ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
9
1981
1
±

> JP ♦ ч >
&
*>
w * *,
«Л
С 4'
f-
&-
*<!•'
/.
ч-,'Л *V
*** .•„■•■._ ^ -
*i*-

химия и жизнь
Ежемесячный научно-популярный журнал Академии наук СССР
№ 9 сентябрь 1981
В. Зяблов. ПЕРВАЯ СТУПЕНЬ БИОТЕХНОЛОГИИ
Мастерские науки
М. Кривич, О. Ольгин. 25 ЛЕКАРСТВ АКАДЕМИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА
Ресурсы
А. М. Бражников, Э. И. Каухчешвили. ХОЛОД
И ЭНЕРГИЯ
16
Обзоры
В. С. Телегус. САМЫЕ НЕПОСТОЯННЫЕ ВЕЩЕСТВА —
МЕТАЛЛ ИДЫ
21
А. В. Богатский. МАКРОЦИКЛЫ НА ПУТИ
В ПРАКТИКУ
24
Проблемы и методы
современной науки
М. Д. Франк-Каменецкий. ПОД ЗНАКОМ ДНК 27
М. Трофимов. РЕАЛЬНЫЙ МАТЕМАТИЧЕСКИЙ МИР 34
Л. Л. Литинская. КЛЕТКА ДАЕТ АВТОГРАФ 36
А. Ижин. ПОЛСТАКАНА НА ГЕКТАР
40
44
Живые лаборатории"
О. Васильев. ОПЕНОК
Вещи н вещества
Д. Д. Рютов, В. А. Цукерман. ВОДЯНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ
В. А. Лобанов, М. М. Нейдинг, Р. М. Короткий.
ПО ВОЛНАМ И ПОД ВОЛНАМИ
48
51
И. К. Ржепишевский. КРАСКА СВЕРХДЛИТЕЛЬНОГО
ДЕЙСТВИЯ
56
В. Рич. МОСТ МЕНДЕЛЕЕВА
62
Фотолаборатория
Н. Ф. Костыря. ФОТОГРАФИЯ НА ПОЛСТЕНЫ
76
Размышления
А. А. Марголин. ПРИНЦИП ПРОСТОТЫ
79
Болезни и лекарства
В. Р. Окушко. ИСТОРИЯ С ЗУБАМИ
85
ДЛЯ БОРЬБЫ С АВАРИЯМИ. ЧИТАТЕЛИ ПРОДОЛЖАЮТ
ОБСУЖДЕНИЕ ПУБЛИКАЦИИ «ГАИ ЗАДАЕТ ВОПРОСЫ»
90
А почему бы и нет!
М. М. Фартуков. БАБЬЕ ЛЕТО
91
НА ОБЛОЖКЕ —
рисунок И. Нечаева к статье
«Холод и энергия».
НА ВТОРОЙ
СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ — пейзаж
югославского художники
Ивана Рабузина
Бесхитростный рисунок
перекликается с
рас п рос тра ненными
представлениями о том. что
окружающий нас мир
устроен несложно, что, в*
сущности, он есть мир малых
чисел. Об этом — статья
А. А. Марголина «Принцип
простоты»
БАНК ОТХОДОВ
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
ИНФОРМАЦИЯ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
КОНСУЛЬТАЦИИ
книги
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
13
14
20, 60
42
46
69, 84
70
78
В2
93
94
96

Первая ступень
биотехнологии
В. ЗЯБЛОВ
Когда в нашем обиходе появляется
новое слово, иной раз кажется, что это
случайность: сказал, мол, кто-то
удачно — оно и пошло. Но не так прост
наш язык. За новым словом почти
всегда таится новое явление, новые
идеи, новая, если хотите, психология.
Даже если словечко неказисто и входит
в круг суховатых технических
терминов, i
Биотехнология — слово, которому
около десятка лет отроду. То, что этим
словом обозначается, существовало в
принципе куда раньше. Испокон аеку
человек использовал для своих
надобностей биохимические или
микробиологические процессы. Иной раз
случалось их сочетать и с «просто
химическими». Не в этом, стало быть, новизна.
В чем же? i
Ответ на этот вопрос следовало
искать там, где биотехнологией
занимаются профессионально. То, что будет
рассказано ниже,— результат бесед с
деканом первого в стране
биотехнологического факультета, заведующим
кафедрой микробиологического синтеза
Ленинградского технологического
института им. Ленсовета профессором
Владимиром Ивановичем Яковлевым и его
сотрудниками Валентиной Ивановной
Сухаревич, Людмилой Сергеевной
Александровой, Валерием Абрамовичем Га-
лынкиным и Владимиром Алексеевичем
Исаевым.
ФАКУЛЬТЕТ НОМЕР ДЕВЯТЬ
Так назван биотехнологический в
институтском телефонном справочнике. Всего
же факультетов десять. А не так давно
было лишь шесть. Даже в этом про-

слеживаются новые тенденции в
развитии химической промышленности.
Народному хозяйству требуются
специалисты в области таких технологий, которым
десяток-другой лет назад и названия-то
не было.
Факультет номер девять готовит
инженеров для микробиологических
производств. Потребность в таких
специалистах удается удовлетворить лишь
частично. Основной инженерный
контингент, например, на производстве
кормового белка из парафинов до сих
пор составляют бывшие нефтяники,
специалисты по жидкому топливу.
Конечно, сырье своего производства они
знают превосходно, но самую суть
технологии — микробиологию, биохимию
вынуждены усваивать, как говорится, в
рабочем порядке. А это не так легко.
Выпускникам нового факультета,
впрочем, тоже приходится нелегко:
микробиологические производства
размещаются отнюдь не в столицах, бытовые
условия там не ахти какие, работа —
далеко не курорт. От тех, кто на
факультет поступает, этого не скрывают,
и тем не менее ни на какой другой
факультет нет такого высокого конкурса.
И — как следствие — ни на каком
другом факультете нет такой высокой
успеваемости. Сюда попадают лучшие,
и это, кстати, помогает кафедре
микробиологического синтеза в
исследовательской работе. А ведут ее здесь
активно, и нацелена она в основном на
создание технологии будущего, которая
не оставляет отходов.
УГЛОВАТЫЕ СЛОВА
Очень часто на этой кафедре звучит
слово «кероген». Неприятное, режущее
слух, угловатое, оно ассоциируется с
керогазами — допотопными
сооружениями, на которых во времена нашего
детства стряпали незатейливую еду на
коммунальных кухнях, с керосином,
маслянистым, вонючим — за ним нас
в детстве гоняли в существовавшие
еще керосиновые лгоки. И никак не
ассоциировалось слово «кероген» ни с чем

съедобным. Между тем этот
концентрат горючего' сланца, содержащий
около 70% органического вещества,
как оказалось, может стать источником
питания промышленных
микроорганизмов, производящих кормовой белок.
Органическая часть керогена —
материя своеобразная. Ни в чем не
растворимая, устойчивая и к кислотам,
и к щелочам. Эти-то свойства и
обеспечивают гарантированный сбыт тем
десяти с лишним тысячам тонн керогена,
которые производятся в городе Кири-
ши, что под Ленинградом, ежегодно.
Кероген — превосходный наполнитель
для материала, из которого
изготовляются бачки автомобильных или
тракторных аккумуляторов. Так вот, на кафедре
выяснили, что прежде чем замешивать
кероген в этот самый» материал, с него
можно снять кое-какие «сливки», отнюдь
не ухудшив, а даже и улучшив его
свойства как наполнителя.
Если кероген загрузить в стандартный
промышленный автоклав вместе с
раствором щелочи, нагреть и под давлением
продувать воздух, то некоторая часть
несокрушимой материи керогена все же
окисляется, превращаясь в смесь одно-
и двухосновных рекарбоновых кислот,
естественно, переходящих в щелочной
раствор. Вместе с ними туда
переходят и микроэлементы — фосфор,
железо, никель, каковых в исходном
веществе хватает. После этого неокислившийся
кероген можно отфильтровать и
использовать по его привычному
назначению— он становится наполнителем даже
лучшим, чем до окисления, так как на
его поверхности появляются полярные
группы — спиртовые, карбонильные,
кислотные. А они улучшают способность
материала к адгезии.
Отфильтрованный же раствор
представляет собой почти готовый рацион
для микроорганизмов. Нужно лишь
довести рН до нужной величины.
Технология сравнительно несложная,
оборудования требует стандартного,
отечественного и в заводских условиях
воспроизводится хорошо — это сотрудники
кафедры, исконные технологи, проверили в
первую очередь.
Двухосновные алифатические карбо-
новые кислоты с длиной углеродных
цепей 4—12 атомов, сдобренные всеми
необходимыми микроэлементами,—
корм куда более благородный, чем
применяемые ныне парафины, к которым,
помимо прочего, микроэлементы
приходится добавлять особо. Но главный
недостаток парафинов не это:
получаемый на них кормовой белок почти
не имеет перспектив стать пищевым.
В нем всегда есть примесь парафинов,
от которой избавиться крайне трудно.
Кислоты же утилизируются
микроорганизмами куда полнее, а в крайнем
случае их можно просто отмыть водой.
Еще одна проблема ныне
действующих производств на базе парафинов —
сырье. Микроорганизмам нужны
парафины с длиной цепи не менее 12—14
атомов углерода, но их содержание в нефти
довольно низко и выделять их не так
просто. Поэтому нередко на
микробиологические заводы поступает смесь
парафинов с длиной цепи от С8 и выше.
Низшие, таким образом, обрекаются
на то, чтобы пропадать зря.
Другими очень интересными
продуктами окисления керогена оказались
ВМК — высокомолекулярные кислые
вещества. Раствор их солей получил
особое, тоже не очень-то благозвучное,
угловатое название лентехнин.
Иной раз изобретатели присвоят
своему детищу такое имя, что подумаешь —
хорошо бы учредить при них
должность словесного дизайнера. Так, что ли,
можно назвать человека, который
следил бы за изяществом изобретаемых
ими терминов? Впрочем, слово
лентехнин — результат незатейливого
сокращения названия Технологического
института. Когда это вещество пошло в ход,
как раз сравнялось институту полтораста
лет, и решили на кафедре вроде подарка
ко дню рождения сделать. Так родилось
на свет еще одно угловатое слово. Но в
ходе бесед об этом самом лентехнине
рассказали такое, что отпала всякая
охота придираться.
ЛЕНТЕХНИН
По внешнему виду лентехнин — темно-
бурая, почти черная жидкость. Но
именно этот на первый взгляд отход процесса
оказался едва ли не самым ценным
продуктом. Дело в том, что лентехнин
способен стимулировать рост растений.
Испытывать его в этом качестве начали
потому, что по некоторым
характеристикам он сходен с гуминовыми
кислотами почв, торфов или бурых углей.
А стимулирующая активность таких
кислот известна уже давно. Ну и решили
попытать счастья. Начали со всхожести
семян. Замочили в разбавленном
растворе лентехнина некондиционные
семена, у которых прорастает всего около
60% зерен. После замачивания процент
всхожести очевидным образом подрос,
перешли они в разряд кондиционных.
Мало того, потом получались их них
растения с более длинным стеблем, с
более крепкими корнями... Тут уж
потребовались творческие контакты с
сельскохозяйственными организациями.
4

Сотрудники кафедры их установили.
Вышли на полевые испытания. Для
начала — в Ленинградской области. Вначале
на делянках, потом и на гектары
замахнулись. И вот что получилось: лен-
технин повышает урожайность, если им
обрабатывать посевы моркови, свеклы,
брюквы, редиса, картофеля, огурцов,
кормовых трав. Прибавка не сказочная,
но реальная, устойчивая — 15—20%.
Конечно, кафедре проделать такую
работу было бы не по силам —
химикам помогли и во Всесоюзном
институте растениеводства, и в областном
совхозном объединении. Оказалось, что
кроме количества возрастает и качество
продукции: в пшенице становится на
1—1,5% больше белка, в картофеле
больше крахмала, а каротина в моркови
прибывает на целых 50%. Это
установили в Северо-Западном институте
сельского хозяйства. Значит, препарат
стимулирует не просто разбухание массы,
а здоровый, качественный рост.
Стимулятор был проверен и по части
безвредности. Тут все чисто: не
токсичен, не канцерогенен. Ну а раз так,
начали ставить испытания еще шире.
Вышли за пределы Ленинградской
области. Связались с Институтом
земледелия Министерства сельского хозяйства
Грузинской ССР. Их испытания
показали, что лентехнин стимулирует рост
сои и фасоли. Азербайджанский
институт виноделия: существенный прирост
урожайности винограда. Рискнули и
северный вариант испытать — не будет
ли стимулятор укорачивать
сельскохозяйственный цикл, чтобы растения
успели уложиться в короткое северное
лето. По предварительным данным,
это получается. А растения, кстати,
вырастают более морозостойкими.
Чудотворной панацеей лентехнин,
впрочем, объявлять нельзя. Проверяли,
не повысит ли он жароустойчивость
хлопка — нет, не повысил. А вот с
травой на футбольном поле такая история
вышла. Прослышали про препарат
работники ленинградского стадиона имени
Ленина, пришли и просят: помогите
траву укрепить на поле. Чего, мол,
только ни делали — вытаптывается, и
все тут. На кафедре в эту затею не
очень-то верили, но попробовать не
жалко. Расход не велик, растворы
применяются очень разбавленные — на все
поле несколько граммов вещества
уйдет. Обработали «лысое» поле, а
через две недели приходят со стадиона,
благодарят: трава стала стоять.
Тем временем на кафедре решили
круг замкнуть и испытать стимулятор
на микроорганизмах: не будет ли он
ускорять их рост на парафиновом
рационе? И получилось удачно: в
лабораторных условиях концентрация биомассы
в среднем возрастала на 25%. На
заводе — поменьше, но тоже неплохо.
На биохимическом заводе — он
тоже расположен в Киришах —
стимулятор пока удалось испытать только на
одном ферментаторе. Полный
производственный цикл — это каскад из семи
ферментаторов. Аппараты такие
огромные, что потребовалось бы столько
лентехнина, сколько на опытных
установках не наготовишь. Однако и на
одном получилось неплохо. Выход
биомассы вырос на 10—12%. Скорость
биосинтеза была выше, а количество не-
утилизированных парафинов — ниже.
Если дело пойдет и далее столь же
успешно, то микробиологическая
промышленность может стать основным,
многотоннажным потребителем стимулятора,
потому что для обработки посевов его
нужно гораздо меньше. Например, на
все посевные площади Ленинградской
области хватит четырех тонн.
В общем, круг замкнулся. Сланцы,
как известно, сформировались из
древних микроорганизмов и водорослей —
и для микроорганизмов же делается
на их основе корм. Стимулятор роста —
тоже. Нельзя, впрочем, сказать, что дела
со стимулятором идут идеально и
никаких проблем с ним нет. Есть проблемы
субъективные: не так-то легко,
например, договориться со смежниками о
проведении испытаний, хотя
Министерство сельского хозяйства оказывает в
этом деле всестороннюю помощь.
Приходится проявлять и настойчивость,
и предприимчивость.
Есть проблемы объективные: не
удалось пока выяснить структурные
формулы лентехнина и разобраться в
биохимическом механизме действия
стимулятора. А без этого никто не разрешит
применять его там, где производятся
пищевые продукты. И это справедливо.
Разбираться надо, хотя эта задача —
того же класса сложности, что и
проблемы других, очевидно, родственных по
природе натуральных стимуляторов.
Таких, как гуминовые кислоты или,
скажем, знаменитое мумиё. С ними-то
бьются уже многие годы, а ясности все
нет. Поэтому реально, на сегодняшний
день лентехнин можно применять только
при выращивании технических или
кормовых культур.
НЕСКОЛЬКО СЛОВ
О ХИМИЧЕСКОМ СНОБИЗМЕ
Любому химику смолоду прививают
культ чистого вещества. Для
исследователя он необходим: методы химии,
5

особенно классической, дают
достоверную информацию о веществе только
тогда, когда оно очищено до
безупречной индивидуальности. Известно, что
основоположники органической химии
месяцы, а то и годы труда расходовали
на то, чтобы добыть одно-единственное
ключевое соединение из какой-нибудь
невообразимой смеси, созданной
природой. Они-то и завещали нам культ
чистоты. Но странная произошла с ним
метаморфоза. Для многих
исследователей чистое вещество стало не только
идолом, но и вообще единственным
объектом, достойным внимания. Не
потому ли от природных смесей, за
которые классики химии, может быть,
и ухватились бы с немалым интересом,
наши современники порой
открещиваются, обозначая эти объекты
унизительным словом «грязь».
Сотрудники кафедры
микробиологического синтеза говорили, что
разобраться в строении лентехнина трудно,
но еще труднее уговорить коллег,
специализирующихся в тех или иных
методах исследования, оказать помощь в
расшифровке состава «грязи».
Пока удалось доказать следующее.
Лентехнин — это смесь, содержащая
десятки, а может быть, и сотни
соединений с молекулярной массой 50 тысяч и
выше. Наиболее эффективно
стимулируют рост те из них, у которых самая
большая молекулярная масса. В составе
соединений есть бензольные кольца,
есть и остатки хинонов, есть, видимо,
и другие, не хиноидные карбонильные
группы. Естественно, присутствуют
кислотные группы —СООН.
На кафедре заведено целое досье,
в котором записывается все, что удалось
разузнать о стимуляторе. Записано там
немало. JHe хватает, однако же, точных
структурных формул. Впрочем, в запасе
есть еще несколько неиспробованных
(и самых современных) методов
разделения смесей. Будем надеяться, что они
помогут.
С механизмом действия стимулятора
дело обстоит несколько лучше.
Совместно с Институтом биофизики, что в Пущи-
но под Москвой, изучается влияние
препарата на метаболизм клеток.
Удалось доказать, что под его
воздействием клетки интенсивнее усваивают
углерод из глюкозы или парафинов..
Кроме того, в определенных условиях
стимулятор ускоряет перенос через
клеточные мембраны глюкозы и
минеральных - солей. Клеточное дыхание,,
в частности цикл Кребса, тоже
интенсифицируется. В общем,
стимулирующее действие прослеживается и на
клеточном уровне.
В принятых на XXVI съезде КПСС
«Основных направлениях экономического
и социального развития СССР на
1981—1985 годы и на период до
1990 года» среди насущных задач
советской науки указывается
«разработка биотехнологических процессов
для производства продукции,
используемой в медицине, сельском хозяйстве
и промышленности». Ясно, что решение
проблемы, записанной в числе
первоочередных, будет обеспечено и
материальными средствами, и оборудованием.
Но ведь эта проблема особая, для ее
разрешения требуются еще и
специалисты новой формации, сочетающие
знание биологии, химии, технологии с
небывалой прежде широтой мышления;
понимание экономической выгоды —
с уважением к природе;
предприимчивость и деловитость — с отсутствием
какого бы то ни было снобизма:
научного, инженерного, ведомственного.
Специалисты, не имеющие пока даже
названия в существующей номенклатуре
специальностей.
Поэтому далеко не случайным
представляется то, что на ведущие
позиции в новом направлении исследований
выходит именно вузовская наука. Ведь
она неотделима от обучения, от
формирования этих самых технологов
будущего. От процесса, которому, видимо,
и суждено стать первой ступенью
биотехнологии»
ОТ РЕДАКЦИИ
Центральным Комитетом КПСС и Советом
Министров СССР принято постановление о
дальнейшем развитии физико-химической
биологии и биотехнологии и использовании
их достижений в медицине, сельском
хозяйстве и промышленности («Правда», 30 июля
1981 г.). Государственному комитету СССР
по науке и технике, Госплану СССР и
Академии наук СССР поручено принять целевую
комплексную научно-техническую программу
по биотехнологии. Об этой программе мы
будем рассказывать в дальнейших
публикациях.
6

Мастерские науки
25 лекарств
академического
института
М. КРИВИЧ,
4 о. ольгии
В ежегодном сборнике, который выпускает,
среди прочей научной продукции, Институт
тонкой органической химии АН Армянской
ССР, любому новому синтезу, каким бы он
ни был головокружительным и изящным,
отведено с полстраницы. Разумеется, каждую
такую микростатью подписывают авторы
синтеза. Но сотворить новое вещество для
них не самоцель, и исследовать его строение
и физико-химические свойства на
спектральных, резонансных и прочил приборах — лишь
начало предполагаемого пути. Поэтому после
фамилий химиков непременно проставлено:
кто проверил вещество, кто изучил его
биологическую активность, а следовательно, и
перспективу стать при благоприятном стечении
обстоятельств новым лекарством.
В околонаучной и популярной литературе
то и дело вспыхивают вполне правомерные
споры о соавторстве. Мнения высказываются
самые разные: от безусловного оправдания
*• до полного неприятия. В том случае, о котором
мы рассказываем, подобного рода споры
невозможны, более того, лишены смысла.
В число авторов нового препарата, помимо
хотя бы одного химика, входит хотя бы один
биолог. Для ускорения дела и более дотошной
проверки — можно и больше. Так, среди
авторов против осу дорожного препарата пу-
фемида, о котором ранее говорилось
подробно,^— три химика (А. Л. Мнджоян,
О. Л. Мнджоян и С. А. Аветисян) и два
биолога (Н. Е. Акопяи и Д. А. Герасимян).
Сейчас кандидат биологических иаук Нина
Ерваидовна Акопян возглавляет
биологический отдел ИТОХа — отдел, где
целенаправленно синтезированные вещества проверяют
на живых объектах.
Окончание. Начало — в предыдущем номере
журнала.
СКРИНИНГ С ОГЛЯДКОЙ
Лаборатории и группы биологического
отдела, числом около пятнадцати,
занимаются психофармакологией и
анестезиологией, бактериальными
инфекциями и коронарным
кровообращением, злокачественными
новообразованиями, адренэргическими механизмами,
токсикологией... Круг проблем
достаточно широк и вместе с тем
'сознательно ограничен: вряд ли возможно
вести пристрельный огонь сразу по
множеству мишеней. Но в то же время
точный прицел предполагает
достаточно узкую специализацию. Поэтому
лаборатории и группы невелики, по нескольку
человек в каждой: биолог, врач,
фармаколог, ветеринар. И во главе — опытный
специалист, непременно кандидат, а
нередко и доктор наук.
После химических корпусов с их
обязательным стеклянно-лабораторным
антуражем биологический отдел,
расположенный в главном здании
института, кажется совершенно иным миром.
Даже запахи другие — дезинфекции,
формалина, вивария. Вот только
спецодежда одна и та же —' белый халат.
Крысы и белые мыши едят, спят,
снуют в своих загонах и клетках;
грызут овощи, не обращая внимания на
посетителей, меланхоличные кролики;
процветают и размножаются в чашках
Петри колонии бактерий. Тут свои
каноны и свои методы. Вот миограф,
прибор, который был в ходу еще в
прошлом веке: механический сигнал
от изолированной мышцы передается
на перо, и оно вычерчивает кривую на
закопченной бумаге. Старо, как
экспериментальная медицина, и так наивно
после ЯМР-спектрометра стоимостью в
полмиллиона. А вот надо же — и Рубен
Аршакович Алексанян, и Оганес Мна-
цаканович Авакян, доктора
медицинских наук, экспериментаторы высокого
класса, для начальной проверки
физиологического действия, для прикидки не
пренебрегают простеньким, дешевым,
зато быстро дающим ответ миографом.
Кошка под наркозом (распоряжение о
гуманном отношении к лабораторным
животным распространяется и на
академические институты) была опутана
трубками и увешана датчиками: измеряли
скорость кровотока через миокард до
введения исследуемого вещества и
после. В лаборатории, где изучают про-
тивосудорожные препараты, крысы
отыскивали в лабиринте путь к коварной
поилке, которая нет-нет да и ударит
электрическим током. А
экспериментатор тем временем наблюдает, велики ли
глаза у страха. Напуганный зверек не
7

Основатель Института тонкой органической хнмин
н его первый директор
академик АН Армянской ССР
Арменак Левоновнч Мнджоян.
Сейчас институт носнт его имя
рискнет приблизиться к поилке еще
раз; получивший лекарственное
средство рано или поздно напьется, подавив
в себе страх. Между прочим, по такой
методике проверяли в свое время
известные очень многим транквилизаторы
элениум и седуксен. Точнее, проверяли
до того, как они стали известны
многим.
Одна из методик, по которой
оценивают возможные обезболивающие
препараты, заключается в том, что мышам
просто-напросто сдавливают хвосты. По
реакции животных (пищат — не пищат)
специалисты в области анальгетиков
СУДЯТ, насколько уменьшаются у
подопытных животных болевые ощущения.
Разумеется, читателей, которые любят
братьев наших меньших, — а таких
людей подавляющее большинство,—
подобная методика (кстати, не самая
жестокая) вряд ли приведет в восторг.
8
Но без жертв, в прямом и переносном
смысле, не было бы лекарств. Другого
пути пока нет.
В биологическом отделе ИТОХа
синтезированные химиками препараты
проверяют все до единого, без
исключений и предпочтений. Такой метод
исследования принято сейчас называть
новомодным заимствованием
«скрининг», что по-английски значит
«просеивание». Скрининг предполагает ответ
на вопрос об активности в двоичной
системе: да — нет, есть активность —
нет активности, может препарат стать
лекарством — не может стать
лекарством. \
Сплошное просеивание веществ на
предмет отбора немногих ценных есть,
как говорят специалисты, объективно
полезный метод при массовых
исследованиях, однако метод слепой, в
расчете на случайное везенье. А работа тех,
кто проводит скрининг, в значительной
мере рутинная, однообразная.
Вероятно, так оно и есть, когда поиск
основан на статистическом подходе:
много наработано, все проверено, что-то
достойное внимания найдется. Однако в
ИТОХе, как мы знаем, другой подход,
другой стиль — целенаправленного,
бьющего в несколько заданных точек
поиска. Перебор соединений
существенно меньше, но вероятность попадания,
значимость, вес каждого вещества
намного выше. И поэтому
первоначальный просмотр веществ на
биологическую активность ведут с особой
тщательностью. Мы бы назвали эту
процедуру не просто скринингом, а
скринингом с оглядкой. С оглядкой на
другие вероятные полезные свойства
нового соединения.
Поясним. Пусть некий препарат не
обнаружил ожидаемой
противоопухолевой активности. Это еще не означает,
что с ним навсегда распрощались.
По объективным характеристикам, по
поведению лабораторных животных
биолог может и должен почувствовать,
в каком направлении имело бы смысл
изучить вещество дополнительно. Может
быть, оно проявит противосудорожные
или психотропные свойства, которые
в основном эксперименте оказались
нежелательным побочным эффектом?
Или еще что-то — обостренная интуиция
на лекарство должна это подсказать.
От биолога, от его опыта зависит в
первую очередь, возникнет ли
обратная связь, воздействующая на
химический поиск, на характер синтезов.
Судя по аукциону, на котором только
что синтезированные препараты
передаются из химических подразделений в
биологические (мы об этом рассказыва-

ли), такая обратная связь существует,
и биологи то и дело заказывают химикам
определенные молекулы.
Однако скринингом, понятное дело,
биологические исследования в
институте не ограничиваются и не
завершаются. Лучшие из веществ, оставшиеся
в решете после просеивания, изучаются
несравненно более глубоко. На
различных живых объектах, от клеток до
организмов (причем разных
организмов — мышиных, кроличьих, собачьих
и т. п.). Во многих направлениях.
Изучаются основные и побочные эффекты,
содержание препарата и его
метаболитов в различных органах и тканях,
механизм выведения из организма,
токсичность, градация доз, возможность
приготовления той или иной
лекарственной формы и прочее и прочее. И на
этом этапе работы — очередной отсев,
наверное, более обидный, чем
предыдущий, поскольку приходится ставить
крест на веществах, с которыми связаны
были немалые надежды.
Вот теперь вроде бы и все... Однако
нет: удача только забрезжила, и годы
еще нужны, чтобы получить право на
главную проверку — в клинике. То, что
происходит в эти годы, называется
предклиническими испытаниями, или,
на медицинском жаргоне, «предклини-
кой».
Доктор медицинских наук Б. Т. Га-
рибджанян, возглавляющий
лабораторию экспериментальной химиотерапии
злокачественных новообразований,
руководит также всей системой «пред-
клиники». По его мнению, случается
и так, что хороший препарат не получает
одобрения только из-за того, что им
неправильно или неумело пользуются.
А происходит это, как правило, из-за
недостаточной проверки перед
клиникой: как использовать, часто ли
вводить, с чем сочетать, с чем не сочетать,
что делать при первых признаках
резистентности, чем заменять и когда
вновь можно вернуться к препарату.
Иными словами, на животных заранее
должны быть отработаны в деталях не
только противопоказания, побочные
эффекты, канцерогенность и т. п., но и
рациональные, может быть, единственно
верные схемы химиотерапии.
Вот на что уходит тьма времени и
средств. Дорогое удовольствие, но
необходимое. Даже очень близкие
структурные аналоги проявляют свою
активность в разных режимах. Кое-что
можно предсказать, но, увы, не все;
впрочем, и предсказанное необходимо
проверить. На разных животных,
поменьше и покрупнее. На симпатичных
собаках — биглях, живущих в отдельном
виварии на полном довольствии до
двухлетнего возраста, до взрослости,
когда можно будет, по международным
правилам, проводить на них, на
стандартных собаках, стандартные, с
минимальным случайным разбросом,
испытания.
Хотелось бы подтвердить сказанное
примером, но — не будем.
Воздержимся. Даже блестящее завершение пр^д-
клинических испытаний совсем не
обязательно предопределяет безоблачное
будущее препарата. В конце концов,
человек отличается — биологически и
не только биологически — от морской
свинки, от кролика, даже от красавца и
умницы бигля.
Биологи, врачи, фармакологи,
работающие в институте, просили нас проявлять
разумную осторожность в публикации.
Одна строка в массовом издании,
говорили они, может обернуться сотнями
писем с мольбами и призывами о
помощи. Читать эти письма, сочувствовать,
сострадать — и не иметь права, ни
юридического, ни морального, на
лечение недопроверенным препаратом...
Были уже печальные прецеденты, так
пусть хоть рецидивов не будет.
А если так, то самое время в этой
главе поставить точку.
ТРАДИЦИИ
В саду, у водоема с севанской водой, на
высоком гранитном пьедестале стоит бюст
Арменака Левоновича Мнджояна; есть
мемориальная комната: стол, за которым он
работал, кресло, в котором сидел, фотографии,
рукописи, лабораторные журналы...
Хорошо, что в институте, который носит
имя своего основателя'и многолетнего
руководителя, хранят его память и собирают
реликёии. Но еще лучше, еще важнее, что
не утеряны традиции мнджояновской
школы — и эта сторона дела, может быть, более
материальна, нежели бережно хранимые
памятные предметы. Ибо традиции
воплощаются, материализуются в лекарственные
препараты.
Эти традиции и в целенаправленном поиске,
в прицельном синтезе лекарственных веществ,
в тесных связях, прямых и обратных, между
химиками и биологами; в ежемесячном
аукционе, на котором впервые решается судьба
только что синтезированных соединений;
в лучшей из академических библиотек
Армении, в которую приезжают поработать не
только из других научных учреждений, но,
случается, из других республик - хотя бы потому,
что тут есть все тома знаменитого Chemical
Abstracts, с первого до только что вышедшего.
Эти традиции — ив самой атмосфере поиска,
серьезной и вместе с тем чуть ироничной,
скорее самоироничной; в атмосфере, которую
легко почувствовать и трудно передать
словами. Они в серьезном и доброжела-
9

тельном отношении к научной молодежи.
Наконец, в теснейшей, как бы само собой
разумеющейся связи с производством, с
выпуском придуманных, "выстраданных и
проверенных лекарств.
Собственно, без этого стоит ли
придумывать и проверять?
АКАДЕМИЧЕСКИЙ ЗАВОД
Это словосочетание употреблено не в
том смысле, как в устоявшихся
оборотах «академический театр» или
«академический хор»; здесь оно означает
не наличие некоей признанной школы,
а просто тот факт, что завод,
принадлежащий академическому институту,
входит таким образом в обширную систему
Академии наук, однако продукцией
своей обеспечивает не лаборатории, 'не
отдельных ученых, а самые широкие
слои населения. Зачем институту такой
завод — это разговор отдельный. А пока
процитируем выступление президента
Академии наук СССР А. П.
Александрова на сессии академии.
«Необходимо,— сказал А. П.
Александров,— создать такую химическую
технологию, чтобы можно было без
особых затрат переходить от
производства од н их видов защити ых веществ
к другим видам. Это очень трудно
сделать при чересчур
крупномасштабных производствах, однако при
масштабах производства каждого вида
порядка 5—10 тыс. т в год подвижные виды
производства осуществить вполне
возможно.
Надо сказать, что в этом направлении
есть успехи. Например, в Армянской
академии наук при Институте тонкой
органической химии создано
великолепное блочное производство ряда
лекарственных веществ. Там выпускают сейчас
23 типа этих веществ и свободно могут
переходить от одного производства к
другому, просто меняя технологическую
карту, а тем самым и порядок
операций, которые производятся над тем или
иным веществом. Там есть блоки
фильтрации, дистилляции и другие, и,
меняя порядок следования вещества
через эти стандартные блоки, можно
в широком диапазоне менять набор
веществ, которые выпускаются
производством».
Выступление А. П. Александрова и
побудило нас отправиться в Ереван,
в Институт имени Мнджояна. Дело в
том, что модель, по которой здесь
делают лекарственные вещества, может
быть распространена и на многие
другие продукты так называемой
малотоннажной химии.
Несмотря на такое, несколько
приниженное название, эта отрасль выпускает
десятки, если не сотни веществ,
которые способны изменить лицо
промышленной технологии, придать известным
продуктам новые свойства, резко
увеличить долговечность нужных всем
веществ и вещей. Мы имеет в виду
различные добавки, присадки,
стабилизаторы , противостарители, пигменты,
ускорители, средства защиты растений,
многое другое. Если порой этих веществ
где-то не хватает, то сложность тут
заключается не в том, что неизвестна
рецептура или методика синтеза
(большей частью и то и другое наукой
отработано); организация
производства, нехватка или отсутствие
мощностей — вот во что нередко упирается
дело. Представьте: на всю огромную
страну требуется какая-то тонна
вещества или даже сотня килограммов.
Строить цех или хотя бы особую
установку — экономно ли? Но с другой
стороны, без этих килограммов или
тонн тоже убыток немалый. Где же
выход?
Один из возможных вариантов и
демонстрирует Институт тонкой
органической химии. Точнее говоря, его
замыкающее (в хорошем смысле слова),
завершающее, промышленное
подразделение — со своими технологами,
рабочими кадрами и финансовым
планом. Называется оно Специальным
химико-фармацевтическим
технологическим бюро с опытным производством,
кратко — СХФТБ.
Начальник бюро Егише Баладжиевич
Григорян после обязательной чашки
крепчайшего кофе провел нас по
своему обширному стеклянно-эмалево-
нержавеющему хозяйству. Мало людей
и много аппаратов, чисто, нешумно,
светло. Сияет эмаль аппаратов, арматура
из нержавеющей стали будто надраена,
стекло внушительных колб и массивных
холодильников оставляет впечатление
не хрупкости, а скорее солидности,
надежности. Единиц аппаратуры в
каждом помещении довольно много,
но, учитывая сложность и многостадий-
ность синтезов большинства
лекарственных препаратов (пуфемид, например,
синтезируют в 8 стадий), можно
предположить, что на скромных
производственных площадях академического
завода выпускают два-три, от силы четыре
препарата. Тонну, может быть, две
тонны в год...
Егише Баладжиевич подтверждает:
общий выпуск угадали, около двух
тонн в год. Почти тонна приходится на
дитилин, мышечный релаксант, широко
применяемый в хирургической
практике: он расслабляет.мускулатуру во
время операций и исследований. Затем
10

идет ганглерон, спазмолитический
препарат,— примерно 400 килограммов.
Еще 150 кг кватерона, помогающего
при язве желудка и стенокардии, и
300 кг многократно упоминавшегося
пуфемида. Вот четверка — не
крупнотоннажная, а крупнокилограммовая.
Помимо нее в меньших количествах
(но достаточных, согласно заявкам и
потребностям) здесь выпускают
практически все созданные в ИТОХе
лекарственные вещества. И впридачу
нарабатывают для клинических испытаний
новые соединения, прошедшие «пред-
клинику». И отрабатывают новые
технологии, пробуют различные варианты
синтеза.
Одним словом, в небольшом
производстве ухитряются выпускать
одновременно или поочередно десятки
химических веществ с весьма хитрыми
формулами, не прекращая собственно
экспериментальных работ. Каким же
образом?
На академическом заводе собраны
43 универсальные схемы: для
омыления, этерификации, алкилирования,
циклизации, перегонки,
перекристаллизации — и т. д. и т. п. Практически
любую операцию синтеза, из числа тех,
что встречаются в разработках
института, можно совершить в том или ином
готовом блоке, после минимальной
переналадки или вовсе без нее. Скажем,
завершена одна из 8 стадий синтеза
пуфемида, наработано требуемое
количество полупродукта, который
отправлен, согласно схеме, на следующую
операцию. А освободившийся блок
промывают и загружают промежуточным
продуктом для синтеза другого
препарата. Вот что важно: нет участков, на
которых делают то или иное вещество,
а есть участки, на которых происходят
те или иные превращения.
А сами блоки (или схемы) стараются
сделать попроще: их конструируют и
изготовляют здесь же, в СХФТБ, в
механических мастерских. На боках
эмалированных реакторов проставлены, как
на спортивных майках, инициалы
института; попадались и бело-голубые
аппараты в полосочку — видно, порезвились
эмалировщики, однако для синтеза
безразлично, гладкие реакторы или в
полосочку, а для глаза приятно...
Но если не требуется крупный (в
скромных лекарственных масштабах)
реактор или солидный теплообменник,
то в схему вставляют стандартную
колбу или стандартный холодильник
из набора, который поставляют
чехословацкие стеклодувы. Хотя стекло
массивное и даже на глаз прочное,
такая установка может показаться
несолидной для производства — очень
уж похоже на лабораторный синтез.
Но есть ли что-нибудь лучше стекла
для химических превращений?
Схемы просты, функциональны,
мобильны. Никаких проблем с десятками
идущих одновременно синтезов. Если
и есть с чем проблемы, так это с
реактивами. Не впервые о том говорится,
оскомину уже реактивы набили, а
приходится вновь и вновь... Сколько же.
времени, нервов и сил тратится на
поиски веществ, по той или иной
причине отсутствующих! Случается, что
проще самому синтезировать, чем
раздобыть где-то. Не так давно опытное
производство института осталось без
этиламина, вещества ходового и обычно
вполне доступного. Хорошо, что блочное
производство позволяет проводить
разные синтезы, взяли да и приготовили
этиламин своими силами. Однако ж
нельзя переходить к этакому
химическому натуральному хозяйству. И
накладно, и отвлекает от главной задачи —
изготовления лекарств.
Чтобы перенести синтез из
лабораторного-стекла в сталь и стекло
производства, есть в составе СХФТБ
технологическая лаборатория; она же
отыскивает наилучшие способы превращения
синтезированного вещества в готовое
лекарство, жидкое или твердое.
Естественно, что на таком, по сути, химико-
фармацевтическом предприятии
существует и отделение готовых форм. Здесь
смешивают ингредиенты, формуют
таблетки и лепят драже, стерилизуют
растворы, запаивают ампулы, наполняют
капсулы. Кое-что руками, но большей
частью — на машинах. Это отделение
работает вовсю: есть план, который
надо выполнять, и за каждой цифрой
этого плана — больные, которым надо
помочь.
Производство института, его завод
завершает полный цикл создания
лекарств: от замысла до готового
препарата. Или, как принято говорить в
институте, «от идеи до постели больного».
ТОНКОЕ ДЕЛО
А нужен ли завод институту? Не завод даже,
так, заводик. Зачем высокой академической
науке производственный план, к чему
прибавлять и множить снабженческие трудности?
Хорошо еше, со сбытом нет хлопот... Можно
ведь завершить работу, направив хорошо
оформленную заявку в Фармкомитет,—
и взяться за новые препараты...
Завод институту нужен, утверждает
директор ИТОХа академик АН Армянской ССР
Саркис Амбарцумович Вартанян. Иначе
формуле «от идеи до постели больного> гро-
11

