Text
                    химия ижизнь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР
г_
1976


гЖ*\ %* fa \'' V.: *t- _ >^ да УШ кай ш
химия и жизнь Ежемесячный научно-популярный журнал Академии наук СССР • Mt 2 • феяраль 197* Издается с 1961 года Навстречу XXV съезду КПСС НАУКА —ЛЮДЯМ 3 Л. А. Костандов, Ю. А. Овчинников, С. И. Вольфкович, И. В. Петрянов-Соколов 4 «НАЙТИ И ПОНЯТЬ ПРАКТИЧЕСКУЮ ЦЕННОСТЬ...» Э. А. Мельников, Ю. А. Банников 14 КАЧЕСТВО НА АТОМНОМ УРОВНЕ: физико-химический сопромат 3. А. Роговин 22 ОДЕЖДА ДЛЯ БАМа В. А. Легасов, Б. Б. Чайванов 28 СЕГОДНЯ — СВЕРХОКИСЛИТЕЛЬ. ЗАВТРА — СВЕРХТОПЛИВО? Новое в химии благородных газов Н. С. Пушкарь 38 «НИЖЕ МИНУС СЕМИДЕСЯТИ — САМОЕ ИНТЕРЕСНОЕ...» Беседа с директором Института проблем криобиологии и криомедицины АН УССР Д. Е. Богатин 43 ГАЗОВЫЙ АККУМУЛЯТОР Э. Е. Элик 48 СТОКИ БЕЗ ЖЕЛЕЗА Создан и внедряется новый метод переработки травильных растворов Л. ЛифШИЦ 50 ЭЛЕКТРОД В СКВАЖИНЕ Подземная газификация серы токами высокой частоты Страницы истории «ПРИРОДЫ КРЕПКИЕ ЗАТВОРЫ...» Гёте о науке 52 Жмы* лаборатории Б. Е. Симкин ЯГОДЫ ЗИМНЕГО ЛЕСА 61 Д. Н. Осокина ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ: СООТНОШЕНИЕ РИСКА И ПОЛЬЗЫ Заметки с VIII Международного конгресса по защите растений 66
А. Стеблин 70 КРИСТАЛЛЫ ИЗ БЕЛКА — ЗАЧЕМ ОНИ РАСТЕНИЮ? Портреты В зарубежных лабораториях Болезни и лекарства Диалог Учитесь переводить Что мы едим Архив М. Н. Штединг НЕМНОГО О КАРГИНЕ, ЕЩЕ НЕ АКАДЕМИКЕ П. Катинин ПЕРЕДАЧА ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ: факт, ошибка или обман? В. А. Гении НАСТУПЛЕНИЕ НА «АНИЛИНОВЫЙ РАК» Л. Полинг: «ХИМИКИ —ЭТО ТЕ, КТО НА САМОМ ДЕЛЕ ПОНИМАЕТ МИР» А. Ф. Сито НОБЕЛЕВСКИЕ ПРЕМИИ 1975 ГОДА ПО ФИЗИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ А. Л. Пумпянский АНГЛИЙСКИЙ —ДЛЯ ХИМИКОВ 3. Е. Гельман В ГЛУБИНЫ ВЕКОВ ЗА СЛАДОСТЬЮ... Мед — первое сладкое кушанье, известное человеку А. Пастухов МЫЧАЩИЙ ИНКУБАТОР К. Ф. РУЛЬЕ О ПИГМЕНТАЦИИ У ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ 72 80 85 92 98 112 114 118 ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ 13, 25, 78, 79 ФОТОИНФОРМАЦИЯ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! КАЛЕНДАРЬ ИНФОРМАЦИЯ КОНСУЛЬТАЦИИ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК СЛОВАРЬ НАУКИ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... 26 36 47 58 91 100 103 110 125 126 ПЕРЕПИСКА 128
Предусмотреть дальнейшее развитие фундаментальных и прикладных исследований, ускоренное внедрение их результатов в народное хозяйство. Усилить связь науки с производством. Из проекта ЦК КПСС к XXV съезду Коммунистической партии Советского Союза «Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы» «Найти и понять практическую ценность...» Беседа с министром химической промышленности СССР Л. А. Костандо- вым, вице-президентом АН СССР академиком Ю. А. Овчинниковым, президентом Всесоюзного химического общества академиком С. И. Вольфковичем, главным редактором «Химии и жизни» академиком И. В. Петряновым-Соколовым. Десятая пятилетка будет пятилеткой качества, пятилеткой эффективности. Что это означает применительно к химии? Л. А. Костандов. Начну с примера. Лет пятнадцать назад на Охтинском комбинате осваивали производство полиэтилена. Сначала пытались получать его из этилена чистотой 98—98,5 процента. Однако полимеризация шла плохо, цепь быстро обрывалась. Чего только ох- тннцы не делали — добавляли и инициаторы, и катализаторы, но ничто не помогало. А когда перешли на чистый мономер, то оказалось, что ничего и делать не надо, не нужны никакие дополнительные ухищрения. Полимеризация стала идти с такой огромной скоростью, что освободились две трети оборудования, да и свойства продукта улучшились. Вот вам и качество, вот вам и эффективность! Иначе говоря, в химии качество и эффективность во многом зависят от чистоты применяемых веществ. А если применяемых, то значит и получаемых, потому что сырье, используемое на той или инойг стадии, есть, как правило, продукт других химико-технологических процессов. Все звенья этой цепи взаимосвязаны, и нечего надеяться добиться успеха на последнем этапе, не позаботившись о первых. Впрочем, это относится не к одной только химии, а ко всему нашему народному хозяйству в целом. Скажем, мы сейчас строим предприятия огромной единичной мощности. Возьмем стирол. Раньше вся наша промышленность выпускала 40—50 тысяч тонн стирола в год, сейчас пущены агрегаты, каждый из которых рассчитан на ежегодный выпуск 50 тысяч тонн, а строятся и через два года войдут в строй агрегаты на 250 тысяч тонн. Представляете, какое значение приобретают теперь качество, надежность каждой детали оборудования? Гигантские установки должны быть абсолютно надежными, ведь резервное оборудование в таких случаях установить невозможно... Но если все же говорить только о химии, то с чего начинается работа по повышению качества, чистоты какого-то конкретного вида продукции? Л. А. Костандов. С пересмотра технических условий и стандартов. Правда, иногда при этом делается одна серьезная ошибка, особенно этим грешат в Госстандарте. Берут, скажем, пять технических условий на тот или иной продукт, производимый в пяти разных странах, и выбирают из всех пяти технических условий лучшие показатели. Но это же не имеет никакого смысла! Для каждой конкретной цели нужен продукт с определенными показателями, а не вообще высококачественный продукт. И вот еще что важно: свойства продукта диктуются условиями про- 4
изводства. Скажем, если его получают ректификацией, то, чтобы повысить чистоту, надо либо увеличить размер колонны, либо изменить режим; при экстракции придется, возможно, заменить экстрагент То есть, прежде чем вводить новый стандарт, институты вместе с предприятиями должны разработать конкретные меры действий. Так поступают, например, на Казанском заводе органического синтеза — у них сейчас половина продукции выпускается со Знаком качества. Но мы договорились с директором этого завода, что и те продукты, которые получили Знак качества, будут улучшаться. Ведь пройдет время, и требования возрастут. Одним словом, повышение качества — это очень сложная проблема, касающаяся всех звеньев нашего народного хозяйства. И надо, чтобы все осознали крайнюю важность этой основной задачи будущего пятилетия — не только в промышленности, но и в науке. Ведь любая новая научная работа, получившая выход в практику, приводит к повышению либо качества продукта, либо эффективности процесса. Конечно, в наше время наука и практика развиваются в тесной взаимосвязи. Но хотя мы знаем, что происходит в недрах фундаментальной иауки, и знаем, что происходит в промышленности, для нас во многом остаются загадкой процессы, происходящие на их стыке. Или, как принято говорить, на стадии внедрения. Внедряются ли новые достижения в практику планомерно и вполне сознательно или же это происходит стихийно? Идет ли тут, если провести параллель с биологической эволюцией, естественный или искусственный отбор? В общем, что происходит иа границе между наукой и практикой? С. И. Вольфкович. Это извечные вопросы... Л. А. Костаидов. Мне кажется, что эти вопросы возникают не у тех людей, которые работают в науке и промышленности... И. В. Петрянов. Но плохо, когда эти вопросы не возникают у тех, кто работает... Ю. А. Овчинников. На эти вопросы мы обращаем внимание лишь в тех случаях, когда внедрение протекает с большим трудом. Но когда работа выполнена настолько хорошо, что совершенно гладко переходит от самого академического уровня на уровень самой практичной практики, мы этого не замечаем. Тем более следовало бы изучить положительный опыт. Ю. А. Овчинников. Что значит «изучить»? Бывают и разные работы, и разные ученые. Иногда работа по самой своей сути такова, что почти невозможно предугадать ее практическую значимость. А иногда практическое следствие исследования напрашивается само собой. В последнем случае на первый план выходит личность самого автора работы — хочет ли он и может ли довести ее до такого состояния, чтобы она воспринималась практиками. При этом приходится решать многие вопросы, не имеющие, казалось бы, научного значения, но крайне важные для производства, например вопросы экономики. В ином случае внедрение может затормозиться на многие годы, а то и вообще никогда не произойти. Вот тут я бы сказал об ответственности наших ученых перед практикой. Нельзя считать свой труд законченным после публикации в научном журнале — его еще следует довести до такого состояния, чтобы значение работы для производства стало очевидным. «Л. А. Костандов. Приходится часто слышать высказывания, принижающие роль людей, работающих в области фундаментальной науки. Меня такие высказывания не просто удивляют, а возмущают, хотя сам я занимаюсь сугубо практическими делами. Скажем, академик Петрянов занимался аэрозолями и аэрозольными фильтрами. В чисто теоретическом плане. Но вот аэрозольные фильтры остро понадобились промышленности. И их тут же стали 5
выпускать, хотя — Поверьте мне! — никто ничего не внедрял в принятом значении этого слова. Мы буквально ходили за учеными и добивались от них ответов на те вопросы, которые нас интересовали. Но ведь в промышленности могут и не знать о существовании исследования, в практических следствиях которого появилась острая н еобход и мость. Л. А. Костандов. Тут я присоединяюсь к мысли, высказанной только что академиком Овчинниковым. Каждый ученый должен стремиться увидеть в своей работе черты, делающие ее необходимой для практики. Увидеть — и показать другим. И. В. Петрянов. Затронутый сейчас вопрос очень важен. Речь идет о том, что все принципиально новое, что ранее не было никому известно и только что открыто исследователем, неизбежно никому еще не нужно — просто потому, что о нем еще никто не может знать, кроме самого ученого. Только он знает о том, что он создал, — больше, чем кто бы то ни было, — и только он может определить и указать, где и как должно быть использовано его достижение, какое оно может иметь практическое значение. Умение найти и понять практическую ценность своей работы и умение убедить в ней непонимающих и сомневающихся, что тесно граничит с важнейшей проблемой популяризации научных достижений, — одно из необходимейших качеств настоящего ученого. Л. А. Костандов. Мне вспомнился известный эпизод из жизни Менделеева. Однажды он должен был подняться вместе с пилотом на воздушном шаре и на высоте делать опыты. Но случилось так, что погода испортилась, и шар не мог поднять двоих. И тогда Менделеев поднялся один. Он потом вспоминал, что не хотел, чтобы у людей создалось впечатление, будто ученые ничего не умеют сами делать. Чтобы не быть вроде того генерала у Салтыкова-Щедрина, который шагу не мог ступить без мужика. И, В. Петрянов. Да, ничего не поделаешь, исследователю приходится все уметь делать — на начальном этапе промышленного осуществления новой идеи ему никто помочь не может. Ведь еще только ему одному .известно, что именно нужно знать для осуществления нового, только им еще изученного процесса в промышленном масштабе — физико-химический механизм, необходимые параметры, требования к материалам. Поэтому ученый-новатор должен уметь и рисовать, и чертить, и быть конструктором, и уметь проектировать. Никто за него на первых шагах жизни нового технологического процесса делать этого не может и не будет. Жизнь постоянно показывает, что тех, кто этим пренебрегает, ждут тяжелые огорчения. Л. А. Костандов. Любой ученый, если его спросить, чем он занимается, скажет, что работает по такой-то и такой-то теме. Но если попытаться узнать у него, в чем же все-таки заключается конечная цель этой его работы, то он не всегда ответит. Ю. А. Овчинников. Когда в научных кругах приходится говорить о связи с практикой, сплошь и рядом сталкиваешься с такой точкой зрения. Дескать, наше дело —• заниматься только фундаментальными исследованиями. Это наша специальность, это наше призвание. А практическое использование этих исследований — дело соответствующих специалистов. Наша же задача — двигаться даль: ше. Л. А. Костандов. Вот-вот! Движе: ние — все, конечная цель — ничто... Ю. А. Овчинников. Разумеется, есть люди, которые работают над созданием больших теорий. Но ведь не каждому суждено быть Эйнштейном. Открытие — это вообще раз в жизни происходит, причем далеко не у всех. 6
Участники беседы — министр кимич*скей промышленности СССР Л. А. Кос твидов, вице-президент АН СССР вквдемик Ю. А. Овчинников, президент Всесоюзного кимичоского общества академик С. Н. Волыркович. Фото N. В. Петрвиова А в чем же тогда ты должен видеть свое призвание, как не в том, чтобы воплотить в жизнь то, что ты делал теоретически в фундаментальной науке? Довести свой труд до такого состояния, чтобы его результатами пользовались люди? Мне кажется, что ученые, которые не находят в этом своего призвания, обкрадывают себя: они не оставляют следа в науке, потому что не оставляют его в практике. Не есть ли это следствие определенных недостатков нашего химического образования? Скажем, во многих университетах — основных поставщиках научных специалистов — невольно прививается пренебрежительное отношение к практике. И не по этой ли причине до сих пор некоторые отечественные идеи находят иногда воплощение за рубежом раньше, чем у нас? Ю. А. Овчинников. Это не столько недостатки образования, сколько недостатки воспитания. Л, А, Костандов. Если говорить собственно об образовании, то кругозор наших специалистов несравненно шире кругозора специалистов, с которыми нам приходилось иметь дело почти во всех странах мира. Но по умению использовать свои знания, по умению применить их для практики наши специалисты отстают. С. И. Вольфкович. Сейчас я коренным образом изменил преподавание технологии в МГУ. Ведь если хочешь сделать какое-нибудь конкретное предложение, ты должен знать и аппаратуру, и суметь подобрать для нее подходящий материал, и оценить экономичность. У физиков эту проблему прекрасно решил еще Иоффе. Его выпускники становились и настоящими физиками, и в то же время прекрасными инженерами. Л. А. Костандов. А в химии пока получается так. Если обратиться к ста- 7
