так за ней и сохранится.
Химия — наука о молекулах. А молекулы,
быть может, один из важнейших объектов,
с которыми имеет дело наука вообще и
с которыми неизбежно имеют дело все
люди без исключения... Именно через
исследования молекул преломляются
важнейшие проблемы, с которыми
сталкиваются современное естествознание и
современная техника. И нет сомнений в том, что
такое положение сохранится и в
дальнейшем.
Как я уже говорил, культура всех
стран включает в себя и науку. И наука,
разумеется, вносит немалый вклад в
развитие всего человеческого рода,
способствует повышению жизненного уровня.
Если исключить науку из нашей культуры,
то едва ли разрешимой окажется задача
адаптации человечества к непрерывно
меняющимся внешним условиям. Так было
в прошлом, так останется и в будущем.
Но, разумеется, развитие науки
необходимо согласовывать с потребностями
цивилизации; надо сделать так, чтобы
развитие науки не вредило человечеству, что,
к сожалению, иногда случалось, да
случается и сейчас.
Вот почему я придаю огромное
значение новому направлению деятельности
ИЮПАК — программе КЭМРОН
(CHEMRAWN), принятой в 1975 году.
Название ее расшифровывается как «Chemical
Research Applied to World Needs».
To есть речь идет о химических
исследованиях, направленных на решение
глобальных проблем. Первую
конференцию по этой программе мы собрали в
1978 году в Канаде, в Торонто: на этой
конференции представители
академической и прикладной науки, работники
промышленности и политические деятели
многих стран мира совместно обсуждали
проблему горючего, проблему
нефтяного сырья и выработали рекомендации,
обращенные к правительствам стран, для
которых зти вопросы стоят особо остро.
В 1982 году в Маниле, на Филиппинах,
состоялась вторая конференция КЭМРОН:
«Химия, сельское хозяйство и снабжение
продуктами питания».
И то, что научные работники всего
мира принимают активное участие в
решении этих животрепещущих проблем
современности, как раз и отвечает на вопрос —
что доброго несет наука людям.
Информация
р
Г^1
' I'
i
1
n
ы
n
u
m
ш
r*
hJ
В ИЮПАК
В 1983 году
Международный союз теоретической и
прикладной химии (ИЮПЛК)
проводит следующие научные
встречи:
29-й Международный
конгресс по теоретической и
прикладной химии (Кельн,
ФРГ, 4—12 июня);
23-й Международный
коллоквиум по спектроскопии
(Амстердам, Нидерланды,
26 июня — 1 июля);
24-й Пражский
микросимпозиум по
макромолекулам: сополимеры, их
структура и свойства в растворах
(Прага, ЧССР, 11—14 июля);
25-й Пражский
микросимпозиум по
макромолекулам: обработка и
стабильность углеводородных
полимеров (Прага, ЧССР, 18—21
июля);
2-й Международный
симпозиум по клинической
химии и химической
токсикологии металлов (Монреаль,
Канада, 20—23 июля);
9-й Международный
конгресс по химии
гетероциклических соединений
(Токио, Япония, 21—26 августа);
2-й Симпозиум по химии
метал лоорганических
соединений, используемых в
органическом синтезе (Дижон,
Франция, 28 августа — 1
сентября);
6-й Международный
симпозиум по катионной
полимеризации и родственным
процессам (Бельгия, 30
августа — 2 сентября);
29-й Международный
симпозиум по макромолеку-
лярной химии (Бухарест, СРР,
5—9 сентября);
Международная
конференция по
Фурье-спектроскопии (Дерхэм,
Великобритания, 5—9 сентября).
ПОПРАВКИ
В заметке «Шесть молей
метана — моль бензола»,
опубликованной в № 9 за 1982 год под
рубрикой «Последние известия», в
составе авторского коллектива
пропущен доктор химических иаук
Б. К. Нефедов.
В № 12, на стр.88, в
последней колонке, неверно напечатана
формула недавно полученного
соединения осмия. Следует читать:
H2Osl0(COJ4.
38
Технология и природа
Будет
кисленький
дождь...
Дождь гулко
барабанил по крыше пустого
дома.
Р. БРЭДБЕРИ.
Будет ласковый дождь.
Норвегия — страна
рыбацкая. Рыбу норвежцы
ловят не только в открытом
море, но и в озерах,
которых в стране двести тысяч.
Но вот в середине 50-х
годов норвежцы стали
замечать, что рыбы в озерах
становится все меньше.
Долго пытались они понять,
что происходит, и только
в 60-х годах выяснилось,
что виноваты дожди: было
доказано, что дождевая
вода здесь содержит
кислоты, которые губительно
действуют на обитателей
пресноводных водоемов.
А когда стали
разбираться, откуда эти кислоты
берутся, выяснилось, что
главный их источник —
газы, которые попадают в
воздух при работе
теплоэлектростанций и заводов.
Вызываемые ими
экологические нарушения,
впервые замеченные в озерах
Норвегии, приобрели
глобальный характер и
достигли такого масштаба, что
представляют серьезную
опасность для всей
биосферы.
305-метровые трубы
теплоэлектростанции
в Камберленд-Сити
(Теннесси, США)
выбрасывают вредные
газы на большую
высоту, откуда ветры
разносят их за сотни
к ил ом етров. Фото
из журнала
«Scientific American»
39
КИСЛОТА В ВОЗДУХЕ
При сжигании любого ископаемого
топлива — будь то уголь, горючий
сланец или мазут — в составе
выделяющихся газов всегда обнаруживаются окислы
серы и азота. В зависимости от состава
топлива их может быть меньше, а может быть и
больше. Когда-то высокосернистые угли и
мазуты, дающие особенно богатые
сернистым газом выбросы, почти не
использовались в качестве топлива; однако теперь
такая привередливость все чаще
оказывается не по карману тем странам, где
особенно остро стоит проблема
энергетических ресурсов. Еще в 1950 г.
теплоэлектростанции США выбрасывали в воздух около
5,4 млн. тонн двуокиси серы, а 25 лет спустя
эта цифра увеличилась до 18,6 млн. тонн.
Эти-то миллионы тонн окислов,
выбрасываемые в атмосферу, и превращают
выпадающие дожди в слабый (а иногда
не очень слабый) раствор кислот.
Сама по себе дождевая вода,
образующаяся при конденсации водяного пара,
должна бы иметь нейтральную реакцию,
то есть рН 7 (рН — показатель,
характеризующий кислотные или щелочные
свойства растворов). Но даже в самом чистом
воздухе всегда есть углекислый газ, и
дождевая вода, растворяя его, чуть
подкисляется (рН 5,6—5,7). А вбирая в себя кислоты,
образующиеся из окислов серы и азота,
дождь становится заметно кислым.
Например, в северо-восточной части США, в
промышленных штатах Новой Англии, рН
дождевой воды составляет, как правило,
уже от 3 до 4. Не такое уж, казалось бы,
существенное изменение, но дело в том,
что шкала рН логарифмическая, а значит,
уменьшение рН на одну единицу означает
увеличение кислотности в 10 раз, на две
единицы — в 100 раз и т. д. А мировой
рекорд по части кислого дождя пока что
принадлежит шотландскому городку Пит-
лохри, где 10 апреля 1974 года выпал дождь
с рН 2,4 — это уже не вода, а что-то
вроде столового уксуса!
КИСЛОТА В ВОДЕ
Во всяком пресноводном озере вода,
по определению, должна быть именно
пресная. Чаще всего она имеет даже слегка
щелочную реакцию — рН до 8,0, потому
что всегда содержит катионы: они
вымываются из почвы и подстилающих горных
пород, а также образуются (как, например,
NH^ при разложении органических
остатков. К такому составу воды и
приспособились обитатели рек и озер, от бактерий
и водорослей до юркой форели.
Что же происходит, когда на
поверхность озера систематически, из года в год,
проливаются кислые дожди?
Первое время вода сохраняет
щелочную реакцию благодаря естественным
буферным свойствам — способности
нейтрализовать поступающую в нее кислоту.
Однако возможности буферных систем не
во всех озерах одинаковы: они сильно
зависят от свойств подстилающих пород, от
мощности почвенного слоя и состава почвы
вокруг озера. И даже достаточно мощные
буферные системы не могут бесконечно
долго нейтрализовать все новые и новые
порции кислот, поступающие в воду.
Понемногу озеро начинает подкисляться, и
тут для всех его обитателей наступают
тяжелые времена. Вот как описывает судьбу
такого озера американская
исследовательница С. Уэст:
«При рН 7,0, когда вода приобретает
нейтральную реакцию, в ней начинает
падать содержание кальция. На
нерестилищах, примыкающих к озеру, гибнет икра
некоторых земноводных — вероятно, из-за
того, что определенная концентрация
кальция необходима зародышам.
При рН 6,6 начинают погибать улитки.
При рН 6,0 исчезают пресноводные
креветки, погибает икра остальных
земноводных.
При рН от 6,0 до 5,5 быстро
сокращается численность и видовое
разнообразие живых существ. По мере гибели
бактерий, разлагающих органику, на дне озера
начинают скапливаться отмершие листья
и другие органические остатки. Гибнет
планктон, составляющий основу пищевой
пирамиды. Нарушенное кальциевое
равновесие у одних рыб нарушает перенос ионов
через жаберные мембраны, у других
приводит к потере способности образовывать
икру. Из донных осадков и окружающих
почв начинают выщелачиваться токсичные
металлы: алюминий, ртуть, свинец, кадмий,
олово, бериллий, никель. Часто они
оказываются более опасными, чем сама по себе
высокая кислотность: многие рыбы
способны выжить в растворе, имеющем рН 5,9,
но в присутствии алюминия погибают от
повреждений жабр, вызываемых его
токсическим действием. Ртуть при рН ниже
6,0 переходит в органическую форму и в
таком виде легко проникает в организм
рыб, отравляя и их самих, и тех, кто ими
питается.
При рН ниже 5,5 бурно развиваются
кислотолюбивые мхи, грибы и нитчатые
водоросли, которые заглушают почти всю
остальную водную растительность.
Продолжают вымирать новые и новые виды
рыб, в том числе щуки и окуни.
При дальнейшем снижении рН в воде
появляется новый обитатель — сухопутный
мох сфагнум, который в этих условиях
прекрасно себя чувствует и ведет себя как
настоящее водное растение. Это приводит
к дальнейшей гибели фауны, потому что
сфагнум для нее несъедобен. К тому же
он извлекает из воды кальций, еще больше
изменяя ее химический состав.
Когда рН достигает 4,5, рыбы в озере
уже *не остается. Гибнут лягушки, многие
насекомые. Вода в озере выглядит чистой
и прозрачной, потому что в ней уже
вымерли все микроорганизмы, и попадающие в
40
2 3 4
атмосферные осадки
К'-
дождь
10.IV.1974
в Пнтлохрн
[Шотланднл] вода норвежсннх озер:
Химически чистая вода имеет
нейтральную реакцию — рН 7;
дождевая вода, растворившая в себе
углекислый газ из воздуха, но не
загрязненная промышленными
выбросами,—рН 5,6—5,7; рН кислых
дождей может достигать 2,4
нее органические остатки нетронутыми
ложатся на дно. Сфагнум, некоторые
водоросли и грибы образуют на дне плотный
ковер, который препятствует поступлению
питательных веществ из донных осадков
в воду. Под этим ковром постепенно
иссякают запасы кислорода и начинают
развиваться бактерии-аназробы, выделяющие
углекислый газ, метан и сероводород».
Вредное действие кислых дождей
ощущают на себе, конечно, не только
озера. Страдают от них и почвы, и
растительность. Правда, эта сторона дела изучена
гораздо хуже, но уже сейчас известно, что
опасность здесь грозит не меньшая. В
Швеции продуктивность лесов на
протяжении последнего десятилетия неуклонно
падает из-за кислых дождей — каждый
год примерно на 1%. А в Центральной
Европе усыхание и гибель деревьев по той
же причине наблюдаются на территории
\ более миллиона гектаров. В почвах при
i повышении кислотности ускоряется вымы-
i вание питательных веществ, гибнут по-
i лезные микроорганизмы, в том числе азот-
) фиксирующие: среднее число клубеньков
ч на корнях бобовых при уменьшении рН
1 почвенного раствора с 6,0 до 3,2 снижается
п почти втрое. Кислые дожди сводят на нет
а все усилия земледельцев по борьбе с за-
м кислением почв, а на это тратятся немалые
э силы и средства.
ПОДАРОК ОТ СОСЕДЕЙ
А теперь вернемся к тем норвежским
;о озерам, где были впервые замечены приз-
Ь 6 7 8 рН
1951- 1960
1971-19ДР
наки надвигающегося бедствия. Почему
именно Скандинавия стала его первой
жертвой? Неужели здесь так много заводов и
теплоэлектростанций, выбрасывающих в
воздух сернистый газ и окислы азота?
Заводы, конечно, есть и здесь,
только дело не в них. Кислые дожди,
выпадающие над Скандинавией, берут начало
далеко за ее пределами: этот подарок
приносят норвежцам и шведам циклоны,
зарождающиеся в Атлантике и проходящие
над Британскими островами и Северной
Европой. Там они вбирают в себя десятки
и сотни тысяч тонн окислов,
выбрасываемых трубами Шеффилда, Бирмингема,
городов Рура. А над гористой Скандинавией
влажные воздушные массы проливаются
дождями. С этими-то дождями и
обрушивается на землю значительная часть
принесенных с запада кислот. На территории
Норвегии каждый год выпадает 56 тысяч
тонн серы, и три четверти этой серы, по
подсчетам скандинавских ученых,—
импортного происхождения.
Скандинавия — не единственное
место, где ощущаются последствия подобных
процессов. От них страдают и многие
районы американского континента, которые, на
свою беду, расположены с подветренной
стороны от крупных промышленных
центров. Кислые дожди регулярно выпадают
на всей территории США восточнее
Миссисипи, на всей территории Канады
восточнее провинции Манитоба.
Горькую (или кислую?) судьбу
скандинавских озер разделяют водоемы Ади-
рондакских гор на востоке США. В 1975
году в 111 из 214 исследованных озер вода
имела рН ниже 5,0; неудивительно, что
в 82 из них не было обнаружено ни одной
рыбешки. А еще четыре года спустя таких
мертвых озер оказалось уже 170.
И в Америке кислые дожди
пересекают государственные границы. Канадские
власти давно добиваются от правительст-
41
венных органов США принятия мер,
ограничивающих газовые выбросы предприятий,
особенно электростанций, работающих на
угле, из которых в США лишь менее 10%
имеют газоочистные установки. Но все
усилия пока безуспешны, потому что такие
меры невыгодны промышленникам. В
сенате США было внесено несколько
законопроектов, предусматривающих сокращение
выброса в атмосферу сернистого газа, но,
как писал западногерманский журнал
«Шпигель», «шансы на принятие этих
законопроектов ничтожны, ибо правительство
Рейгана и политики из штатов Среднего
Запада поддержали точку зрения
промышленности». Больше того, недавно Агентство
по охране окружающей среды США
объявило о своем намерении разрешить почти
двум десяткам электростанций Среднего
Запада, работающих на угле, увеличить на
25% выбросы окислов серы и азота.
Канадцы подсчитали, что из-за этого кислых
дождей у них будет выпадать вдвое больше.
Заметим, что эти самые ядовитые
вещества, от которых так стремятся
избавиться хозяева заводов и
электростанций, при других обстоятельствах, при
разумной постановке дела могли бы принести
не вред, а пользу. Вспомните: «В химии
нет грязи; грязь — это химическое
соединение в неподходящем для него месте».
«Грязь», которая вылетает из заводских
труб,— это прежде всего окислы серы,
которую промышленность потребляет во
все возрастающем количестве. Чтобы
изготовить автомобиль, нужно 14 кг серы;
чтобы произвести тонну целлюлозы, серы
нужно потратить больше 100 кг, а чтобы
получить тонну серной кислоты — «хлеба»
химической промышленности,— около
300 кг. Сера или ее соединения
используются в производстве 88 из 150
важнейших химических продуктов. И вот, вместо
того чтобы быть извлеченной из газовых
выбросов,— а техническая возможность
для этого существует,— эта сера загрязняет
атмосферу над целыми континентами, губит
леса и отравляет озера...
ВСЕ ВЫШЕ, И ВЫШЕ, И ВЫШЕ
Зоны кислых дождей продолжакл
расширяться. Не только потому, что все
больше угля и нефти сжигается в топках
заводов и электростанций, и не только
потому, что все чаще идут в ход
высокосернистые сорта топлива. Есть еще одно
обстоятельство, из-за которого именно в
последние годы заметно усилились процессы
дальнего атмосферного переноса загрязнений.
Толчком к этому послужило, как ни
странно, ужесточение мер по охране
воздушной среды от газовых выбросов. Чтобы
уменьшить загрязнение атмосферы
поблизости от источников таких выбросов, во
многих странах были введены строгие
предельные нормы содержания окислов серы
и азота в воздухе над местностью,
непосредственно прилегающей к заводу или
электростанции. Мера, казалось бы,
правильная и разумная. Но...
Вскоре выяснилось, что есть два
способа соблюсти эти нормы. Можно
улавливать вредные газы, но это дело сложное и
дорогое. А можно вместо всяких
газоулавливающих установок построить
всего-навсего... трубу повыше — чтобы вредные газы
выбрасывались не в приземные слои
атмосферы, а в более высокие, где ветер
разнесет их во все стороны, разбавит
чистым воздухом, и концентрация загрязнений
вблизи завода удовлетворит самых строгих
контролеров.
Плохо одно: отравление атмосферы
от этого, увы, не прекращается. Ядовитых
веществ из высокой трубы вылетает ровно
столько же, сколько из низкой, они просто
выбрасываются дальше и вредят не здесь
же, под боком, а где-то там, на
неопределенном расстоянии.
Ясно, что высокие трубы — не выход.
И тем не менее в промышленно развитых
странах трубы-гиганты растут как грибы.
В 1955 году в США было только две трубы
выше 180 метров; сейчас ниже этого трубы
почти и не строят, а в последние годы не
редкостью стали и 300-метровые. Их
владельцам, вероятно, не приходит в голову
избавляться от своего домашнего мусора,
выбрасывая его через забор на соседский
газон, а ведь домашний мусор — сущие
игрушки по сравнению с тысячами тонн
сернистого газа и окислов азота!
Самая высокая в мире на сегодняшний
день труба — больше 400 метров —
возвышается над медно-никелевым
комбинатом в канадском городе Садбери. В эту
трубу вылетает около 1 % всей серы,
попадающей в атмосферу нашей планеты из
всех существующих источников, природных
и рукотворных (включая и вулканы,
сколько их есть на Земле). К началу 70-х годов,
когда была построена «супертруба»,
газовые выбросы комбината превратили в
пустыню всю окружающую местность:
деревья в окрестностях Садбери низкорослы
и уродливы, подлесок в пригородных лесах
почти совсем не растет. Теперь воздух
здесь стал чище, но выбросы меньше не
стали. В ясные дни даже в 120 км от
Садбери бывают видны в небе отдельные
желтые клочья ядовитого дыма, плывущие
по ветру из этой самой трубы...
Растут над заводами исполинские
трубы, уходят все выше и выше в небо,
извергая миллионы тонн окислов. А где-
нибудь за сотни, а может быть, за тысячи
километров в озере пропадает форель,
умолкают лягушки и над
мертвенно-прозрачной водой накрапывает из набежавшей
тучки кисленький дождь.
А. ИОРДАНСКИЙ
42
В ноябре 1979 г. в Женеве состоялось созванное по инициативе Советского Союза
Общеевропейское совещание на высоком уровне по сотрудничеству в области охраны
окружающей среды, где было принято несколько важных документов, определивших
основные направления совместной работы стран Европы по борьбе с загрязнением
среды. Один из таких документов — «Декларация о малоотходной и безотхрдной
технологии и использовании отходов» — был напечатан в «Химии и жизни» A980,
№ 4]. В этом номере мы публикуем (в сокращении) текст принятой на совещании
Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, участниками
которой стали 34 европейских страны, а также США и Канада.
Конвенция
о
трансграничном
загрязнении
воздуха
на большие
расстояния
Стороны настоящей
Конвенции,
преисполненные
решимости содействовать
развитию связей и
сотрудничества в области охраны
окружающей среды,
сознавая важность
деятельности Европейской
экономической комиссии
Организации
Объединенных Наций для укрепления
таких связей и
сотрудничества, в частности в области
борьбы с загрязнением
воздуха, включая перенос
загрязнителей воздуха на
большие расстояния,
признавая вклад
Европейской экономической
комиссии в
многостороннее осуществление
соответствующих положений
Заключительного акта
Совещания по безопасности
и сотрудничеству в Европе,
учитывая положения
главы Заключительного
акта Совещания по
безопасности и сотрудничеству
в Европе, касающейся
окружающей среды, в
которых содержится призыв к
сотрудничеству в области
борьбы с загрязнением
воздуха и его
последствиями, включая перенос
загрязнителей воздуха на
большие расстояния, а
также к разработке путем
международного
сотрудничества широкой программы
мониторинга и оценки
переноса загрязнителей
воздуха на большие
расстояния, начиная с двуокиси
серы, с возможным
охватом в дальнейшем других
загрязнителей,
принимая во
внимание соответствующие
положения Декларации
Конференции Организации
Объединенных Наций по
проблемам окружающей
человека среды, и в
частности принцип 21, в
котором выражается общая
убежденность в том, что
в соответствии с Уставом
Организации
Объединенных Наций и принципами
международного права
государства имеют
суверенное право разрабатывать
свои собственные ресурсы
согласно своей политике в
области окружающей
среды и несут
ответственность за обеспечение того,
чтобы деятельность в
рамках их юрисдикции или
контроля не наносила
ущерба окружающей
среде других государств или
районов за пределами
действия национальной
юрисдикции,
признавая
существование возможных
отрицательных последствий —
как в краткосрочном, так
и в долгосрочном плане —
загрязнения воздуха,
включая трансграничное
загрязнение воздуха,
выражая
озабоченность по поводу того, что
ожидаемое согласно
прогнозам повышение
уровня выбросов
загрязнителей воздуха в регионе
может усугубить такие
отрицательные последствия,
признавая
необходимость изучения
последствий переноса
загрязнителей воздуха на
большие расстояния и
необходимость поисков решений
выявленных проблем,
подтверждая свою
готовность усилить
активное международное
сотрудничество с целью
разработки соответствующих
национальных мероприятий
и посредством обмена
информацией, консультаций,
научно-исследовательской
деятельности и
мониторинга координировать
национальные меры по борьбе с
загрязнением воздуха,
включая трансграничное
загрязнение воздуха на
большие расстояния,
согласились о
нижеследующем:
43
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Статья 1
Для целей настоящей Конвенции:
а) «загрязнение воздуха» означает введение человеком, прямо или косвенно,
веществ или энергии в воздушную среду, влекущее за собой вредные последствия
такого характера, как угроза здоровью людей, нанесение вреда живым ресурсам,
экосистемам и материальным ценностям, а также нанесение ущерба ценности ландшафта
или помехи другим законным видам использования окружающей среды; определение
«загрязнения воздуха» понимается соответствующим образом;
Ь) «трансграничное загрязнение воздуха на большие расстояния «означает
загрязнение воздуха, физический источник которого находится полностью или частично в пределах
территории, находящейся под национальной юрисдикцией одного государства, и
отрицательное влияние которого проявляется на территории, находящейся под юрисдикцией
другого государства, на таком расстоянии, что в целом невозможно определить долю
отдельных источников или групп источников выбросов.
ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ПРИНЦИПЫ
Статья 2
Договаривающиеся Стороны, учитывая должным образом соответствующие факты и
проблемы, выражают решимость охранять человека и окружающую его среду от
загрязнения воздуха и будут стремиться ограничивать и, насколько это возможно, постепенно
сокращать и предотвращать загрязнение воздуха, включая его трансграничное загрязнение
на большие расстояния.
Статья 3
В рамках настоящей Конвенции Договаривающиеся Стороны посредством обмена
информацией, консультаций, научно-исследовательской деятельности и мониторинга
разработают возможно скорее политику и стратегию в качестве средств борьбы с выбросами
загрязнителей воздуха, принимая во внимание усилия, уже прилагаемые на национальном
и международном уровнях.
Статья 4
Договаривающиеся Стороны обмениваются информацией и рассматривают свою
политику, научную деятельность и технические меры, направленные на борьбу, по мере
возможности, с выбросами загрязнителей воздуха, которые могут иметь отрицательные
последствия, способствуя, таким образом, уменьшению загрязнения воздуха, включая
трансграничное загрязнение воздуха на большие расстояния.
Статья 5
По соответствующему требованию на ранней стадии проводятся консультации
между, с одной стороны, Договаривающимися Сторонами, на которые фактически
распространяются неблагоприятные последствия трансграничного загрязнения воздуха на большие
расстояния или которые подвержены значительному риску наступления таких последствий,
и с другой — Договаривающимися Сторонами, в пределах которых и под юрисдикцией
которых возникает или может возникнуть значительная доля трансграничного загрязнения
воздуха на большие расстояния в связи с осуществляемой или предусматриваемой ими
деятельностью.
РЕГУЛИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ВОЗДУХА
Статья 6
Принимая во внимание статьи 2—5, проводимые исследования, обмен информацией
и мониторинг и их результаты, стоимость и эффективность местных и прочих мер и в целях
борьбы с загрязнением воздуха, которое, в частности, связано с новыми или
реконструированными предприятиями, каждая Договаривающаяся Сторона обязуется разрабатывать
наилучшую политику и стратегию, включая системы регулирования качества воздуха, и как
их составную часть — меры по борьбе с его загрязнением, совместимые со
сбалансированным развитием, в частности путем использования наилучшей имеющейся и экономически
приемлемой технологии и малоотходной и безотходной технологии.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ
Статья 7
Договаривающиеся Стороны, исходя из своих потребностей, приступят к
проведению и будут сотрудничать в проведении исследований и/или разработок по следующим
вопросам:
а) имеющаяся и предлагаемая технология сокращения выбросов соединений серы и
других основных загрязнителей воздуха, включая технико-экономические обоснования и
последствия для окружающей среды;
44
b) аппаратура и другие средства наблюдения и измерения уровня выбросов и
концентрации загрязнителей воздуха в атмосфере;
c) усовершенствованные модели для улучшения понимания трансграничного
переноса загрязнителей воздуха на большие расстояния;
d) воздействие соединений серы и других основных загрязнителей воздуха на
здоровье людей и окружающую среду, включая сельское хозяйство, лесное хозяйство,
материалы, водные и другие природные экосистемы и видимость, имея в виду создание
научной основы для установления соотношений доза/эффект в целях охраны окружающей
среды;
e) экономическая, социальная и экологическая оценка альтернативных мер для
достижения целей в области охраны окружающей среды, включая сокращение
трансграничного загрязнения воэдуха на большие расстояния;
О программы обучения и подготовки кадров, связанные с экологическими аспектами
загрязнения соединениями серы и другими основными загрязнителями воздуха.