зит участь остаться пустым звуком. Без
академического завода путь от лаборатории
до аптеки заметно удлинится — хотя бы
потому, что на доработку промышленной
технологии дается 15 быстротечных месяцев,
а доводить схему не у себя, а где-то на стороне
несравненно сложнее.
Между прочим, понимая это, руководители
ИТОХа. когда им приходится выступать в
роли чужого дяди, стараются проявить
добрые родственные чувства. Недавно минский
Институт биоорганической химии обратился
в ИТОХ с просьбой довести технологию
(в те самые 15 месяцев) хорошего лекарства
димедрохина. Взяли, доводят — иначе
добротное лекарство дойдет до аптеки с большим
опозданием или не дойдет вовсе.
Но не только для этого нужен завод
институту. Изготовление лекарств — тонкое дело.
И надежнее, вернее, когда новый, только что
освоенный препарат готовят под опекой его
создателей. И если этот препарат
совершенствуется, то обе стороны, научная и
производственная, заинтересованы в равной мере: они
же соучастники, соавторы, сотрудники.
Есть маленький завод — неплохо. Большой
— было бы еще лучше. Чтобы старые и
новые свои лекарства выпускать в потребном
количестве на всю страну и на экспорт.
Научно-производственное объединение в
академической системе только пробивает себе
дорогу в жизнь. Три с лишним года назад,
в № 1 за 1978 г., в «Химии и жизни» было
интервью, названное «Чистая наука, ее
приложения и даже завод — в одних руках...».
Вот, надо полагать, случай, когда одни руки
желательны, а может быть, и необходимы.
ДОСКА В КАБИНЕТЕ ДИРЕКТОРА
Настоящее гостеприимство проявляется
не в пышных столах и редкостных
яствах, а в искреннем желании хозяина
помочь гостю. Наши ереванские
хозяева были безусловно гостеприимны,
они от души старались показать и
рассказать больше и лучше. Если в этом
очерке что-то окажется не совсем
точным и верным, то виноваты в том никак
не хозяева...
Стоило только произнести первое
-'Слово просьбы, как нас вели именно
туда, куда требовалось, разыскивали
документы и письма, отчеты и
брошюры, находили место поудобнее, где
можно с ними работать, не пытались,
как бывает порой, скрыть свои просчеты
и неудачи. Тон задавал Саркис
Амбарцу мович Вартанян. Он — директор не
кабинетного стиля, мы встречали его
то здесь, то там, и Саркис Амбарцу-
мович неизменно предлагал заходить,
спрашивать и не стесняться. Что мы и
делали, может быть, несколько
злоупотребляя временем директора...
Мы говорили о целенаправленности,
о традициях школы, о долгих трудах
и благородстве цели, словом, о мно-
12
гих компонентах успешной работы;
однако директор опять и опять
прибавлял в заключение еще два слагаемых,
казавшихся такими прозаичными: плюс
дисциплина, плюс организация.
В секторах и лабораториях нам
попадались на глаза вывешенные на
досках директорские приказы: за
опоздание — указать, за повторное
опоздание — выговор, за
преждевременный уход с работы — выговор. Не о
часах речь, о минутах...
— Крут директор?
— Саркис Амбарцумович крут? Что
вы!
И вновь мы шли к академику Варта-
няну, чтобы разобраться на сей раз с
дисциплиной и крутостью. Что, право,
за мелочность — наказывать за
пятиминутное опоздание, когда тот же
работник засиживается, бывает, в
лаборатории или в библиотеке на два и на
три часа, а некоторых, особо рьяных,
иногда и к ночи не выгонишь за
проходную.
Специфика работы, говорил
директор, сотни синтезов в год, скрининг,
обилие рутинного, отчасти
механического труда. Есть люди, глубоко
преданные науке, есть просто работающие.
Не только от первых зависит
результат. Дисциплина исполнения должна
быть железной. Так же как и
неукоснительное следование плану —
годовому, квартальному, месячному,
дневному. За творчество — большое
спасибо, а положенное изволь сделать;
иначе откуда будут сотни синтезов
ежегодно и бесконечные эксперименты
на биологических объектах? Нет-нет
да и устраивает академик генеральские
обходы лабораторий и групп,
самолично листает лабораторные журналы,
проверяет планы старших и младших
научных сотрудников, дневные
задания лаборантов.
Мы не призываем восхищаться
непременно таким руководством и следовать
этому примеру. Однако в науке вполне
возможен и такой способ организации
дела — вот что мы хотели сказать,
не более.
Взаимодействие химиков,
физикохимиков, биологов, врачей и
фармацевтов требует жесткой организации.
Авторы препарата, считает директор,
выполняют примерно ' пятую часть
работы по его созданию, остальное
ложится на плечи других работников
института — по служебной обязанности.
Их много — тех, кто остается без
авторских лавров; зато институт имеет
возможность рассчитывать главным
образом на собственные силы и
прибегает к посторонней помощи лишь в

крайнем, очень редком, случае. «Вот
почему у нас есть и чисто научные
результаты, и прикладные — идут
потихоньку лекарства...» — так заключает
Саркис Амбарцумович тему успехов
и переходит к трудностям. Вот они, их
немного.
Первая. Народу в институте пока не
хватает, особенно биологов. Чтобы
всесторонне изучить уже после скрининга
лучшие из синтезированных препаратов,
йадо иметь на одного химика не менее
трех (а лучше бы четыре-пять) биологов.
Сейчас биологов в ИТОХе меньше, чем
химиков. Баланс, который предлагается
руководством института, должен
положительно повлиять на выход готовых
лекарств и тщательность их
предварительного изучения.
Вторая. Число химиков тоже не
мешало бы несколько увеличить. Речь идет
не о специалистах высокой
квалификации, создающих новые соединения, а о
химиках среднего звена, которые
проводят стандартные операции, вроде
дистилляции и разгонки. Тут могли бы
очень помочь студенты-старшекурсники,
но они приходят разве что на
преддипломную практику. Пришли бы и в
другое время — ради собственной
пользы и скромного заработка; но,
к сожалению, нет возможности платить
студентам за такую работу. На
«массовках» в кино или на товарных станциях —
можно платить, в химической
лаборатории будущему химику — увы...
Третья и последняя: маловато
лабораторных животных. Ну, это и так
известно. «А в остальном,— подводит
итог директор, — сами со временем
разберемся».
И, завершив таким образом беседу
об организации и дисциплине, Саркис
Амбарцумович, как гостеприимный
хозяин, оставляющий самое лучшее, самое
интересное напоследок, ведет нас к
коричневой доске, что стоит в углу его
кабинета. Мы и раньше обращали
внимание на нее, испачканную мелом, с
обрывками формул и полустертыми
словами. Она свидетельствует, что
в директорском кабинете решаются не
только административные и
организационные вопросы.
Саркис Амбарцумович лихими
росчерками мела изображает кольца и
циклы, врубает в них гетероатомы,
навешивает радикалы, расставляет
заряды, тянет стрелки от молекулы к
молекуле. Эти стрелки — как стрелы,
нацеленные в мишень, указующие путь
целенаправленного синтеза, путь к
новым лекарствам. Но пока еще не было
ни синтеза, ни скрининга, ни
проверок — есть только формулы и стрелы.
А значит, комментировать написанное
на доске рано, стоит ли вселять надежды,
которые неведомо когда сбудутся, если
сбудутся вообще?
Зачем вселять надежды, которые...
Не надо.
Надеяться — надо.
Банк отходов
ПРЕДЛАГАЕМ
I. Отходы, образующиеся в процессе синтеза акриловых
эмульсий: сополимер зфиров акриловой и метакриловой кислот
(белые слипшиеся комки). Содержание влаги 40 60%,
удельный вес 0.8 1 г/см3, температура разложения 200--300°С
II. Отходы, образующиеся при электрохимической очистке
сточных вод производства акриловых эмульсий: нетоксичный
осажденный из воды сополимер эфиров акриловой и метакрн-
ловой кислот (белая пастообразная масса). Содержание влаги
65 85%, ионов алюминия — 0,002 кг на 1 кг массы, хлористого
натрия — 0.0007 кг на 1 кг массы, удельный вес 0,9 - 1.1 г/см3,
температура разложения 200 300еС
В настоящее время за сутки собирается 15 кг отходов I ц
250 кг отходов II. К концу XI пятилетки количество отходов
составит 1,5 т в сутки (I) и 20 т в сутки (II).
Саратовский филиал научно-исследовательского института
химии и технологии полимеров имени академика В. А. Каргина.
410059 Саратов.
Расчетный счет 24403 в Заводском отделении Госбанка
Саратова.
13

последние известия
Химия трещины
Хлор может реагировать
с углеводородом при 4.2 К,
если в их стеклообразной
смеси после
гамма-облучения вызвать образование
трещин.
Загадочные сюрпризы порой преподносят химикам
эти твердофазные реакции. Замораживают,
например, смесь двух легко реагирующих между собой в
обычных условиях веществ жидким азотом до
температуры 77 К. Образуется стекло, в котором никаких
реакций не происходит. Облучают его
ультрафиолетом — реакции нет. Охлаждают стекло до
температуры жидкого гелия D,2 К). Если охлаждают
медленно, снова никаких реакций. А вот при быстром
охлаждении — взрыв! Исследователь, оперирующий
только традиционными химическими категориями,
неминуемо попал бы в тупик. Ведь как ни меняй
температуру — быстро или медленно, она все равно
проходит через одни и те же значения. И вообще —
почему реакцию инициирует не нагревание, а
охлаждение?
Вот что недавно установили экспериментаторы из
Института химической физики АН СССР (В. И. Голь-
данский и соавторы, «Письма в ЖЭТФ», 1981, т.
33, вып. 6, с. 336). Стекло, образованное метилцик-
логексаном и хлором, при медленном отогревании
от 4,2 до 77 К остается инертным, даже если его
предварительно подвергнуть гамма-облучению.
Между тем известно, что если бы хоть что-нибудь
зависело от температуры, то активные радикалы,
возникающие в результате облучения, не упустили бы ни
малейшего шанса инициировать реакцию. А вот если
разогрев вести чуть быстрее — так, чтобы на
поверхности стекла появлялись трещины, то происходит
бурная реакция.
Но раз дело в трещинах, то все равно, как их
делать, нагреванием или охлаждением. Проверили.
Предварительно облученное стекло медленно
отогрели до температуры жидкого азота, а вот охлаждать
снова стали быстро. Результат — реакция.
И уж после этого был поставлен последний, самый
изящный опыт. В то же самое стекло вморозили
тонкий металлический стержень. Затем последовало
гамма-облучение. Потом стекло не отогревали, а при
этих же 4,2 К просто повернули стержень. Реакция!
Почему образование трещины оказывает столь
чудотворное действие, до конца не ясно. Очевидно,
что на ее крае в свежем изломе возникают какие-то
благоприятные для реакции нарушения структуры
стекла. Возможно, появляется здесь и местный
перегрев, который пока не поддается измерению.
Ясно лишь одно. Если раньше поражались только
«перерождению» веществ, нередко происходящему
при их переходе от жидкого состояния в
газообразное, то теперь, видимо, придется привыкать еще и
к причудам твердого тела.
14
В. БУШ

последние известия
Еще один путь
к фосфорорганике
Создан новый удобный
способ получения фосфорорга-
нических соединений —
присоединение трехбромистого
фосфора к олефинам.
Органические производные фосфора не могут
пожаловаться на недостаток внимания со стороны
исследователей. Номер химического журнала, в котором
не нашлось бы одной-двух статей о фосфороргани-
ческих соединениях,— редкость. Казалось бы, в такой
области если и можно открыть что-то новое, то
только при работе с какими-нибудь экзотическими
веществами. Группа химиков из Ленинградского
технологического института им. Ленсовета (А. А.
Петров, Б. И. Ионин и соавторы, «Журнал общей химии»,
1980, т. 50, вып. 7, с. 1641) доказала, что это не так.
Ими установлено, что трехбромистый фосфор —
испокон веку известное и доступное соединение —
присоединяется к ненасыщенным углеводородам. Особых
усилий для выполнения реакции не требуется:
достаточно поместить смесь исходных соединений в кюве-
. ту из кварцевого стекла и некоторое время облучать
ее ультрафиолетом. При этом, например, из
бромистого аллила получается 1,3-дибром-2-дибромфосфино-
пропан:
hv
CH=CH-CH?Br + Br- PBr —»-Br-CH?-CH-CH?Br
РВг,
От этого соединения легко отщепить бромистый
водород и получить ненасыщенный фосфин:
Н
Вг-СН2-С— СН2Вг
РВг,
-НВг
(C2H5KN
PBr,
Таким образом, в сумме две реакции приводят к
направленному замещению одного атома водорода в
молекуле исходного олефина на группировку атомов РВг2.
В свою очередь ненасыщенный фосфин, который
образуется в результате, представляет собой весьма
перспективное с точки зрения синтетических
возможностей соединение, так как содержит сразу два
активных реакционных центра: двойную связь и атом
трехвалентного фосфора. Такого рода соединения,
когда они становятся доступными, нередко
оказываются родоначальниками новых полимеров,
поверхностно-активных веществ, лекарственных препаратов.
Химики говорят: был бы метод синтеза — применение ему
найдется.
В. ИНОХОДЦЕВ
15

Ресурсы
Холод и энергия
Донтор технических наук
А. М. БРАЖНИКОВ,
доктор технических наук
Э. И. КАУХЧЕШВИЛИ
Продовольственная программа,
которая сейчас разрабатывается, призвана,
во-первых, способствовать росту
сельскохозяйственной продукции и,
во-вторых, «теснее сомкнуть сельское
хозяйство с отраслями, занимающимися
хранением и переработкой его
продукции» — так сказано в Отчетном докладе
ЦК КПСС XXVI съезду
Коммунистической партии. Среди отраслей,
входящих в агропромышленный комплекс,
важное место занимает холодильная
промышленность. О некоторых ее
проблемах и путях экономичного их
решения рассказывает напечатанная
здесь статья.
Низкие температуры используются
сейчас весьма широко в самых разных
областях народного хозяйства. Но все же
главная сфера применения холода — это
длительное хранение пищевых
продуктов. Нет сомнений в том, что холод —
одно из самых совершенных и
универсальных средств консервирования.
Недаром в «Основных направлениях
экономического и социального развития СССР на
1981—1985 годы и на период до 1990
года» записано: сЮбеспечить комплексное
развитие холодильной промышленности,
расширение применения искусственного
холода при обработке и хранении
сельскохозяйственной продукции».
Для иллюстрации преимуществ
холодильного хранения приведем
небольшую таблицу, взятую из авторитетного
журнала «Food Manufacture». В ней
приведены сопоставимые оценки двух
растительных продуктов при различных
методах консервирования; оценки
выставлялись при дегустации, качество свежих
продуктов принято за единицу.
16
Способ
консервированыя
Относительная
оценка качества
шпинат
зеленый
горошек
Домашнее
консервирование
в стеклянных банках 0,18 0,73
Промышленное
консервирование
в жестяных банках 0,37 0.75
Воздушная сушка 0,40 0,65
Сублимационная сушка 0,74 0,875
Домашнее
замораживание 0,86 0,97
Промышленное
замораживание 0,935 0,985
Растительные продукты выбраны для
примера не случайно — потери овощей и
фруктов при заготовке и хранении
особенно велики. В то же время, по мнению
врачей-диетологов, именно этих
продуктов чаще всего не хватает для
сбалансированного питания.
Холодильные мощности,
предназначенные для хранения пищевых
продуктов, растут в нашей стране высокими
темпами, которые несколько опережают
темп роста городского населения;
холодильные емкости в прошедшей
пятилетке увеличились в 1,3 раза. Однако этого
недостаточно, и в предстоящие годы в
развитие холодильной промышленности
дополнительно будут вложены крупные
средства.
Пока, к сожалению, во всем мире
слишком велики потери пищевых
продуктов, что связано либо с нехваткой
холодильных емкостей, либо с
недостаточной эффективностью их использования;
Международный институт холода
считает, что среднемировой процент потерь
колеблется от 25 до 30. Это означает
около миллиарда тонн продуктов в год.
Ситуация, что и говорить, тревожная.
И вполне естественно, что потребление
холода и в пищевой промышленности, и
во многих других отраслях народного
хозяйства (а также в медицине) неуклонно
растет. Кроме того, все чаще
предпочтение отдается более низким
температурам, так как глубокое замораживание
нередко оказывается значительно более
эффективным. Наконец, сами процессы
становятся все более интенсивными (ска-

жем, быстрое замораживание
позволяет получить продукты лучшего качества).
Названные тенденции очевидны, и,
вероятно, им нет альтернативы. Сложность
заключается в том, что практическая их
реализация требует высоких затрат
энергии. По данным Международного
института холода, в развитых странах на
производство холода расходуется до 10% всей
вырабатываемой энергии. Перевозка по
железной дороге одной тонны
скоропортящихся продуктов в рефрижераторе
обходится примерно в 15 раз дороже,
чем перевозка других грузов.*
В общем, производство холода стало
одним из главных потребителей
энергии. Между тем всемерная экономия
энергии, разумное ограничение ее
потребления сейчас необходимы. Но
население Земли все растет, и все больше
и больше требуется столь энергоемких
холодильных установок...
Положение достаточно сложно, но
принципиальных противоречий в нем
нет. Надо, во-первых, оптимально
использовать отпущенную энергию и, во-
вторых, преимущественно применять
такие методы обработки, при которых
отходы энергии минимальны.
Отходы производства и отходы
потребления, к сожалению, еще существуют.
Идет дым из заводских труб, летят в
мусоропровод пакеты из-под молока, не
простаивают бульдозеры на городских
свалках...
Отходы — не просто негативная
сторона цивилизации. Это
неиспользованный общественный труд. Даже частичная
утилизация отходов есть неоспоримое
благо. Это относится не только к
материалам, но и к энергии: здесь свои
отходы.
Любая технологическая или
транспортная операция требует затрат
энергии вполне определенного потенциала.
Например, для выплавки металла
необходима не тепловая энергия вообще, а
достаточная по меньшей мере для того,
чтобы расплавить металл. Энергия более
низкого уровня для этого
технологического процесса не годится. Однако это не
значит, что она уже ни на что не
пригодна. Идеальной будет такая схема
процесса, которая позволит использовать весь
энергетический потенциал. Это одно из
необходимых условий создания
замкнутых, безотходных процессов, с которыми
связывают принципиальное решение
экологических проблем.
Разумеется, промышленные и
транспортные предприятия стараются по
возможности найти применение энергии и
низкого потенциала. Но большей
частью — для нужд собственного же
производства, причем при такой
частичной регенерации целевая функция
энергии остается/ как правило, без
изменений. Классический пример —
использование тепловой энергии отходящих
газов для предварительного подогрева
воды, подаваемой в котел.
Между тем одно из самых
перспективных направлений использования
энергетических отходов — это, как нам
кажется, производство холода, не
требующее тепловой энергии наиболее
дефицитного высокого потенциала.
Холод можно получать в теплоисполь-
зующих (абсорбционных) холодильных
машинах, если температура рабочего
тела превышает 60°С. Работы по
утилизации тепловых энергетических отходов с
помощью абсорбционных холодильных
машин ведутся сейчас во Всесоюзном
научно-исследовательском институте
холодильной промышленности, в
Ленинградском технологическом институте
холодильной промышленности и в
некоторых других организациях; это
направление серьезно развивается и за рубежом.
Отослав читателя к рисунку на стр. 18,
заметим, что . утилизация тепловой
энергии для получения холода
рациональна и с экономических, и с
экологических позиций, так как тепловые
отходы засоряют окружающую среду в той
же степени, что и материальные отходы.
Очень много энергии теряется, когда по
магистральным трубопроводам
транспортируют природный газ.
Давление в магистральных
газопроводах составляет обычно от 35 до
50 кг/см2. Оно имеет тенденцию к
росту, так как при этом пропускная
способность газопровода, естественно,
увеличивается. Чтобы поддерживать такое
давление на долгом пути, необходимо
затратить значительную энергию, и
поэтому вдоль газопровода устанавливают
газокомпрессорные станции.
Но вот газ под высоким давлением
дошел до потребителя — в крупный город
или на промышленное предприятие. И
здесь, в газораспределительных сетях,
большое давление уже не нужно. Более
того, оно нежелательно по
соображениям техники безопасности. Давление
снижают до 3—12 кг/см2, снижают с
помощью простых дроссельных устройств
на -газораспределительных станциях.
А энергия, потенциальная энергия
давления газа,— куда она девается?
Превращается в энергетические отходы.
Между тем даже школьникам
известно, что при снижении давления, то есть
при дросселировании, температура газа
падает. Причем существенно. В нашем
случае, при среднем перепаде давлений,
температура может достичь минус 50 С.
17

Таким образом, природный газ без
особых ухищрений может служить
источником холода. Но это еще не все.
Если заменить дроссель детандером (то
есть машиной, которая преобразует
потенциальную энергию сжатого газа в
механическую работу, причем
термодинамически более выгодно, чем дроссель),
то удается почти полностью
утилизировать перепад давлений и использовать
дополнительную энергию для
увеличения выработки холода.
Подобные системы уже опробованы,
их работоспособность не вызывает
сомнений. Чтобы реализовать их на практике
в достаточно широком масштабе, надо
строить новые холодильники в
непосредственной близости от
газораспределительных станций, а еще лучше — в
комплексе с ними. Выразим надежду, что в
скором времени так и будет.
На современных металлургических
предприятиях широко применяют
кислородное дутье, чтобы интенсифицировать
процессы выплавки. Необходимый для
этого кислород получают в большом
количестве из атмосферного воздуха,
разделяя его на две составляющие. Вторая
часть, решительно ненужная для метал-
"агретый газ
*мод*ыи
высокое^ r ^ «нзное
давление ДР°ссель давление
Ев
"агретыи газ
Х0л°мы* газ
жидкость
-Ях1
дроссель
холодильная намера
трех изображенных здесь схем
с >вая, с компрессором, самая ходовая;
г юдильник, который стоит у вас дома,
с эотает скорее всего по такой схеме.
п плота, отводимая в конденсаторе, обозначена
с эез qM а теплота, которая отводится
продукта к испарителю холодильной
я меры, — через q„.
Это — абсорбционная машина, способная
использовать энергию низкого потенциала. Схема
несколько сложнее предыдущей, так как
в ней есть кипятильник, к которому подводится
низкопотенциальиое тепло (qHn), абсорбер
с промежуточным веществом-абсорбентом,
> способным поглощать рабочий газ
(разделяются они в кипятильнике), и.

лургии, содержит в основном азот,
который зачастую просто выбрасывается в
атмосферу. Следовательно, та энергия,
которая была затрачена на разделение
воздуха, используется не полностью.
' Коль скоро азот уже выделен из
атмосферного воздуха, его можно ожижить,
используя для этого потенциальную
энергию природного газа и холодильный
эффект его расширения — то, о чем
говорилось выше. Тогда из бросовой
энергии, из отходов ее можно получить
универсальный и очень удобный источник
холода — жидкий азот, температура
кипения которого при атмосферном
давлении составляет —196°С. Применение
жидкого азота для сохранения пищевых
продуктов весьма перспективно, однако
до сих пор оно сдерживается
относительно высокой стоимостью: на
производство одного килограмма жидкого
азота надо затратить примерно 1
киловатт-час высокопотенциальной
электрической энергии.
Между прочим, жидкий азот легко
транспортируется. И при такой схеме,
когда потенциальная энергия
природного газа расходуется на ожижение азота,
уже не надо привязывать хранилище к
газораспределительной станции.
Энергетические резервы есть и у самой
пищевой промышленности. Многие
пищевые продукты консервируют холодом
и хранят в холодильниках до года, а это
влечет за собой немалые энергетические
траты.
Чтобы сохранить как можно больше
продуктов при минимальных затратах
энергии, необходимо развивать более
эффективные методы использования
холода — например, сублимационное
консервирование (то есть обезвоживание
продуктов при низкой температуре в
вакууме). Если срок хранения продуктов
превышает 5—7 месяцев, то
консервирование таким способом становится с
энергетической точки зрения более
выгодным, чем хранение замороженных
продуктов.
Наконец, в современной
энергетической ситуации следует более вниматель-
+ *1 i
@ш
теплообменник
холодильная камера
ГЭта схема самая простая. I°«*

но отнестись к естественному, как
говорят, «безмашинному» охлаждению,
которое^—ИСтатй,' Прргме^яли задолго до
изобретения самых первых аммиачных
холодильников.
В машинных системах охлаждения
непрерывное производство холода (на
охлаждение, замораживание и
компенсацию притока тепла при хранении)
влечет за собой непрерывный расход
энергии. В безмашинных системах
необходим непрерывный расход
охлаждающего вещества. Простейший пример такой
системы — ведерко со льдом. Чтобы
продукты оставались холодными, лед на-
■)Г\* p^rynopurt меНЯТЬ
*5s обы
Обычный лед — вода в твердом
состоянии — позволяет получить
температуры, вполне достаточные для
охлаждения и хранения пищевых продуктов,
температуры того же порядка, что и в
домашнем холодильнике. Если же
требуется мороз посильнее, то несложно
приготовить льдосоляные смеси. Скажем,
смесь водяного льда и калийной селитры
плавится при —55°С, то есть
температура вполне достаточна для того, чтобы
заморозить пищевые продукты. Было
время, когда лед заготовляли в немалых
количествах. Не исключено, что эту
практику было бы целесообразно хотя бы
отчасти восстановить. Конечно, не всюду, а
только там, где долгое время устойчиво
держится температура ниже —5°С;
впрочем, такие климатические условия
характерны примерно для 70%
территории нашей страны. - - —_ .
Нет спору, что у систем-охдаждения,
использующих лед, есть недостатки.
Например, заготовка льда плохо поддается
механизации; для намораживания льда
зимой и хранения его в летний период
необходимы специально оборудованные
площадки, занимающие значительную
площадь; наконец, сами системы
безмашинного охлаждения требуют больших
запасов охлаждающего вещества и
устройств для непрерывного отвода талой
воды...
И все-таки перспектива
существенного снижения энергозатрат при
естественном охлаждении настолько
заманчива, что, по нашему мнению, стоило бы
пойти на некоторые неудобства.
Мы рассмотрели здесь лишь одну,
однако самую существенную на сегодняшний
день функцию холода —
консервирование, сохранение пищевых продуктов.
Развитие общества диктует и далее
расширять использование холода именно в
этом его качестве. Но так как затраты
энергии при этом могут существенно
возрасти, необходимы нетрадиционные
подходы к этому жизненно важному
делу.
Технологи,
внимание!
Теплый
картонный
домик
В Антарктиде испытан домик
из трехслойного картона с
пенополиуретановой
теплоизоляцией. Он простоял 8
месяцев на краю ледяного плато
на высоте 2000 метров. Были
пятидесятиградусные
морозы, скорость ветра достигала
125 км/ч, а в домике было
тепло — плюс 20°С.
«Science et vie»,
1981, т. 131, № 760, с. 103
Полено
как полено
С виду это обычное полено,
которое можно холодным
зимним вечером подбросить
в горящий камин или в печь.
Но оно не обычное, потому
что спрессовано в
специальной пресс-форме из
обработанных связующим
органических отходов — кукурузных
початков, ореховой
скорлупы, соломы или бумаги.
«Newsweek», 1981, т. 97,
№ 11, с. 3
Солнечная
бензоколонка
Построена автозаправочная
станция, на которой десять
бензиновых насосов
работают от энергии Солнца.
Некоторые технические
подробности: площадь солнечной
батареи около 60 кв. м; число
фотоэлементов — 5184;
максимальная мощность в
безоблачный день 5 кВт;
буферные батареи — свинцовые.
«Design News»,
1980, т. 36, № 22, с. 20
Негорючий
пенопласт
В США разработан легкий и
упругий пенопласт на поли-
имидной основе. Этот
материал предназначен для
отделки салонов в самолетах.
Он не загорается при
температуре до 426°С, а
обугливается и разлагается с
выделением нетоксичных газов.
«Flight International»,
19В1, т. 119, № 3748
20

Обзоры
Самые
непостоянные
вещества—
металлиды
Кандидат химических наук
В. С. ТЕЛЕГУС
Среди множества типов химических
соединений есть класс веществ,
который в последнее время начал привлекать
особое внимание не только химиков,
но и физиков, металлургов и
кристаллографов. Это — так называемые
интерметаллические соединения, или
металлиды.
ПОЧЕМУ РАЗРУШАЛИСЬ ШВЫ
После долгих исследований сотрудникам
Института электросварки им. Е. О. Па-
тона АН УССР удалось соединить
черный металл с цветным — были
подобраны условия, при которых железо
можно сварить с алюминием. Но вскоре
радость сменилась горьким
разочарованием: сварной шов оказался хрупким
и быстро разрушался, никакие
ухищрения не помогали сделать его прочнее.
Этим явлением заинтересовались
металлохимики — сотрудники кафедры
неорганической химии Львовского
государственного университета
имени И. Франко. Исследовав
разрушившиеся сварные соединения, они
установили: во время сварки на границе
между железом и алюминием
образуются кристаллы хрупких метал лидов —
алюминидов железа FeAI3 и Fe2AI5.
А так как эти вещества образуются
лишь при определенных условиях,
стало ясно, как можно повысить
прочность сварного шва.
Однако обычно металлиды не
понижают, а повышают прочность сплавов.
Например, при старении дуралюмина
в нем выделяются мельчайшие
кристаллики алюминида меди CuAl2, которые
делают сплав примерно в пять раз
прочнее. В медных сплавах роль упроч-
нителя играет соединение СиВе, в
магниевых — Mg17All2; сталь становится
прочнее от присутствия металлоподоб-
ных карбидов.
Свойства интерметаллических
соединений чрезвычайно разнообразны.
Широк диапазон температур их
плавления: от —8°С у натрида цезия
CsNa2 до +3900°С у карбида гафния
HfC (это значительно выше, чем у
самого тугоплавкого металла —
вольфрама); при этом температура
плавления металл-ида может быть намного
выше температуры плавления
компонентов. Например, температура плавления
галлия всего 29°С, натрия — 98СС, а
галл ид натрия Nar(Ga8 плавится при
556°С.
Как и все металлы, металлиды
хорошо проводят тепло и электрический
ток. Некоторые интер металлические
соединения обладают
ферромагнитными свойствами (например, МпСи2А1),
другие — свойствами полупроводников
(например, Mg3Sb2), третьи —
сверхпроводников (например, Nb3Sn). Все это
делает металлиды чрезвычайно ценны-
21

ми материалами для современной
техники, тем более что из 107 известных
химически х элементов 85 относятся к
металлам.
И все же об интерметаллических
соединениях известно куда меньше,
чем о привычных химических
соединениях.
ДАЛЬЮНИДЫ И БЕРТОЛЛИДЫ
Состав интерметаллических соединений
кажется на первый взгляд чрезвычайно
странным. Как, например, объяснить
на основе обычных правил валентности
образование соединения состава CuAI2?
Очевидно, правила валентности тут
оказываются бессильными.
Но это еще не все. Оказывается,
металлиды не всегда подчиняются и
другим основным химическим
законам — закону постоянства состава и
закону кратных отношений.
На грани XV III и XIX веков между
двумя известными химиками — К. Бер-
толле и Ж. Прустом — возник спор,
который продолжался целых семь лет.
Первый утверждал, что элементы
соединяются в пропорциях, зависящих
от количества взятых веществ; второй
считал, что состав одних и тех же
веществ всегда и повсюду одинаков.
Победителем в этом споре оказался Пруст,
и сформулированный им закон
постоянства состава вошел во все учебники
химии.
Но для многих интерметаллических
соединений этот закон как бы не писан,
и они могут иметь состав,
изменяющийся в весьма широких пределах.
Например, формулу карбида тантала
записывают так: ТаС038—o.so- Как же
теперь быть с законом постоянства
состава и с законом кратных отношений
Дж. Дальтона?
Оказалось, что в действительности
оба — и Пруст, и Бертолле — были
по-своему правы: закон постоянства
состава справедлив, но имеет
определенные ограничения.
Впервые на это обстоятельство еще в
1912—1913 годах обратил внимание
основатель физико-химического
анализа академик Н. С. Курнаков. Изучая
диаграммы состояния веществ (то есть
диаграммы, в наглядной графической
форме изображающие зависимость тех
или иных свойств химической системы
от ее состава), он обнаружил, что иногда
на этих диаграммах есть характерные
изломы (так называемые сингулярные
точки), а иногда таких изломов нет.
В первом случае точки изломов
соответствуют соединениям,
подчиняющимся законам постоянства состава и
кратных отношений (эти соединения
Курнаков назвал дальтонидами); во втором
случае помимо обычных смесей в
системе может возникать непрерывный ряд
соединений переменного состава (их
Курнаков назвал бертоллидами).
Как следует понимать соотношение
между дальтонидами и бертоллидами?
Развитие химической науки привело к
формированию представления о
молекуле как мельчайшей частице вещества,
обладающей всеми характерными для
него химическими свойствами и
состоящей из определенного числа
определенных атомов, связанных между собой
определенным образом. Например, нет
сомнений в том, что в каждой молекуле
CCI4 на один атом углерода
приходится точно четыре атома хлора,
расположенные определенным образом
относительно друг друга — это
типичный пример ве.щества-дальтонида.
Но помимо таких классических
молекулярных соединений могут
существовать и соединения' совершенно иного
характера: так, в кристаллах, при
взаимодействии огромного числа атомов
(например, близкого к числу Авогадро),
уже не молекула, а вся фаза определяет
свойства соединения. Состав такого
соединения может зависеть от того, с
помощью какой реакции оно было
получено; более того, два вещества могут
и меть один и тот же состав, но
свойства у них могут отличаться, так
как разными были условия образования.
Такие вещества и есть бертоллиды,
к числу которых относятся и
интерметаллические соединения.
ГЕОМЕТРИЯ ВЕЩЕСТВ-НЕМОЛЕКУЛ
Обычно химические и физические
свойства веществ определяются строением
их молекул.
А о каком строении можно говорить,
если рассматривать не отдельную
молекулу, а целую фазу (например,
кристалл), содержащую неисчислимое
множество частиц? В этом случае
строение вещества характеризуют
геометрией образуемой им кристаллической
решетки. Так, плоский узор обоев,
которыми оклеена стена, можно
охарактеризовать одним элементарным
повторяющимся фрагментом; такой же
элементарный, но трехмерный фрагмент-
ячейку можно выделить и в любом
кристалле.
Металлы и металлиды образуют
несколько типичных кристаллических
структур, различающихся характером
и плотностью упаковки атомов; эти
различия и определяют все основные
свойства металлов и их соединений —
металлидов. В свою очередь состав
и кристаллическое строение того или
22

иного метал лида (а значит, и его
свойства) во многом определяются
условиями его получения, так как в
зависимости от соотношения
компонентов и температуры частицы занимают
то или иное взаимное положение,
характеризующееся в Данных условиях
минимумом избыточной энергии и
определенным координационным числом
(то есть числом ближайших соседей);
в обычных металлидах координационное
число чаще всего равно 8 или 12.
Но у всех металлидов есть одно общее
свойство: у них, как и у всех металлов,
все валентные электроны
обобществлены и образуют так называемый
электронный газ, придающий всей системе
в целом особые, металлические
свойства.
Условия, при которых проходят
химические реакции с образованием
интерметаллических соединений, пока еще
окончательно не изучены. Чаще всего
металлиды рождаются в расплавах —
иногда в глубоком вакууме, иногда под
давлением в атмосфере инертных
газов. А как быть, если, например,
необходимо получить соединение
вольфрама с медью? Ведь еще задолго
до температуры плавления вольфрама
C410СС) медь начнет кипеть и
полностью испарится при 2600°С. В таких
случаях используют обходный маневр:
измельченные металлы тщательно
смешивают, прессуют и спекают при
температуре, которая ниже
температуры их плавления. При получении
металлидов приходится сталкиваться
и с другим затруднением, когда
металлы, не смешивающиеся в
расплавленном состоянии, резко различаются по
плотности. Сейчас соединения таких
металлов удается получать плавкой в
условиях космической невесомости.
Несмотря на успехи металлохимии,
природа некоторых металлидов до
сих пор остается неясной: не всегда
можно объяснить закономерности,
определяющие их состав и кристаллическую
структуру. Однако уже установлено,
что характер взаимодействия металлов
зависит от нескольких факторов:
например, от валентности и
электроотрицательности компонентов, от положения
атомов в периодической системе и их
размеров. Все эти факторы, как
правило, действуют одновременно, но
одним из них принадлежит решающая
роль, а другим — второстепенная.
Причем свойства полученных
металлидов тем своеобразнее, чем больше
компоненты отличаются друг от друга
по своим метал лохим и чески м
свойствам.
Число известных сейчас металлидов
достигло примерно 11 000. Однако во
всей этой массе разнообразных веществ
специалисты различают три основных
типа интерметаллических соединений.
При взаимодействии металлов с резко
различной металлохимической
природой образуются металлиды, которые
относятся к классу дальтонидов, так
как они подчиняются правилам
валентности (примером может служить
соединение Mg3Sb2). Это так называемые
валентные соединения; в них в основном
образуются обычные ионные и ковалент-
ные связи.
С уменьшением различий металло-
химических свойств компонентов
усиливается доля металлической связи, и тогда
образуются так называемые
электронные соединения. Здесь валентность
тоже имеет значение, так как состав и
.строение таких веществ зависят от
отношения общего числа валентных
электронов к общему числу атомов.
Например, если это отношение равно 21:14
C/г)» то получается фаза с кубической
объемноцентрированной структурой
(например, CuZn); отношение 21:13
приводит к образованию сложной
кубической фазы (например, Cu5Zn8), a
21:12 G/4) — к гексагональной
структуре (например, CuZn3).
У интерметаллических соединений
из-за меньшего антагонизма между
однородными атомами (по сравнению
с соединениями с ионной связью)
наблюдается склонность к взаимному
обмену атомами в кристаллических
решетках. Именно это и позволяет в
некоторых случаях существовать
настоящим бертоллидам: иногда
металлическая связь вообще не накладывает
никаких ограничений ни на
соотношение атомов взаимодействующих
элементов, ни на их взаимное
расположение. В этом случае должны только
соблюдаться определенные
соотношения между атомными радиусами: чем
они меньше, тем больше атомов
соберется вокруг центрального атома.
То есть в этом случае каждый атом
стремится окружить себя максимальным
числом соседей, в результате чего
получаются структуры с большими
координационными числами A6, 20 и
даже 24).
Несмотря на все достижения
современной химии синтетических полимеров,
старые добрые металлы и их сплавы
не только не потеряли своего былого
значения, но находят новые области
применения, и тщательное изучение
свойств металлидов и. условий их
образования будет способствовать
дальнейшему ускорению научно-технического
прогресса.
23

Макроциклы
на пути
в практику
В начале прошлого года в «Химии и
жизни» была напечатана статья
академика АН УССР А. В. Богатского и
кандидата химических наук Н. Г. Лукья-
ненко «Удивительные макроциклы»
A980г № 2). В ней говорилось о первых
шагах новой области химической наукиг
изучающей необычные соединения —
макроциклические полиэфиры (краун-
эфиры) и макрогетеробициклические
соединения (криптанды), которые
обладают свойством с высокой
специфичностью связывать определенные ионы,
включая их во внутреннюю полость
своей кольцевидной молекулы.
В мае в Одессе, в Физико-химическом
институте АН УССР, состоялась I
Всесоюзная конференция по химии
макроциклов. Во время конференции
корреспондент «Химии и жизни» А. Д.
Иорданский попросил директора института
А. В. БОГАТСКОГО рассказать, что
нового сделано за это время в химии
макроциклических соединений.
Исследования макроциклов
развиваются сейчас очень быстро как вглубь,
так и вширь. Продолжается
теоретическое изучение структуры этих
необычных соединений и их комплексов,
выясняются связи между их строением
и свойствами, создаются новые пути
синтеза макроциклов. С другой
стороны, обнаруживаются все новые и новые
возможности практического применения
этих соединений. В науке они часто
оказываются незаменимым
инструментом исследования, а в химической
технологии с их помощью нередко удается
добиваться удивительных результатов.
Что касается использования
макроциклов для исследовательских целей,
то эта тема, пожалуй, слишком
специальна для популярного журнала;
скажу только, что на основе этих
соединений созданы и продолжают
создаваться принципиально новые
методы анализа, селективной экстракции
различных веществ, открываются новые
возможности химического синтеза и
так далее. (Специалисты могут
познакомиться со всем этим подробнее по
научным публикациям сотрудников
нашего института и других научных
учреждений, где ведутся работы с
макроциклами, в первую очередь
Института физической химии
им. Л. В. Писаржевского АН УССР,
Института геохимии и аналитической
химии АН СССР, ВНИИ химических
реактивов и особо чистых веществ.)
А вот о перспективах использования
макроциклических соединений в
технике, в производстве будет, наверное,
интересно узнать и более широким
кругам читателей. Тут можно было бы
рассказать очень много любопытного —
я ограничусь лишь некоторыми
примерами.
В основе многих технических
применений макроциклов лежит самое главное
и уникальное их свойство —
способность избирательно захватывать строго
определенные ионы.. Это позволяет,
например, очень эффективно извлекать
из любых смесей ионы многих
металлов. Таким путем можно получать,
скажем, из сточных вод заводов ценные
цветные и редкие металлы, которые в
них содержатся, а можно обезвреживать
те же сточные воды, задерживая
токсичные примеси. Особенно перспективны
в этой области иммобилизованные
краун-эфиры, молекулы которых
«пришиты» к тем или иным твердым
носителям. О подобных соединениях с
неорганической матрицей в «Химии и
жизни» уже говорилось A980, № 1).
А недавно в нашем институте удалось
привить макроциклы и к органической
основе. Таким путем мы получаем
высокоспецифичные реагенты, которые
можно использовать многократно.
Иммобилизованные краун-эфиры могут
служить прекрасными промышленными
катализаторами самых разных реакций.
В числе новинок последнего времени
нужно назвать макроциклические ли-
ганды, способные связывать анионы
(а не только катионы, как было до сих
пор). Уже получены, например!
анионные лиганды, специфически
связывающие бром, бораты и т. д. Это, во-первых,
расширяет возможности использования
макроциклов в качестве катализаторов,
во-вторых, позволяет извлекать нужные
(или, наоборот, ненужные) анионы из
24