тистике, то окажется, что в НИИ и проектно-конструкторских институтах нашей отрасли ведущее положение занимают выпускники МИХМ'а, который возник на основе механического факультета Менделеевского химико-технологического института. Именно потому, что они лучше других могут реализовать на практике результаты той или иной научной работы, если, конечно, ученый сумел показать, что она дает эффект. Но для ученых это, как правило, и оказывается самым сложным. Ю. А. Овчинников. Если исследователь понимает, что его работа ценна для практики, то он должен искать путь, позволяющий эту работу внедрить. У наших ученых такие возможности есть. Если это директор института, то он может создать специальную лабораторию или группу. Если он заведует лабораторией, то может поставить вопрос перед директором: чтобы процесс перешел непосредственно в практику, мне нужна такая- то помощь. И он должен это делать. А если его удовлетворяет такое положение, когда он сидит и что-то делает и никуда дальше его труды не идут, тогда что это за ученый? Это наша беда, и с ней надо бороться. Мы пытаемся найти и другие эффективные организационные формы, соответствующие нашему социальному устройству. Например, при организации работ, которые идут на самом переднем крае науки, мы решили отказаться от традиционного финансирования институтов по численности сотрудников, а финансировать конкретные программы, значимость которых можно оценить заранее. То есть мы снова возвращаемся к тому, что ученый должен четко определять конечную цель своего исследования и оценивать ее значение для практики. Но ведь и производство должно ставить перед учеными четкие задачи? Л. А. Костандов. Но как сформулировать задачу? Это можно сделать лишь тогда, когда вы знаете, что вам нужно. А когда не знаете? Задачу может сформулировать лучше всего ученый. В этом смысле я полностью разделяю мнение академика Петрянова: ученый сам обязан свою работу хотя бы подготовить к внедрению. Кстати, это не очень удачное слово — «внедрять»... Ю. А. Овчинников. Ученый должен не внедрять свою работу в промышленность, как в какое-то инородное тело, а доверять ее промышленности... Л. А. Костандов. Если работа по-настоящему подготовлена, то в промышленности никаких особых осложнений, как правило, не возникает. Например, когда в послевоенные годы мы осваивали криогенные процессы на основе работ академика Капицы, то никаких особых трудностей не испытывали. Если какой-нибудь вопрос и появлялся, то Капица тут же его нам разъяснял на своих диаграммах. Я вот о чем все время думаю. Как бы сделать такую вещь: собирать ученых для того, чтобы они формулировали задачи, которые следует решить? И. В. Петрянов. А помните, однажды вы разослали по институтам задание собрать все важнейшие проблемы будущего, пусть даже самые фантастичные? Я даже сам тогда составил список из двадцати проблем, а до вас, как потом выяснилось, дошли из них всего две. Столько было корректоров по всем инстанциям, и каждый считал своим долгом что-нибудь вычеркнуть! В этом деле могла бы помочь печать. Среди читателей нашего журнала, например, тысячи или даже десятки тысяч ученых и инженеров. Можно было бы задать им вопрос: какие проблемы следует решить в ближайшем будущем? Л. А. Костандов. Почему в ближайшем? Пусть и в отдаленном! Пусть это даже фантазии будут, лишь бы было возможно теоретически. Лишь бы не вечный двигатель... 8
С. И. Вольфкович. Такие прогнозы уже составляются. И. В. Петрянов. В прогнозах говорится о том, что, по мнению экспертов, будет сделано тогда-то и тогда- то. А тут идет речь о том, чтобы выяснить, чего еще никто делать не собирается, но что следовало бы сделать. «Химия и жизнь» могла бы попытаться собрать такие предложения. Ю. А. Овчинников. Это было бы любопытно. Беседу вели В. ЖВИРБЛИС и В. РИЧ, специальные корреспонденты «Химии и жизни» Внимание! Приглашаем читателей «Химии и жизни» принять участие в заочной конференции под девизом «ПРОБЛЕМА». Сегодня химическая наука и химическая промышленность решают проблемы, способные повлиять на судьбы человечества и его космического дома — планеты Земля. Такие, например, как охрана природы от загрязнений, создание ноаых источников энергии, искусственной пищи, лекарств против рака... Но, видимо, существует еще немало связанных с химией проблем глобального характера, о которых мы либо не подозреваем, либо знаем, но не придаем им достаточного значения. Выявить эти проблемы, обратить на них внимание, даже наметить пути их решения редакция и предлагаат участникам конференции. В конференции может принять участие любой читатель журнвла, вне зависимости от возраста, образования и специальности. Проблемы и обоснования их важности должны быть сформулированы предельно кратко и ясно (речь должна идти именно о проблемах, в не о конкретных изобретениях, рацпредложениях и т. д.). Желающие могут указать |разборчиво): фамилию, имя и отчество; домашний адрес; возраст; образование; специальность. На конверте обязательно следует сделвть надпись «ПРОБЛЕМА». 9
...Повысить в общем объеме производстве продукции долю отраслей, в наибольшей мере определяющих технический прогресс, — машиностроения, химической и нефтехимической промышленности, электроэнергетики... Из проекта ЦК КПСС к XXV съезду партии Химическая индустрия — от пятилетки к пятилетке 1929—1932 За годы первой пятилетки в химическую промышленность вложено 250 миллионов рублей. Освоена добыча и переработка хибинских апатитов на Кольском полуострове. В 1932 г. полностью прекращен импорт фосфоритов. В районе Соликамска началась добыча и обогащение калийных солей. Крупнейшие химические новостройки: Воскресенский, Невский и Константиновский заводы — суперфосфат; Бе- резниковский, Новомосковский, Горловский и Кемеровский заводы — азотные удобрения; Ярославский, Воронежский, Ефремовский и Казанский заводы — синтетический каучук; Могилев- ский, Клинский и Ленинградский заводы — химические волокна; Ярославский рези- но-асбестовый комбинат — автомобильные шины. 1933—1937 Производство химической продукции во второй пятилетке увеличилось в 3,4 раза при росте всей промышленной продукции в 2,2 раза. На базе местных сырьевых и энергетических ресурсов были созданы химические предприятия в Армении, Казахстане и Киргизии. Удельный вес химической промышленности в восточных районах страны увеличился более чем вдвое. В 1933—1937 гг. на развитие химической промышленности выделено 350 миллионов рублей. 1938—1942 Третий пятилетний план предусматривал увеличение выпуска химических продуктов в 2,4 раза. В 1940 г. Советский Союз по производству серной кислоты, минеральных удобрений, красителей и некоторых других продуктов вышел на второе место в мире. Пятилетка не была завершена — началась Великая Отечественная война. 1946—1950 В четвертой (первой послевоенной) пятилетке достигнут довоенный уровень химического производства. Ассигнования на химическую промышленность составили 633 миллиона рублей. Производство химической продукции в восточных районах страны к 1950 г. в 7 раз превысило уровень 1940 г. 1951—1955 В годы пятой пятилетки большое внимание было уделено развитию новых отраслей химии — производству синтетических смол и сложных органических полупродуктов. Капиталовложения в химию составили 1,12 миллиарда рублей. В послевоенные годы многие действующие предприятия были расширены, сооружены гиганты химической индустрии: Стерлитамакский содовый завод, Уфимский завод синтетического спирта, Лисичанский химический комбинат, Руставский азот- но-туновый завод, Джамбул- ский, Сумской и Самаркандский суперфосфатные заводы, Березниковский калийный комбинат, Красноярский завод синтетического каучука, Воронежский шинный завод, Курский завод резинотехнических изделий и многие другие предприятия. 1956—1960 За годы шестой пятилетки на развитие химии было затрачено 2,573 миллиарда рублей, около 90% всех капитальных вложений в химическую индустрию за все предшествующие годы Советской власти. Среди новостроек пятилетки — Рязанский, Курский и Энгельс- ский заводы искусственного волокна, Приморский горно-химический комбинат, Красноярский и Бакинский шинные заводы, Жилевский завод пластмасс. 10
1959—1965 (семклетка) Капиталовложения на развитие химии составили в 1965 г. около 2 миллиардов рублей. Выпуск продукции увеличился пэчти вдвое. Были сданы в эксплуатацию Щекинский химический комбинат, Чарджоуский и Сум- гаитский суперфосфатные заводы, Днепропетровский шинный завод, Черкасский, Черниговский, Балаковский, Даугавпилсский и Кирова- канский заводы искусственных и синтетических волокон, Невинномысский и Ферганский азотнотуковые заводы, Куйбышевский, Стерлитамакский, Сумгаит- ский и Карагандинский заводы синтетического каучука и другие предприятия. Произошли значительные изменения в структуре отрасли: выпуск полиэтилена вырос в 80 раз, карбамидных смол — в 7 раз, синтетических волокон — более чем в 5 раз. Резко повысился удельный вес концентрированных и сложных удобрений. 1966—1970 На развитие химии в восьмой пятилетке затрачено около 12,5 миллиарда рублей. За десятилетие A961—. 1970 гг.) объем производства химической продукции вырос в 3,5 раза, в том числе минеральных удобрений — в 4 раза, пластических масс и синтетических смол — в 5,3 раза, химических волокон — в 3 раза, синтетического каучука — в 2,7 раза, автомобильных покрышек — в 2 раза. Потребление природного газа в химической промышленности возросло с 300 миллионов кубометров в 1960 г. до 7,5 миллиарда кубометров в 1970 г., использование углеводородного сырья — с 330 тысяч тонн до 3,1 миллиона тонн. Большинство производств продуктов органического синтеза переведено на нефтехимическое сырье. Введены в строй сотни химических производств и цехов, десятки крупных предприятий, в том числе Алмалык- ский завод сложных удоб- Годы Производство Минеральные удобрения, тыс. тонн 932 921 1937 3240 1940 3237,7 1950 5496.4 1955 9669.2 I960 13 867 1965 31 253 1970 55 400 1975* 90 000 1980** 143000 Годы Производство Пластические массы и синтетические смолы, тыс. тонн 1932 2.4 1937 8,0 1940 10,9 1950 67, 1 1955 160,3 1960 311,6 1965 802,9 1970 1672 1975 2850 1980 5 4 15— 5985 Годы Производство Серная кислота, тыс. тонн 193 2 552 1937 1369 1940 1587 1950 2125 1955 3798 1960 5398 1965 8518 1970 12 059 1975 19 500 Годы Производство Химические средства защиты растений, тыс. тонн 1950 13 1955 30 1960 62,6 1965 198 1970 292 1975 435 Годы Производство Годы Производство Годы Производство Нефть и газовый конденсат, тыс. тонн 1932 21,4 1937 28,5 1940 31,1 1950 37,9 1955 70,8 1960 148 Цемент, мли. тонн 1932 3.5 1937 5.5 1940 5,7 1950 10.2 1955 22,5 1960 |.\5 Природный газ, млрд. кубометров 193 2 1 1937 2.2 194 0 3.2 1950 5.8 1955 9 1960 45.3 1965 243 1965 72,4 1965 128 1970 353 1970 95,2 1970 198 1974 459 1974 115 1974 261 1980 620— 640 1980 143— 146 1980 400 — 435 * Данные на 1975 г. ориентировочные. ** По проекту ЦК КПСС к XXV съезду КПСС сОсновные направления развития народного хо- вяйства СССР иа 1976—1980 годы». 11
рений, Череповецкий азот- но-туновый завод, 2-й Берез- никовский и 3-й Солигор- ский калийные комбинаты, Гомельский и Уваровский химические заводы. Успехи, достигнутые в восьмой пятилетке, вывели нашу страну по объему производства химической продукции на первое место в Европе и второе место в мире. 1971—1975 На развитие химии в девятой пятилетке выделено значительно больше капитальных средств, чем быпо освоено в предыдущее пятилетие — период наиболее интенсивного роста химической индустрии. В девятой пятилетке Советский Союз по объему производства минеральных удобрений опередил США и 'вышел на первое место в мире, выпустил значительно больше туков, чем Франция, ФРГ, Япония, Италия и Великобритания, вместе взятые. Вступили в строй сотни новых химических и нефтехимических предприятий. Среди них — Белорусский шинный комбинат, Череповецкий и Балаковский химические заводы, шинный завод Белоцерковского комбината, производство волокна нитрон на Полоцком химическом комбинате, аммиачные комплексы в Новомосковске, Северодонецке, Не- винномысске, производства серной кислоты в Ровно, Дорогобуже и Сумах. 1976—1980 В Проекте ЦК КПСС к XXV съезду партии «Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы» намечено увеличить объем производства химической и нефтехимической промышленности в десятой пятилетке на 60— 65%. За это время выпуск минеральных удобрений будет доведен до 143 миллионов тонн (включая 5 миллионов тонн химических кормовых добавок) — со средним содержанием питательных веществ в удобрениях не ниже 40%. В 1980 г. предусмотрено поставлять сельскому хозяйству азотные, фосфорные и калийные удобрения, пригодные для сухого тукосмешения и для бестарной перевозки специальными средствами транспорта, — главным образом в грану- лированнном виде. Выпуск синтетических смол и пластических масс намечено увеличить в 1,9— 2,1 раза, производство химических волокон и нитей довести до 1450—1500 тысяч тонн. При этом будет уделено особое внимание повышению качества и срока службы пластмасс, расширению ассортимента волокон и нитей бытового назначения с улучшенными свойствами. До конца 1980 г. производство синтетического каучука предполагается увеличить в 1,4—1,6 раза при опережающем росте выработки каучуков, полноценно заменяющих натуральный. Выпуск шин возрастет на 35— 40%, будет повышаться их ходимость. В 2—2,1 раза увеличится выпуск продукции микробиологической промышленности, значительно возрастут поставки потребителям аминокислот, кормовых антибиотиков, ферментов и других продуктов микробиологического синтеза. В предстоящем пятилетии в самых широких масштабах пройдет техническое перевооружение химической индустрии: будут внедряться агрегаты большой единичной мощности, непрерывные одностадийные технологические процессы с максимальным использованием энергии химических реакций. На 59—61 % возрастет производительность труда в отрасли, что примерно вдвое превышает рост производительности труда в целом по промышленности. На дальнейшую химизацию народного хозяйства в десятой пятилетке выделено примерно вдвое больше капиталовложении, чем в предшествующем пятилетии. Причем значительная часть капиталовложений будет использована для реконструкции действующих производств. Вступят в строй новые предприятия по производству минеральных удобрений, пластических масс и синтетических смол, химических волокон, каучука, шин и другой химической продукции. В их числе Тольят- тинский азотный, Ачинский нефтеперерабатываю щи и, Чимкентский шинный, Хор- ский гидролизный заводы, Пермский завод синтетического каучука, Ангарский, Полоцкий заводы белково- витаминных концентратов и многие другие. Десятая пятилетка—пятилетка качества. И потому как никогда ранее особое внимание будет уделено расширению ассортимента химических продуктов, повышению их качества. В. П. ИВАНЕНКО 12