ОБМЕН ИНФОРМАЦИЕЙ
Статья 8
В рамках Исполнительного органа, о котором говорится в статье 10, и на
двусторонней основе Договаривающиеся Стороны, исходя из своих общих интересов, осуществляют
обмен имеющейся информацией по следующим вопросам:
а) данные о выбросах за подлежащие согласованию периоды времени оговоренных
загрязнителей воздуха, начиная с двуокиси серы, производимых с площадей по сетке
согласованных размеров, или данные о потоках оговоренных загрязнителей воздуха, начиная с
двуокиси серы, через отрезки национальных границ и за периоды, подлежащие
согласованию;
b) основные изменения в национальной политике и в общем промышленном
развитии, а также их потенциальные последствия, которые могли бы вызвать существенные
изменения в трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния;
c) техника и технология для сокращения загрязнения воздуха, имеющего отношение
к трансграничному загрязнению воздуха на большие расстояния;
d) предполагаемые расходы на борьбу с выбросами соединений серы и других
основных загрязнителей воздуха в национальном масштабе;
e) метеорологические и физико-химические данные, касающиеся процессов,
происходящих в ходе переноса;
f) физико-химические и биологические данные, касающиеся последствий
трансграничного загрязнения воздуха на большие расстояния, и степень ущерба*, который,
согласно этим данным, может наноситься трансграничным загрязнением воздуха на большие
расстояния; -
д) национальная, субрегиональная и региональная политика и стратегия в области
борьбы с выбросами соединений серы и других основных загрязнителей воздуха.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ СОВМЕСТНОЙ ПРОГРАММЫ НАБЛЮДЕНИЯ И
ОЦЕНКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ВОЗДУХА НА БОЛЬШИЕ РАССТОЯНИЯ
В ЕВРОПЕ
Статья 9
Договаривающиеся Стороны придают важное значение необходимости выполнения
существующей «Совместной программы наблюдения и оценки распространения
загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе» (ниже именуемой ЕМЕП) и в том, что
касается дальнейшего развития этой программы, соглашаются подчеркнуть:
a) желательность присоединения Договаривающихся Сторон к ЕМЕП, которая на
первом этапе основана на мониторинге двуокиси серы и ее производных, и ее полного
осуществления;
b) необходимость использования сопоставимых или стандартизированных процедур
для мониторинга, когда это возможно;
c) желательность того, чтобы программа мониторинга основывалась на системе как
национальных, так и международных программ. Создание станций мониторинга и сбор
данных осуществляется под национальной юрисдикцией стран, в которых расположены
эти станции;
d) желательность разработки механизма совместной программы мониторинга
окружающей среды на основе и с учетом существующих и будущих национальных,
субрегиональных, региональных и других международных программ;
е) необходимость обмена данными о выбросах за подлежащие согласованию
периоды оговоренных загрязнителей воздуха, начиная с двуокиси серы, производимых с площа-
* Настоящая Конвенция не содержит положений об ответственности государств за причиненный
ущерб.
45
дей по сетке согласованных размеров, или о потоках оговоренных загрязнителей воздуха,
начиная с двуокиси серы, через отрезки национальных границ и за периоды, подлежащие
согласованию. Метод, включая модель, для определения потоков, а также метод, включая
модель, для определения переноса загрязнителей воздуха на основе выбросов с площади
согласованных размеров, сообщаются и периодически пересматриваются с целью
совершенствования методов и моделей;
f) готовность продолжать обмен национальными данными об общих выбросах
согласованных загрязнителей воздуха, начиная с двуокиси серы, и периодическое обновление
этих данных;
д) необходимость предоставления метеорологических и физико-химических данных,
касающихся процессов, происходящих при переносе;
h) необходимость мониторинга химических компонентов в других средах, таких, как
вода, почва и растительность, а также аналогичной программы мониторинга для
регистрации воздействия на здоровье людей и окружающую среду;
i) желательность расширения национальных сетей ЕМЕП, с тем чтобы они могли
функционировать в целях контроля и наблюдения.
В удостоверение чего нижеподписавшиеся, надлежащим образом уполномоченные,
подписали настоящую Конвенцию.
Совершено в (городе) Женеве (число) 13 ноября одна тысяча девятьсот семьдесят
девятого года.
Советский Союз активно участвует в выполнении международной «Совместной
программы наблюдения и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих
воздух веществ в Европе» (программа ЕМЕП), о которой говорится в статье 9 «Конвенции
о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния». О том, как ведется
наблюдение за дальним переносом атмосферных загрязнений, рассказывают сотрудники
Института прикладной геофизики Государственного комитета СССР по
гидрометеорологии и контролю природной среды, представляющие Советский Союз в Руководящем
органе программы ЕМЕП.
<^^jU£>
&.**&
ъ
^&
Программа
ЕМЕП:
химический
мониторинг
Рвссказывает кандидат
физико-мвтемвтических нвук
А. Г. РЯБОШАПКО,
заведующий лабораторией ИПГ, член
Руководящего оргвна ЕМЕП
Основные и наиболее
опасные загрязнители
атмосферы — это соединения серы,
прежде всего сернистый газ
(S02). Он вносит наибольший
вклад в закисление
выпадающих осадков — от 60 до 90%.
Поэтому наблюдение за
переносом соединений серы,
определение их содержания в
воздухе составляют главное
направление работы всей
системы мониторинга, которая
сейчас создается у нас в
рамках совместной европейской
программы.
Наблюдения
начинаются далеко за пределами нашей
страны — еще в Атлантике,
где работают суда Госком-
гидромета СССР, которые
следят за атмосферными
загрязнениями. Вдоль всей западной
границы СССР регулярно
курсирует специально
оборудованный самолет-лаборатория,
который добывает для нас
сведения о распределении
загрязнений по высоте.
Основной же элемент системы
мониторинга — сеть наблюдатель-
ных станций вдоль нашей
западной границы. Сейчас таких
станций восемь, и
расположены они от Мурманской области
до Закарпатья, а когда эта
сеть будет развернута
полностью, их станет 12. Пробы
воздуха и осадков, отобранные
на станциях, поступают в
специализированную
аналитическую лабораторию,
которая находится в Вентспилсе,
а оттуда результаты анализов
передаются для изучения и
обработки сначала в
Институт прикладной геофизики, а
потом в Осло, в международ-
ПрОГраММа
ЕМЕП:
метеорология
и математика
Рассквзыввет доктор
физико-математических наук
А. Я. ПРЕССМАН, звведующий
отделом ИПГ, вице-президент
Руководящего оргвна ЕМЕП
Результаты наблюдений,
которые добывают станции
системы мониторинга,
обрабатывают созданные в рамках
Программы три
координационных центра: химический в
Осло и два
метеорологических, в Осло и в Москве.
Наш, московский центр
рассчитывает и передает в
западный центр данные о
потоках соединений серы через
западную границу СССР. На
основе информации о
количестве сернистого газа,
выбрасываемого в воздух в том или
ином районе Европы, и с
учетом траекторий движения
воздушных масс, мы с помощью
математических моделей
прослеживаем дальнейшее дви-
В. Г. СОКОЛОВСКИЙ,
заместитель председателя
Госкомгидромета СССР:
За чистый
воздух
Сокрвщение газовых
выбросов в атмосферу —
задача очень непростая, но
необходимая. В нашей стране в этом
ный координационный центр.
Наблюдения, которые
ведутся на наших станциях,
уже позволили обнаружить
некоторые закономерности
переноса атмосферных
загрязнений. Например, мы теперь
знаем, что зона кислых
дождей на нашей территории
охватывает в основном
Прибалтику и более северные
районы: если в Белоруссии в
прошлом году среднее
значение рН атмосферных
осадков составляло 5,5, то в
Прибалтике — 4,7. Кислые
дожди выпадают и севернее, в
жение этих выбросов в
течение четырех суток.
Судьба соединений
серы в атмосфере в
значительной мере определяется и
химическими превращениями,
которым они подвергаются.
Например, первое время в
газовых выбросах, покинувших
трубу предприятия или
электростанции, присутствуют в
основном сульфиты, а
сульфатов очень мало — их
содержание нарастает потом, по мере
окисления. Соответственно
меняются состав и характер
выпадающих осадков. Многое
зависит даже от того, сколько
в воздухе пыли и каков ее
состав, потому что пылинки
представляют собой ядра
конденсации, на которых
зарождаются дождевые капли. Все это
очень тонкие и интересные
процессы, которые
определяют время жизни соединений
серы в воздухе, и поэтому их
сейчас усиленно изучают
специалисты разных стран: здесь
открываются совершенно
новые главы атмосферной химии.
И каждый коэффициент,
который мы,
математики-метеорологи, получаем от
химиков,— это верхушка огромно-
нвправленни ведется большвя
работа, которой руководит
недавно созданная ввторитет-
ная межведомственная
комиссия. Она вместе с
министерствами, ведомствами.
Совет вм и Министров союзных
республик разрабатывает
практические мероприятия, в том
числе и обеспечиввющне
выполнение нашей страной Кон-
Карелии и на Кольском
полуострове, и это нас беспокоит,
потому что именно там они
могут причинить особенно
много вреда экологическим
системам. Дело в том, что
из-за особенностей
подстилающих пород природные
водоемы здесь обладают низкой
буферной способностью и
под действием кислых
осадков быстро закисляются, со
всеми вытекающими отсюда
последствиями для их
обитателей; в общем, может
произойти примерно то же, что
и в озерах Скандинавии...
го айсберга исследовательской
работы.
Изучение
атмосферного переноса загрязнений
сейчас уже подвинулось
настолько, что можно подвести
некоторые итоги. Например,
расчеты показывают, что к нам
через западную границу СССР
переносится в месяц в
среднем около 100 000 тонн
серы — это примерно 10% того,
что выбрасывается в воздух на
нашей территории. Обратный
же перенос, от нас на запад,
в 10 раз меньше. Нужно,
конечно, иметь в виду, что это
не только наша заслуга; просто
в атмосфере северного
полушария господствует западно-
восточный перенос
воздушных масс, и атмосферные
загрязнения поэтому
передвигаются тоже преимущественно
с запада на восток. Из-за
этого, в частности, таким
странам, как СССР, Швеция,
Норвегия, больше всего достается
от кислых дождей. Эти
страны в каком-то смысле можно
считать геофизическими
союзниками во всех вопросах,
касающихся дальнего
переноса атмосферных
загрязнений...
венцни о трансгрвннчном зв-
грязненни воздуха.
Работа началвсь с того,
что в 1980—1981 годах в СССР
была лроведенв полная
инвентаризация всех источников
загрязнения втмосферы.
Благодаря этому сейчвс мы
хорошо знаем по каждому
предприятию, какие вредные
вещества и в каком количестве
Подписывая Конвенцию о трансграничном загрязнении воздуха. Советский Союз
взял на себя обязательство постепенно сокращать и предотвращать загрязнение
атмосферы, включая и перенос загрязняющих ее веществ на бопьшие расстояния.
Контроль за проведением мероприятий, которые проводятся с этой целью в нашей стране,
возложен на Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и контролю
природной среды.
47
выбрвсываются в
атмосферный воздух, знаем, на каких за-
водвх и в каких отраслях
дело обстоит лучше, а в каких —
хуже.
Теперь нв этой основе
мы приступаем к следующему
этапу — разработке и
установлению норм предельно
допустимых выбросов (ПДВ) для
каждого предприятия, с таким
расчетом, чтобы безусловно
соблюдались предельно
допустимые концентрации
вредных веществ в воздухе (ПДК),
которые обосновывают
медики.
В проектах всех
строящихся заводов, фабрик,
электростанций должны
предусматриваться осе возможные
меры снижения вредных
выбросов. Органы Госкомгидромета,
которым поручен контроль за
этим, утверждают проекты
только в том случае, если
убеждаются, что соблюдение
ПДК будет в любое время
полностью обеспечено.
Сложнее обстоит дело
с уже существующими
предприятиями. Здесь мы
устанавливаем временно
согласованные нормы выбросов
Л
включены в план их основной
деятельности, и
невыполнение этого пункта влечет за
собой лишение премий и другие
неприятности.
Особо нужно сказать о
проблеме высоких труб.
Тенденция к увеличению высоты
труб у нвс есть; иногда даже
в печати и по телевидению
проскальзывают нотки
восхищения по этому поводу: вот
какую, мол, огромную трубу
строят, чтобы воздух вокруг
стал чище. На первый взгляд
высокая труба как будто и в
самом деле позволяет без
особых затрвт добиться, чтобы в
районе предприятия
концентрация вредных веществ
уменьшилась. Но в действительности
выгода получается мнимая,
потому что загрязнение
атмосферы при этом не
сокращается, а только
перераспределяется на ббльшую площадь.
К тому же продолжает рас-
сеиввться в воздухе ценное
сырье, необходимое нашей
промышленности, например
та же сера.
Мы твердо убеждены,
что прогрессивным
предприятием, стоящим нв
современном техническом уровне,
можно считать только такое, у
которого нет высоких труб.
>^
О
О
&
(ВСВ); при этом для квждого
зввода или ТЭЦ указывается,
что и в какие сроки следует
сделать, чтобы эти ВСВ
последовательно приближались к
ПДВ: где и когда, скажем,
построить газоочистные
установки, модернизировать
технологию и так далее.
Контролируют соблюдение этих норм
и сроков тоже наши
инспекции. Впрочем, сейчас и сами
предприятия кровно
заинтересованы в сохранении чистоты
воздуха: мероприятия по
охране окружающей среды теперь
***■
Наш комитет ведет
постоянную борьбу с
увеличением высоты труб. В
частности, при определении норм
ПДВ, о которых я говорил,
применение труб выше 150
метров допускается лишь при
условии полного
использования всех возможных,
доступных на сегодняшний день
средств сокращения
выбросов, и в каждом отдельном
случве — с разрешения
органов Госкомгидрометв СССР,
которые не двдут своего
согласия, если проектировщики
не представят достаточно
убедительного обоснования
необходимости постройки твкой
трубы.
К сожалению,
строительные нормы и прввила у
нас пока не звпрещают
строительство высоких и
сверхвысоких труб, больше того,
в них до сих пор
рассеивание выбросов узаконено как
способ борьбы с
загрязнением атмосферы. Мы
считаем, что настало время, когда
Госстрой СССР должен в
масштабах всей страны
ввести ограничения на высоту труб,
и надеемся, что это будет
сделано.
Реальный путь к
сокращению газовых выбросов — не
увеличение высоты труб, а
создание комплексного
безотходного производства,
которое, в частности, позволит
извлекать из выбрасываемых
газов полезные, нужные
нашему хозяйству вещества.
Сейчас в Дорогобуже идет
строительство первой в стрвие
крупной промышленной
установки для получения серы
из отходящих газов тепловой
электростанции; мощность
установки — миллион
кубометров газв в час. В скором
времени начнется строительство
второй такой же установки —
сейчас решается вопрос о
том, где именно ее строить.
Надо сказать, что эти
у станов ки требуют больш их
дополнительных
капиталовложений и немалых затрат
энергии на их эксплуатацию.
Поэтому разрабвтыввются и
другие, более совершенные и
экономичные конструкции
аппаратов гвзоочисткн. Но и те
звтраты, на которые лока что
приходится идти, никак нельзя
считать напрасными — в
конечном счете они окупятся, если
а результате принимаемых мер
воздух над нашей землей
останется чистым.
онсу-L
ЕЛ
ДОМАШНИЙ ИЗЮМ
Расскажите, пожалуйста,
можно ли в домашних
условиях сдепвть изюм. Прошу
также посоветоввть какую-
нибудь литервтуру о сушке
плодов и ягод.
Ю. Эрвопьд, Углич
Ярослввской обл.
Сделать изюм в
домашних условиях несложно.
Возьмите виноград сладких
сортов, внимательно осмотрите
его и удалите поврежденные
или гнилые ягоды. Для
ускорения сушки грозди опустите
на 3—5 секунд в 0,5%-ный
раствор соды, нагретый до
95—97 °С. При этом на
поверхности ягод образуется
множество мельчайших пор,
которые ускорят
обезвоживание винограда.
Затем грозди сразу же
промывают в струе чистой
воды и раскладывают на
подносах в один ряд. Сушат
Из нисе#*
D редакцию
Препаратов
пока нет
Упомянутые в нашей
статье «Лимонник китайский»
(«Химия и жизнь», 1982, № 10)
новые препараты лимонника,
разработанные специалистами
Хабаровского химфармзавода,
Хабаровского медицинского
i института и Хабаровского ин-
► ститута физической культу-
I ры,— мазь, жидкий экстракт из
i семян и таблетки с сухим
экстрактом — пока еще не
виноград на солнце 15—20
дней, переворачивая грозди
по мере подсыхания верхних
ягод. Если нет возможности
сушить на открытом воздухе,
можно воспользоваться
духовым шкафом или печью с
температурой 65—70°С.
Советуем прочитать
книгу А. Ф. Наместникова
«Консервирование плодов и
овощей в домашних условиях»
(она издавалась несколько раз
большими тиражами). В этом
издании рассказано о всех
основных способах заготовки
овощей и фруктов, в том
числе и об их сушке.
КАК ГЛЯНЦЕВАТЬ
ОТПЕЧАТКИ
Сейчас в продаже редко
быввют гпянцеватепи и
хромированные ппвстины к ним,
поэтому глянцевать приходится
на стекле. Но вот беда,
фотографии прилипают к нему
намертво. Я пересмотрел много
книг по фотодепу, но нигде не
нашел совета, как следует
поступать в этом случае.
В. С. Трещев,
Углегорск,
Сахалинская обл.
Перед накаткой
фотоснимка стекло надо
предварительно тщательно очистить.
Сначала промойте его
раствором стирального порошка и
протрите мелом или зубным
порошком (годятся также
любые средства для мытья
стекол). Затем стекло тщательно
ополосните и еще раз
обработайте более слабым раствором
стирального средства, а потом
выпускаются медицинской
промышленностью. Для решения
вопроса об их производстве
необходима проверка их на
возможное побочное
действие, а такая проверка, по
существующему порядку,
занимает 3—5 лет. Поэтому
обращаться на Хабаровский
х имфармзавод с просьбами
о высылке этих препаратов
преждевременно.
Кандидат медицинских наук
А. В. ЛУПАНДИН
Доля рыб —
меньше
Обнаружил неточность
в заметке «На долю рыб»
A982 г., № 4, с. 37). В земной
атмосфере при 20° С раст-
промойте в большом
количестве воды. Дотрагиваться до
чистой поверхности не следует.
Для накатки постарайтесь
раздобыть закаленные стекла от
автомобилей или зеркальные
(можно взять и лист нового,
без царапин плексигласа), так
как оконные стекла
недостаточно ровны.
Отпечатки перед
глянцеванием обработайте в
растворе карбоксиметилцеллю-
лозы (препарат КМЦ
продается в хозяйственных магазинах)
или в растворе углекислого
натрия (соды). Концентрация
обоих растворов примерно
5%. Обычно после этого
отпечатки к стеклу не прилипают,
но, к сожалению, так бывает
не всегда. Современные
фотобумаги с сильно задубленным
эмульсионным слоем
рассчитаны все же на горячее
глянцевание. Если снимки
продолжают прилипать, стекло
придется припудрить тальком,
начисто вытереть и еще раз досуха
протереть ватой, смоченной
в одном из следующих
составов:
1) скипидар очищенный
— 100 мл, воск белый — 5 г;
2) бензин очищенный —
100 мл, воск белый — 3 г;
3) желчь натуральная
(продается в аптеках) —
100 мл, формалин 20%-ный —
10 мл, уксусная кислота 40%-
ная — 2 мл.
Отпечатки надо
прикатывать мокрыми, тщательно
выдавливая избыток влаги. Для
этого возьмите специальные
резиновые валики или
резиновую линейку.
воримость кислорода в воде
не 3,1 объемных %, а всего
лишь 0,64, и в соответствии с
этим в сумме в гидросфере
растворено довольно мало
кислорода — не 1 %, а всего
0,2% (не 1,5 - 1013 т, а всего
3 • 101 т). Причина ошибки
понятна: в справочниках дается
растворимость 02 при
нормальном давлении, но чистого
02, а в воздухе
кислорода всего около 21 % и его
парциальное давление не 1 атм,
а 0,2 атм. Отсюда и
ошибка в пять раз. При этом
я полностью согласен с
автором, что вопрос о
доступности кислорода для гидробион-
тов и особенно рыб весьма не
праздный, а очень и очень
актуальный.
Л. Б. КЛЯШТОРИН,
ВИИРО
49
■Л
±\?
:л«
w
*т
:< <Vr,i
v(; r
I* ' у.
•nt
к*
Вулкан делает
молекулы жизни
Н. Е. ПОДКЛЕТНОВ, В. А. УРАКОВ,
Институт вулканологии АН СССР
Земля усеяна порами — старыми
и молодыми вулканами. Только на дне
Тихого океана их около десяти тысяч.
Правда, действующих вулканов на планете
сравнительно немного: в 1972 году их было
около 800, в том числе 72 подводных.
СТИХИЙНОЕ БЕДСТВИЕ
Разрушительная сила огнедышащих
гор внушительна. Например, в 1883 году
при извержении индонезийского вулкана
Кракатау погибло 36 тысяч человек. Два
дня небо и землю сотрясали гигантские
взрывы, ощущавшиеся в пяти тысячах
километров! Воздушные волны,
распространяющиеся со скоростью звука,
трижды обогнули земной шар. Пепел
Кракатау взлетел на 80-километровую высоту.
Порой вулканический пепел засыпает
громадные площади многометровым
слоем. Вот факт. В 1912 году горой Катмай на
Аляске при вулканическом взрыве было
выброшено 16 кубических километров пеп-
Съемка спектров газов, выделяющихся
из лавовой реки, порожденной
Большим трещинным толбачикским
извержением. *
^ Пепло-газовая туча камчатского
вулкана Толбачик представляет собой
природный химический'реактор.
Извержение 1975—1976 гг.
Фото Н. П. Смелова
ла и пемзы. И конечно же, тут вполне
уместен хрестоматийный пример: в 79 году
нашей эры раскаленным пеплом и
пемзой Везувия были засыпаны города Помпеи
и Геркуланум. И выбрасываемые
вулканами лавы нередко растекаются по
обширной территории. Например, лавовый поток
вулкана Мауна Лоу (Гавайские острова)
погреб под собой более 650 квадратных
километров земель.
Вулканы порождают и палящие
лавины. Это облака газа и пыли, под
которыми со скоростью экспресса катятся
раскаленные глыбы и песок. Такая палящая
лавина вулкана Мон-Пеле в 1902 году за
мгновения уничтожила город Сен-Пьер
(остров Мартиника, Карибское море).
Вот описание очевидца: «С горы ринулась
громадная туча газа и пепла, сверкавшая
в неярком свете пасмурного дня
огненно-красными и пурпурными бликами и
обрамленная с боков и сверху облаками
пара от кипящей кругом воды кратерного
озера... Она пронеслась по всем склонам
горы, ломая деревья и вырывая их с
корнем, опрокидывая стоящие на ее пути
стены, уничтожая дома и вызывая пожары.
За несколько минут была опустошена вся
северная часть острова... В тот же момент
другая туча устремилась (почти
горизонтально на юго-запад) через ущелье в
стене кратера. Разрастаясь и покрываясь
клубами пара, она пронеслась по долине...
и меньше чем через две минуты она
обрушилась на город, пройдя свой путь со
скоростью больше 160 километров в час,
и в следующие несколько минут почти все
30 тысяч жителей города были уже
мертвы... Температура тучи, прошедшей над
городом, была все еще между 700 и
1000°С».
Однако наряду с гибельным для
всего живого влиянием вулканы выступают и
в роли созидателей. Вулканические пеплы—
это, по сути дела, естественные
минеральные удобрения, богатые солями,
содержащими фосфор, калий и другие элементы,
повышающие урожай. Покрытая лавой
земля благодаря деятельности микробов уже
через 20 лет пригодна для сельского
хозяйства. Именно плодородие почв
привлекает людей в вулканические районы.
Кончается извержение, люди снова
приходят к спящим вулканам и заселяют округу.
Созидательная роль вулканов
многолика и отнюдь не ограничивается лишь
тем, что они дарят людям плодородные
почвы.
ПРЕДМЕТ ИЗУЧЕНИЯ —
ВУЛКАНОГЕННАЯ ОРГАНИКА
Эта функция огнедышащих гор
тщательно исследуется в Дальневосточном
научном центре Академии наук СССР.
Работа была начата на вулкане Тятя,
громоздящемся на острове Кунашир.
Тятя молчал более 160 лет, со времен
51
Отечественной войны 1812 года. И вот
14 июля 1973 года он «заговорил». Вокруг
потемнело — из-за выбрасываемого
вулканом пепла день превратился в ночь. На
расстоянии вытянутой руки в полном
смысле слова ничего не было видно.
Извержению сопутствовал гул, громовые раскаты.
Кругом сверкали разноцветные
горизонтальные и вертикальные молнии. Такое
продолжалось почти две недели.
Прибывшие на остров вулканологи
взяли пробы вулканического пепла,
который темной пеленой окутал Кунашир,
падал в океан и на близлежащие острова.
Несмотря на крутые труднопроходимые
лесистые склоны, пробы пепла брали по
строгой системе с расстоянием между
точками отбора примерно в 2,5 км. Этот еще
горячий пепел порой рождался прямо на
глазах из взрывающихся вулканических
бомб.
Лабораторные анализы
обнаружили в пепле вулкана Тятя аминокислоты и
много других органических соединений.
Во время извержения другого курильского
вулкана — Алаида (остров Атласова)
было взято 130 проб "пепла. В них тоже
нашли органические вещества.
Но самое интересное извержение
началось 6 июля 1975 года несколько
южнее вулкана Плоский Толбачик. Оно
продолжалось 522 дня, столько же дней и ночей
сотрудники Института вулканологии ДВНЦ
АН СССР регистрировали его особенности.
Отбор лавовых газов и конденсатов
Е. К. Мархининым (слева) и
В. А. Ураковым
Активная зона этого извержения заняла
30 километров и охватывала два района —
Северный и Южный прорывы. В Северном
прорыве выросло семь шлаковых конусов,
самый большой из которых поднялся на
340 м. Небо заполнили мощные пепло-
газовые тучи высотой до 13 километров,
здесь шли шлаковые ливни. А на земле
фонтаны лавы из трещин выбрасывались
вверх на 150 метров. Южное извержение
было иным: из недр в изобилии
выходили жидкие лавы с температурой выше
1000°С. Затвердевший лавовый покров
занял более 35 квадратных километров.
Это двуликое извержение назвали
Большим трещинным толбачикским
извержением. Из недр на поверхность здесь
было выброшено более 2700 миллионов
тонн вещества. По расчетам, основанным
на данных анализов, среди прочих веществ
в биосферу попало более миллиона тонн
сложных углеродсодержащих соединений.
Органические вещества в свое время
были найдены и в пеплах других вулканов,
а именно трех вулканов Камчатки
(Ключевского, Безымянного и Шивелуча) и
индонезийского вулкана Агунг. Причем
концентрация органики везде была примерно
одинаковой.
При извержении химические реакции,
вероятно, могут идти внутри как бы
замкнутой системы, главным образом в
магматическом очаге. Разложению же
образующихся там при высоких температурах
углеродсодержащих соединений скорее
всего препятствует высокое внутриземное
давление. Во время извержения исправно
работает и внешний реактор — это не что
иное, как эруптивный столб (пепло-газовая
туча). Да и, по сути дела, весь район,
прилегающий к действующему вулкану,
со всеми лавовыми, шлаковыми и фума-
рольными полями, может быть ареной
активных химических процессов. Этому же
немало способствуют молнии, в том числе
шаровые, огни Эльма, электризация земной
поверхности...
ВНЕШНИЙ РЕАКТОР ВУЛКАНА
Сегодня уже можно более или менее
подробно рассказать о внешнем
вулканическом реакторе — пепло-газовом облаке.
Размеры и форма этого эруптивного
столба то и дело меняются из-за
неодинаковых импульсов вулканического выброса,
из-за ветра и многого другого. Например,
пепло-газовое облако вулкана Тятя в 1973
году было 8 километров в высоту и 3
километра в ширину. Почти всегда
тепло-газовая туча напоминает асимметричный
гриб: в нижней части это что-то вроде
столба, а на высоте нескольких
километров — скособоченная «шляпка».
Реагентами в тепло-газовой туче
служат вещества так называемого
магматического газа, высвобождающегося из
магмы на поверхности Земли. Например,
при Большом трещинном толбачикском
извержении в биосферу поступило около
70 кубических километров этого газа.
Отбор его проб — дело сложное и
рискованное. И мировая практика
отбора и анализа магматического газа из
расплавленной лавы отнюдь не богата. Одному
из авторов этой статьи — В. А. Уракову
удалось в 1975—1976 годах во время
извержения Толбачика вместе с основателем
биовулканологии Е. К. Мархининым взять
36 проб магматического газа из жидких
лавовых потоков в их истоках и среднем
течении. Вещество брали из только что
появившихся пузырей на поверхности лавовых
потоков (некоторые пузыри были 6
метров в диаметре). Газ собирали в
специальные трубки из керамики, тугоплавких
металлов или кварцевого стекла, которые
погружали в лаву на 50—60 сантиметров.