смесей веществ. Скажем, при работе
опреснительных установок очень трудно
избавиться от накапливающихся в воде
боратов, а с помощью макроцикличе-
ских анионных лигандов их легко
удалить. Промышленная технология такого
процесса, правда, пока не
разработана, но сделать это, по-видимому, будет
не так уж трудно.
Другая группа технических
применений макроциклов основана на том, что
в комплексе с ним"и заметно
изменяются свойства ионов, в первую
очередь их растворимость. Например,
неорганические соли и основания, как
правило, в органических жидкостях
нерастворимы, а их комплексы с краун-
эфирами прекрасно растворяются. Так
удается, скажем, «загнать» в моторное
масло или топливо неорганические
противокоррозионные присадки или
добавки, которые нейтрализуют продукты
окисления масел — это значительно
продлевает срок службы масла и
улучшает его эксплуатационные
свойства.
Новые свойства, которые приобретают
«краунированные» вещества, могут
оказаться полезными в самых разных
областях практики. Вот мы недавно
получили такой «краунированный»
стрептоцид (его формула приведена вверху).
Благодаря присутствию краун-эфира
это вещество, в отличие от обычных
сульфаниламидных препаратов, легко
проходит сквозь липидные мембраны.
Мы еще не знаем, как именно его
можно использовать — медики пока только
начали его испытания,— но вполне
может быть, что медицине очень
пригодятся лекарства, свободно
проникающие туда, куда до сих пор вход им
был закрыт.
Еще одна новинка. В органическом
синтезе широко используется реакция
Гриньяра — способ получения многих
органических соединений. Однако
реактивы, которые участвуют в этой
реакции, очень нестойки, их нужно
готовить непосредственно перед
проведением реакции. Из-за этого метод
Гриньяра неудобен для
промышленного производства. Мешает и другое
обстоятельство — растворители,
которые используются при таком синтезе,
очень летучи и поэтому пожароопасны.
Исследования, проведенные в нашем
институте, показали, что оба этих
препятствия можно преодолеть, если вести
синтез с участием макроциклических
комплексов: в таком виде реагенты
оказываются вполне стабильными, а
растворители можно брать высококипящие.
Это делает метод Гриньяра широко
доступным для промышленного
органического синтеза.
В последнее время нам удалось
получить и макроциклические соединения
с совсем новыми свойствами. Мы
называем их хиральными лигандами — они
способны различать оптические изомеры
веществ. Эта новинка уже находится
на пути к внедрению: сейчас мы
принимаем участие в разработке технологии
производства кормового лизина не
микробиологическим, а чисто
химическим путем. Собственно говоря, такая
технология уже есть, и она во многих
отношениях превосходит применяемый
сейчас микробиологический путь
получения лизина. Но внедрить ее до сих
пор не удавалось, потому что тут есть
одна трудность. При химическом синтезе
лизина получается рацемат — смесь
Ь- и L-изомеров, разделить которую
существующими способами невероятно
трудно. А животноводству нужен
именно L-лизин. И вот оказалось, что наши
стереоспецифические лиганды
позволяют очень легко разделять D- и L-лизин.
Практическая реализация этого метода,
по-видимому, уже не за горами, а это
значит, что животноводство сможет
получить большое количество лизина
высокого качества.
В общем, можно сказать, что химия
макроциклов прочно стоит на широком
пути, ведущем в практику, в
производство. Макроциклы уже перестали
быть лабораторной диковинкой. В этом
году Черкасский завод химреактивов
начинает выпускать в больших
масштабах три краун-эфира: 18-краун-6г ди-
бензо-18-краун-6 и диазо-18-краун-6
(регламент производства двух из них
разработан в нашем институте). К концу
пятилетки промышленность должна
освоить производство еще двух
макроциклических соединений.
Перспективы химии макроциклов
обширны и далеко еще не исчерпаны.
Я могу в заключение только повторить
то, что мы писали в своей статье
полтора года назад: «Еще будут,
несомненно, найдены разнообразные
новые возможности практического
применения макроциклов. То, что сделано
до сих пор,— лишь самое начало
реального внедрения макроциклов в
науку и технику».
25

w
m !fH
i

Проблемы и методы
современной науки
Под знаком ДНК
Доктор физико-математических наук
М. Д. ФРАНК-КАМЕНЕЦКИЙ
О ЗДРАВОМ СМЫСЛЕ
В основе того, что мы зовем здравым
смыслом, лежит принцип, согласно
которому из всех возможных объяснений
отдается предпочтение простейшему —
при прочих, конечно, равных условиях.
Сознательно или бессознательно этим
принципом руководствуются все
здравомыслящие люди: и старушка,
потерявшая очки, и криминалист,
раскрывающий преступление, и ученый,
исследующий природу. Правда, объяснение,
представляющееся нам самым'простым,
вовсе не обязательно оказывается
верным. Но хотя во многих случаях ясно,
что у нашего выбора мало шансов
оказаться верным,— другого пути нет.
Простейшее объяснение имеет
приоритет перед всеми остальными уже
потому, что его легче всего опровергнуть,
и поэтому именно его нужно прежде
всего проверять.
Предлагаемая нам наукой картина
мира представляет -собой совокупность
простейших, для данного уровня знаний,
объяснений. Но насколько эти
объяснения истинны — данный вопрос выходит
за рамки науки сегодняшнего дня. И
конечно, двигает науку вперед убеждение
в несовершенстве наших представлений.
Однако, чтобы сделать шаг вперед,
одной веры мало — надо доказать, что
старое представление неверно или непол-
В 70-х годах биологи, химики, физики
и математики решали заданную природой
головоломку: почему молекула ДНК бывает
замкнута в кольцо? Путь к ответу в
немалой степени помогла найти топология,
одна из важнейших математических
дисциплин. В этой области работает и
автор рисунка, предваряющего статью,—
профессор механико-математического *
факульте'та МГУ А. Т. Фоменко, который
пытается дать наглядную интерпретацию
абстрактным понятиям своей науки
но. А ведь оно, это старое
представление, кажется таким естественным, таким
надежным.
Прелесть и вечная молодость
истинной науки в том и состоит, что рисуемая
ею картина мира постоянно меняется.
В первую очередь это относится к новым',
молодым еще разделам науки— таким,
например, как молекулярная генетика.
На заре молекулярной генетики, в
пятидесятых годах, ответить на вопрос' о
том, как функционирует ДНК —
молекула, в которой заключен план строения
любого живого организма,— ничего не
стоило. В самом деле, что нужно
объяснить? Всего лишь две вещи — как ДНК
удваивается и как на ней синтезируется
информационная РНК, по которой уже
идет синтез белка в клетке. Или
(выражаясь на принятом теперь научном
жаргоне, а его нам не избежать) — как
протекают в клетке два главных процесса:
репликация ДНК и транскрипция.
Если идут два процесса, то должны
существовать и два фермента: ДНК- и
РНК-пол им еразы. Эти белки искали, и
их действительно нашли в клетке. Все
просто и ясно. Правда, много лет спустя
выяснилось, что та ДНК-полимераза,
которую обнаружили (она называется
ДНК-полимеразой Корнберга), — это
вовсе не тот фермент, который ведет
репликацию в клетке. Удвоением ДНК
ведает совершенно другой фермент.
РНК НА ДНК И ДНК НА РНК
К счастью, с РНК-полимеразой такой
ошибки не произошло. Она
действительно оказалась тем самым ферментом,
который командует в клетке
транскрипцией. Однако открытие этого фермента
отвечало отнюдь не на все вопросы,
связанные с синтезом РНК. В самом деле,
РНКовая копия снимается каждый раз не
со всей ДНК, а с ее небольшого участка,
содержащего один или несколько генов.
Что же происходит с остальными
генами? Если они молчат, то почему? Может
быть, есть не одна, а много РНК-поли-
мераз, которым положено «читать»
разные гены? Или, может быть, существуют
еще другие белки, которые не
подпускают РНК-полимеразу к молчащим
генам, не дают их считывать? Какое
объяснение предпочесть?
Не будем понапрасну ломать голову.
При изучении живой природы сплошь
и рядом бывает так, что два или даже
более вариантов сосуществуют — в
одних случаях годится один, в других —
другой. Так случилось и с проблемой
транскрипции.
Из кишечной палочки удалось
выделить белок, названный репрессором,
который очень прочно связывается с
27

ДНК у самого начала определенного гена
и не дает РНК-полимеразе считывать
этот ген. Так реализовалось одно
возможное объяснение. Потом наступила
очередь второго. Когда кишечная
палочка заражается бактериофагом Т7, то
поначалу фаг пользуется «имуществом»
захваченной клетки — в частности,
некоторые его гены считываются с помощью
«хозяйской» РНК-полимеразы. Но потом
появляется совсем другая, фаговая РНК-
пол имераза, которая начинает читать
следующие, так называемые «поздние»,
гены фага. Тут реализуется второй
принцип: разным генам — разные ферменты.
Так в зараженной клетке происходит
«переход власти» от законного хозяина,
ДНК Е. coli, к вторгшемуся паразиту —
фаговой ДНК. Заметим, что
переключение синтеза РНК с ранних на поздние
гены при фаговой инфекции было
открыто нашим соотечественником членом-
корреспондентом АН СССР Р. Б. Хеси-
ным и его сотрудниками на рубеже
пятидесятых и шестидесятых годов.
Считывание РНК с ДНК и тесно
связанная с ним проблема синтеза белка
по РНКовым матрицам на рибосомах —
это центральные темы молекулярной
биологии 50-х и 60-х годов. Процесс
репликации в то время считался
совершенно понятным, а что еще может
происходить с ДНК?
И вот в конце 60-х годов стали
поговаривать, что, мол, с ДНК все ясно, с
проблемой синтеза белка тоже покончено
(к тому времени был расшифрован
генетический код), что существенных
проблем в молекулярной биологии не
осталось и пора переключаться на новые
проблемы, например на проблему
высшей нервной деятельности, мозга.
Некоторые специалисты, кстати, так и
поступили. Потом-то стало ясно, что это был
период, когда старые идеи и методы
уже исчерпали себя, а новые еще не
появились. Простейшие ответы оказались
возведенными в ранг абсолютных истин.
Впрочем, все это ясно только теперь —
задним умом все крепки,— а тогда,
наверное, никто не подозревал, что 70-е
годы пройдут под знаком ДНК.
Событием, ознаменовавшим начало
нового этапа в молекулярной генетике,
было открытие в 1970 году ревертазы —
фермента, синтезирующего ДНК по
РНКовой матрице, то есть ведущего
процесс, как бы обратный
транскрипции. Поскольку до этого все процессы
репликации и транскрипции считались
прекрасно объясненными, то полагали,
что такого фермента быть не может.
А оказалось, что он существует. Это
открытие вызвало прямо-таки бурю. Стали
говорить о ниспровержении вообще всех
основ молекулярной биологии, о
возможности синтеза РНК по белку, о
наследовании благоприобретенных
признаков и бог знает о чем еще. А то, что
с открытием обратной транскрипции
стало рукой подать до решения проблемы
рака,— это представлялось абсолютно
очевидным. Но прошло десять лет,
ажиотаж улегся, и фермент ревертаза
занял свое, достаточно скромное место
в ряду других ферментов. Где он
незаменим, так это в генной инженерии.
Именно с помощью этого фермента
получают ДНК на матрицах РНК,
выделенных из клеток человека, чтобы потом
перенести эти ДНК в бактериальную
клетку и заставить бактерию
вырабатывать, например, человеческий
интерферон и другие необходимые для
медицины белки.
Открытие ревертазы было важно не
только само по себе. Оно имело
огромный психологический эффект, показав,
что в казавшейся исчерпанной области
молекулярной биологии еще далеко не
все выяснено. И новые открытия не
заставили себя долго ждать. На протяжении
70-х годов обнаружили новые классы
ферментов, взаимодействующих с ДНК;
о существовании их никто и не
подозревал. Эти ферменты неслыханно
расширили наши возможности вмешиваться в
генетические процессы. Они дали те
самые новые идеи и методы, из-за
отсутствия которых развитие молекулярной
генетики застопорилось в конце 60-х
годов. Эта область науки сразу сделала
гигантский шаг вперед. При этом
рухнули казавшиеся незыблемыми
представления об устройстве генов у вирусов
и у высших организмов («уцелели»
только бактерии)*. Возникла генная
инженерия — прикладная ветвь молекулярной
биологии.
РЕСТРИКТАЗЫ
Ферменты, которые в наибольшей
степени определили новую революцию в
генетике,— это рестриктазы. Как и для
ревертазы, этим ферментам не было
места в логически завершенном здании
молекулярной биологии конца 60-х
годов. Где-то на самых задворках, правда,
маячил неразрешенный вопрос о
влиянии метилирования на работу ДНК.
Но ведь никто и не говорил, что все
отделочные работы в здании закончены и
мусор убран — просто почти не было
охотников заниматься кропотливой и
неблагодарной работой по выяснению мало-
* См. «Химию и жизнь», 1977, № 4; 1978, №11.
28

существенных деталей. Да и кто будет
субсидировать такую скучищу? Ведь
чтобы получить возможность заниматься
какой-то научной разработкой, нужно
наперед указать, что и когда вы
откроете. К сожалению, так бывает, и нередко.
Говорят, что открывшего ревертазу (и
получившего за это Нобелевскую
премию) американца Г. Темина собирались
уволить перед самым окончанием его
многолетних поисков фермента. Еле
упросил повременить. А если бы работа
чуть-чуть затянулась?.. Но допустим
даже, что кто-то пообещал в течение пяти
или, скажем, трех лет выяснить роль
метилирования в работе ДНК. Чтобы
такое исследование, явно не сулящее
фундаментальных открытий,
поддержали, нужно, чтобы оно могло дать хотя
бы практический эффект. В сельском
хозяйстве или в медицине. Но это же
смешно, какое это может иметь
прикладное значение, тем более что речь шла о
метилировании ДНК бактериофагов...
К счастью, желание докопаться до
истины неистребимо. А проблема
метилирования хоть и казалась очень
частной, все же давала кое-какую пищу для
ума.
Любопытным было то, что число
метилированных звеньев в ДНК очень
мало — одно на тысячи. Значит, фермент
метилаза, ведущий этот процесс, должен
узнавать только какие-то специальные
последовательности нуклеотидов.
Другой интересный факт: если мети лазу,
присутствующую в бактерии, вывести
из строя, то фаги, созревающие в такой
бактерии, оказываются
неинфекционными. То есть такой фаг способен
присоединиться к бактериальной стенке,
впрыснуть, как положено, внутрь бактерии
свою ДНК, но эта фаговая ДНК как бы
«растворяется» в клетке.
Что же происходит? Оказалось, что
с помощью метилазы бактерия метит
ДНК созревших в ней бактериофагов —
подобно тому, как пастух метит своих
овец. Правда, в отличие от пастуха,
бактерия делает это себе во вред. Ведь
меченый фаг вовсе не безобидная
овечка. Проникнув в клетку-хозяйку, он
губит ее. Что заставляет бактерию
расставлять метки — не совсем ясно. Но
если меток нет, то фагу приходится туго.
Как пастух не оставит в своем стаде
овцу с чужой меткой или вообще без
метки, так и бактерия немедленно
расправляется с «чужой» ДНК, попавшей
в нее. Что служит орудием расправы?
По-видимому, какие-то ферменты,
узнающие те же последовательности, что
и метилаза. И если эти
последовательности не прометилированы, то
клеточные ферменты рвут молекулу ДНК,
причем сразу обе комплементарные нити.
Такая порванная на куски ДНК уже
биологически неактивна.
В поисках ответа на вопрос, как
бактерия расправляется с вирусом-чужаком,
и были открыты ферменты рестриктазы.
Рестриктазы — это созданный самой
природой инструмент для генной
инженерии. Поскольку разные бактерии по-
разному метят свои ДНК, то существуют
рестриктазы, узнающие самые разные
последовательности нуклеотидов. Это
дает возможность разрезать ДНК на
какие угодно куски. А затем эти куски
можно сшить так, как того хочет
экспериментатор. И получатся химерные, или
рекомбинантные молекулы, состоящие
из фрагментов ДНК, выделенных из
разных организмов. Сшивают куски
неспецифическим ферментом, ДНК-лигазой,
способным залечивать разрывы в цепи
ДНК. О том, какие удивительные вещи
делают и открывают при помощи рест-
риктаз, много было рассказано за
последние годы*. Несомненно, об этом
будет немало еще написано и в 80-х годах.
КОЛЬЦЕВЫЕ ДНК
Когда научились выделять из клеток
молекулы ДНК, а биохимики овладели
таким искусством очень давно, то вскоре
убедились, что эти молекулы ведут себя
нормально, как и положено себя вести
обычным линейным полимерам. На
каждую молекулу приходилось по два
конца. И ни у кого не вызывало сомнений,
что все молекулы ДНК — линейные
цепи. Правда, генетикам часто было
неясно, какие же гены считать концевыми.
Поэтому им приходилось рисовать свои
генетические карты в виде кольцевых
диаграмм. Но можно себе представить,
как посмеялись бы над тем чудаком,
который стал бы утверждать, что эти
условные кольцевые карты отражают
истинное кольцевое строение самих
молекул! Для того чтобы всерьез
утверждать такое, надо было доказать, что
молекулы ДНК и впрямь бывают
кольцевыми. Как это часто случается, ответ
пришел оттуда, откуда его и не ждали.
Электронные микроскописты изучали
маленькие ДНК онкоген ных вирусов.
Генетические сведения об этих ДНК
практически вообще отсутствовали, но
работать с ними было удобно:
маленькие ДНК не рвутся на куски, как это
происходит с длинными молекулами,
выделять которые в неповрежденном виде —
очень трудная задача. Так вот, к своему
величайшему удивлению,
микроскописты обнаружили, что некоторые вирус-
* См., например, «Химию и жизнь», 1981, № 1, 2.
29

ные ДНК имеют не линейное, а
кольцевое строение. Это открытие относится
к началу 60-х годов. Стало ясно, что
кольцевые генетические карты — штука
вовсе не случайная.
Однако особого интереса открытие
не вызвало. Мало ли какой бывает ДНК
в вирусах. В некоторых из них
содержится вообще одна из двух
комплементарных нитей. Иногда эта нить бывает и
кольцевой. Но заведомо известно и много
случаев, когда внутри вирусной частицы
ДНК линейна.
Все же поиск кольцевых ДНК
продолжался. И постепенно выяснилось, что
даже в тех случаях, когда ДНК в
вирусной частице линейна, она замыкается
в кольцо после проникновения вируса
в клетку. Оказалось, что перед началом
репликации молекула переходит в такую
форму (ее называют репликативной),
в которой обе комплементарные цепи
ДНК замкнуты в кольца (рис. 1).
1
В кольцевой ДНК две комплементарные
цепи замкнуты каждая на себя и тесно
переплетены друг с другом
Для нас сейчас важнее всего то, что
в молекуле ДНК комплементарные цепи
обвивают друг друга, подобно двум
лианам, и когда каждую из цепей
замыкают, то два кольца оказываются
зацепленными — так, что их невозможно
развести. Простейшее зацепление двух
колец известно всем — это символ
бракосочетания (рис. 2). Только две
комплементарные цепи в ДНК сцеплены
друг с другом гораздо сильнее.
Количественно степень зацеп ленно-
сти двух колец характеризуется
величиной, называемой порядком зацепле.-
ния и обозначаемой Lk. Определить эту
величину для любого зацепления очень
CD
2
Простейшее зацепление — символ бракосочетания
легко. Нужно представить себе, что на
одно кольцо натянута мыльная пленка,
и подсчитать, сколько раз второе
кольцо протыкает эту пленку. Тогда легко
убедиться, что для символа
бракосочетания Lk = 1, а для зацепления,
изображенного на рис. 1, Lk = 9.
Величина Lk замечательна тем, что ее
значение для заданной пары колец не
может измениться, как бы мы ни гнули
эти кольца, лишь бы не рвали их.
Поэтому математики говорят, что Lk есть
топологический инвариант системы,
состоящей из пары колец. А без помощи
математиков молекулярным генетикам
никогда бы не удалось разобраться в
свойствах кольцевых ДНК. Но не
пугайтесь, мы с вами оставим всю эту
премудрость «за кадром». Правда,
элементарной алгеброй нам все же придется
воспользоваться.
Итак, если мы превратили ДНК в
кольцевую замкнутую молекулу, то
созданный в ней порядок зацепления двух
нитей не может измениться, что бы мы ни
делали с молекулой, пока сахаро-фос-
фатные цепи, образующие «хребет»
каждой из комплементарных цепочек,
остаются целыми и невредимыми.
Благодаря этому обстоятельству кольцевые
замкнутые (кз) ДНК обладают
совершенно особыми свойствами, резко
отличающими их от линейных молекул. Именно
в кзДНК может быть запасена впрок
энергия в виде так называемых
супервитков.
Чтобы пояснить только что
сказанное, представим линейную ДНК в
каких-то определенных внешних условиях.
В такой ДНК на один виток двойной
спирали приходится вполне определенное
число пар оснований. Это величина Уо-
В классической двойной спирали Уотсо-
на — Крика уо=Ю, но она может
немного меняться (всего лишь на десятые
доли, но для нас это важно) при
изменении внешних условий. Допустим теперь,
что из линейной молекулы сделали
кольцевую, прибегнув к минимальному
насилию. Проще всего представить себе,
30

что мы превратили молекулу в
окружность и «заклеили» концы каждой из
нитей: Чему будет равно ! к? Ясно, что
Lk = N/Yo, где N — число пар оснований
в молекуле.
Теперь изменим внешние условия.
Молекула ДНК приобретает другое
равновесное значение числа пар оснований
на виток — Yo» хотя величина Lk
измениться не может. Что же происходит?
Молекула стремится обрести
положенный порядок зацепления: Lk = N/v'o» но
не в состоянии себе этого позволить,
ей уже навязано иное значение Lk.
Нечто похожее случается и с брачными
узами. Когда они заключались, Lk = 1,
но вот условия изменились, той или
другой стороне хочется их расторгнуть,
то есть сделать Lk равным нулю.
Возникает очень напряженная обстановка.
То же самое происходит и с ДНК.
Молекула оказывается в напряженном, энер-
Обычио сверхспирализоваиные молекулы
принимают такую форму
гетически невыгодном состоянии сверх-
спирализации.
Обычно сверхспирализоваиные
молекулы принимают форму, показанную
на рис. 3. Количественно сверхспирали-
зация характеризуется величиной
x=Lk—N/yq. Подобно тому как самой
двойной спирали приписывается
определенный знак (положительный для
правой спирали и отрицательный для
левой), так и сверхспирализация может
в принципе быть положительной или
отрицательной. На рис. 3 двойная
спираль правая, как и положено для ДНК
в обычных условиях, а
сверхспирализация отрицательна.
По мере того как из клеток выделяли
все новые репликативные формы ДНК
и определяли их состояние, вновь и
вновь убеждались в том, что эти ДНК не
только замкнуты в кольцо, но и завиты
в сверхвитки. Причем
сверхспирализация абсолютно во всех случаях
оказывалась отрицательной.
Стало ясно, что кольцевое замкнутое
состояние ДНК не исключение, как
думали вначале, а правило. Но тут же
возникло сомнение — а такова ли ДНК на
самом- деле там, внутри клетки?
Пришлось признать, что скорее всего —
нет, не такова. По-видимому, это
реакция на насильственное извлечение ДНК
из родной стихии, ведь условия, в
которых пребывает ДНК в клетке, конечно
же, отличаются от условий после ее
выделения оттуда.
В клетке ДНК наверняка связана с
какими-то белками, в частности с теми,
которые раскрывают двойную спираль
в отдельных местах и расплетают здесь
две нити. Но из-за этого расплетания
среднее для всей молекулы значение
Yo немедленно становится больше, чем
для чистой ДНК, не связанной с
белками, и если такая ДНК в клетке все-таки
не закручена в сверхспираль, то при
очистке ее от белков она обязательно
перейдет в сверхспирализованное
состояние с отрицательным знаком.
Таково было простейшее объяснение
сверхспирализации ДНК, сложившееся
к началу 70-х годов. Оно означало, что
сверхспирализация не имеет никакого
биологического значения.
ТОПОИЗОМЕРАЗЫ
В начале 70-х годов проблемой
сверхспирализации ДНК занимались
практически только две группы —
Джерома Винограда, открывшего само
явление сверхспирализации, и
Джеймса Уонга. Кому охота было изучать
свойство ДНК, явно не имеющее
биологического значения? Собственно, и Уонг
подключился сюда только потому, что
решил выяснить, могут ли те или иные
белки расплетать ДНК.
Опыты Уонга требовали времени и
усилий: надо было в кзДНК разрывать
одну из нитей, создавать комплекс
между белком и разорванной ДНК, затем
залечивать разрыв, отделять ДНК от
белка и, наконец, измерять величину
сверхспирализации. Хорошо бы иметь
один белок, который и рвет нить, и
залечивает разрыв, думал Уонг.
Насколько меньше было бы возни! И он
принялся искать такой белок в клеточных
экстрактах кишечной палочки.
Что могло помочь в поисках? Приметы
были ясны: если нужный белок
существует, то с его помощью сверхспирали-
зованная ДНК должна превращаться
в кольцевую молекулу, не имеющую
сверхвитков. В самом деле, как только
белок разорвет одну из нитей,
напряжение в ДНК немедленно пропадет, то есть
сверхспираль исчезнет. А когда белок
залечит разрыв, то получится ДНК, у
которой Lk = N/Yo- Иными словами, шла
охота за ферментом, способным менять
величину Lk.
Уонгу удалось обнаружить такой
фермент. Этот белок оказался
родоначальником обширного класса ферментов,
31

меняющих топологические свойства
ДНК и названных впоследствии топоизо-
меразами. Открытие топоизомераз
заставило усомниться в том, что сверх-
спирализация никчемна в
биологическом смысле. Ведь если есть ферменты,
меняющие топологию, то наверняка
эта самая топология клетке не совсем
безразлична.
Начался планомерный поиск
топоизомераз. И вот в 1976 г. группа
Мартина Геллерта (Национальный институт
здравоохранения, США) обнаружила
фермент, который при помощи АТФ,
этого универсального «аккумулятора»
энергии в клетке, производит действие,
обратное тому, что проделывает белок,
открытый Уонгом. Этот фермент,
названный гиразой, превращает расслабленную
несверхспирализованную кзДНК в
сверхспираль. И вот тут-то выяснилось, что
если вывести из строя гиразу, то самые
важные процессы в клетке, в частности
репликация ДНК, полностью
прекращаются. Стало ясно, что сверхспирали-
зация —жизненно важное для клетки
состояние ДНК.
Тут уже не две и не три, а десятки
лабораторий кинулись изучать топоизоме-
раэы и вообще топологию ДНК.
Вспомнили про узлы. Об узлах в ДНК впервые
заговорили в 1974 г. В. Аншелевич,
А. Вологодский, А. Лукашин и автор этой
статьи. Нам удалось подсчитать, какой
процент кольцевых ДНК должен
содержать узлы. Уже в следующем году Уонг
показал, что в искусственных условиях
открытая им топоизомераза может
вязать узлы из однонитевых молекул ДНК
(подробно об узлах и о работе Уонга
уже было рассказано на страницах
«Химии и жизни» в 1977 г., № 7). Но
оставался неясным вопрос, можно ли завязать
в узел обычную двунитевую ДНК.
В 1980 году Л. и Ч. Лю и Б. Олбертс
(Калифорнийский университет)
обнаружили, что одна топоизомераза
завязывает двунитевую ДНК в узел. Итак, топо-
изомеразы явно делились на две группы.
Одни делают узлы на однонитевых
ДНК — их стали называть топоизомера-
зами-1. Другие специализируются на
двунитевых молекулах — их назвали
топоизомеразами-11.
Но этим новости не кончались.
Выяснилось, что топоизомеразы-11, к которым
относится и ДНК-гираза, не только
умеют завязывать и развязывать узлы, но
и объединять две или более молекул
ДНК в катенаны (то есть делать их
зацепленными).
Почему же способность белков
образовывать узлы вызвала столь большой
интерес? Дело в том, что она позволила
понять, как работают топоизомеразы,
и в частности важнейший фермент этого
класса — гираза. Ведь завязать
кольцевую замкнутую ДНК в узел невозможно,
не разорвав двойную спираль. Но мало
просто разорвать цепь. Нужно еще
протащить через образовавшуюся щель
другую часть молекулы, а потом
заделать щель. Вот какую сложную работу
проделывает топоизомераза-И.
Получается, что ДНК в присутствии этого
фермента ведет себя так, будто на нее
не распространяется запрет
материальным телам проходить друг сквозь друга.
Конечно, все дело здесь в ферменте —
без него ничего не получилось бы. Ведь
ДНК — не электрон или а-частица, для
которых возможен эффект квантового
туннелирования. Топоизомеразы
позволяют ДНК вести себя в клетке не
менее странным образом. Это как если бы
вы, играя в теннис, попали мячом в сетку,
а он взял и преспокойненько пролетел
бы сквозь нее. Но подбежав к сетке,
вы не обнаруживаете дырки, сетка
совершенно цела и невредима.
Можно ли на основе сказанного
понять, как ДНК-гираза меняет сверх-
спирализацию ДНК? Оказывается,
можно. На рис. 4 видно, что если
протаскивать один участок ДНК сквозь другой,
то возникает суперспираль, то есть
образуются молекулы вроде той, что
изображена на рис. 3.
ЗАЧЕМ НУЖНА
СВЕРХСПИРАЛИЗАЦИЯ!
Сверхспирализация меняет многие
свойства ДНК — и физические, и
биологические. Так что не удивительно, что
существует множество гипотез о ее роли в
работе клетки. Мы остановимся на одной
из них, которая кажется сейчас
наиболее простой и правдоподобной. Эта
гипотеза возникла потому, что было
прямо доказано: для того, чтобы начать
удваиваться, молекуле ДНК
обязательно надо закрутиться в сверхспираль,
но для самого процесса репликации
сверхспираль вовсе не нужна. Более
того, иногда перед репликацией одна из
нитей кольцевой замкнутой ДНК
специально рвется, причем этот разрыв
делает специальный белок и только в том
случае, если ДНК сверхспирализована.
Получается какая-то бессмыслица:
клетка затрачивает усилия, чтобы превратить
ДНК в сверхспираль с помощью одного
белка (ДНК-гиразы) лишь для того,
чтобы другой белок эту сверхспирализацию
немедленно ликвидировал. Но факты
неопровержимы — без этого
загадочного ритуала репликация не начнется,
во всяком случае, в тех объектах, кото-
32

X
t
X
\
У
б >
—>
Топоизомеразы-U меняют
топологию кольцевых ДНК
тремя способами:
а — изменяют порядок
зацепления Lk на четное
число, 6 — завязывают
и развязывают узлы,
в — сцепляют и расцепляют
две (н более) молекулы
рые были исследованы (например, в
бактериофаге ФХ 174).
Объяснение всему этому, может быть,
по-видимому, только одно. Описанный
ритуал — не что иное, как проверка
ДНК на целостность сахаро-фосфатной
цепи, своеобразный ОТК для ДНК.
В самом деле, не следует забывать, что
ДНК в клетке постоянно
повреждается — облучением, химическими
агентами, собственными нуклеазами,
тепловым движением, в конце концов. В
клетке есть даже целый арсенал средств,
называемый репарирующей системой,
для залечивания этих повреждений.
Кстати, ДНК-полимераза Корнберга,
о которой упоминалось в самом начале
статьи,— один из ферментов
репарирующей системы. Эта система
располагает множеством ферментов. Одни,
нуклеазы, рвут нить ДНК вблизи
поврежденного нуклеотида. Другие ферменты
расширяют брешь, удаляя
поврежденное звено. Однако генетическая
информация при этом сохраняется — ведь
есть вторая, комплементарная нить,
по которой ДНК-полимераза
Корнберга вновь наращивает расщепленную
цепочку.
Итак, в клетке постоянно
залечиваются раны, наносимые молекуле ДНК,
причем сплошь и рядом приходится
прибегать к хирургическому
вмешательству— разрывать одну из нитей двойной
ч
спирали. Что произойдет, если
одновременно с ремонтом начнется
репликация? Дойдя до разрыва цепи,
ДНК-полимераза, ведущая репликацию,
остановится; не сможет идти ни тот, ни
другой процесс — это катастрофа. Значит,
репликацию следует начинать, только
надежно убедившись, что ремонт
завершен, а судить об этом можно по
тому, что обе нити ДНК целы. Но как это
проверить? Пустить, например,
какой-нибудь белок вдоль ДНК, чтобы он ее
прощупывал? Но на ДНК могут сидеть
другие белки, которые не пропустят
«ощупывающий» белок, и потом этот
контроль очень долог. Где гарантия,
что пока будет проверяться
целостность цепи звено за звеном, не
произойдет новое повреждение? Нет, такой путь
не годится.
И вот тут-то на помощь приходит
сверхспирализация. Ведь она возможна
только в той ДНК, в которой обе нити
на всем протяжении целы. А убедиться
в наличии сверхспирали очень просто —
в сверхспирализованной ДНК гораздо
легче развести две комплементарные
цепочки, то есть раскрыть участок
двойной спирали. Раскрытие подобно
действию расплетающего белка — оно
снимает напряжение в отрицательно спи-
рализованной ДНК. Итак, белку,
которому поручен контроль, следует
связаться с нужным участком ДНК (он узнает
2 Химия и жизнь № 9
33

его по определенной
последовательности нуклеотидов) и попробовать
развести в этом месте нити. Если
получилось — то с этого места быстро-быстро
начинается репликация. Если развести
нити не удалось, то придется
подождать — ДНК еще не готова к
воспроизведению.
Не правда ли, очень похоже
проверяем мы исправность электрического
шнура? Мы не прощупываем его по всей
длине, а просто пропускаем ток. Если
ток проходит — все в порядке, если нет,
то придется искать неисправность.
Найдя дефект и устранив его, мы вновь
проверяем прохождение тока — а вдруг
есть еще разрыв? Во всяком случае, без
такой проверки никто не станет
прилаживать шнур. Но нить ДНК — не
проводник, по ней ток не течет. Так что
пришлось клетке изобрести свой, надо
признать, весьма остроумный тестер.
Сейчас доказано, что сверхспирали-
зация нужна не только для того, чтобы
началось копирование. Она оказывает
большое влияние на транскрипцию, тоу
есть считывание с ДНК РНКовых копий.
Многие думают, что клетка регулирует
считывание не только с помощью бел-
ков-репрессоров и РНК-полимераз, но и
меняя сверхспирализацию, запуская топо-
изомеразы. Так это или нет, мы узнаем в
самое ближайшее время.
КОНЦА НЕ ВИДНО
Мы рассказали, как молекулярная
генетика, то есть наука, изучающая
структуру и функции самой важной молекулы
клетки, после временного затишья
60-х годов испытала поистине взрыво-
образное развитие в прошедшем
десятилетии. Побочным результатом этого
взрыва явилась генная инженерия. И вот
вновь звучат голоса, что теперь-то уж
пора кончать с чисто теоретическими
исследованиями в этой области и надо
дружно навалиться на решение
практических задач. Но кто знает, какие новые
удивительные открытия ждут нас
буквально за поворотом? Может быть, они
еще более расширят наши возможности
направленно менять наследственность?
То, о чем было рассказано, убеждает,
что при изучении ДНК даже самые,
казалось бы, пустяковые факты могут
вызвать открытия первостепенной важности.
Так что не будем успокаиваться. Тысячу
раз прав был Фрэнсис Крик, сказав,
что ДНК настолько важная молекула,
что практически невозможно знать о ней
чересчур много. Пока же мы знаем о
ней, увы, все еще слишком мало.
Реальный
математический
мир
Статья, которую вы прочли,
открывается и завершается
рисунками доктора физико-
математических наук
Анатолия Тимофеевича Фоменко,
специалиста в области
топологии и автора иллюстраций к
нескольким книгам.
Топология — область
математики, изучающая
неизменные при деформации
свойства объектов. Из
научной фантастики известно,
что пространство способно
стянуться в точку,
вывернуться наизнанку, перейти в
другое измерение и проч.
Подобные топологические
проблемы ставятся и
профессионально, с высокой
научной строгостью. Например,
в биологии (те, кто занимался
кольцевыми ДНК,
использовали теорию узлов — одну из
ветвей1 топологии). И
собственно в химии. Так, если две
достаточно большие
замкнутые в кольцо молекулы
расположить подобно двум
звеньям цепи, то они не
смогут разойтись, хотя и не
связаны никакими химическими
силами. Такая связь, ветре- '
чающаяся и в искусственных
системах, и в природе, была
названа топологической
(подробнее о ней — в статье
Г. Б. Шульпина, 1979, № 4).
Для решения многих задач
необходимо отвлечься от
многообразия форм
окружающего мира, оставив
наиболее важные,
фундаментальные понятия. В
топологии — своя,
идеализированная вселенная, в которой
объектам присущи только
основные, обобщенные
свойства. Этот вполне реальный
математический мир и
отражен в рисунках Фоменко.
Люди искусства, бывает,
обращаются к научной
тематике — и часто терпят
неудачу. Иногда случается
обратное: ученый вторгается в
сферу искусства. И тут
бывают неудачи, но есть и
достойные образцы — вспомним
книги английского
математика Л. Кэррола и графику
голландского математика
М. Эсхера. Но если Эсхер
изображает обычный мир,
маскируя в нем
парадоксальные элементы, то Фоменко,
напротив, показывает
необычный мир, который надо
рассмотреть, чтобы понять
устройство реального мира.
Такие рисунки, по мнению
их автора, особенно важны в
преподавании (а может быть,
и в популяризации). Не все и
не всегда так сложно, как
может показаться из текста,
обильно уснащенного
формулами. Рисунки устраняют ■
психологический барьер
боязни не понять.
Учебники с образными
иллюстрациями уже появились,
но в научных публикациях их
едва ли найдешь. Между тем
добротная научная работа,
а тем более блестящая
научная работа несет в себе
элемент художественного. Не
случайно .мы говорим:
«красивый синтез», «изящная
гипотеза».
Наука и искусство, как
правило, имеют дело с
разными категориями и
движутся разными путями. Но
иногда дороги скрещиваются.
Похоже, что графика
профессора Фоменко — именно
такой случай.
М. ТРОФИМОВ
34

35

Проблемы и методы
современной науки
Клетка дает
автограф
Кандидат технических наук
Л. Л. ЛИТИНСКАЯ
В 1904 году на заседании Института
экспериментальной медицины в
Петербурге физиолог Е. С. Лондон сделал
доклад о своих опытах с радиоактивным
газом — эманацией радия, который
незадолго до того получил в чистом виде
англичанин У. Рамзай. В одном из опытов
Лондон давал лягушке вдыхать этот газ,
а потом клал ее на фотопластинку.
Несмотря на полную темноту, на пластинке
вырисовывались четкие контуры тела
животного.
Это была первая попытка
использовать в биологических исследованиях
явление радиоактивности, открытое
всего за восемь лет до экспериментов
Лондона. А сами эти эксперименты
положили начало широко применяемому в наши
дни методу изучения процессов,
происходящих в живых организмах, —
методу авторадиографии.
НА ЯЗЫКЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
В те времена, когда Лондон проводил
свои эксперименты, известные
радиоактивные вещества можно было
пересчитать на пальцах. Сегодня химики могут
сделать радиоактивным чуть ли не
любое соединение — для этого достаточно
ввести в его состав вместо обычных
содержащихся в нем атомов водорода,
серы, фосфора или углерода их
радиоактивные изотопы. Молекула становится
радиоактивной и своим излучением
сигнализирует о том, в каком месте живой
клетки она находится, куда и с какой
скоростью передвигается и вообще что
с ней происходит.
Вот как, например, изучают синтез
ДНК в клетке. В одно из исходных
веществ, участвующих в этом синтезе —
чаще всего тимидин, встраивают атомы
трития:
О
II
Н—N С — СН3*
о=с с—н* .
СН2ОН 0^ 4N
Затем тимидин, меченный по тритию,
вводят в среду обитания клеток. Если
в клетке происходит синтез ДНК, то
меченый тимидин, через мембрану
проникший внутрь клетки, наравне с
обычным включается в новые молекулы.
И если теперь удалить из клетки
неиспользованный меченый тимидин
(например, с помощью трихлоруксусной
кислоты), то радиоактивность клетки
будет соответствовать количеству тимиди-
36

Автограф ядра клетки печени крысы,
меченного 'Н-тимидином
на, включившегося в синтезированные
молекулы ДНК, а значит — скорости
синтеза ДНК.
Остается только измерить эту
радиоактивность. Надо сказать, что это не так
просто. Чтобы не нарушить нормальную
жизнедеятельность клетки,
радиоактивные вещества приходится вводить в нее
в очень малых количествах. Для
регистрации излучения этих веществ,
содержащихся в одной или нескольких
клетках, не годятся ми обычные счетчики
Гейгера—Мюллера, ни сцинтилляцион-
ные счетчики — и у тех и у других
просто не хватает чувствительности. И уж
подавно такие счетчики, в силу самого
принципа своего действия, не могут дать
нам информации о том, где именно в
клетке расположены излучающие атомы.
Тут-то и приходит на помощь идея,
впервые воплощенная в жизнь
Лондоном. Препарат с клетками — мазок,
отпечаток или срез ткани — покрывают
фотографической эмульсией.
Радиоактивная ДНК, содержащая тритий,
излучает В-частицы. Проходя через
эмульсию, они взаимодействуют с молекулами
бромистого серебра, восстанавливая
его. После проявления эмульсии зерна
восстановленного серебра становятся
видимыми. Места расположения этих
маленьких черных кружков и показывают,
как распределено радиоактивное
вещество в клетке, а их число
соответствует его количеству. Такой метод
регистрации позволяет обнаружить самую
слабую радиоактивность — ведь мы
всегда можем увеличить время
экспозиции (иногда подобные измерения
занимают недели или даже месяцы).
Современная авторадиография
позволяет исследователям решать немало
сложных задач, представляющих
интерес для теории и практики. Например,
с ее помощью легко выделить из общей
массы клеток те, в которых в данный
момент происходит синтез ДНК: только
над такими клетками в эмульсии будут
видны зерна восстановленного серебра.
Число меченых клеток показывает,
как быстро размножается данная
клеточная популяция. А это очень важно знать
при изучении и лечении злокачественных
опухолей: чем ниже скорость
размножения (пролиферации) опухолевых
клеток, тем эффективнее лечение.
А вот еще одно применение
авторадиографии. Чем интенсивнее меченое
вещество-предшественник включается
в каждую данную клетку, тем больше
в эмульсии над ней окажется зерен
восстановленного серебра — тем выше
интенсивность метки. Значит, число зерен
над клеткой позволяет судить о
скорости синтеза в ней макромолекулярных
соединений*. При различных
воздействиях на клетку, заражении ее вирусом
или злокачественном перерождении
скорость синтеза в ней ДНК, РНК и
белков может изменяться быстрее, чем
скорость размножения целой клеточной
популяции. Поэтому как в
исследовательских целях, так и для диагностики
интенсивность метки нередко
оказывается более важным показателем, чем
число меченых клеток. Например,
существенное снижение скорости
синтеза ДНК в опухолевых клетках на ранних
этапах лечения также позволяет
прогнозировать его терапевтический эффект.
ТОНКОСТИ МЕТОДА
Конечно, за десятилетия, прошедшие
со времени первой демонстрации
возможностей авторадиографии, метод
значительно усовершенствовался.
Прежде всего, для регистрации заряженных
частиц теперь существуют специальные
фотоэмульсии с очень мелкими
кристаллами бромистого серебра, а значит,
и с очень высокой разрешающей
способностью. Если в обычной
рентгеновской пленке размер таких кристаллов
достигает 3 мкм, то в таких эмульсиях
они не крупнее 0,2 мкм.
Вместо фотопластинок применяются
жидкие эмульсии, плотно прилегающие
к исследуемому объекту. Это тоже
значительно увеличивает разрешающую
способность метода: понятно, что чем
дальше регистрирующая фотоэмульсия
от источника излучения, тем более
размытым будет засвеченный ее участок.
Расширяется и ассортимент меченых
соединений, а значит — спектр
процессов, которые могут быть
исследованы этим методом. Правда, в
большинстве случаев меткой служит все тот же
тритий. Это объясняется тем, что
"энергия излучаемых им В-частиц очень
мала — не более 0,018 МэВ; поэтому
невелика и длина пробега таких частиц в
эмульсии — для трития она составляет
0,5—1 мкм, и трек — след движения
* Следует иметь в виду, что интенсивность метки
над клеткой зависит не только от скорости синтеза
макромолекул. Чем больше в клетке будет
меченого тимидина, тем больше его включится в
ДНК даже при постоянной скорости синтеза.
Поэтому при точных исследованиях, чтобы
определить истинную скорость синтеза
макромолекул, в величину интенсивности метки вводят
поправку, учитывающую пул меченого
предшественника в клетке, который 'в свою очередь при
прочих равных условиях зависит от
проницаемости клеточной мембраны.
37