последние известия Соревнование с ферментом Искусственны* метвллоком- ллексные катализаторы успешно работают в биологических системах, конкурируя с природными ферментами. Сейчас ведутся исследования, цель которых заключается в том, чтобы создать искусственные катализаторы, по активности не уступающие природным. Для этого каталитически активные атомы вводят в состав мицелл (агрегатов поверхностно-активных молекул), прививают к полимерным цепям, включают в состав комплексных соединений... Многие металлокомплексные катализаторы уже успешно работают в промышленных реакторах. Но в какой мере металлокомплексные катализаторы могут конкурировать с природными ферментами в живой клетке? Да и способны ли они вообще работать в таких условиях? Этот вопрос поставлен в исследованиях, недавно выполненных кандидатом химических наук Г. Н. Новодаровой и Е. М. Колосовой под руководством доктора химических наук М. Е. Вольпина в Институте элементоорганических соединений АН СССР. В качестве объекта была выбрана ферментативная система, сжигающая в живой клетке органические вещества — то есть осуществляющая процесс, обратный фотосинтезу и сопровождающийся выделением энергии. Эта цепь начинается с окисления восстановленной формы никотинамидадениндинуклеотида (НАД-Н), минует несколько стадий и заканчивается образованием воды; в ходе этих реакций синтезируется аденозинтрифосфат (АТФ) — универсальный аккумулятор энергии в живых организмах. Исследователи поставили задачу подобрать металлоком- плексный катализатор, способный, выражаясь языком электротехники, шунтировать эту цепь, вызывать непосредственное окисление НАД-Н, минуй обычные промежуточные стадии. Из многих изученных катализаторов был выбран кор- риновый комплекс кобальта, синтезированный в лаборатории доктора химических наук В. М. Березовского (Всесоюзный научно-исследовательский витаминный институт). Опыты ставились кандидатами биологических нау>< А. Д. Виноградовым и Ю. Н. Лейкиным (биофак МГУ) на митохондриях печени крысы. Корриновое ядро родственно ядру витамина В^, тоже катализатора окисления, однако сам комплекс резко отличается от веществ, участвующих в метаболизме; и все же введение корринового комплекса в систему резко ускоряло окисление НАД-Н. То есть эффективность работы металлокомплексного катализатора оказывалась сравнимой с эффективностью работы ферментативной системы. Эти исследования открывают новые перспективы управления процессами обмена веществ в живой клетке, перспективы создания особых медицинских препаратов — каталитических лекарств. И, скажем, в более или менее отдаленном будущем мы, чтобы согреться, просто примем таблетку катализатора, ускоряющего сгорание пищи... В. БАТРАКОВ 13
Зн&чмтеоьно улучшить качество выпускаемых мЛшмн, оборудования и приборов, повысить их технический уровень, производительность и надежность. Из проекта ЦК КПСС к XXV съезду партии Качество на атомном уровне: физико-химический сопромат Э. А. МЕЛЬНИКОВ, Ю. А. БАННИКОВ С проблемой надежности человек столкнулся сразу же после того, как слез с дерева и научился пользоваться палкой. И чем более сложные орудия он применял в своей деятельности, тем чаще ему приходилось констатировать, что все творения его рук имеют ограниченный срок службы, попросту говоря, рано или поздно ломаются. В старину поломки (пли, выражаясь на современный лад, отказы) объясняли злыми кознями нечистого; соответствующими были и меры увеличения долговечности изделий — среди них фигурировали главным образом заклинания и молебны. Если же на успех борьбы с нечистым рассчитывать было нечего, человек покорно смирялся и относился к поломкам как к фатальной неизбежности. Вспомните диалог из «Мертвых душ» Гоголя: «Вишь ты, — сказал один другому, — вон какое колесо! Что ты думаешь, доедет то колесо, если б случилось, в Москву или не доедет?» — «Доедет», — ответил другой. «А в Казань-то, я думаю, не доедет»? — «В Казань не доедет»,— отвечал другой... А сейчас? Вы покупаете в магазине совершенно новую электрическую лампочку, включаете ее и... лампочка быстро перегорает. Почему это произошло? (Будем считать, что лампочка была изготовлена с соблюдением всех правил технологии и должна была служить тысячи часов.) Оказывается, это произошло вследствие того, что лампочка очень долго лежала на складе. За это время вольфрам, из которого изготовлена нить накала, изменил свою кристаллическую структуру, его прочность резко упала, и нить разрушилась раньше положенного срока. ХОЧЕШЬ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ —ЧИНИ В наше время «на авось» далеко не доедешь, а сваливать все на потусторонние силы как-то неудобно (впрочем, некоторые современные специалисты были склонны объяснять неудачу с «Аполлоном-13», у которого взорвался топливный бак, влиянием несчастливого номера). Тем не менее наука о надежности формировалась крайне медленно, и до сих пор в ней есть немало нерешенных проблем. Вначале знания о прочности и раз- рушаемости изделий рождались на основе чисто эмпирического опыта и передавались мастерами из поколения в поколение как секреты ремесла. Первые научные исследования по сопротивлению материалов произвел Галилей — он изучал прочность деревянных брусьев. Сведения такого рода начали особенно интенсивно накапливаться в XIX веке, когда создание новых машин и механизмов стало массовым явлением. Первое время расчеты служили лишь для того, чтобы детали не ломались от рабочих нагрузок; при этом сами детали считались неизменными во времени. Однако в том же XIX веке возникло и представление об эксплуатационной долговечности изделий. Стали вестись, например, исследования износа деталей от трения, поиски способов уменьшения этого износа. И все же, если, скажем, дышло паровоза не выдерживало за- к
данного срока эксплуатации, его, как и прежде, просто делали потолще и считали задачу решенной. Такой подход помогал лишь до поры до времени, а именно до появления авиации. Крылу самолета можно было придать высокую механическую надежность, изготовив его с большим запасом прочности, из толстых стальных профилей, но самолет с такими абсолютно надежными крыльями просто бы не оторвался от земли. Вместе с тем опыт показал, что даже самые достоверные расчеты прочности конструкций и их эксплуатационной долговечности не могли служить надежной гарантией от катастроф. Остался один выход: перенести ответственность за безаварийную работу механизмов на эксплуатационников; задача же проектировщиков продолжала сводиться к тому, чтобы создавать машины с заданными рабочими характеристиками. То есть если речь шла о самолете, то его приходилось делать заведомо недостаточно надежным, полагаясь лишь на то, что неполадки удастся вовремя обнаружить и исправить. Такой подход (по причине отсутствия какой-либо другой разумной доктрины) стал господствующим; од- •нако он содержал внутреннее противоречие, которое в результате развития техники стало тормозить прогресс. Скажем, на заре авиации самолеты были простыми, и пилоты, как правило, сами их ремонтировали. Сегодня же после прибытия в аэропорт летчики не лезут, засучив рукава, в.двигатель исправлять неполадки, а спокойно идут отдыхать — их самолетом займутся многочисленные технические специалисты. То есть перенос обеспечения надежности в сферу эксплуатации повлек за собой по мере усложнения техники быстрый рост эксплуатационных расходов и числа людей, необходимых для поддержания этой техники в исправном состоянии. В этом отношении особенно тяжелое положение сложилось в радиоэлектронике. Ее проникновение в различные области военной техники привело после второй мировой войны к созданию систем огромной сложности, содержащих десятки и сотни тысяч различных элементов и узлов. В результате сложилась критическая ситуация: в 1949 году в США около 70% морской радиоэлектронной аппаратуры находилось в неисправном состоянии 80% времени, а в 1952 году с ремонтом радиоэлектронной аппаратуры был связан каждый седьмой военнослужащий США. Из этого делался весьма печальный вывод: учитывая тенденции к увеличению сложности радиоэлектронных систем, можно было ожидать, что в шестидесятых годах вся армия США, от рядовых до генералов, будет непрерывно заниматься ремонтом принадлежащего ей радиооборудования... Так возникла необходимость выделить учение о надежности в самостоятельную область науки, занимающейся анализом общих закономерностей, определяющих долговечность работы различных устройств и разрабатывающей способы предупреждения отказов на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации. СТАТИСТИКА ЗНАЕТ ВС£ Вначале было много споров о том, как же определить основное понятие новой области науки — саму надежность. Вроде бы все понимали, о чем идет речь, однако к единому мнению долго не могли прийти. Предлагались, например, определения типа «гарантированный срок службы» или «минимальная продолжительность работы». Но возьмем тот же самолет. Можно ли считать минимальной продолжительностью его работы время от выхода из сборочного цеха до отказа, скажем, системы спуска воды в 16
P(t) Вероятность 6*ioi уменьшает» со >ткаэкон работы »лемента О tL Интенсивность откаэое меняет» со яременем по сложному эакону: сначала она уменьшается (лронсжоднт приработка изделия), эатем некоторое аремя остеется постоянной {период нормальной_>к«плуат*цилХ и эатем начинает яоэра стать (нечало иэноса н старение) туалете? Или же это время определится моментом, когда из-за какой- нибудь серьезной поломки самолет разобьется? Проблема явно не раскрашивалась в два цвета —черный и белый. Началось усложнение определений с введением понятия значимости, или веса отказа, что привело к еще большей путанице. Выход был найден в обращении к аппарату статистики: надежность была определена как вероятность того, что характеристики системы или элемента будут находиться в пределах технических норм на протяжении заданного периода времени при заданных условиях эксплуатации. То есть числовое значение надежности идентично вероятному сроку удовлетворительной работы — надежность, как и вероятность, может принимать значения от 0 до 1. Теория надежности занялась прежде всего изучением статистики отказов элементов, определяющих работоспособность систем, — благо материала по отказам было более чем достаточно. Первым результатом было установление закона их распределения. На рисунке 1 приведен общий вид кривой вероятности безотказной работы элемента P(t) от продолжительности работы t. Для большинства элементов эта кривая близка к экспоненте; поэтому для определения вероятности безотказной работы принята экспоненциальная формула P(t)=e~xt, где К есть так называемая интенсивность отказов. Эта величина не остается постоянной: статистическая обработка большого числа разнообразных отказов показала, что кривая зависимости К от продолжительности работы элемента имеет вид, приведенный на рисунке 2. В начальный период интенсивность отказов повышена. Причиной этого служат скрытые дефекты, не выявленные в процессе производства, попросту говоря, скрытый брак. Этот начальный период называется периодом приработки. Серьезные из- 17
готовители производят приработку элементов — или, как ее в этом случае называют, тренировку — на заводе, и заказчик получает изделие с момента ti, когда вероятность отказа мала. (Хотя очень часто заказчик получает готовое изделие в момент t=0. Изготовителю это выгодно, так как исключение приработки на заводе существенно снижает себестоимость, а все связанные с ней муки перекладываются на плечи потребителя.) Период между ti и t2 представляет собой продолжительность нормальной эксплуатации. А с момента \2 интенсивность отказов начинает повышаться в результате износа и старения. За отказы в период 0 — ti несут ответственность изготовители со своими службами технического контроля; за отказы деградационного типа, начиная с момента t2, несут ответственность конструкторы. Отношение суммарного времени безаварийной работы к общему времени эксплуатации, куда входит как продолжительность безотказной работы, так и продолжительность простоев, вызванных поиском и устранением неисправностей, называется относительным временем эксплуатации; эта величина характеризует ремонтопригодность изделия. Естественно, что надежность и ремонтопригодность определяют стоимость эксплуатации, поэтому некоторое удорожание машины в результате повышения надежности, введение в нее специальных систем отыскания неисправностей и приспособлений для их быстрого устранения оборачивается большой выгодой. Теория надежности позволяет вычислить вероятность надежной работы изделия, если известны интенсивности отказов элементов, из которых она состоит. В" частности, когда элементы образуют последовательную цепь и отказ любого из элементов выводит из строя всю систему, то интенсивность отказов системы равна сумме ннтенсивностей отказов ее элементов. Например, если средняя интенсивность отказа элемента Я=10час-1 (один отказ за 10000 часов работы), а система состоит из 10000 элементов, то вероятность ее безотказной работы в течение часа будет равна примерно 0,4, а если деталей 60 000, то эта вероятность окажется равной 0,025. (Заметим, что, по современным понятиям, системы, содержащие десятки тысяч элементов, относятся к сравнительно несложным.) Тут может возникнуть естественный вопрос. Как увязать этот вывод теории надежности, скажем, с тем обстоятельством, что полеты на самолетах считаются более чем в два раза безопаснее поездок на автомобиле, хотя самолеты неизмеримо сложнее наземного транспорта? Оказывается, той же самой наукой о надежности разработаны специальные методы уменьшения отказов: это, например, дублирование функций, исключение возможности поставки заказчику агрегатов, не прошедших заводской приработки, замена агрегатов, вероятность отказа которых подходит к критическому значению, и другие меры. То есть теория надежности, основанная на статистико-ве- роятностном подходе, позволила создавать сложные и сверхсложные системы, не превращая большую часть населения в ремонтников. ВПЕРЕД К... СТАРОМУ Однако на светлом фоне успехов теории начали появляться темные пятна. Оказалось, что в существующем виде она может решить далеко не все задачи, выдвигаемые техникой, и все менее удовлетворяет требованиям сегодняшнего дня. Одним из облачков, превратившихся в грозовую тучу, оказался... рост надежности создаваемых промышленностью элементов. Допустим, спроектирован элемент с надежностью 10~10 отказов в час, который может обеспечить системе, содер- 19