В газе, взятом из жидкой лавы, было
до 90% воды, которая сильно влияла на
вязкость лавы. Газоотборная установка
конденсировала этот пар, а сухой газ
препровождался в специальные сосуды, чтобы
его можно было потом проанализировать
в лаборатории. Анализы показали, что в
магматическом газе много углекислоты и
водорода и относительно мало окиси
углерода. А на долю гелия, неона, азота,
фтористого и хлористого водорода,
сероводорода и сернистого газа приходятся лишь
доли процента. В конденсатах, выделенных
из магматического газа, были найдены ионы
многих элементов.
Нас особенно интересовал
углеводородный состав магматического газа. Здесь
преобладает метан (до 70%^ и его
гомологи. Присутствуют и непредельные углево-
•»I i
урацил
5 метилцитозии
аде-нии
гуанин
1A) 1B) 1C) ||A]
деэонсирибоиунлеииовал
кислота
Бумажная хроматограмма оснований
нуклеиновых кислот пепла вулкана
Тятя
дороды — этилен, пропилен, бутилен. (Не
свидетельствует ли это о том, что в жерле
вулкана идет термический крекинг
углеводородов или, говоря иначе,
разложение крупных углеводородных молекул?)
С помощью спектроскопов в пламенах над
лавовыми реками зарегистрирован
ацетилен. В 1980 году авторы этой статьи в фу-
марольных газах, выделившихся из кромки
Извержение Везувия. Гравюра XVIII
века
ш
f.
к
• л^
■=! I- UI
время выхода,мин 45 54 56 60 65
■*—AJ?\
i^^=r со Е ж •=: I— в-
85 8S S6 108 112 121 124 139 146
440 им
570им
кратера «Отважный» на вулкане Тятя,
выделили хлористый циан. А ведь он и его
производные могут быть исходными
продуктами для синтеза аминокислот! Выходит,
что в магматических газах есть все
необходимое для синтеза многих органических
соединений, в том числе и тех, которые
называют предбиологическими.
ПЕПЕЛ
В РОЛИ КАТАЛИЗАТОРА
Магматический газ занимает
львиную долю объема пепло-газового столба,
но по весу на него приходится лишь
несколько процентов — здесь царствует
вулканический пепел. Это тонкий темно-
серый порошок с размером частиц около
0,1 мм. Он рождается при разрыве
расплавленной магмы содержащимся в ней газом.
Твердые пепловые частицы, витающие в
Газожидкостная хроматограмма
аминокислот из пепла вулкана
Тятя (остров Кунашир)
Так в
далеком 1665 году представлял
себе строение Земли Афанасий' Кнрхер.
Вулканы у него расположены примерно
на равном расстоянии друг от друга
Так в XVIII столетии изображали
вулканическую местность на берегу
Неаполитанского залива
/***ь
54
у?* W
lb
#9"*fi
B-
iww
эруптивном облаке, выполняют роль
катализатора. Причем каталитическое
действие нацелено на ускорение полимеризации.
И в продуктах, образующихся в пепло-газо-
вом облаке, ряд соединений может быть
не только в свободной форме, но и в виде
цепочек из нескольких молекул, то есть
полимеров.
Общая поверхность частичек пепла
в вулканическом столбе колоссальна.
Например, Е. К. Мархининым подсчитано,
что при извержении вулкана Толбачик она
была около 100 млн. квадратных
километров. Эта цифра как нельзя лучше
характеризует арену вулкана-реактора.
Каталитической активностью пепел, наверное,
обязан микроэлементам, входящим в его
состав. На микрофотографиях поверхность
пепловых частиц неровная, изъеденная
порами, что тоже благоприятствует катализу.
Итак, катализатора предостаточно,
но на одном катализаторе, так сказать,
далеко не уедешь. Однако в
вулканическом облаке есть и другое подспорье.
Давление в момент выброса магмы и
газов из кратера чудовищное — сотни и
тысячи атмосфер. По мере удаления от
кратера и от центральной части
эруптивного столба оно падает, сравниваясь с
атмосферным по краям. При таких перепадах
давления возникают ударные и
ультразвуковые волны, что тоже может
способствовать самым разным реакциям. К тому же
вулканическое пепло-газовое облако
ежесекундно пронзают молнии, порождаемые
статическим электричеством при трении
пепловых частиц. В каналах этих молний
давления огромны, а температура на какой-
то миг подпрыгивает до десятков тысяч
градусов. (В той части облака, которая
примыкает к вулканическому конусу,
температура устойчиво держится возле 1000°С.)
Расчеты свидетельствуют, что в
каналах молний газы должны переходить
в плазменное, то есть сильно
ионизированное состояние. Именно ионизированные
частицы и их высокий энергетический
уровень и превращают центральную часть
эруптивного столба в прекрасный, правда
не имеющий жестких стенок, реактор.
Его размеры зависят от характера и
масштабов извержения и многого другого.
Основная особенность
вулканического реактора — пульсирующее действие,
при котором продукты реакции
периодически выбрасываются из активной зоны.
Эту пульсацию порождают взрывы магмы
с растворенными в ней газами и сброс
55
высоких давлений из каналов молний. Из-
за множества взрывов частицы пепла в
эруптивном столбе быстро движутся и
омываются реакционно-активным
магматическим газом. Такая картина напоминает
флюид-процесс в нефтеперерабатывающей
промышленности, в частности систему
каталитического крекинга.
КАКИЕ ОНИ,
ВУЛКАНИЧЕСКИЕ
МОЛЕКУЛЫ ЖИЗНИ1
В вулканогенной органике много
связанных соединений, своего рода
«полимеров». По мнению французских и советских
биохимиков, проводивших опыты с
пеплом вулкана Толбачик, каталитическая
активность этого пепла в основном и
направлена на образование полимеров. Общее
число органических соединений в
вулканических продуктах превышает 200. По
структуре и свойствам их можно
разделить на две неравные группы. Основная
(99,9%) — это высококипящие
парафиновые, полициклические и ароматические
углеводороды. Другая, меньшая
группа — это более легкие «предбиологиче-
ские» соединения. В пепле и
вулканических бомбах пока идентифицировано 60
веществ и найдено 14 групп соединений
нерасшифрованного или не полностью
расшифрованного состава. Каждая из этих
14 групп состоит из нескольких
индивидуальных компонентов, иногда
компонентов более 20.
Специалисты полагают, что
химическую основу жизни слагают всего 28
соединений: 8 из них входит в состав
нуклеиновых кислот E оснований, 2 сахара и
1 фосфат) и 20 аминокислот, слагающих
белковые молекулы. В вулканогенном же
углеродсодержащем веществе найдено
18 из этих 28 соединений C основания
нуклеиновых кислот и 15 аминокислот).
Есть здесь и порфирины, углеводы, амино-
с ах ара.
Недавно сотрудники Института
биохимии АН СССР М. П. Колесников и
И. А. Егоров пришли к выводу, что «порфи-
рино-пептидные комплексы могли
возникнуть в период химической эволюции в
вулканических процессах и представлять
собой переходный этап от абиогенносинте-
зированных молекул аминокислот и порфи-
ринов к пигментбелковым комплексам
живых систем»., А без таких комплексов
невозможен ни фотосинтез, ни дыхание.
Но этим многозначительные находки не
окончились. Так, Т. А. Теплицкая и В. Н. Фло-
ровская (Московский университет) из
вулканических пеплов и бомб выделили 6
полициклическиж ароматических
углеводородов, которые тоже могут служить
основой для биохимически важных
соединений.
Не свидетельствует ли это о том,
что ароматические углеводороды вместе
с другими соединениями углерода были
выброшены вулканами на поверхность
Земли необозримо давно — со времен
ее становления как геологического тела?
Попадая в мелководные лагуны,
благоприятные для дальнейших превращений,
они могли послужить основой для
биохимической эволюции.
Однако такого рода рассуждения
пока небезгрешны: вроде бы еще нет .
однозначного ответа на вопрос о
первоначальной родословной вулканогенных
соединений преджизни. Речь, в сущности,
идет о том, биогенное или абиогенное у
них происхождение, иначе говоря,
являются ли они остатками какой-либо живой
материи или синтезируются в
вулканическом реакторе?
Ныне с вулканологов сняты
обвинения в невольном загрязнении проб
биогенным материалом. Для выявления
возможных источников загрязнения пепла было
проделано множество микробиологических
и химических анализов. Все они
подтвердили, что атмосфера в районе
действующего вулкана практически стерильна.
Но, пожалуй, самым убедительным
доводом в пользу абиогенности (помимо
косвенных свидетельств) послужило
прямое моделирование физико-химических
условий вулканического извержения в
лабораториях, где шел абиогенный синтез
предбиологических соединений. Работы
такого рода широко известны. Они
выполнены Институтом вулканологии и
Институтом космических исследований АН СССР.
Самым надежным признаком био-
генности углеводородов считают так
называемые «биологические метки» —
соединения типа фитана или пристана, а также
явное преобладание среди прямоцепочеч-
ных парафинов соединений с нечетным
числом атомов углерода. Так вот, этих
«биологических меток» практически нет
в вулканическом пепле и бомбах, нет в
них и какого-либо преобладания нечетных
прямоцепочечных парафинов.
А между тем, согласно расчетам
Е. К. Мархинина, ежегодно вулканы
синтезируют 106 тонн углеродсодержащего
вещества. И если принять нынешнюю
скромную вулканическую деятельность за
норму, то за последние 3,5 млрд. лет
вулканы «сделали» около 1015 тонн
органики. А эта цифра весьма близка к количеству
органического вещества, захороненного в
осадочных породах за последние 3—
4 млрд. лет.
Пора подводить итог: вулканы не
только сеют смерть и разрушения, они,
словно двуликий Янус, одновременно
служат великими созидателями, без
которых эволюция жизни пошла бы иначе.
56
Иммунная
система
может
«не узнавать
своих»
<*
А
&
Как известно, основа совершенной системы
иммунитета, которой наделены высшие животные,—
способность вырабатывать в ответ на введение в организм
любого потенциально опасного вещества
соответствующий иммунный сывороточный белок — антитело, как бы
узнающее врага. Опыты, поставленные под руководством
известного иммунолога Н. Ерне во вновь построенном
Мечниковском корпусе Института Пас тер а в Париже
(N. Jerne, R.-A. Cazenave, G. Roland, EMBO Journal, 1982, v. 1,
p. 263*), показывают, что собственные антитела могут
в чем-то напоминать этого самого врага.
Вот что было сделано. Кролику ввели антиген АГ,
на который вырабатывалось специфическое антитело АТ-1,
представляющее собой как бы негативное отражение
определенного участка молекулы антигена. Затем АТ-1 ввели
другому кролику и получили новое антитело АТ-2,
специфически реагирующее с АТ-1. Сам по себе этот факт
не удивителен, однако сюрпризом оказалось то, что с
большинством молекул АТ-2 антитело АТ-1
реагировало в точности так же, как и с антигеном, связываясь
с ним специфической антиген-связывающей областью.
Иными словами, АТ-1 оказалось негативом не только
чужеродного антигена, но и своего, родного, кроличьего
АТ-2.
Из этого наблюдения со всей очевидностью
следовало, что АТ-2 и антиген имеют участки с очень похожим
строением.
Подобные наблюдения делались, и ранее —
известно, например, что антитело, выработанное
кроликом в ответ на введение инсулина, в организме
следующего кролика порождает «анти-антитела», часть из
которых обладает инсулиноподобной активностью. В серии же
опытов, проделанных Ерне, эти наблюдения получили
дальнейшее развитие.
АТ-2 был введен третьему кролику. Получились
очередные «негативы» — АТ-3. И вот они оказались
антителами, вступающими в иммунную реакцию не только
с АТ-2, но и с изначальным антигеном, с которым третий
кролик отродясь на сталкивался.
Выводы, которые можно сделать на основе этих
опытов, простираются достаточно далеко.
Во-первых, появляются аргументы в пользу
гипотезы, согласно которой иммунная система как бы заранее
знает геометрическое строение любого антигена и
держит наготове его негатив. (Известно, что запас антител
достаточно велик—порядка 10 миллионов.)
Во-вторых, выявляется и некоторая слабостгь имун-
ной системы.
Возможным оказывается новый источник
заболеваний — ошибки этой системы, вероятно, порождающей
порой антитела, структурно сходные с гормонами или
другими веществами, активно вмешивающимися в работу
клеток организма.
Р. РОНИН
А
реакция
"антнген-антитело"
in vitro
* Новый журнал Европейской молекулярно-биологичюской
организации.
57
*''
Несколько фактов
из области
биофизики рака
Академик АН ГССР
Э. Л. АНДРОНИКАШВИЛИ
Проблемой рака занято в наши дни
множество специалистов. Это онкологи и
вирусологи, биохимики и иммунологи,
молекулярные биологи и цитологи,
гистологи, генетики, мембранологи, даже
математики. Сделано уже очень многое для
понимания проблемы и сформулировались
разные подходы к ее решению.
Особенно заметен рывок вирусно-
генетической теории рака. Сначала ее
последователям удалось доказать, что в
геном клетки встраивается вирусная ДНК
или ДНКовая копия вирусной РНК. Потом
установили, что к злокачественной
трансформации имеет отношение не вся
встроенная ДНК, а только некоторые ее
участки, так называемые онкогены. Затем
выяснилось, что работа этих онкогенов
катастрофически нарушает жизнь клетки.
Есть ли во всех этих исследованиях
дело для физиков? Могут ли они
предложить полезный, интересный подход к
явлению злокачественного роста? Полагаю, что
да. В изучении любой проблемы
естественно искать свой подход, свою точку
зрения, которая, конечно, не должна
входить в противоречие с уже
установленными фактами. Так и с проблемой рака.
Нам показалось важным попытаться
привнести в изучение этой проблемы
мышление, характерное для физиков. Попытаться
создать чисто физические методы работы.
Ф>актам, которые удалось выявить на
этой основе биофизикам Института физики
АН ГССР, и посвящены эти заметки.
Мы решили рассмотреть
злокачественную опухоль так, как если бы она
была твердым телом. Это не такой уж
странный подход, как может показаться на
первый взгляд. Много лет назад Эрвин Шре-
дингер назвал хромосомное волокно
апериодическим твердым телом. Как и всякое
твердое тело, биологические
макромолекулы могут испытывать фазовые
превращения. Именно фазовые превращения, в
том числе и плавление, как раз и изучает
физика твердого тела.
Но, помимо макромолекул, в клетке
есть еще и вода. Поэтому с точки
зрения физики твердого тела было
естественно начать с выяснения того, как вода
в клетке превращается в лед и, наоборот,
как этот лед плавится, превращаясь в воду.
Интересно было сравнить процессы в
нормальной и больной тканях.
Но надо сразу уточнить, о какой воде
идет речь. О воде, которая наполняет
объем клетки? Или о воде, окутывающей
тонким слоем саму клетку, ее мембраны,
субклеточные орган ел л ы,
надмолекулярные структуры и макромолекулы (воду эту
называют связанной или гидратной)?
Конечно, интереснее второй аспект. Ведь
изменения в клеточных структурах могут
прямо сказаться и на характеристиках
гидратной воды.
Начались эти работы еще в 1967 г.,
когда мы с Г. М. Мревлишвили изучали,
как меняется количество гидратной воды в
тканях по мере ее дифференциации.
Оказалось, что, чем выше специализация
клетки, тем меньше гидратной воды она
содержит. Но раковая клетка — это клетка,
как бы забывшая свою специализацию. Это
навело на мысль исследовать процессы
58
кристаллизации воды и плавления льда в
злокачественно перерожденных тканях,
клетках и выделенных из них
надмолекулярных структурах.
В ходе этих экспериментов удалось
четко показать что, во-первых, в ткани
опухоли содержится в 2,5 раза больше
связанной воды, чем в норме. А
во-вторых, тонкие слои гидрат ной воды в
раковых клетках меняют свои свойства.
Интервал температур, в котором происходит
постепенное ее вымораживание,
расширяется до —35°С, тогда как в норме он
не заходит за границу —20°С.
Изменение свойств гидратной воды и
в -самом деле оказалось важной
характеристикой злокачественного
перерождения. Три года спустя, основываясь именно
на этом явлении, американский биофизик
Р. Дамадян предложил новый метод
ранней диагностики рака с помощью
ядерного магнитного резонанса — метода,
тонко чувствующего состояние водорода,
входящего в состав молекул воды.
Обнаружив отклонение от нормы, мы
стали искать причину изменения свойств
гидратной воды. Эта причина могла,
например, быть связана с изменением в
химическом составе тех структур, которые
гидратируются водой. Но так как в
трансформированной клетке очевидных
изменений в концентрации макроэлементов
(кальций, натрий, калий, магний) в то
время обнаружить не удавалось, то мы
решили посмотреть, нет ли в больной ткани
сдвигов в концентрации микроэлементов.
Для таких исследований оказался
очень хорош метод нейтронно-активацион-
ного анализа, широко применяемый в
физике твердого тела. Этот метод позволяет
выявить целую гамму химических
элементов, присутствующих в образце даже в*
исчезаю ще малых концентрациях.
Как мы ведем нейтронно-активацион-
кый анализ биологически активных
молекул? Препараты нуклеиновых кислот и
белков облучают нейтронами при очень низких
температурах в активной зоне атомного
реактора. Нейтроны захватываются ядрами
химических элементов, входящих в состав
исследуемого образца. Захватив нейтроны,
ядра становятся радиоактивными и
начинают излучать гамма-кванты.
Каждое радиоактивное атомное ядро
излучает кванты строго определенных
энергий, которые мы наблюдаем в виде
монохроматических спектральных линий. С
помощью специальной счетной аппаратуры
экспериментатор определяет
интенсивность любой спектральной линии и
соответствующую ей энергию, характерную для
каждого элемента. Этого оказывается
достаточно, чтобы проанализировать образец
на содержание в нем тех или иных
химических элементов с очень высокой
точностью — значительно превышающей
точность обычного химического анализа.
Как уже говорилось, метод удобен
тем, что в одном эксперименте вы
можете уловить в образце целую гамму
химических элементов, но он в нашем
случае требует большой затраты времени
и его, к сожалению, нельзя использовать
как экспрессный.
Что же мы ищем в нуклеиновых
кислотах с помощью нейтронно-актива-
ционного анализа? Мы ищем ионы
тяжелых металлов.
То, что в состав молекул ДНК
могут входить металлы, было показано еще
в 1959 г. сотрудниками Гарвардского
университета У. Уокером и Б. Вэлли. Они
обнаружили в молекуле ДНК целую
гамму ионов тяжелых металлов. Открытие это
показалось поначалу столь странным, что и
до сих пор в него не все верят.
Нередко металл называют просто
случайным загрязнением. А между тем ионы
металлов вовсе не случайные
загрязнения хотя бы потому, что их
обнаруживают каждый раз при
микрохимическом анализе препаратов ДНК.
Трудно, конечно, говорить об абсолютной
концентрации металлических ионов, так как
результат прямо зависит от того, какой
метод выделения ДНК используется. Поэтому
мы всегда имеем в виду концентрацию
ионов по отношению к их концентрации в
ДНК, выделенной из здоровой ткани.
Итак, пользуясь методом нейтронно-
активационного анализа, мы вместе с
группой кандидата физико-математических наук
Л. М. Мосулишвили выяснили, что
концентрация металлических ионов в
молекулах ДНК и РНК заметно возрастает при
злокачественной трансформации.
Например, концентрация цинка в ДНК
увеличивается в четыре раза, железа — в два
и т. д.
Мы находим в ДНК целый спектр
металлических ионов — здесь есть кобальт,
железо, цинк, серебро, свинец, олово,
хром, кадмий... Этот перечень
заслуживает пристального внимания. Дело в том,
что многие металлы, в том числе
кобальт, кадмий и хром, с давних пор
известны как канцерогены. Уже давно
известно, что повышение концентрации того
или иного металла прямо связано с
возникновением опухоли в том или ином,
совершенно определенном органе. Правда,
какой механизм лежит в основе
канцерогенного эффекта — пока неясно.
Во всяком случае, наши опыты
позволяют предположить, что когда
концентрация какого-нибудь металла
достигает величины, значительно большей, чем
положено в норме (иногда она увеличи-
вется в 5—6 раз), то ионы начинают
усиленно проникать в молекулы
нуклеиновых кислот и результатом этого
становится нарушение нормальной их работы.
С помощью нейтронно-активационно-
го анализа было прослежено за поведе-
59
нием металлов в процессе лечения
опухоли. Вот что мы выяснили в совместной
работе с Институтом органического
синтеза АН ЛатССР. Под действием
некоторых противоопухолевых лекарств ионы
металлов уходят из молекулы ДНК.
В некоторых случаях концентрация цинка
падала в десять раз, хрома и железа —
в два раза. Очень похожий эффект
вызывало действие ионизирующей радиации.
Например, при достаточно больших
дозах рентгеновского облучения
концентрация цинка уменьшалась вдвое, кадмия —
на треть. В ходе лечения нуклеиновые
кислоты как бы освобождаются от
избытка ионов металлов.
Правда, известны и другие
лечебные препараты, которые действуют
заведомо иначе. Но полученные факты
убедительно показывают, что есть четкая,
хотя пока и непонятная, связь между
присутствием металлических ионов в молекуле
ДНК и злокачественной трансформацией.
А теперь вспомним снова о
намерении исследовать клетку и ее
компоненты с позиции физики твердого тела и
зададимся вопросом, не могут ли
металлические ионы, встроенные в ДНК,
повлиять на ее термодинамические
характеристики, например на ее тепловые
свойства? Мы искали ответ на этот вопрос с
помощью очень тонкого и точного
физического метода — дифференциальной
сканирующей микрокалориметрии.
Вообще говоря, калориметрия, или
измерение поглощения и выделения тепла
в каком-нибудь процессе, известна очень
давно. Но воспользоваться уже
существовавшими приборами для того, чтобы
уловить мизерные дозы тепла в
эксперименте, где исследуются очень малые
порции биологических препаратов, оказалось
невозможным. Тогда-то и разработали в
нашем институте новый метод —
микрокалориметрию наивысшей
чувствительности. Прибор улавливает отклонения в потоке
тепле даже на 10-7 ватт, а минимальный
объем измерительной ячейки составляет
0,03 см3.
Наш калориметр сканирующий, он
разрешает получать непосредственно на
самописце кривую теплопоглощения
непрерывно по всей температурной шкале вместо
того, чтобы, как принято, строить ее по
точкам. Наконец, прибор
дифференциальный, иными словами, мы измеряем
разность в теплопоглощении изучаемого
образца и какого-нибудь стандартного
вещества, например воды. Это значит, что
интересующий процесс в течение всего
опыта находится под контролем.
Дифференциальная сканирующая
микрокалориметрия позволила установить,
что молекулы ДНК, извлеченные из
различных злокачественных опухолей, плавятся
при более низких температурах (разница
составляет 1—0,7°С), чем нормальная ДНК.
Что это такое — «плавление» молекул ДНК?
Под внутримолекулярным плавлением
принято понимать разрыв водородных
связей, действующих между цепями двойной
спирали ДНК или, например, тройной
спирали белка коллагена. Это понятие пришло
в биофизику тоже из физики твердого
тела, имеющей дело не с единичными
молекулами, а с огромным их ансамблем.
Однако биомакромолекула в
действительности содержит такое большое число
атоллов, что к ней оказываются применимы
законы термодинамики.
Мы увидели, что разница в
температуре плавления ДНК из нормальных
и злокачественных клеток невелика. Но в
клетках эукариотов ДНК, как правило,
связана с белками, она входит в состав
сложной надмолекулярной структуры —
хроматина. Было интересно проверить,
отличаются ли и если да, то насколько
температуры плавления хроматина из
здоровых и больных клеток.
Оказалось, что различие есть и тут, но
зато оно более выражено. «Чемпионом»
оказался хроматин из костного мозга
больных острым лейкозом. Этот хроматин
плавится при температуре на целых 10°С
выше, чем в норме.
Что же служит причиной таких
сдвигов в температуре плавления? Молекула
ДНК? Но в изолированном от белков
виде она плавится при более низкой
температуре. Может быть, белки гистоны, на
которые в хроматине, как на катушки,
намотана молекула ДНК? А может быть, дело
в ином — дело в металлах, которые
могли бы скреплять ДНК с белком? Но в
таком случае в гистонах тоже должны
быть металлы.
Предположение родилось, и надо
было его проверить. Первые эксперименты
по поиску металлов в гистонах были
проведены совместно с Г. Фоли и Л. Де-
саи, сотрудниками клиники детского рака
при Гарвардском университете. Сначала
работа шла на лейкозных культурах
человека, а потом были выделены гистоны из
здоровых и саркоматозных тканей крыс.
Оказалось, что четыре из пяти гистонов
содержат ионы биогенных металлов —
кальция, магния, цинка. В гистонах,
взятых из больных тканей, металлов было в
полтора-два раза больше, чем в норме.
А содержание цинка в отдельных
случаях подскакивало в три раза.
Итак, в гистонах металлы тоже есть,
и с болезнью их становится больше.
Как еще можно сравнить белки?
Методом рентгеноструктурного анализа. Этот
анализ мы провели вместе с Институтом
молекулярной биологии АН СССР, с
группой Н. Г. Есиповой. Анализ сразу же
показал, что у «пачек» гистонов, взятых из
перерожденных тканей, более правильная,
60
более регулярная структура. Эту разницу
было естественно объяснить различием в
структуре белковых молекул,
присутствующих в нормальных и опухолевых тканях.
Исследования, проведенные вместе с
группой Е. И. Рамм из Института цитологии
АН СССР, подтвердили эту догадку:
структуры молекул становились более сходными
при введении в нормальные гистоны ионов
кальция.
Но если структура гистонов,
извлеченных из раковых клеток, отличается от
нормы, то не скажется ли это на
особенностях теплопоглощения хроматина?
Частично удаляя из ракового хроматина
металлы, мы ожидали, что с уменьшением
их концентрации кривая теплопоглощения
этой надмолекулярной структуры
приблизится к норме. И не ошиблись — это
показали эксперименты Дж. Монаселидзе.
Вывод, который следует из этих
наблюдений, таков: и в этом случае
повышенная концентрация двухвалентных
ионов служит причиной аномального
поведения ракового хроматина.
Мы миновали два уровня
организации — молекулярный и надмолекулярный.
Теперь предстоит посмотреть, как ведут
себя металлы в клетке, в ткани, в
организме, наконец.
Если облучать рентгеновскими
лучами здоровые и больные ткани, то цинк,
который, как известно, сильно повышает
устойчивость мембран, покидает
клеточные органеллы — ядро, лизосомы,
мембраны — и прячется до поры до времени в
митохондриях. Но уже к концу первых
суток после лучевого удара концентрация
цинка начинает выравниваться, ионы
металла постепенно возвращаются из
митохондрий на свои обычные места. Клетка сама
производит репарацию.
Цинку вообще принадлежит особая
роль в развитии опухолевых процессов, без
него их развитие идет намного медленнее.
Дело тут в том, что синтез нуклеиновых
кислот требует участия ферментов ДНК- и РНК-
полимераз, в активные центры которых
входят ионы цинка. Быстро растущая опухоль
нуждается в непрерывном притоке этого
микроэлемента. «Цинковый голод» бывает
так велик, что некоторые подкожно
привитые опухоли мобилизовывают цинк даже
из костей. Вот насколько сильны
нарушения в метаболизме микроэлементов в
организме больного животного.
Ограничивая поступление цинка,
например с помощью бесцинковой диеты,
американским биологам еще в 1970
году удалось значительно уменьшить
скорость роста саркомы и увеличить срок
жизни больного животного почти в два раза.
Казалось бы, средство найдено. Но нет.
Выяснилось, что металл цинк
контролирует около 120 биохимических реакций и
его нехватка обязательно скажется на
нормальной работе организма. Вопрос
только в том, насколько сильно скажется.
Эту проблему сейчас усиленно изучают.
Есть немало примеров других
нарушений в балансе металлов в больном
организме. Но стоит сформулировать
проблему и по-иному. Может быть, нарушения
в микроэлементном обмене есть не только
следствие злокачественного
перерождения, но и его предшественник?