частицы в эмульсии — состоит в
большинстве случаев из одного-единствен-
ного зерна восстановленного серебра.
Столь малый трек позволяет очень точно
установить, где расположен атом
изотопа не только в пределах такой
относительно крупной структуры, как
клеточное ядро, но даже в отдельной
хромосоме.
Другие радиоактивные изотопы в этом
отношении существенно уступают
тритию. Например, у радиоактивного фос-
фора-32 энергия излучаемых частиц
достигает 1,712 МэВ, а длина их пробега —
нескольких миллиметров. Ясно, что
каждая такая частица даст на
авторадиограмме не одно зерно восстановленного
серебра, а целую цепочку, и положение
атома, послужившего источником
частицы, окажется не так-то просто
определить.
Мы уже -говорили, что
чувствительность авторадиографического метода
можно во много раз повысить,
увеличив длительность экспозиции. Но это
имеет и свои неудобства. Обычно когда
мы ставим опыт, то ответ получаем в
лучшем случае через неделю-другую.
А представьте себе, что опыт по каким-то
причинам оказался неудачным,—
приходится его повторять и ждать еще
неделю...
Этим и объясняется огромный
интерес, который вызвал у биологов
новый вариант метода — так называемая
скоростная авторадиография.
Количество введенного изотопа, а также его
удельная активность остаются в этом
варианте теми же. Однако при обычной
авторадиографии восстановление
серебра происходит при попадании В-ча-
стицы в одно зерно фотоэмульсии.
При скоростной же авторадиографии
препарат помещают в жидкостный сцин-
тиллятор — раствор вещества,
молекулы которого при попадании в них В-ча-
стицы излучают вспышку света. Эта
вспышка обладает большей энергией,
чем одиночная В-частица, и вызывает
восстановление в эмульсии не одного,
а нескольких зерен серебра —
получается что-то вроде усилителя. Это
позволяет намного уменьшить время
экспозиции.
ТРУДНОСТИ СЧЕТА
Но вот радиоавтограф интересующего
нас препарата получен. Теперь нужно
подсчитать число зерен
восстановленного серебра, приходящихся над
каждой клеткой, — и не над одной, а над
многими, чтобы получить статистически
достоверный результат. Задача эта не
из легких. Вспомните: в современных
эмульсиях размер зерен составляет
всего 0,2 мкм, это близко к пределу
разрешения оптического микроскопа.
К тому же зерна могут быть
расположены в эмульсии на разной глубине.
Всякий, кому хоть раз приходилось
заниматься подсчетом таких объектов,
знает, как быстро начинает рябить в
глазах, теряется острота зрения,
появляется головная боль...
Первые попытки облегчить такую
работу были предприняты еще на самой
заре авторадиографии: изображение,
получаемое в микроскопе,
проектировали с большим увеличением на
матовый экран. Такая простейшая установка
все-таки как-то облегчала подсчет зерен.
Однако все дальнейшие попытки
усовершенствовать процесс счета, а тем
более автоматизировать его долго
оставались безуспешными. Уже появились
автоматические сканирующие
устройства для подсчета и измерения клеток
и ядер (см. статью «Измерение
живого» — «Химия и жизнь», 197В, № 4); уже
были разработаны очень точные
автоматические системы, которые могли не
только измерять, но и взвешивать
клетки и даже определять в них содержание
многих веществ (см. статью
«Взвешивание светом» — 1979, № 6). И только
авторадиография никак не поддавалась
автоматизации.
Причиной этого были некоторые
особенности клеточных автографов —
например, малые размеры зерен, большое
число соприкасающихся зерен, их
расположение не в одной плоскости.
Но больше всего затрудняло
автоматический счет зерен еще одно
обстоятельство. Дело в том, что в каждом
препарате, как правило, есть разные
виды клеток: так, мазок из клеток
печени содержит, кроме печеночных
клеток (гепатоцитов), еще и клетки крови
и соединительной ткани. Чтобы
выделить среди них нужные, препарат
окрашивают. Но из-за этого зерна серебра
оказываются расположенными не на
чистом фоне, а на фоне окрашенной
клетки, который к тому же еще и
неоднороден по плотности. Выделить из
видеосигнала, полученного при
сканировании такого препарата, импульсы,
соответствующие зернам, весьма
сложно (см. верхнюю схему).
ОДИН ЗОНД — ХОРОШО.
А ДВА — ЛУЧШЕ
Выход из положения оказался очень
простым. Обычно при сканировании
клеток в оптическую систему микроскопа
вводят зонд — непрозрачную
диафрагму с крохотным отверстием-окошечком
в ней, сквозь которое виден только ма-
38

сканирующий
-*-t
Видеосигнал, полученный при сканировании
изображения окрашенной клетки. Пики,
соответствующие зернам серебра, имеют
разные уровни, и автоматически подсчитать
их очень трудно
сканирующие зонды
большой малый
видеосигнал от большого зонда
видеосигнал от малого зоида
/.
V
yL^K
J^.
сигнал о зернах
I
« i
сигнал,но ноторому нзмерлетсл средиил оотичесиаи
плотность объекта
Схема работы двухзондового сканирующего
микроскопа и получаемые
с его помощью видеосигналы
ленький участок объекта. И вот
представьте себе, что мы сканируем
изображение окрашенной клетки не одним, а
двумя концентрически расположенными
зондами: размер одного меньше
0,2 мкм, а второй в десять раз больше.
При перемещении первого зонда мы
получаем информацию о всех деталях
изображения, включая и зерна
восстановленного серебра, и все подробности
фона (которые нас не интересуют).
А для второго зонда зерна серебра
оказываются как бы невидимками — ведь
в нем все изображение клетки делается
более расплывчатым,
расфокусированным. Его видеосигнал содержит
информацию только о фоне. И если теперь
сигнал от большого зонда вычесть из
сигнала от малого, то удастся легко и
просто выделить информацию,
касающуюся только зерен серебра. А
дальше все идет как обычно: импульсы,
соответствующие зернам, вводятся в ЭВМ,
которая подсчитывает не только число
зерен, но и занимаемую ими площадь.
(Последняя величина может
понадобиться, если в автографе много слипшихся
зерен, потому что тогда число зерен
машина сосчитает неверно.)
Метод двухзондового сканирования
был разработан на биологическом
факультете МГУ. Сейчас здесь, на кафедре
цитологии и гистологии, работает
прибор для анализа клеточных автографов,
получивший название РИФ.
Расшифровывается это название так:
Радиоавтография И Фотометрия. Фотометрия —
потому что сравнение сигналов от двух
зондов позволяет не только выделить
информацию о зернах
восстановленного серебра, но и измерить оптическую
плотность окрашенного объекта в
местах, свободных от зерен. А это
означает, что можно найти концентрацию
в этих местах вещества, поглощающего
свет (как это делается, было рассказано
в статье «Взвешивание светом»). Зная
концентрацию вещества и площадь
клетки, можно узнать полное количество
в данной клетке поглощающего свет
вещества. Например, если речь идет
об исследовании синтеза ДНК, как в
нашем первом примере, то из
полученного автографа можно извлечь
информацию не только о скорости включения
в ДНК меченого тимидина, но и о
количестве ДНК в ядрах клеток: оба эти
параметра определяются на приборе
РИФ всего за один цикл сканирования.
Такой многопараметрический подход
к анализу биологических объектов
повышает скорость проведения
исследований и значительно расширяет
возможности изучения внутриклеточных
процессов.
39

,***»** V
.#"%i
V^rttu. •
■%-.Г.%5-7^
Полстакана
на гектар
Как вы думаете, сколько инсектицидов
и гербицидов выливают на поля и сады
во время опрыскивания — с самолетов
ли, с наземных ли установок? Довольно
много: на гектар по 100 и более
литров достаточно токсичных растворов.
Еще недавно у человека не было иного
выхода. Сейчас у нас и за рубежом
начинают применять новый, более
совершенный метод опрыскивания,
позволяющий на два-три порядка сократить
нормы расхода жидкости. О нем и пойдет
речь в статье.
ОЧЕВИДНОЕ — НЕВЕРОЯТНОЕ
Метод опрыскивания культурных
растений растворами пестицидов для
защиты от вредных насекомых и
микроорганизмов известен уже много
десятилетий. В нашей стране и по сей день
почти три четверти всех обработок
сельскохозяйственных земель делают
именно таким способом (остальное
составляют опыление и аэрозольная
обработка).
В основу метода опрыскивания
заложена простая идея. Чем чаще
вредителю попадутся на его пути по растению
капли инсектицида, тем быстрее он
наберет смертельную дозу яда и
погибнет. Значит, капли должны
располагаться на листьях как можно плотнее.
Поэтому при опрыскивании стремились
сплошь покрыть листья ядохимикатами
и прибегали к так называемому
высокообъемному опрыскиванию A00 л/га).
Однако со временем специалисты по
защите растений стали все чаще
замечать, что эффективность обработок
вроде бы и не зависит от количества
инсектицида на растениях. Случалось, что
плотность капель была большой, а
насекомые не гибли; и, наоборот, на
листьях вообще не могли обнаружить
следов яда, а результат обработки
оказывался хорошим.
И вот в конце 60-х годов решено было
проследить, куда же девается
инсектицидный препарат после того, как его
распылили над полем обычным
способом. Прежде всего было обнаружено,
что при таких больших расходах
жидкости опрыскиватели работают в не-
40

благоприятном режиме и потому
генерируют капли самой разнообразной
величины: от 10 до 400 мкм диаметром.
Причем капли, имеющие диаметр более
60 мкм, составляют 99% всей массы.
Кроме того, оказалось, что цели, то
есть насекомых, как правило,
достигает только один процент капель — те,
диаметр которых 10—60 мкм. Часть
остальных (самые крупные) падают на
землю вертикально, другие сносит
ветром на большие расстояния. И сидит
себе какой-нибудь жук-вредитель под
листом, как под зонтиком, и в ус не
дует; ему такая обработка нипочем,
брызгайте на здоровье...
Очень важно и то, что 99% препарата
не просто пускается на ветер, а
загрязняет окружающую среду, создает
потенциальную опасность для человека и
животных. Получается, что паровоз по
сравнению с высокообъемным
опрыскиванием прямо-таки ультрасовременное
достижение науки и техники: ведь его
коэффициент полезного действия
достигает 5%.
Так вполне, казалось бы, очевидная
концепция максимальной плотности
капель инсектицида на листьях привела
к чрезвычайно нерациональному
расходу препаратов, кстати, не только
токсичных, но и дорогостоящих.
Капли же диаметром 10—60 мкм
попадают на жуков потому, что их ветер
переносит в горизонтальном
направлении. Вот почему для них
листья-зонтики не преграда. Можно даже подсчитать
вероятность захвата насекомым
подобных частиц жидкости. Для этого
выведена формула: Р = Л/1- Р и есть эта
вероятность, а буквой X обозначена так
называемая стопдистанция, или путь капли
по ветру до полной остановки; I —
размер насекомого.
С помощью этой формулы было
установлено, что для различных насекомых
существуют свои оптимальные размеры
капель инсектицида. Скажем, для
взрослых москитов смертоносны капли
диаметром 10—30 мкм, для(личинок
москитов — 50—60 мкм, а для саранчи —
30—60 мкм; многих вредителей леса
успешно уничтожают препараты в виде
капель диаметром 20—60 мкм.
Вывод напрашивался сам собой:
надо научиться получать мелкие капли
инсектицидов и примерно
одинаковой величины, да к тому же уметь
варьировать размер.
ЧТО ТАКОЕ УМО-МЕТОД
В последние годы учеными разных стран
была проделана большая
научно-исследовательская работа, давшая жизнь
новому методу опрыскивания растений —
ультрамалообъемному, или УМО-мето-
ДУ-
Представьте себе такое задание:
равномерно распределить на площади в
один гектар полстакана воды. Эту
задачу фактически и выполняет ультрама-
лообъемное опрыскивание. Добиться
такого результата непросто.
Необходимы специальные опрыскиватели,
снабженные точными дозирующими
устройствами, нужны подходящие насосы.
Все это было создано. Существует уже
несколько нужных конструкций. Всю эту
технику можно крепить на самолетах
и на наземных опрыскивающих
установках.
Особенность УМО-метода и в
препаратах: они представляют собой
растворы пестицидов в органических высо-
кокипящих растворителях. Малолетучие
растворители выбраны вот по какой
причине. Дело в том, что при
высокообъемном опрыскивании из-за слишком
сильного испарения водяных капель
образуется значительное число
микроскопических частиц жидкости; именно
поэтому ветер и сносит их на большие
расстояния. Капли препаратов для
УМО-метода испаряются значительно медленнее
водяных и потому точнее достигают
цели.
41

«Прочность» капель позволяет при
разбрызгивании выдерживать их
оптимальный размер. К тому же
опрыскиватели при малых расходах
препаратов генерируют капли более
однородные по размеру, иными словами,
происходит монодисперсный распыл.
Благодаря этому большую часть растворов
удается использовать по назначению,
следовательно, нанести меньше вреда
окружающей среде. УМО-методом
на гектаре обрабатываемого поля
распыляют от 0,1 до 6 литров препарата!
Немаловажно и то обстоятельство,
что при ультрамалообъемном
опрыскивании возрастает производительность
самолетов, да и полеты становятся
безопаснее. Поскольку дозы небольшие,
уменьшается число взлетов и посадок
самолетов для очередной заправки
инсектицидом. А аварии чаще всего
случаются именно при взлетах и посадках.
При переходе на У МО-метод
сокращается также расход дефицитного
авиационного и автомобильного топлива,
нужно меньше людей для
обслуживания техники.
Была обнаружена еще одна важная
особенность нового метода
опрыскивания. Представьте себе такую ситуацию.
Замечено огромное скопление
летящей саранчи. Если она приземлится, с
надеждами на урожай придется
расстаться. Самолет сельскохозяйственной
авиации взлетает с близлежащего
аэродрома, обгоняет стаю и выпускает
облако инсектицида( состоящее из капель
диаметром 10—30 мкм. Такое облако
практически не оседает на землю, и
летящая саранча врезается в него.
Витающие в воздухе капли препарата
попадут на все выступающие части тела
насекомых. Через некоторое время
саранча начнет гибнуть. Вредители будут
уничтожены практически еще до того,
как они примутся пожирать посевы.
Такие опыты уже были проделаны.
АККУРАТНАЯ ПРОПОЛКА
На листьях растения есть устьица, через
которые оно в случае необходимости,
может впитать живительную влагу.
Причем листья одинаково успешно
используют и мелкие и крупные капли.
Вооружив растения столь безотказным
устройством, природа, конечно, не могла
предвидеть, что человек станет
обрабатывать их гербицидами...
В одном из международных
сельскохозяйственных журналов был описан
такой случай. С самолета методом
высокообъемного опрыскивания поля риса
были обработаны гербицидом пропани-
лом. Такая обработка позволяла
получать солидную прибавку урожая: по
10 центнеров зерна с гектара и даже
больше. А в 32 километрах от рисового
поля то же опрыскивание погубило
почти весь урожай в сливовом саду.
Было установлено, что сливы пострадали
от капель гербицида диаметром менее
60 мкм — ветер донес их до сада.
Для химической прополки нужны
более крупные капли, размером с
дождевые. И обязательно однородные. Между
тем, при обычном опрыскивании они
получаются разными — и крупными, и
мелкими, и вот мелкие-то сильно сносятся
ветром и могут причинять неприятности.
А УМО-метод позволяет получить капли
крупные B00—400 мм) и абсолютно
выравненные. Поэтому для работы с
гербицидами он тоже очень перспективен.
И в заключение упомяну еще об одной
возможности, которая открывается с
появлением УМО-метода. Сейчас, в
условиях интенсивного применения в
сельском хозяйстве средств защиты
растений, приходится пересматривать
многие традиционные приемы обработки
полей и садов, а от некоторых и вовсе
отказываться. Вероятно, всю проблему
борьбы с вредными насекомыми и
возбудителями болезней растений
следовало бы и вовсе видоизменить в
проблему лечения растений. Ведь, спасая
людей от гриппа, врачи не убивают
никого, кроме возбудителей болезни. УМО-
метод с его небольшими дозами
препаратов и более точным попаданием в
цель может внести существенную лепту
в такую перестройку защиты растений.
А. ИЖИН
ill*
HT1
Информация
НОВЫЕ КНИГИ
Издательство «Наук а»:
Глубокое каталитическое
окисление углеводородов.
(Проблемы кинетики и катализа)- 20 л.
Зр-
Девятых Г. 'Г., Еллиев Ю. Е.
Введение в теорию глубокой
очистки веществ. 23 л. 2 р. 80 к.
Кинетика сложных
электрохимических реакций. 22 л. 2 р. 70 к.
Левина Р. Е. Репродуктивная
биология семенных растений.
8 л. 1 р. 20 к.
Ловкова М. Я. Биосинтез и
метаболизм алкалоидов в
растениях. 15 л. 2 р. 30 к.
Лях С. П. Микробный мела-
иииогеиеэ и его функции.
20 л. 3 р. 50 к.
Маркин В. С, Па стушен ко В. Ф.,
Чиэмаджев Ю. А. Теория
возбудимых сред. 15 л. 2 р. 30 к.
Мацкевич Н. В. Слоитаииая
изменчивость и кариология
несовершенных грибов. 18 л.
3 р. 20 и.
Мнначев X. М., Антошина Г. В.,
Шлнро Е. С. Эмиссионная »леит-
ронмая спектроскопия и ее
применение в катализе. 10 л.
1 р. 50 к.
42

Осаждение пленок н покрытий
разложением металлооргаии-
ческих соединений. 23 л.
2 р. 90 к.
Полозов Р. В. Метод
полуэмпирического силового поля в
конформацноииом анализе
биополимеров. 12 л. 1 р. 80 к.
Применение химических
мутагенов в защите среды от
загрязнений и в
сельскохозяйственной практике. 20 л. 3 р. 50 к.
Разумовский С. М.
Закономерности динамики биоценозов.
20 л. 3 р. 50 к.
Реакции металлооргаиических
соединений как редокс-процес-
сы. 24 л. 4 р.
Рост растений и диффереици-
ровка. 20 л. 3 р. 50 к.
Смирнов К. В., У гол ев А. М.
Космическая
гастроэнтерология. 20 л. 3 р. 50 к.
Химия нашими глазами. 40 л.
4 р. 50 к.
Издательство «М и р»:
Бремер X., Веидландт К.
Введение в гетерогенный катализ.
9 л. 1 р. 20 к.
дьюсбери Д. Поведение
животных: сравнительные аспекты.
37 л. 3 р.
Иммуноглобулины. 36 л.
3 р. 90 к.
Механика кровообращения.
38 л. 4 р. 90 к.
Хэссет Дж. Введение в
психофизиологию. 12 л. 90 к.
Издательство «X и м и я»:
Александров И. А. Перегонка
и ректификация в
нефтепереработке. 27 л. 1 р. 70 к.
Аидрашииков Б. И. Справочник
по механизации и
автоматизации производства шин и РТИ.
21 л. 1 р. 40 к.
Басии В. Е. Адгезионная
прочность. 12 л. 1 р. 20 к.
Вольтер Б. В., Сальников И. Е.
Устойчивость режимов работы
химических реакторов. 12 л.
1 р. 60 к.
Гель пери и Н. И. Основные
процессы и аппараты
химической технологии. Учебник для
вузов. 47 л. 2 р.
Догадкин Б. A.t Донцов А. А.,
Шершиев В. А. Химия
эластомеров. 25 л. 1 р. 10 к.
Консервация химического
оборудования. 16 л. 80 к.
Крылов О. В., Киселев В. Ф.
Адсорбция и катализ на
переходных металлах и их
оксидах. 20 л. 3 р. 10 к.
Серков А. Т. Вискозные
волокна. 20 л. 3 р.
Сорокин М. Ф., Шод» Л. Г.,
Кочиова 3. А. Химия и
технология пленкообразующих
веществ. 30 л. 1 р. 30 к.
Уиаияиц Т. П. Химизация
сельского хозяйства в СССР и за
рубежом. 13 л. 65 к.
Фокин М. Н., Емельянов Ю. В.
Защитные покрытия в
химической промышленности. 16 л.
1 р. 10 к.
«А то м и з да т»:
Инжекторы быстрых атомов
водорода. 12 л. 1 р. 80 к.
Искра А. А., Баху рок В. Г.
Естественные радионуклиды в
биосфере. 6 л. 90 к.
Кострица А. А. Теория переноса
нейтронов в движущейся среде.
7 л. 1 р.
Крутиков П. Г.
Водно-химические режимы в период пуска
АЭС. 7 л. 40 к.
Ленский Л. А. Физика и химия
трития. 10 л. 1 р. 50 к.
Медведев Ю. А., Степанов Б. М.,
Трухвиов Г. Я.
Ядерно-физические константы
взаимодействия нейтронов с элементами,
входящими в состав
атмосферы и земной коры. Справочник.
25 л. 1 р. 50 к.
Москалев В. А. Бетатроны.
15 л. 2 р. 50 к.
Нефедов В. Д., Сииотова Е. И.,
Торопова М. А. Химические
последствия радиоактивного
распада. 10 л. 1 р. 50 к.
Павловская Н. А., Зельцер М. Р.
Торий-232 и продукты его
распада. Биологические и
гигиенические аспекты. 6 л. 90 к.
Радиационное повреждение
стали корпусов водо-водяиых
реакторов. 12 л. 1 р. 80 к.
Сидоренко Г. А.
Рентгенографический определитель
минералов урана. Справочник.
15 л. 1 р.
Торопчинов А. Н., Тихонов Г. М.
Радиоактивные индикаторы в
исследованиях на
железнодорожном транспорте. 5 л. 80 к.
Черняк 3. А. Изотопные
датчики «порода — уголь». 4 л.
20 к.
Шарпатый В. А. Радиационная
химия биополимеров. Учебное
пособие для вузов. 10 л. 50 к.
Издательство «Металлур-
г и я»:
Атмосферная коррозия в
промышленном и гражданском
строительстве. Пер. с ием. 20 л.
3 р. 20 к.
Бобкова О. С. Силикотерми-
ческое восстановление
металлов. 10 л. 1 р. 50 к.
Глазов В. М.г Пввлова Л. М.
Химическая термодинамика и
фазовые равновесия
(металлические и полупроводниковые
системы). 24 л. 3 р. 90 к.
Зарубицкий О. Г. Очистка
металлов в расплавленных
щелочах. 10 л. 50 к.
Коррозия. Справочное издание.
Пер. с англ. 75 л. 5 р. 20 к.
Марков В. В. Удобрения и
ядохимикаты из продуктов
коксования. 8 л. 40 к.
Убеллоде А. Р. Расплавленное
состояние вещества. Пер. с англ.
25 л. 4 р.
Физико-химические процессы
производства сверхпроводящих
материалов. 30 л. 4 р. 80 к.
Шлугер М. А., Ажогии Ф. Ф.,
Ефимов Е. А. Коррозия и
зищита металлов. Учебное
пособие для вузов. 12 л. 40 к.
НАГРАЖДЕНИЕ
Указом Президиума Верховного
Совета СССР от 29 июля 1981
года академику А. А. БАЕ8У за
большие заслуги в развитии
биологической науки и подготовке
научных кадров присвоено
звание Героя Социалистического
Труда с вручением ордена
Ленина и золотой медали «Серп и
молот».
В декабре выходит в свет
«ЖУРНАЛ
ВСЕСОЮЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО
ОБЩЕСТВА
им. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА»,
1981, № 6,
посвященный редкоземельным
полупроводникам.
В статьях этого номера рассматриваются проблемы теории,
технология, физико-химические свойства н практическое
применение нового класса материалов, редкоземельных
полупроводников.
Цена номера 2 руб.
Журнал в продажу не поступает. Отдельные номера можно
заказать, оплатив стоимость номера непосредственно
в редакции или выслав ее почтовым (не телеграфным)
переводом с указанием номера расчетного счета редакции -
608211 в Бауманском отделении Госбанка. Организациям
по письму, подписанному руководителем и бухгалтером,
может быть выслан счет для предварительной оплаты
(не менее чем за 10 экземпляров).
Заказы принимаются до 15 ноября 1981 г.
АДРЕС РЕДАКЦИИ: 101000 Москва, Кривоколенный
пер., 12.
43

Живые лаборатории
Опенок
Попав в лес в начале сентября, даже мало
внимательный человек заметит, что пеньки;
прежде одиноко черневшие среди зелени
деревьев, порой одеваются в наряд из
желтовато-коричневых, упругих грибов. Они как
бы знаменуют начало осени. Крепенькие,
плотные эти грибки, растущие на пнях
целыми друзами, называют настоящими осенними
опенками или просто опенками. За опенками
(их часто называют «опятами») отправляются
как бывалые, так и начинающие грибники
практически всей средней полосы нашей
страны.
Русское название «Опенок» вполне
соответствует действительности — он без разбору
поселяется хоть на березовых, хоть на
дубовых, хоть на еловых пеньках. В отличие от
большинства грибов, плодовые тела которых
растут отдельно, опенок тяготеет к
коллективной жизни. Народец этот дружный: где
один — там ищи и пяток, где пяток — там
и десятки.
Если отделить от какой-нибудь друзы опен-
ков индивидуальную особь, то перед вами
предстанет нечто вроде миниатюрного
зонтика с шляпкой 5—10 см в диаметре, в
молодости выпуклой, а затем плоско
распростертой. Коричнево-желтая, иногда с бугорком в
середине, с мелкими бурыми чешуйками,
эта шляпка возносится вверх на непомерно
высокой A0—15 см) и тонкой ножке,
окаймленной белым кольцом. Мякоть опенка
беловатая с легкой желтизной, мягкая и рыхлая,
с приятным «грибным» запахом. Если
надкусить опенок, то можно ощутить кисловато-
вяжущий вкус, который, по-видимому,
сообщается небольшим количеством свободных
уксусной и лимонной кислот. Опенок —
пластинчатый гриб: пластинки поначалу белые,
ближе к зрелости — с буроватыми пятнами.
Это не гниль — просто такая уж особенность
у опенка.
Специалисты-микологи давно уже обратили
внимание, что опенок селится не только на
пнях, подчас его можно найти и среди
кустарников, и на коре деревьев, и среди бурелома.
И если все шляпочные грибы, от белого до
ядовитой бледной поганки, — или верные
друзья деревьев, или же занимают позицию
благожелательного нейтралитета, то опенок—
сущий злодей: его грибница выделяет
токсины, отравляющие деревья. Молодое дерево
опенок губит за 2—3 года, старое — пет за
10. К тому же его грибница поражает ни много
ни мало 200 видов разных диких и
культурных растений.
Так называемые ризоморфы опенка —
темно-коричневые шнуры толщиной 2 —
3 мм — тянутся в земле метров на пять. Пока
опенок находится только вблизи пней, его
ризоморфы, можно сказать, лишь дар мое д-
ствуют; бывает, что они и вовсе не
образуются. Но если ризоморфы, разрастаясь в почве,
доберутся до корней дерева — его дела
плохи: грибница внедряется в глубь дерева
через кору, причем не только через
трещинки в ней, но даже и через неповрежденные
участки. Под корой ризоморфы
сплющиваются и дают веерообразную грибницу.
Конечно, дерево оказывает захватчику
сопротивление. Только шансов отбить натиск у
него очень мало. Защищаясь, дерево
выделяет смолу, которая, застывая, образует
довольно мощные желваки, препятствующие
распространению грибницы. Однако гриб
потихоньку справляется и с желваками, заодно
перехватывая питательные вещества, что
добываются из почвы корнями дерева. Крона
у пораженного дерева становится хилой,
прирост резко снижается, а то и вовсе сходит
на нет. Ослабленное борьбой с опенком
дерево заселяют короеды и прочие вредители,
которые и довершают его гибель.
Так что опенок — создание отнюдь не
идиллическое. И когда знаешь о его
зловредности, то, попав на заросший опенками
участок леса, пребываешь в замешательстве: то
ли осторожно срезать ножом грибы, дабы не
подпортить грибницу, то ли напротив, напрочь
драть их вместе с «корнями» (то бишь с
ризоморфами), которые расползаются поле-
су на все новые и новые деревья?
Говоря о полезности гриба, следует помимо
довольно высокого (как, впрочем, и во всех
шляпочных грибах) содержания аминокислот
и белков, упомянуть о накапливаемом им
витамине РР (никотиновой кислоте), которой
в нем лишь немногим меньше, чем в мясе. В
этом отношении среди прочих грибов опенок
занимает весьма почетное место. Кроме
всего этого, опенок содержит и
микроэлементы, в частности цинк и медь; достаточно съесть
/г*
^г
Ms

100 г грибов, чтобы утолить суточную
потребность организма в этих веществах, играющих
немаловажную роль в кроветворении.
Обычно при заготовке грибов впрок мы
предпочитаем какой-то один способ.
Например, грузди солят, но не сушат. Маслята
предпочитают отправлять в маринад,
шампиньоны — на сковороду, белые же грибы — в
сушку. А вот опенок одинаково хорош как на
сковороде, так и в соленом, маринованном
и высушенном виде. Перед заготовкой впрок
его не нужно отмачивать (как, например,
грузди или волнушки) — достаточно очистить
от лесного мусора, и можно бросать в
кастрюлю или на сковороду. Правда, он теряет
красоту — становится либо
черно-коричневым (при сушке), либо серо-черным (в
маринаде): красящий пигмент его непрочен и
разрушается при любой кулинарной обработке.
В маринаде появляется (особенно при
длительном хранении) еще и слизь. Вероятно,
это происходит из-за частичного расщепления
полимерных молекул и образования
своеобразной «грибной желатины».
И не испортится ли у вас аппетит, если,
лакомясь опенком, вы вспомните, что он
разрушает не только пни, но и живые
деревья
О- ВАСИЛЬЕВ

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ОЛОВЯННЫЙ ТЕТРАЭДР АН I
Способность соединяться с себе I
подобными, свойственная ато- К
мам углерода, попадается и I
среди прочих элементов. Бо- I
лее других к этому склонны I
родственники углерода по 4-й I
группе таблицы Менделеева — I
германий и олово. Например, [
давно известны соли, содержа- I
щие анионы Ge^~~, Sn|—, Sn|~ и I
даже Sn£~. Однако до сих пор I
никто не знал, каково простран- I
ственное строение этих ча- I
стиц. И только в этом году с по- I
мощью рентгеноструктурного I
анализа было установлено, что I
простейшая из них — Sn27 — I
представляет собой правиль- I
ную пирамиду, тетраэдр. Инте- I
ресно, что тетраэдран — сое- I
динение углерода, в котором I
четыре его атома образуют ту I
же фигуру, — удалось получить I *
только недавно после много- I
летних усилий. А вот оловянный I
тетраэдран, оказывается, изве- I
стен уже полвека... I
ТЕЛЕФОН — I
ВНЕ ПОДОЗРЕНИЯ I
Что бы там ни говорили, а I
телефон — вещь полезная, I
можно даже сказать, одно из I
важнейших благ цивилизации. I
И потому понятно волнение I
английских читателей, увидев- I
ших в один прекрасный день I
опубликованный в газете про- I
странный список болезней, ко- I
торые можно приобрести, поль- I
зуясь общественными телефон- I
ными аппаратами. Понятно так- I
же, что медики поторопились I
проверить газетное сообщение: I
в Англии 27 миллионов общест- I
венных телефонов, по кото- I
рым ежегодно происходят око- I
ло полумиллиарда разговоров. I
Были обследованы 153 об- I
щественных и служебных теле- I
фона. При этом не удалось об- I
нарушить никаких патогенных I
бактерий, кроме Staphylococcus I
aureus и (всего лишь в одном I
случае) пневмококков. Коли- I
чество стафилококков оказа- I
лось не больше, чем обычно на I
коже здоровых людей. Эти ми- I
кроорганизмы выживают в те- I
лефонных трубках всего не- I
сколько дней, их перенос на че- I
ловека маловероятен. Нес- I
равненно больше вероятность I
заразиться при обычных кон- I
тактах, включая рукопожатия. I
ВЗРЫВООПАСНЫЙ ТУМАН I
При авариях самолетов обычное I
авиационное топливо выбрасы- I
вается в воздушный поток с I
большой скоростью, дробится I
на мелкие капли и превращает- I
ся в чрезвычайно опасный ту- |
ман. Огонь распространяется в
нем с колоссальной
быстротой — 11 м/сек. Английские
химики испытали новую
присадку к топливу реактивных
самолетов, которая препятствовала
бы образованию пожаро- и
взрывоопасного тумана. С
помощью этой присадки удалось
снизить скорость
распространения огня с 11 до 2 м/сек. Это,
как утверждает журнал "New
Scientist" A981, т. 89, № 1244),
позволяет предотвратить треть
смертельных случаев при
авиационных катастрофах.
Точных сведений о составе
добавки журнал, естественно, не
приводит. Указана лишь ее
марка — "FM-9" и упомянуто,
что это вязкая жидкость
полимерного строения.
НОВОЕ ПЛАТЬЕ АСТРОНАВТА
Новые костюмы для выхода в
открытый космос получили
американские астронавты. Костюм,
как обычно, Состоит из
герметичного скафандра и
соединенной с ним портативной системы
жизнеобеспечения. Верхняя
часть скафандра — рубашка с
жестким каркасом из
стекловолокна. На нем и смонтирована
система жизнеобеспечения.
Внизу — гибкие брюки.
Верхняя и нижняя части
соединяются с помощью кольцеобразного
зажима на груди астронавта.
Каких-либо застежек нет. Под
костюм -надевают белье с
многочисленными трубками для
отвода тепла. К костюму
подсоединяются магистрали
подачи воды, кислорода,
электричества (для обогрева), а также
линии связи. Специальные
мониторы, расположенные спереди,
информируют о малейшей
неисправности в костюме. Ведь
он предназначен и для
аварийных ситуаций. Разработка
нового костюма для астронавтов
продолжалась пять лет.
КТО ДЛЯ КОГО
Кто для кого: продавец для
покупателя или покупатель для
продавца? Эту известную
магазин но-конф л иктную дилемму
напомнила, как ни странно,
статья английского
еженедельника "Farmers Weekly" A981,
№ 1244). Вот выдержка из этой
статьи: «В течение последних
50 лет почвоведы и агрономы
стремились изменять состав
почвы, чтобы сделать ее
пригодной для того или иного
вида растений, и гораздо реже
делали попытки
селекционировать подходящие для того или
иного типа почвы сорта
сельскохозяйственных культур».
46

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
Сейчас положение
меняется — жизнь заставляет: в
сельскохозяйственное
производство, особенно в развивающихся
странах, вовлекаются мало
пригодные для возделывания
культурных растений земли. Почти
четверть поверхности суши
занята почвами, либо слишком
кислыми, либо слишком
щелочными, либо содержащими
слишком много алюминия, либо
сильно обедненными железом,
цинком и другими важными
микроэлементами... Оттого во
многих странах ведут
селекцию применительно к почве.
На Филиппинах, например,
выводят сорта- пшеницы, хорошо
растущие на засоленных и
пересыщенных алюминием
почвах. Устойчивые к избытку
алюминия сорта риса и кукурузы
выведены в Колумбии.
Специалисты считают, что
некоторые растения и сорта могут
приспособиться к тем или иным
неблагоприятным условиям, но
лучше все же не надеяться на
эту природную способность,
а методами селекции развивать
и усиливать ее.
ИГЛОУКАЛЫВАНИЕ
ДЛЯ ТУЧНЫХ
Японский врач Исито Мукаино
утверждает, что можно
похудеть, пройдя специальный курс
иглоукалывания. Своих
пациентов Мукаино колет в ухо — в
найденные им определенные
точки ушных раковин. Эти
уколы воздействуют на какие-то
нервные центры, и у
пациента пропадает ощущение
голода, даже если в течение двух
недель он «кормился» лишь
минеральной водой. В
двухнедельном эксперименте люди,
страдавшие полнотой, после
такой процедуры худели в
среднем на два килограмма.
ХОРОШО ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ
Самый известный каучуконос —
гевея бразильская — хорошо
растет лишь в тропиках. США,
как и другие индустриальные
страны, стремятся сократить
импорт натурального каучука,
который достиг уже почти
800 000 тонн в год. Поэтому
Министерство сельского хозяйства
США намерено вновь развести
на больших территориях
Аризоны, Нью-Мексико, Калифорнии
и Техаса кустарник-каучуконос
гваюлу. Гваюла известна давно,
ее даже выращивали раньше
на специальных плантациях.
Потом забросили. Рост у этого
кустарника в 30—40 раз меньше,
чем у гевеи. Утверждают,
однако, что со временем
натуральный каучук из гваюлы, возмож-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
| но, полностью заменит млечный
сок гевеи.
И ТУТ НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ
Журнал "New Scientist" A981,
т. 89, № 1238) сообщил о
разработке в Канаде солнечных
элементов нового поколения. В
отличие от нынешних,
материалом для них служит
комбинация алюминия, окиси алюминия
и некоего красителя, состав
которого не сообщается.
Сверхтонкие прозрачные слои этих
материалов образуют
миниатюрный сэндвич. Пройдя через
алюминий и его окись, свет
поглощается красителем,
молекулы которого при этом
возбуждаются и начинают испускать
электроны. Собрать их — дело
нехитрое. Все вроде бы просто
и потому надежно. Одно плохо:
к. п. д. у новых солнечных эле-
! ментов в 50 раз меньше, чем
! у традиционных. Оттого, хотя
| материалы для них достаточно
дешевы, новому поколению,
возможно, долго придется хо-
: дить в коротких штанишках...
ТЕМПЫ УСКОРЯЮТСЯ
Идет к концу третье
десятилетие атомной энергетики. На-
, помним: первая в мире
I АЭС — в Обнинске, под
Москвой — была пущена в июне
I 1954 года. С тех пор
построено в разных странах 240
атомных электростанций общей
мощностью 134 872 мегаватта.
В прошлом году в строй
действующих вступили 13 АЭС,
в этом году — по данным
журнала «Nuclear News»
A981, № 2) — вступят 34.
Атомная энергетика набирает
темпы.
ОМАГНИЧЕННОЕ ВИНО
Одна из основных операций
в виноделии — осветление
сусла перед брожением; занимает
она обычно сутки или чуть
меньше. Намного ускорить дело
позволила специалистам из НИИ
виноградарства и виноделия
Дагагровинпрома магнитная
обработка сусла: оказалось, что
под действием
электромагнитного поля напряженностью
130—560 кА/м эффективного
осветления можно добиться
всего за три часа.
Утверждают даже, что такая
обработка улучшила и
вкусовые качества вина: как сообщает
журнал «Виноделие и
виноградарство СССР» A981, № 2),
«омагниченное» сухое вино
получает на дегустациях
оценки на 0,3—0,4 балла выше, чем
контрольные образцы.
47

Вещи и вещества
Водяная изоляция
Член-корреспендент АН СССР
Д. Д. РЮТОВ,
доктор технических наук
В. А. ЦУКЕРМАН
О том, что вода — вещество
обыкновенное и вместе с тем
необыкновенное, «Химия и жизнь» не раз
рассказывала своим читателям. Человек знаком
с нею с тех самых пор, как стал
человеком, однако и сегодня в науке
и технике то и дело возникают новые
области ее применения. Наш рассказ
посвящен одной из таких областей,
в которой вода используется как
изолирующая среда для высоких
импульсных напряжений.
Важнейшие характеристики изол ято-
ров — электрическая прочность,
диэлектрическая постоянная и граничная
частота. Электрическая прочность
определяется напряженностью поля, при
которой происходит пробой изолятора.
Диэлектрическая постоянная
показывает, во сколько раз увеличится емкость
конденсатора, если , в пространство
между его обкладками поместить
изолятор. Граничная частота характеризует
способность диэлектрика сохранять
свои свойства при быстрых изменениях
электрического поля.
Диэлектрическая постоянная вакуума
равна единице. Почти так же мала она
у газов. Для большинства жидких и
твердых изоляторов диэлектрическая
постоянная больше — от 2 до 8r a
у сегнетоэлектриков достигает
несколько тысяч. К сожалению, эти вещества
из-за низкой электрической прочности
не могут работать на высоких частотах.
Есть, правда, еще полярные жидкости.
Их молекулы — миниатюрные
диполи — легко ориентируются в
направлении электрического поля.
Диэлектрические постоянные таких веществ велики
(у этиленгликоля, например, — 38,
а у глицерина — 40).
Вода тоже относится к полярным
жидкостям и обладает еще большим
значением диэлектрической
постоянной — 81, причем это свойство вода
сохраняет и при очень высоких
частотах, вплоть до 109 Гц, в то время,
как, например, для глицерина
граничная частота на два порядка меньше.
И тем не менее до середины 60-х
годов в конструкциях мощных
высоковольтных устройств в качестве
диэлектрика предпочитали использовать не
воду, а трансформаторное масло или
газообразный гексафторид серы SF6.
Дело в том, что вода, о которой
мы все время говорим как об
изоляторе, на самом деле представляет
собой хоть и плохой, но проводник
электричества. Сопротивление
сантиметрового столбика водопроводной
воды составляет от одного до пяти
килоом, дистиллированной — до
300 кОм. В основном — это известно
любому школьнику — проводимость
воды объясняется диссоциацией
растворенных в ней солей. Но и полностью
очищенная от примесей вода проводит
электрический ток: часть молекул
самой воды диссоциирует на ионы.
Теоретический предел удельного
сопротивления воды 20—30 МОм • см.
Конденсатор, заполненный такой идеальной
водой, практически полностью
разрядится менее чем за 100 микросекунд.
Казалось бы, это обстоятельство
перечеркивает те заманчивые
преимущества воды, о которых рассказано
выше.
Однако с развитием импульсной
техники интерес к воде — диэлектрику
возник вновь. Когда длительность
электрического импульса (импульса
напряжения) не превышает микросекунды,
то потерями, обусловленными
проводимостью воды, можно пренебречь.
Более того, при коротких импульсах
электрическая прочность воды
увеличивается, становится даже больше,
чем у трансформаторного масла...
Благодаря большим значениям
диэлектрической постоянной воды (при
больших величинах рабочей
напряженности поля) можно было создать
компактные импульсные накопители
электрической энергии. Всего в одном
литре воды (при рабочей напряженности
электрического поля 300 кВ/см) можно
запасти энергию 320 Дж. Это в 32 раза
больше, чем в том же объеме
трансформаторного масла.
48