жащей миллион таких элементов, безотказную работу в течение 10000 часов. Это теоретически. Но практическую надежность все же необходимо измерить. Расчеты показывают, что для экспериментального подтверждения выведенной величины с достоверностью 90% необходимо провести натурные испытания с объемом 2,3-1010 элементо-часов. То есть следует взять 230 000 элементов •и испытывать их на протяжении 100000 часов. В случае положительного результата этих испытаний вы можете быть удовлетворены фактом, что 11 лет назад была создана неплохая вещь... А если речь идет об уникальных элементах большой стоимости, изготовляемых единицами, то об испытаниях на надежность со статистически достоверными результатами речи вообще быть не может. То есть с ростом надежности элементов инженер-проектировщик начинал оставаться... без надежных исходных данных о реальных вероятностях отказов элементов, входящих в систему, надежность которой ему надлежало рассчитывать. Задача о надежности системы стала походить на следующую: в бассейн проведены две трубы, по одной вода втекает, по другой вытекает; с какими скоростями вода втекает и вцтекает — неизвестно, но тем не менее следует определить момент, когда бассейн переполнится. И тогда инженер-проектировщик, который должен был обеспечить надежность машины, принимал соломоново решение: он ставил десяток запасных труб для аварийного стока и давал эксплуатационникам пяток запасных труб на случай ремонта — авось беды не случится. То есть очень высокая надежность элементов вынуждает проектировщиков, как ни странно, вводить в системы лишние резервные системы, а это удорожает изделие, увеличивает его габариты, вес, стоимость. Если же речь идет о таких системах, как самолеты, космические корабли, автономные подводные устройства и т. п., то резервные системы на «всякий случай» приходится устанавливать за счет полезного груза, что резко сужает функциональные возможности конструкции. Поэтому сейчас в теории надежности вновь идет переоценка ценностей: многие уже поняли, что вероятностно-статистического аппарата недостаточно для обеспечения необходимой надежности сложных систем. Тем более, что уже проектируются сложные комплексы, которые должны функционировать в течение десятков лет и, как правило, в необслуживаемом режиме (например, космические корабли для полетов к дальним планетам) ЧЕГО НЕ ЗНАЕТ СТАТИСТИКА Наиболее перспективное направление дальнейшего развития теории надежности — это сочетание статистических, вероятностных методов с глубоким проникновением в физико-химическую сущность процессов, протекающих в изделии и вызывающих его отказ. Ведь теория вероятности применяется там, где наши знания о системе оказываются недостаточными для того, чтобы строго рассчитать ее поведение. Новая концепция должна рассматривать два вида отказов: отказы случайные, обусловленные ошибками, возникающими в ходе производства, и неправильной эксплуатацией, и отказы детерминированные, происходящие по вине разработчиков. Инженеры, проектирующие тот или иной элемент устройства, в подавляющем большинстве случаев не представляют себе физико-химических процессов, протекающих в нем при эксплуатации. Вот пример. В полупроводниковых приборах проводник, соединяющий вывод, изготовленный из сплава «ковар», с золотой контактной площадкой, делался из золота. С целью экономии драгоценного металла некоторые фирмы
Стали делать этот проводник из алюминия. Но при сварке разнородных металлов образуются интерметаллические соединения; распад твердых растворов приводил к резкому ухудшению механических свойств контактов и интенсивной коррозии. Поэтому хотя сразу же после изготовления «усовершенствованные» приборы имели очень хорошие характеристики, примерно через год все контакты дружно тюобрывались. Это привело к огромным убыткам, и Экономия нескольких килограммов золота на де- сятдсах миллионов вышедших из строя полупроводниковых приборов являлась слабым утешением для фирм, оказавшихся на грани экономического краха... Отказы могут определяться не только коррозионными процессами. Так, для изготовления электрических вводов в вакуумные устройства в качестве изолирующего материала принято использовать легкоплавкое стекло, содержащее окись свинца. Однако при повышенной температуре в восстановительной атмосфере окись свинца восстанавливается до металла и стекло становится проводником. А иногда происходящие в системах физико-химические процессы настолько своеобразны, что буквально выворачивают наизнанку привычные представления об условиях, способных обеспечить высокую надежность. Скажем, считается совершенно естественным, что, чем ниже температура, при которой работает прибор, тем большим будет срок его службы — ведь при пониженной температуре все процессы деструкции протекают медленнее. Однако если прибор работает в условиях повышенной радиации, то его охлаждение приведет, как ни странно, к ускоренному выходу из строя. Дело в том, что при воздействии радиации на полупроводниковые элементы этого прибора в них возникают дефекты, например нарушения кристаллической структуры. При достаточно высокой температуре эти дефекты самопроизвольно залечиваются^— как говорят, отжигаются,— но на холоде они сохраняются и накапливаются... Только физико-химическое направление теории надежности позволит резко уменьшить интенсивность детерминированных отказов и как следствие увеличить срок службы самых разных изделий. Иначе говоря, задача ставится так: прежде чем браться за создание устройства, выполняющего те или иные функции, проектировщик должен подобрать такие материалы и конструкции, которые бы с учетом физико-химических процессов, протекающих в ходе эксплуатации, позволили обеспечить заданный срок службы. Такое проектирование можно было бы назвать физико-химическим, а соответствующую научную дисциплину — физико-химическим сопротивлением материалов. К сожалению, необходимость физико-химического подхода к теории надежности недостаточно ясно осознана. Это объясняется не только обычной инерцией мысли, но и некоторыми объективными причинами. НУЖНЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Одна из таких причин заключается в том, что на большинство вопросов, возникающих при разработке методов физико-химического проектирования, ни физика, ни химия ответить, увы, еще не могут. Чтобы рассчитать, например, интенсивность коррозии, необходимо знать ряд напряжений сплавов. Однако известен только ряд напряжений для чистых металлов, а для сплавов таких данных практически не существует, хотя в технике, как правило, применяются именно сплавы. Сейчас широкое распространение находят полупроводниковые приборы типа «сэндвич», состоящие из слоев алюминия, окиси алюминия и кремния. Но окислительно-восста- 20
новительные реакции, протекающие в таких приборах, превращают их в конечном счете в кремнезем, а через какое время по этой причине произойдет отказ, никто рассчитать пока не может. Очевидно, что одними экспериментальными исследованиями не обойтись— слишком много материалов используется в технике, причем число этих материалов непрерывно возрастает. Поэтому необходимо заниматься не только собирательством отдельных фактов, но и разработкой теоретических методов расчета процессов, протекающих в материалах и их композициях. Начинает вырисовываться еще одно новое направление в теории надежности — биологическое. Если в неживой природе увеличение сложности систем приводит к понижению их устойчивости, то в живой природе, чем сложнее организация системы, тем ее устойчивость выше. Причем значительно выше, чем устойчивость каждого элемента в отдельности. В этом случае основой высокой надежности служит способность сложных живых систем к самоорганизации и самовосстановлению. В бионике начинается создание подсистем-организаторов. Их задача заключается не в выполнении каких- либо функций системы, а в обеспечении заданной надежности. Эти подсистемы анализируют работоспособность всех элементов и узлов (например, электронно-вычислительной машины), а в случае отклонения их рабочих характеристик от нормы изменяют режимы работы, подключают резервы или перестраивают структуру всего узла; одновременно ремонтные службы оповещаются о необходимости ремонта узла, отключенного из-за слишком значительного изменения рабочих характеристик. И кто знает, может, со временем подсистемы-организаторы смогут и сами заниматься ремонтом... Таким образом, с развитием науки и техники понятие надежности становится все более фундаментальным. Ведь любое творение рук человеческих — термодинамически неравновесная система. Ее энтропия неизбежно растет со временем,— это фундаментальный закон природы,— и на каком-то уровне возрастания энтропии должен наступить отказ. Поэтому в самом общем виде задача формулируется так: достичь как можно большего энтропийного ресурса системы. Наше время — это время слияния наук и появления новых научных направлений. Таким примером может служить и наука о надежности, значение которой для развития общества трудно переоценить. Но если физико-химическое проектирование имеет столь важное значение для практики, то за чем остановилось дело? Только за тем, что сейчас просто не существует специалистов в этой области. И получается так, что хотя ни один инженер не может получить диплома, не изучив обычного курса сопротивления материалов, ни один инженер не может сказать, как долго будет работать созданное им устройство... Иначе говоря, настала острая необходимость перевести учение о сопротивлении материалов на качественно новый, атомный уровень. Такой физико-химический сопромат станет дисциплиной, способствующей значительному улучшению качества продукции, резкому повышению ее надежности. 21
%.. *'\л
Продолжить строительство Байкало-Амурской магистрали и подходов к ней. Из проекта ЦК КПСС к XXV съезду партии Одежда для БАМа Летом 1975 года на трассе Байкало-Амурской магистрали 200 добровольцев испытывали одежду, специально изготовленную для них в Московском текстильном институте и Всесоюзном научно-исследовательском институте дезинфекции и стерилизации. Эта одежда, точнее — рубашки, была сделана иэ ткани, которой придали свойства репеллента. Первые испытания прошли успешно. Корреспондент «Химии и жизни» попросил лауреата Государственных премий профессора Захара Александровича РОГОВИНА, в лаборатории которого был создан новый материал, рассказать об этом необычном эксперименте. К рубашкам, которые испытывал ись на БАМе, было предъявлено требование: они должны защищать от гнуса. Какая это напасть — гнус — рассказывать, наверное, не надо. Каждый, кто хоть раз побывал в местах обитания гнуса, запомнит атаки ми- риадов этих летающих насекомых, от которых, кажется, нет никакого спасения. Люди защищаются от гнуса, надевая толстые брюки,, ватники, рубашки из двуслойной ткани. Лицо закрывают специальными масками, открытую кожу обильно смазывают репеллентами — жидкостями, отпугивающими мошкару. Эти меры дают свой эффект, но попробуйте на жаре работать в толстых брюках и плотной рубашке. Да и на теле остается слой густой маслянистой смазки, которая мешает коже дышать, вызывает раздражение. В нашей проблемной лаборатории доктор химических наук А. Д. Вирник и младший научный сотрудник С. Б. Красовская решили попытаться сделать обычную тонкую ткань, наделенную свойствами репеллента. Выбор остановился на вискозном волокне, обладающем хорошими гигиеническими свойствами. Мне приходилось уже рассказывать в «Химии и жизни» о разнообразных превращениях, которые претерпевает в нашей ла~ боратории целлюлоза. Этот самый распространенный в природе, дешевый и доступный полимер с помощью химических прививок можно наделить свойствами, которых он лишен в естественном виде. Вводя в молекулу целлюлозы новые химические группы, мы делаем ее негорючей, устойчивой к гниению, к действию света, стойкой к действию масел, бензина. В сочетании с природными достоинствами — гидрофильностью, прочностью, способностью быть легко переработанной в волокна, — эти свойства делают новые целлюлозные материалы неоценимыми для народного хозяйства. Но мы пошли дальше. Существующие сейчас способы модификации целлюлозного волокна позволяют придавать целлюлозе все новые, подчас совершенно необычные качества. Уже есть целлюлозные волокна с ионообменными свойствами, с бактерицидными свойствами, будут скоро — со свойствами ферментов. А вот теперь появились репеллентные волокна. Как мы все это делаем? Мы прививаем к целлюлозе такой мономер или полимер, химические группы которого способны, в свою очередь, присоединять к себе еще какое-нибудь вещество. Получается гибридное волокно, в котором соединены природная целлюлоза как исходный продукт и синтетический «носитель», к которому можно подвесить то или иное вещество. Мы точно знаем, что и в каком случае надо присоединить к целлюлозе, чтобы придать ей нужные нам свойства. Чтобы создать ионообменное волокно, мы присоединяем «носители», способные улавливать из окружающей среды ионы металлов — золота, или серебра, или платины, или ртути. Чтобы придать масло- или бензоотталкивающие свойства, мы «сажаем» на целлюлозу фторкарбоновую кислоту или другие фтброрганические соединения. Чтобы сделать кровеостанавливающую 23
марлю, прививают к. целлюлозе кальциевую соль акриловой кислоты. Собственно, чтобы остановить кровь, надо ввести только кальций. Но волокно, на которое просто нанесены соли кальция, не выдерживает водной обработки. Если же привить кальций в виде соли акриловой кислоты, то марле не страшна многократная стирка. Мы присоединяем к целлюлозе медную соль акриловой кислоты в том случае, когда надо создать волокно с бактерицидными свойствами. Хирурги уже носят халаты, бахилы и шапочки, сшитые из нашего бактерицидного материала. Когда требуется получить очень Сильный бактерицидный эффект, то мы применяем серебро — химически присоединяя его к целлюлозе. Эти же методы прививок помогли нам создать ткань со свойствами репеллента. Есть разные вещества, которые используются против комаров и гнуса. Самое известное из них — диметилфталат, антикомариная жидкость. Но это средство действует час — два. А потом надо мазаться снова. В последнее время стали пропитывать одежду репеллентами. Это удлиняет срок их действия. Но одежда становится масляной, не пропускает воздух и, главное, ее свойства сохранятся лишь до первой стирки. Мы же решили химически присоединить репеллент к волокну. Конечно, тут были (;вои сложности. Во-первых, надо было подобрать такой репеллент, который содержит активные группы, способные реагировать с полимерами-носителями, привитыми к целлюлозе. Такой репеллент мы отыскали, им оказался карбоксид. Кроме того, важно было узнать то, что пока вообще неизвестно: а как именно репеллент отпугивает насекомых? Если его действие основано на запахе, то химическая прививка лишит его молекулы подвижности, и средство действовать не будет. Если принцип иной — может что-то получиться. И, знаете, получилось. По-видимому, дело не только в запахе. Итак, мы присоединили к целлюлозе репеллент карбоксид. Соединение оказалось довольно прочным. Ткань выдерживает четыре — пять стирок, в отличие от тканей с обычной пропиткой, которые вообще нельзя стирать. А больше 4—5 стирок за сезон и не требуется. Сначала мы испытывали нашу ткань в лаборатории. Знаете, это очень забавный эксперимент. Большую помощь оказали в нем блохи. Эти насекомые служат индикатором свойств ткани. На самом деле — как определить, отпугивает ткань гнуса или нет? Во Всесоюзном научно-исследовательском институте дезинфекции и стирилиза- ции, в лаборатории доктора медицинских наук В. П. Дремовой, с которой мы вели эту работу, есть специальная установка. Вы помещаете в эту установку образец обычной ткани и запускаете туда, например, сто блох. Они резвятся и спокойно садятся на ткань. Затем образец заменяется на ткань с привитым репеллентом. Блохи не садятся! Правда, не бывает, чтобы все 100 блох не сели на ткань. Но из сотни садятся, скажем, пять. Отсюда мы делаем вывод, что эффективность ткани 95%. Это к слову о том, что и ловля блох бывает полезной. Когда мы окончательно убедились, что наша ткань обладает свойством отпугивать насекомых, мы приступили к эксперименту. Сначала первые образцы одежды из ре- пеллентной ткани испытывали в Норильске. А затем мы решили предложить их строителям БАМа. По нашему заказу из модифицированного целлюлозного материала изготовили 200 рубашек. Сама ткань еще не обладала свойствами репеллента, поэтому уже готовые рубашки обработали раствором карбоксида (репеллент из раствора присоединился к модифицированной целлюлозе). А потом рубашки отправились на БАМ — на испытания. 200 добровольцев — рабочих БАМа и студентов нашего института испытывали эту одежду около станции Тында. Все прошло хорошо. Это подтвердили не только испытатели, но и врачи и токсикологи, контролировавшие наш эксперимент. Есть еще, конечно, возможность усовершенствовать эту одежду. И мы этой возможности не упустим. На следующий год запланирован еще более широкий эксперимент — будет сшита уже тысяча рубашек. А 1977 год, можно надеяться, станет годом, когда мы поставим строителям БАМа массовые партии новой рабочей одежды. 24