Исследования, которые недавно провел Л. М. Мосу-
лишвили у нас в институте, выявили сдвиги
в микроэлементном обмене, наступающие
уже за два месяца до того, как
привитая животному опухоль могла быть
обнаружена обычными клиническими
методами. Это вселяет надежду, что на таком
принципе может быть основана ранняя
предраковая диагностика.
Здесь коротко представлены
некоторые наблюдения и факты, которые
удалось нащупать физикам,
заинтересовавшимся актуальнейшей проблемой
современной биологии — проблемой
злокачественных новообразований. Эти данные,
как уже говорилось, были получены на
основе некоторых общих физических
представлений, справедливых для материи
как на атомарном, так и на молекулярном
и более высоких уровнях организации, и с
помощью специально разработанных
физических приборов и методов. Мы
сознательно избегали общих выводов, оценок,
обсуждений и рекомендаций, видя свою цель
в том, чтобы обратить внимание биологов
на некоторые, может быть, не очень
известные им факты.
Может быть, полезно в заключение
эти факты сгруппировать и коротко
сформулировать их суть.
Первое. В раковых клетках и тканях
обнаруживается больше связанной воды,
чем в тканях нормальных. Разница
достигает двух с половиной раз. Свойства этой
гидратной воды заметно изменены.
Второе. В опухолевых тканях на всех
уровнях — от макромолекулярного (ДНК,
белок) до клетки в целом — изменены
тепловые свойства, резко меняется
характер теплопоглощения всех структур.
Третье. При злокачественном росте
меняется концентрация металлических
ионов как в отдельном органе, так и в
клетке, в субклеточных органеллах и в
биологических молекулах — в ДНК, РНК и белках.
Важность этих наблюдений видна хотя
бы из того, что две первые группы фактов
легли в основу ранней диагностики
злокачественных заболеваний. Контроль же
изменения концентрации ионов металлов
открывает путь к диагностике предраковых
состояний, а может быть, и к
предупреждению «прорыва» металлических ионов в
молекулы нуклеиновых кислот.
61
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ПИШУЩАЯ МАШИНКА
СЧИТАЕТ
В Японии
сконструирована электронная пишущая
машинка, которой свойственны и
некоторые черты
калькулятора. Во всяком случае, четыре
арифметических действия ей
вполне доступны. Весит эта
машинка 2,2 кг, шрифт ее
аналогичен шрифтам, обычно
применяемым в печатающих
устройствах ЭВМ. И еще одна
новинка применена в ней:
лента меняется, как в
магнитофоне, работающем на
компакт-кассетах. Размеры
кассеты — как в самых
миниатюрных диктофонах.
РАЗМЕРЫ СПУТНИКОВ
УРАНА
Еще недавно о дальних
планетах Солнечной системы
мы знали очень мало. Теперь
же новая информация сыпется
как из рога изобилия.
Недавно журнал «Science News»
A982, т. 121, № 25) сообщил,
что астрономы Гавайского
университета с помощью
инфракрасного телескопа измерили
габариты четырех из пяти
известных спутников Урана с
точностью до 100 км.
Диаметры четырех спутников
оказались близкими — от одной
до двух тысяч километров:
1690 у Оберона, 1670 у Тита-
нии, 1410 у Ариэля и 1160 у
Умбриэля. Лишь диаметр
Миранды не удалось
определить — слишком близко
находится этот спутник от самого
Урана, поэтому не удается
пока зарегистрировать его
собственное инфракрасное
излучение.
РАЗВЕ СРАВНИШЬ
С БАЛЛОНЧИКОМ!
Группа американских
астрофизиков пришла к
выводу, что регулярные полеты в
космос «Шаттлов» могут
привести к заметному обеднению
слоя атмосферного озона и,
как следствие, увеличению
на 2% достигающего Земли
потока солнечного
ультрафиолета. Этот вывод сделан на
основе лабораторных
экспериментов и, кроме того,
«дырки» в озонном слое
были зарегистрированы в ходе
некоторых предыдущих
запусков. Через несколько дней
«дыры» затягиваются, однако
регулярные запуски создают I
известную опасность. «Дырки», I
естественно, не механические, I
они образуются в результате I
химических реакций озона с I
выхлопными газами ракет. I
Об этих опасениях ученых |
сообщил недавно английский I
журнал «Spaceflight» A982, I
т. 24, № 7—8).
КРЕВЕТКИ
ИЗ БЕЛОРУССИИ
Креветок ловят в морях I
и океанах. Но оказывается, есть I
и пресноводные креветки — I
например, живущая в Китае, I
Вьетнаме, на южных островах I
Японии Macrobrachium nippo- I
nense. Правда, на ее «пресно- I
водной репутации» есть кро- I
шечное пятнышко: на родине I
в начальный период жизни I
(личиночная стадия) ей необхо-1
дима солоноватая вода. Одна-1
ко специалисты Института зо- I
ологии АН БССР установили, I
что личинки этих креветок мо- I
гут обойтись и пресной, если I
она достаточна тепла. И для I
акклиматизации новых для I
фауны СССР рачков предложи- I
ли использовать водоемы, в ко- I
торые сбрасываются воды теп- I
ловых электростанций. Пред- I
ложение было подкреплено I
успешными опытами по кре- I
ветководству в прудах, питае- I
мых водами Бе ре зов- I
ской ГРЭС. I
СВЕЖИЙ УГОЛЬ I
ИЗ СТАРОЙ ПОКРЫШКИ
Отработавшие свое и I
уже невосстановимые автомо- I
бильные шины могут служить I
источником разного рода ве- I
ществ, содержащих углерод, I
причем солидным источником I
— ведь в негодность ежегодно I
приходят многие миллионы I
шин. Один из перспективных I
вариантов — приготовление из I
старой резины моторного топ- I
лива. Но есть и другие пред л о- I
жения. В частности, приготов- I
ление гранулированных актив- I
ных углей («Доклады АН БССР», I
1982, т. XXVI, № 8).
Эксперименты, проведенные бело- I
русскими специалистами, по- I
казали, что при хорошо подоб- I
ранном режиме пиролиза по- I
лучается уголь не хуже древес- I
ного, с высокими сорбционны- I
ми свойствами, вполне при год- I
ный для использования в си- I
с темах рекуперации, очистки I
и осветления. I
62
новости
О" ОСТИ ОТОВСЮДУ
АЭРОСТАТ НА ПРОПАНЕ
Можно наполнить
воздушный шар водородом,
можно гелием. А можно
использовать для полета пропан.
В последнем случае, конечно,
наполнять оболочку
аэростата газом не следует — так
ничего не выйдет: пропан
тяжелее воздуха. А вот
подогреть с помощью горелки,
работающей от баллона с
пропаном, воздух и этим
подогретым воздухом
наполнить воздушный шар можно.
Именно такой современный
«Монгольфьер» с человеком
на борту, изготовленный в
Англии, пролетел недавно за
55 минут 45 километров.
ПРОТЕРТОЕ СЕНО
Если кормить бычков
сеном, протертым через сито,
то бычки съедят такого корма
на 50% больше и при этом
прибавят в весе вдвое быстрей.
Таковы результаты
экспериментов, проведенных в
Канаде. О них рассказано в
канадском журнале «News and
Features» A982, № 1956). Наши
младенцы, как известно,
тоже предпочитают тонко
измельченную пищу.
УРАН В УГЛЕ
Подсчитали, что за год ',
эксплуатации средней
энергетической установки на угле в
атмосферу уходит более 20
килограммов урана. Как
микропримесь он входит в
большинство углей. Так может,
еще и поэтому и меет смысл
улавливать золу
теплоэлектростанций более тщательно?
СКОЛЬКО ХИМИКОВ
В США
По подсчетам журнала
«Chemical end Engineering
News» A982, т. 60. № 30),
в начале этого десятилетия в
США работало около 2,7 млн.
ученых и инженеров. Химиков
из них — чуть больше 0,2 млн.,
причем 144 200 человек —
это чистые химики и 71 800 — |
химики-инженеры,
преимущественно заводские
технологи. В том же журнале
приведен прогноз затрат на
научно-исследовательские и
опытно-конструкторские работы в
масштабах страны. Это при- ,
мерно 85 млрд. долларов,
причем лишь половину этой
суммы потратит государство,
вторую половину —
промышленные корпорации.
ВНУТРИМЫШЕЧНОЕ!
Есть опасения, что
традиционный прием медиков —
I внутримышечные инъекции
скоро придется называть как-
то иначе. Куда делают боль-
| шую часть уколов, знает
каждый. Так вот, один из
канадских врачей тщательно
измерил толщину жирового слоя
ягодичной мышцы у 213
взрослых пациентов и установил,
что у большинства мужчин
средняя толщина этого слоя —
3,8 см, а у милых дам — еще
несколько больше. А дл ина
стандартной иглы для
инъекций — 3,5 см. Выходит, что
менее 10% внутримышечных
инъекций — действительно
I внутримышечные. Впрочем,
врачи допускают, что инъекция
лекарств в жировую ткань,
может быть, даже более
эффективна, чем действительно
в мышцу.
СТЕРИЛЬНАЯ ГРЯЗЬ
Грязь есть грязь: даже
если вымазаться ею в лечебных
целях, все равно хочется
, поскорее ее смыть.
В Таджикском НИИ
эпидемиологии и гигиены
тщательно исследовали иловую
, грязь озера Окусукон,
которую применяют при лечении
многих заболеваний, прежде
всего опорно-двигательной
системы. Пробы грязи
многократно проверили на бакте-
рицидность. Специально сея-
L ли в пробы бациллы брюшно-
I го тифа, дизентерии, обычную
и синегнойную кишечную
палочку, золотистый стафилло-
кок... Через неделю, максимум
две, микробы вымирали —
1 не могли жить в грязи.
ГАММА-ЛУЧИ
И ЗЕМЛЯНИКА
В Михайловградском
округе Болгарии проведены
опыты по облучению
земляничной рассады
гамма-квантами. В результате ягоды
созрели на неделю раньше, а
урожай получился на 25% выше,
чем на контрольных участках.
63
Вещи и вещества
Линолеум
Если в одном-единственном стошести-
десятиквартирном доме — восьмиэтажке
с пятью подъездами, где на каждую
лестничную клетку выходят четыре квартиры,—
покрыть полы вместо досок
синтетическими материалами, то сохранится около
шестисот кубометров древесины. Кроме того,
строители затратят гораздо меньше труда
на устройство этого далеко не
второстепенного элемента квартир. Поэтому повсюду,
где только возможно,— в прихожей, на
кухне, а иногда и в комнатах —
проектировщики стараются предусмотреть
линолеум, самый удобный из синтетических
материалов для жилых домов. Удобный,
но, увы, слишком часто невзрачный.
Въезжает новосел, смотрит себе под ноги — ну
и вид же здесь. Нередко линолеум
отправляют на свалку, в магазине (и не только)
приобретают другой, поприличнее, и лишь
тогда, после немалых дополнительных
затрат, удовлетворенный новосел потирает
руки: квартира стала выглядеть краше.
Ежегодно предприятия страны
выпускают около ста миллионов квадратных
метров линолеума. Это, к сожалению, еще
не полностью удовлетворяет нашу
потребность. Но мало того: пробовал ли кто-
нибудь подсчитать, сколько материала из
этого количества не используется по
прямому назначению только потому, что
потребителя не устраивает его внешний вид?
И сколько в результате мы получаем его
фактически? По-видимому, таких
подсчетов никто не делал. Контролируя общий
объем выпуска — количество,
планирующие организации не могут сказать, сколько
выпускается линолеума красивого. Такие
сведения вроде бы и не нужны —
линолеум все равно возьмут, если не сам
потребитель (в магазине), то строители: без ли-
нолеумных полов, если они предусмотрены
проектом, дом у них не примут. Вот так и
находит сбыт линолеум тусклого цвета,
линолеум с некрасивым рисунком,
линолеум, краски которого раздражают или
повергают в уныние...
Когда-то, а точнее, во второй
половине девятнадцатого века линолеум
изготавливали из джутового полотна, на которое
наносили пасту — смесь мела, пробковой
или древесной муки и растительного
(льняного или подсолнечного) масла. Отсюда
и его название ( linium — полотно, oleum —
масло, то есть буквально: «промасленное
полотно»). Такой линолеум был красивым,
но, увы, быстро истирался. К тому же
приходилось расходовать много
дорогостоящего растительного сырья.
Впоследствии появились более
прочные, дешевые и удобные в производстве
линолеумы. Сейчас выпускают, например,
линолеум алкидный (верхний слой его
выполнен из алкидных смол), резиновый (так
называемый релин) и другие. Но самый
распространенный линолеум — поливинил-
хлоридный. Массовое производство его
в стране началось в конце пятидесятых
годов. Конечно, с тех пор материал этот
претерпел изменения, стал гораздо лучше.
Предприятия выпускают различные виды
ПВХ-линолеу,ма, в том числе
антистатический, теплозвукоизоляционный и другие.
Физико-химические свойства и
гигиенические качества его не вызывают ни у кого
замечаний. А вот внешний вид оставляет
желать лучшего.
Изготавливают линолеум по разным
технологиям.. Например, промазным
способом: на тканевую основу наносят поли-
винилхлоридную пасту, которая после
термообработки затвердевает. Получается
одноцветный линолеум с глянцевой или
тисненой (если пропустить ленту между
тиснильными налами) поверхностью. При
вальцево-каландровом способе поливинил-
хлоридная масса проходит между
крутящимися вальцами, превращаясь в прочную
пленку, которую затем дублируют
(приклеивают) к основе. Одновременно на
лицевой стороне можно вытиснить рисунок.
При экструзионном способе полимерный
расплав непрерывно экструдируют
(выдавливают) через формующую
плоскощелевую головку, затем образовавшуюся
ленту припечатьнвают к основе.
При вальцево-каландровой и экстру-
зионной технологиях на ПВХ-пленку можно
нанести рисунок. Причем в последнее
время линолеум! стали делать трехслойным:
внизу— основа, в середине — одноцветная
лента, сверху — прозрачная лента с каким-
нибудь рисун'ком. Однако и такой линолеум
не всегда бывает красивым. Рисунок на
прозрачную ленту наносят способом
глубокой печати, большими металлическими
валами. Этот способ широко используется
в полиграфии. Однако здесь есть своя
специфика. Когда печатают газету или журнал,
между полосами текста оставляют
незапечатанные промежутки, чтобы бумажный
лист можно было сложить и разрезать.
А рисунок на ленте линолеума должен быть
непрерывным.. Поэтому на печатном валу,
который наносит краску, не должно быть
разрывов рисунка или видимых стыков.
Кроме того, на линолеум приходится на-
3 «Химия и жизнь» № 1
65
носить более толстый слой кр«зеки — ведь
поливинилхлорид не впитывает ее, как
бумага.
Поэтому те экономичные способы
изготовления печатных валов, которые
применяют полиграфисты (например,
травление), для линолеума не подходят. Валы
приходится гравировать: или вручную —
это очень трудоемко, или с помощью
сложнейших гравировальных автоматов. А для
одного завода, выпускающего линолеум,
нужно порой несколько десятков валов в
год. Часто у заводов не хватает средств
на изготовление валов с красивым
рисунком: выгравировали свои у ал ельцы что-
нибудь простенькое, и ладно. Отсюда и
внешний вид линолеума.
Но нужен ли рисунок вообще? Ведь
деревянный пол всегда одноцветный, и
только паркет — самый Красиным (и
дорогой) вид пола — имеет рисунок, текстуру,
несколько отличающуюся по тону. Не
лучше ли выпускать двухслойный
одноцветный линолеум? Специалисты считают, что
во многих случаях лучше. Ведь он гораздо
дешевле и ... красивее.
Вспомним промазной линолеум.
(Кстати, за рубежом линолеумом называют
только ту продукцию, которая получена
промазным способом.) Когд.а на ленту
основы наносят поливинилхлоридную
одноцветную пасту, подразумевается, что
никакой красочный рисунок свегрху
напечатать нельзя (а если и можно, то в процессе
эксплуатации он быстро сотрется). Но
красочный рисунок-то, собственно, и не
нужен — был бы красивым цвет ленты.
Монотонно? От этого можно избавиться. Раньше
линолеум тиснили, сейчас есть, более
прогрессивные способы создания рельефной
поверхности: с помощью вспенивающих
веществ (порофоров) и веществ,
тормозящих вспенивание (ингибиторов). Например,
ингибированная печать: в ПВХ-ленту
добавляют порофор, а в краску, которой
печатают на ленте простенький рикунок,—
ингибитор. В термокамере, где: поливинил-
хлоридная паста полимеризуегтея,
поверхность ленты вспенивается, а участки, на
которые нанесен ингибитор, остаются
ровными. Или так называемая сторковская
печать: в ПВХ-пасту ничего не добавляют,
а порофор подмешивают в краску. В
термокамере вспенивается рисунок. Потом в
процессе эксплуатации краске! сотрется, а
рельеф останется.
При ингибированной пешати краску
с ингибитором можно наносить»
гравированным валом. Привычно, но расходуется
слишком много дорогостоящего (и
дефицитного) порофора: ведь нащо вспенить
всю ленту. При сторковском методе
экономия порофора налицо, к тому же не
надо применять ингибитор. Однако здесь
возникает одна сложность. Паста
порофора густая, способом глубокой печати ее
не нанести. Наиболее удобно делать это
с помощью полых цилиндров с
перфорированными стенками, через которые паста
подается на ПВХ-ленту. Это, кстати,
позволило бы отказаться от дорогостоящей и
трудоемкой гравировки валов.
Хорошо, но что же взамен? Как,
например, пробивать в пустотелых цилиндрах
отверстия? Были опробованы различные
способы, стенки цилиндров даже прожигали
лазером. Однако самым экономичным
оказалось не делать отверстия в готовом
цилиндре, а сразу же изготовлять цилиндр,
стенки которого имели бы необходимую
перфорацию. Такие печатающие элементы
можно делать методом гальванопластики.
На барабан-основу диэлектриком наносят
рисунок и погружают его в гальваническую
ванну. Здесь на барабан наращивают слой
металла, причем в тех местах, где нанесен
диэлектрик, остаются отверстия. Готовый
цилиндр снимают с основы, и на ней можно
делать следующий.
Такая технология поможет решить
еще одну задачу. При изготовлении
линолеума лента движется с заданной
скоростью, которая и определяет
производительность оборудования. Увеличивать эту
скорость можно только до известного
предела. Но можно повысить
производительность оборудования и за счет увеличения
ширины ленты. При вальцево-каландровой
и экструзионной технологиях увеличение
ширины линолеума приводит к
значительному (отнюдь не пропорциональному)
увеличению его стоимости. К тому же
проблема: чем наносить рисунок?
Гравировать длинные валы невозможно. И
дело тут даже не в мастерах рисунка: перед
тем, как его наносить, надо еще добиться,
чтобы биение вала не превышало нужных
величин. На доводку даже двухметрового
вала придется затратить слишком много
сил.
Увеличить ширину ленты промазного
линолеума значительно проще. А для
печати сторковским методом цилиндры
необходимого размера можно будет получать
методом гальванопластики с гораздо
меньшими затратами, чем при гравировании.
Достаточно изготовить несколько
идеально ровных барабанов-основ, и делай
сколько угодно гальванокопий с
незначительными погрешностями поверхности. Если
практика подтвердит эти предположения,
можно будет приступать к изготовлению
оборудования для серийного выпуска
широкого линолеума. Преимущества
очевидны: кроме увеличения объема
производства линолеума, исчезнет также проблема
устройства швов — можно будет покрывать
пол помещения одним целым куском
материала.
Предвижу вопрос: как скоро красивый
теплозвукоизоляционный промазной
линолеум станет нормой в наших квартирах?
Это будет зависеть не только от
исследователей, занимающихся созданием опытных
66
образцов и выпуском экспериментальных
партий продукции, но и от планирующих
организаций. Необходимо создавать новые
производства, которые выпускали бы
печатающие цилиндры в количестве,
удовлетворяющем потребности отрасли.
Необходимы средства для создания нового
оборудования, на котором эти цилиндры
можно будет использовать, и оснащения этим
оборудованием заводов.
Надо думать, скоро такой линолеум
начнет вытеснять менее удачливых своих
предшественников не только в жилищах,
но и в служебных и производственных
помещениях. Тогда мы согласимся с
проектировщиками и строителями: линолеум —
это очень удобно, практично и к тому же —
красиво!
Н. КОЛОСКОВ
НЕСКОЛЬКО
ПРАКТИЧЕСКИХ
СОВЕТОВ, КАК
НАСТЕЛИТЬ
И ОТРЕМОНТИРОВАТЬ
ЛИНОЛЕУМ
Купленные рулоны ли-
' нолеума надо выдержать
несколько суток в теплом сухом
помещении не распаковывая.
После этого их раскатывают и
нарезают полотнища
необходимых размеров. Если
материал полностью не
распрямляется (рулон от долгого
хранения смялся и в сечении стал
овальным), его разрезают на
куски нужной длины и
складывают стопкой: большие
полотнища внизу, маленькие
вверху. Сверху на стопку
кладут большой груз. Через две
недели линолеум полностью
распрямится. Настланный
материал также следует прижать
грузом не менее чем на семь
дней. Более быстрый способ
выпрямления линолеума —
прокатать его тяжелым
горячим катком — вряд ли
подходит для домашнего
пользования.
Если нужно настелить
линолеум, уже бывший в
употреблении, нижнюю сторону
полотнищ тщательно очищают
от засохшей мастики.
Линолеум разных сортов и толщины
сортируют и сначала
настилают более толстые
полотнища. Укладывая тонкие, под
их кромки приклеивают
бумажные полоски шириной 20—
30 сантиметров. Это
позволяет выровнять линолеум в
местах стыка.
В помещениях, где
нагрузка на пол не очень
большая (например, в тех местах
коридора, где ходят редко),
линолеум можно настелить
насухо, то есть не приклеивать
его мастикой. В этом случае
кромки полотнищ закрепляют
металлическими рейками,
которые крепят к полу
шурупами, завинченными заподлицо
с поверхностью рейки. В
бетонном основании пола в
местах крепления шурупов
сверлят или пробивают отверстия
и вставляют деревянные
пробки.
При эксплуатации
линолеума очень часто первыми
начинают отклеиваться края
полотнищ. Для повышения
долговечности покрытия после
укладки поливинилхлори дно-
го линолеума его края можно
сварить. Для этого берется
обычный электропаяльник со
сменным рабочим
элементом — жалом (сваривают
обыч но тем, которое загнуто
под углом 90°). Клин жала
затачивают — толщина острия
должна быть не более 0,2 мм;
боковые плоскости —
«щечки» — тщательно шлифуют.
Это позволит ему лучше
скользить между полотнищами. При
сварке жало паяльника,
разогретого до 250—300°С,
вставляют между плотно
прилегающими друг к другу кромками
полотнищ и медленно
проводят им по стыку, чтобы
линолеум размягчался и
приобретал клейкость. Разогретые
кромки сжимают руками —
линолеум склеен. Чтобы
выровнять поверхность шва, его
прикатывают горячим
роликом или валиком. Такую
работу удобно делать вдвоем.
Укладывая линолеум
первый раз, немудрено
допустить брак — в некоторых
местах могут появиться
вздутия. Их прокалывают,
покрывают линолеум плотной
бумагой и кладут сверху мешочек
с горячим песком или
проглаживают горячим утюгом и
затем кладут груз. Если
вздутие все равно останется, в него
надо ввести шприцем тот
растворитель, на котором была
приготовлена мастика,
пригладить линолеум и положить
груз. Если не поможет и
растворитель, значит в этом месте
под линолеумом нет мастики.
Ее вводят шприцем.
Мелкие повреждени я
и небольшие щели между
полотнищами можно заделать
пастой: 20 частей канифоли
растворяют в 5 частях
винного спирта и добавляют 4
части касторового масла и
краску нужного цвета; или 1
часть канифоли растворяют
в 4 частях загустевшего
скипидара и добавляют краску.
Приготовленный
раствор тщательно перемешивают.
К сожалению, такими
пастами можно скрыть только
мелкие повреждения. Если
линолеум протерся насквозь
или порвался, лучше всего,
не дожидаясь, пока дырка
вырастет до больших
размеров, положить заплату. Из
такого же линолеума
вырезают ромб или квадрат с
расчетом, чтобы он полностью
закрыл поврежденное место,
накладывают его на дыру и
обводят карандашом или
гвоздем. По этим линиям
вырезают поврежденный материал и
вклеивают заплату,
желательно той же мастикой, которой
ранее приклеивали линолеум.
Более тщательно
подогнать заплату можно
следующим способом. Сначала
удаляют кусок линолеума с
повреждением — вырезают
квадрат с дырой; затем
вырезают заплату такой же
конфигурации, но побольше — ее
края должны заходить на
края отверстия на два-три
сантиметра. Середину заплаты
мажут мастикой и
приклеивают на поврежденное место.
Когда мастика схватится,
заплату прирезают: острым
ножом режут сразу оба слоя
линолеума — заплату и края
старого материала. Из-под
краев заплаты удаляют
обрезки и края приклеивают. Шов
почти не будет заметен.
: з*
67
ЮНЫ»'
химик
В выпуске:
Итог операции
«Эмблема»
Химия +физика
Жидкие
хамелеоны
Какого
цвета
фенолфталеин
Устав клуба
Пункт первый.
Членом клуба может быть
каждый школьник.
Пункт второй.
Членом клуба становится тот,
кто задаст интересный
вопрос, или найдет интересный
ответ, или пришлет
заметку, фотографию, рисунок,
или просто расскажет о
своих полезных делах.
В письмах следует
обязательно указывать имя,
фамилию, адрес, класс и
номер школы.
Итог операции
«Эмблема»
В первом выпуске клуба Юный химик за прошльи
год была объявлена операция «Эмблема»: читателям был<
предложено принять участие в конкурсе на лучшую эмбле
му клуба.
На предложение редакции откликнулось 84 читателе
' (среди которых были не только юные химики и не тольк<
химики), приславших 160 эскизов. Редакция благодарит все:
участников операции.
Несколько присланных рисунков было опубликован*
(см. «Химию и жизнь», 1982, № 7—12), однако ни оди!
из них не был признан пригодным для постоянного исполь
зования. Поэтому пока решено вернуть к прежней эмблеме
Химия +
физика
В школе преподавание химии и физики
тесно взаимосвязано. Но задачи, которые
задаются школьникам, как правило, не выходят за
пределы одной из дисциплин.
Ниже предлагается несколько задач, для
решения которых необходимо использовать
знания как химии, так и физики — конечно, в
пределах школьной программы.
ЗАДАЧА 1
В замкнутый цилиндрический сосуд
диаметром 10 см и высотой 20 см, заполненный
доверху этанолом с температурой 0° С,
вставлена трубка диаметром 2 см. Внутри сосуда
находится стальная бомба (объемом которой можно
пренебречь), содержащая 1,2 г магния и 2 г
кислорода, под давлением; магний был
подожжен с помощью электрического разряда. После
завершения реакции и установления теплового
равновесия (предполагается, что сосуд окружен
термоизоляцией и потерями тепла можно
пренебречь) жидкость в трубке поднялась на 5,4 см.
Вычислите тепловой эффект реакции горе- '
ния магни я, если извесно, что коэффициент
объемного расширения этанола равен
0,0011 град-1, плотность составляет 0,8 кг/дм3,
а удельная теплоемкость — 2,42 кДж/кг- град.
ЗАДАЧА 2
В крутлодонную колбу диаметром 6,6 см,
наполовину заполненную водой с температурой
20° С, бросили 1 г бария. После окончания
реакции температура раствора оказалась равной
28,7° С
Напишите термохимическое уравнение
реакции бария с водой, если известно, что
удельная теплоемкость воды равна 4,19 кДж/кг - град
(потерями тепла, изменением массы воды и ее
68
теплоемкости вследствие образования гидрок-
сида бария можно пренебречь).