_L *JL J_P'J_p/_Lr«
VJ^Lx
Схема импульсного
ускорителя с водяной изоляцией.
Цифрами на рисунке
обозначены: I — генератор
импульсных напряжений (ГИН)?
2 — анионит, 3 — катионит.
4 — вода.
Конденсаторы С через
резисторы R соединены
параллельно и заряжены
до напряжения LJ. После
пробоя разрядника Р, на
остальных разрядниках Р
возникает перенапряжение.
Они пробиваются и
соединяют конденсаторы С
последовательно.
На выходе ГИН появляется
импульсное напряжение
n(J. Внутренний электрод
накопителя через проходной
изолятор заряжается до
того же напряжения.
С помошью водяного
разрядника накопитель
подключается к г
ускорительной трубке.
Пучок ускоренных
электронов выводится
через тонкое окно в аноде.
Первые попытки реализовать
описанные выше потенциальные возможности
воды в электротехнике были
предприняты в нашей стране по инициативе
директора Института ядерной физики
СО АН СССР академика Г. И. Будкера.
Начинала работу группа молодых
физиков — В. М. Лагунов, Ю. Е. Нестери-
хин и В. М. Федоров. Конечной их
целью было создание принципиально
нового накопителя энергии, в котором
в качестве диэлектрика работала бы
вода. Задача вроде бы ясная, но
решить ее ' мешало множество
препятствий, очевидных и неочевидных.
В частности, серьезной проблемой
оказались растворенные в воде газы.
Их пузырьки неизменно появлялись на
поверхности высоковольтных устройство
и вызывали самопроизвольный
электропробой. Слишком большая энергия
была заключена в замкнутом объеме,
а в этих условиях действие гидроудара,
возникающего при электропробое
воды, разрушительно.
Или другой вопрос: как разместить
в воде твердые изоляторы
(органическое стекло, полиэтилен),
поддерживающие электроды и отделяющие
воду от вакуумированных узлов? Из-за
большой разницы в величине
диэлектрической проницаемости воды и
твердых изоляторов, на их поверхности
происходит резкий «излом» силовых
линий электрического поля, что
приводит к появлению опасных местных
перенапряжений.
Все эти (и многие другие) трудности
успешно преодолены. Еще в 1965 году
в Институте ядерной физики СО АН
СССР был запущен первый импульсный
генератор тока с водяным
диэлектриком на напряжение 200 кВ.
Особенно важно было получить в
далеких от стерильности условиях
высоковольтного эксперимента воду
нужной чистоты. И это тоже было сделано.
Обычную или дистиллированную воду,
предварительно очищенную на
фильтре от твердых примесей, отправляли
затем в вакуумную камеру, чтобы
удалить растворенные газы.
Органические вещества поглощались в
заполненных активированным углем
колонках. От растворенных.в воде солей
49

избавлялись тоже в колонках, но с
ионообменными смолами — примерно
так, как это делается при опреснении
морской воды.
Спустя пять лет после пуска первого
генератора в лаборатории одного из
авторов этой статьи начал работать
импульсный ускоритель электронов
с водяным накопителем на напряжение,
измеряемое уже не кило-, а мега-
вольтами. В конце того же года
появились первые сообщения о создании
импульсных электронных ускорителей
с водяной изоляцией в США.
Американские физики назвали свой первый
ускоритель «Гэмбл», что переводится
на русский язык как «игра,
рискованное дело»: немногие за океаном в
то время верили в реальность
использования воды в импульсной технике.
Работа сильноточных импульсных
ускорителей в известной степени
напоминает действие многоступенчатой
ракеты при выводе спутников на
околоземную орбиту. Первая ступень, первая
стадия работы — зарядка постоянным
напряжением около 100 кВ большого
числа обычных бумажно-масляных
конденсаторов. Это будущий ГИН —
генератор импульсных напряжений.
Вторая ступень — включение разрядников
ГИН и зарядка водяного конденсатора
до напряжения в несколько мегавольт.
Обычно этот процесс продолжается не
дольше миллионной доли секунды. При
определенных условиях электрическая
энергия, запасенная в конденсаторах
ГИН, полностью передается в водяной
накопитель. Третья ступень — пробой
искрового разрядника и формирование
импульса напряжения на электродах
ускорительной трубки. Небольшие
размеры водяного конденсатора
позволяют сформировать импульс
длительностью всего в 30—50 наносекунд
A не — 10"9 с, одна миллиардная
доля секунды). В этот миг величина
тока ускоренных релятивистских
электронов достигает сотен тысяч ампер.
Нетрудно подсчитать, что в таких
ускорителях развиваются огромные
мощности. Еще в первом советском
импульсном ускорителе при токе мощ-
электронного пучка 200 кА и
ускоряющем напряжении 3 MB пиковая
мощность составляла 0,6 ТВт A ТВт — 10,й Вт,
миллиард киловатт). Это в десятки
раз больше стартовой мощности
космической ракеты. Правда, развивается
она лишь на 3 стоми л ионные доли
секунды... Оттого всей энергии,
переносимой столь мощным электронным
пучком, едва хватило бы для горения
обычной — в 100-ватт —
электрической лампочки в течение трех минут.
Однако для исследовательских целей
эти быстролетные, но очень мощные
импульсы чрезвычайно важны.
Работы по созданию импульсных
ускорителей с водяной изоляцией в нашей
стране приобрели широкий размах.
«Акваген», «Вода 1—10», «Нева»,
«Нептун», «Тритон» — вот далеко не
полный перечень таких ускорителей.
В ускоренном пучке электронов
ускорителя «Ангара» получены токи в
миллион ампер. Цифра впечатляющая,
но читатель-неспециалист вправе задать
вопрос: а зачем это нужно, где
применяются импульсные ускорители?
Прежде всего, они нужны для
исследований в области управляемого
термоядерного синтеза. Одним из
направлений этой многогранной
проблемы считают нагревание мишени,
содержащей изотопы водорода
(дейтерий и тритий), мощным пучком
заряженных частиц. Специалисты полагают,
что когда удастся достичь мощности
пучков в 100 ТВт, можно будет надеятся
на осуществление «нулевого цикла»
термоядерной реакции, т. е. условий,
когда вырабатываемая энергия покроет
расходы энергии на нагрев смеси
дейтерия и трития.
Мощные импульсные ускорители с
водяной изоляцией находят
применение и в других, подчас неожиданных
областях техники и технологии. На их
основе созданы мощные СВЧ-генерато-
ры, применяют их и для «накачки»
мощных квантовых генераторов.
Короткие и мощные вспышки тормозного
рентгеновского излучения, получаемые
на подобных ускорителях, используют
при изучении радиационной стойкости
материалов, применяемых в
существующих атомных и будущих термоядерных
реакторах. На очереди — приход
импульсных ускорителей электронов в
медицинские исследования, и нет
сомнений, что в дальнейшем область
применения подобных полезных устройств
будет еще больше расширяться.
50

Вещи и вещества
По волнам
и под волнами
Пожалуй, нет такого груза, который
когда-нибудь не транспортировался бы
морем. Даже знаменитые рога и копыта
были во времена Ильфа и Петрова
важным экспортным грузом Одесского
торгового порта.
Почти до конца прошлого века на
морях господствовали сухогрузы.
Гребные, парусные, паровые суда везли
ящики, тюки, мешки. Если же попадался
жидкий груз, то его заключали в амфоры
или бочки, после чего как груз он уже
проходил по «сухому» разряду. Во
второй половине XX века первенство —
и по тоннажу, и по количеству —
перешло к танкерам и
кораблям-гибридам : нефтерудовозам и нефтеуглеру-
довозам различных конструкций. В наши
дни в «Регистр судоходства Ллойда»
внесено около 10 000 танкеров.
ПЛАВУЧИЕ БАКИ
Слово «танк» в переводе с английского
означает бак, резервуар, цистерну.
В нефтеналивных судах, называемых
танкерами, возят не только нефть и
нефтепродукты, но и пресную воду,
молоко, ' вино, патоку, растительное
масло.
Есть сведения, что первое
нефтеналивное судно перевозило нефть по
Каспию еще в 1873 г. Это была
деревянная парусная шхуна «Александр».
А первое нефтеналивное железное
судно (там же, на Каспии) называлось
«Зороастр». Грузоподъемность его
была 250 т — немалая по тем временам
A878 г.). Спустя сто лет на долю
танкеров приходилось более 80% суммарной
грузоподъемности строящихся во всех
доках мира торговых судов (в этот
подсчет вошли лишь корабли
грузоподъемностью больше 2000 т каждое).
На современных танкерах
устанавливают паротурбинные и дизельные
двигатели, все нефтеналивные суда
оснащаются совершенными системами
предупреждения и тушения пожаров,
мощными насосами, некоторые —
устройствами для подогрева грузов.
Танкеры — однопалубные корабли,
а вот подпалубное пространство любого
танкера всегда «многосекционное».
Оно разделено продольными и
поперечными перегородками на несколько
танков — резервуаров для жидкого
груза и балластной воды.
Размеры современных танкеров
иногда устрашающи: длина — 400 м
(спрямленная беговая дорожка
стадиона!), ширина — больше 60, осадка —
без малого 30, а высота борта,
/естественно, еще метров на пять больше.
51

Сегодня танкеры перевозят свыше
половины добытой в мире нефти, в том
числе и нефти с морских промыслов,
разрастающихся стремительно...
Нам рассказывал капитан, которому
не раз приходилось вести свой
теплоход неподалеку от буровых вышек в
Северном море: «Впечатление такое,
будто после длительного ночного
путешествия по неосвещенной
проселочной дороге, где лишь изредка
мелькнет огонек встречной машины,
вдруг въезжаешь в город. Огни по
всей длине трассы. Но при этом
судоводителю нужно быть все время начеку.
Когда проходишь сквозь строй
плавучих буровых, да еще в волнующемся
море, все может быть. К тому же пламя
факелов от газовых выбросов
затрудняет движение и ориентировку. Даже
в хорошую погоду капитаны не уходят
с мостика, пока теплоход не выберется
из лабиринта морских вышек»...
ПЛАВУЧИЕ ПРИИСКИ
Около ста государств ведут поиски
нефти и газа на шельфе, на глубинах
Так прокладывают подводные трубопроводы
(верхний снимок — в момент
отчаливания, нижний — в открытом
море). Обозначения: I — судно-трубоукладчик,
2 — барабан. 3 — кормовой клюз.
4 — труба
Устройство многослойного подводного
трубопровода: снаружи пластмассовая
труба, затем два слоя витой стальной
проволоки, промежуточная пластмассовая
труба стальной каркас н внутренняя
опять же пластмассовая труба. На схеме
чередование этих слоев показано справа
налево
стальной каркас
нз Z-образиой спирали
стальная броня из 2-х слоев
витой проволоки
внутренняя
пластмассовая
труба
промежуточная пластмассовая
труба
внешняя пластмассовая труба

до 300 метров. Или уже добывают
горючее из-под воды. Ежегодно бурят до
десяти тысяч скважин на шельфе. По
оценкам зарубежных специалистов,
мировые запасы шельфовой нефти больше
100 млрд. т. Однако найти морские
залежи и пробиться к ним сквозь толщу
воды и грунта — это лишь часть задачи.
Мало добыть нефть, важно еще и
доставить ее на берег: там и
нефтеперерабатывающие заводы, и большинство
потребителей.
Добытую в море нефть перекачивают
в стальные подводные нефтехранилища
емкостью в десятки тысяч кубических
метров. Заполняют и опорожняют
емкости в строго определенной
последовательности: нефть из скважины
поступает в подводное
нефтехранилище постепенно, вытесняя из него
морскую воду, а когда надо перекачать ее
в танкер, то происходит обратный
процесс: вода занимает место нефти.
Конструкции хранилищ все время
совершенствуются.
В Японии, например, разработано
многосекционное сейсмостойкое пла-
Укладка «матраца» для подводного
нефтепровода
вучее нефтехранилище, рассчитанное
на 30-метровую глубину. Оно способно
вместить 6 миллионов кубометров.
Хранилище состоит из нескольких огромных
резервуаров, разделенных на отсеки,
каждый из которых рассчитан на 90
тысяч кубометров. Нефтехранилище
крепится к подводным сваям.
Есть и другие оригинальные
конструкции. На дне Персидского залива
установлено сооружение, напоминающее
огромную тюбетейку (диаметр 75,
высота 24 м). Хранилище-тюбетейка
«сшито» из железобетона толщиной 1,2 м
да еще «украшено» стальной
облицовкой. Держится на грунте это
устройство с помощью свай.
Из хранилищ морская нефть
поступает в плавучие причалы —
десятиметровые в диаметре стальные бочки. К ним,
обязательно носом, швартуются танкеры
водоизмещением до 200 000 тонн. При
такой швартовке судно разворачивается
на волне, как флюгер, не подставляя
борта под удары волн. Однако и этот
прием не позволяет танкерам забирать
нефть с плавучих причалов во время
шторма.
Строить подводные нефтехранилища
дорого; зависеть от метеоусловий —
туманов, штормовых волн и ветра —
53

в равной степени досадно и накладно.
К тому же танкерный флот из-за аварий
и неизбежной промывки танков
ежегодно сливает в Мировой океан около
2 млн. т нефти и нефтепродуктов. По
этим причинам нефтеносный шельф (и
не только шельф) все чаще покрывается
сетью подводных нефтепроводов.
Есть два способа строительства
подводных магистралей: соединение
отдельных плетей, которые сваривает на
дне водолаз, и прокладка непрерывных
линий судами-трубоукладчиками.
Палуба такого судна служит плавучей
сварочной площадкой, где отдельные, обычно
двадцатиметровые секции
последовательно привариваются к наращиваемому
концу трубопровода. Сооружение
подводных трубопроводов связано с
решением многих технических проблем. О не-
которых из них стоит рассказать под-
робнее.
ПЛАВУЧИЕ КАТУШКИ
Хотя для изготовления подводных
нефтепроводов используют только
высококачественную сталь, волнение моря
приводит к обрывам плетей и появлению
трещин в отдельных трубах. Куда
удобнее было бы собирать морские
трубопроводы не из двадцатиметровых
отрезков (сварные швы — слабое место, да
и сварка в открытом море
затруднительна), а из более длинных. . . Первый
опыт подобного строительства был
накоплен еще 37 лет назад.
Лето 1944 года. 6 июня был, наконец,
открыт второй фронт. Армада судов
доставляла из Англии на материк войска,
боеприпасы, машины. Истребители
союзников плотным воздушным щитом
прикрывали суда. Гитлеровская авиация,
потерявшая мощь над просторами
России, ограничивалась наблюдением с
предельной высоты: «мессершмиты»
прятались за облака, избегая схваток. . . И
вдруг один из них круто спикировал
вниз. Пренебречь опасностью
гитлеровского аса заставило непонятное
зрелище: по морю плыла катушка —
размерами с пароход. Только спустившись к
воде, летчик разглядел идущие вперед
буксирные тросы и сходящую с катушки
масляно поблескивающую нитку,
исчезавшую в волнах. ..
Армии нужно горючее. Задолго до
начала боевых действий в Нормандии
англичане создали на своем южном
побережье разветвленную сеть
подземных трубопроводов, которые
заканчивались в укромных бухточках внутри
незаметных рыбацких лачуг. Впрочем,
сделаны эти «лачуги» были из
железобетона. Внутри них помещались
высоконапорные насосы и пульты управления.
В холмах возле бухточек
располагались цистерны, замаскированные под
скирды и сараи. Все это делалось ради
одного — связать Англию и материк
бензопроводами.
Для прокладки их и были созданы
исполинские катушки. На каждую можно
было намотать до 120 километров 75-
миллиметровой стальной трубы. Каждая
катушка диаметром в трехэтажный дом
имела фланцы в полэтажа и весила 270
тонн. Не удивительно, что им, как и
судам, присвоили собственные имена.
Для намотки труб на эти катушки была
построена специальная пристань —
фактически исполинский станок. Катушку на
плаву устанавливали на специальные
выступы-кронштейны, затем на зубцы
фланца надевали подобие велосипедной
цепи, приводимой в движение мощной
лебедкой. (Эта цепная передача долгое
время была крупнейшей в мире.)
Головной конец трубы зажимали в
клиновом зажиме. Вращаясь, катушка
наматывала трубу. Специальное устройство-
трубоукладчик (размерами с легковой
автомобиль) разъезжало вдоль катушки
по помосту. Как только одна секция
тРуб длиною более километра
наматывалась, к ее концу приваривали
другую секцию, и намотка продолжалась
день и ночь непрерывно под шум
моторов, лязг цепей и перекрывавший все
звуки скрежет изгибаемого металла.
Более 1300 т труб было намотано
таким образом на гигантские катушки.
Затем в катушку «запрягали» три
парохода типа знаменитого «Либерти», и она
отправлялась в плавание, разматываясь
на ходу. В каждом таком рейсе
прокладывали одну нитку трубопровода, а
всего было совершено восемь рейсов.
Катушки-исполины снабдили топливом
примерно половину всех войск
союзников во Франции.
Но вот вопрос: почему потребовались
катушки столь внушительных размеров?
Главным образом не из-за того, что
нитка на них была толстой,
75-миллиметровой. Ведь вторую половину топлива
перекачивали по трубам того же
диаметра, но свинцовым, с оплетками из
стальной проволоки, просмоленного
каната и промасленной бумаги. Большая
гибкость таких труб позволяла
сворачивать их в трюмах и подавать за борт
обычных судов с барабанов диаметром
всего 1,8 метра. А вот для стальных
труб приходилось брать исполинские
катушки. Ведь что происходило при
изгибе? Наружная часть трубы,
естественно, растягивалась, утончалась, а
внутренняя, наоборот, сжималась и становилась
толще. Кстати, именно эти микропереме-
54

щения кристаллов и вызывали скрежет
при изгибе.
Сталь, идущая на трубы, хорошо
растягивается, и потому появление трещин
в наружной части трубы практически
исключено. А вот сжатая часть иногда
не выдерживает напора и образует
волны-гофры. В трубопроводе они
недопустимы, ибо из-за них резко
уменьшается прочность труб и столь же
значительно увеличивается сопротивление
движению в них жидкостей.
Все это — дело прошлое. Об
исполинских катушках вспомнили в наши
дни, когда с каждым годом растет
добыча нефти и газа на морских
месторождениях. Но использовать метод
размотки с гигантских катушек казалось
нереальным, так как сегодняшние
нефтепроводы делают из труб намного большего
диаметра, чем-у бензопроводов
военного времени. Однако, улучшив качество
стали, сделав процесс намотки труб
более равномерным, инженеры смогли
решить и эту проблему. С борта
самоходного судна «Арахна», названного так по
имени искусной древнегреческой
ткачихи, уже проложены несколько сотен
миль трубопроводов. Сложный
механизм позволяет намотать на катушки
до 90 километров труб диаметром от
100 до 400 мм. При укладке
нефтепроводов на дно барабан непрерывно
вращается, укладывая трубы на глубину до
300 м со скоростью до двух узлов, т. е.
с нормальной скоростью пешехода.
ЗАЧЕМ НУЖЕН
ПОДВОДНЫЙ МАТРАЦ
Морская вода коррозионно активна. -
Страдают трубопроводы и от
биологической коррозии. Потому мало
проложить подводный нефтепровод, его
еще надо и защитить. Трубопроводы
пеленают пластмассовыми лентами,
наносят на металл битумные, эпоксидно-
пековые и другие покрытия.
В последнее пятилетие на морских
нефтепромыслах появились и пластмас-
сово-стальныё трубопроводы. Между
полимерными концентрическими трубами •
проходит каркас из стальной спирали,
воспринимающей давление. А
химически стойкий пластик, чаще всего
полиамид, защищает подводный гибрид от
коррозии и механических повреждений.
Есть и чисто пластмассовые
трубопроводы, по которым нефть подается от
скважин к центральной буровой. Они же
иногда связывают дно моря с
поверхностью. Однако в основном магистрали
подводных трубопроводов
выполняются пока из металла. А раз так, его надо
защищать и от придонных течений, и от
глубинных волн, размывающих ил и
песок, и от разрушительной коррозии.
Для защиты морских трубопроводов
их укладывают в траншеи или
покрывают защитным слоем так называемой
каменной наброски — попросту говоря,
засыпают камнем и бетонными блоками.
Опыт показал, что второй способ защиты
значительно дешевле. Однако для того
чтобы эта «броня» сама не погрузилась
в ил и песок, пришлось укладывать
камни на специальный «матрац» из
связанных прутьев или — что лучше —
негниющих синтетических волокон.
Подобным же матрацем закрывают
трубопровод и сверху, и лишь затем
засыпают камнем. Правда,
многоступенчатость этой операции позволяет волнам
и течению разрушать и комкать
сооружаемый матрац. Это уменьшает эффект.
Потому подстилку из отдельных
волокон решили заменить гигантским
полотнищем из полипропиленовой ткани
длиной до 200 и шириной до 30 м.
Это полотнище — сложное
инженерное сооружение. Обычный холст волны
скомкают без труда. Поэтому полотнище
еще на земле (на специальном станке)
превращают в «ложе факира». 'Больше
70 000 пластиковых штырей торчат из
каждого полотнища. А затем на эти
штыри наращивают около 18 000 блоков
из специального быстротвердеющего
бетона. «Матрац» по участкам проходит
через специальную термокамеру, после
чего его наматывают на плавучий
барабан диаметром 10 м, и буксиры отводят
катушку к месту укладки.
Размотка такого гиганта требует
сложной техники. Матрац разматывают с
помощью специального плавучего
агрегата. Хвостовая часть матраца ложится
на дно лишь после того, как он
полностью сошел с барабана. . .
Катушки, плывущие по морю, не только
помогают получить горючее со дна. Два
года назад в нашей стране был
предложен оригинальный способ подъема
затонувших судов. Его главное
действующее лицо — корабль, на борту которого
установлен многосекционный барабан.
На каждой секции намотан трос, идущий
на морское дно к погибшему судну.
Крепить тросы, естественно, легче, чем
понтоны. Гигантская плавающая лебедка
позволит поднимать из глубин суда
весом в десять-двенадцать тысяч тонн.
В. А. ЛОБАНОВ,
/И. /И. НЕЙДИНГ,
Р. М. КОРОТКИЙ
55

Краска
сверхдлительного
действия
Обрастание — давний враг моряков,
борьбу с которым они ведут вот уже
почти 7000 лет. Толстый слой морских
организмов, поселившихся на корпусе
судна, действует как настоящий тормоз,
«съедая» до половины мощности
судовых двигателей. Рыболовный траулер,
потеряв из-за обрастаний 2—4 узла
хода, не добирает продукции на 30—
50 тыс. руб. в год; из шести обросших
сухогрузов один работает только на
компенсацию потери хода пятью
другими. А для военных кораблей падение
скорости может оказаться смерти
подобным в самом прямом смысле
слова...
«НИКУДА НЕ ГОДНАЯ» КРАСКА
Самое надежное средство борьбы с
обрастанием — окраска подводной
части судов необрастающими красками,
которые содержат вещества, ядовитые
для оседающих на корпус личинок
организмов-обрастателей.
В нашей стране до последнего
времени чаще всего использовалась для этого
необрастающая краска ХВ-53. Ее
пленкообразующая основа состоит из
нерастворимых в воде перхлорвин ильных
соединений и небольшого количества
канифоли. А в качестве яда в нее входят
закись меди, окись цинка и соединение
мышьяка — фенарсазин. Наносить эту
краску на корпус судна полагается в
два слоя, общей толщиной 90—110 мкм.
Максимальный срок ее защитного
действия по нормам — 18—24 месяцев, после
чего судно подлежит докованию,
очистке от обрастаний и перекраске.
Однако многие считают, что краска
ХВ-53 столько времени работать не
может. Это мнение как будто
подтверждается фактами. Например, траулеры
«Азчеррыбы» начали обрастать
сразу же после спуска на воду и уже через
полгода были вынуждены доковаться
для очистки от обрастаний —
преимущественно за рубежом, где находятся
основные районы их лова. Одно такое
докование обходится в несколько
тысяч рублей валютой. В конце концов
краска ХВ-53 была снята с производства.
Но справедливо ли мнение о низком
качестве этой краски?
Есть другие факты, которые ему явно
противоречат. При доковании даже
сплошь обросших раньше срока судов
всегда можно заметить четко
выделяющиеся на фоне обрастаний необросшие
участки (см. фото 1). Между тем эти
участки были покрыты той же краской
ХВ-53. А на некоторых судах,
окрашенных этой краской, многие участки не
обрастают значительно дольше, чем
даже предусмотрено нормами.
Например, рефрижератор «Комиссар Полу-
хин» (Мурманск) плавал без докования
28 месяцев, траулер «Евпатория»
(Севастополь) — 43 месяца, танкер «Герои
Бреста» (Одесса) — даже 56 месяцев,
то есть без малого пять лет! Во всех этих
случаях при доковании обнаруживалось,
что краска еще сохранила токсичность
и могла бы защищать от обрастания
и дальше.
В чем же дело? Почему в одних
случаях краска ХВ-53 не выдерживает и
положенных ей 18—24 месяцев, а в
других — на протяжении 4—5 лет сохраняет
свои защитные свойства?
На первую часть вопроса ответить
нетрудно. Преждевременное
обрастание вызывается, по всей видимости,
нарушениями технологии окраски,
которые, к сожалению, весьма
распространены на наших судоремонтных
заводах. А нарушение технологии может
свести на нет достоинства любой, даже
самой лучшей краски.
Ну, а сверхдлительная работа краски
ХВ-53 — чем объясняется она?

-%*--■
1
Пятно необрос шей и сохранившей
токсичность краски ХВ-53 через 56
месяцев эксплуатации на танкере «Герои
Бреста»
ПЯТЬ ЛЕТ БЕЗ ОБРАСТАНИЯ
Все необрастающие краски делятся на
два класса. Одни — краски контактного
действия — имеют нерастворимую
основу. Яд содержится в них в виде зерен,
соприкасающихся друг с другом, и
понемногу переходит в воду — сначала
из тех зерен, которые расположены
у самой поверхности, а потом из все
более нижележащих; при этом на
поверхности пленки постепенно
образуется инертный слой, состоящий только
из нерастворимой основы — весь яд
там уже израсходован. По мере
образования такого слоя выщелачивание яда
из глубины пленки все больше
затрудняется, и когда его толщина
приближается к 50 мкм, скорость выщелачивания
оказывается недостаточной для
отравления оседающих личинок организмов-об-
растателей. Тут-то покрытие и начинает
обрастать, сколько бы яда ни оставалось
в нижележащих слоях краски. Поэтому
увеличивать толщину пленки таких
красок бессмысленно — разве что в расчете
на то, что в ходе эксплуатации покрытие
будет периодически подвергаться
реактивации, то есть будет механически
счищаться инертный слой, обнажая
нижние, содержащие яд слои; но эта
сложная операция в промышленных
масштабах еще не применяется.
Таким образом, главный недостаток
красок первого класса — короткий срок
работы, не превышающий 18—24
месяцев. Преимущества же их — гладкость,
прочность, простая технология
нанесения.
У красок второго класса
пленкообразующая основа состоит главным
образом из канифоли, которая растворяется
в морской воде, а также разрушается
поселяющимися на поверхности краски
бактериями. В ходе эксплуатации пленка
такой краски постепенно становится все
тоньше — при этом обнажаются все
новые зерна яда и скорость его
поступления в воду остается неизменной.
Длительность действия таких красок зависит
от толщины их пленки и в принципе
неограниченна, а практически достигает
4 лет. Это их преимущество перед
красками первого класса; однако
широкого применения они не нашли из-за
неудовлетворительных механических
свойств и сложности технологии их
нанесения. Поиски краски, которая
совмещала бы достоинства обоих классов,
идут во всем мире, но пока, насколько
нам известно, успехом не увенчались.
Краску ХВ-53 нормативные документы
относят к первому классу, определяя
предельную толщину ее покрытия и
запрещая наносить ее более чем в два
слоя, а максимальный срок ее службы
ограничивая 18—24 месяцами.

2
Траулер «Александровен» после 30 месяцев
эксплуатации: слева — подводный борт,
крашенный краской ХВ-53 по усиленной
схеме, предложенной автором; справа —
подводный борт» крашенный той же краской
по обычной схеме
Однако результаты экспериментов,
в которых краска ХВ-53 наносилась не
в два, а в три слоя, показывают, что ее
защитные возможности значительно
выше, чем у обычных красок первого
класса. Так, в стендовых испытаниях,
начатых автором в мае 1976 года,
участки пластин, окрашенные в три слоя,
так и не обросли до сих пор (к весне
1981 г.), то есть почти за шестьдесят
месяцев, и когда они обрастут,
неизвестно — эксперимент продолжается.
Правда, на стенде, установленном
неподвижно, необрастающие краски всегда
работают дольше, чем на корпусе судна
в условиях эксплуатации. Но и на судах
трехслойное покрытие сохраняет
защитные свойства гораздо дольше, чем
двухслойное. Например, на траулере
«Александровен» (Находка) такое покрытие не
обросло за 30 месяцев работы; при этом
оно сохранило токсичность и могло бы
еще работать (см. фото 2).
Подобная возможность
сверхдлительной работы краски ХВ-53 до сих пор
категорически отвергалась всеми
инструкциями и правилами и почти всеми
авторитетами.
КАК ЖЕ РАБОТАЕТ
КРАСКА ХВ-53!
По-видимому, сверхдлительную работу
утолщенной пленки ХВ-53 можно
объяснить только тем, что в результате
постоянного разрушения ее поверхности (этот
факт обнаружен нами в упомянутых
стендовых испытаниях) происходит
реактивация, значительно продлевающая
58
срок ее работы по сравнению с
обычными красками контактного действия.
Самопроизвольное обновление
поверхности красок — давно известное
явление. Но обычно оно связывалось
с химическим взаимодействием краски
и морской воды или же с механической
эрозией от трения о воду. Наши же
эксперименты позволяют предположить,
что наиболее важную роль здесь играют
электрические явления.
Механизм этого процесса нам
представляется так. Как только поверхность,
покрытая краской ХВ-53, попадает в
воду, начинается выщелачивание из краски
яда и частиц растворимой в воде
канифоли. Через некоторое время,
действительно, образуется лишенный токсина
инертный слой, состоящий только из
нерастворимой пленкообразующей
основы — матрицы краски. Но дальше,
по нашему мнению, начинают идти
процессы, не укладывающиеся в
представление о ХВ-53 как о краске первого
класса — только контактного действия.
Матрица этой краски, как и
большинство полимерных структур, состоит из
беспорядочно расположенных волокон
полимера. В воде матрица приобретает
электрический заряд; поскольку все
волокна заряжены одноименно, между
ними возникают кулоновские силы
отталкивания. Расстояния же между
элементами, зависящие, очевидно, от
размеров частиц канифоли, которые между
ними находились, так малы, что эти силы
(они, как известно, обратно
пропорциональны квадрату расстояния между
зарядами) оказываются достаточными,
чтобы разрушать наружный
выщелоченный слой краски по мере его
образования и обнажать более глубокие слои,
содержащие яд. Подобный механизм
самореактивации подтверждается
нашими экспериментами: увеличение
потенциала красочного слоя, создаваемое,
например, действием системы электро-

химической защиты от коррозии,
усиливает разрушение слоя краски.
Таким образом, инертный слой,
возникающий на поверхности краски ХВ-53,
разрушается по мере своего
образования, и ничто не препятствует выделению
яда из все более глубоких слоев краски.
Из этого следует, что утолщение
слоя краски ХВ-53 не только не
бесполезно, но должно приводить к
значительному увеличению срока ее службы,
на всем протяжении которого до тех
пор, пока толщина пленки не станет
меньше определенной величины
(вероятно, около 50 мкм), токсичность
покрытия и скорость выщелачивания из него
яда будут оставаться постоянными, как
у красок второго класса.
Исходя из этого предположения,
можно объяснить и приведенные выше
факты сверхдлительной работы отдельных
участков краски ХВ-53. По очертаниям,
величине и расположению этих не
обросших за 2, 3 и даже 4 года участков
видно, что это попросту чересчур
жирные, не растушеванные маляром мазки
краски! Никому и в голову не приходило,
что ларчик открывается так просто,
только потому, что всем специалистам
хорошо известна азбучная истина:
«Утолщение пленки краски ХВ-53 свыше двух
слоев не продлевает ее действия»...
Важная роль, которую играет в
процессе реактивации краски ее структура,
заставляет по-новому взглянуть на
попытки «улучшить» свойства краски ХВ-53.
Например, лакокрасочная
промышленность начала выпускать вместо нее новую
краску ХВ-5153, которая отличается
только тем, что содержит 1 %
эпоксидной смолы. Не исключено, что это
упрочняет матрицу краски. Но тогда
разрушение краски с поверхности должно
замедлиться или полностью
прекратиться — а это может лишить краску
способности к самореактивации и,
следовательно, к сверхдлительной работе и
превратит ее действительно в обычную
краску контактного действия,
работающую не более двух лет!
Справедливо ли это предположение,
могли бы показать сравнительные
испытания обеих красок на протяжении
действительно предельного срока
службы краски ХВ-53, который, как ясно из
вышесказанного, намного превышает
два года. Но так как этот двухлетний
максимум по-прежнему остается
«азбучной истиной», то дольше испытания
и не проводили, хотя вредное влияние
добавки эпоксидной смолы должно было
сказаться именно по истечении двух лет.
Подводя итоги, можно утверждать
следующее. Краска ХВ-53 совмещает
достоинства красок первого и второго
классов, отвечает современным
требованиям к необрастающим покрытиям
и позволяет в значительной мере решить
тысячелетнюю проблему борьбы с
обрастанием морских судов — при условии
максимального использования ее
положительных качеств.
Сказанное выше послужило
основанием для выдвинутого автором (но,
к сожалению, пока отвергаемого
большинством заинтересованных
организаций) предложения — окрашивать суда
краской ХВ-53 (возобновив, разумеется,
ее производство) в три и более слоя,
приняв нужные организационные меры,
обеспечивающие точное соблюдение
технологии окраски.
Это позволит довести промежутки
между докованиями судов для очистки
от обрастаний до 30—50 месяцев, а
может быть, и более, что принесет весьма
существенный экономический эффект.
И. К. РЖЕПИШЕВСКИЙ,
Институт биологии моря
ДВНЦ АН СССР
От редакции. Вопросы,
затронутые в этой статье, ее
автор неоднократно ставил
перед заинтересованными
организациями, но поддержки
не получил. Против его
предложений выступают и
специалисты НПО «Пигмент», где
были разработаны как
краска ХВ-53, так и заменившая ее
ХВ-5153: они категорически
утверждают, что краска
ХВ-53 не обладает теми
ценными свойствами, которые
описаны в стфье. С другой
стороны, автор приводит
результаты экспериментов, в
том числе и проведенных в
производственных условиях...
Кто же прав? Ответ не очи-
виден.
И дело не в степени
достоверности выдвигаемой
автором гипотезы о механизме
реактивации краски (против
нее, видимо, и в самом деле
можно высказать
возражения). Проблема, о которой
идет речь, имеет огромное
народнохозяйственное
значение, и поэтому
приводимые автором фактические
данные заслуживают, на наш
взгляд, по меньшей мере
тщательного
рассмотрения — объективного, без
предвзятых оценок,
основанного на результатах опытно-
промышленной проверки
(при участии, естественно,
обеих спорящих сторон).
Редакция надеется, что
заинтересованные ведомства, в
первую очередь
Министерство морского флота СССР,
Министерство рыбного
хозяйства СССР, Министерство
судостроительной
промышленности СССР, а также
Междуведомственная КОМИССИЯ
по новым лакокрасочным
материалам для судостроения и
судоремонта, внимательно
рассмотрят предложения
И. К. Ржепишевского и
примут нужные меры для
установления истины.
59

Технологи,
внимание!
Столь
выгодная
сушилка
Пять лет назад по
предложению института ВНИИсоль
на Баскунчакском
солепромысле один из старых
аппаратов для сушки соли был
заменен новым. Помимо псев-
доожиженного слоя —
бесспорно прогрессивного для
очень многих технологий
принципа, в этом аппарате
применены конструктивные
новинки, позволившие
интенсифицировать процесс,
уменьшить тепловые и
энергетические затраты и унос
соли, повысить
равномерность сушки, надежность
технологии. Особенность
сушилки — наклон
газораспределительной решетки в
направлении перемещения соли.
Кроме того, в аппарате есть
два новых устройства. Во-
первых, частицы влажной
соли распределяются по всему
сечению сушильной камеры
неслучайным образом: круп-
разбрасыватель сушильная намера
ные частицы попадают в
зону с наибольшей скоростью
ожижающего слой газа,
мелкие — в зону с наименьшей
скоростью. Во-вторых,
регулируется
производительность разгрузочного
питателя.
После того как новый
аппарат начал работать,
затраты на сушку уменьшились по
всем статьям. Полная
себестоимость тонны соли на
стадиях сушки и фасовки
уменьшились с 17,626 руб. до
16,456 руб. В прошлом году,
когда Баскунчакский
промысел изготовил и ввел в
эксплуатацию второй такой же
аппарат, проектная мощность
сушильного отделения была
полностью освоена. А до
этого сушка долгое время
оставалась узким местом
производства.
По материалам журнала
«Химическая
промышленность»,
1981, № 2, с. 48, 49
Магнит на пути
сточных вод
Магнитная, обработка
позволяет резко повысить
эффективность
биохимического окисления сточных вод
активным илом.
Сточные воды
производства эпоксидных смол после
разбавления поступают в
аппарат магнитной обработки
A), а затем в аэротенк-сме-
ситель B) с активным илом.
Из отстойника C) выходит
очищенная вода.
2
\ Г
разбавленные
сточные воды
* С t
з—
смотровой люн
газовал намера
Сушильный аппарат
конструкции института
ВНИИсоль
воздух
Биологическая очистка
сточных вод с применением
магнитной обработки
Магнитная обработка
повышает степень очистки в
среднем на 30%, при этом
примерно на 25%
ускоряется седиментация активного
ила.
«Пластические массы»,
1981, № 3, с. 50, 5\
Вести
с
антикоррозионного
фронта
Институт химии
высокомолекулярных соединений
АН УССР совместно с
Киевским заводом лаков и красок
разработал новое
антикоррозионное покрытие: полиуре-
тановую двухкомпонентную
эмаль УР-41 — суспензию
пигментов в растворе
полиэфира и полиизоцианатного
аддукта. Покрытия на основе
этой водостойкой эмали
отличаются высокими защитными
свойствами в водных
растворах щелочей, соды, солей, в
некоторых органических
растворителях; они сочетают в
себе ' высокую твердость и
эластичность; они способны
долгое время защищать
аппараты в агрессивной среде,
в условиях абразивного
износа. Эмаль, которую
выпускает Киевский завод лаков и
красок, хорошо
зарекомендовала себя в цехах Калуш-
ского производственного
объединения «Хлорвинил».
«Химическая технология»,
1981, № 2, с. 27, 28
Новый сернокислый
электролит позволяет получать без
перемешивания блестящие
гальванические осадки
сплавов олова, например Sn—Bi.
В качестве добавок-блеско-
образователей используется
спиртовой раствор ортоани-
зидина и коричного
альдегида (около 3 г/л). Полученные
из нового электролита
гальванопокрытия не теряли
способности к пайке после года
хранения.
Авторские свидетельства
СССР № 584059 /1977}
и № 692915 A979)
60

Рыбки-индикаторы
Рыбки Gnathnemus petersi
могут следить за качеством
питьевой воды,
предупреждать о появлении в ней
цианидов, фторидов,
сульфатов, солей тяжелых
металлов. Здоровая рыбка
излучает акустические сигналы
частотой несколько сот
импульсов в минуту, снижение
частоты примерно на 200
колебаний свидетельствует
о загрязнении воды. Такие
биоиндикаторы включены в
автоматическую систему,
которая разработана в
ФРГ.
«Umweltmagazin», 1980,
№ 6, с. 22
Назад —
к газовым
фонарям
Власти некоторых
английских городов, в частности
Шеффилда, заменяют
электрическое освещение улиц
газовым. Для уличных
фонарей разработаны
специальные горелки и
самовентилирующиеся
светильники. Дело в том, что
старинное, газовое освещение
оказалось дешевле
современного, электрического.
«Gas Engineering
and Management»,
1980, № 1, с. 17
Газеты
в коровнике
В Англии выпускают
бумажную подстилку для коров —
небольшие квадратики,
нарезанные из старых газет.
Фермеры, которые применяют в
своих коровниках эту
новинку, утверждают, что бумага
в данном случае практичнее
соломы и древесной
стружки: ее легче разбрасывать и
убирать. Более того,
подстилка из газет, по их мнению,
гигиеничней — дойные
коровы реже болеют маститом.
«Farmers Weekly»,
1981, т. 94, № 8, с. 52
Лигнамон —
паркетный
материал
Обычно паркет готовят из
твердой древесины хвойных
пород, лиственные деревья
для изготовления хороших
полов считаются
непригодными. Исследователи из
Института химии древесины
АН Латвийской ССР
опровергли это представление.
Путем химической
модификации малоценной
древесины они получили материал
лигнамон, из которого
готовят прекрасный паркет.
Древесину обрабатывают
аммиаком, прессуют и
сушат. Результат такой
обработки — своеобразное
химическое уплотнение
материала: плотность березовой
древесины достигает 700—
800 кг/м3, осиновой — 600—
750 кг/м3. Это уже близко
к плотности хвойных пород.
Лигнамон прочен, хорошо
выдерживает ударные
нагрузки. Обработка
аммиаком улучшает цвет и
текстуру материала.
Несколько лет на одном
из опытно-промышленных
участков Главмоспромстрой-
материалов выпускают
паркет из лигнамона.
Промышленный выпуск этого
материала позволит удешевить
строительство, сэкономить
миллионы кубометров
древесины ценных хвойных
пород.
В. Г.
По книге
В. В. Коробова и
Н. П. Русинова
«Комплексное использование
древесины».
М., «Лесная
промышленность», 1981,
с. 62, 63
Что можно
прочитать
в журналах
О научно-техническом
прогрессе в производстве капро-
лактама («Химическая
промышленность», 1981, № 4,
с. 33—35).
О применении поливинил-
спиртового волокна для
разделения платины и радия
(«Журнал прикладной
химии»), 1981, № 3, с. 514—517).
О полировке свинцовосодер-
жащего стекла
инфракрасным излучением («Стекло и
керамика», 1981, № 4, с. 10,
U).
О получении химически
осажденного мела в
процессах комплексной
азотнокислой переработки апатитовых
концентратов («Химическая
технология», 1981, № 2,
с. 13—15).
Об эксплуатационных
свойствах поливинилхлоридного
линолеума с различными
наполнителями («Строительные
материалы», 1981, № 3,
с. 15, 16).
О перспективах освоения
газгидратных залежей
(«Газовая промышленность»,
1981, № 3, с. 16—18).
О новых органических
добавках в электрорафинировании
меди («Цветные металлы»,
1981, № 4, с. 26, 27).
О новых фильтровальных
картонах для очистки
химических продуктов
(«Бумажная промышленность», 1981,
№ 3, с. 20, 21).
О новом способе получения
монофторфосфата натрия
(«Неорганические
материалы», 1981, № 4, с. 703—706).
О хроматографическом
определении аргона в
природных газах («Заводская
лаборатория», 1981, № 4, с. 22).
О биостойкости пластмасс
(«Пластические массы», 1981,
№ 3, с. 19—21).
О термостойкости
эпоксидных покрытий («Пластические
массы», 1981, № 3, с. 28).
Об охране окружающей
среды в производстве
искусственных волокон
(«Химические волокна», 1981, № 2, с.
58—62).
О повышении химической
стойкости резины на основе
фторкаучуков («Известия
вузов. Химия и химическая
технология», 1981, № 3, с. 34В—
351).
61