последние известия Транспортные РНК в совершенно новой роли Обнаружено, что некоторые транспортные РНК участвуют в злокачественном перерождении клеток, вызываемом онкогеннымй вирусами. Онкогенные вирусы, поражая клетку, вносят свою «зловредную» информацию в клеточную ДНК. Если этот вирус — РНК-содержащий, то сначала специальные ферменты— обратные транскриптазы, или ревертазы, синтезируют по вирусной РНК соответствующую ДНК, которая и включается затем в клеточный геном. Фермент начинает считывать РНК лишь в том случае, если с РНК связана так называемая затравка. Обычно в лабораториях, где работают с ревертазой, используют в качестве затравки короткие полимерные цепочки, комплементарные какому-нибудь участку РНК-матрицы. Фермент присоединяет нуклеотиды к затравке и удлиняет ее, пока не образуется нить ДНК, комплементарная матрице. Ну, а что служит затравкой, когда процесс идет не в пробирке, а в живой клетке? Джеймс Дальберг из Висконсин- ского университета (США) попытался ответить на этот вопрос («Journal of Biological Chemistry», 1975, т. 250, № 9), Группа Дальберга работала с вирусом саркомы Рауса, поражающим птиц. Прежде всего выяснилось, что затравкой служит какая-то РНК длиной чуть менее ста звеньев. В лаборатории принялись расшифровывать эту РНК. Когда все было сделано, то ученые обнаружили, что расшифрованная последовательность в точности соответствует уже известной последовательности нуклеотидов РНК, участвующей в синтезе белка и переносящей аминокислоту триптофан. Сразу возник вопрос: почему природа использует транспортную РНК в необычной для нее роли? Или, может быть, этот случай — исключение? Новые результаты были доложены на проходившем в октябре 1975 года в Киеве советско-американском симпозиуме по нуклеиновым кислотам. Лауреат Нобелевской премии Дэвид Балтимор из Массачусетского технологического института (США) в сотрудничестве с тем же Дж. Дальбергом показали, что и у вируса лейкемии мышей затравкой тоже служит тРНК, но уже не триптофановая, а пролиновая. Итак, молекулы транспортных РНК используются в качестве затравок при работе обратных транскриптаз, по-видимому, не случайно. Поэтому возникают новые вопросы. Может быть, роль транспортных РНК куда более широка и универсальна, чем это было принято думать до сих пор? И было бы интересно узнать, что представляют собой РНК-затравки, необходимые при работе обыкновенной ДНК-полимеразы, строящей копию ДНК. Можно надеяться, что ответы на эти вопросы не заставят себя долго ждать. Кандидат физико-математических наук В. ИВАНОВ 25
о Фотоинформация ПОРТРЕТ МОЛОДОЙ ВЕНЕРЫ Перед вами фотографии, полученные с советских автоматических межпланетных станций. Первую передала на Землю 11 июня 1974 года «Луна-22». Вторую — 24 февраля 1974 года «Марс-4>>. Третью и четвертую — спускаемые аппараты «Венеры-9» и «Венеры-10», соответственно 22 и 25 октября 1975 года. Конечно, каждый новый снимок поверхности Луны и тем более Марса — событие в науке. Но снимки поверхности Венеры — событие особой важности. Человек впервые заглянул под ее облачный покров, заглянул и увидел нечто неожиданное. Знаменитая песня о пыльных тропинках далеких планет была написана еще до того, как первый лунник зафиксировал лунную пыль. Потом космические аппараты обнаружили пыльную бурю на Марсе. Потом показали нам луноподобный ландшафт Меркурия, свидетельствующий о 26
несомненном наличии пыли и на этой планете. Ожидалась пыль и на Венере. Ее атмосфера, почти в сто раз более плотная, чем земная, к тому же почти нацело состоящая из углекислоты, к тому же нагретая чуть ли не на полтыщи градусов, — должна была вызывать мощную эрозию поверхности, превратить ее в сухопутное подобие морского дна. Однако первая же фотография опровергла этот прогноз: до самого горизонта простирались на ней каменные глыбы, остробокие, точно их только что раскололи. Пыль — символ дряхлости. И преподнесенный Венерой сюрприз может означать только одно: все еще продолжающуюся молодость планеты. Остробокие камни, не тронутые эрозией, появились на ее поверхности заведомо недавно, какие-нибудь тысячи лет назад, а может быть, еще позже. Значит, недра планеты еще раскалены, еще полны энергии. Значит, у нее еще многое впереди. Но что именно впереди у Венеры? Уж не уготована ли ей судьба второй Земли? Пройдут миллионы лет, уйдет в космос излишнее тепло, и тогда... К сожалению, пока на Венере не зарегистрировано сколько-нибудь значительного количества воды. А ведь если нагреть земную поверхность до венерианской температуры, испарились бы все океаны и атмосфера стала как в паровом котле. Откуда такое различие в расположенных рядом и сходных по размеру и плотности небесных телах? Или, может быть, о воде на Венере нам просто еще известно не все? Д. АНДРЕЕВ 27
Предусмотреть дальнейшее реэеитме исследований, открывающих принципиально новые пути и В01МОЖНОСТИ для преобразования производительных сип страны, создания техники и технологии будущего. Из проекта ЦК КПСС к XXV съезду партии Сегодня— сверхокислитель. Завтра— сверхтопливо? Для многих разделов химии полтора десятилетия — срок небольшой. Для химии благородных газов 14 лет — век. В 1962 г. был синтезирован гексафторплатинат ксенона — первое истинно химическое соединение газа, считавшегося прежде инертным. Вскоре последовали другие подобные синтезы. Все реакции шли достаточно спокойно, но реакция химиков на них была бурной. РЕАКЦИЯ НА РЕАКЦИИ Синтез первых соединений благородных газов воспринимался как сенсация. Публиковались работы под такими, например, названиями, как «Кошмар благородных газов» и «Вызов теоретической химии». Человек, которому никак не откажешь в компетентности, известный американский химик Д. М. Иост, не без излишней высокопарности писал: «Открытие фторидов ксенона и других благородных газов не будет забыто, пока человек проявляет интерес к химии». Науке избыточные эмоции всегда вредны. Но и до сих пор иногда приходится сталкиваться с неверными оценками как самого факта открытия Н. Бартлетом первого химического соединения ксенона, так и последующего развития этой области химии. Избыточные эмоции прошлого были вызваны укоренившимися представлениями о неприступности замкнутых электронных оболочек, и в частности восьмиэлектронной оболочки s2p6. Напомним, что такая оболочка есть у атомов всех благородных газов, кроме гелия, и эта оболочка — внешняя. Представление о химической невосприимчивости таких оболочек было основано на огромном экспериментальном материале. Оно легло в основу всех ранних теорий химической связи. Казалось, ничто не может поколебать его, ибо оно просто, как все великое. Атомы соединяются в молекулы затем, чтобы дополнить друг у друга незаполненные электронные оболочки, т. е. достичь дна энергетического океана, ниже которого и погружаться некуда... Так считали теоретики — с этих же позиций воспринимались и данные химических экспериментов. Математизация химии несколько пошатнула это прочное сооружение. Лайнус Полинг — физик, принесший в химию инструменты квантовой механики, точными расчетами показал (еще в 1933 году!), что восьмиэлектронная оболочка не всегда обладает минимальной энергией. Отсюда следовало, что тяжелые благородные газы должны образовывать химические соединения. Полинг даже предсказал относительную устойчивость таких соединений, как KrF4, Н4ХеОб и XeF6. Нельзя сказать, что работы По- линга остались без внимания. О. Руфф в Германии и Д. М. Иост в США попытались получить вещества, предсказанные Полингом, но подвело несовершенство экспериментов. И ксенон, и фтор, а именно с этими газами экспериментировали, в то время были редкостью. Экспе- 18
риментаторы располагали ими, но в крайне малых количествах и не располагали, естественно, современными методами инструментального анализа. Они просто не заметили образования фторидов ксенона. А может, побоялись заметить? Позднее Иост сокрушался, что мог сделать открытие, да не сделал. Но так или иначе, хотя подвел эксперимент, сомневаться стали в теории... Лишь когда благородные газы и фтор стали доступны, когда был накоплен опыт работы с фтором и агрессивными фторидами, когда в химию пришли разнообразные физические методы исследова ний, вот тогда открытие соединений благородных газов стало возможным и, пожалуй, даже естественным. Таким образом, распространенное мнение, будто относительная активность тяжелых благородных газов противоречит основам химии — не более чем заблуждение. Характерно, что любые попытки придумать для этих соединений какие-то свои, присущие только им особенности и виды химических связей неизменно оказывались бесплодными. С точки зрения современной химии это вполне обычные вещества, подчиняющиеся всем основным законам и правилам, действующим в мире веществ. ВЕЩЕСТВА КАК ВЕЩЕСТВА Еще одно распространенное заблуждение — представление о соединениях благородных газов как о веществах экзотических, немногочисленных, очень неустойчивых и аномальных, если не по всем характеристикам, то почти по всем. Трудно сказать, на чем основано это заблуждение. В нашей стране очень многие соединения благородных газов химикам не менее доступны, чем обычные реактивы. Тем не менее заблуждение о сверхэкзотичности соединений благородных газов живо до сих пор. Когда по инициативе авторов этой статьи и их сотрудников «Союзхимреактив» выпустил рекламный проспект на некоторые из таких веществ, один весьма уважаемый и известный ученый воскликнул: «Надо же! Нашлись авантюристы, которые производят и продают фториды ксенона!» А в это время уже во многих лабораториях страны работали с десятками и сотнями граммов этих «авантюристических» фторидов. Чтобы опровергнуть это заблуждение достаточно аргументированно, расскажем коротко о характерных свойствах соединений благородных газов. Пока три таких газа — радон, ксенон и криптон — удалось заставить вступить в химические реакции. Казалось бы, самым реакционноспособ- ным из трех должен быть радон — внешние электроны удалены от ядра на большее расстояние и оттого меньше им притягиваются. Следовательно, и оторвать их легче. Такое рассуждение логично, но оно не учитывает радиоактивности радона. Собственное излучение разрушает связи, происходит радиолиз. Из-за малых периодов полураспада изотопов радона и высокой их альфа-активности соединения этого элемента изучены даже хуже, чем у са мого легкого из неинертных инертных газов — криптона... Больше всего получено соединений ксенона. Этот элемент уже представлен во всех основных классах химических соединений. Хорошо изучены его галогениды, окислы, кислоты, соли оксикислот, комплексные соединения и т. д. В таблице на стр. 30 представлены не просто соединения радона, ксенона и криптона, а классы соединений. Так что за каждой формулой там стоит, как правило, не одно вещество. Беглого взгляда на таблицу достаточно, чтобы понять: сегодня химия ксенона намного богаче, чем криптона или радона. А всего сейчас известно больше 150 соединений этих элементов. В этой ситуации вряд ли мож- 29
Таблица, в которую СЕедены наиболее изученные соединения радона, ксенона и криптона (М—металлы) Типы соединений ГАЛОГЕ- НИДЫ окислы ОКСИФТО РИДЫ ФТОРОКОМ ПЛЕКСЫ соли оксикис- лот кислоты Валентные состояния II (RnFx) XeF2; XeCl2 KrF2 XeF + MF^ KrF+MF" Xe2F+MF"^ Kr,F+MF7 XeFS03F Xe(C104J XeFNOs Xe(CF3C02J Xe(P02F3J Xe(S03CF3J [(XeFOJSO,F]-AsFe XeFN(S02F2J IV (RnFx) XeF4 * XeF+MF^ VI (RnFx) XeFe Xe03 XeOF4 Xc02F2 XeF+MF" Xe2F+MF7 XeOF+MF" CsXeF8 NOXeF7 XeF6S03F H2Xe04 VIII Xe04 Xe03F2 Xe02F4 XeOF+MF^ H4XeOe но говорить о редкости подобных соединений. Может быть, физические свойства соединений благородных газов выделяют их как-то из массы обыкновенных веществ? Ничуть не бывало. В основном, при обычных условиях это твердые мелкокристаллические вещества плотностью около 5 г/см3, диамагнетики и диэлектрики. Температуры их плавления, как правило, лежат за пределами 100°С, часть веществ возгоняется без плавления и разложения. Впрочем, температура разложения— это уже показатель химической стойкости. Но и по химическим свойствам большинство соединений благородных газов не представляет собой ничего из ряда вон выходящего. Кислоты как кислоты, гало- геннды как галогениды и т. д. Конечно, есть у них некоторые особенности, но попробуйте найти среди наипривычнейших веществ вещество без индивидуальных особенностей. Таких веществ нет и быть не может. Вернемся, однако, к химической стойкости соединений благородных газов. У большинства из них и здесь показатели вполне обычные. Почтц 30
все эти вещества можно нагревать, не опасаясь, до 100°С и выше, многие из них не разлагаются и при перегонке. Особняком стоят лишь несколько соединений — окислы ксенона, его перхлорат и трифторацетат. Эти вещества термодинамически неустойчивы и взрывоопасны. Взрывчатые свойства трехокиси ксенона ХеОэ заставляют обращаться с ней с особой осторожностью, как с мощным инициирующим взрывчатым веществом. Но, как и многие взрывчатые вещества традиционных классов, ХеОз можно флегматизировать. Нитроглицерин «укрощается», теряет взрывчатость, при растворении в этиловом или метиловом спирте, трехокись ксенона — при растворении в воде. При этом — что очень важно — ХеОз сохраняет свойства сильного окислителя. К окислительным свойствам как важной отличительной особенности некоторых соединений благородных газов мы еще вернемся. Логичен вопрос: с какими элементами схожи вступающие в реакции благородные газы? Ответ на него не однозначен. С одной стороны, как и положено элементам восьмой группы, в своих соединениях они переходят в разные окислительные состояния (валентности): II, IV, VI, а иногда даже VIII. Газообразная при обычных условиях четырех- окнсь ксенона во многом подобна газообразной же четырехокиси платинового металла осмия. Как и осмий, реагируя с фтором, ксенон не образует высшего фторида состава XeF8, но зато окснфториды состава 302F4 образуют и ксенон, и осмий... Но не все так просто и однозначно. В других случаях, в других реакциях ксенон и его аналоги проявляют сходство и с галогенами, и с переходными металлами не только восьмой группы. При всей обычности соединений благородных газов в индивидуальности им все-таки не откажешь. Индивидуальность эта начинается с самого начала — с методов получения. ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ ФТОР Еще раз обратимся к таблице на стр. 30. Соединений благородных газов, особенно ксенона, много. Разные химические элементы в лице ксенона (реже радона и криптона) нашли неплохого партнера. Все эти разнообразные, по составу вещества получены из фторидоЕ. Да, пока лишь фтор и только фтор способен расшатать линию обороны восьми- электронных оболочек. Что касается фторидов ксенона, то способ их получения предельно прост. Ксенон — газ, считавшийся прежде инертным, сгорает во фторе ярким желтым пламенем и за доли секунды превращается во фториды. Горение сопровождается выделением больших количеств тепла, и можно было бы использовать смесь фтора с ксеноном в качестве топлива, будь эти газы более доступны (а фтор еще и не столь агрессивен). Синтез дифторида криптона сложнее. Для того чтобы получить это соединение, нужно совместить, казалось бы, несовместимое. Окислительных способностей наи- агрессивиейшего фтора для химического взаимодействия с криптоном недостаточно. Это под силу лишь атомарному фтору, а чтобы разложить молекулы фтора на атомы, нужно затратить энергию, например сильно нагреть фтор. Но с другой стороны, для того, чтобы образующиеся фториды криптона не распадались, нужно понизить их энергию, воспользовавшись, например, приемом низкотемпературной закалки. Вот и получается, что для одного и того же процесса одновременно нужны и очень высокие и очень низкие температуры. Поскольку совместить то и другое нельзя, используют обходные пути. На охлажденную до минус 200СС смесь фтора с криптоном воздейст- 31