ЗАДАЧА 3
Тепло, выделившееся при сгорании смеси
порошкообразных алюминия и магния в избытке
кислорода, полностью использовано на
нагревание 1 л воды; при этом температура воды
повысилась на 2,5° С. Какие количества алюминия и
магния могли находиться в смеси, если
термохимические уравнения горения алюминия и магния
записываются так:
А1 + 3/402 = 1/2А12О3+837,5 кДж,
Mg + 1/2O2 = MgO+601 кДж.
(Решения — на стр. 71)
СВОИМИ ГЛАЗАМИ
Жидкие
хамелеоны
Химики часто имеют
дело с окрашенными
веществами и их растворами. Умение
тонко различать цветовые
оттенки доставляет им не только
эстетическое удовольствие, но
и помогает в работе,
поскольку окраска веществ зависит от
структуры молекул. Но порой
зрение может и подвести. Вот
несколько примеров такого
рода.
Налейте в пробирку
немного раствора хвойного
экстракта для ванн (взяв 1 г
экстракта на 100 мл воды).
Этот лимонно-желтый раствор
имеет желто-зеленую
'флуоресценцию, которая особенно
хорошо заметна при боковом
освещении на фоне белого
листа бумаги. Но замените
белый бумажный лист на
черный. И сразу же раствор
покажется вам салатно-зеле-
ным с изумрудно-зеленой
флуоресценцией.
А теперь обратите
внимание на мениск. Разглядывая
его против света, вы
определите его цвет как желто-
зеленый и на темном фоне,
когда жидкость кажется
зеленой, и на ев етл ом фоне,
когда жидкость кажется
желтой. Только в первом случае
мениск будет более темным, а
во втором — более светлым.
Увеличьте объем
исследуемого раствора, налив
его в стакан. Разглядывая его
на темном фоне, вы увидите,
что изумрудно-зеленый
флуоресценцией обладает только
верхний слой жидкости.
А теперь, наоборот,
уменьшите объем, поместив
капельки раствора хгаойного
экстракта на листы белой и
черной бумаги. На белом листе
вы увидите желтую жидкость
со светло-зеленой
флуоресцирующей каемкой, а на черном
листе — темно-зеленую
жидкость без какой бы то ни
было флуоресценции.
Покажите эти капельки друзьям,
и вряд ли кто-нибудь из них
догадается, что на самом деле
они совершенно
одинаковые — настолько по-разному
они выглядят.
А вот >еще один пример.
Приготовьте жидкий
крахмальный клейстер и налейте в
пробирку 2—3 мл этого
крахмального раствора.
Добавьте в пробирку капельку
йодной настойки — клейстер
сразу же станет темно-синим.
После этого добавьте в эту
же пробирку 5—10 мл
раствора хвойного экстракта (раствор
надо приливать по стенке,
чтобы образовалось два
слоя — клейстера внизу и
экстракта сверху). Посмотрите на
пробирку против света: вы
увидите, что экстракт имеет
розовую окраску, прослойка
между экстрактом и
клейстером — фиолетовую, а сам
клейстер — сине-фиолетовую.
А на сером или черном фоне
картина резко изменится:
внизу вы увидите темно-зеленый
клейстер, а сверху —
желтый раствор хвойного
экстракта с желто-зеленой
флуоресценцией.
Чтобы в таких случаях
не было путаницы, химики
определяют цвет растворов на
белом фоне. А полную
гарантию от ошибок дают
специальные приборы, с помощью
которых можно объективно
определять спектры поглощения
разных веществ.
/ Н. КОСТЫРЯ
Л"
Клуб Юный химик
69
ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ
Какого
цвета
фенолфталеин
Все школьники, начиная
с седьмого класса (а
любознательные еще раньше),
знают, что в твердом виде
фенолфталеин бесцветен, а в
растворе либо бесцветен, либо
имеет красно-малиновую
окраску. Студенты вузов,
изучающие органическую химию,
могут уже нарисовать
структурную формулу бесцветной
формы фенолфталеина I (см.
схему) и окрашенного дианио-
на II; некоторые из них
добавят, что избыток щелочи
вновь приводит к
обесцвечиванию раствора в результате
образования структуры III.
Но на этом обычно и
оканчивается знание
превращений, способных происходить
с фенолфталеином. Вместе с
тем из оригинальных и
обзорных научных работ можно
почерпнуть интересные
дополнительные сведения.
Теория цветности
органических соединений
объясняет красную окраску дианиона
11 наличием в нем цепи
сопряжений — системы
чередующихся двойных и ординарных
связей (так называемого
хромофора); как только цепь
сопряжения прерывается,
окраска исчезает, что и наблюдается
ON a
ОН 0° Г jT Ч)Н
-С02Н vi Ч^/-С02 in
в кислой, нейтральной и
сильнощелочной средах. Но
оказывается, этим возможные
метаморфозы фенолфталеина не
ограничиваются.
Можно ли, например,
утверждать, что в кислой
среде фенолфталеин бесцветен?
Оказывается, нет —
необходимо уточнить, какой силы
кислота. Еще более 100 лет
назад было известно, что в
сильнокислой среде
фенолфталеин окрашен в розовый
цвет. Более того, с помощью
фенолфталеина кислоты
можно различать по силе:
например, в среде трифторуксусной
кислоты фенолфталеин
окрашен, а в среде уксусной или
муравьиной кислот бесцветен.
Аналогично можно различать
степень разбавления сильной
кислоты (например, серной,
хлорной, трифторуксусной)
водой или .другими растворителя-
, ми (спиртом, ацетоном): при
)/ разбавлении до
определенного предела интенсивная
розовая окраска резко исчезает.
Заметим, что в этом случае
розовая окраска возникла по
той же причине, что и крас-
но-мали новая окраска в
щелочной среде,— из-за
образования системы сопряженных
связей; различие заключается
лишь в том, что молекула
IV несет не отрицательный, а
положительный заряд.
А теперь вернемся • к
щелочной среде и снова
зададим вопрос: верно ли, что в
щелочной среде средней силы
фенолфталеин красный, а в
сильнощелочной бесцветный?
Верно, но только в том
случае, если речь идет о
водном растворе: в среде
органического растворителя все
может быть наоборот.
Так, красный щелочной
раствор фенолфталеина
обесцвечивается при сильном
разбавлении спиртом, что
объясняется образованием
структуры V, в которой цепь
сопряжения отсутствует. Вместе с
тем в ацетоне, диметилфор-
м амиде или диметилсуль-
фоксиде (так называемых ап-
70
Клуб Юный химик
ротонных растворителях)
фенолфталеин в присутствии
избытка безводной щелочи не
только не обесцвечивается, но
приобретает глубокую
фиолетовую окраску. Объяснить это
явление можно, вероятно, тем,
что в апротонной среде ди-
анион 11 менее сольватирован.
Более точно и строго
охарактеризовать окрашенные
формы фенол фталеина
удалось спектрофотометрически:
так, розовая, красная и
фиолетовая окраски
характеризуются максимумами поглощения
света с длинами волн 492,
547 и 572 нм
соответственно. А спектры ядерного
магнитного резонанса (на
ядрах ' С) позволили
«разглядеть» неизвестные ранее
бесцветные формы — например,
структуру VI, существование
которой ранее только
предполагалось.
Конечно, существуют
вещества, дающие в
зависимости от условий еще более
богатую гамму окрасок и
структур. Но пример с
фенолфталеином интересен тем,
что уж больно известное это
вещество...
В. ЧУЙГУК,
Киевский
государственный
университет
(См. стр. 69)
ЗАДАЧА 1
До сгорания магния объем этанола в
сосуде составлял V„=0,25nD2ri=0,25 - 3,14 . 102 . 20=
= 1570 см\ После сгорания магния объем этанола
увеличился на V,=0,25 • 3,14 • 22 • 5,4 = 17 см3.
Таким образом, после завершения реакции
объем этанола стал равным Vt=V0+V, =
= 1570+17 = 1587 см3.
Объемное расширение жидкостей
описывается формулой Vt=V0A +<х • At), где At —
изменение температуры и а — коэффициент
объемного расширения; с помощью этой же
формулы можно узнать, насколько нагрелась
жидкость, если известны V0l
случае
At=
Vt—V0 _ 1587—1570
а • V0 1570 • 0,0011
= 9,В°С.
Теперь, зная, что температура этанола
увеличилась на 9,8°С, определим
количество потребовавшегося тепла Q. Если
m — масса вещества, ас — его удельная
теплоемкость, то Q = m • с • At. Массу
этанола можно определить, зная его объем и
плотность: m = V0 • р=1,57 - 0,8=1,26 кг.
Таким образом, Q = 1,26 - 2,42 • 9,В=
=29,9 кДж. Именно это количество тепла и
выделилось при взаимодействии 1,2 г
магния с 2 г кислорода.
Из уравнения реакции
1,2 г 2 Г
Мд + 1/2 02=МдО
24 г 16 г
следует, что кислород был взят в избытке.
Поэтому при сгорании 1 моль магния
выделится 29,9 • 24/1,2=598 кДж. В результате
термохимическое уравнение реакции
следует записать так:
Мд + 1/2 02 = МдО + 598 кДж.
ЗАДАЧА 2
Прежде всего определим массу воды.
Объем колбы равен (по формуле шара)
V=nDs/6 = 3,14 • 6,6S/6=150,4 см3.
Так как по условию задачи колба была
заполнена водой наполовину, то объем воды
равен 75,2 см3, а ее масса — 75,2 г, или
0,0752 кг.
Для того чтобы нагреть 0,0752 кг воды
на 28,7—20—8,7°С, необходимо затратить
количество теплоты Q, равное
Q = m - с - At=0,0752 - 4,19 . 8,7=2,73 кДж.
Следовательно, при взаимодействии 1 г
бария с водой выделилось 2,73 кДж теплоты.
Теперь по уравнению реакции
находим, что при взаимодействии с водой
1 моль бария выделится 137,3 • 2,73 =
= 374,8 кДж, и поэтому термохимическое
уравнение можно записать так:
Ва + 2Н20 = Ва(ОНJ + Н2 + 374,В кДж.
ЗАДАЧА 3
Чтобы нагреть 1 л A кг) воды на 2,5° С,
необходимо затратить
Q=m . с-At =1 • 4,19 • 2,5=10,5 кДж
теплоты. Пусть в смеси содержится х моль
алюминия и у моль магния. При сгорании
алюминия выделится 837,5х кДж, а при
сгорании магния — 601 у кДж, откуда
837,5х + 601у = Ю,5, или 79,7х+57,3у= 1.
Так как количества веществ не могут
быть отрицательными, а в смеси, по
условию, содержатся оба металла, то х>0 и
у>0. Если на оси ординат отложить
количество магния, а по оси абсцисс —
количество алюминия, то все точки, лежащие на
отрезке АВ (см. рисунок), удовлетворяют
решению задачи; сами же точки А и В
решению задачи не удовлетворяют, так как
хфО и уфО.
В. КУЗАМЫШЕВ
0.005Н
0,005
0,010
0.015 А1,х моль
Клуб Юный химик
71
Полезные советы химикам
Лоции
информационных
морей
ВЗРЫВ,
КОТОРЫЙ ДЛИТСЯ
ТЫСЯЧЕЛЕТИЯ
Все статьи, посвященные научной
информации и прочим науковедческим вопросам,
принято начинать с рассмотрения проблемы
так называемого информационного взрыва.
Не будем отступать от этой традиции.
Отмечая стремительный рост фондов
знаменитой Александрийской библиотеки,
известный швейцарский эллинист А. Боннер
писал: «Библиотека росла не только за счет
исключительной плодовитости авторов того
времени... Нам известны имена более тысячи
ста эллинистических писателей, включая ученых
и философов. Просто наводнение!
Литературная катастрофа!» Это книжное наводнение
произошло во II веке до н. э. Добавим, что во
времена Цезаря, по свидетельству историков,
Александрийская библиотека хранила 700 тыс.
томов.
Наука всегда была современной, ученые,
по образному выражению Д. Прайса, всегда
качались на информационных волнах в море
научной литературы. Таким образом, понятие
«информационный взрыв» можно считать
корректным, лишь допустив, что взрывной
процесс может длиться тысячелетия...
И все же нынешняя информационная
ситуация не идет ни в какое сравнение не
только с теми «ужасами», о которых рассказывает
Боннер, но и с положением в этой сфере в
начале нашего века. Вспомним, что в 1914 г.
в России наукой занимались 11,6 тыс. человек,
а в 19В0 г. число научных работников нашей
страны превысило 1,2 млн. В 1910 г. по химии
и химической технологии во всем мире вышло
13 тыс. книг и журнальных статей, а в 1 9В1 г.—
почти полмиллиона. Пятнадцать лет назад
в литературе по информатике появился такой
впечатляющий расчет: если бы химик, свободно
владеющий тридцатью языками, встретив
Новый год, стал читать свежие публикации,
представляющие для него профессиональный
интерес, то, работая по 40 часов в неделю,
проглатывая по 4 статьи в час, он к 31 декабря осилил
бы всего двадцатую часть вышедшей за год
литературы. Заметим, что по прошествии
пятнадцати лет положение подобного «чтеца»
стало бы еще более незавидным.
Долгие годы исследователей выручали
надежные лоции в информационном море —
реферативные журналы с многочисленными
подробными указателями. Они и сейчас
приносят ощутимую пользу. Однако сегодня
появилось такое несметное число новых научных
и технических дисциплин и межотраслевых
проблем, что выпускать для каждой из них
свой реферативный журнал уже практически
невозможно.
Возникла настоятельная необходимость
составления новых лоций, построенных по
принципиально новому признаку.
ОТРАСЛЬ НАУЧНОЙ ИНДУСТРИИ
Карьера молодого химика Ю. Гарфил-
да в Колумбийском университете началась не
совсем удачно. Приступив в конце сороковых
годов к самостоятельным исследованиям, он
сделал несколько методических просчетов,
которые привели к двум внушительным
взрывам. Молодой исследователь резонно решил,
что сохранить здоровье и жизнь во имя науки
можно, лишь основательно проштудировав
литературу по своей теме. И занялся этим.
Разумеется, тут же Гарфилд столкнулся с
пресловутой проблемой информационного взрыва
и начал тонуть в море химической литературы.
Пытаясь выплыть, он заинтересовался
машинными методами индексирования научной
информации. И так увлекся, что забросил
химические исследования, в которых, по
мнению университетского руководства, был
достаточно старателен, но не слишком оригинален.
В 195В г., получив докторскую степень
за работы по структурной лингвистике, Ю.
Гарфилд начинает на собственные средства
выпускать первое в мире издание сигнальной
информации о только что вышедших научных
публикациях в самых различных отраслях знаний.
Это издание, которое ныне превратилось
в солидный еженедельник, оповещающий
научный мир о содержании 5,4 тыс. журналов по
естественным, техническим и общественным
наукам (в число этих журналов входят 150
советских), называется «Current Contents».
С 1961 г. небольшая фирма Гарфилда
начинает именоваться Институтом научной
информации (ИНИ), только в филадельфийском
центре которого (помимо 9 зарубежных
отделений) работают 470 специалистов в области
науковедения, информатики, лингвистики,
машинного индексирования. Кроме «Current
Contents» ИНИ выпускает указатель статей по
новым химическим соединениям « Index Chemi-
cus», указатель ссылок по естественным и тех-
72
ническим наукам «Science Citation Index»,
многие другие указатели. Фирма, которой в
самом начале ее существования предсказывали
скорый финансовый крах, процветает.
Ежегодные доходы от продажи одного только
«Science Citation Index» составляют 15 млн.
долларов. Можно сказать, что налаженное
Гарфилдом дело стало отраслью научной
индустрии, вроде научного приборостроения.
Впрочем, коммерческие успехи ИНИ не
так уж интересуют научный мир. Для науки
важны те возможности, которые дают новые
лоции для хождения по бурным
информационным волнам наших дней.
НОВАЯ ЛОЦИЯ
Вот как составляются указатели ИНИ.
Из всей обрабатываемой литературы операторы
вводят в память ЭВМ для индексации и
переработки лишь основную информацию: фамилии
авторов, язык, на котором написана статья,
ее полное библиографическое описание,
литературные ссылки. ИНИ получает все
обрабатываемые журналы авиапочтой из первых партий
тиража, так что через несколько дней их
содержание уже хранится в электронной памяти,
а сведения о важнейших изданиях, например
«Nature» или «Доклады АН СССР», попадают
в ЭВМ в первую очередь. Таким образом,
исследователь, пролистав «Current Contents»
и найдя в нем что-то интересное для себя,
может сразу же взять в библиотеке свежий
журнал с нужной ему статьей.
«Current Contents» выходит в семи
сериях: науки о живой клетке; физика, химия
и науки о Земле; сельское хозяйство, биология,
охрана окружающей среды; общественные
науки; медицина; техника, технология,
прикладные исследования. Каждый еженедельный
выпуск любой серии содержит список 100—110
журналов и книг, которые рассмотрены в
номере; специальные страницы отведены их
содержанию, указателю ключевых слов и
авторскому указателю.
Допустим, читателя интересует ядерный
магнитный резонанс на ядрах 31Р. Ему не
нужно перерывать весь раздел «Физическая
химия». По указателю ключевых слов он находит
Р-31 и видит там два числа: 80 и 1727. Это
значит, что на стр. 80 этого выпуска напечатано
оглавление журнала, на стр. 1727 которого есть
интересующая ученого статья. Если же читатель
любопытствует, что новенького опубликовал его
коллега NN, то надо искать это имя в авторском
указателе — там будет указана страница
выпуска, где напечатано оглавление журнала
со статьей NN.
Одна из главных задач «Current
Contents», как полагают его издатели,—
устанавливать контакты между исследователями.
О том, что издание справляется с этой задачей
успешнее традиционных каналов информации,
свидетельствуют курьезные факты. Были
случаи, когда «Current Contents» выходил с
опечаткой в адресе автора той или иной статьи.
Невольная ошибка давала, однако, новые
информационные возможности. Когда автор
начинал получать письма кол пег, запросы на
оттиски, он легко различал, кто из ученых
узнал о статье непосредственно из журнала,
а кто из еженедельника «Current Contents».
Последних неизменно оказывалось 75—90%.
Между прочим, «Current Contents»
не просто сухой, деловой указатель. В нем есть
и колонка комментатора, где обсуждаются
насущные вопросы информационной науки,
и статьи о других областях знаний, лежащих
за пределами тематики выпуска, и короткие
материалы рубрики «классика цитирования»,
в которых авторы наиболее высоко цитируемых
в мировой научной печати работ делятся
своими воспоминаниями, как создавались эти
классические работы.
САМЫЙ ПОПУЛЯРНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
В последние годы наибольшую
популярность из изданий ИНИ приобрел указатель
цитированной литературы — «Science Citation
Index», в котором сведения о новых
публикациях упорядочиваются не по традиционным
классификационным или предметным рубрикам,
а по цитированным в этих публикациях
предшествующим документам и материалам,
главным образом по послестатейным ссылкам.
Каждая статья или книга фигурирует, таким образом,
в выпуске SCI столько раз, сколько работ
цитируется в ней.
Что это дает для информационного
поиска? В каждой научной статье в среднем
12 ссылок, которые образуют между статьями
густую сеть взаимного цитирования. Эта сеть
автоматически отражает любые тенденции
в науке, причем быстрее, чем осознают их
сами исследователи. Сети цитирования SCI
охватывают более сотни научных дисциллин,
связывают их между собой, помогают
установить прямые контакты между представителями
различных наук.
В нашу задачу не входит подробное
рассмотрение всей системы SCI, состоящей из
указателей источников, библиографических
ссылок, ключевых слов, наконец, организаций,
в которых работают цитируемые ученые.
Скажем лишь, что по этим указателям можно в
предельно короткий срок научиться
ориентироваться в безбрежном море литературы*.
Например, нам нужна самая
современная информация по радиационной химии и мы
осведомлены, что один из крупнейших
специалистов в этой области — советский ученый,
академик В. И. Гольданский. В указателе ссылок
«Science Citation Index» все фамилии
расположены в алфавитном порядке. Легко находим
фамилию Гольданского и пространный список
исследователей, которые цитировали его,
ссылались на его работы в течение последних
25 лет (в 1980 г. на работы В. И. Гольданского
ссылались свыше 250 раз при средней цитируе-
мости авторов в SCI 8 раз). Перебираемся
в указатель источников («Source Index») и
находим полное библиографическое описание
всех статей, которые нас интересуют.
Если же вы лишь начинаете свой путь
в науке и имеете в своем распоряжении только
набор основных (ключевых) слов по проблеме,
начинайте с указателя этих слов («Permutern
Subject I ndex»), который выведет вас на
авторов, использующих известные вам термины
в заглавии своих статей. Вам станут известны
имена, а также институты, научные центры, где
работают коллеги, и можно будет смотреть,
кто на них ссылается, чтобы еще более
расширить круг информационного поиска.
* Подробнее об этом можно прочитать в статье
В. Е. Васьковского «Как работать с научной литературой»
(«Химия и жизнь», 1978, № 2). — Ред.
73
Для подготовки SCI используются более
3 тыс. журналов (в том числе более 100
советских), что, по мнению составителей, покрывает
около 90% мировой научной литературы.
Ежегодно SCI собирает и печатает сведения более
чем о 600 тыс. новых публикаций и около 5 млн.
ссылок. Помимо информационной ценности,
у этого издания есть еще одно важное свойство:
поскольку к каждому грану информации здесь
ведут разные пути — многие указатели, SCI
можно использовать для проверки
достоверности научных документов, точности
библиографических описаний.
Уникальный статистический материал
позволяет вскрыть совершенно неожиданные
разрезы в науке. Например, обработав
несколько лет назад французские журналы,
которые регулярно отражаются в SCI,
специалисты филадельфийского института обратили
внимание на то, что французские исследователи
в основном цитируют собственные издания,
причем предпочитают ссылаться на самих себя.
Когда эти выводы были опубликованы,
разразился скандал, были сделаны даже
правительственные заявления о вмешательстве во
французскую науку. Однако вскоре во Франции
появился новый химический журнал с
интернациональным редакторским составом, с
публикациями в основном на английском языке.
СКАЖИ,
КАК ТЕБЯ ЦИТИРУЮТ,
И Я СКАЖУ, КТО ТЫ
За двадцать лет «Science Citation I n-
dex» перестал быть просто информационно-
поисковым инструментом. Метод ссылок
широко используется в науковедческих и
социологических исследованиях. Разве не интересно,
например, узнать, что из 4 млн. ссылок SCI
в 1979 г. только 1% работ был процитирован
свыше 10 раз;
что одна статья в среднем цитируется
1,92 раза;
что за период 1961—1976 гг. на
Л. Д. Ландау ссылались 1В 88В раз (при среднем
числе ссылок иа одного автора за 15 лет — 80);
что среди тысячи самых цитируемых
ученых 270 химиков?
Разве, наконец, не лестно любому
исследователю найти себя в списке обильно
цитируемых ученых?
Безусловно, интересно, а зачастую и
очень полезно. Однако здесь необходимо
сделать важную оговорку. С ростом
популярности любого научного метода всегда
появляются попытки использовать его где надо и где
не надо, без учета принятых его создателями
допущений, без оглядки на объективные
ограничения. Так случилось и с методом ссылок.
Ретивые науковеды стали по данным «Science
Citation Index» ранжировать ученых, как
ранжируют шахматистов по коэффициенту Эло,
учитывающему все турнирные и матчевые
успехи и неудачи. Это вызвало протесты в
научной среде и известное недоверие к
использованию метода цитирования для оценки
продуктивности исследователей.
В сентябре 1981 г. в докладе,
прочитанном в Библиотеке по естественным наукам
АН СССР в Москве, доктор Ю. Гарфилд
проанализировал критические замечания в адрес
этого новомодного наукометрического
инструмента.
Анализ ссылок, утверждает Гарфилд,—
полезный качественный метод, но подобно
любому другому научному инструменту, он может
быть неверно использован. Выполняя функции
формально точной связи между статьями,
ссылки служат в то же время своеобразной
валютой, которой ученые оплачивают
интеллектуальный долг своим предшественникам.
Недаром среди миллионов ссылок, которые
ежегодно появляются в научных журналах,
подавляющее большинство отсылает читателей к одним
и тем же немногим именам людей, чей вклад l
в науку наиболее значителен.
Один из основных аргументов противни- I
ков метода, говорил Гарфилд, в том, что, по
их мнению, больше всего цитируются
методические статьи. В самом деле, пока самая
цитируемая работа — это статья О. Лоури
по новой методике количественного
определения протеина: с 1951 г. на нее ссылались
свыше 100 тыс. раз. Однако феномен работы
Лоури — всего лишь аномалия: другие
методические исследования — а их несметное
множество — не собирают и тысячной доли
такого гигантского количества «валюты за
интеллектуальный долг».
Не могут исказить картину и ссылки на
самого себя. Любой исследователь вправе
сослаться на собственные предшествующие
работы, порою это просто необходимо, однако
редакции уважающих себя научных журналов
не позволяют злоупотреблять этим.
Есть еще одна ошибочная точка зрения:
будто критическое отрицательное цитирование
может искусственно увеличить массив ссылок
на работу нестоящую, плохую. Но ведь
исследование, на которое обрушится чуть ли не весь
ученый мир, наверное, что-то значит. Будут ли
корифеи науки спорить по пустякам?
Неверно и то, что список наиболее
цитируемых авторов — нечто неизменное,
застывшее. ИНИ регулярно публикует состав первой
тысячи лидеров. Примерно треть этих списков
неизменно обновляется.
Если считать цитирование одной из
важных форм признания заслуг ученого, следует
допустить, что наиболее часто цитируемые
исследователи должны быть отмечены научным
миром и по-иному, например Нобелевскими
премиями. Как правило, нобелевские лауреаты
действительно набирают в годы своих
наивысших успехов многие сотни ссылок и занимают
место в голове списка ИНИ, хотя на каждого
ученого, получившего высокую нагряду,
приходится по меньшей мере десяток не
уступающих ему по цитируемости, но обойденных
Нобелевским комитетом.
КАК ПИСАТЬ СТАТЬИ
По-видимому, науковедение лишь
приближается к тому, чтобы рационально и
эффективно использовать богатейшие возможности
метода ссылок. В последнее время этот науковед-
ческий инструмент то и дело обнаруживает т
новые возможности. Возьмем, например, анализ £
так называемых «дремлющих областей». В л ю- -
бое время в науке были, есть и будут ра- н
боты, наделенные огромным потенциалом, чрез- -'
вычайно важные для будущего, но ост а ю щи е- -•
ся до поры до времени незамеченными, не е
оказывающие значительного влияния на совре- -:
менные исследования. Можно назвать их и по- -<
другому: открытия, опередившие время, жду- -^
щие своего часа. Надо ли говорить, как важ- ->
но своевременно обнаружить такие «дремлю- -с
74
щие области». Анализ ссылок такую
возможность дает. Если статья в течение нескольких
лет оставалась почти незамеченной —
собирала за год всего 5—10 ссылок, а затем
постепенно начинает накапливать «валюту», к
работе необходимо внимательно присмотреться.
Может быть, научный мир пока не замечает
чего-то важного, а то и революционного.
И все же, при всей полезности и
продуктивности списков, которые ведет «Science
Citation Index», во многом правы и критики
метода. Прежде всего в том, что анализ ИНИ
и впрямь недостаточно репрезентативен. В
самом деле, в SCI находят отражение работы,
опубликованные в 1,3 тыс. американских и
менее 100 советских научных журналов,
сведения о 156 тыс. исследователей из США и
24 тыс. советских ученых. Такое
представительство явно не соответствует соотношению научных
потенциалов двух стран.
Наверное, для получения объективной
картины в мировой науке ИНИ следовало бы
резко расширить анализ наших журналов на
страницах своих указателей. Впрочем, здесь
многое зависит не только от сотрудников
филадельфийского института, но и от редакций и
редакционных коллегий наших научных
журналов, от самих авторов.
Несколько лет назад, обрабатывая
отечественные научно-технические журналы,
поступающие на реферирование в ВИНИТИ, я
обратила внимание на журнал «Электрохимия».