к 110-летию «Основ химии»
Мост Менделеева
Валенг'и/ РМЧ
Десятки и сотни песчинок, даже целые вывороченные камии узнанного открывают
новые бездны неизвестного... Сперва науки, как и мосты, умели строить опираясь
только на немногие глубокие устои и длинные балки Мне желательно было показать
над изложением основ химии, что науки давно уже умеют, как и висячие мосты.
над изложением основ химии, что науки давно уже умеют, как и висячие мосты,
строить, опираясь на совокупность хорошо укрепленных тонких нитей, каждую из
которых легко разорвать, и этим способом проходят пропасти, казавшиеся
непроходимыми...
Д И МЕНДЕЛЕЕВ

1. КООРДИНАТЫ
Шло к концу седьмое десятилетие девятнадцатого века. Волшебный фонарь еще
не сменился синематографом, но застывшие картины мира, откованного раз и
навсегда, уже уступали место закономерно движущимся. Через три гигантские
бездны уже были переброшены три гигинтских моста: мышление, общество,
живая природа — «Наука логики», «Капитал», «Происхождение видов».
Чем медленнее процесс,— разумеется, в масштабах, соизмеримых с
длительностью человеческой жизни,— тем менее он заметен. В мышлении мы имеем
дело с секундами и минутами, в истории — с годами и столетиями, в эволюции
растительного и животного мира — с миллионами и десятками миллионов лет.
Сопоставив наши собственные годы со временем существования вселенной,
можно получить представление о трудности очередной задачи: предстояло приоткрыть
завесу над тайнами эволюции вещества.
В одна тысяча восемьсот шестьдесят седьмом году, под осень, в столице Российской
империи произошло событие, по видимости своей не выходившее ничем за рамки
заурядного. Один из чиновников министерства народного просвещения был
перемещен с одного важного поста на другой не менее важный пост. И если бы чиновник
был только чиновником, событие это не только по видимости, но и по существу так
заурядным бы и осталось. Однако же на сей раз речь шла не просто о статском
советнике или даже действительном статском, но о действительном деятеле
народного просвещения, ученом и педагоге.
Как ученый он заявил о себе открытием хинона, теобромина, анализом десятков
образцов найденных в российских пределах каменных углей — минерального
топлива, еще не получившего широкого применения в отечестве, но уже начавшего свое
победное шествие во всех передовых в промышленном отношении государствах.
Как педагог он был известен еще более: четверть столетия с лишком возглавлял
химические кафедры столичных учебных заведений — университетскую, в Главном
Педагогическом институте, в Инженерной академии. Даже выпускники Пажеского
корпуса, даже гвардейские подпрапорщики и те умению обращаться с селитрами
да порохами обязаны были профессору химии Александру Абрамовичу
Воскресенскому.
Так что с отбытием его из Петербурга в Харьков освободилось сразу несколько
вакансий. На должность профессора общей химии в университете Александр
Абрамович рекомендовал любимого своего ученика — тридцатитрехлетнего
разночинца Дмитрия Ивановича Менделеева.
«Грива длинных пушистых волос вокруг высокого белого лба, очень выразительного
и подвижного... Ясные синие, проникновенные глаза... В нем многие находили
сходство с Гарибальди... При разговоре он всегда жестикулировал. Широкие, быстрые,
нервные движения рук отвечали всегда его настроению... Тембр голоса у него был
низкий, но звучный и внятный, но тон его очень менялся и часто переходил с низких
нот на высокие, почти теноровые... Когда он говорил про то, чего не любил, то
морщился, нагибался, охал, пищал...» — Н. Я. КАПУСТИНА-ГУБКИНА (племянница
Менделеева).
Воскресенский отличил его еще пятнадцатью годами ранее, в Педагогическом,
когда синеглазый сибиряк, не имевший ни гроша за душой, неожиданно для господ
профессоров начал проявлять такую остроту ума, такое неистовство в труде, что
оставил далеко позади всех своих сотоварищей.
Добрейший Александр Абрамович чуть не каждый день затаскивал его к се£е
домой, потчевал обедом и одновременно — рассказами. О европейских порядках.
О Либихе, в лаборатории которого целый год проработал с немалыми успехами.
О том, как кумир всей ученой Европы назвал его, Воскресенского, самым
талантливым своим сотрудником и предложил осесть в Гиссене. И как он преодолел соблазн
и вернулся на родину, в которой таятся такие несметные богатства, природные и
людские, которую ждет такое великое будущее, которой так нужны образованные,
трудолюбивые люди, способные поднять эти богатства и устроить это будущее...
И потом, когда после недолгой отлучки на учительство в Симферополь и
63

Одессу Менделеев возвратился в Петербург, Александр Абрамович помогал ему
чем только мог. И уроки собственные передал, и в университете своим помощником
сделал, и двухгодичную заграничную командировку исхлопотал. А когда ненадолго,
на год всего, стал ректором, тут же использовал появившуюся у него власть, чтобы
добыть своему любимцу профессорскую должность — по технической химии —
и казенную, тут же в университете, квартиру.
И вот теперь, покидая университет, из рук в руки передал он молодому
профессору руководство всей университетской химией.
Не сомневаясь — осилит.
Зная — все сделает по-своему.
«У него были свои излюбленные кушанья, им самим для себя придуманные... Всегда
носил широкую суконную куртку без пояса самим им придуманного фасона... Курил
крученые папиросы, свертывая их сам...» — Н. Я. КАПУСТИНА-ГУБИНА.
Смолоду и до старости он делал по-своему все и всегда. Начиная с обыденных
мелочей и продолжая в существенном. Создал образцовое имение — и тут же его
забросил, к вящему негодованию рачительной супруги Феозвы Никитишны.
Провел замечательные эксперименты по сцеплению жидкостей, и тут же навсегда
оставил эту область науки. А уж какие скандалы он начальству закатывал!
Еще в юности, неоперившимся выпускником Педагогического института, накричал
на директора департамента, за что призван был к самому Аврааму Сергеевичу
Норову, министру. Впрочем, что ему директор департамента — он и с синодом не
посчитался. Когда тот наложил на него семилетнюю епитимью по случаю развода
с Феозвой Никитишной, так и не примирившейся со своеобычностью его интересов,
Дмитрий Иванович за шесть лет до положенного срока уговорил священника е
Кронштадте снова обвенчать его. А чего стоила история его полета на воздушном
шаре, когда он силой захватил аэростат, принадлежавший военному ведомству,
выгнав из корзины генерала Кованько, кстати, опытного воздухоплавателя...
«Скромность — мать всех пороков»,— Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ.
Тридцать три — традиционный возраст подвига: в тридцать три, согласно былине,
слез с печи Илья Муромец. Но хотя в этом смысле жизнь Дмитрия Ивановича не
составила исключения, сам он вряд ли мог ощутить, что происходит резкий
поворот. Вместо курсов технической, или органической, или аналитической химии,
читанных им ранее, предстояло ему приступить к чтению нового курса, общей
химии.
Конечно, по накатанному проще. Да ведь когда он впервые приступал к прежним
своим курсам, тоже непросто было. Русских пособий либо не существовало вовсе,
либо существовали, но устаревшие. Химия дело новое, молодое, а в молодости все
устаревает быстро. Иностранные же, самоновейшие, приходилось переводить
самому. Он и переводил — «Аналитическую химию» Жерара, «Химическую технологию»
Вагнера. А по органической химии и в Европе ничего достойного не нашлось, хоть
сам садись и пиши. И написал. За два месяца, совершенно новый, на новых
принципах основанный курс, тридцать печатных листов. Шестьдесят дней
ежедневного запойного труда — по двенадцать готовых страниц в сутки. Именно в сутки —
он не желал ставить свой распорядок в зависимость от такой безделицы, как
вращение земного шара вокруг оси, не вставал из-за стола и по тридцать часов, и
по сорок.
Коль скоро речь зашла о такой редчайшей и чисто физической особенности
Дмитрия Ивановича Менделеева, вероятно, имеет смысл хоть ненадолго
остановиться и на некоторых других прирожденных свойствах его личности.
Вот была упомянута способность Дмитрия Ивановича к запойному труду.
Так же запойно он мог и спать. Его друг профессор геологии Александр
Александрович Иностранцев рассказывал, как они с Менделеевым подрядились провести
геологическое изыскание неподалеку от Орла и как Менделеев благополучно проспал
подряд чуть не двое суток, так что все дело пришлось и начать и кончить без него.
Нервная система у Дмитрия Ивановича была чрезвычайно чувствительна, чувства
обострены — почти все мемуаристы, не сговариваясь, сообщают, что он необычайно
64

легко, можно сказать, постоянно, срывался на крик, хотя, по существу, 6ь|л
человеком добрым.
Не исключено, что врожденные особенности личности Дмитрия Ивановича
отчасти объяснялись поздним его появлением в семье — он был «последышем»,
семнадцатым по счету ребенком. А согласно нынешним представлениям,
возможности мутаций у потомства возрастают с увеличением возраста родителей.
Впрочем, запойность наблюдалась и у некоторых представителей этой семьи,
предшествовавших Дмитрию Ивановичу. Иногда и в прямом смысле — по словам
биографов Менделеева, брат его Михаил «ударился в страшный загул». А сестра
Апполинария впала в религиозный экстаз, морила себя голодом...
«Ругайся себе направо-налево и будешь здоров»,— Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ.
Итак, надо было приступать к чтению нового курса. Прежде речь шла о ветвях,
пусть даже самых мощных,— теперь обо всем древе. Прежде речь шла об отдельных
явлениях, искусственно вычлененных человеческим сознанием из всего мира
веществ,— теперь обо всем комплексе.
Между тем вселенная представала перед людьми науки в середине прошлого
столетия в виде скопления разрозненных явлений, не связанных между собой ни
единством вещественного состава, ни единством действующих в природе сил,
ни единством происхождения и развития.
Уже были давно известны водород и уран, но из находящихся между ними — как
мы знаем теперь — девяти десятков элементов обнаружить успели только
шестьдесят. Из четырех н*ыне известных видов физического взаимодействия
сильное и слабое не были еще обнаружены, электромагнитное не было изучено
достаточно хорошо: уравнения Максвелла появились только в 1В73 году. Так что
единственной точкой опоры для любого ума, который вознамерился бы отважиться
на новые кардинальные обобщения в мире веществ, была гравитация, а проще
говоря,— вес.
Как раз в середине столетия, в апреле 1850 года, скончался первый такой
смельчак.
«Автор предлагает публике нижеследующую статью с большим сомнением...
Однако он надеется, что важность статьи будет замечена и что кто-нибудь возьмет на себя
труд рассмотреть ее и таким образом подтвердить или опровергнуть ее выводы...
Если выводы будут подтверждены, то на всю науку — химию — будет пролит новый
и интересный свет... Раньше, чем я начал заниматься этим вопросом, я часто
наблюдал близкое приближение многих весов атомов к целым числам...
Достойно также замечания, что три магнитных металла обладают одинаковым
весом, который в точности равен удвоенному весу азота. Вообще вещества одного
веса как будто легко соединяются и по природе своей несколько напоминают друг
друга... Если взгляды, которые мы решились высказать, правильны, то мы почти
можем считать, что первоматерия древних воплощена в водороде...»— У. ПРАУТ.
Гипотеза лондонского врача Уильяма Праута была опубликована в 1815 году в
«Философских анналах» Лондонского королевского общества.
Проницательность автора гипотезы была поразительна. Прошло всего 12 лет с
момента появления самого понятия «атомный вес». Свои заключения Праут сделал
на основании определенных еще с весьма малой точностью атомных весов
всего-навсего 14 элементов — кислорода, азота, водорода, хлора, иода, углерода,
серы, фосфора, кальция, натрия, железа, цинка, калия, бария.
Увы, атомные веса химических элементов, определяемые все более точно,
выказывали обидную строптивость — никак не желали укладываться в прокрустовы
ложа величин, кратных атомному весу водорода. В иных случаях отклонения были
дразняще малы: согласно определениям знаменитого Берцелиуса, у кислорода за
ложем торчали всего две, а у кальция всего четыре сотые. Да ведь откуда взяться
и сотым, ежели бы водород действительно был элементарным кирпичиком?
Надежда, совсем уже было угасшая, неожиданно вспыхнула вновь в 1841 году.
Ее породил Жан Серве Стае, молодой бельгиец, работавший у крупнейшего
3 Химия и жизнь № 9
65

химика Франции Дюма. Ювелирно точными опытами он доказал, что атом углерода
тяжелее атома водорода ровно в дюжину раз. Но тот же Стае эту надежду и
похоронил.
«Иногда результаты находились в полном согласии с принципом Праута... Иногда их
совершенно невозможно было примирить с этим законом... Всякий химик,
занимавшийся исследованием весов атомов, если только он варьировал свои методы,
встретился с теми же трудностями... Я также в течение долгого времени часто переживал
болезненное недоумение... Пока мы придерживаемся опыта для определения
законов, управляющих материей, мы должны рассматривать закон Праута как чистую
иллюзию... Аналогию свойств, наблюдаемую между некоторыми элементами,
следует искать в других причинах, не связанных с весовыми отношениями...»—
Ж. С. СТАС.
Одним прыжком бездну преодолеть не удалось.
Но уже при жизни Праута возникли в этой бездне разного рода мостки, по
которым мысль могла перебираться с одного островка знания на другой.
Давно уже было замечено, например, что хлор по многим своим свойствам
похож на бром, а бром на иод. Тут и едкий запах, тут и цвет — желто-зеленый,
красно-бурый, фиолетовый, тут и соли — начиная с обычной поваренной. А
приятель и тезка великого Гете иенский профессор Дёберейнер заметил еще вдобавок
ко всему, что атомный вес брома представляет собой среднее арифметическое
атомных весов хлора и иода.
В точно такие же тройные архипелаги объединялись и сходные между собой по
химическим свойствам щелочные металлы — литий, натрий, калий; и
щелочноземельные металлы — кальций, стронций, барий; и сера, селен, теллур; и марганец,
хром, железо.
Дёберейнер долго пытался подобрать третий элемент для фосфора с мышьяком,
для сурьмы с висмутом, для олова с кадмием. Но по разным причинам это ему
не удалось. Завороженный магическим числом три, он проглядел, что одним
мостком можно соединить и четыре элемента — фосфор, мышьяк, сурьму, висмут.
В случае же олова с кадмием третий — индий был открыт уже после смерти
Дёберейнера.
Дёберейнер умер в 1849 году. А на следующий год другой немец, Макс
Петтенкофер, обнаружил еще одно магическое число. Разность между атомными
весами натрия и лития, калия и натрия, кальция и магния, серы и кислорода оказалась
кратной восьми. Что же эта восьмерка могла означать? Не то ли, что атомы не
элементарны?
Эту идею Петтенкофера тут же подхватил Дюма, под крылышком которого
была десятью годами раньше опровергнута гипотеза Праута. Дюма занялся
числовой эквилибристикой с атомами разных элементов и обнаружил
прелюбопытнейшие вещи. Значит, так: атомный вес фтора — примерно девятнадцать.
Атомный вес хлора: je же 19 плюс 2X16,5. Атомный вес брома: те же 19 плюс те
же 2X16|5 плюс 28. Атомный вес иода: те же 19 плюс те же 2X16,5 плюс теперь
уже 2X28 плюс опять 19. Здорово? Еще бы!
Только бы вот понять, что же реально означала вся эта замечательная цифирь?
И к какому делу можно ее приставить?
Магические тройки, восьмерки и прочая общую картину мира веществ не прояснили
ничуть. Ни в какую единую систему химические острова и архипелаги по-прежнему
не укладывались. Но как же преподавать без какой-то системы, без какой-то
единой точки зрения на излагаемые факты?
Однажды Менделеев уже оказался в такой ситуации — когда надо было приступать
к чтению курса органической химии. Тогда он сам придумал систему. За основу он
принял способность органических радикалов присоединять водород. И весь мир
органики предстал в виде рядов соединений, закономерно изменяющихся по
мере насыщения водородом — вплоть до последнего соединения, насыщенного
предельно.
В основе теории пределов лежала валентность (тогда говорили — атомность) —
способность атома соединяться со строго определенным числом атомов других
элементов. Было замечено — у родственных элементов валентность одинакова:
фтор,, хлор, бром, иод, например, присоединяют к своему атому только по одному
атому водорода.
66

Однако элементов было известно уже 63, валентностей же имелось всего семь.
Одинаковой валентностью обладали и совсем непохожие элементы.
Да можно ли вообще сводить химизм к химизму? Ведь хочешь не хочешь, а
масляное масло получится, пошлая тавтология.
К чему же можно было свести химизм?
Впервые он задумался об этом еще в Педагогическом институте, когда узнал об
изоморфизме. Тут был несомненный намек. А нельзя ли всю совокупность
химических элементов свести к системе кристаллических форм? Его кандидатская
диссертация называлась: «Изоморфизм в связи с другими отношениями
кристаллической формы к составу». К сожалению, единого геометрического знаменателя
найти не удалось. Намек так намеком и остался.
Но если не геометрия, то что?
Со стороны казалось, что он плывет без руля и без ветрил. От изоморфизма
перебросился к удельным объемам. От удельных объемов — к сцеплению
жидкостей. От сцепления — к плотности паров и газов. Друзья-наставники только
плечами пожимали при каждом таком перескоке. Застолби участок — и паши свое поле.
А то ведь недолго и вовсе имя потерять. Обнаружил абсолютную температуру
кипения и перестал заниматься этим предметом, а через десять лет Эндрюс
открыл то же самое, перекрестил «абсолютную» температуру в «критическую»,
так она теперь и записана за Эндрюсом. Пытались увещевать — где там!
Огрызался: «Споры о приоритете презираю», «Мелочными фактами этой веточки
химии заниматься не стану». «Веточкой» Дмитрий Иванович обозвал всю
органическую химию, да еще в письме не к кому-нибудь, а к самому
патриарху русской органической химии Николаю Николаевичу Зинину, академику,
другу и соратнику Воскресенского, учителю Бутлерова, Бекетова, Бородина.
Бессистемные — по видимости — поиски все как один направлены были в одну
точку. Если не геометрия вещества, то что? Удельный объем? Сцепление?
Плотность?
Статья о плотности паров и газов датирована 66-м годом. К осени 67-го, когда
новому профессору общей химии Санкт-Петербургского университета надлежало
приступить к чтению своего курса, найти единый знаменатель ему еще не удалось.
Продолжая все время думать об этом, он вышел на кафедру и начал свою
первую лекцию по общей химии:
«Все замечаемое нами мы ясно различаем или как вещество, или как явление.
Вещество занимает пространство и имеет вес, а явление есть то, что происходит во
времени. Каждое вещество оказывает разнообразные явления, и нет ни одного явления,
совершающегося без вещества. Разнообразие веществ и явлений не может
ускользнуть от внимания каждого. Открывать законность, то есть простоту и правильность
в этом разнообразии, значит изучать природу...»
Открывать законность, то есть простоту и правильность... Вещество имеет вес...
Вещество... Вес... Вещество... Вес...
Он думал об этом беспрестанно, чем бы ни занимался. А чем он только не
занимался!
Это вообще редкость — умение сочетать идеальные устремления с
естественным ходом практической жизни. Тут, правда, есть и такой путь, как сведение той
самой практической жизни к минимуму, полное сосредоточение на идеальном,
духовном. Из химиков англичанин Кавендиш и в меньшей мере немец Бунзен
были подходящим тому примером. Кавендиш предпочитал и рта не раскрывать,
благо был сыном герцога Девонширского и имел вымуштрованную прислугу,
понимавшую его малейший жест. Бунзен, живший полстолетием позже, был уже
не столь отрешен от мира, однако будучи спрошен, почему так и не обзавелся
семьей, ответствовал: «У меня никогда не было времени».
У Дмитрия Ивановича времени хватало на все. Казалось бы, получил, наконец, #
лучшую химическую кафедру России, квартиру казенную, возможность
безбедного, без беготни за приработками существования,— так сосредоточься на главном, а
все остальное по боку...
Ан нет. Узнал от знакомых, что князь Дадиани за шестнадцать тысяч продает
неподалеку от Клина именьице — 400 десятин земли, парк, сад, старый деревянный
дом,— тут же поехал и купил. Как упустить крестьянскому внуку такую возможность?
Да и сколько лет твердил любезнейший Александр Абрамович, со слов своего
Либиха, что истощение земли можно с помощью химии повернуть вспять...
Через год высился в имении новый, в два этажа, каменный дом, а вокруг заложены
были опытные поля. Одни из первых в России.
3*
67

«Наукой можно заниматься везде. Наука — это такая любовница, которая вас везде
обнимет, только сами-то вы ее от себя не оттолкните...»,— Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ.
Полтора года проскочили как одно мгновение, а настоящей системы все еще не
было.
Это не означало, конечно, что свой курс он читал совсем уж бессистемно.
Он начал с того, что знакомо каждому,— с воды, с воздуха, с угля, с соли. С
элементов, которые в них содержатся. С главных законов, в соответствии с которыми
вещества между собой взаимодействуют.
Затем рассказал о химических родственниках хлора — фторе, броме, иоде.
Это была последняя лекция, правленную стенограмму которой он еще успел
заслать в типографию, где набирался второй выпуск затеянной им новой книги.
Первый выпуск — карманного формата, незавидной толщины, на дешевой
бумаге — был отпечатан в январе 1869 года. На титульном листе значилось: «Основы
химии Д. Менделеева профессора И. Спб университета часть первая с 151-м
политипажем С.-Петербург 1869». На обороте титульного листа: «Г-н Никитин
стенографически записал со слов автора почти всю первую часть этого сочинения.
Большинство рисунков резал г-н Удгоф. Корректуру держали г-да Дитлов,
Богданович и Пестреченко. Типография товарищества «Общественная польза» по Мойке,
у Круглого рынка, № 5».
Ни предисловий, ни послесловий тогда еще не было, подстрочных примечаний
не было тоже. В общем это выглядело пока еще как обычный стенографированный
курс лекций.
Первый, уже вышедший выпуск, и второй, находившийся в типографии, должны
были составить, по замыслу Дмитрия Ивановича, первую часть курса, а еще два
выпуска — вторую часть.
В январе и первой половине февраля Менделеев прочитал лекции о натрии и
других щелочных металлах, написал соответствующую главу для второй части
«Основ химии» — и застрял.
Вода, воздух, уголь и соль были исчерпаны. Выискивать далее столь же
общеизвестные субстанции было делом не слишком почтенным — постигший уже половину
курса студент достоин был более капитального принципа ознакомления с миром
химических веществ и явлений.
Не попытаться ли все же еще раз использовать вывезшую его однажды — при
создании курса органической химии — «атомность»? Щелочные металлы, на которых
он как раз остановился, одновалентны. И дальше было бы естественным
продолжить дело рассказом о двухвалентных элементах. О кальции, например, кстати,
тоже широко распространенном: кто не видел мела или известняка?..
Кальций был бы замечательным продолжением, ведь ко всему он еще, как и
прочие щелочноземельные, ближайший химический родственник щелочных
металлов. Но вот беда: есть химические элементы, которые по валентности еще ближе
к щелочным, чем кальций, могут быть и одновалентными и двухвалентными. Медь,
например, или серебро.
Если исходить из «атомности» — преимущество явно на стороне меди — серебра.
Если исходить из всей совокупности химических свойств — на стороне кальция
и других щелочноземельных.
Естественнее, конечно, исходить из совокупности — да как из нее исходить, когда
она столь многолика, что вообще лица не имеет? Когда «атомность» —
единственное свойство атома, которое можно выразить надежным числом...
Впрочем, почему ж это единственное?
В 1826 году некоронованный король европейских химиков Иене Якоб Берцелиус
закончил исследование 2000 веществ и на этой основе определение атомного веса
трех десятков химических элементов. У пяти из них атомный вес был определен
неверно — у натрия, калия, серебра, бора и кремния. Берцелиус ошибся, потому
что принял два неверных допущения: что в молекуле окисла может быть только
один атом металла и что в равном объеме газов содержится равное число атомов.
На самом деле в молекуле окисла может быть и два и более атомов металла, а в
равном объеме газов, согласно закону Авогадро, содержится равное число не
атомов, а молекул.
Вплоть до 1858 года, когда итальянец Станислао Канниццаро, восстановив в
правах закон своего соотечественника Авогадро, исправил атомные веса нескольких
элементов, в деле с атомными весами царила неразбериха.
68

Только в 1860 году на химическом съезде в Карлсруэ после горячих споров
путаница была распутана, эакон Авогадро окончательно восстановлен в своих
правах и выяснены окончательно незыблемые основы для определения атомного
веса любого химического элемента.
По счастливому стечению обстоятельств Менделеев в 1860 году как раз
находился в заграничной командировке, присутствовал на этом съезде и получил ясное
и четкое, откованное в многочасовых дискуссиях,представление о том, что атомный
вес стал отныне точным и надежным численным выражением... Чего? Только ли
массы атома?
«Решающим моментом в развитии моей мысли о периодическом законе я считаю
1860 г.— съезд химиков в Карлсруэ, в котором я участвовал... Идея возможной
периодичности свойств элементов при возрастании атомного веса в сущности уже
тогда мне представилась внутренне»,— Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ.
Нет, не только массы атома. Интуитивно («внутренне») Менделеев был убежден —
и химического лица элемента, всей совокупности его свойств.
Правда, интуитивной убежденностью других не убедишь. Нужны доказательства.
Но правда и то, что история многих открытий начиналась с интуитивной
убежденности.
Окончание следует
Р*ЖЧ f[ Из писем
№х1) I B РеДакЧию
0 гамма-лучах
и наведенной
радиации
В апрельском номере
журнала за этот год, на стр. 61 в
разделе «Новости отовсюду»,
помещена заметка «Из
облученной древесины». Во-первых,
не совсем, мягко говоря, это
новость, а во-вторых, заметка
заканчивается следующим
замечанием: «Единственное. о
чем не сообщает журнал «
Newsweek» A980, т. 95, № 23),
поместивший это сообщение,
сколько времени приходится
выдерживать облученную
древесину, чтобы исчез эффект
наведенной радиации».
Это замечание совершенно
излишне и, вероятно, вводит
читателя в заблуждение. Под
действием гамма-лучей
наведенная радиация может
возникнуть только в том случае,
если энергия гамма-квантов
очень велика, т. е. когда в
качестве источника
гамма-излучения используется
достаточно мощный электронный
ускоритель. Без сомнения, для
облучения древесины
ускоритель не использовался (это
слишком дорого). Скорее всего,
использовались традиционные
радиоактивные источники типа
кобальтовой пушки. При этом
проблемы наведенной радиации
вообще ие существует.
Достаточно вспомнить, что такие
источники используются для
облучения злокачественных
опухолей; при этом никакой
остаточной радиоактивности у
больных, конечно, ие
наблюдается.
Н. Н. ДЕЛЯГИН,
сотрудник МГУ
Колебательные
реакции
«Химия и жизнь» несколько
раз писала о так называемых
периодических реакциях,
протекающих в растворе. В статье
«Часы в стакане» A973, № 7)
приведено несколько рецептов
для приготовления таких
колебательных систем. Наибольший
интерес, пожалуй, представляет
система, где в качестве
катализатора взят фенантролиновый
комплекс железа. В этой же
статье сказано, что таких
реакций известно много, но
используемый в них окислитель всегда
один н тот же — бромат
калия (КВЮ3).
Просматривая старые
зарубежные издания, я обнаружил
в «Journal of Chemical Education»
A973, № 7) статью, в которой
приводится рецепт раствора
без бромата калия, но с двумя
другими окислителями — КЮ3
и Н202. Раствор содержит
следующие вещества (в моль/л):
иодат калия — 0,067; перекись
водорода — 1,2; хлорную
кислоту — 0,053 (ее можно
заменить эквивалентным
количеством H2S04); малоновую
кислоту — 0,050; сульфат
марганца — 0,0067; крахмал —
6,01%.
Для демонстрации удобно
смешивать равные объемы трех
растворов (по 50—100 мл
каждого). Раствор 1 — 360 мл
33%-ной Н202 долить водой
До 1 л; раствор 2 — в
подогретой воде F00—700 мл)
растворить 43 г KJ03 и, охладнв
раствор, добавить по каплям
4,4 мл концентрированной
H2S04; долить водой до 1 л.
Раствор 3 — 0,3 г крахмала
взболтать в небольшом объеме
воды (около Ю мл) и при
помешивании вылнть в 100 мл
кипятка. Отдельно в 700 мл воды
растворить 3 г MnS04 и 15,6 г
малоновой кислоты; смешать
оба раствора и долить водой
до 1 л. Исходные растворы
могут храниться в темном месте
месяцами.
После смешивания всех трех
растворов бесцветная вначале
жидкость через несколько
секунд слегка желтеет, а затем
быстро становится синей, еще
через несколько секунд снова
делается бесцветной, далее —
опять синей. Такие колебания
в окраске происходят 12—
15 минут; за это время
система проделает около 30 циклов.
Синяя окраска раз от раза
становится гуще, наконец,
раствор становится непрозрачным
и из него выпадает темный
хлопьевидный осадок.
С. ШУМАКОВ,
Владивосток
69

г
J
1 ^ш
 *jg Наш клуб
iisA знают
J щ во всем мире
а н ■
Будущим
, инженерам
, А может,
1 атомарный
водород?
Исландия —
след
метеорита?
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.
Наш клуб
знают во всем
мире
83: 205232 Gas mask for
a test tube. Molotkov, A.
(Sch. No. 4, Saratov,
USSR). Khim. Zhizn. 1975,
B), 97 (Russ.) Gases were
neutralized in some expts.
by absorbtion in a layer
of charcoal between cotton
plugs in a test tube.
Вот какое сообщение
появилось в известном
всем химикам
реферативном журнале
«Chemical Abstracts». He станем
переводить дословно —
на уровне этого
несложного текста английский
язык, вероятно, понимает
большинство юных
химиков. Возможно, не
все нынешние члены
нашего клуба читали
«Химию и жизнь» в 1975 году,
но те, кто читал , без труда
узнают в этом реферате
краткое изложение
заметки Александра Мо-
лоткова «Противогаз на
пробирку» — она была
опубликована в
февральском выпуске Клуба за
тот год.
Так как основные
признаки заметки (фамилия
автора, тема работы)
вошли во все
многообразные указатели,
которыми снабжается
«Chemical Abstracts», то
разыскать реферат в этом
необъятном издании,
публикующем вот такие
краткие изложения всех на
свете книг и статей,
имеющих хотя бы отдаленное
отношение к химии, не
так уж сложно. Кому это
может понадобиться?
Конечно, химик,
работающий в
научно-исследовательском институте,
вряд ли заинтересуется
предложением
школьника поглощать
выделяющийся из пробирки газ
активированным углем.
А вот учителю, который
ведет химический кружок
где-нибудь в Бомбее или
в Рио-де-Жанейро, подоб-

ные рефераты вполне
могут пригодиться.
Достать комплект «Химии
и жизни» он вряд ли
сможет (не говоря уже
о языковых трудностях,
которые его
подстерегают, даже если
раздобудет), а реферативные
журналы распространены
несколько более широко.
Итак, Клуб Юный химик
теперь известен во всем
мире. Разумеется, зто не
единственный раздел
«Химии и жизни»,
попадающий в международные
реферативные издания.
В том же «Chemical
Abstracts» можно найти
рефераты статей,
публикуемых под рубриками
«Проблемы и методы
современной науки»,
«Элемент №...», «Вещи и
вещества». Но и работы
школьников представлены
достойно: только за один
1979 год я насчитал их
двенадцать.
Из этого юным
химикам хорошо бы извлечь
еще одну мораль. Надо
обязательно сообщать в
своих письмах номер
школы и класс, в котором вы
учитесь. Это нужно не
только для учета писем,
но и для всемирной
известности, которую вы
теперь можете принести
родной школе.
И. ИЛЬИН
ЗАДАЧИ
Будущим
инженерам
конец, через вторую трубку с фосфорным
ангидридом. При этом масса первой трубки
с фосфорным ангидридом увеличилась на
3,36 г, а масса второй трубки — на 3,6 г.
Определите влажность электролитического
водорода в граммах на метр кубический
и содержание кислорода в объемных
процентах.
Задачи, в которых приходится рассчитывать
составы равновесных смесей, едва ли
кажутся юным химикам самыми увлекательными.
Между тем именно эти задачи ближе
других отражают то, что происходит в
реальных химических реакторах на настоящем
химическом заводе. И тем, кто работает
на настоящих заводах цеховыми
инженерами, мастерами, похожие расчеты
приходится делать уже не по учебной, а по
служебной обязанности.
Начинается новый учебный год. Пора
возвращаться к серьезным, будничным делам,
браться за учебники, решать задачи...
Задача 1. Как известно, водород,
получаемый при электролизе воды, содержит в
качестве примесей пары воды и кислород.
1,12 м3 такого газа при нормальных
условиях пропустили сначала через трубку с
фосфорным ангидридом, затем над нагретым
катализатором (платинированный асбест) и, на-
Задача 2. При пропускании через
контактный аппарат смеси, содержащей 7% диоксида
серы, 11% кислорода и 82% азота, при
525° С и нормальном давлении со скоростью,
обеспечивающей установление химического
равновесия, 90% диоксида серы окисляется
в триоксид. Определите объемный состав
газовой смеси, выходящей из аппарата. Как
изменится состав полученной смеси, если
скорость прохождения газа через
контактный аппарат увеличить или уменьшить по
сравнению с исходной?
Задача 3. 100 объемов аммиачно-воздушной
• смеси с содержанием аммиака 10% при
800° С и нормальном давлении медленно
пропустили через контактный аппарат с пла-
тинородиевым катализатором. При этом в
полученной газовой смеси аммиака не было,
кислорода содержалось 11,4 объемов, а
паров воды — 15 объемов. При дальнейшем
уменьшении скорости газа состав
полученной смеси не изменяется. Выведите
уравнение химической реакции, происходящей при
окислении аммиака в указанных условиях.
(Решения — на стр. 75)
71

ИССЛЕДОВАНИЯ
А может,
атомарный
водород!
Ох, и трудна работа
химика! Вот изучил он
реакцию, выяснил, при какой
температуре или
давлении ее лучше делать,
чтобы получить те или
иные продукты; выяснил,
само собой, каково
строение этих продуктов.
Думаете, на этом его
мучения кончаются! Как бы не
так. Тут-то и начинаются
всякие вопросы: почему
получается это вещество,
а не другое, какие
молекулы, ионы или радикалы
возникали и гибли по ходу
реакции... Да мало пи
вопросов может
изобрести любознательный
человек! Л если он вдобавок
еще и трудолюбивый, то
начнутся, стало быть,
новые бесконечные опыты
в поисках ответов.
Нельзя сказать, что
реакция, которой
заинтересовался десятиклассник
из Калуги Дмитрий КОНД-
РЛ ТЬЕ В, малой звестна.
О том, что азотная
кислота восстанавливается
металлами, знают все
старшеклассники. Но
Дмитрий сумел взглянуть на
общеизвестные вещи по-
своему и поставить серию
опытов, с помощью
которых весьма близко
подошел к современному
объяснению механизма
этой, в сущности, совсем
не простой реакции. ~~
Вот что он пишет.
Все знают, что при
взаимодействии азотной
кислоты с металлами
водород не выделяется. Но
может быть, он все-таки
образуется и тут же
реагирует с кислотой?
Если так, то могут при
этом восстанавливаться и
другие вещества,
например нитробензол. Ведь
известно, что это
вещество атомарным водородом
легко восстанавливается
до анилина. Обнаружить
анилин очень легко — с
хлорной известью он дает
зеленое или фиолетовое
окрашивание. Об этом
написано в
«Лабораторном практикуме по
органической химии» А. В.
Авериной и А. Я.
Снегиревой (М., «Высшая
школа», 1980, стр. 117). Я
проверил
чувствительность этой реакции —
она оказалась
превосходной: окраска появляется
даже при концентрации
анилина 0,005%. Значит,
для моих целей
нитробензол вполне пригоден.
Опыты делались так.
В стеклянный химический
стакан я помещал смесь
нитробензола с азотной
кислотой, доводил ее до
кипения на горелке, а
потом всыпал туда
железный порошок.
Нитробензол, кислоту и железо
я во всех опытах брал
в весовом отношении
3,5:1,2:1. Смесь кипятил
10 минут, затем
фильтровал, а к охлажденному
фильтрату добавлял
раствор хлорной извести. Так
я испытал концентрации
кислоты от 1 до 65%,
и во всех случаях, когда
она не превышала 20%,
с хлорной известью
появлялась окраска. То есть
происходила известная
реакция, идущая по схе-
C6H5N02
нитробензол
2Н
>C6H5NO-
нитрозооензол
-н2о
2н
72
Клуб Юный химик

2H
- C6H5NHOH
фенилгкдроксиламкн
—* C6H5NH2
И вот что интересно:
при кипячении с железом
20% -ной азотной кислоты
в присутствии
нитробензола оксиды азота
совершенно не выделялись.
Без нитробензола,
естественно, энергично шел
буры й газ. А вот есл и
вместо азотной кислоты
я брал воду и ли вместо
железа — его соли
(FeS04 или FeCI3),
никакого анилина не
получалось.
Тем не менее нельзя
было исключить, что нит-
рогруппа в молекуле
нитробензола вначале
присоединяет к себе
протон, а затем отнимает
электрон у железа:
О
C6H5N
\
Н
о-
C6H,N
О
он
о
CfiHsN
\*
\
+_
Н,е
ОН
*C6H5NO...
Чтобы проверить,
происходит ли это на самом
деле, я поставил еще
один опыт: вместо железа
взял медь в виде
проволоки. Медь стоит в
электрохимическом ряду
напряжений металлов после
водорода и из кислот его
не вытесняет. Значит,
если анилин получится и
в этом случае, он
образуется только по схеме
протонирования. Медную
проволочку я кипятил в
смеси нитробензола с
20%-ной азотной
кислотой до полного
растворения, однако анилина
не обнаружил. Значит,
схема с протонированием
нитрогруппы не проходит.
Таким образом, можно
считать, что при
взаимодействии азотной
кислоты с металлами, стоящими
в электрохимическом
ряду напряжений до
водорода, водород все же
выделяется, но он тут
же реагирует с азотной
кислотой. И именно так
она превращается в NO,
или в NO.
Работу Д. Кондратьева
комментирует кандидат
химических наук В. Р. Полищук
Прошло почти 140 лет
с тех пор, как великий
русский химик Н. К Зинин
открыл, что при
восстановлении нитробензола
получается анилин. С тех
пор эту реакцию изучали
тысячи химиков на тысячу
ладов, но никто не
пробовал восстанавливать
нитробензол в среде
азотной кислоты. По крайней
мере во всеобъемлющем
справочнике Бейлыитейна
сведений о таких
попытках нет. Оно и не
удивительно: азотная
кислота, во-первых, сама может
восстанавливаться, а во-
вторых, может окислять
анилин или превращать
его в нитроанилины. Но
Дмитрий Кондратьев и не
ставил перед собой
задачу просто получить
анилин — его занимали
теоретические (не побоимся
этого слова) проблемы.
Другое дело, что
объяснить результаты его
опытов можно и по-другому.
Металл, погруженный в
электропроводную
среду,— это
электрохимическая система. Неважно,
что не подключено к
этому металлу никаких
батареек: при
достаточном восстановительном
потенциале он может
проделывать типичные
электрохимические
реакции и сам по себе.
Любой
электрохимический процесс
начинается с очень важной,
хотя и не химической
стадии — адсорбции
вещества на поверхности
электрода. И нередко
бывает так, что в первую
голову восстанавливается
вовсе не то вещество,
которое имеет
наибольший окислительный
потенциал, а его конкурент,
наделенный меньшим
потенциалом, но зато
гораздо лучше
сорбирующийся.
В нашем случае
система содержит три
окислителя: ионы водорода,
остатки азотной кислоты
и молекулы
нитробензола. Нитробензол из них
окислитель самый слабый,
но зато сорбируется он
прекрасно, потому что
содержит сопряженную
систему двойных связей.
Почему же его не
восстанавливает медь? Да
просто потому, что ее
потенциала не хватает не только
на восстановление
протонов в атомарный
водород, но и на
восстановление нитробензола. Что
же касается железа, то
Дмитрий обсуждает
только один вариант
восстановления на нем
нитробензола без участия
атомарного водорода: про-
тонирование
органической молекулы с
последующим присоединением
электрона. И своими
опытами этот вариант,
пожалуй, в самом деле
опровергает: протонирован-
ная форма нитробензола,
видимо, могла бы
восстановиться и медью (это
можно проверить особо).
Но ведь есть и другая
возможность, хорошо из-
Клуб Юный химик
73