вуют высоковольтным электрическим разрядом. Или излучением. Или еще какими-то «сильнодействующими средствами». Например, раствор криптона в жидком фторе (—196°С!) пронизывается потоком ультрафиолетового излучения мощностью в сотню ватт. В тридцатых годах, когда делали первые опыты по взаимодействию фтора с благородными газами, такая экспериментальная техника, конечно же, была недоступна... Когда фториды криптона или ксенона получены, в ход идут методы традиционной химии. Весь спектр известных ныне соединений благородных газов получен в обычных реакциях присоединения, замещения или комплексообразования. Комплексных соединений больше всего, в чем нетрудно убедиться, еще раз взглянув на таблицу. ОКИСЛИТЕЛИ, КАКИХ МАЛО Главное, что выделяет соединения благородных газов в мире веществ, это их уникально высокие окислительные потенциалы. Самый сильный ион-окислитель — это перксе- нат-ион ХеО^ (заметим, что для успешной работы ему нужна кислая среда). Соли-перксенаты по составу и свойствам близки к подобным соединениям элементов седьмой группы — перхлоратам и периода- там, но превосходят их по силе окисляющего действия. Интересно, что аналогичные соединения семивалентного брома — перброматы химики пытались получать давно и безуспешно, хотя были перепробованы десятки методов и реакций. Перброматы (МВг04) удалось получить лишь в наши дни, после открытия неинертности инертных газов. Окисляющим агентом, позволившим получить эти важные для химической теории вещества, стали водные растворы XeF2. Окислы ксенона, взрывоопасность которых мы отмечали выше, оказались (в виде растворов) исключительно удобными окислителями. Такой окислитель не привносит в процесс ничего постороннего, а продукты реакции — газообразные кислород и ксенон — удаляются очень легко. Высокие окислительные потенциалы свойственны и многим комплексным соединениям благородных газов. Например, комплексы двухвалентного ксенона способны превратить в катионы окись азота и хлор, а аналогичные соединения криптона окисляют даже кислород и трехфтористый азот. С помощью дифторида криптона удается получить даже соединения пятивалентного (!) золота. А еще дифторид криптона уникален тем, что в нормальных условиях может генерировать атомарный фтор. Сегодня редкостные окислительные свойства соединений благородных газов используют в основном лишь в лабораторной практике. С их помощью анализируют минералы, синтезируют уникальные медицинские препараты (например 5-фторурацил), окисляют то, что другими способами нельзя окислить. Но естествен вопрос: а что будет завтра? И вообще, что ждет химию благородных газов — останется ли она лишь красивой «игрушкой» в руках исследователей пли, подобно большинству разделов химии, станет приносить пользу человечеству в целом? На стр. 34—35 приведены рисунки, которые можно назвать «диаграммами с цветочками». Разобравшись в них более или менее внимательно, вы убедитесь, что многие криптон- и ксенонсодержащие группы обладают высокой реакционной способностью. Диаграммы показывают многообразие соединений, получаемых с их помощью. При желании «диаграммы с цветочками» можно понимать и так: нынешние достижения химии благородных газов — это еще цветочки... Ягодки впереди. 32
«ЯГОДКА» ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ С точки зрения экологической безопасности атомные электростанции высоконадежны: вероятность аварийного радиационного заражения ими окружающей среды меньше, чем вероятность падения искусственного спутника Земли на городского жителя. Но о потенциальной опасности мирной ядерной энергетики приходится думать уже сегодня, и вот почему. При делении ядер урана образуются газообразные осколки — радиоактивные изотопы 85Кг и 133Хе. При нынешней распространенности ядерных энергетических установок эти выбросы не представляют даже локальной опасности. Пока их еще можно (см. «Химию и жизнь», 1975, № 7) сбрасывать в атмосферу: масштабы загрязнения так же невелики, как и масштабы производства. Но темпы развития атомной энергетики в мире таковы, что уже в следующем десятилетии локальные загрязнения атмосферы изотопами 85Кг и 133Хе могут подойти к опасному рубежу. Следовательно, прогнозируемые масштабы развития атомной энергетики были бы затруднительны без решения задач улавливания радиоактивных изотопов криптона и ксенона. Именно химическое улавливание этих радиоактивных газов представляется наиболее перспективным. Например, для улавливания ксенона может быть использована его реакция с диоксигенильными солями (например, 02SbF6), в результате которой ксенон свяжется в соединение XeFSb2Fn, а в атмосферу вместо радиоактивного газа выделится кислород. К сожалению, не создан еще окислитель, способный так взаимодействовать с криптоном. Каковы перспективы синтеза такого окислителя? Ответить на этот вопрос — значит ответить и на вопрос о перспективах развития всей химии благородных газов. Ясно, что количество синтезируемых соединений ксенона и криптона будет множиться, и возможности здесь большие. Образование связей ксенон — углерод, ксенон — сера, ксенон — бор вполне вероятно. Но соединения такого типа вряд ли смогут окислить криптон. Ведь потенциал ионизации криптона — 14 электрон-вольт, и чтобы окислить его, надо иметь соединение, содержащее группу со сродством к электрону по крайней мере не ниже 14 эв. Такими группами могли бы быть ArF+ и No1" (сродство к электрону 14,1 и 15,58 электрон-вольт соответственно) в соединениях ArFMF6 и N2MF6 (M — какой-либо металл). Но вещества подобного состава существуют пока лишь в умах теоретиков. «ЯГОДКА» СВЕРХЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ? Синтез соединений аргона не только обогатит химию благородных газов, но и расширит возможности неорганической химии в целом. Такому супермощному окислителю многое будет по плечу, в том числе связывание и окисление криптона. Запас химической энергии в таких окислителях лежит на границе возможностей традиционной химии. Большего окислительного потенциала можно ожидать лишь для групп F2 и F+, однако сегодня нет оснований надеяться на получение достаточно устойчивых соединений типа ?t MF- и F+MF-. Запасать энергию в химических соединениях можно, наверное, и другим способом: вводить в химические соединения атомы и ионы в электроновозбужденном состоянии. Если каким-то (пока не ясно, каким) способом удастся стабилизировать такие вещества, возможности неорганической химии расширятся многократно. Кое-какие предпосылки для этого дает химия благородных газов. Известно, что электроновозбужден- 2 «Химия и жизнь» 2 зз
стоянии). Продукты таких реакций живут лишь до тех пор, пока не снято возбуждение. Если такое вещество будет находиться в виде газа, то возбуждение быстро пройдет — из-за потерь энергии в столкновениях необычных молекул между собой и с обычными молекулами. Результатом будет быстрый распад молекул, в которые входят возбужденные атомы. Но если такие молекулы зафиксировать в жесткой кристаллической решетке, да еще при этом химически связать их, то тогда они смогут суще- На «диаграммах с цветочками» схематически показаны пути получения разнообразных соединений криптона и ксенона из исходных фторидов ные атомы всех благородных газов обладают высокой химической активностью и могут вступать в реакции друг с другом, с водородом и с некоторыми молекулами: Не*+Н-*Не*Н Хе*+Хе->Хе*Хе Хе*+Кг->Хе*Кг (звездочкой отмечены атомы благородных газов в возбужденном со- 34
ствовать неограниченно долго. И тогда... Тогда появится принципиально новая химия с совсем другими энергетическими масштабами. К примеру, при самой экзотермической из обычных химических реак- [ ций — реакции водорода с фто- [ ром — выделяется около 5 килока- . лорий на грамм вещества. А энергия ; перехода гелия из возбужденного > состояния в основное равна И4 ккал i на грамм! Трудно переоценить полезность ) столь высокоэнергетичного химического топлива. И хотя приведенные чуть выше построения пока в основном из области рассуждений, любые попытки синтезировать подобные, действительно необычные, химические соединения заслуживают, на наш взгляд, внимания и одобрения. На всех уровнях — энергетических и организационных. Доктор химических наук В. А. ЛЕГАСОВ, кандидат химических наук Б. Б. ЧАЙВАНОВ, Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова 2 2» 35
ОБЛУЧЕННАЯ ВОДА Новый метод очистки воды разработан Институтом < электрохимии АН СССР н ВНИИВОДГЕО. Метод осг нован на раднолизе — облу- I чении воды гамма-лучами, в 1 результате которого вода i обеззараживается, избавляется от посторонних прнвку-, сов и запахов. Как показа- |1ли исследования, непосредственная причина этих изменений — не само воздействие излучения на загрязнения, I а реакция их с продуктами радиолнза воды. В экспериментах с проба- J мн воды, взятыми в московских водохранилищах, было установлено, что после облучения дозой 105 рад онн полностью удовлетворяют требованиям ГОСТа на питьевую воду. РАСТЕТ САПФИРОВАЯ ТРУБКА I Вырастить кристалл сапфира, в виде тонкостенной трубки удалось недавно группе советских ученых. Как сообщил журнал «Кристаллография» A975, т. 20, выл. 4), с помощью молибденового формообразователя из расплава А1203 выращивают сапфировые кристаллы в виде трубок диаметром от 3 до 15 мм и длиной до 30 см. Толщина стенок у разных образцов колебалась от 0,5 до 3 мм. Удалось также вырастить сапфиры в виде тонких пленок. 1 МУКА-ЧЕМПИОНКА I IB казахской кухне издавна используется мука из семян сорана (его научное назва- I нне сарсазан шишковидный). Растет соран на солончаках и по берегам соленых озер; ^ зимой его охотно едят верблюды. Недавно был исследован химический состав я этой муки, и оказалось, что по пищевой ценности она не I имеет себе равных среди других мучных продуктов. .По калорийности она превосходит даже пшеничную муку. Она содержит 25% бел- |ков, 5% жиров и 61% угле- 1 водов (соответствующие 'данные для пшеничной му- 'ки 11, 0,9—1,5, 70%). Если же принять во внимание, что сарсазан шишковидный I хорошо растет на солонча- | ковых почвах, непригодных j для выращивания культур- ' ных злаков, то надо при- \ знать это растение по мень- | шей мере перспективным. 1 ГЮРЗА ГЮРЗЕ РОЗНЬ Недавно выяснилось нечто :транное: сыворотка, прнго- ■товленная против яда гре- .мучей змеи, живущей на западе Бразилии, не помо- ■ жет, если укусит такая же i змея, но проживающая в восточной части страны. Вывод напрашивался сам собой: в разных природных ус- 'ловиях змеи одного вида вырабатывают разный яд. | Это подтвердили н результаты исследований, опублн- , кованные в «Журнале эво- ^ люционной биохимии н физиологии» A975, № 3), где ■ сказано, что яд гюрзы, пойманной на Памире, не та- 1 кой, как у гюрзы, жившей I в Туркмении или другом 'уголке Средней Азии. И хо- I тя активность ферментов в 'яде почти одинаковая, зато | количество и подвижность белковых компонентов яда ( при электрофорезе разная. | | В КОСМОСЕ СВОИ БОЛЕЗНИ Обнаружился грустный, , факт: у людей, пребываю- ■ щих в герметичной кабине, ■ на коже и слизистых обо- | л очках быстро растет чнс-' , ло микробов. Из носа и рта, | с кожн микробы подннма-1 I ются в воздух н неминуемо I попадают на тело другого члена экипажа. Бывало, организмы космонавтов невольно обменивались и представителями кишечной мнк- I рофлоры. Самое плохое v ■I: 36
HOBuuTH OfObCKW НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОБОСип Ui JbOr , Ч здесь то, что, приживаясь I J на новом человеке, микробы г I увеличивали свою биологи-I I ческую активность. И у со-1 ] вершенно здоровых людей. I неожиданно начиналась ан-1 ] гина или гнойничковое по-| I ражение кожи. То есть ми-| ] кробы, безвредные для одно-1 J го человека, становились! I опасными для другого. ИI 1 наоборот, микроскопические i эшерихии, проживающие в* [кишечнике и сдерживающие] \ натиск вредных бактерий, I щ почему-то умеряли свой пыл.| I Эти и другие данные при-| I вели советских специалис-| ] тов по космической медици-1 I не к немаловажному выво-1 I ду: следует хорошенько под- I готовиться к тому, что, даже I если космонавты ни разу'| | не пройдут по пыльным тро-1 I пинкам далеких планет, в1 ■ длительном полете возможный | заболевания, не известные ■ на Земле. ] АНТИМИКРОБНЫЕ I ОДЕЯЛА I Одни из самых опасных ис- I точников внутрибольничной! [инфекции — постельные при-р I надлежности, белье, одежда: щ I через них могут передавать-1" 1 ся болезнетворные микробы,^ i в том числе вызывающие! I гнойные осложнения после операций. Поэтому хирургам! очень пригодились бы одея-t ла, в которых микробы не1 могли бы ужиться. Метод, изготовления таких одеял * разработан во Всесоюзном" научно - исследовательском I I институте шерсти и Москов-1 ском текстильном институте. L | К кератину шерсти, из ко-! торой делаются одеяла, хи-1 мическим путем присоедини-1 I ли бактерицидный препа-Р рат 2-E/-нитрофурил)-2')-| акролеин и соли меди. Опыт- ■ II ная партия одеял уже про-| шла клинические испытания! в больницах. Результат не-| плохой: на таких одеялахi было обнаружено на 84—-L 100% меньше микробов, чем! I на контрольных. Хирурги,! I проводившие испытания,! считают, что антимикробные i одеяла могут получить ши- [ рокое применение для про- I филактики инфекции в боль- " ницах. I ПЧЕЛИНЫЙ ЯД | И РАДИАЦИЯ I I Препараты, получаемые из I I пчелиного яда, применяются J 1 для лечения различных за-1 I болеваний. Их основное I действующее вещество — по-1 лнпептид мелнттин, состоя-1 щий из 26 аминокислот; он ] I расширяет кровеносные со-1 суды, оказывает заметное] противовоспалительное и| обезболивающее действие,! способствует заживлению! ран и язв. А недавно выясне-1 но, что он, кроме того, повы-1 шает сопротивляемость орга-1 низма к ионизирующей ради-! ации. Это подтверждают ре-1 зультаты, полученные со-1 трудниками Горьковского I университета при испытании! нового препарата пчелиного! 1 яда — апилита, разработай-* | ного ими совместно с работ-1 ■ никами Таллинского химико-J I фармацевтического завода! I («Радиобиология», 1975, т. ■ I XV, вып. 3). У мышей, ко-J \ торым вводили апилит, луче-1 i вая болезнь протекала легче,! 1 чем у контрольных, а смерт-1 | пость была гораздо ниже. | УТОЧНЕННЫЕ I АТОМНЫЕ МАССЫ ! |На XXVII1 конференции ИЮПАК. проходившей 3—7 сентября 1975 г. в Мадриде,! были одобрены новые, уточ- | ненные значения атомных! I масс нескольких элементов. I Вот рекомендуемые ИЮПАК! | значения: фтор— 18,998403; - молибден—95,94; кадмий —| | 112,41; барий—137,33; крем-j в ний — 28,0855; калий—I I 39,0983 (первые четыре ве-1 I личины — с точностью ±1 в| I последнем разряде, послед-1 ние две — до ±3). Полная! ■ таблица атомных масс эле-ш J меитов по состоянию на| I 1975 г. будет опубликована в I 1 «Journal for Pure and Applied I I Chemistry». I