В отличие от многих других периодических
изданий, пренебрегавших аппаратом ссылок
(неужели все статьи настолько оригинальны, что
не имеют аналогов и предшественников?),
«Электрохимия» давала к каждому публикуемому
научному сообщению список цитированной
литературы. В среднем в нем было 10—12 ссылок,
что, кстати, точно совпадает со средним
числом ссылок в мировой научной литературе
(по данным Д. Прайса). Язык журнала краток и
точен, в статьях нет повторов и общих мест,
ссылки точно отнесены к нужному абзацу,
заголовки ясны, как телеграммы.
Не случайно «Электрохимия» в первый же
год своего издания попала на страницы "Current
Contents" и "Science Citation Index",
цитируемое ть ее постоянных авторов весьма высока,
на журнал и его англоязычный вариант «Soviet
Electrochemistry» охотно ссылаются зарубежные
ученые.
Конечно, главная причина международной
популярности «Электрохимии» — в высоком
авторитете отечественной электрохимической
школы. Но и чисто информационные
качества журнала играют далеко не последнюю роль.
Очевидно, настало время поднимать
информационный уровень всей массы отраслевых
научно-технических журналов до лучших наших
акаде*мических изданий, входящих в списки
наиболее цитируемых в мире. А для этого и
редакционные работники, и авторы должны учиться
азам 1информатики. Заметим, что в нашей
стране первыми начали это химики: на химфаке МГУ
читается специальный курс. Наверное, было бы
полезным перевести и издать в нашей стране
недавно выпущенную в ИНИ книгу Р. Дея
«Как писать научные статьи». Ведь научная
статья, пожалуй, единственный литературный
жанр, который требует абсолютной
формализации, которым поэтому можно овладеть по
пособиям в совершенстве.
Наконец, пора обсудить вопрос об
издании отечественного указателя цитированной
литературы по естественным и техническим наукам,
который охватывал бы все наши научные и
технические журналы. По нашим внутренним
информационным морям тоже надо ходить,
сверяясь с надежной лоцией.
Кандидат технических наук
В. А. МАРКУСОВА
Информация
р
J '
у*
у<
г^^
*
*t'
►f'
> t *
г^щ
ta
F4
, ,
и"
^
НОВЫЙ ЖУРНАЛ
С 1982 г. издательство
«Пер гам он Пресс» выпускает
новый международный
ежеквартальный журнал!
«Электронно-вычислительные
машины и химия» («Computers
& Chemistry»), адресованный
всем химикам,
интересующимся применением расчетных
методов и вычислительной
техники в химических
исследованиях.
Журнал публикует статьи
и краткие сообщения,
посвященные теории расчетов,
оценке и новым приложениям
известных алгоритмОЕ! и
разработке новых, методам
стандартизации и унификации
вычислительных систем,
разработке новых аппаратных
средств, методам
специфических расчетов,
совершенствованию способов получения
и обработки химических
данных.
* Главный редактор
журнала — Де Лос Ф. Де Тар
(De Los F. DeTar, Department
of Chemistry, Florida State
University, Tallahassee, Florida,
32306, USA); редактор
европейского отдела — Д. Н. Дж.
Уайт (D. N. J. White, Chemistry
Department, The University,
Glasgow G 12B00, Scotland,
Great Britain].
75
Научный фольклор
Самоучитель
редакционного
языка
для начинающих
К. ГИБСОН, Г. ШАЦ
Приходилось ли вам когда-нибудь от
имени редакции сообщать автору об
отклонении его статьи или, что еще хуже,
пытаться оспорить такое решение редакции?
Если да, то, значит, вы уже имели дело
с «редакционным языком» — наречием, на
котором никто никогда ие пишет того, что
думает, и в котором искусство изъясняться
обиняками достигает невиданных высот.
Несведущий наблюдатель видит лишь
церемонный обмен любезностями, в то время
как иа самом деле он является
свидетелем схватки не на жизнь, а на смерть.
Редакционный язык обычно
маскируется под обыкновенный, поэтому его
своеобразные правила пока еще мало
известны широкой публике. Некоторые
лингвисты утверждают даже, что он
представляет собой разновидность
юридического диалекта, распространенного среди
юристов и бюрократов. Однако они очень
далеки от истины. Юридический язык
предназначен для того, чтобы заморочить
голову, в то время как редакционный
создан, чтобы успокаивать страсти.
Непонимание столь существенного различия
нередко вводит в заблуждение многих
авторов и редакторов. Чтобы положить
этому конец, мы предлагаем вниманию
читателей ускоренный курс редакционного
языка. Вы будете поражены тем, как
быстро усвоите этот новый способ
выражаться.
Однако если вы когда-нибудь
поймаете себя на том, что не только
пишете, но и думаете на редакционном
языке, — вы должны сразу же бросить
науку и заняться политикой.
УРОК 1.
ОТКЛОНЕНИЕ СТАТЬИ
Редакционный язык
Обыкновенный язык
По поручению редколлегии приношу
извинения за задержку с решением вопроса о Вашей
рукописи. В настоящее время она рассмотрена
одним из ведущих специалистов в этой области.
Было отмечено, что Вы уделили
недостаточное внимание работам своих
предшественников в этой области.
Благодарим за предоставленную
возможность познакомиться с Вашим исследованием.
Наконец-то я собрался ее просмотреть.
Мог бы по крайней мере процитировать
мои статьи.
Перевод с английского В. П. Коржа. Из журнала
"Trends in Biochemical Sciences", (l98t, № 5)
* Эту фразу перевести на обыкновенный язык
невозможно, так как она ие содержит в себе никакого
смысла. Тем не менее именно в таких случаях проявляется
все могущество редакционного языка: в подобных фразах
форма и есть содержание.
76
УРОК 2.
ПОПЫТКА ОТВЕТИТЬ
НА ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ОТЗЫВ
От лица моих коллег и от себя лично я
хотел бы поблагодарить рецензента за то
внимание, с каким он прочел рукопись.
Мы нашли предложения рецензента о
переработке статьи чрезвычайно полезными и
практически все их выполнили.
Кроме того, в соответствии с пожеланием
рецензента мы сократили статью.
Далее, мы представили доказательства
утверждения, высказанного во 2-м абзаце на стр. 6.
Мы, конечно, тут же догадались, что ты
сам и был этим рецензентом. Ведь замечания по
статье были напечатаны на той же пишущей
машинке, что и твои письма. Этого мы тебе не
забудем, но пока что не вредно тебя умаслить.
Мы исправили четыре опечатки, поставили
запятую на стр. 4 и изменили ц-моли на
микромоли, но никаких дополнительных
экспериментов не проводили и переделывать этот
перегруженный рис. 4 тоже не стали.
Мы перепечатали ее через один интервал
и уменьшили поля.
Поскольку никаких надежных данных у нас
нет, мы сослались на «неопубликованные
результаты» нашей лаборатории.
УРОК 3.
РЕДАКТОР, ВЫГОРАЖИВАЮЩИЙ
ХАЛТУРЩИКА-РЕЦЕНЗЕНТА
Благодарю Вас за то, что Вы вновь
подняли вопрос о своей статье, которая недавно
рецензировалась для нашего журнала.
Чаще всего именно исследования,
выполненные на стыках наук, представляют
наибольшие трудности при рецензировании, и здесь
возможность ошибки наиболее велика.
Хотя четырехмесячный срок — это,
вероятно, больше, чем было бы желательно, но,
как я уже отмечал в своём предыдущем письме,
мы стремились обеспечить наиболее
квалифицированное рецензирование Вашей работы.
Мне трудно ответить на все частные
возражения, приведенные в Вашем письме.
Между прочим, не всегда можно точно
сформулировать конкретные причины
отклонения статьи; зачастую приходится полагаться на
мнение опытных рецензентов, даже если оно не
может быть в каждом случае полностью
документировано.
Что касается Вашей просьбы о
предоставлении всех документов, касающихся
прохождения Вашей статьи, уведомляю Вас, что
рецензии заказываются редакцией с целью оказать ей
содействие в принятии компетентных решений.
Поэтому конкретные замечания рецензента в
принципе не предназначены для передачи
авторам. Однако, как я уже упоминал в предыдущем
письме, замечания рецензентов дают
достаточное основание для отклонения статьи.
Тем не менее должен сообщить Вам, что
возможности рецензирования Вашей статьи в
нашем журнале исчерпаны; мне остается только
предложить Вам обратиться в какой-либо другой
журнал.
От лица редколлегии еще раз благодарю
Вас за возможность познакомиться с Вашей
статьей и надеюсь, что происшедшее не
помешает Вам рассматривать наш журнал в качестве
возможного канала публикации Ваших будущих
работ.
Есть же такие настырные люди — сколько
им ни тверди «нет», все равно не понимают.
Для начала— немного лести.
Мы и в самом деле долго проволынились
с этой статьей. Она попала к Биллу — всякому
ясно, что это значит.
Даже если бы я и прочел все четыре
страницы твоих доводов, я бы все равно ничего не
понял. Все экземпляры статьи тебе возвращены,
да я уже и забыл, о чем она была.
Что и говорить, рецензия была довольно
легковесная. Но ведь в конечном-то счете он
написал «отклонить»!
На самом деле рецензент написал, что
это чуть ли не самая плохая статья из всех, какие
ему пришлось рецензировать за много лет, и что
ее авторы не разбираются в элементарных
основах биологии клетки. Самое положительное
замечание состояло в том, что из этой лаборатории
ничего лучшего ожидать и не приходится.
Так вот, не стану я печатать эту статью,
и все тут. А если ее захочет взять кто-то другой,
это его личное дело.
Перевода не имеет (см. примечение к
уроку 1).
77
->4?F Д
ty
Г" О
L^-—
p
О
[jtz2^p£Z_
Страницы истории
Вторая жизнь
Жозефа
Мейстера
1.
Пепельно-серые сумерки
заволакивали опустевший, необычно молчаливый
Париж. В институте Пастера, на улице
доктора Ру, было тихо. Не видно было
людей на дорожках большого институтского
парка.
Из ворот института вышел
невысокий старик с худощавым лицом. Он
оглядел непривычно пустынную улицу, затем
медленно направился назад, к
институтскому зданию.
Почти пятьдесят лет Жозеф Мейстер
не только работал, но и жил здесь, в
институте. Все сотрудники — и ученые
с мировым именем, и простые врачи,
лаборанты, служители — не только
хорошо его знали, но и гордились им —
человеком, который полвека назад
работал с самим Пастером. С ним
обязательно знакомили почетных гостей,
посещавших институт.
Он был всего лишь простой
швейцар, привратник. Но недавно, когда ему
исполнилось шестьдесят лет, его
чествовал весь институт. Осталась фотография:
он стоит в парадном черном костюме,
в белой сорочке и темном галстуке,
рядом — большая корзина с цветами.
Осталась и другая фотография,
сделанная на много лет раньше. На ней
он снят у мраморного памятника Пастеру —
тому, кто когда-то подарил ему вторую,
долгую жизнь.
И сегодня, 13 июня 1940 года, ноги
сами привели его к этому памятнику...
2.
Ясное летнее утро 4 июля 1885 года.
Маленькому Иосифу всего девять лет. Он
живет в Эльзасе, в деревушке Штейге.
Рано утром мать дала ему позавтракать,
поцеловала, помогла надеть ранец,
проводила до двери. И вот он идет в
соседнюю деревню Мейсенгот, в школу.
Вдруг рядом послышался хриплый
лай. Кто-то навалился на мальчика, и он
упал. Он увидел оскаленную собачью
пасть, почувствовал, как липкая слюна
залила ему лицо. Пытаясь спастись от
укусов, Иосиф съежился, закрыл лицо
руками. Но собака кусала и кусала его.
К счастью, мимо проходил
деревенский каменщик. Железным ломом он
нанес собаке несколько ударов, отогнал
ее, помог мальчику встать и отвел
домой. На теле Иосифа было 14 ран.
К вечеру стало ясно, что собака
была бешеная. Искусав Иосифа, она
побежала в Мейсенгот, в дом своего
хозяина бакалейщика Теодора Фона, и
пыталась наброситься на него. Бакалейщик
убил ее из ружья. Когда труп собаки
вскрыли, в ее желудке обнаружили куски
дерева, солому, а в пасти и в горле —
пену и слюну: почти несомненное
доказательство бешенства.
Узнав об этом, мать Иосифа
испугалась и повела мальчика в соседний
городок Виле, к доктору Веберу. Доктор
прижег раны карболовой кислотой и
сказал, что есть на свете только один
человек, который может спасти Иосифа.
Фамилия этого человека Пастер, и живет
он в Париже, на улице Ульм.
Семья Иосифа с трудом сводила
концы с концами. Отец его работал в
булочной, мать была домашней хозяйкой.
78
И все же мать решила ехать с
мальчиком в Париж. Ее вызвался сопровождать
бакалейщик, который чувствовал себя
невольным виновником несчастья.
Утром в понедельник 6 июля все трое
прибыли в Париж и явились на улицу
Ульм, в лабораторию Пастера.
3.
К этому времени Пастер уже был
прославленным ученым, членом трех
французских академий, национальным героем
Франции. Его чтил весь цивилизованный
мир. Он сделал множество открытий,
каждого из которых было бы
достаточно, чтобы обессмертить его имя. Он
раскрыл тайну брожения, изобрел
живые вакцины против заразных болезней,
открыл анаэробиоз — жизнь без
кислорода, разгадал причины болезней вина
и шелковичных червей, создал метод
сохранения пищевых продуктов, названный
в его честь пастеризацией..,
В 1885 году ему было 63 года.
Незадолго до этого он перенес тяжелый
инсульт и с трудом передвигался. Друзья
считали, что ему пора отдохнуть.
Но не таков был Пастер. Он был
весь во власти новой идеи. Пять лет
назад он увидел в клинике знаменитого
клинициста Труссо девочку, погибавшую от
бешенства. Ее трагическая смерть
потрясла его. И он решил вступить в борьбу
с этой болезнью, от которой не
выздоравливали. Так началась последняя, самая
драматическая эпопея в его жизни.
Ни возбудителя болезни, ни места
его размножения в организме никто не
знал. Пастер и его сотрудники —
Эмиль Ру и Шарль Шамберлан —
научились размножать и накапливать
загадочное болезнетворное начало в мозгу
кроликов. При этом его свойства так
изменялись, что оно, сохранив способность
размножаться в организме животных,
вместо гибели вызывало у них
невосприимчивость к заболеванию. В течение пяти
лет Пастер успешно испытывал созданную
им вакцину на кроликах и собаках. Но
можно ли лечить ею людей? Этого никто
не знал. Сколько бы ни было поставлено
опытов на животных, при переходе на
человека всегда возможны неожиданности.
А ведь речь шла о таком страшном
заболевании, как бешенство!
28 марта 1885 года Пастер писал
своему другу детства Жюлю Верселю:
«Я все еще не решаюсь попробовать
лечить людей. Право же, я готов
заразить самого себя, а потом
приостановить развитие болезни — так хочется
убедиться в правильности моих опытов!»
Но судьба распорядилась иначе.
4.
Увидев искусанного Иосифа и его
плачущую мать, Пастер долго не мог
принять решение. Было ясно, что, если он
откажется лечить мальчика, тот почти
наверняка обречен. От укусов бешеной
собаки погибало, правда, только 30—40%
всех укушенных, но шансы Иосифа были
ничтожными: слишком много у него было
тяжелых ран. Ближайшие друзья Пастера,
известные клиницисты Эдме Вюльпиан и
Жак Транше, осмотрев мальчика, пришли
к заключению, что он обречен на гибель,
если ему не будут сделаны прививки.
Но что если и вакцина ему не
поможет? Тогда будет поставлена под удар
сама судьба, метода.
Весь день Пастер провел в
мучительном раздумье. Положение
осложнялось тем, «что у него, химика по
образованию, но было врачебного диплома и
он не имел права производить
прививки людям. Врачами были Ру и
Шамберлан, но они) считали, что делать прививки
людям еще рано, и наотрез отказались
лечить Иосифа. Лучшие друзья Пастера,
его верные ученики, вынесшие на своих
плечах вместе с ним огромный груз
работы по созданию вакцины против
бешенства, делившие с ним бессонные
ночи, горести и радости, на этот раз его
не поддержали.
И все-таки сострадание пересилило —
Пастер решился. Он распорядился
поместить мальчика и его мать в отдельном
флигеле при лаборатории. Иосифу новое
Жозеф Me истер в день своего
шестидесятилетия
79
жилье понравилось. Тут же стояли клетки
с животными, которые служили для опытов:
морскими свинками, кроликами, собаками,
курами. Мальчик быстро освоился, с
любопытством наблюдал за животными,
помогал их кормить.
В половине девятого вечера мать
привела Иосифа в лабораторию, где их
ожидали Пастер, Вюльпиан и Транше. Увидев
в руках Транше наполненный жидкостью
шприц с иглой, мальчик заплакал.
Рубикон был перейден. Впервые в
мире человеку была привита вакцина
против бешенства.
5.
Старик смотрел на мраморный бюст
Пастера. Сколько лет прошло с тех пор,
как он фотографировался рядом с этим
бюстом?
Благодарность и уважение к Пастеру
сохранились в его сердце навсегда. Ин-
х ститут же стал его вторым домом не
только поэтому, но и потому, что у него
не было другого дома, не было семьи:
ни жены, ни детей. Его семьей были
все сотрудники института. Таков уж он
был. Да и один ли он? А доктор Ру,
чьим именем теперь названа улица,
где находится институт, и который в
1904 году стал его директором? Он тоже
так и не женился. Поговаривали, что он
был неравнодушен к жене своего друга
и заместителя — знаменитого Мечникова...
Мечников скончался в 1916 году, на
семьдесят первом году жизни, в той же
комнате, где раньше жил Пастер; Ру умер
семнадцать лет спустя, в возрасте
восьмидесяти лет, а Ольга Николаевна
Мечникова жива. Не так давно она заходила
в институт, говорила с Мейстером,
вспоминала былое. Тде она сейчас?
Эвакуировалась из Парижа, как многие другие?
Еще неделю назад французы надеялись,
что Париж не отдадут фашистам, что его
будут защищать. Но вот уже четвертый
день столица без правительства —
премьер-министр Поль Рейно выехал на юг.
Столица Франции объявлена открытым
городом, она осталась без власти, без войск,
без защиты.
6.
После первой прививки Иосифу
делали уколы ежедневно. Взвесь
ослабленного вируса-вводили ему под кожу
живота. К уколам мальчик скоро привык и
перестал бояться.
Но ни Иосиф, ни его мать не
знали, что переживал в эти дни Пастер.
Ночью он почти не спал, днем не
находил себе места: он страшился
возможных последствий и отнюдь не был уверен
в успехе. Ведь Иосифу вводили хотя и
ослабленный, но живой возбудитель
бешенства, и было неизвестно, как поведет
он себя в организме человека.
18 июля, после тринадцатой инъекции
вакцины, Пастер решил прекратить
прививки. Он был совершенно измотан. Друзья
и близкие уговорили его отдохнуть.
Пастер уехал на дачу, неподалеку от
Парижа, поручив Иосифа заботам Транше.
Но даже во время отдыха мучительное
беспокойство не оставляло его. «Напрасно
одно за другим летели успокоительные
письма и депеши от Транше,— писал
биограф и зять Пастера Рене Валлери-
Радо.— Перед глазами Пастера все время
стоял образ ребенка, больного,
умирающего или в припадке бешенства».
Через 12 дней после окончания курса
прививок мальчик был все еще здоров.
Можно было думать, что опасность
миновала. Пастер решил отправить его домой,
подарив ему на память двух кроликов и
двух морских свинок и взяв с него
торжественное обещание регулярно присылать
сообщения о состоянии своего здоровья.
Доктору Веберу из эльзасского городка
Виле Пастер тоже написал письмо с
просьбой наблюдать за мальчиком и сообщать
о его здоровье.
Маленький пациент честно выполнял
свое обещание и регулярно писал
Пастеру, который был очень доволен как
пунктуальностью своего корреспондента, так и
содержанием его писем. «Дорогой
маленький Жозеф (так, на французский манер,
произносили в институте имя мальчика),—
писал он в ответ,— я очень рад получить
от тебя хорошие новости о твоем
здоровье. Оно у тебя неплохое, и ты
можешь, если хочешь, удлинить перерыв
между письмами. Пиши мне каждые 8—
10 дней... Хорошо трудись в школе и будь
послушным. Ты должен быть
достойным любви твоих родителей и тех жертв,
которые они понесли, чтобы тебя спасти.
P. S. Когда у тебя кончатся деньги
на почтовые марки, сообщи мне, я вышлю».
26 октября 1885 года Пастер доложил
Академии наук о первой успешной
попытке предупредить развитие бешенства у
человека. Это сообщение произвело
глубокое впечатление. Академики
аплодировали, а друг Пастера Вюльпиан сказал:
«Эта новая работа увенчивает славу
Пастера и бросает несравненный блеск
на нашу страну».
Через три дня Пастер послал текст
своего доклада доктору Веберу, в Эльзас.
А месяц спустя Иосиф в очередном
письме сообщил, что его обследовали
немецкие врачи, которые все спрашивали,
действительно ли он здоров и в самом ли
деле укусившая его собака была
бешеной. Узнав об этом, Пастер написал
Веберу письмо, в котором просил
сообщить подробности этого странного
обследования.
Еще долгие годы многие немецкие
ученые пытались всячески принизить
значение открытий Пастера — только потому,
что эти открытия были сделаны во Фран-
80
ции. Не удержались от этого даже такие
выдающиеся представители немецкой
науки, как великий бактериолог Кох и
знаменитый хирург Бильрот...
7.
У родителей Иосифа дела шли все
хуже и хуже, и год спустя его мать
обратилась к Паст ер у с просьбой помочь
найти какую-нибудь работу для мужа и
Иосифа. Пастер ответил, что для отца
работу найти невозможно, а для мальчика,
может быть, удастся добыть стипендию в
коллеже, а позже — скромную
должность. «Но я могу,— продолжал Пастер,—
встретить здесь трудности национального
порядка и скорее повредить, чем
оказать услугу...»
За пять лет до рождения Иосифа,
по окончании франко-прусской войны,
Эльзас был отдан Германии. Поэтому Мейстер
считался немцем — правда, эльзасским,
но немцем. Пристроить его в Париже
было нелегко: слишком сильны оказались
«трудности национального порядка», и
ходатайства Паст ер а долго не могли
увенчаться успехом. Он писал Жозефу: «Ничего
не поделаешь. Ты молод, у тебя хорошая
воля, хорошее поведение. Работай
прилежно, учись...»
Однако в конце концов юношу все
же удалось устроить работать в Париже,
в институте Пастера. Здесь Жозеф и
прожил всю жизнь.
8.
Старик раскрывает створки ажурных
металлических ворот и входит в
мавзолей Пастера. Когда великий ученый умер,
правительство Франции приняло решение
захоронить его в Пантеоне, где покоится
прах Вольтера, Руссо, Гюго. Однако семья
Пастера отклонила эту честь и решила,
что его прах должен остаться в его
институте.
Свеча едва освещает золотистую
мозаику на стенах. В нише слева неясно
проступает посмертная маска Пастера.
Старик поднимается по ступеням к гробнице
из черного мрамора. У ног ее — алтарь
с прахом верной спутницы жизни
Пастера — Мари, пережившей мужа на 15 лет.
На потолке мавзолея, над самой
гробницей,— панно, изображающее подвиг
второго пациента Пастера, юного Жюпиля,
храбро вступившего в борьбу с
бешеной собакой. Во дворе института,
недалеко от памятника Пастеру, стоит и
памятник Жюпилю, изваянный по просьбе
Пастера. А ему, мальчику Иосифу, самому
первому пациенту, памятника нет; нет и
его портрета ни на стенах, ни на
потолке мавзолея.
Почему увековечен в мозаике и
бронзе не он, а тот, второй? Почему не он
был выбран сначала Пастером, а потом —
его семьей, строившей мавзолей?
Мы не знаем, понимал ли он, что
для Пастера Жюпиль стал
олицетворением мужества. Маленький же Иосиф только
защищался, закрыв лицо руками...
Мейстер смотрел в мраморное лицо
Пастера. Что бы сказал учитель, если бы
дожил до этих дней? Как бы он
поступил? Все знали, что Пастер до самой
смерти переживал поражение Франции
под Седаном в 1870 году. Он
отказался тогда от почетного звания доктора
медицины Боннского университета и от
немецкого ордена. «У науки нет
отечества,— сказал он,— но у ученых оно
должно быть».
Но ведь тогда Франция боролась!
Тогда Париж отчаянно защищался, а теперь
его оставили беззащитным. Неужели сюда
вновь ступит немецкий сапог?
Жозеф Мейстер считал Францию
своей родиной, а институт Пастера — своим
домом. Сейчас этот дом стоял почти
всеми покинутый...
9.
14 июня 1940 года войска гитлеров-
кой Германии вошли в Париж. Танки со
свастикой двигались по улицам
французской столицы. На тротуарах стояли
немногочисленные жители, оставшиеся в городе.
Кто-то из этих людей будет потом
бороться за Париж в рядах Сопротивления,
кто-то в душе уже предал Францию,
кто-то затаился, чтобы выжить.
Танки с грохотом шли по Елисей-
ским полям, мимо Лувра, мимо Дома
инвалидов. Они шли и по улице доктора
Ру, мимо института Пастера.
В этот день в институтском парке,
неподалеку от гробницы Пастера, был
обнаружен труп старого, совершенно
седого человека. Это был Жозеф Мейстер.
Ночью он покончил с собой.
Как и тогда, в детстве, он закрыл
лицо руками. На этот раз — навсегда.
А. ШЕВЕЛЕВ
81
^т
Стихи
о науке
СЮЛЛИ-ПРЮДОМ
В одном и том же
1881 году во Французскую
академию были избраны Луи
Пастер и Рене Франсуа Ар-
ман Прюдом. Первый навеки
вошел в историю науки,
второй под именем Сюлли-Прю-
дома занял подобающее место
в истории поэзии.
В нашей стране Сюлли-
Прюдом известен
преимущественно как автор
сентиментальных элегий. Однако
диапазон его творчества
гораздо шире. Стремясь
приблизить поэзию к науке, Сюл-
ли-Прюдом восславлял
достижения разума, описывал
историю человеческих знаний,
воздавал дань законам природы
и умам, постигающим эти
законы. Он был
предшественником той научной поэзии,
которую после его смерти
развивали во Франции Рене
Гиль, а у нас — Валерий
Брюсов, Николай Заболоцкий,
Илья Сельвинский.
«О, сколько надо знать
еще нам, чтоб кладезь
вычерпать до дна!»— это из
поэмы, озаглавленной «Науки».
То же, почти век спустя,
можем сказать и мы. Пусть
строки, славящие Пастера и
других мужей науки, кажутся
сегодня несколько
наивными — не будем забывать о
разделяющем нас столетии.
И как бы хорошо ни было
сказано, можно сказать еще
лучше: кладезь поэзии, как
и кладезь науки, неисчерпаем.
Мы печатаем в переводе
Валентина ДМИТРИЕВА два
сонета Сюлли-Прюдома (на
русском языке они публикуются
впервые) и фрагменты поэмы
с< Науки».
ПАСТЕРУ
В дни Геркулеса, в дни героев мускулистых,
Природу человек лицом к лицу встречал
И врукопашную порой одолевал
Пантеру, тигра, льва в урочищах лесистых.
Но тут, как скорпион в пустынях каменистых,
Иной свирепый враг исподтишка напал.
И вот сам человек ареной битвы стал...
Недуг неисцелим, он хуже лап когтистых.
Невидим этот враг, жестокий и упорный.
Нас ядом отравлял микроб болезнетворный,
Но, смело кинувшись ему наперерез,
Сумел расправиться ты с этой Гидрой новой.
Твой гений победил ее в борьбе суровой...
Хвала тебе и честь, дней наших Геркулес!
СВИДАНИЕ
Он бодрствует всю ночь, до самого рассвета,
Усталый астроном с седою головой,
Разглядывая звезд неисчислимый рой...
Он первый увидал, как вспыхнула комета.
Туманные миры, раскинувшие сети,
Просеяли песок созвездий золотой.
Ученый, вычислив орбиту гостьи той,
Велит: «Вернись назад спустя пятьсот столетий!»
Комета явится в назначенный им день,
Не смея нарушать законы строгих знаний.