вестная химикам, но
Дмитрием упущенная: пе-_
ренос электрона на
сорбирован ну ю молекулу
нитробензола. Частица,
которая при этом
образуется, — анион-радикал
нитробензола — изучена
всесторонне, и в ее
существовании сомневаться
не приходится. Если она
образуется и в данном
случае, то присоединить
протон ей уж ничего не
стоит: как-никак она несет
отрицательный заряд:
C6H5N
\
О"
ЧТО НОВОГО В МИРЕ
Исландия —
след
метеорита?
65 миллионов лет назад, на
рубеже мелового и
третичного периодов, с лица Земли
исчезли гигантские ящеры —
динозавры, причем
произошло это одновременно на
всей планете. О причинах
такой глобальной катастрофы
высказано множество
предположений, ни одно из
которых нельзя считать
окончательно доказанным,— об
этом уже рассказывалось в
№ 6.
В последнее время
обсуждается гипотеза, которая
объясняет это загадочное
событие падением на Землю
гигантского метеорита,
вызвавшим резкое изменение
-*
О
ОН.
Как видите, получается
в результате тот же
радикал, которы й указан
в схеме Дмитрия, только
получился он иным путем.
Можно спросить — а
какая разница, что
раньше, протон или электрон?
Разница немалая.
Допуская, что первым
переносится электрон, мы
приходим к универсальному
механизму, которому
подчиняется огромное
число химических
реакций, в частности и
восстановление азотной
кислоты металлами, в ходе
которого, видимо, тоже не
появляется никакого
атомарного водорода, а
вначале переносится именно
электрон.
Одноэлектронный
перенос — одно из
новейших веяний в
теоретической химии, но к его
идеям, как видите, можно
подойти и на основе
несложных опытов,
поставленных школьником в
домашней лаборатории.
И пусть предложенное
автором объяснение не
оказалось
исчерпывающим. Для исследователя
уметь четко
сформулировать вопрос — это
половина успеха. А Дмитрий
Кондратьев, судя по его
письму, этим умением
уже владеет.
природно-климатических
условий. Основанием для
гипотезы послужило
обнаруженное по всей планете в
осадочных породах именно такого
возраста необычно высокое
содержание иридня — как
раз того элемента, которым
особенно богаты метеориты
и которому взяться в
осадочных породах как будто
больше неоткуда, как только из
космоса. А судя по
распределению иридия в осадках
(чем севернее, тем его
больше), метеорит должен был
упасть где-то в высоких
широтах северного полушария.
Но где же след, который
не могло не оставить на
поверхности планеты падение
столь крупного метеорита?
Астроном Ф. Уиппл высказал
недавно предположение, что
такой след есть, и довольно
приличного размера. Это...
остров Исландия, возникший
как раз в начале 'третичного
периода. Согласно подсчетам
Уиппла, метеорит 10-кило-
метрового диаметра должен
был пробить в особенно
тонкой здесь земной коре дыру
размером в 100 км.
Хлынувшая через дыру магма и
могла образовать в этом месте
остров.
А. ДМИТРИЕВ
74
г -

Решения задач
(Условия — на стр. 71)
в реакцию азота получилось 82+0,7 + 7,85 +
+6,3=96,85 объемов. Состав полученной
смеси:
0,7 • 100%
96,В5
=0,72% S02f 8,10% 02, 6,50% SO,
и 84,68% N2.
По условию задачи рассчитанный состав
смеси соответствует равновесному
состоянию. Поскольку равновесие установиться
успевает, при дальнейшем уменьшении
скорости прохождения газа через контактный
аппарат состав выходящей смеси
изменяться не будет. При достаточном
увеличении скорости прохождения смеси равновесие
не будет успевать устанавливаться и
объемное содержание каждого компонента в
выходящем газе будет принимать значение,
промежуточное между содержанием в
исходной и равновесной смесях. Например,
содержание 503, видимо, будет отличаться
от нуля, но 6,50% не достигнет.
Задача 1. Фосфорный ангидрид — очень
эффективный осушитель газов. В первой
трубке с ангидридом поглотилась вся
содержавшаяся в газе вода. Влажность газа равна
3,36 г г
1,12 м3 7? '
На катализаторе происходит необратимая
реакция
Задача 3. В 100 объемах аммиачно-воз-
душной смеси содержится 10 объемов
NH3 и 90 * 0,21 = 18,9 объемов 02. В реакцию
вступили 10 объемов NH3 и 18,9—11,4=7,5
объемов 02, при этом образовалось 15
объемов паров Н20. Объемы этих веществ
в реакции относятся как 4:3:6. Отсюда в
уравнении реакции можно расставить три
коэффициента:
2Н2+02=2Н20.
Кислород содержится в недостатке, поэтому
он полностью переходит в воду. Количество
образовавшейся воды, очевидно, равно 3,6 г
3,6
или — =0,2 моль. Из уравнения видно,
18
что кислорода расходуется в два раза
меньше, т. е. 0,1 моль, или 2,24 л. В
электролитическом водороде содержится:
2,24 л • 100% Л Л
1120 л =°'2% °-
Задача 2. Исходя из 100 объемов начальной
смеси, рассчитаем количество объемов после
каталитического окисления:
2S02
7
7 - 0,9
0,7
+
о2^
11
3,15
7,85
2SO,
6,3
6,3
4NH3+302=6H20 + ...
Из закона сохранения массы следует, что
в правой части недостает 4 атомов, или
2 молекул азота:
4NH3+302=6H20+2N2.
В описанном в задаче опыте катализатор,
давление, состав исходной смеси и
температура такие же, какие применяются в
производстве азотной кислоты, где, как известно,
аммиак почти нацело окисляется в оксид
азота (II). Следовательно, отсутствие NO в
нашем случае можно объяснить лишь
медленным прохождением реакционной смеси
через контактный аппарат.
В. В. СТЕЦИК
В первой строчке под уравнением реакции
записаны объемы газов до реакции, во
второй строчке — объемы прореагировавших
и образовавшегося веществ, в третьей —
объемы после реакции. Из 100 объемов
начальной смеси с учетом не вступающего
ш(г~Ь Юный iifTc;
75

оратория
Фотография
на полстены
Сверхувеличение — это
фотопечать с линейным увеличением
негатива более чем в 20 раз;
дяя наиболее
распространенного формата пленки B4 X
Х36 мм) это отпечатки 50Х
Х60 см и больше. Фотографии
таких размеров мы встречаем
на фотовыставках, в фотосало-
иах и на витринах. Но здесь их
обычно получают, увеличивая
среднеформатные FX6 или
6X9 см), а то и
крупноформатные (например, 9X12 см)
негативы. .Так что это Отнюдь
не сверхувеличеиие. А как
получить фото на полстены с
маленького негатива?
Обычные любительские
фотоувеличители позволяют
увеличивать изображение в 10—
20 раз и получать с негатива
24X36 мм отпечатки до 50X
Х60 см. (Исключение —
фотоувеличитель «Ленинград» с
тридцатикратным увеличением).
Однако все без исключения
фотоувеличители обладают скрытыми
резервами, которые дают
возможность увеличивать
изображение в 40, 50 и даже 100 раз.
Пейзаж, натюрморт, портрет
необычно больших размеров
могут украсить интерьер
комнаты. Фотография, которую
вы видите на снимке
(размером 0,8X2,2 м), сделана с
семидесятикратным
увеличением; девочка на ней
изображена в натуральную величину.
Откуда берутся резервы,
станет ясно, если вспомнить,
что максимальное увеличение
тем больше, чем меньше
расстояние от негатива до
объектива фотоувеличителя (точнее —
до опорной поверхности
оправы объектива). Это расстояние
называют рабочим отрезком
увеличителя (Ry). Для сверхуве-
лнчения очень важно и другое
расстояине — от опорной
поверхности оправы объектива
до фокальной плоскости (в
фотоаппарате — от фланца
объектива до плоскости пленки).
Это так называемый рабочий
отрезок объектива (Ro)- В
объективах фотоувеличителей и
фотоаппаратов типа ФЭД и
«Зоркий» (назовем их
объективами типа I) рабочий
отрезок R0 равен 28 мм, а в
объективах фотоаппаратов типа
«Зенит» и «Практика» (объективы
типа II) — 45,5 или 45,2 мм.
Если в фотоувеличителе
используется объектив первого
Ry
типа, то отношение —= 1,25,
Rn
Ry
если же второго типа, то —- =
Ro
= 0,76. Кратность увеличения
тем больше, чем ближе это
отношение к единице.
Теоретику
ческн при —i =1 кратность
Ro
увеличения бесконечна.
Естественно, увеличить R0 нельзя,
поэтому с объективом от ФЭДа
или «Зоркого» добиться
сверхувеличения просто
невозможно. Во втором случае
приближение к единице — вещь
вполне реальная: надо лишь
немного выдвинуть объектив
увелнчнтеля, чтобы увеличить
Ry. Значит, весь секрет в том,
чтобы при увеличении
негативов более чем в 20 раз
применять объектив от
фотоаппаратов типа «Зенит».
Теперь подробнее о технике
печати. Увеличитель — самый
обычный, конденсорный, но
лучше, если его конструкция
позволяет проецировать
изображение не только на
горизонтальный экран, но и на
стенку. Это увеличители
«Минск» или «Юность».
Негатив, естественно, должен
быть хорошим или, лучше
сказать, идеальным по
качеству — резким, бе? дефектов,
не очень плотным, средне-
контрастным или сильноконт-
76

•л
Рабочий отрезок
увеличителя (Ry) —
расстояние от негатива до
опорной поверхности
оправы объектива (слева)
Рабочие отрезки
объективов (Ro) «Зоркого»
(сверху) и «Зенита»
растным, — чтобы зернистость
фотоизображения была менее
заметна. Фотобумага— в листах
50X60 см или рулонная.
Гвоздями или кнопками
прикрепите бумагу к
вертикальному экрану (дверн, стене), на
который проецируется
изображение. Предварительно на
небольшом куске бумаги определите
точную экспозицию: ведь
испортить лист фотобумаги 50X
Х60 см — то же самое, что
выбросить пачку обычного
формата.
Химическую обработку
(проявление и фиксирование)
позитива можно проводить по-
разному. Первый способ:
прямо на двери (или стене)
равномерно обрабатывайте
эмульсионный Слой сверху вниз
смоченным в проявителе (а после
проявления — в закрепителе)
лоскутом ткани или ватным
тампоном. Имейте в виду:
изображение может проявляться не
совсем равномерно, полосами,
а время фиксирования должно
быть в 2—3 раза больше
обычного. Второй способ.
Приготовьте из экспонированной
бумаги ванночку — завернув
края C—5 см) и закрепив их
по углам скрепками. Останется
только эа/)ить в бумажную
ванночку 200—400 мл проявителя,
а затем (разумеется, после
промывки) столько же кислого
фиксажа. Проявитель лучше
разбавить вдвое водой, чтобы
удлинить время проявления.
Промывать фотографию
лучше всего под душем или же
окуная свернутый в трубку лист
в воду, периодически
разворачивая и сворачивая его. Сушить
отпечаток удобнее прямо на
полу, предварительно
промокнув избыток влаги на эмульсии
сухнм лоскутом ткани, а на
края фото положив небольшой
груз. Отпечаток нетрудно
отглянцевать — с помощью
обезжиренного листа оргстекла
или оконного стекла. Как это
делается, можно прочитать во
всех старых руководствах по
фотографии.
Как видите, все довольно
просто. Полученные фото могут
конкурировать с
выставочными. По крайней мере своими
размерами.
Н. Ф. КОСТЫРЯ
Крупноформатный отпечаток
удобно проявлять и фиксировать
в бумажной ванночке,
изготовленной из самого
проявляемого отпечатка
скрепка
77

можно ли
КРАСИТЬ БАТАРЕИ
БЛЕСТЯЩЕЙ КРАСКОЙ
Г овор ят, что трубы и бата -
реи водяного отопления,
выкрашенные серебряной
краской, задерживают излучаемое
теппо. Правда ли это!
П. А. Турпов,
Грозный
Способность батарей
водяного отопления обогревать
помещение определяется
двумя факторами. Первый —
связан с теплообменом
между металлом и воздухом; его
эффективность зависит от
циркуляции воздуха, от
температуры батареи, окраска
металла здесь ни при чем.
Второй фактор — тепловое
излучение.
Еще в середине прошлого
века Густав Кирхгоф
теоретически исследовал
количество теплового излучения
любого тела. В
соответствии с законом Кирхгофа
излучатель на я способность
тела прямо
пропорциональна его поглощательной
способности, то есть тело тем
больше способно излучить
тепла, чем больше оно
может поглотить его. Значит,
при данной температуре
максимальное тепловое
излучение будет у абсолютно
черного тела. И в то же время
идеально зеркальное тело
вообще не должно излучать
тепло.
Этот закон подтвержден
и экспериментально: если
отполированную платиновую
пластинку частично покрыть
губчатой платиной
(«платиновой чернью»), а затем сильно
нагреть, то зачерненная
поверхность будет светиться
значительно сильнее
блестящей. Именно поэтому
блестящие никелированные или
хромированные чайники
остывают медленнее: они
излучают меньше тепла. То же
относится и к блестящему
покрытию батарей — из-за
снижения теплового
излучения они будут хуже
обогревать помещение.
В ЧЕМ СОЛИТЬ ГРИБЫ
Я решил посолить грибы в
емкости из органического стекла.
Однако у меня нет
уверенности, годится пи такая посуда
для засолки грибов.
И. К. Богданов,
Москва
Стандарт (ГОСТ 17622-72)
определяет органическое стекло
как «пластифицированный и не-
пластифицированный полимер
метилового эфира метакрнло-
вой кислоты и его сополимер»,
сокращенно — полнметилмета-
крилат.
Существует документ,
определяющий возможное
применение любого материала в
производстве продуктов
питания. Он согласован с
Министерством здравоохранения СССР н
называется так: «Порядок
применения металлов,
синтетических и других материалов,
контактирующих с пищевыми
продуктами и средами». Из поли-
метилметакрилата некоторых
марок можно изготовлять трубы
доильных аппаратов, детали
посудомоечных машин, детали
соковыжималок; из материала
типа «Дакрил-2М» — чашки,
блюдца, мерные кружки и т. д.
Изготовление из оргстекла
емкостей для засолки
документом не предусмотрено, так как
при длительном хранении
продуктов в них могут перейти
остаточные количества веществ,
используемых при получении
полимера.
Следовательно, соленые
грибы в таре из оргстекла можно
держать лишь короткое время.
Самая подходящая посуда для
соленых грибов, конечно,
бочка, а если ее нет, то подойдут
и эмалированная кастрюля, и
стеклянная банка.
ПОЛИРОВКА СТЕКЛА
На лобовых стеклах моего
автомобиля появились царапины.
Не подскажете пи вы, как от
них избавиться!
В. В. Лашин,
Саратов
Для удаления царапин нужен
набор абразивных порошков;
повреждения на стекле
следует предварительно
зашлифовать, сначала абразивом с
крупными зернами, а потом — с
мелкими. После этого поверхность
полируют. Пасту сделать
просто: смешайте мелкозернистый
абразив с густым маслом нлн
с салом. Можно
воспользоваться и водной суспензией. Если
порошков нет, то для
шлифовки подойдет микрокорундовая
водостойкая шкурка, а для
полировки — паста ГОИ, зеленая
гуашь или крокус (прокаленная
и измельченная окись железа)
СКОЛЬКО РАЗ НАДО
ПРОКРУЧИВАТЬ МЯСО
Помогите мне, пожалуйста,
спастись от двойной
эксплуатации: дело в том, что жена
заставляет меня прокручивать
мясо через мясорубку дважды,
ссылаясь на технологию своей
бабушки. Мне кажется, что
мясо не становится лучше от
двойного прохождения через
металл, тем более что и обычный
фарш по зубам даже
беззубому, а вкусовые его качества при
двойном измельчении не
улучшаются.
А. Ф. Кокорев,
Москва
Бытовая мясорубка, во всяком
случае лучшие ее варианты,
разрушая мышечные волокна мяса,
превращает его в продукт,
хорошо усваиваемый организмом.
Если говядину или свинину
прокрутить один раз, то фарш по
консистенции и вкусу сохранит
некоторое сходство с куском
мяса. Обычно нас это вполне
устраивает...
Если фарш пропустить через
мясорубку дважды, то
структура мяса разрушится почти
полностью: измельчатся
мышечные волокна, оболочки,
прослойки соединительной ткани.
Получится продукт особенно
мягкий, можно сказать,
обезличенной консистенции. Котлеты
на пару из такого фарша
полезны детям, больным и
пожилым людям.
Кстати, если вам придется
делать котлеты из мяса с
пленками и сухожилиями,
обязательно прокрутите его дважды.
Фарш получится сочным, так
как будет лучше удерживать
влагу.
Следует помнить, что по мере
измельчения фарша
возрастает опасность его порчи.
Поэтому и обычный-то фарш
хранить долго не следует, а
диетический тем более...
78

Принцип простоты
ЧТО ТАКОЕ МАЛОМЕРНОСТЬ
В повседневной жизни нам приходится
сталкиваться со сравнительно
небольшими натуральными числами. Основание
системы счисления равно десяти.
Алфавиты почти всех языков состоят из
нескольких десятков букв. Число букв в
самых длинных словах не превышает
двух десятков. Пропускная способность
головного мозга человека близка к трем
информационным единицам. Число
основных органов управления любой
машины, любого механизма, которые
человек со средними способностями
может контролировать, по мнению
психологов, тоже не больше десятка.
Может быть, все дело в том, что наш
интеллект находится только на
начальной стадии развития? Или же в том, что
мь1 не умеем еще полностью
использовать заложенные в нас способности?
Возможно, когда-нибудь люди будут
свободно множить в уме тысячезначные
числа, в тысячи раз усилится их память,
и тогда усложнятся алфавиты, в сотни
раз возрастут числа, характеризующие
основные параметры нашей
цивилизации. Впрочем, вряд ли. И не только
потому, что интеллект человека
изменяется крайне медленно (если изменяется
вообще). Важно другое: все известные
нам законы природы маломерны, то
есть связи, вскрываемые открытыми до
сих пор фундаментальными законами
естествознания, выражаются в основном
небольшими числами. (Не следует
думать, что все соотношения во Вселенной
можно свести к числовым, как ошибочно
полагали последователи Пифагора,
однако во многих случаях это возможно.)
Закон всемирного тяготения: сила
притяжения обратно пропорциональна
второй степени расстояния между
центрами масс. Маломерность очевидна —
здесь фигурирует вторая степень, а не,
скажем, 1950-я.
Еще пример. Число волос на голове
у человека (разумеется, лысые в счет
не идут) заведомо больше десяти
тысяч. Однако у разных людей это число
неодинаково от природы, и хотя
«наборы» волос не могут vie повторяться, тем
не менее 234 567 волос у некоего
индивидуума нельзя считать проявлением
определенной закономерности. Но у
всех цветков яблони пять лепестков. Не
больше и не меньше. Пять лепестков
имеют цветки вишни, груши,
цитрусовых, гречихи, брусники, льна, моркови,
фиалки, рододендрона, гиацинта,
флокса, лютика, табака и т.д. Это уже явная
закономерность.
Могут возразить: немало цветков с
огромным числом лепестков. Однако два
одуванчика с одинаковым набором
лепестков встречаются, наверное, не часто.
Очевидно, здесь полностью отсутствует
закономерность — нет определенного
числа, устойчиво характеризующего
явление. Это служит пусть косвенным, но
достаточно веским подтверждением
принципа маломерное™ законов
природы. И получается — чем больше число,
тем реже оно встречается в природе.
А встречаются в основном малые числа.
(Не потому ли некоторые из них,
например семь, приобрели мистический
оттенок и с ними связаны многие
суеверия, фольклорные образы?)
Иррациональные числа л C,14...) и
е B,718...) близки к тройке. Почти все
организмы имеют клеточное
строение, их развитие начинается с одной
клетки, у большинства клеток одно
ядро. У большинства животных двойная
продольная симметрия. Элементарные
электрические заряды — только
положительные и отрицательные, других не
бывает. Среди высших. животных есть
самцы и самки. Третьего пола нет, хотя
теоретически, как говорится, возможны
варианты. (У С. Лема в «Звездных
дневниках Иона Тихого» упоминаются пять
полов.) Молекула ДНК состоит из двух
спирально закрученных полинуклеотид-
ных цепей. Окружающее нас
пространство трехмерно. Точка пересечения
медиан любого треугольника отсекает
одну треть от каждой медианы. Известно
всего четыре поля — гравитационное,
сильное, слабое и электромагнитное.
79

Существует лишь четыре типа
невыпуклых правильных многогранников и пять
выпуклых. О пяти лепестках мы уже
говорили...
Вообще, пятерка в ряду малых чисел,
характеризующих биологические (и не
только биологические) закономерности,
стоит особняком. Пятилучевая
симметрия у иглокожих. По пять пальцев на
каждой конечности у человека,
обезьяны, кита, лягушки, ящерицы и других
животных. Пять пар конечностей у
большинства насекомых (включая крылья),
у многих членистоногих, в том числе
у крабов и скорпионов. Мы знаем пять
органов чувств. Общее алгебраическое
уравнение, степень которого больше
или равна пяти, не имеет решений в
радикалах. Если число элементов в
конечной группе меньше шести, то она
обязательно коммутативна. А если шесть
или больше, то не обязательно. (Здесь
мы имеем дело с неожиданным
качественным усложнением строения
конечной группы при числе ее элементов,
равном шести. Группа — одно из
центральных математических понятий, на
основе которого строятся вся современная
алгебра и современная геометрия.
Велико значение теории групп и для
теоретической физики. Именно поэтому
свойство, о котором говорилось выше,
служит важным примером маломерное™:
качественный скачок происходит при
появлении именно пяти неединичных
элементов, в то время как априорно
ожидать скачок можно было бы при любом
сколь угодно большом их числе.)
Пойдем дальше. У всех
млекопитающих семь шейных позвонков. Период,
равный восьми, прослеживается в
системе химических элементов. У человека
46 хромосом. В природе встречаются
только девяносто два химических
элемента. И так далее.
В принципе нанизывание этих
примеров ничего не доказывает. Однако,
вскрывая важную роль малых
натуральных чисел, они имеют непосредственное
отношение ко всему излагаемому
дальше.
ГДЕ ИСКАТЬ ПРОСТОТУ
Проявления маломерности не раз
обращали на себя внимание
естествоиспытателей еще в далеком прошлом и
поначалу ошибочно приписывались лишь
простоте природы. Позднее все чаще стали
появляться более глубокие и тонкие
толкования, учитывающие и
особенности процесса познания. Так появилось
понятие гносеологической простоты.
Дальнейшие исследования привели к
постановке общей проблемы простоты.
Рассмотрим некоторые из ее аспектов.
Начнем с принципа простоты. С
давних пор этот эмпирический принцип
используется в качестве
методологического правила при выборе лучшей из
конкурирующих научных гипотез:
предпочтение отдается той, которая при
прочих равных условиях основана на
наименьшем числе постулатов, то есть
более проста. История естествознания
показывает, что такие гипотезы и
теории, как правило, ведут
естествоиспытателя по верному пути.
Гелиоцентрическая система мира Коперника проще
объяснила причину загадочных
перемещений планет относительно
неподвижных звезд, чем громоздкая модель
Вселенной Птолемея, включающая большое
число небесных сфер. Френель
отказался от корпускулярной теории света
в пользу волновой по той причине, что
исходные посылки последней были
намного проще.
Принцип простоты упоминали в своих
работах Коперник, Браге, Кеплер,
Галилей. Эйнштейн мотивировал переход от
специальной теории относительности
к общей тем, что специальная теория
относительности, прекрасно согласуясь
с экспериментальными данными, не
простейшее из возможных обобщений.
Важную роль отводил простоте в научном
познании Гейзенберг, он считал простоту
гипотез одним из решающих критериев
их корректности. Проблема эта
волновала и Борна: «Является ли закон
гравитации Эйнштейна более простым, чем у
Ньютона? Квалифицированные
математики будут отвечать «да», имея в виду
логическую простоту оснований, в то
время как другие скажут настойчивое
«нет» из-за ужасной сложности
формализма». И все же с принципом простоты,
его гносеологической и
методологической ролью связано пока еще много
неясного. В какой мере, например,
простота известных законов определяется
объективными свойствами природы и в
какой — субъективными факторами,
неполнотой и приблизительностью
наших знаний о мире?
Составная часть общей проблемы —
обоснование так называемой концепции
математической простоты, согласно
которой принято искать наиболее простые
математические формулировки
закономерностей. Известно, что это
требование во многом предопределило
конечный вид уравнений общей теории
относительности. Один из признаков
математической простоты — красота и
стройность математических формулировок, в
частности симметричность уравнений.
Конечно, эта концепция не выводится
логически из других известных научных
80

теорий, в ее основе — многочисленные
проявления математической простоты,
наблюдаемые в различных областях
естествознания, а также в самой чистой
математике. Ей, как это ни странно, не
удалось найти ни одного веского
аргумента в пользу гипотезы о
существовании сколь угодно сложных
общезначимых естественных конструктивных
объектов. (Под сложностью
конструктивного объекта понимается, говоря не
строго, объем наименьшего алгоритма,
задающего построение этого объекта.)
Более того, для многих важных классов
естественных математических объектов
доказано существование конечных
пределов сложности.
Не только математике, но и другим
научным, а также техническим
дисциплинам тоже не удается представить
такие агрументы. Все это наводит на
мысль, что чрезмерно сложных
общезначимых конструктивных объектов нет
вообще.
ЕСЛИ ЗАКОН СУЩЕСТВУЕТ
А теперь зададимся вопросом: можно
ли считать простоту синонимом
истинности? На этот счет существуют разные
мнения. Одни исследователи считают
простоту главным, а то и единственным
критерием истинности. Другие,
наоборот, полагают, что подобная точка
зрения ни на чем не основана.
Высказываются и более осторожные,
компромиссные суждения, придающие простоте
статус некоего вспомогательного
критерия, справедливого лишь тогда, когда
другие, более фундаментальные
критерии, например критерий практики, не
дают определенного ответа на вопрос,
какая из альтернативных гипотез истинна.
Заметим что сама по себе
убежденность в простоте природы, если,
конечно, эта простота понимается не
вульгарно— не как малое число сущностей
в мире и не как легкость его познания,
ничего общего с метафизикой (в
натурфилософском понимании) не имеет.
Эта убежденность — результат научного
поиска. И многие естествоиспытатели
неоднократно возвращались к мысли
о простоте мира, которую они
усматривали в тенденции природы к
своеобразной экономии — экономии средств,
используемых ею при построении
известной нам части Вселенной. Несмотря
на то что в анализе простого и
сложного применительно к материи ведущая
методологическая роль принадлежит
идее об огромном многообразии
явлений действительности, неисчерпаемости
материи и любой ее части, ее
бесконечности вширь и вглубь, тенденция
природы к своеобразной экономичности
очевидна. Это утверждение
конструктивно и открывает новые пути в науке.
Если сейчас в центре внимания
исследователей проблемы простоты
находятся главным образом методологические
вопросы физики, то в дальнейшем
можно ожидать более интенсивного
проникновения аналогичных идей в другие
отрасли знания, где подобные идеи, по
всей видимости, будут способствовать
выработке новых подходов и взглядов.
Это касается космологии, химии,
биологии, социальных наук, науки
управления, системных исследований самого
широкого профиля, техники. И в
первую очередь математики, методы
которой проникают во многие научные
дисциплины, математики, накопившей
большой фактический материал, осмысление
которого с точки зрения концепции
простоты может оказаться очень
плодотворным: и для решения давно
поставленных, но до сих пор не решенных
проблем, вроде проблемы Гольдбаха
или вопроса о конечности множества
простых чисел Ферма, и для развития
новых направлений, создания новых
фундаментальных научных принципов.
Эта тенденция явно свидетельствует о
возрастающей общности
естественнонаучных теорий, о неуклонно
пробивающем себе дорогу синтезе наук. А
синтез наук — путь к объяснению
многочисленных парадоксальных фактов,
известных человечеству. Нельзя ли
предположить, что существует еще не
сформулированный наукой, только
прощупываемый ею всеобщий закон малых
чисел — закон простоты, который в
конце концов поможет разгадать многие
загадки природы?
Может быть, именно этот закон, если
он, конечно, существует, позволит когда-
то найти взаимосвязь таких, казалось бы,
абсолютно не связанных между собой
закономерностей, как трехмерность
пространства, обратная
пропорциональность квадрату расстояний величин
гравитационного, электрического и
магнитного взаимодействий, «магия пятерки»
в биологии и численная ограниченность
основных характеристик всей нашей
культуры.
А. А. МАРГОЛИН
81

Книги
Бухгалтерия
науки
Ю. В.
Грановский.Наукометрический анализ
информационных потоков в химии. М.,
«Наука», 1980.
«Познай самого себя». Пока мы
молоды, этот древний девиз
чаще всего не выходит из
круга благих пожеланий.
Руководством к действию он становится
позже: именно умением
понимать себя, осознавать мотивы
своих поступков, соразмерять
силы с поставленными
задачами сильна зрелость. Не так ли
получается и с наукой?
Дерзко, молодо, не упуская случая
иной раз и дров наломать,
вторгалась она в просторы
непознанного — до поры до времени не
оглядываясь на самое себя.
Наукометрия, инициатором
которой в нашей стране был
В. В. Налимов, существует и
развивается у нас примерно 10—
12 лет. Но и сегодня еще
многие ученые разводят руками:
как можно измерять науку?
Что это за странный нарциссизм,
надо ли изучать науку
методами, ею же самой
разработанными для исследования
объектов внешнего мира, —
методами статистики, теории
информации, инженерной психологии?'
Такое противодействие может
показаться странным, если не
учитывать эту самую
с<возрастную» специфику: как видно,
психология противников
наукометрии отчасти архаична, они
продолжают мыслить
категориями безоглядного накопления
фактов. А на самом деле
эпоха первоначального накопления,
по крайней мере в химии,
очевидно, близится к концу — и
книга Ю. Грановского дает
немало тому доказательств.
Вот пример. В некоторых
разделах электрохимии доля
отечественных публикаций
составляет 60 и более процентов
мирового информационного
потока. Отрадно это или нет? На
первый взгляд — превосходно.
Но бесстрастная
наукометрическая бухгалтерия судит
иначе. Сопоставляя неиссякаемый
поток статей с числом ссылок на
них, она обнаруживает
стремительное — чуть ли не в сто раз
за какие-нибудь 10—12 лет —
падение численности ссылок на
«среднюю» из этих статей.
Приходится сделать вывод, что
отдельные направления этой
бурно развивающейся области
химии, очевидно, недостаточно
перспективны и мало кого
интересуют в мире, кроме самих
авторов. Может быть, им, этим
авторам, стоит подумать о
перемене тематики?
Или такая справка: в 1972—
1973 годах доля отечественных
химических статей, подписанных
гремя и более авторами,
составляла 51 % всех публикаций. А
за рубежом тот же показатель
был вдвое ниже: 24%. На
вопрос «почему?» статистика, как
известно, не отвечает, но
можно предполагать, что этот
самый 51 % — прямой укор
отделам снабжения. Кто не знает,
насколько неповоротливо
снабжение многих институтов, как
трудно порой раздобыть даже
те приборы или реактивы,
которые производятся в
достаточных количествах? И как часто
квалифицированным химикам
приходится тратить недели и
месяцы труда на наработку
исходных веществ, на очистку
растворителей — рутинную,
малопроизводительную работу,
которую, конечно же,
следовало бы брать на себя
поставщикам и выполнять ее
индустриальными методами. Не
потому ли работу, с которой
могли бы справиться двое, иной
раз приходится делать
впятером? Не потому ли так неохотно
меняют привычное направление
научной деятельности те, кто
успел наладить его приборное
и прочее обеспечение как раз
к тому несчастному моменту,
когда оно, это направление,
уже утратило актуальность?
Видимо, поэтому — но не
только... Хочется спросить: а
не таятся ли за этими
процентами и Другие, этические
проблемы соавторства, из тех, что
время от времени так бурно
обсуждаются в печати? Проблема
консервативных, потерявших
чувство нового научных
руководителей; нашествие шустрых
дельцов, соавторствующих со
всеми на свете и
превращающих списки авторов иных статей
в то, что на аспирантском
жаргоне хлестко именуется
«братской могилой»...
Вот вам и бесстрастная
бухгалтерия.
Выкладки Ю, Грановского
подсказывают и более
фундаментальные выводы. Наиболее
цитируемые работы многие
крупные химики нашего
времени создают в сравнительно
юном возрасте — а потом
начинается поточное
производство монографий и статей, где
их идеи так ипи иначе
расшифровываются, детализируются и
обрастают прикладными
разработками. И делают это не
только устойчивые, постоянные
соавторы, но и расширяющиеся с
годами «эфемеридные
коллективы» стажеров, аспирантов,
дипломников, многие из
которых сотрудничают с мэтром в
изготовлении одной-единствен-
иой печатной работы.
Поскольку эта тенденция не зависит
ни от места, где живет
основатель научной школы, ни от
представляемой им области химии,
можно предполагать, что она
отражает объективный процесс
формирования химии — зрелой
науки. Науки, развивающейся
по непривычным пока законам
«интеллектуальной индустрии».
А если так, то спрашивается:
могут ли сохранить при этом
силу и значение «валовые»
оценки труда
исследовательских коллективов по числу
публикаций, числу ссылок на них или
количеству защищенных
диссертаций? Не пора ли для этой
индустрии (как и для любой
другой) разработать показатели
чистой продукции,
характеризующие то, что сделано именно
этим коллективом, а не
заимствовано у вольных или невольных
поставщиков?
Вот еще один, далеко не
праздный вопрос, который
рождается из бесстрастных, казалось
бы, сводок, какими так богата
эта своеобразная книга.
В. КОТЬ
Наука чтения
С . Львов. Книга о книге.
М., «Просвещение», 1980.
Прочитав книжку Сергея
Львова, я, увы, убедился, что не
владею в должной мере
умением читать книги. А вы умеете?
Книга — любая книга —
предполагает особого рода
сотрудничество пишущего и
читающего. Книги — инструмент науки
и память культуры. По меньшей
мере половину сведений,
которыми каждый из нас
располагает о своей специальности, о
своей стране, о мире, подарили
нам книги. Но надо уметь
подступиться к этой кладовой
общенародной и
общечеловеческой памяти. Тогда она
оказывается вдвое богаче. К тому, кто
хотел бы стать настоящим,
квалифицированным читателем,
кто не имеет достаточных
навыков общения с книжной
памятью человечества, кто не
умеет работать с книгой,
обращена «Книга о книге».
В наши дни ширится
увлечение «быстрым чтением».
Стеллажи библиотек и вдохновляют,
и удручают: когда успеть все это
проглотить? Перелистать и то
некогда. В книге С. Львова
можно найти совет и по этой ча-
82

сти — каким образом научиться
искусству читать так, как
дирижер читает партитуру: целыми
блоками. Однако не менее
ценны рекомендации медленного,
вдумчивого чтения. Автор
пишет даже о том, как нужно
читать стихи. Между прочим, это
имеет отношение к работе со
специальной научной
литературой. Стихи отучают от скверной
привычки читать вполглаза,
снимая поверхностный пласт
текста. У внимательного читателя
поэзии вырабатывается особая
строгость к собственному
суждению о прочитанном:
слишком много пластов и уровней
смысла открывается ему в этой
«скорописи мысли».
Вообще здесь много дельных
советов. Например: как читать
тексты, написанные на
малознакомом языке, как обойтись
от слишком частых и
утомляющих заглядываний в словарь.
Как разобраться в книге на
языке вовсе незнакомом. Как
правильно, с максимальной
экономией времени пользоваться
словарями, справочниками,
библиографическими указателями,
библиотечными каталогами.
Кстати о библиотеках. С
некоторых пор
коллекционирование книг стало модой. Это,
может быть, и неплохо. Но
одновременно как будто снижается
престиж и популярность
общественных книгохранилищ.
Проще говоря, нам становится лень
работать в библиотеке. Кажется,
что достаточно заполучить
нужное пособие домой. Между тем
наиболее производительной
работа над литературой
оказывается именно там, где эта
литература в преизбытке, где всегда
можно проверить нужные
ссылки, произвести необходимые
уточнения фактов, имен, дат,
свериться с параллельными
источниками, ознакомится с
альтернативными мнениями.
Научная библиотека — такое же
необходимое производственное
помещение для ученого, как и
его лаборатория.
И еще одна важная
рекомендация: к чтению серьезной
книги целесообразно приступать
с определенной, заранее
выработанной установкой. Нужно
отдать себе отчет, чего
собственно ты ждешь от книги:
фактического материала,
новых идей, обобщающей
концепции? Это вовсе не значит, что
заведомо отвергается элемент
неожиданности от чтения. Но
целенаправленное ожидание
позволит извлечь из текста
максимум того, ради чего
предпринимается чтение.
В хорошей книге досадно
встретить неточности. Их,
впрочем, совсем немного. На стр.
105 приведены устаревшие
данные о происхождении
глаголицы — одной из двух
древнейших славянских азбук.
Глаголица не создана в подражание
кириллице (на основе которой
возникла русская система
письма), но представляет собой
более архаический алфавит.
Фома Аквинский называл себя
«человеком одной книги» —
примем это утверждение
автора иа веру. Но уничтожить все
прочие книги (как пишет автор
на стр. 194) он явно не
собирался.
Нужное и интересное
исследование Сергея Львова —
своеобразный путеводитель по
Книге. Мы не стремились сделать
наш краткий отзыв
путеводителем по книжке самого
Львова. Хотелось просто обратить на
нее просвещенное внимание
читателя «Химии и жизни».
Г. ИВОЛГИН
Соразмерно
человеку
Естественнонаучные знания в
Древней Руси. Отв. редактор
Р. А. Симонов. М.г «Наука»,
1980.
Спросите
ученого-естественника, давно ли существует
наука в современном понимании
этого слова, и он назовет срок,
в масштабах истории
незначительный: три или четыре
века. Такой ответ справедлив,
если подразумевать под наукой
только один, принятый ныне
способ закрепления сведений
в материальном мире. Пятьсот
или тысячу лет назад способы
были другими, но значит ли
это, что исследовательская
мысль человечества дремала?
Конечно, нет. Свидетельство
тому — не только геометрия
Эвклида или звездные
таблицы Улугбека, но и
неповторимые творения зодчих,
медицинские трактаты, химические
рецепты, изделия древних
металлургов, стеклодувов, ювелиров.
Очевидно, что склад
мышления человека прошлых эпох
несколько отличался от нашего;
многие методы и приемы,
которыми он пользовался в своей
производственной
деятельности, в наши дни попросту
забыты. Но отнюдь не все из того,
что утрачено, заслуживало
забвения.
Древние мастера, пращуры
нынешних ученых и нынешних
рабочих, обладали
удивительной смекалкой, помноженной
на недюжинное воображение.
Принято думать, что их
фантазию стесняли жесткие каноны,
что традиция и рутина
подавляли творчество. Но вот к какому
выводу приводят статьи,
помещенные в сборнике
«Естественнонаучные знания в Древней
Руси»: правила и каноны,
регламентировавшие работу
старинных русских мастеров, были
не чем иным, как своеобразной,
бесписьменной формой
закрепления достижений мысли.
Взять, к примеру, систему
саженей. На первый взгляд
никакой системы не было.
Существовала сажень царская,
церковная, казенная,
купеческая, народная — и все разные.
Однако сопоставление
размеров древних строений
приводит к любопытному
открытию: изысканные пропорции
старинных храмов, царских
палат и т. п. вытекают из
соотношений между этими
разносортными саженями. Известно,
например, что размеры
древнерусских храмов во многих
случаях неукоснительно следуют
закону золотого сечения.
Достигалось это не путем
сложных математических выкладок,
а простым прикладыванием
одного и того же числа
разных саженей. Причем вся эта
метрика была ориентирована на
человека, гармонично
соотносилась с размерами его тела.
Интереснейшие подробности
на этот счет читатель найдет в
статье сборника «Система
размеров и их отношений в
древнерусской архитектуре». А
иллюстрации, которыми украшен
сборник, познакомят его с
любопытными результатами
геометрического анализа
композиции произведений
древнерусской живописи.
Выходит, не так уж
беспомощны были наши предки, едва
успевшие вступить в эпоху
письменной культуры, но
имевшие за плечами опыт сотен
поколений, которые сумели
создать особую и во многом
загадочную для нас систему
бесписьменного знания. Какая,
например, увлекательная тема —
ремесленная химия Киевской
Руси! Стеклодувы древнего
Киева умрли изготовлять синее
стекло, не пользуясь
применявшимся для этого в других
странах оксидом кобальта: его на
Руси не было. Дивный цвет
достигался благодаря добавлению
соединений меди и марганца.
Ни в каких манускриптах этот
рецепт не зафиксирован. Не
зная, что он был ведом еще
древним египтянам, мастера
каким-то образом дошли до
него в рабочем, так сказать,
порядке и передавали это знание
устно своим ученикам.
Список лекарственных
растений, собираемых в XVII веке
для нужд Аптекарского
приказа, в общем не так уж далек
от ассортимента современной
фармакогнозии. И применяли
их нередко по тем же
показаниям, что и сегодня, хотя
теоретическое обоснование
«травного дела» могло бы повергнуть
в ужас современного медика.
Знания в древние времена
накапливались медленнее, чем
в эпоху НТР, и способ их
закрепления резко отличался
от современного. Но было у
наших предков одно важное
достоинство: они не забывали
того, что открывали их
предшественники. И не смотрели на
них свысока.
К. БОРСКИЙ
83

Из писем
d редакцию
Каменная
фармакопея
Хотя я давно вышел из
школьного возраста, мне все
же захотелось включиться в
предложенный членам Клуба
Юный химик турнир рыцарей
гармонии и попытаться
расшифровать надпись на
таинственном каменном диске с
острова Крит*. В надписи я
усмотрел много знакомых
символов, поскольку по
профессии я — фармацевт.
Если читать текст начиная с
центра диска, то в первом же
«абзаце» можно прочесть
указание на то, что в
неумелых руках целебная трава
становится ядом — голова
человека лежит, опрокинутая
навзничь. Между тем эта же
трава в руках знатока лечит:
голова на рисунке абзаца 4
изображена в прямом
положении, как у здорового
человека. Цветок и форма плода
на обоих рисунках
соответствуют горицвету весеннему —
-неправильное применение
этой травы действительно
может привести к печальному
результату, так как в ней есть
сильнодействующие
сердечные гликозиды.
В 3-м абзаце указано на
ошибку заготовителя трав.
Головка женщины печально
наклонена — она не
излечилась, хотя пользовалась
целым набором целебных
растений, изображенных тут
же. А вот в 15-м абзаце
ошибки нет, и женщина с
помощью того же набора от
недуга избавилась. В чем же
состояла ошибка? Очевидно,
в том, что сборщик опоздал
со сбором растений, в
частности бессмертника.
Символом, похожим на рубашку, в
первом из этих двух
рецептов, на мой взгляд,
обозначены голые, без цветков,
цветоложа бессмертника. И
именно отсутствие цветков
лишило настой целебной
силы. Во втором рецепте все
изображено правильно —
настой приготовлен из качест-'
венного сырья. Сырье — это,
кроме бессмертника, черный
перец и колоцинтис из
семейства тыквенных. Перец
изображен в виде острого
двузубца (это, видимо,
характеризует остроту его плодов), а
колоцинтис — в виде
поперечного среза плода. Все три
растения помогают
пищеварению и улучшают аппетит.
Во 2-м абзаце речь идет о
фиалковом корне — он
изображен в в иде готового
сырья: корневища и цветка
ириса. Фигура «мальчика»
может на самом деле
изображать цветок: руки, ноги и
голова — это, возможно, три
наружных лепестка и два
внутренних. А вот в 11-м
абзаце тот же «мальчик»
снабжен длинной цветоножкой —
это уже принадлежность
цветка фиалки душистой, по
строению схожего с цветком
ириса.
В 19-м абзаце — те же
данные о шафране: готовое
сырье и цветок. 6-й абзац —
сложный рецепт, композиция
из фиалкового корня и плода
колоцинтиса. Таким составом
лечили кашель, зубную боль.
Вглядитесь во все «абзацы»
диска — всюду видны части
растений. Здесь и ветки с
листьями, и корни, плоды,
лепестки, цветки... Может
быть, моя версия и не
единственно правильная, но
неужели это обилие растений
случайно?
Я ЛИБ/ИАН,
Петрозаводск
* В действительности диск изготовлен
не из камня, а из обожженной
глины — см. книгу А. А. Молчанова
«Таинственные письмена первых
европейцев». М.а «Наука», 1980.— Ред.
84