38
Шире внедрять в медицинскую практику достижения современной науки, новые методы диагностики и лечения. Из проекта ЦК КПСС К XXV съезду партии «Ниже минус семидесяти — самое интересное...» Говорят, что одна из самых старых интернациональных научных организаций — Международный институт холода. Вероятно, так оно и есть: основанный в Париже за несколько лет до первой мироаой аойиы, институт этот существует и по сей день, действует он весьма активно и раз в четыре года собирает большие международные конгрессы. Последний такой конгресс, четырнадцатый по счету, проходил минувшей осенью в Москве. Тематика его оказалась настолько обширной, что корреспонденту журнала нелегко было на чем-либо остановить саой выбор: то ли на самых современных способах получения холода, то ли на проблемах сверхпроводимости, или на пищеаой технологии, которая нынче шагу ступить не может без холода, или не какой-либо экзотике, вроде замороженных цветов. Однако, по совету устроителей конгресса, корреспондент обратил особое внимание на актуальнейшую проблему в облести низких температур — медико-биологическую. В нашей стране существует уникальное научное учреждение — Институт проблем криобиологии и криомеди- цины Академии наук УССР. Директор института профессор Николай Сидорович I ПУШКАРЬ дал представителю журнала ► О. Либкину обстоятельное интервью, кото- I рое предлагается вниманию читателей. Корр. Прежде всего, что вы вкладываете в понятие «криогенная температура»? Поль, минус двадцать, минус пятьдесят?... Н. С. Пушкарь. Ни то, ни другое, ни третье. Все это просто низкие температуры, поведение живых систем при таком охлаждении более или менее известно. Нас же занимает другая область — ниже минус семидесяти. Там начинается самое интересное... Но это же граница жизни, по крайней мере на Земле: минус семьдесят бывает только в Антарктике, да и то нечасто. Зачем изучать то, чего нет в реальных условиях? Давайте вспомним, что дали низкие температуры исследователям: новый подход к явлениям. Стало возможным исключить тепловые шумы, работать с идеальной моделью. Вот вы смотрите по телевизору футбол. Мяч влетел в ворота, а вы и не заметили — каким образом. А потом тот же момент показывают в видеозаписи, раз и другой, с обычной скоростью и замедленно, и вы видите то, что ускользнуло от внимания, скрытое шумовыми явлениями — перемещениями игроков, не участвовавших в атаке, ревом трибун, не ко времени попавшим в кадр судьей. Вы видите картину в чистом виде, вам это любопытно, а тренеру полезно: он может рассмотреть главное и отсечь второстепенное. Так вот, низкие температуры для исследователя — нечто вроде видеомагнитофона: суть остается, шум отсекается. Физическая модель, безусловно, очень интересна. Однако в последнее время крупные физики мира' все чаще обращаются к биологической модели, пытаясь осознать сущность жизни. И здесь не обойтись без низких температур. Пусть жизнь при этом почти или полностью прекращается, но, коль скоро мы имеем дело с моделью, нам надо исключить влияние шумов, надо, чтобы живая система застыла на мгновенье— и в это мгновенье рассмотреть ее! Таким образом, задача института — проводить фундаментальные исследования на живых объектах при очень низких температурах, где-то на грани жизни? Я бы сказал, одна из задач. На таких фундаментальных исследованиях основаны наши прикладные работы: от восстановления 39
живой ткани после глубокого замораживания до, скажем, криозащиты — ну, хотя бы растений в зимнее время. Как видите, диапазон достаточно широк. В свое время, а говоря точнее, всего четыре года назад, институт был организован на базе лабораторий двух научных учреждений — Физико- технического института низких температур и Института усовершенствования врачей. У нас работают представители двадцати одной специальности, включая физиков- теоретиков, биологов, химиков, биохимиков, врачей. Вы упомянули восстановление после замораживания. Но ведь эта проблема для многих живых тканей, кажется, решена — хранят и кожу, и роговицу, и кости, по многу лет — пока ие понадобятся для операции. Добавлю еще — и костный мозг, и щитовидную железу, и клапаны сердца. Действительно, ткани удается хранить при низких температурах несколько лет, а затем пересаживать. Ну а бо^ее сложные биологические системы — органы, целые организмы? Увы...- Скажем, пересадка почки — распространенная сейчас клиническая операция. А сколько можно хранить почку, взятую у донора? Несколько часов, если тщательно промыть сосудистое русло и держать почку на льду. В экспериментальных условиях мы можем уже сохранять почку 36 часов, пропуская через нее охлажденный раствор. Но даже это дается нелегко, а как быть с длительным хранением? Сейчас больным приходится ждать, порой по нескольку месяцев, пока в распоряжении врачей окажется почка от подходящего донора. Теперь представьте себе, что есть банк органов, в котором можно взять почку, причем самую подходящую с точки зрения иммунологии. Заметьте: взять из банка, а не от человека. Это решило бы заодно и этическую проблему... Но это в будущем. А что в настоящем? Ограничусь примером с роговицей. Есть классический способ академика Филатова, им широко пользуются, однако роговица все же несколько мутнеет при хранении. Законсервированная по нашему способу, она не теряет прозрачности и при температуре жидкого азота. Все дело в тонко- 40 стях режима замораживания, вряд ли об этом надо говорить. Если не о тонкостях, то хотя бы о принципах.. Есть зона биологической смерти клетки. Если мы хотим сохранить клетку живой, эту зону надо каким-то образом проскочить. Сложность в том, что каждая живая система имеет свои особенности, и то, что годится, скажем, для кожи, нельзя использовать для костного мозга. В каждом случае приходится искать особые режимы замораживания и отогрева. Например, эритроциты требуют быстрого замораживания, это сейчас общеизвестно, замороженные красные кровяные клетки широко используют для переливания крови. А вот с белыми клетками дело обстоит гораздо сложнее, надежного способа их длительного хранения до сих пор нет. Для них требуется специальная программа замораживания и оттаивания, поиски которой только ведутся. Значит, подобрав точный режим, наилучшую скорость замораживания и отогрева, можно проскочить опасную зону, не так ли? Так, но добавьте к этому вот что: надо подобрать криопротекторы, то есть вещества, защищающие от воздействия низких температур. Когда живая система охлаждается, возникают по меньшей мере две опасности: кристаллизация влаги и резкое повышение концентрации солей. Теперь представьте себе, что в ткань ввели вещество, которое изменяет характер кристаллизации и связывает избыток солей. Тогда клетки будут поставлены в новые условия, необычные для них — они не знают, как вести себя в этих условиях. Обычно живые клетки замерзают при температуре — 0,47°С. Добавили криопротектор, температура замерзания сдвинулась до —8°С. Кристаллизация внутри клетки изменяется и тут предоставляется возможность, минуя зону смерти, перевести клетки в переохлажденное состояние. То есть привести живую систему в состояние анабиоза, из которого ее можно будет впоследствии вывести, отогревая.
Вероятно, криопротекторы — весьма сложные вещества? Отнюдь. Классический криопротектор — самый обычный глицерин. После него в практику вошел диметилсульфоксид, затем — полиэтиленоксид; для химика-органика это довольно заурядные вещества. Последнее особо примечательно тем, что оно никоим образом не воздействует' на организм и, следовательно, его не надо удалять перед переливанием крови или пересадкой ткани. В остальных случаях криопротектор приходится удалять. У нас, впрочем, созданы и другие защитные вещества, не требующие удаления, но говорить о них еще рано. Можно ли из ваших слов сделать вывод, что проблема длительного хранения не только тканей, но также органов, скажем, той же почки, будет в недалеком будущем решена? Я не стал бы говорить так уверенно — «в не- 'далеком». Будет — это несомненно. Уже сейчас мы подходим к решению задачи, как охлаждать почку до —5еС, и хотели бы верить, что холодовая перфузия, или, проще говоря, промывание холодным раствором, позволит хранить подолгу и сердце, и сосуды, предназначенные для пересадки. Конечно, лучше бы для этого не минус пять, а минус семьдесят и ниже, но мы еще не знаем, как вернуть органы к жизни после такого охлаждения. Консервация клеток, тканей, органов — это скорее из области криобиологии. А как насчет собственно криомедицины? То есть, вы имеете в виду лечение с помощью низких температур? Да. Причем, если можно, не столько о спорных вопросах, сколько о конкретных результатах. Что ж, можно и об этом. Совместно с Институтом хирургии им. А. В. Вишневского и > Физико-техническим институтом низких тем- 1 ператур мы разработали метод лечения > ожогов и гнойных ран с помощью криовоз- \ действия. Сейчас чаще всего лечат антибио- г тиками, но кто не знает, что микроорганиз- ^ мы к ним привыкают, адаптируются, и нет гарантии, что лекарство, которое тысячу раз действовало безотказно, подействует так же и на тысячу первый раз. К криогенному воздействию сразу не привыкнешь... Когда на пораженную ткань действуют низкой температурой, то, понятно, все патогенные микроорганизмы гибнут. Но ведь и сама ткань страдает. Верно: при обработке раны, скажем, при орошении сжиженным газом, происходит криодеструкция — ткань разрушается. Но это и к лучшему, ведь разрушается больная ткань. Образуется мертвая зона, и она защищает здоровую ткань, ту, что не поражена ни ожогом, ни микроорганизмами. Таким образом, мы можем говорить в этом случае о криозащите. И вот что особенно интересно: в ответ на криовоздействие меняется и характер заживления раны, как мы говорим, репарация. Уменьшается глубина омертвления ткани, примерно вдвое. При ожоге обычно возникает токсикоз, поскольку обмен в пораженной ткани нарушен; при воздействии низких температур токсикоз выражен намного слабее. Не образуются грубые рубцы. При обработке холодом рана получается чистой, достаточно лишь закрыть пораженный участок, пересадить на него кожу. Впрочем, прошу иметь в виду, что я излагаю вам большей частью экспериментальный материал, его надо вновь и вновь проверять в клинике. И здесь, на конгрессе, и раньше, в печати, в том числе и в популярной, не раз приходилось слышать слово «криохирургия». Кажется, речь шла об удалении миндалин... Почему-то популяризаторы ухватились именно за эту операцию — тонзиллотомию. Может быть, потому, что болезнь общеизвестна и операция понятна. Но это, конечно, частный случай. Хотя он в известной мере иллюстрирует достоинства метода. Прежде всего, криохирургическая операция, при которой вместо скальпеля используют инструмент, предположим иглу, постоянно охлаждаемую до температуры жидкого азота, практически безболезненна, можно обойтись без наркоза. Во-вторых, не требуются какие-то особые условия, 41
тщательно подготовленная операционная-- можно оперировать и в амбулатории и, если понадобится, в полевых условиях. Был бы источник холода, хотя бы сосуд Дьюа- ра, и охлаждаемый инструмент. Кстати, дальнейшее развитие криохирургии упирается как раз в нехватку инструмента. Его разрабатывают—и в Москве, и в Киеве,— но хвастаться пока рано. Даже в нашей клинике криоинструмента не хватает, а о других клиниках и говорить не приходится. Заметив, что удаление миндалин — не столбовое направление, вы пока не сказали о более серьезных целях. Сейчас скажу, но прежде — существенное пояснение^ Порою складывается мнение, будто криохирургическим способом можно только разрушить ткань. Например, отсечь ее, как в случае с миндалинами. Это, безусловно, верно, криоинструмент действует подобно скальпелю и лучше скальпеля, но это не просто еще один, дополнительный инструмент в руках хирурга. Есть и другая сторона, может быть, еще более важная, чем разрушение. Я имею в виду сложные перестройки в организме, которые вызваны даже частным, локальным действием низких температур. Они есть, это несомненно. Как иначе объяснить тот факт, что при обычном хирургическом вмешательстве после операции на печени столь часты кровотечения, а при криохирургии печени такие кровотечения почти не наблюдаются? Организм реагирует на любое воздействие извне. Иммунная реакция предохраняет нас от инфекций, от проникновения чужеродного белка. Несомненно, что и низкие температуры должны вызвать какой- то иммунный ответ. И может статься, что такая иммунологическая перестройка организма еще более важна, чем непосредственное действие низкой температуры. Например, мы оперируем меланому, злокачественную опухоль, которая появляется обычно на коже. Казалось бы, какая разница, чем удаляют опухоль — скальпелем или криоинструментом? Однако разница все-таки есть: после криовоздействия резко уменьшается вероятность возникновения метастазов, рецидивы болезни наблю- 42 даются реже. Может быть, это связано С тем, что при низких температурах гибнут все раковые клетки? Если бы так! Значит, дело в другом — в иммунологической перестройке организма. Низкие температуры провоцируют образование иммунных антител, которые если не угнетают полностью, го по меньшей мере сильно тормозят развитие раковых клеток. То, что я сказал о меланоме, относится не только к ней, но и ко многим другим злокачественным опухолям. Однако иммунные реакции в ответ на температуры от минус семидесяти и ниже еще так мало изучены. И, принимая во внимание серьезность проблемы... Принимая это во внимание, мы ею усиленно занимаемся. Среди представителей двадцати одной специальности, работающих у нас, я иммунологов не упоминал? Впишите их, пожалуйста.