Открывшего ее покроет смерти сень,
Но будут люди ждать — не позже и не ране.
А если до того им гибель суждена —
То на свидание Земля придет одна.
82
-"ЛГ -
^r
V ^ -
#
- v^
^ ^я ^
НАУКИ
(отрывки из поэмы)
...Алхимики, вы не постигли
Тайн вещества... Оно хитро.
Не превратили ваши тигли
Медь в золото иль серебро.
Как много всяких
заблуждений:
От Парацельса рассуждений
До выдумавших флогистон!
Была темна огня природа...
Что нет его без кислорода,
Решил Лавуазье, умен,
Став Прометеем тех времен.
Определив впервые точно
Веса частиц не без труда,
Установил Дальтон, когда
Сцепленье их бывает прочно.
...Хотя природы и сложна,
Причудлива архитектура,—
Была догадка Эпикура
И гениальна и верна.
Строенье вещества едино:
Земной коры и сердцевины,
И звезд, что на небе горят...
Быть может, атомов круженье,
Их вес, число, расположенье
Вселенной тайны объяснят.
Хотя всего основа — атом,
Изменчив внешний вид порой.
Приводит к разным
результатам
Причин одних и тех же рой.
Не схожи ландыш и левкой
Ни формою, н и ароматом,
Хоть солнца яркие лучи
Одни и те же, горячи,
От спячки семена будили...
Посланцы солнца жизнь несут,
Ее повсюду возродили
И до сих пор сияют, жгут:
Стволы обугленные сосен,
Свидетели минувших весен,
Хоть тысячи веков прошло,
Дают и свет нам, и тепло.
Мы познаём природы тайны,
Что скрыты множеством личин.
Явленья жизни не случайны,
А цепью связаны причин.
Но мы должны признаться
честно:
В чем жизни суть — нам
неизвестно,
Хоть повинуется она
Уже записанным законам.
О, сколько надо знать еще нам,
Чтоб кладезь вычерпать
до дна!
...Хотя планета и стара,
Но молода ее кора,
Вновь после бедствий
зеленеет.
Она остыла, но под ней,
От плена став еще грозней,
Пожар все время пламенеет.
Его согрета теплотой,
Она цветет и плодоносит...
Кювье придирчиво допросит,
Откуда взялся каждый слой.
По косточке окаменелой
Он мог чудовища скелет
Восстановить почти что целый
Спустя десятки тысяч лет-
Линней описывал растенья,
Бюффон — животных всей
земли,
Но их понять происхожденье
Линней с Бюффоном не
смогли.
Классификаторов прилежных
Ошибки были неизбежны.
Они хотели цепь сковать,
Но в ней недоставали звенья...
Ламарка смелое ученье
Не помогло их отыскать.
...Увидел Дарвин, что природа
Вела естественный отбор,
И выживали не уроды,
А те, кто был силен, хитер,
Кто приспособился к лишеньям
И был выносливей других...
Сама природа улучшенья
Вносила постепенно в них.
Везде идет без состраданья
За жизнь жестокая борьба,
И беззащитные созданья
Постигнет горькая судьба.
...Пусть вымерли все наши
предки —
Бессмертные живые клетки
Наследье бережно хранят.
Они дают всему начало,
Таят те искры изначала.
Что мозг потом воспламенят,
Дабы сознанье излучало
Идеи, что людей манят!
НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ,
ИСТОРИЧЕСКИЕ ДАТЫ
1633. Г. Галилей A564—1642) осужден судом инквизиции и принужден к публичному отречению
от гелиоцентрического учения.
1733. Английский изобретатель Дж. Уайетт создал цилиндрическую прядильную машину,
с помощью которой впервые была получена хлопчатобумажная нить без участия человеческих
пальцев.
1758. Пущен в эксплуатацию Саткинский металлургический завод, одно из старейших
промышленных предприятий Урала.
1783. Первый полет теплового аэростата, построенного французскими изобретателями,
братьями Э. и Ж. Монгольфье.
1833. Русский физик Э. X. Ленц A804—1865) сформулировал правило для определения
направления индуцированных токов.
1833. В России организовано производство спичек с головками из желтого фосфора.
1883. Увидела свет книга В. В. Докучаева A846—1903) «Русский чернозем», в которой
заложены основы учения о происхождении почв.
1883. Инженер Н. П. Петров A836—1920) разработал гидродинамическую теорию смазки.
1883. Основан Березниковский содовый завод.
1903. Э. Резерфорд A871—1937) и Ф. Содди A877—1956) сформулировали основы теории
радиоактивного распада.
1913. В газете «Правда» опубликована статья В. И. Ленина «Одна из великих побед техники»,
в которой подчеркнуто значение подземной газификации углей.
1913. Н. Бор A885—1962) создал первую квантовую теорию атома.
1913. Д. Хевеши A885—1966) и Ф. Панет A887—1958) заложили основы метода изотопных
индикаторов (меченых атомов).
1933. Пущен в эксплуатацию Новомосковский химический комбинат им. В. И. Ленина.
1933. Пуск Ефремовского завода синтетического каучука, одного из первенцев отечественной
промышленности СК.
1943. Основаны Академии наук Узбекской ССР и Армянской ССР.
1953. Основан Институт элементоорганических соединений АН СССР.
1958. Майский Пленум ЦК КПСС принял постановление «Об ускорении развития
химической промышленности и особенно производства синтетических материалов и изделий из них для
удовлетворения потребностей населения и нужд народного хозяйства».
1973. В гор. Шевченко вступила в строй первая в мире промышленная атомная электростанция
на быстрых нейтронах.
84
годовщины
700 лет со дня смерти Закарии аль-Казвини, арабского литератора и ученого (род. 1203), автора
одного из первых научных описаний мира, изложенных в доступной и увлекательной форме,—
"Чудеса творений и диковинки существующего».
200 лет со дня рождения И. Ф. Вуттига A783—1850), химика и технолога. Построил первый в
России завод для производства серной кислоты из серы.
4 января. 340 лет со дня рождения И. Ньютона (ум. 1727), великого английского физика,
математика, механика и астронома.
11 января. 75 лет со дня рождения Д. И. Блохинцева (ум. 1978), известного физика, одного из
организаторов атомной науки и техники. Автор первого в СССР руководства по квантовой механике.
Возглавлял сооружение первой в мире атомной электростанции, был первым директором
Объединенного института ядерных исследований.
12 января. 80 лет со дня рождения академика И. В. Курчатова (ум. 1960), главы советской
школы ядерной физики. Открыл явление ядерной изомерии, изучил резонансное поглощение
нейтронов и их взаимодействие с водородом. С 1943 года возглавлял работы, связанные с
атомным проектом, а также с мирным использованием атомной энергии.
19 января. 170 лет со дня рождения Г. Бессемера (ум. 1898), создавшего способ переработки
жидкого чугуна в сталь без расхода горючего (бессемеровский процесс).
20 января. 90 лет со дня рождения академика И. И. Черняева (ум. 1966), автора
фундаментальных исследований по химии комплексных соединений платины и платиновых металлов. Открыл
закономерность трансвлияния аддендов, носящую его имя.
21 января. 120 лет со дня рождения академика М. А. Павлова (ум. 1958), основоположника
теории доменного процесса.
22 января. 75 лет со дня рождения академика Л. Д. Ландау (ум. 1968), главы советской
школы физиков-теоретиков.
13 февраля. 80 лет со дня рождения академика А. П. Александрова, президента АН СССР,
одного из зачинателей отечественного реакторостроения. Предложил статистическую теорию
прочности твердых тел. Разработал A936) метод противоминной защиты кораблей, применявшийся во
время Великой Отечественной войны.
15 февраля. 90 лет со дня рождения Б. П. Белоусова (ум. 1970), открывшего первую
колебательную химическую реакцию.
26 февраля. 80 лет со дня рождения Д. Натта (ум. 1979), итальянского химика, создавшего
первые стереорегулярные полимеры.
28 февраля. 300 лет со дня рождения французского физика и зоолога. Р.-А. Реомюра
(ум. 1757), изобретателя спиртового термометра.
2 марта. 70 лет со дня рождения академика Г. Н. Флерова, одного из
инициаторов освоения ядерной энергии. Совместно с К. А. Петржаком открыл спонтанное деление ядер
урана. Возглавлял эксперименты, посвященные синтезу элементов № 102, 103, 104, 105, 106 и 107.
12 марта. 120 лет со дня рождения академика В. И. Вернадского (ум. 1945), выдающегося
естествоиспытателя и мыслителя. Основоположник геохимии, биогеохимии, радиогеологии, учения
о биосфере и ноосфере.
13 марта. 250 лет со дня рождения Д. Пристли (ум. 1804), английского химика. Один из
первооткрывателей кислорода. Впервые получил хлористый водород, аммиак, сернистый газ,
окись углерода.
14 марта. 100 лет со дня смерти К. Маркса (род. 1818), основоположника научного коммунизма.
18 марта. 125 лет со дня рождения немецкого инженера Р. Дизеля (ум. 1913), создателя
широко распространенных двигателей внутреннего сгорания с воспламенением смеси от сжатия.
18 марта. 80 лет со дня рождения академика В. В. Парина (ум. 1971), одного из основателей
космической биологии и медицины.
28 марта. 75 лет со дня рождения академика И. К. Кикоина, крупнейшего
физика-экспериментатора. Открыл фотомагнитноэлектрический эффект (эффект Кикоина - Носкова), произвел первые
измерения эффекта Холла в жидких металлах, обнаружил металлическую проводимость в парах ртути.
28 апреля. 100 лет со дня смерти В. О. Ковалевского (род. 1842), основоположника
эволюционной палеонтологии.
12 мая. 180 лет со дня рождения Ю. Либиха (ум. 1873), выдающегося немецкого ученого,
одного из создателей современной органической химии.
15 мая. 100 лет со дня смерти А. А. Летнего (род. 1848), русского химика, осуществившего
первые технологические процессы пиролиза и крекинга нефти.
22 мая. 200 лет со дня рождения У. Стёрджена^ (ум. 1850), английского изобретателя,
сделавшего первый в мире электромагнит.
3 нюня. 140 лет со дня рождения К. А. Тимирязева (ум. 1920), крупнейшего исследователя
физиологии растений.
19 нюня. 360 лет со дня рождения Б. Паскаля (ум. 1662), знаменитого французского мыслителя,
математика, физика и писателя.
20 июня. 100 лет со дня рождения члена-корреспондента АН СССР Н. Н. Качалова (ум. 1961),
одного из создателей советского оптического стекла. Впервые изложил физико-химические основы
технологических процессов стекольного производства, разрабатывал технологию огнеупоров,
фарфора, художественного стекла.
22 нюня. 120 лет со дня рождения Г. В. Вульфа (ум. 1925), кристаллографа,
члена-корреспондента АН СССР, одного из основоположников отечественной рентгенографии.
29 нюня. 150 лет со дня рождения П. Вааге (ум. 1900), норвежского химика. Совместно
с К. Гульдбергом A836—1902) установил закон действующих масс.
30 нюня. 80 лет со дня рождения академика Н. В. Агеева, химика и металлурга. Исследовал
электронную плотность и структуру сплавов.
85
15 июля. 75 лет со дня рождения академика Ф. В. Чухрова, минералога и геохимика,
создателя учения о природных коллоидах.
18 июля. 130 лет со дня рождения X.- А. Лоренца (ум. 1928), голландского физика,
основоположника электронной теории. Объяснил связь между поляризуемостью вещества и преломлением
в нем света (формула Лоренц — Лоренца), между коэффициентами тепло- и электропроводности, а
также эффект Зеемана. Вывел преобразования, ставшие фундаментом специальной теории
относительности.
26 июпя. 75 лет со дня рождения академика М. М. Шемякина (ум. 1970), известного
советского химика-органика. Разработал общую теорию действия пиридоксалевых ферментов,
выяснил механизм пиролиза солей карбоновых кислот, а также азоксисочетания, осуществил
синтез широкого круга биоорганических соединений.
26 июля. 120 лет со дня рождения П. Вальдена (ум. 1957), химика-органика и физикохимика.
Установил закономерность стереохимических превращений («вальденовские обращения»). Внес
существенный вклад в развитие истории химии.
14 августа. 25 лет со дня смерти Ф. Жолио-Кюри (род. 1900), выдающегося французского
физика, одного из основателей и лидеров всемирного Движения сторонников мира. Открыл
явление искусственной радиоактивности.
28 августа. 130 лет со дня рождения В. Г. Шухова (ум. 1939), химика и инженера. Изобретатель
крекинг-процесса, распылительной форсунки, а также топки с подогревом воздуха. Автор множества
оригинальных строительных проектов.
2 сентября. 130 лет со дня рождения В. Ф. Оствальда (ум. 1932), одного из основоположников
современной физической химии. Обнаружил связь между электропроводностью растворов кислот и
степенью их диссоциации, установил законы разбавления, разработал основы каталитического
окисления аммиака.
9 сентября. 75 лет со дня рождения академика М. И. Кабачника, химика-органика. Разработал
методы синтеза широкого круга фосфорорганических соединений, внес вклад в разработку теории
таутомерных превращений.
11 сентября. 80 лет со дня рождения академика И. П. Али мари на, главы советской школы
химиков-аналитиков.
18 сентября. 200 лет со дня смерти Л. Эйлера (род. 1707), выдающегося математика,
механика и физика, одного из первых членов Петербургской Академии наук.
15 октября. 375 лет со дня рождения Э. Торричелли (ум. 1647), итальянского математика и
физика, ученика Галилея. Опроверг старинное заблуждение о том, что «природа не терпит
пустоты», доказал наличие атмосферного давления и изобрел ртутный барометр.
21 октября. 150 лет со дня рождения А. Нобеля (ум. 1896), шведского изобретателя и
промышленника. Изобрел динамит, капсюль-детонатор с гремучей ртутью. Учредитель Нобелевских
премий.
29 октября. 200 лет со дня смерти Ж.-Л. Д'Аламбера (род. 1717), французского философа-
просветителя, основоположника математической физики. Один из создателей «Энциклопедии
наук, искусств и ремесел».
31 октября. 130 лет со дня рождения К И. Кибальчича (казнен 1881), революционера и
изобретателя. Будучи «главным техником» «Народной воли», готовил мины и метательные снаряды,
с помощью которых совершено покушение на Александра !!. Находясь в заключении, разработал
проект реактивного летательного аппарата с пороховым двигателем.
4 ноября. 80 лет со дня рождения академика Б. А. Арбузова, главы Казанской школы
химиков-фосфороргаников. Внес существенный вклад в развитие органической и физической химии.
8 ноября. 100 лет со дня рождения академика А. Е. Ферсмана (ум. 1945), выдающегося
советского геолога, минералога, кристаллографа. Один из основоположников геохимии.
12 ноября. 150 лет со дня рождения А. П. Бородина (ум. 1887), великого русского композитора
и химика-органика. Синтезировал одно из первых в истории фторорганических соединений,
разработал способ получения галогеналкилов (реакция Бородина — Хунсдиккера), впервые осуществил
альдольную конденсацию.
13 ноября. 125 лет со дня рождения М. И. Коновалова (ум. 1906), известного химика-органика.
Открыл реакцию нитрирования предельных углеводородов, получившую образное название «способ
оживления химических мертвецов».
13 ноября. 100 лет со дня рождения академика И. П. Бардина (ум. 1960), одного из
организаторов советской металлургической промышленности.
15 ноября. 70 лет со дня рождения академика А. С. Садыкова, автора многочисленных
исследований в области химии алкалоидов и других биологически активных веществ. Президент
АН Узбекской ССР.
27 ноября. 65 лет со дня рождения академика Б. Е. Патона, президента АН УССР, создателя
электрошлаковой сварки.
10 декабря. 80 лет со дня рождения академика Б. М. Кедрова, химика, историка науки.
14 декабря. 400 лет со дня смерти И. Федорова (род. ок. 1510), основателя книгопечатания
в России и на Украине.
22 деиабря. 130 лет со дня рождения Е. С. Федорова (ум. 1919), основоположника
современной структурной кристаллографии. Доказал наличие 230 пространственных групп симметрии,
охватывающих все многообразие природных кристаллов (федоровские группы).
24 декабря. 75 лет со дня рождения академика X. М. Миначева, автора фундаментальных
исследований в области катализа.
Составили
И. И. АВТУХОВА и Б. С. КОГАН
86
«Когда необходимы
специальные
познания...»
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
В СУДЕБНОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ
Расследование преступления —
точная наука, по крайней мере,
Оолжни ею быть.
А. Конан Дойл. Знак четырех
В детективных романах редко
рассказывают о судебной экспертизе, разве что
упоминают о ней вскользь, сообщая читателю лишь
выводы и заключения судебных экспертов.
Между тем, эта работа бывает не менее важна,
нежели работа оперативных групп и
следователей,— от нее зависят и ход расследования,
и судьба подозреваемого.
КОГДА НАЗНАЧАЕТСЯ ЭКСПЕРТИЗА
Начнем с того, что уточним, когда
именно назначается экспертиза. Статья 78
Уголовно-процессуального кодекса (УПК)
РСФСР отвечает на этот вопрос так:
«В случаях, когда при производстве
дознания, предварительного следствия и при
судебном разбирательстве необходимы
специальные познания в науке, технике,
искусстве или ремесле».
Во многих крупных городах нашей
страны есть лаборатории и институты
судебной экспертизы, а в Москве —
Всесоюзный научно-исследовательский
институт судебных экспертиз. Юристы,
инженеры, химики, физики, биологи, почвоведы
и другие специалисты, поступая сюда на
работу, не сразу становятся судебными
экспертами. В течение года они проходят
стажировку у опытных сотрудников и
одновременно изучают юридическую
литературу, затем сдают экзамены и получают
звание эксперта и право на
самостоятельную работу.
Экспертизу обычно проводят по
заданию следственных или судебных органов.
Но иногда в учреждения судебной
экспертизы обращаются и другие
государственные организации, например нотариаты и
отделы социального обеспечения, когда
возникают сомнения в подлинности того
или иного документа. Криминалисты,
случается, помогают литературоведам и искус-
87
ствоведам в атрибуции рукописей, картин.
Например, в книге «В мире
криминалистики» профессор И. Ф. Крылов
рассказывает, что однажды в музей А. С.
Пушкина принесли старую шкатулку, на
внутренней стороне крышки которой была
надпись: «Сия шкатулка принадлежала
Александру Сергеевичу Грибоедову.
Генерал-майор А. Опочинин. 1837 г.». А
исследование показало, что надпись сделана
анилиновыми чернилами, которых в то
время еще не было: анилин впервые
был синтезирован Н. Н. Зининым в
1842 г. Стало быть, дата надписи, а может
быть, и сама надпись по меньшей мере
ошибочны.
Объектом экспертизы служат обычно
так называемые вещественные
доказательства. Вот как их определяет закон:
«Вещественным доказательством являются
предметы, которые служили орудиями
совершения преступления, сохранили на себе
следы преступления или которые были
объектами преступных действий
обвиняемого, а также все иные предметы и
документы, которые могут служить
средством к обнаружению преступления и
открытию виновных».
Вещественные доказательства, как
видите, могут быть какие угодно. Поэтому
в лабораториях судебной экспертизы
бывает много отделов и секторов: судебно-
бухгалтерский, инженерно-технический или
автотехнический, баллистики и трасологии
(от французского trace — след), физико-
химический, исследования документов,
биологических и почвенных исследований
и другие.
На эксперте лежит огромная
ответственность: от его заключения часто
зависит судьба человека. Свою работу
он должен сделать внимательно,
тщательно и быстро.
Работа начинается с того, что в
лабораторию поступает опечатанный конверт
или посылка с предметами,
направленными на экспертизу, и постановление или
определение о ее производстве из
прокуратуры или суда. Материал передается
эксперту. В процессуальных документах
обычно коротко изложены обстоятельства
дела, имеющие значение для
экспертизы, и перечислены вопросы, на которые
надо ответить.
Знание этих обстоятельств дает
возможность эксперту правильно выбрать
метод исследования, а иногда, если
следователь обратится за консультацией, помочь
ему правильно поставить вопросы. Сам
эксперт не имеет права изменять вопросы,
заданные следователем, но он вправе
провести любое расследование и по своей
инициативе, указав в заключении на
выявленные обстоятельства, имеющие
значение для дела. Приведем пример: во
дворе нашли труп, на одежде убитого
обнаружены осколки стекла. Эксперт
решил сделать эмиссионный спектральный
Линия сурьмы (указана стрелкой)
в эмиссионном спектре (II) осколков
стекла, обнаруженных на одежде.
I — спектр железа (шкала-эталон),
III — спектр обычного оконного стекла
анализ этих осколков. На спектрограмме
оказались линии сурьмы — значит, стекло
было от фары автомобиля.
Следовательно, человек погиб от того, что был сбит
машиной. Оставалось найти машину с
разбитыми или недавно замененными фарой
или подфарником.
О МЕТОДАХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Как только объект экспертизы
(скажем, те же осколки стекла на
одежде) поступил в лабораторию, его
тщательно осматривают и фотографируют.
Особенность работы эксперта-криминалиста в
том, что ему часто приходится иметь
дело с очень небольшим количеством
вещественного доказательства. Иногда
частицы вещества можно рассмотреть лишь при
100-кратном увеличении.
Металлографический микроскоп с увеличением до 2000
раз позволяет определить
микроструктуру металлических изделий и установить
число слоев краски (например, на
автомобиле или на мотоцикле) по
поперечному срезу. А чтобы исследовать
микрочастицы растений или почвы, применяют
не только обычный микроскоп, но и
электронный, увеличивающий в сотни
тысяч раз.
Образец осматривают не только в
видимых лучах. Незаметные частицы
металла в инфракрасных лучах проявляются
черным пятном. А люминесцентный
микроскоп, принцип действия которого
основан на известном свойстве многих
веществ люминесцировать в
ультрафиолетовых лучах, применяют при анализах
синтетических волокон, красителей,
изделий из полимеров (пуговиц, расчесок).
При работе с документами — та же
последовательность: вначале осмотр через
лупу или под микроскопом, а потом
исследование с помощью методов, не
разрушающих предмет, например с
использованием исследовательской фотографии.
Так, при восстановлении слабо видимых
надписей или текстов применяют фо-
88
тосъемку с контрастными
фотоматериалами. Можно прочесть, например,
надпись, образованную вдавленными
штрихами (на подложенной бумаге), если
сфотографировать ее при косо падающем
свете. А если есть подозрение, что текст
документа изменен штрихами, буквами
или словами, нанесенными, скажем, пастой
другого, едва отличимого оттенка, то
используют светофильтры. Например, берут
такой фильтр, который исключит
фиолетовый оттенок, а синий усилит. А
пурпурный или красный фильтр приглушит синий
оттенок и усилит фиолетовый.
Широко используют и
фотографирование в отраженных ультрафиолетовых,
инфракрасных и других невидимых лучах.
Вытравленный текст можно прочитать,
засняв видимую или инфракрасную
люминесценцию записей (первая
возбуждается ультрафиолетовыми, вторая —
видимыми лучами). А фотография в
отраженных инфракрасных лучах позволяет
выявить участки подчистки и прочесть
тексты, залитые чернилами. Известен
случай, когда на экспертизу представили
несколько облигаций, на которые
выпали крупные выигрыши. С помощью
инфракрасных лучей было обнаружено, что
некоторые цифры номеров серий искусно
подрисованы.
Применение неразрушающих
методов исследования совершенно
необходимо — судебные и следственные органы
требуют, чтобы вещественное
доказательство (или большая его часть) было
сохранено. Суд всегда должен осмотреть
само вещественное доказательство, а при
необходимости или сомнениях иметь
возможность назначить повторную экспертизу.
Именно поэтому в судебной
экспертизе, особенно при небольшом
количестве вещества, очень важны
современные физико-химические методы.
Инфракрасная и ультрафиолетовая спектроскопия
вообще не повреждают объект.
Химический анализ, эмиссионный
спектральный анализ, тонкослойная и газовая
хроматографии с ионизацией в пламени не могут
обойтись без разрушений, но для этих
методов нужен не весь образец, а лишь
малая его часть. Так, чтобы определить
методом тонкослойной хроматографии
марку чернил или пасты, которыми
сделана надпись, достаточно штриха или даже
половины штриха одной буквы. Но для того
чтобы вырезать этот штрих из документа
(или, например, сжечь часть образца при
эмиссионном спектральном анализе),
необходимо получить специальное письменное
разрешение следователя или суда.
А бывает, что исследуют такие
микрочастицы, что эмиссионный
спектральный анализ проводят не в пламени дуги,
как обычно, а в луче лазера. Приведем
такой пример: произошла серия краж,
одинаковых по почерку. Вор залезал в
квартиры через форточки и уносил
золотые вещи: кольца, часы, старые
золотые монеты. Следователь предположил,
что преступник выносил украденное в
карманах. На экспертизу представили одежду
подозреваемого — видимых следов золота
на ткани не было; не видно их было и
под микроскопом. Но на эмиссионном
спектре ткани одного из карманов эти
следы проявились, значит, в этом кармане
было золото. В данном случае эта улика
оказалась очень важной для
доказательства вины.
ЧТО БЫЛО РАНЬШЕ
Раньше на Руси была почерковед-
ческая экспертиза — примерно со времен
Ивана Грозного. Позднее появились
судебная медицина и токсикология. В России
еще Воинским уставом Петра I
предписывалось при подозрении на смерть от
отравления проводить исследование
внутренностей покойного. Никаких специальных
лабораторий не было, химические
исследования обычно проводили фармацевты —
владельцы аптек. В других случаях
приглашали просто сведущих людей:
например, для определения подделки почерка —
учителей чистописания.
В начале XIX века в России были
созданы Медицинские советы: в 1803 г.—
при Департаменте внутренних дел, в
1811 г.— при вновь организованном
Министерстве полиции, а в 1822 г. их
объединили в Медицинский совет при
Министерстве внутренних дел Российской
империи. Но лишь в середине XIX века,
когда членами этого совета стали
Ю. Ф. Фрицше, Н. Н. Зинин, Д. И.
Менделеев, а позднее Н. А. Меншуткин и
другие крупные исследователи, экспертизу
стали проводить на должном научном
уровне. Обычно ученые проводили
экспертизы в своих лабораториях:
устанавливали подделку заемных писем,
исследовали недоброкачественные вина, хлеб,
квас, выясняли причины пожаров. Так,
Ю. Ф. Фрицше и Н. Н. Зинин
провели экспертизу по установлению подделки
заемного письма; следы кислоты, которой
были вытравлены чернила, они обнаружили
с помощью реактивной бумаги.
Будучи профессором
Медико-хирургической академии, Н. Н. Зинин дал
А. П. Бородину тему «Об аналогии
фосфорной и мышьяковой кислоты в
химических и токсикологических
отношениях». Диссертация была защищена
будущим знаменитым химиком и
композитором в 1858 г.
Часто в судебных экспертизах
принимал участие Д. И. Менделеев. В статье,
опубликованной в газете «Судебный
вестник», он писал о том, что эксперту
нет возможности судить о правильности
или неправильности экспертизы, когда он
сам ее не производил или при ней
не присутствовал, и что эксперт должен
89
быть предварительно ознакомлен с
обстоятельствами дела, чтобы провести
необходимые опыты. В других случаях на
основании опытов, проведенных его
сотрудниками в лаборатории Петербургского
университета, Д. И. Менделеев давал
заключения о возможном отравлении
синильной кислотой, о фальсификации
пищевых продуктов и вин, о загрязнении
Невы сточными водами «Товарищества
Невской Ниточной Мануфактуры». В сточных
водах, например, подсчитывали количество
сухого остатка и находили в нем медь,
цинк и свинец.
В 1912 г. в Петербурге был
организован первый кабинет научно-судебной
экспертизы в России.
ИДЕНТИФИКАЦИЯ, ДИАГНОСТИКА,
КЛАССИФИКАЦИЯ
Вернемся к нынешним делам.
Предположим, на каком-то предмете, скажем
на стакане, остался след папиллярного
узора пальца. Точнее — указательного
пальца. Еще точнее — указательного
пальца правой руки. И совсем точно —
указательного пальца правой руки такого-то
человека.