Болезни и лекарства
История с зубами
Профессор
В. Р. ОКУШКО,
Донецкий медицинский институт
1.
Болезнь, которой подвержена добрая
половина человечества, на борьбу с
которой расходуется почти столько же
средств, что и на борьбу против рака,—
на первый взгляд даже не болезнь,
а что-то вроде порчи. Или ржавчины,
поражающей самую твердую,
сопоставимую с металлом ткань организма —
зубную эмаль. Даже в названии,
одинаковом на всех языках, слышится что-то
техническое, созвучное с коррозией:'
кариес.
О том, что сумела наука разведать
Деталь картины Пнтера Брейгеля Старшего
«Деревенский праздник» A568 г.)
о кариесе зубов, можно узнать из
популярных статей (одна из них была недавно
напечатана в журнале «Наука и жизнь»,
1980, №8). Сущность заболевания может
быть выражена в нескольких словах:
кариес — это пограничный
биохимический конфликт. Конфликт между
хозяином — макроорганизмом и его
микроскопическими кислотообразующими
нахлебниками. Вслед за эмалью под
действием кислот постепенно разрушаются
и нижележащие слои. Все, что
способствует привольной жизни
микроорганизмов, особенно минералолюбивых:
пристрастие к сладостям, нелюбовь к зубной
щетке — будет способствовать порче
зубов. Хороший элемент фтор:
включаясь в решетку апатитов эмали, фтор
делает их более кислотоупорными, и он
же, по-видимому, умеряет в какой-то
степени агрессивность микробов.
И это все? В общем — да. Специалисты,
естественно, знают много интересных
85

^
Герард Доу. Зубной врач A672 г.)
подробностей о том, как устроены
боевые позиции противоборствующих
сторон, как развиваются события, когда
война уже объявлена. Однако сотни
терминов, тысячи публикаций,
архисовременные методики и Гималаи
клинических наблюдений почти ничего не
прибавляют к сложившейся концепции
болезни.
К кариесу можно было бы отнести
слова Наполеона: «Толкуют о медицине.
Какая медицина, когда они с насморком
справиться не могут!»
Правда, лечить кариес (или
восстанавливать нанесенный им урон) мы все-таки
умеем. Но ведь хотелось бы вовсе не
болеть, не держаться за щеку, не глядеть
со страхом на бормашину.
Господствующая концепция кариеса —
ровесница бактериологической
революции. Сразу же после появления работ
Пастера была высказана догадка о том,
что и эта болезнь — инфекционной
86
природы. И вот уже больше ста лет
люди пытаются избавиться от кариеса,
борясь с микробами. Пенящиеся зубные
пасты сложного состава, особые
красители, позволяющие вовремя обнаружить
на зубах колонии бактерий...
Правда, одновременно с рождением
химико-паразитарной теории возникла
мысль о том, что одних местных
факторов недостаточно. Заболевание, судя по
всему, имеет и общую, обменно-консти-
туционную основу. Впрочем, это
относится ко многим инфекциям. Например,
туберкулез вызывается вполне
определенной причиной — палочками Коха, однако
существенны и общие факторы:
наследственность, конституция, условия
жизни. Развивая эти представления,
стоматологи пришли к определенным
практическим выводам. Выработаны
специальные диеты; предложены
эффективные медикаменты общеукрепляющего,
системного характера. Широко
распространилось профилактическое
фторирование питьевой воды.
Успехи — а их отрицать не
приходится — породили у врачей благодушное
настроение. То и дело мы слышим
заверения, что-де времена изменились.
Никаких загадок, никакой теоретической

проблемы кариеса более не существует;
наука сказала свое слово, теперь все
дело за практическим осуществлением
ее рекомендаций. Преодоление кариеса
объявляется чисто организационной
проблемой.
Вот это благодушие и побуждает меня
взяться за перо, чтобы попробовать
приоткрыть перед читателем другие,
менее обсуждаемые и не столь
популярные стороны дела. Никаких сенсаций я,
разумеется, провозглашать не
собираюсь. Обеими руками голосую и за
рациональное питание, и за
гигиенический режим, и за полоскание рта после
еды. Все правильно. Но не надо
обольщаться: все эти меры (плюс
повсеместное фторирование воды), заметно
уменьшая риск заболеть кариесом,
все-таки не ликвидируют его как
массовое заболевание. Даже собственным
детям врач-стоматолог не может
гарантировать здоровые зубы. Нет оснований
сопоставлять кариес с побежденными
или . побеждаемыми инфекциями. Уж
если сравнивать, то скорее с
болезнями обмена, с опухолями.
Кариозное поражение зубов и по сей день
все-таки остается в первую голову
медико-биологической, а не санитарно-
гигиенической проблемой.
Попытаемся размотать клубок
событий, ведущих к разрушению зубов.
Герард ван Хонтхорст.
Лечение зубов A622 г.)
Оно должно неизбежно пройти стадию
первичного поражения — полости
(«дупла»). Полости в свою очередь
предшествует стадия деминерализации
эмали, иначе — стадия мелового пятна.
А отчего происходит деминерализация?
Мы знаем, что меловые пятна чаще
встречаются у тех, кто пренебрегает
уходом за зубами, — чаще, но все-таки
не во всех случаях. Нам известно, что
эти пятна чаще возникают под зубной
бляшкой, то есть фиксированной
колонией микроорганизмов, — чаще, но
опять-таки не всегда. Мы знаем о
существовании «кариесогенных» ситуаций,
когда шансы испортить зубы резко
возрастают. Знаем, что зубы чаще поражаются
при некоторых общих недугах
организма. И так далее. Перечень подобных
«знаний» можно продолжать до
бесконечности.
В конце концов произносится столь
знакомое медикам, солидно звучащее
слово «полиэтиологический»
(многопричинный). Кариес зубов —
полиэтиологическое заболевание. Другими
словами, обусловленное несчетным числом
прямых и косвенных, отчасти известных,
большей частью неизвестных факторов.
Но как в таком случае можно надеяться
на ликвидацию болезни, как пресечь
все вредные и мобилизовать полезные
влияния? Какой толк от такого знания?
Реально ли оно?
Причин и условий тьма тьмущая. Но вот
что любопытно: в сводках наших сведе-
87

ний о «предзаболевании» почти нет
данных о состоянии самой эмали. Не то
чтобы никто этим вопросом не занимался.
Исследователи установили, что и по
структуре (включая структуру
кристаллической решетки), и по химическому
составу, и по тому свойству, которое
нас более всего интересует,— кислото-
устойчивости — эмаль здорового зуба
в разных участках и у разных людей
неодинакова. Немаловажный факт.
Но какое из многообразных отклонений
может предвещать кариес? Этого никто
толком не знает.
Заметим, что рассуждениям об общих
факторах может быть
противопоставлено другое, тоже весьма
распространенное мнение — что речь идет лишь о
случайных совпадениях, а подлинную,
реальную роль в возникновении (или
невозникновении) кариеса играют только
местные, внутриротовые условия.
Резонно? Может быть, и да. Однако
трудно понять, почему в наше «кариесо-
генное» время, предлагающее столько
рискованных гастрономических
приманок, кариес бывает все-таки не у всех.
Почему встречаются старики с
прекрасными зубами? А с другой стороны,
почему у подростков, не успевших даже
как следует попользоваться своими
зубами, зубы так часто и так быстро
разрушаются?
Поскольку, однако, речь зашла об
эмали, есть смысл напомнить, что это
вообще за штука. Эмаль лишена клеток,
ферментных систем,
трансформирующихся белков. Это самая
минерализованная ткань организма (97% — каль-
циево-фосфорные апатиты), самая
твердая (о чем мы уже упоминали),
метаболически самая инертная. И все же это
не минерал, а живая ткань. У ребенка
и молодого человека эмаль густо
пронизана сверхтонкими капиллярами. По
капиллярам из мякоти зуба к поверхности
медленно движется зубной ликвор —
жидкость, похожая на плазму крови.
Ликвор имеет щелочную реакцию. Стоп!
Вот это и есть решающая подробность.
Устойчивость эмали к кислотам зависит
не только и не столько от ее состава,
сколько от темпов выброса
нейтрализующего зубного ликвора.
5.
Подумаем, как определить этот выброс.
Наиболее удобен и прост способ,
основанный на оценке дефекта, который
образуется на поверхности эмали при
ее ограниченной дозированной
протравке. (Такие дефекты вполне безопасны,
они могут возникать и после
употребления некоторых кушаний и излечиваются
сами собой.) На участок эмали площадью
не более одного квадратного
миллиметра наносится строго отмеренное
количество раствора кислоты. С
протравленного участка снимают отпечаток,
глубину дефекта определяют с
помощью специального прибора.
Вот краткая сводка данных,
полученных в этих опытах. Эмаль живого зуба
обладает не только пассивной, чисто
химической кислотоупорностью, но и
функциональной кислотоустойчивостью,
которая исчезает после гибели зубной
мякоти. Другими словами,
кислотоупорность состава эмали (минералов и
связанной с ними органической основы)
существенно дополняется чисто
физиологическими свойствами. Последние
зависят от центробежного тока зубного
ликвора. Действительно, если в
эксперименте подавить жизнедеятельность
мякоти, состав эмали не изменится. Однако
устойчивость к кислотам немедленно
снизится. Капли различных
биологически активных веществ, нанесенные на
мякоть, мгновенно и по-разному меняют
способность эмали противостоять
кислотам.
Предпринимались попытки выяснить,
что происходит в зубе, когда его
обороноспособность повышается (то есть
когда функциональная кислотоустойчивость
оказывается выше некоторого среднего
уровня). Существует способ регистрации
очень слабых электрических
потенциалов зубной мякоти. Полученная таким
путем электроодонтограмма дает
возможность, не разрушая зуб, судить о
биологической активности его недр.
Оказалось: все внешние или внутренние
воздействия, влекущие за собой
повышение кислотоустойчивости,
сопровождаются и повышением биоэлектрической
активности зуба. Наоборот, снижение
сопротивляемости идет параллельно со
снижением биоэлектрической
активности.
Твердый, неподатливый и
неподвижный зуб умеет по-своему
приспособляться к изменениям местных условий.
Интересно, что блокада идущего к зубу
чувствительного нерва (в просторечии
именуемая «замораживанием»)
активизирует зуб и повышает
кислотоустойчивость эмали. Раздражение нерва,
напротив, угнетает активность пульпы,
а с ней и устойчивость эмали. Все это
наводит на мысль, что контроль
организма над процессами, идущими в зубе,
заключается в том, что организм как
бы притормаживает спонтанную
активность зуба. Зуб — саморегулирующаяся
система и в качестве таковой настроен
на более высокий уровень реактивности.
88

чем тот, который он реализует, находясь
под сдерживающим контролем нервной
системы.
6.
Все это довольно занятно, однако
хорошо бы вернуться к главному. Какова
возможная связь приведенных данных
по органофизиологии зуба с загадкой
кариеса?
Установлено, что сахарная диета
закономерно вызывает у
экспериментальных животных (крыс) кариес, ничем не
отличающийся от человеческого.
Корреляция между интенсивностью
поражения и снижением кислотоустойчив ости
змали выражается показателем,
близким к единице. И то же самое
обнаружилось при массовых обследованиях
школьников. Чем ниже функциональная
кислотоустойчивость, тем тяжелее
кариес.
Корреляционная связь не есть синоним
причинно-следственной связи. Она лишь
заставляет подозревать, что либо оба
явления обусловлены общей причиной,
либо одно из них — причина другого.
Может быть, кариес приводит к утрате
кислотоустойчивое™, а не утрата
устойчивости — к кариесу? Что первично?
Ответ дает показатель
функциональной кислотоустойчивости змали у
человека с новенькими, только что
прорезавшимися постоянными (не молочными)
зубами — у ребенка. В массе
обследованных детей этот показатель обнаружил
довольно большие колебания. Но
прошло полгода, ребята были обследованы
вторично. И тут выяснилось, что кариес
возник только у детей с исходной кисло-
тоустойчивостью ниже среднего уровня.
Коэффициент корреляции между
числом пораженных зубов и степенью
первоначального снижения
кислотоустойчивости — 0,9.
Таким образом, растворимость в
кислой среде предопределяет кариес, а
не наоборот.
7.
Из сказанного следует, что найдена
вполне приемлемая кандидатура на
вакантное место недостающего звена в
процессе, конечный результат
которого — гнилые зубы. На вопрос,
поставленный выше,— что предшествует стадии
деминерализации змали,— следует
ответить: изначальное снижение
функциональной кислотоустойчивости эмали.
А чем вызвано это снижение? Чем
объясняется его повсеместное
распространение? Можно предположить, что оно
не в последнюю очередь связано с
незрелостью зубов, которые у
современных детей вообще прорезываются
значительно ранее прежнего, оптимального
срока.
Наша гипотеза снижения
кислотоустойчивости как решающего фактора
болезни есть пока только гипотеза.
Укажем на ее преимущества. Она
конкретна. Она дает в руки врачу
практический критерий — функциональную
пробу, позволяющую не только
прогнозировать заболевание, но и оценить
его вероятную интенсивность —
интенсивность процесса, который даже еще
не начался. И наконец, самое главное:
мы получаем принципиально новый
метод профилактики. Речь идет о
функциональной перестройке собственного
защитного механизма зуба.
Открывается возможность конкретного,
целенаправленного предупреждения болезни
у детей, наиболее подверженных риску
заболеть. Это и даст возможность
побороть кариес как массовое заболевание.
А с другой стороны, предлагаемая
гипотеза ставит перед исследователем
весьма широкие вопросы.
Функциональная кислотоустойчивость змали
сигнализирует о системных особенностях
минерализованных тканей всего организма.
Болезнь зубов — это ведь в конечном
счете несостоятельность всей костной
системы. Пробы ставятся на резцах,
а первые признаки кариеса появляются
лишь спустя несколько месяцев и на
других зубах.
И еще оди*н аспект — бионический.
Не может ли саморегулирующаяся
система мякоть зуба — капилляры —
эмаль, система, обеспечивающая
защиту змали от химических воздействий
среды, служить прообразом решения
аналогичных задач в технике? Выходит,
не зря мы упомянули в начале этой
небольшой статьи о коррозии?
89

Для борьбы
с авариями
ЧИТАТЕЛИ
ПРОДОЛЖАЮТ
ОБСУЖДЕНИЕ
ПУБЛИКАЦИИ
«ГАИ ЗАДАЕТ
ВОПРОСЫ».
В беседе с начальником
ГАИ МВД СССР, генерал-
лейтенантом милиции
В. В. Лукьяновым,
напечатанной в «Химии и жизни»
A981, № 3), говорилось о
некоторых научных н
организационных проблемах, которые
нужно решить для успешной
борьбы с авариями на
автотранспорте, связанными с
употреблением водителями
алкоголя. В частности, шла
речь о необходимости
разработки методов оценки
психофизиологического состояния
человека, которыми могли
бы пользоваться как
сотрудники ГАИ, так и — в порядке
самоконтроля — водители.
Первые отклики на это
выступление журнала были
напечатаны в лрошлом номере.
Здесь мы продолжаем
публикацию поступающих
откликов.
ЕСТЬ ПРИБОР
Для снижения аварийности
очень важно, чтобы водитель
имел возможность
самостоятельно оценивать свое
психофизиологическое состояние.
Современный уровень науки
и техники вполне позволяет
создать приборы,
проводящие такую оценку
практически непрерывно во время
движения. Такой прибор уже
существует и скоро в виде
экспериментальных образцов
появится на транспортных
средствах.
Это созданный нами
«помощник шофера», с
помощью которого водитель
может с высокой степенью
точности оценить свое
функциональное состояние,
степень аналитической
активности своего мозга —
показатели, которые ему знать не
менее важно, чем
температуру двигателя, давление в
системе смазки и т. п.
Работа прибора основана
на непрерывном контроле
некоторых физиологических
показателей, снимаемых с
поверхности кожного покрова
ладоней,— для этого на
органах управления
размещаются соответствующие
датчики. Наблюдая за
изменениями абсолютного значения
собственной
работоспособности, водитель сможет
своевременно принимать меры
для ее поддержания на
необходимом уровне. В
дополнение к самоконтролю может
быть введен и дистанционный
контроль — в этом случае
водителя, у которого
значения психофизиологических
показателей вышли за
пределы нормы, будет видно (или
слышно — в зависимости от
конструкции устройства) за
сотни метров, а то и за
километры.
Прибор не мешает
водителю управлять автомобилем,
не утомляет и не отвлекает
его, не требует находиться в
какой-либо определенной
позе, позволяет учитывать
индивидуальные
психофизиологические особенности; он
защищен от влияния
электрических помех, термо-, виб-
ро- и пылеустоичив, не
меняет своих показаний при
попадании на датчики грязи,
масла, бензина и следов кислот,
несложен в эксплуатации и
стоит — в первом
варианте — не дороже самой
дешевой автопокрышки.
В этом варианте прибор
демонстрировался на
Всесоюзном совещании по
безопасности движения,
проходившем в 1980 г. в
Севастополе. К сожалению, в решении
совещания о нем так и не
было упомянуто: по-видимому,
участники совещания просто
не поверили, что это вполне
реально... Тем не менее этот
первый вариант прибора
будет в ближайшее время
установлен на троллейбусе, в
котором будет оборудована
дорожная лаборатория для
изучения особенностей
работы водителей на тех или
иных маршрутах Киева.
Пока что мы работаем над
прибором без всякого
контакта с ГАИ СССР, с
Министерством автомобильного
транспорта, с возможными
разработчиками серийных
образцов прибора; работаем
практически на энтузиазме,
не имея ни финансовой
поддержки, ни дорожной
лаборатории. Мы считаем, что раз
уж волей случая оказались
на верном пути, уходить с
него мы не имеем права.
Для дальнейшей работы
необходимо прежде всего
четко определить, каким
требованиям должен отвечать
прибор, кто будет его в
дальнейшем выпускать серийно,
внедрять, эксплуатировать и
т. д. Мы надеемся, что
публикация в «Химии и жизни»
поможет внести ясность в эти
вопросы.
Доктор медицинских наук
П. П. СЛЫНЬКО,
заведующий отделом
прикладной физиологии
НИИ физиологии
Киевского государственного
университета
ЕСТЬ ЕЩЕ ОДИН ПРИБОР
Работая в области
биологической кибернетики, я (с
участием специалистов по
алкогольной патологии)
разработал малогабаритный
прибор — «тестер водителя»,
который может быть
использован для самопроверки
психофизиологического состояния
человека. Принцип его
работы заключается в измерении
времени ответной реакции
человека на световой
раздражитель.
Вы нажимаете на кнопку;
при этом устанавливается в
начальное состояние счетчик
времени и запускается гене-
90

ратор случайных сигналов.
На протяжении ближайших
30 секунд в какой-то
случайный момент загорается
лампочка, после чего вы должны
сразу же вторично нажать на
кнопку. Тогда на цифровом
табло появится трехзначное
число, которое покажет
время вашей реакции (в
миллисекундах). Габариты
прибора — 120X60X50 мм, вес
не более 300 г. Питание от
сети 220 В или от двух
батареек КБС.
Такой прибор позволит,
кроме «алкогольного
контроля», тренировать
внимание, а также определять
пониженное цветоощущение на
красный цвет.
Образец прибора передан
в ГАИ города Киева. Прибор
понравился. Однако одним
образцом в опроса не ре-
шить. Даже нашему
городскому ГАИ нужно не меньше
20 таких приборов, а для их
производства необходимо
участие промышленности.
Убежден, что вопрос
назрел, постановка его в
журнале правильна. Электроника
может оказать здесь
существенную помощь.
К. И. ХРУЦКИЙ,
Институт кибернетики
АН УССР (Киев)
НЕ ТОЛЬКО АЛКОГОЛЬ...
Вы пишете, что не только
водка, но даже продукты ее
разложения через
длительное время влияют на
психофизиологическое состояние
человека. Может быть, это и
так, но ничуть не меньше
влияет на это самое
состояние, если вывести человека
из душевного равновесия.
Шофера могут привести вам
множество примеров, как им
приходится выезжать на
линию в состоянии сильнейшего
волнения, душевного
расстройства: это и обида на
механика, и ругань с
начальством, и семейные неурядицы,
и т. п. Но попробуй скажи об
этом — засмеют:
подумаешь, он взволнован! Езжай!
Ведь это тоже оказывает
огромное влияние на
аварийность.
А болезненное состояние
водителя? К примеру, зуб
болит, или голова, или насморк,
в конце концов. Что-то не
приходилось мне слышать,
чтобы водителю при этом
давали больничный лист или
хотя бы отпускали отдохнуть на
полдня. А у него от этой
реакции, от реакции
срабатывания мышц в аварийной
ситуации, может быть, вообще
ничего не осталось.
А как выматывают нервы
плохие дороги?
Я считаю, что нужно
применять строжайшие меры не
только к тем водителям,
которые пьют, но и к тем
руководителям, которые учиняют
«разгон» водителям перед
рейсом. И к тем, по чьей
вине дороги в плохом
состоянии. Можно смело сказать —
тогда аварийность резко
снизится!
А. А. ЯКОВЕНКО,
шофер,
гор. Анадырь
Магаданской обл.
/ Л, "!г у оы
Бабье лето
Ровно два года назад в «Химии и жизни»
была опубликована статья «Бабье лето,
бабье лето». Ее автор склонен видеть
причину этого явления в специфике
жизнедеятельности растительного мира.
Я думаю, что причина осеннего
потепления значительно глубже. Игра такого
рода по плечу лишь процессам с
могучей энергетической базой. Источником
же энергии для аномалий бабьего лета
скорее всего служит сама планета Земля,
пребывающая в диалектической связи
с космосом.
Бабье лето — климатический
феномен, и, следовательно, оно имеет связь
с другими подобными явлениями.
И наверное, все они обусловлены одними
и теми климатообразующими
факторами.
Так же как и климат, гидрологический
режим рек подвержен сезонным
колебаниям. Меньше всего воды в реках,
и самое слабое течение в конце лета,
в начале осени и зимой. Вода в реки
мЧс
6000
5000
3000
1000
i /
Г 'Г 1 > г—» 1 ! Т I I "•
! !l HI !V V V! VI! V!t! IX X .X! XI!
Годовой ход стока Волги у Ярославля
(по О. А. Спеиглеру)
попадает из подземных источников и
атмосферы. Но наибольшее поступление
воды из атмосферы и из подземных
резервуаров зачастую не совпадает
по времени. Более того, наибольший
расход речных систем обычно на 1—3
года отстает от максимума выпадения
атмосферных осадков. И наиболее проч-
91

на связь речного стока именно с
подземными водами. Их режим тоже
испытывает колебания, в особенности из-за
землетрясений. После землетрясений
меняется химический состав и дебит
воды в родниках, гидрогеологических
скважинах... Довольно часто во время
землетрясений подземные воды проры*
ваются на поверхность в виде струй
фонтанов, гейзеров.
Наибольшее число землетрясений
в обоих полушариях Земли
зафиксировано в апреле — июне, а минимальное —
в декабре — феврале. Это совпадает
со временем достижения Землей
максимальной скорости C0 км/с) ее
перемещения в космосе. Кроме того,
периодичность землетрясений специалисты
связывают то с закономерным
движением Луны, Солнца и планет, то с их
взаимным расположением в
пространстве. В частности, предполагают, что
изменение положения Луны относительно
земного экватора вызывает приливные
возмущения в земной коре, которые
инициируют землетрясения.
Так может быть, и проявление бабьего
лета обусловлено совокупностью таких
процессов? В самом деле, космические
факторы влияют на приток подземных
вод на поверхность, которые в свою
очередь воздействуют на климат. Резкое
увеличение притока подземных вод
в конце апреля — начале мая понижает
температуру воздуха — его тепло идет
на испарение. На фоне общего сезонно-
ч ' ' ' i
I II III IV V VI VII VII! IX X XI XII
Распределение числа землетрясений
A904—1965 гг.) иа Земле по месяцам
года (по П. Н. Кропоткину)
го повышения температуры это
особенно ощутимо. Сокращение же притока
вод на поверхность Земли в конце
сентября — начале октября на фоне
осеннего похолодания дарит нам бабье
лето. Оно, как известно, славится сухой
безветренной и теплой погодой.
В самом деле, не такой ли механизм
появления заморозков в мае и
сентябрьского тепла?
Кандидат геолого-
минералогических на/и
М. /И. ФАРТУКОВ

Короткие заметки
Образец для подражания
Созданное природой очень часто служит
образцом для подражания, но, увы, далеко
не всегда удается приблизиться к идеалу.
Например, сколько искусственных смесей для
вскармливания младенцев уже есть, одна
другой лучше и богаче, а врачи все равно
твердят, что материнское молоко вне
конкуренции. . .
Врачам надо верить. Молоко матери
обеспечивает ребенка не только белками, жирами
и углеводами — в этом смысле
искусственные смеси довольно удачно имитируют
природный образец. И не только витаминами
(их в «Малютках» и «Малышах» тоже
достаточно). Но иммунные или, скажем,
гормональные свойства молока до сих пор не удается
воспроизвести; а надо ли говорить, насколько
это важно для ребенка?
Однако перечень невоспроизведенного
далеко не исчерпан: биологические и
биохимические свойства молока еще изучать и
изучать. Например* английские исследователи
показали недавно, что женское молоко
стимулирует митоз — деление клеток в культуре
ткани. Конечно, не молоко вообще, а какое-то
вещество, в нем находящееся. Но какое?
В тканях многих животных и человека есть
полипептид, который именуют «фактором
роста эпидермиса». Этот полипептид
биологически весьма активен: ускоряет созревание
покровных тканей у зародышей и
новорожденных (отсюда и название), способствует
заживлению ран, усиливает синтез ДНК.
Так вот, подобные свойства присущи, как
оказалось, и женскому молоку. А когда в
культуру клеток вводили антитела к
человеческому «фактору роста эпидермиса», то
синтез ДНК прекращался вовсе.
Вот вам еще один компонент материнского
молока — пока без названия и с неизвестным
точно строением. Когда-нибудь мы, наверное,
найдем его в списке ингредиентов, входящих
в состав очередной питательной смеси, на
упаковке которой изображен симпатичный
розовощекий малыш. А пока физиологи и
биохимики в который раз
продемонстрировали, что материнское молоко совершеннее
самой богатой искусственной смеси, — как и
положено образцу для подражания.
Т. ЕРОШЕИНО
Заступаясь за автомобиль...
С тех пор как по всему свету началась борьба
за сохранение окружающей среды,
автомобиль попал в немилость. На это средство
передвижения, как говорится, навесили всех
собак. И шумит-то он, и грунт портит, и
выхлопными газами всех нас морит. Спорить
не приходится — автомобиль грешен, и
миллионы, ассигнуемые ныне на создание
экологически чистых двигателей, тратятся не зря.
Но все же — одни ли машины в ответе за
загрязнение воздушного бассейна?
Точный ответ на этот вопрос удалось
получить лишь с помощью хромато-масс-спектро-
метра, одного из самых современных
аналитических приборов, для краткости нередко
именуемого хромасом. Анализ проб воздуха,
отобранных ленинградскими
исследователями (Б. В. Иоффе, В. А. Исидоров, И. Г.
Зенкевич. «Гигиена и санитария», 1981, № 1, с. 19)
в девяти крупных городах — в жилых районах,
вдали от крупных предприятий, позволил
автотранспорт частично реабилитировать. Во
всех пробах хромас обнаружил примерно
одни и те же примеси — в основном
углеводороды, входящие в состав бензинов. Состав
загрязнений совершенно не зависит от
широты и климата, будучи одним и тем же в таких
разных городах, как Ленинград, Кемерово,
Ереван и Мурманск. Причем соотношение
ароматических и алифатических
углеводородов оказалось характерным не для
выхлопных газов, а для горючего, которое ни в каком
двигателе не побывало.
Понять причину такого на первый взгляд
необычного результата несложно: на
бензоколонках и автобазах, которых в каждом
городе предостаточно, огромные количества
горючего прямым ходом попадают в воздух,
минуя двигатель внутреннего сгорания. . .
Главный вывод, который можно сделать
из этого поучительного исследования: с
загрязнениями воздушного бассейна можно и
должно бороться, не дожидаясь успеха
дорогостоящих мероприятий по созданию
«чистого» двигателя. Для начала — тщательно
следить за тем, чтобы горючее не проливалось
и не испарялось.
С. ШЕВЧЕНКО
93

Федот, да не тот
Болезни человека постоянны. Все люди
устроены более или менее одинаково и болеют
одними и теми же болезнями. И вместе с
тем болезни меняются. Меняется структура
заболеваемости, и меняют облик сами
болезни. Просто эти сдвиги происходят постепенно,
и мы замечаем их не сразу. Но старый врач
вам скажет: в моей юности то-то было иначе,
а этого вовсе не было.
В № 3 журнала «Клиническая медицина»
за этот год помещена статья профессора
Г. П. Шульцева, одного из виднейших
советских терапевтов. Речь в ней идет об
особенностях клиники внутренних болезней в наши
дни — в начале предпоследнего
десятилетия XX века. Выясняется, что появилось много
нового по сравнению с тем, что считали
обычным еще каких-нибудь 15—20 лет назад.
8 одном из отчетов Всемирной
организации здравоохранения был отмечен
сенсационный факт: к началу 80-х годов впервые за
насколько десятилетий в развитых странах
мира начала снижаться смертность от
сердечно-сосудистых заболеваний. Однако
сердечные больные по-прежнему преобладают
в терапевтических стационарах. По-прежнему
главная форма — инфаркт миокарда; но
теперь он протекает мягче и поражает почти
исключительно пожилых людей. Вообще
болезни сердца заметно постарели;
кардиология все больше превращается в отрасль
гериатрии. Дело в том, что один из
традиционных «молодых» сердечных недугов —
ревматизм — резко пошел на убыль (свежих
форм ревматической болезни сердца, и
прежде всего тяжелых форм, в последние
годы у нас в стране почти не видно), а
другой — септический эндокардит — вовсе сошел
со сцены (достижение эры антибиотиков).
Можно надеяться, что ревматические пороки
сердца, прежде занимавшие призовые места,
скоро станут редкостью.
Любопытно, что возросло число пациентов
с нарушениями сердечного ритма; возможно,
что это связано с недостатком калия в пище.
Почти совсем скрылась крупозная
пневмония, зато участились гриппозное воспаление
легких и бронхиальная астма. В группе
расстройств обмена на первое место выходит
ожирение, причем у мужчин едва ли не чаще,
чем у женщин. Среди болезней суставов
лидируют неинфекционные артриты и
артрозы, которые можно отчасти связать с
нелюбовью к физкультуре. Так что мораль
напрашивается сама собой: на медицину
надейся, но и сам не плошай, а

Где располагаются корни
...существуют говорящие
автоматы, предназначенные
для продажи вина («The
Financial Times», 1981, № 28407,
с. 13)...
...при умеренной
концентрации газовые выбросы
нефтеперерабатывающих
предприятий не вредят
произрастанию и размножению
сосны («Экология», 1981, № 2,
с. 83)...
...у детей
женщин-алкоголиков часто возникают дефекты
зрения («Medical Tribune»,
1980, т. 21, № 39, с. 8)...
...корм, полученный из
отходов древесины с помощью
грибков, не уступает по
ценности соевой муке («New
Scientist», 1981, т. 90, № 1250,
с. 224)...
...поросята, съедающие
некоторое количество навоза
свиноматок, полностью
удовлетворяют свои потребности в
железе («Farmers Weekly»,
1981, т. 94, № 11, с. 103)...
...культуры животных клеток
можно выращивать на
границе раздела перфторугле-
родной жидкости и
питательной среды («Доклады
АН СССР», 1981, т. 258, № 1.
с. 225)...
«Смотри в корень!» — призывал Козьма
Прутков, побуждая к возможно большей
глубине мышления. В то же время призыв
косвенно как бы утверждает распространенней-
шее заблуждение, будто корни всех деревьев
непременно стремятся уйти поглубже в
землю.
Например, зачем корням дерева,
растущего на болоте, забираться вглубь? Влаги
и так предостаточно. Другое дело пустыня,
где корни саксаула, в общем-то небольшого
деревца, на 10—11 метров уходят в песок,
чтобы раздобыть хоть немного влаги. И
вообще, каких только корней нет на белом свете!
Ходульные наземные корни-подпорки
громадных тропических панданусов; досковид-
ные, служащие как бы контрфорсами и
лежащие на (именно «на», а не «в») почве корни
американской сейбы; дыхательные, растущие
из земли вверх корни болотного кипариса. . .
Однако не об экзотической растительности
пойдет здесь речь, а о сосне и о березе,
вернее, об их корнях. Так вот, они тоже не очень-
то стремятся в глубь земли. Это в очередной
раз было подтверждено сотрудницей
Лаборатории лесоведения АН СССР О. В. Шаховой,
которая обследовала сосняк и березняк в
Ярославской области. Вот ее данные: в
сосняке и березняке половина корней
располагается в верхнем пятисантиметровом слое
почвы; на глубине 6—10 сантиметров
сосредоточено лишь 13—15 % биомассы корней
деревьев. Иначе говоря, чем глубже, тем
корней меньше. Причем львиная доля
биомассы приходится на тонюсенькие коре
точки, диаметром меньше полумиллиметра!
В лесу, как известно, кроме деревьев растут
кусты и травы, у которых корни тоже
имеются. И вроде бы можно рассудить так: когда
в лесу полно папоротника, кислицы, черники,
брусники, земляники и прочая и прочая, то
уж этих корней видимо-невидимо. Так ли
это? Нет. Биомасса корней трав и кустарников
в сосняке всемеро, а в березняке в два с
половиной раза меньше, чем биомасса
корней сосен и берез. И обосновались корни трав
тоже в основном в верхнем
пятисантиметровом слое почвы.
Так что смотреть в корень в прямом смысле
слова не так уж и сложно.
С. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ

яй^Ййиьг-^
A. ПАСТУХОВУ, Донецк: Экспериментально полученные
сведения и сегодня не позволяют еще считать доказанным
существование хлорида СоС13.
Г. В. ШАСКОЛЬСКО.МУ, Москва: Доступное и рекомендуемое
гигиенистами покрытие для металла — железный сурик на
натуральный олифа в бочках, им покрашенных, можно хранить
питьевую воду.
Н. В. ЖУРБЕНКО, гор. Львов: Аммиачная селитра — сама по
себе хорошее удобрение, ее не надо смешивать ни с мелом, ни с
другими карбонатами, так как при этом образуется нестойкий
карбонат аммония.
Л. ИВАНОВУ, Братск: Отработанный активированный уголь,
поглотивший неведомо сколько неизвестно каких веществ,
может нанести растениям непоправимый вред: в качестве
рыхлителя почвы надежнее брать песок.
Л ПОТАПОВОЙ, Ленинград: Слово «колва» существовало в
русском языке наряду с «колба» и означало тот же стеклянный
сосуд; в аптекарских и медицинских книгах XVII века можно
встретить и то и другое слово.
B. Г. ЧЕПИЧЕ, Химки Московской обл.. \орошо очищенное
(рафинированное и дезодорированное) подсолнечное масло и в
самом деле почти безвкусно, зато оно лучше выдерживает
длительное хранение.
С В. АНДРЕЕВУ, Киев: Полиэтиленовые пакеты безвредны,
но вы правы в том, что жирные продукты в них хранить не
следует, — стойкость материала к жирам невысока.
С М-НУ, Краснодарский край: Грамположительные и грам-
огрицательные микроорганизмы справедливо пишутся не через
два «м», а через одно, поскольку названы так по имени датского
врача К. Грома, предложившего цветную пробу для
различения микроорганизмов', единица массы тут ни при чем...
И В. ЖУЧКОВУ. Полтавская обл. Если покрыть бумажные
обои лаком для дерева, то рваться они скорее всего будут по-
прежнему, а вот главного своего достоинства лишатся —
перестанут пропускать воздух.
А. С. ШПОТЮ, Киев: Подмокший и слежавшийся медный
купорос вполне можно использовать под побелку при ремонте
квартиры.
А. А. СИМОНОВУ, Хабаровск: Эмали, предназначенные для
внутренних работ, принципиально непригодны для окраски
автомобилей, хотя бы изредка выезжающих из гаража на
улицу.
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. АЛ. Жаворонков,
В. Е. Жвирблис
(зав. отделом хим. наук),
М. Н. Колосов,
Л. А. Костандов,
I В. С. Любаров
(главный художник),
I Л. И. АЛазур,
I В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
В. АЛ. Соболев,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
АЛ. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редакция:
АЛ. А. Гуревич,
Ю. И. Зварич,
A. Д. Иорданский,
О. АА. Либкин,
Э. И. АЛихлин
(зав. производством),
B. Р. Полищук,
B. В. Станцо,
C. Ф. Старикович,
Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
Г. АЛ. Файбусович,
В. К. Черникова
Номер оформили
художники:
Г. Ш. Басы ров,
Р. Г. Бикмухаметова.
А. Я. Гладышев,
АЛ. М. Златковский,
И. А. Нечаев,
Е. П. Суматохин
Корректоры Л. С. Зенович,
Л. А. Котов а
Сдано в набор 10. 07.1981 г.
Подписано в печать 05.08.
T 09599.
Бумага 70X108 1/16.
Печать офсетная. Усл.-печ. л.
Усл. нр. отт. 10356 тыс.
Уч.-изд. л. 11.3 Бум. л. 3,0.
Тираж 435 000 экз.
Цена 45 коп. Заказ 1670
АДРЕС РЕДАКЦИИ
117333 Москва В-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20. 135-52-29
Чеховский полиграфический
комбинат Союзполиграфпрома
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
г. Чехов. Московской обл.
.(^Издательство «Наука».
«Химия и жизнь». 1981

Зачем лошади слюна?
Сперва, чтобы удивить, стоит сказать, что у лошади каждый день образуется 40 литров слюны.
Подумать только — четыре ведра ежедневно! Зачем столько? А вот зачем. Ни супами, ни чаем
лошадь не балуют. Овес — и тот всухомятку. А сухим комком сена, не смоченным слюной,
недолго и подавиться. Аппетит же у лошади, как известно, лошадиный, и несколько ведер влаги,
изготовленной самолично, очень даже кстати.
Ильф и Петров утверждали, что человек, хорошо пережевывающий пищу, помогает обществу.
С этой точки зрения лошадь поступает похвально — жует долго, долго. Увы, на это тратится не
только время, но и энергия. В руководстве по физиологии животных сказано, что килограмм
сухого сена конь съедает не менее чем за полчаса, а если сено увлажнить, то за 17—18 минут. И не
стоит ли смачивать сено и овес, прежде чем их класть в кормушку? Лошадь-то сбережет не только
время, не только слюну, но и силы, которые как раз и нужны обществу.
Лошадь терпеливо жует траву или сено то на одной стороне челюсти, то на другой. Ее зубы и
слюнные железы трудятся вовсю. И трудятся с разбором: секрет выделяют железы только той
стороны, на которой в данный момент перемалывается корм. Околоушные железы снабжают рот
в основном водой с небольшой примесью минеральных веществ, в секрете подчелюстных желез
много муцина — основы слизи, а подъязычные слюнные железы обильно выделяют и соли, и
муцин. У слюны щелочная реакция, и это накладывает печать на лошадиное пищеварение, где кислый
желудочный сок начинает действовать лишь на завершающих стадиях, когда расщепляются белки.
И слюна нужна лошади не только для того, чтобы не подавиться, но и для усвоения проглоченного.
И еще одно немаловажное предназначение — слюна частенько спасает лошадь от смерти.
Не удивляйтесь — спасает от отравления. Схватив траву губами и резцами, конь чуть двигает
головой в сторону или назад, травинки обрываются и, сами понимаете, попадают в рот. Если среди них
оказалась горечь или, скажем, ядовитые листья и стебли аконита, дурмана или красавки, слюна тут
же доставляет горькие и прочие химические соединения к специальным рецепторам,
разбросанным во рту. Лошадь узнает о недоброкачественности корма и мигом расстается с ним. Если бы
все такие анализы шли безошибочно, лошади не знали бы кормовых отравлений.
И все же получается, что слюна для лошади — это нечто вроде палочки-выручалочки.

Еще раз о пользе бани
О пользе бани всякий знает. Считается доказанным, что русская парная и финская сауна помогают
восстановить силы после физической нагрузки, снимают усталость. Значительно меньше изучено
другое: как влияет на самочувствие и работоспособность длительное и регулярное хождение
в баню, в частности, в сауну. Этому вопросу и посвящено исследование, о котором рассказано в
журнале «Гигиена и санитария» A981, № 4). I
Из крепких парней-студентов были сформированы две группы. Одну группу не трогали, дру- .-
гую — водили в баню: два раза в неделю, в одни и те же дни, добрых полтора месяца. Каждое/
посещение складывалось из четырех циклов — пять минут отдыха, пять минут пребывания в сауне
при температуре 120±2°С и относительной влажности 10—12%. У всех участников регулярно —
до и после бани, сразу же после процедур и через день — измеряли частоту сердечных сокраще- )^
ний, артериальное давление, реакцию на звук и свет. Кроме того, исследователи наблюдали за
самочувствием и настроением студентов, предлагали им решать простенькие арифметические
задачки. Такова вкратце методика работы.
Все участники эксперимента до начала банных процедур, а студенты из первой, контрольной
группы и после жаловались на утомление к концу учебной недели, а некоторые и на скверное
настроение... У посещавших баню все это как рукой сняло. У них улучшились кровообращение,
все контролируемые в эксперименте показатели, а также память, внимание. Правда, сразу же
после банных процедур хуже решались арифметические задачки, но ведь совсем не обязательно
посещать баню перед зачетом или экзаменом.
Возможно, все эти сведения пригодятся студентам на старте долгого и трудного учебного года.
Издательство «Наука»
с Химия н жизнь» М 9
1981 г., 96 с.
Индекс 71050
Цена 45 кол.
■-/■