Все эти выводы — разные уровни
решения задач экспертизы. Самый
низкий — классификационная экспертиза (в
нашем примере — след оставлен
пальцем). Для физиков и химиков это
ответы на вопросы об определении при-
Хроматограмма жидкости показала,
что это бензин
90
Хроматограммы микропримесей пробы
коньяка из сомнительной бутылки
и бутылки-образца (справа)
роды неизвестного вещества и о его
родовой и видовой принадлежности.
Далее — диагностическая экспертиза.
Она выявляет некоторые подробности
свойств предмета и тоже может помочь
следствию и суду (у нас — пальцем
какой руки оставлен след). Самый
высокий уровень решения задачи — это
идентификационная экспертиза
(указательным пальцем правой руки такого-то
человека). Ее выводы категоричны,
определенны и доказательны для суда. Правда,
иногда выводы бывают условными или
альтернативными, особенно если есть
сомнения в достоверности исходных данных
или если эти данные противоречивы.
Например: машина наехала на фонарный
столб — виновен ли шофер? Выяснилось,
что это произошло из-за неисправной
детали в управлении. Когда произошла
поломка — во время наезда или до него?
Если деталь была бы новая, то можно
предположить, что сломалась она в
результате аварии. Но металлографическое
исследование обнаружило на ней следы
' неоднократных ремонтов: деталь была
изношена и могла сломаться раньше, до
наезда. В этом случае для
категорического ответа о вине шофера данных
недостаточно. Но случаи с
альтернативными выводами бывают редко.
Основные вопросы, которые ставятся
перед экспертом физиком или химиком1:
имеются ли следы вещества одного
предмета на другом, составляли ли они
ранее одно целое, что представляет
собой источник данных следов. Например,
если на одежде потерпевшего найдены
частицы обуви подозреваемого, а на этой
обуви — волокна одежды
потерпевшего, может быть сделан вывод о
соприкосновении обуви с одеждой.
Эксперты-физики часто выполняют
исследования по делам об
автотранспортных происшествиях. По инфракрасному
спектру можно определить, чем
покрашена машина. Типичный пример — дело о
наезде мотоцикла на женщину с двумя
детьми. Один ребенок был в коляске,
другой шел рядом с матерью по тротуару.
Мотоцикл на большой скорости выехал из-за
поворота, заехал на тротуар, сбил
ребенка и умчался. Неподалеку от места
происшествия был задержан мотоциклист на
«Яве» красного цвета. Анализ
мельчайших частиц красной краски на
металлических деталях коляски и на самом
мотоцикле показал, что, хотя они и
совпали по цвету, химический состав их
неодинаков. Действительно, позднее был
задержан истинный виновник происшествия.
Если на экспертизу представлены
только вещественные доказательства, то
иногда приходится давать общие ответы,
классификационные (например, относится
ли представленная жидкость к
горючесмазочным материалам, винно-водочным
изделиям, лекарствам и т. д.) и
идентификационные — на уровне родовой
принадлежности. К последним можно отнести
и ответы на вопросы, соответствует ли
жидкость в бутылке своему названию на
этикетке (вино ли это, водка, коньяк
или лекарство).
Но часто в одной экспертизе дают
и общие, и однозначные ответы: это
возможно, когда одновременно с
вещественными доказательствами на
экспертизу представляют так называемые объекты
сравнения и требуется установить их
тождество или различие. Например:
буфетчицу подозревают в разбавлении вина
или коньяка или в том, что вместо
дорогих марок вина и коньяка она
продавала дешевые. В этом случае
следователь представляет экспертам
сомнительные бутылки и бутылку-образец вина или
коньяка, полученную с
завода-изготовителя. Вопросы ставятся примерно такие:
одинаковы ли по качеству жидкости в этих
бутылках? Соответствует ли жидкость в
сомнительной бутылке своей этикетке?
Конкретный пример: на вопрос,
соответствует ли представленная проба коньяка
образцу коньяка «Азербайджанский»,
после сравнения хроматограмм дан ответ —
не соответствует по содержанию
микропримесей (заметим, что это не
идентификация объектов по признакам, а их^
дифференциация).
Хроматограммы экстракта табака из
подозрительной сигареты и стандартного
экстракта гашиша (справа)
Определить крепость водки просто:
в стеклянный цилиндр с водкой
опускают спиртомер (на его шкале плотность
спирта уже пересчитана на градусы); а
вот выяснить, соответствует ли
содержимое бутылки с вином ее этикетке,— дело
гораздо более сложное. Без газовой
хроматографии здесь не обойтись: приходится
учитывать присутствие экстрактивных
веществ, содержание сивушных спиртов,
сахара и т. д.
Иногда для экспертизы, даже
идентификационной, бывает достаточно одного
анализа. Но обычно эксперты исследуют
образец разными методами: заключение
более доказательно, когда основано на
определении нескольких независимых и не
связанных между собой свойств веществ.
Искусство эксперта и состоит в
способности правильно выбрать необходимые
методы исследования вещества; анализ
должен быть полным и отвечать на все
вопросы следствия или суда.
Кстати, эксперту надо учитывать, что
свойства анализируемого вещества могли
измениться, если с момента преступления
прошло значительное время. Например:
предполагается, что застарелое жирное
пятно на пиджаке — от растительного
масла. Его можно проэкстрагировать с
ткани растворителем, но при анализе
следует помнить, что за прошедшее
время масло могло существенно окислиться.
91
КОМПЛЕКСНАЯ ЭКСПЕРТИЗА
В таких экспертизах участвуют
эксперты разных специальностей: химики и
биологи, химики и физики, химики и
трасологи. Криминалисты-трасологи
обычна работают с очень небольшими,
следовыми количествами объекта: обнаруживают
прилипшее волоконце ткани, приставшую
частичку автомобильной эмали. Прежде
чем подозрительная бутылка вина попадет
к химикам, ее тщательно обследуют
трасологи — нет ли на пробке, скажем,
следа от прокола шприцем. При
экспертизе наркотиков, в которой обычно
участвуют и химики, и биологи, тоже
происходит идентификация по разным
свойствам вещества. Например сравнение хро-
матограмм экстракта табака из
подозрительной сигареты и экстракта гашиша,
говорит о присутствии в первом из них
алкалоидов гашиша; кроме того, под
микроскопом желтовато-коричневая табачинка резко
отличается от зеленой «реснички»,
частички гашиша.
Приведем пример комплексной
экспертизы. Недалеко от железной дороги
был найден труп задушенной женщины.
Рядом валялся пустой кошелек из синего
вельвета, отделанный белым
пластмассовым бисером. Оперативные работники
установили личность убитой и мужчины,
с которым ее видели накануне убийства.
Мужчина был задержан, но
категорически отрицал и знакомство с убитой,
и причастность к убийству. Однако в
кармане его куртки нашли белую
пластмассовую бисерину. Эксперты-физики
исследовали ее методом инфракрасной
спектроскопии и выяснили, что она
сделана из отечественного полистирола
определенной марки. Точно такой же бисер
был на кошельке. Кроме того, на
бисерине оказались волокна синей ткани.
Эксперты-биологи установили, что у них
много совпадающих признаков с
волокнами вельвета кошелька. А
эксперты-трасологи определили форму, способ
изготовления бисера и нашли место на
кошельке, откуда он оторвался. В
результате комплексного исследования был
сделан вывод: найденная в кармане куртки
мужчины бисерина — от кошелька
убитой. Это доказательство заставило
преступника сознаться в убийстве.
ПОСЛЕДНИЙ ЭТАП ЭКСПЕРТИЗЫ
Мы уже говорили об одном
важнейшем требовании судебных и
следственных органов: сохранить, насколько
возможно, объект экспертизы во время
анализа. Другое требование — наглядность
результатов исследования.
На диаграммной ленте газового
хроматографа или прибора для снятия ИК-
или УФ-спектров самописец рисует пики
или полосы спектра. Вот хроматограммы
соединения или смеси веществ, взятых
Общий вид бисерин из кармана
подозреваемого (слева) и от кошелька
убитой женщины (справа)
на месте преступления. Вот
хроматограммы образцов сравнения — одного,
другого, третьего. Какой из них
практически совпадает с исследуемым? К выводу
экспертизы обязательно прилагаются
фотоснимки исходных объектов исследования,
фотоснимки их хроматограмм или
спектров. Хроматограммы четко показывают,
как определены крепость вина,
содержание сивушных спиртов в водке и
самогоне, присутствие наркотиков. Наглядны
снимки ИК-спектров при экспертизах
красителей, тонкослойных хроматограмм —
при исследовании чернильных паст,
лекарств. Особенно убедительны
фотографии, полученные при экспертизах
документов. Все должно быть ясно и понятно
не только эксперту, но и следователю,
и суду, и свидетелю, и самому
обвиняемому.
Есть и третье требование: выводы
эксперта должны быть категоричны.
Некатегоричные не могут служить
доказательством для суда. Впрочем, они могут
кое-что подсказать следствию или суду.
А заканчивается экспертиза вот чем:
заключение эксперта вместе с
вещественными доказательствами поступает к
следователю или в суд. Обычно эксперта
вызывают на заседание суда, так как может
возникнуть необходимость в пояснениях.
Практика показывает, что
большинство преступников не знакомо с успехами
естественных наук в судебной экспертизе.
Иначе бы они знали заранее:
бессмысленно надеяться на удачу. При нынешних
научных методах расследования любое
преступление рано или поздно будет
раскрыто, любая вина — доказана.
Кандидат химических неук
Н. Д. ТРЕЙГЕР, Г. В. МАЙОРОВА
92
Диагноз:
ипохондрия
Зловещий треск
Всем нам с детства памятна одна из
причин гибели антарктической экспедиции Скотта:
паяные сосуды с горючим развалились из-за
«оловянной чумы». Это леденящее душу
название издавна присвоено обыденному
физическому явлению — фазовому переходу 0-Snf белого
металла с тетрагональной решеткой, в a-Sn,
серый полупроводник с решеткой алмаза,
склонный легко рассыпаться в порошок. Основанием
для такого титулования служила способность
серого олова при соприкосновении с белым
«заражать» его. Предполагалось, что фазовый
переход аналогичен заурядной кристаллизации,
а заражающий агент действует подобно
затравке, соприкоснувшейся с переохлажденной
жидкостью. Однако опыты, поставленные
сотрудниками Института физики твердого тела АН СССР
И. Л. Аптекарем и А. Д. Стыркасом (Доклады
АН СССР, 1982, т. 265, вып. 5, с. 1155), показали,
что старозаветный термин «заражение»
отражает суть дела куда точнее, чем можно было
предполагать: серое олово может вызвать
фазовый переход в белом даже без
непосредственного контакта с ним.
Неясные указания на это публиковались
и ранее, но на сей раз доказано однозначно:
две полированные пластинки — одна из а-,
другая из р-олова — взаимодействуют, даже если
между их поверхностями находится сетка из
органического вещества толщиной около 1 мкм.
А сплошной слой такой же толщины достаточен
для полной «профилактики» заболевания.
Этот впечатляющий опыт наряду с
другими экспериментами, проделанными в ходе
исследования, убеждает в том, что серое олово
действует вовсе не как затравка. Как же?
Флюиды какие-нибудь источает? Авторы не дают
ответа на эти вопросы.
Можно лишь предполагать, что фазовый
переход олова по природе аналогичен другим
переходам металл — полупроводник,
известным, например, для оксидов ванадия и титана.
У оксидов переход связан с электрон-фоионными
взаимодействиями. Проще говоря, агентом,
инициирующим превращение, может служить звук.
Скрип или потрескивание, издаваемое
кристаллами во время фазового перехода. Очень тихое,
не проникающее даже сквозь самую тонкую
изоляцию,— но зловещее.
В. ИНОХОДЦЕВ
Принято посмеиваться над «вечными
больными», которые днюют и ночуют в
поликлиниках, изводя докторов своей «болью во всем
теле». Зачастую никаких заметных болезней у
таких пациентов не находят; порой их даже
зачисляют в симулянты. Всегда ли это обосновано?
Обследование, проведенное в одной из
московских поликлиник, показало, что такое
заключение, как правило, несправедливо.
Значительная часть пациентов, жалующихся на
неопределенное «нездоровье», действительно
нуждается во врачебной помощи, но помощи
психиатрической (В. Н. Козырев, А. Б. Смулевич. Журнал
невропатологии и психиатрии им. С. С.
Корсакова, 1982, вып. В, с. 1178). Вот что выяснилось:
среди 497 человек, обследованных в
организованном при поликлинике психиатрическом
кабинете, нашлось немало лиц, страдающих
неврозами, психопатией, различными формами
шизофрении, чаще всего с ипохондрическими
симптомами (они как раз и включают
преувеличенный страх перед болезнями). Некоторые из них
не подозревали о своей истинной болезни,
другие знали о ней, но учета в пси хо-неврологическом
диспансере избегали: ведь такой учет налагает
на социальный статус человека определенные
ограничения.
Авторы признают, что нежелание попасть
в категорию людей «со справкой» было
законным; большинство обследованных заметно
отличались от обычных пациентов
психдиспансеров. Они были гораздо лучше адаптированы в
обществе, нередко с успехом выполняли
сложную и ответственную работу и вовсе не
стремились от нее избавиться. Однако в лечении эти
не представляющие социальной опасности,
полезные члены общества несомненно нуждаются.
Как же его обеспечить?
Авторы считают, что кабинеты, подобные
тому, который они организовали в порядке
эксперимента, следовало бы завести при каждой
поликлинике. Что формы учета и регистрации
больных пора сделать более гибкими.
Действительно, стоит ли человеку менять профессию
или жизненные планы, если все его недуги порой
может облегчить простая неторопливая беседа
с доброжелательным, понимающим состояние
собеседника доктором?
В. ЗЯБЛОВ
93
Короткие заметки
Можно ли
превзойти природу!
Последнее время стало модным говорить
про «патенты» природы. Утверждают даже, что
ни одно изобретение человечества по
коэффициенту полезного действия пока не превзошло
природные аналоги. В пример обычно приводят
птиц, дельфинов, кротов... Впрочем, примеров
можно отыскать много. Хотя есть уже и другие,
противоположные.
Вот один из них, из области химии.
Ромашка, травянистое растение семейства
сложноцветных, по-латински «пиретрум». В ее цветках
содержатся пиретрины — вещества, которые
действуют как инсектициды. Их издавна применяли
для борьбы с бытовыми насекомыми.
Поскольку ромашка растет не везде, к тому же
извлечение пиретринов обходится дорого, многие
страны были заинтересованы создать их
искусственно. В конце сороковых годов это удалось.
Синтезированные вещества получили название
пиретроидов. Они обладали всеми
достоинствами и недостатками своих природных аналогов.
Достоинства понятны, а недостатки такие:
нестойкость к действию света, влаги и воздуха.
Эта история вряд ли кого-нибудь
заинтересовала бы, если бы не одно обстоятельство.
В результате долгих поисков британской
компании «Shell» удалось создать пиретроид «Рип-
корд», устойчивый к любым воздействиям
окружающей среды. Разлагается он только под
действием почвенных микроорганизмов. А спектр
действия — не только бытовые насекомые, но
и вредители многих сельскохозяйственных
культур. В том числе и те вредители, которые успели
приобрести устойчивость к большинству
используемых сейчас инсектицидов.
Правда, если уж быть до конца
объективными в споре, надо признаться, что пока
неизвестно, действительно ли «Рипкорд» не имеет
аналогов в природе. Может быть, какой-либо
редкий вид ромашки или хризантемы (в них тоже
бывают пиретрины) давным-давно
«синтезировал» подобное вещество и с успехом
обороняется им от насекомых-вредителей. А если
такого вида в природе нет — интересно бы его
вывести искусственно. Не только из
меркантильных соображений, но из простого любопытства:
каким окажется растение, селекционированное
по химическому признаку?
Н. ПРОШИН
94
Короткие заметки
Не кричите
в лаборатории!
Поклонники оперного искусства любят
рассказывать о знаменитых басах, сокрушавших
своей октавой посуду, сотрясавших люстры.
Теперь можно пустить в обиход легенды о
химиках, запускающих с помощью нижнего «ля»
реакции. Вот что показало исследование,
выполненное в московском ВНИИ органического синтеза
(М. А. Марголис, Л. М. Грундель. Доклады
АН СССР, 1982, т. 265, вып. 4, с. 914): для
инициирования некоторых химических превращений
вовсе не обязателен традиционный ультразвук —
достаточно колебаний с частотой от 7 до 200 Гц,
т. е. низкого звука или даже инфразвука.
Помещая в растворы поршень,
совершавший колебания с такой незначительной частотой,
авторы сумели вызвать изомеризацию малеи-
новой кислоты в фумаровую, а также окисление
железа [II) и восстановление церия [IV).
Последние две реакции, осуществленные просто в
водном растворе при отсутствии кислорода и других
агентов, способных инициировать процесс,
проливают свет и на его механизм. Он, вероятно,
таков же, как и при действии ультразвука —
образование кавитационных пузырьков,
разложение в них воды с образованием активных
радикалов (см. «Химия и жизнь», 1981, № 12).
Возникает естественный вопрос: в
лабораториях поршнями орудуют сравнительно редко,
куда чаще обыкновенными мешалками. Так не
могут ли инициировать реакции и они? И еще
одно. История химии хранит немало преданий о
загадочных реакциях, получавшихся в одной
комнате и не получавшихся в другой; о невиданных
веществах, которые удавалось синтезировать одно-
му-единственному счастливцу — и никому более
в мире. Серьезные люди от таких
невоспроизводимых чудес обычно отмахиваются, но кто
знает, не было ли хотя бы под некоторой частью
этого фольклора реальной основы? Разве не мог
быть у кудесника могучий бас? Или просто
скрипучие ботинки?
В. РОМАНОВ
95
£•«?$-*
Д. А. ЗЕМЛЯНОМУ, Севастополь: Тантал, подобно алюминию,
покрывается на воздухе устойчивой окисной пленкой, поэтому
растворить его непросто, хотя и возможно — например, в
плавиковой или в концентрированной серной кислоте при
температуре выше 150° С.
А. ЛЯХОВИЧУ, Новосибирск: Нафталин можно окислить во
фталевую кислоту избытком гипохлорита натрия.
A. ТИТОВУ, Алма-Ата: Получить магний из его соли ничуть не
легче, чем извлечь железо из руды; но много ли найдется
желающих воспроизвести доменный процесс на дому?
Н. П. ШЕПЕЛЕВОЙ, гор. Сем ил у ки Воронежской обл.: Для
борьбы с колорадским жуком на индивидуальных участках разрешены
дибром, дилор и фоксим.
С. ПРОКОФЬЕВОЙ, Волгоград: Дуст — не название
пестицида, а указание на его порошкообразную форму (от
английского dust — пыль).
Ф. Ф. УКРАИНСКОМУ, Киев: Отпугивающее действие диме-
тилфталата на комаров и мошек ощутимо, но
непродолжительно, поэтому в чистом виде это вещество как репеллент сейчас
не применяют.
B. Л. ШИШКИНУ, Уфа: Рецепт «Стандартного проявителя М I»
не надо искать в справочниках, он напечатан прямо на пачках с
фотобумагой.
Д. РАХИМОВУ. Бухара: Опытные коллекционеры не чистят
монет даже самой тонкой шкуркой, а только пастами без
абразивных добавок — например, такими, которыми автомобилисты
полируют новые кузова.
B. Г. ГИМАНОВУ, Ейск Краснодарского края: В обувных
мастерских пользуются обычно так называемым «красным» клеем.
марок УР-2 и УР-4, на основе уретановых полимеров; в
магазинах такой клей не продается.
И. БУТУ, Москва: Горячая водопроводная вода обязана
соответствовать ГОСТу на питьевую воду.
А. И. БУКИНОЙ, Баку: Понравившийся вам фритюрный жир
«Самарканд» состоит из подсолнечного или хлопкового саломаса
(это продукт гидрогенизации растительных масел), из
собственно растительного масла и малой добавки природного красителя.
Н. ЕФРЕМОВУ, Харьков: Считайте, что вы одержали победу
в «домашней баталии», ибо аспирин и в самом деле
недопустимо использовать в консервировании — ни в домашнем, ни в
промышленном.
C. АРТЕМЬЕВОЙ, Барнаул: Химический факультет
университета — лучшего выбора не сделать, если вы решили всерьез
заниматься космохимией.
П. Ш-ну, Харьков: Пытаться воспроизвести технологию по
краткой реферативной заметке — дело практически безнадежное,
а для химика-любителя тем более, поскольку возможности у
него не совсем те, что у специалиста из Оксфордского
университета...
Читателям, получившим, к нашему огорчению, экземпляр журнала
с полиграфическим браком: Обнаружив, что не хватает части
страниц, одни и те же страницы повторены дважды, плохо склеены
листы и т. п., сразу же отошлите журнал Чеховскому
полиграфическому комбинату для замены (адрес — рядом, справа).
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
В. Е. Жвирблис
(зав. отделом хим. наук),
М. Н. Колосов,
Л. А. Костандов,
В. С. Любаров
(главный жудожник),
Л. И. Мазур,
В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
В. М. Соболев,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редакция:
М. А. Гуревич,
Л. А. Емельянова
Н. В. Ефремов,
Ю. И. Зварич,
М. Я. Иванова,
А. Д. Иорданский,
A. А. Лебединский
(художественный редактор),
О. М. Либкин.
Э. И. Михлин
(зав. производством),
B. Р. Полищук,
B. В. Станцо,
C. Ф. Старикович,
Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
В. К. Черникова
Номер оформили
художники:
В. М. Адамова,
Г. Ш. Басыров,
М. М. Златковский,
Е. С. Поливанов,
Е. П. Суматохин,
В. В. Трофимов,
В. П. Храмов
Корректоры
Л. С. Зенович, Л. А. Котова.
Сдаио в набор 19.11.1982 г.
Т-21172.
Подписано а печать 28.12.1982 г.
Бумага 70 ^ 108 1/16.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,4.
Усл. кр.-отт. 7854 тыс.
Уч.-изд. л. 11,4.
Бум. л. 3,0. Тираж ЗЗОООО экз.
Цена 65 коп. Заказ 2864.
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
117333 Москва В-333.
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20. I3S-52.-2.9
Ордена Трудового Красного Знамени
Чеховский полиграфический
комбинат ВО «Союзполиграфпроми
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
г. Чехов Московской области
(С) Издательство «Наука».
«Химия и жизнь», 1983
Про тыкву
Времени осталось в обрез, и фея
соорудила парадный выезд для Золушки из подручных
средств. Но даже в спешке она была
осмотрительна и выбрала для превращения в карету
не помидор и не луковицу, а тыкву. Во-первых,
солидную тыкву легче довести до габаритов
экипажа, во-вторых, сама конструкция плода —
прочные стенки, а в середке пустота — как раз
то, что надо...
Тыквенный панцирь, построенный, как и
скорлупа грецкого ореха, из склеренхимной
ткани, тормозит дальнейший рост плода — чтобы
вымахивал, но не слишком. Биологический смысл
такого ограничения не вполне ясен, но нет худа
без добра: тыкву в жесткой оболочке нехлопотно
перевозить и хранить. В эксперименте крупные
экземпляры сохранялись без холодильника и по
три года. Если же говорить не о рекордах, то
при невысокой плюсовой температуре, скажем,
в утепленном сарае или на чердаке, да с
соломенной подстилкой, многие сорта тыквы
долеживают и до следующего урожая, почти не
теряя питательной ценности. Разве что крахмал
превращается в простые сахара, но стоит ли
горевать из-за этого?
Каждый, кто употребляет вареную,
печеную и жареную тыкву, вводит в свой организм
множество полезных веществ; об этом косвенно
свидетельствует тот факт, что блюда из тыквы
входят во многие диеты. С прямыми
свидетельствами несколько хуже, так как пищевые свойства
тыквы изучены пока недостаточно. Но известно
твердо, что в ней много пектина и мало
органических кислот. Это отличает тыкву от ее
ближайшего родственника арбуза, который оказался бы
весьма кислым, если 6 не сахарная маскировка.
И все же главный козырь тыквы —
каротин, благодаря которому у нее, как и у моркови,
желтая или оранжевая мякоть. Есть сорта,
которые выращивают специально для нужд
медицинской промышленности. И хотя, наверное,
отдельные морковки накапливают еще больше
витаминов, в пересчете на гектар им за тыквой не
угнаться — не та урожайность. Был случай, когда
в Подмосковье собрали с гектара В00 центнеров
тыквы. А 300 центнеров — обычное дело.
Но самые витаминные тыквы все же не
северные, твердокорые, а южные, так
называемые мускатные — вытянутые, грушевидные, с
перетяжкой посередке и с довольно тонкой, как
у дыни, корой, Есть и третий вид культурной
тыквы: крупноплодная, она же кормовая.
Последнее название справедливо лишь отчасти,
поскольку поедание крупных плодов не есть
привилегия домашних животных. Правда, мы
употребляем тыкву в виде каш, супов или,
скажем, запеканок, а коровы — просто так или
в виде силоса, но вряд ли это различие носит
принципиальный характер.
Чтобы дать представление о размерах
по-настоящему крупных тыкв, упомянем
название сохранившегося со старых времен сорта —
Стофунтовая. Если золушкиной благодетельнице
подвернулась под руку именно такая тыква, то
дорастить ее до размеров кареты для
квалифицированной волшебницы — дело, надо
полагать, пустячное...
v.W/ ,'А. /• . ^Й
5? ^ / _ ,-л - ^
Слово
о
шубе
■г. V
-A t
>
г-
■,ыШ^\
ffijQBOE СОПРОТИВЛЕНИЕ *№fi
»«!'
В прохладных краях издавна
сложилось самое серьезное отношение к теплой
одежде. Об этом, в частности,
свидетельствует богатейшая коллекция русских
пословиц и поговорок о шубе.
Некоторые из них мы кратко
прокомментируем.
Шубка зимой не шутка. Не шутка:
она должна обладать высокими
теплозащитными свойствами и малой
воздухопроницаемостью (не более 7—10 л *
• м—2 • с—* для районов с суровыми
зимами), легко пропускать испарения тела,
но не промокать под дождем, защищать
от переохлаждения и не давать
перегреться. И притом быть легкой — при
облегчении зимней одежды с 6,5 кг до
4,3 кг энергозатраты работающего или
просто прогуливающегося человека
уменьшаются на 18%.
Не ради красы шуба, ради телла.
Это — о капризах моды. Они породили
коротенькие конструкции с весьма
сомнительными теплозащитными свойствами.
Между тем, специалисты утверждают,
что «недоутепление голеней, бедер и
ягодиц при достаточной изоляции спины,
груди и рук снижает суммарное тепловое
сопротивление одежды на 20—30%».
Из похвал шубы не сошьешь.
Помимо основного, известного смысла, у
этой пословицы глубокое материаловед-
ческое содержание. Нет материала,
который отвечал бы всем сложным и
противоречивым требованиям к
теплозащитной одежде лучше, чем мех. Он
гигроскопичен и легко пропускает пар, его
основа — мездра служит барьером для
воздуха, а густой лес волосков отталкивает
влагу и работает как теплоизоляция.
Разумеется, мех меху рознь — в том числе
и по тепловому сопротивлению, о чем
свидетельствуют приведенные на рисунке
цифры. Кроме того, мех теперь не столь
уж доступен: природные ресурсы
ограничены, все натуральное весьма дорого и с
каждым годом становится дороже.
Соболья шубка кусается. Давно уже сказано...
Модельеры немало преуспели в
конструировании многослойной
теплозащитной одежды из более дешевых и
доступных материалов. Мы охотно носим эту
одежду, не мерзнем и потому
похваливаем ее. Но при случае не
откажемся от старой доброй меховой шубы.
Первой теплозащитной одеждой, которую
натянул на себя озябший первобытный
человек, была звериная шкура, и, пожалуй,
с той поры ничего лучшего еще не
придумали.
И последнее: зимой без шубы не
стыдно, а холодно. Эта пословица не
требует комментариев.
Издательство «Наука»
Химия и жизнь, 1983 г., J4 I
I —96 стр.
Индекс 71050
Цена 65 коп.