шенствовать самый массовый химический источник тока, не добились серьезных успехов. Удельная энергия свинцовых аккумуляторов с начала века возросла примерно вчетверо и, по-видимому, приблизилась уже к своему пределу: есть основания считать, что дальнейшее повышение эксплуатационных характеристик этих батарей не будет превышать 1 % в год. Поскольку коренного улучшения старейшего аккумулятора ждать не приходится, электрохимики настойчиво разрабатывают новые виды химических источников тока. Эти поиски привели к созданию весьма эффективных электрохимических генераторов, а также аккумуляторов новых типов, среди которых важное место, по мнению автора, должен занять газовый аккумулятор. ПРОСТАЯ ИДЕЯ Задолго до изобретения свинцового аккумулятора, еще в начале XIX века, русский физик Василий Владимирович Петров обнаружил при электролизе водных растворов вторичные токи, которые возникали в результате электрохимического взаимодействия водорода и кислорода, выделяющихся на катоде и аноде. Явление возникновения вторичных токов и вторичной ЭДС получило название газовой поляризации. Газовый аккумулятор СТАРОЕ И НОВОЕ Самый распространенный химический источник тока (ХИТ) — всем известный свинцовый аккумулятор. Из общего числа аккумуляторов свинцовые, или кислотные, батареи составляют 92%, а на долю щелочных (никель-кадмиевых, никель-железных и серебряно-цинковых) приходится всего 8%• Самый распространенный источник в то же время и самый старый: свинцовый аккумулятор изобрел Ж- Планте в 1860 году. Этому источнику присущи серьезные недостатки: относительно малая энергия, обусловленная высокой плотностью свинца, сравнительно малый срок службы. И все же он вне конкуренции, потому что дешев. Однако цена решает далеко не все. Достаточно напомнить, что развитие электромобилей — одного из самых перспективных видов городского транспорта — тормозится в значительной мере из-за отсутствия достаточно легких (и, разумеется, дешевых в то же время) ХИТ. Нельзя сказать, чтобы электрохимики, упорно продолжающие усовер- 43
В обычных аккумуляторах газовая поляризация — явление нежелательное, вредное. Вторичные токи текут навстречу рабочему току источника, иными словами, газовая поляризация уменьшает полезную работу. Предотвращение газовыделения (на отрицательном электроде — водорода, а на положительном — кислорода)— одна из самых сложных задач при разработке химических источников тока. Но с этими реакциями можно не бороться, а напротив, всячески их стимулировать, сделать их основными. Эта простая идея и есть идея газового аккумулятора. Вот как можно представить токообразующие реакции в таком источнике: Н20+е**Н(газ)+ОН- (отрицательный электрод) Н(газ)^±:Н(н растворе) 20Н—2е^Н20+0(газ). (положительный электрод) Ofra.^^^^tB растворе) 2H+0=f*H20 (суммарная реакция). . Следует добавить, что вместо кислорода на положительном электроде можно использовать и хлор, и бром, и некоторые другие газы. Вот в чем главные особенности газового аккумулятора. Во-первых, выделение газов на электродах становится основным рабочим процессом. Во-вторых, электроды непосредственно (электрохимически) не участвуют в процессе генерирования тока: они лишь служат своеобразными емкостями для растворенных газов. ТРУДНОСТИ Чтобы реакция электрохимического взаимодействия водорода и кислорода шла с нужной скоростью, чтобы на электродах генерировался электрический ток достаточной силы, реагирующие газы в газовом аккумуляторе должны находиться в атомарном состоянии. Один из известных способов аккумулирования газов в атомарном состоянии — это применение адсорбентов с высокой удельной поверхностью. Среди таких высокодисперсных материалов особое место занимает активированный древесный уголь, имеющий удельную поверхность до 100 м2/г. Поэтому не случайно первые опыты по созданию газовых аккумуляторов проводили в пятидесятые годы с угольными электродами. Вскоре, однако, выявились существенные недостатки электродов из активированного угля. Главный среди них — низкая удельная емкость, то есть электрическая емкость, отнесенная к весу электрода. Для газового аккумулятора расход материалов составил 50 — 90 г на один ампер-час, в то время как в обычных аккумуляторах этот параметр был в десять раз меньше. Кроме того, связь между атомами газов и поверхностью адсорбента со временем ослабевала, что приводило, естественно, к саморазряду. Эти недостатки оказались непреодолимыми, и исследования угольных электродов для аккумуляторов были прекращены. Лишь в последние годы, благодаря созданию различных ннтер- металлпческих соединений, удалось получить материалы с высокой водородопоглощающей способностью, пригодные для электродов газового аккумулятора. ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОД Как известно, прекрасно насыщается водородом титан, одни грамм которого способен поглотить примерно 200 см3 газа. Но использовать чистый титан в низкотемпературных электрохимических источниках тока нельзя, поскольку газопоглощающая способность этого металла становится заметной лишь при температуре выше 360°С, когда а-модификация титана превращается в р-модифпка- цию. Однако устойчивую при комнатной температуре р-модификацпю титана получить все-таки можно — легируя титан различными метал- 44
лами, например молибденом. Такой сплав по своим водородопоглоща- ющим свойствам мог бы найти применение в химических источниках тока, если бы не одно осложнение. Дело в том, что титан в электрохимическом ряду напряжений находится левее водорода. Это означает, что в водном растворе щелочи р- титан термодинамически способен вытеснять водород из воды без всякого внешнего источника тока. Другими словами, р-титан в щелочи может растворяться. При этом выделяется водород, происходит самопроизвольное наводоражива- ние сплава Ti — Mo. Для того чтобы использовать титан в аккумуляторах, необходимо получить его в виде соединения, равновесный потенциал которого в щелочи был бы положительнее равновесного водородного потенциала. Подобные соединения — интерметаллиды типа NiTi2 и NiTi. Никель сдвигает потенциал интерметаллидов такого состава в положительную сторону. Интерметаллические соединения никеля и титана обратимо поглощают приблизительно 250 см3 водорода на один грамм электродного материала, что эквивалентно электрической емкости 0,25 ампер-часа на грамм. Таким образом, для получения одного ампер-часа энергии в газовый аккумулятор нужно заложить 4 грамма интерметалла. В обычных же аккумуляторах расход электродных материалов в ряде случаев значительно больше: 5 г кадмия, 8 г свинца или 10 г железа. Между прочим, исследования газовых интер металлических электродов позволили по-новому взглянуть на поведение водорода в металлах. Оказалось, что при электрохимическом наводораживании интерметаллического соединения сначала образуются гидриды, в которых водород связан очень прочно и электрохимически необратимо, а потом уже (в процессе заряда) гидриды растворяют последующие порции водорода. Этот водород, как и предполагалось ранее, присутствует в гидриде в виде протонного газа, то есть протон и электрон расположены в металлической решетке раздельно, что облегчает протекание электрохимической реакции: Н^Н++е- ВРЕМЕННАЯ МЕРА До сих пор довольно подробно рассказывалось об отрицательном, водородном электроде газового аккумулятора— о трудностях, о найденных решениях. К сожалению, для положительного, кислородного электрода такого решения еще не удалось найти. Поэтому создатели газовых аккумуляторов пошли на временную меру: они отказались от истинно газового положительного электрода и в пару к интерметаллическому водородному электроду взяли стандартную окисноникелевую пластину от никель-железного или никель-кадмиевого аккумулятора. Материалом положительного электрода, который обратимо окисляется в процессе заряда, служит гидрат закиси никеля. Ni(OHb поглощает атомы кислорода, одновременно отдавая атомы водорода. При этом гидрат закиси переходит в гидрат окиси никеля: i\i(OHJ**NiOOH + H++er. УСТРОЙСТВО По конструкции газовые аккумуляторы ничем не отличаются от обычных аккумуляторных батарей. Собранный аккумулятор подвергают формовочному циклу, в процессе которого батарея получает емкость приблизительно вдвое больше номинальной; это необходимо, чтобы водород растворился в гидриде интерметаллического соединения. Несмотря на конструктивную простоту газовых аккумуляторов, требуется еще большая работа, чтобы они начали вытеснять тяжелые свин- 45
46
Устройство газового аккумулятора цовые батареи, дорогие кадмиевые, малоэффективные железные. Дело в том, что в решетке интерметаллических электродов в процессе электрохимического цнклировання (периодического насыщения водородом) образуются своеобразные пустоты (вакансии), которые постепенно заполняются атомами кислорода, растворенного в электролите в достаточно большом количестве. Это приводит к падению водородной емкости электрода. Если срок службы свинцовых аккумуляторов достигает сейчас 300 циклов, никель-кадмиевых и никель-железных — 500 циклов, то газовые никель-интерметаллическне аккумуляторы выдерживают пока не больше 100 циклов. Есть основания полагать, что в скором времени число рабочих циклов газового аккумулятора удастся удвоить и даже утроить. И тогда, по мнению автора, не останется препятствий для распространения легкого и надежного химического источника тока. Инженер Д. Е. БОГАТИН Технологи, внимание! КАК СНЯТЬ КРАСКУ Детали, которые окрашивают на конвейере, крепятся на специальных подвесках. Разумеется, подвески вместе с деталями покрываются слоем краски, и время от времени их нужно очищать. На Московском автозаводе им. И. А. Лихачева разработана новая рецептура щелочного состава, применение которого значительно сократило время удаления краски с металла, дало возможность механизировать процесс очистки подвесок без снятия их с конвейера. Этот раствор B0% едкого натра, 0,5% глюконата натрия, 8% этиленгликоля и 71,5% воды), нагретый до 95—100° С, разрушает лакокрасочную пленку толщиной до 50 микрои примерно за три минуты. После этого рыхлый слои пигмента легко удаляется горячен водой. «Автомобильная промышленность», 1975, №6 ПЛЕНКА-ЗЕРКАЛО Химический завод имени Октябрьской революции в Ростове-на-Дону начал выпускать светоотражающую пленку для дорожных знаков. Это многослойная оптическая система, состоящая из зеркального слоя, стеклянных мнкрошарнков с высоким коэффициен гом преломления и нескольких слоев лаков или эмалей, которые скрепляют микроша- рнки и окрашивают пленку в нужный цвет — белый, синий, красный, желтый, зеленый. Предпоследний слой — клеевой. Он позволяет быстро прикрепить пленку к дорожному знаку. А последний — слой бумаги, которая защищает клей от высыхания. Светоотражающая пленка ростовского завода не боится пи дождя, ни снега,, нп солнечных лучей. В течение двух лет она сохраняет прочность и светоотражающие свойства, ночью отражает свет фар на двести-триста метров. «Лакокрасочные материалы н их применение», 1975, № 3 ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ В Одесском университете имени И. И. Мечникова разработано новое литейное покрытие, в состав которого входят кремннйорганиче- скин лак, алюминиевая пудра и толуол. Этой смесью покрывают поверхность литейных форм для алюминия и алюминиевых сплавов. Покрытие позволяет на два- три класса повысить чистоту поверхностей отливок. «Лакокрасочные материалы н их применение», 1975, № 2 ОДЕЖДА ИЗ ВОЛОКНА «ЛОЛА» Во Всесоюзном научно-исследовательском институте волокон создано новое синтетическое термостойкое волокно, которое получило па- звание «Лола». На воздухе при температуре 500° С оно сохраняет 40—50% первоначальной прочности. В открытом пламени пропановой горелки A200° С) волокно лишь накаляется докрасна, но не воспламеняется и не горит. Оно устойчиво к действию разбавленных и концентрированных кислот, щелочей, органических растворителей. Высокая тепловая и термическая стойкость, исключительная огнестойкость материала позволит использовать его в качестве электро- пзоляцин и для изготовления огнезащитной одежды. «Химические волокна», 1975, № 3 47
Разрабатывать ». осуществлять мероприятия по охране окружающей среды, рацис ~ni ом ислол! кованию и восп^ " " > i< ipn дныу ресурсов. Из проекта ЦК КПСС к XXV съезду партии Стоки без железа Кандидат химических наук Э. Е. ЭЛИК Этой реакции нет в учебниках. Вы можете сказать—мало ли таких реакций и стоит ли об этом писать статью в популярном журнале? Но подождите с выводами. Вот эта реакция: Fe(OHJ+2Fe(OHK = Fe304+4H20. На вид ничего особенно хитрого нет. Однако чтобы досконально изучить эту реакцию, найти оптимальные условия ее протекания, потребовалось несколько лет. А о том, что это было далеко ие пустое занятие, говорит один факт: полученные результаты стали предметом трех авторских свидетельств на изобретения. А использование этой реакции в промышленности обещает немалые выгоды. Впрочем, все по порядку. Есть в черной металлургии важный технологический процесс — травление стальных изделий. Травильное отделение есть на каждом металлургическом или металлообрабатывающем заводе. Травят металл для того, чтобы удалить с его поверхности окалину и ржавчину. Изделия погружают в ванну с раствором кислоты — обычно серной, иногда соляной,— а потом промывают водой. При этом часть железа, естественно, переходит в раствор. Каждая тонна стали теряет минимум 5 кг железа, это дает примерно 25 кг FeS04 7Н20. И вот возникает проблема: что делать с отработанными травильными растворами н промывными водами? Та же самая тонна об- 48 работавших изделий дает в среднем по 3 м3 стоков; в масштабе Союза получается около 100 млн. м3 в год. Сбрасывать в водоемы эти стоки нельзя: в них содержится кислота (до 0,2 г/л) и соли железа (I—2 г/л). Обычно сточные воды травильных отделений нейтрализуют известковым молоком и направляют в отстойники. В результате нейтрализации образуется гидроокись двухвалентного железа и гипс. Гипс осаждается быстро, а вот гидроокись железа доставляет немало хлопот: осаждение ее занимает много времени, да и осадок получается рыхлый, содержит 98—99% воды, его нужно еще обезвоживать. А теперь вернемся к реакции, с которой мы начали. Как видите, она позволяет перевести гидроокись железа в Рез04, другими словами, в магнетит. Если бы удалось проделать такую операцию над сточными водами травильных отделении, мы могли бы избавиться от многих неудобств: у магнетита характер куда более покладистый, он отстаивается быстрее. К тому же он еще и ферромагнетик — значит, вместо долгого отстаивания его можно извлекать из стоков магнитной сепарацией. Перспективы, согласитесь, заманчивые. Поэтому мы и занялись необычной реак^ цпей. «Мы» — это автор настоящей статьи, его научный руководитель доктор технических наук С. И. Ремпель и сотрудник харьковского института ВНИПИЧерметэнерго- очнетка кандидат технических наук П. А. Вайнштенн. Для того чтобы получить магнетит, нужна, однако, гидроокись трехвалентного железа, которой в травильных сточных водах нет. Значит, ее нужно как-то ввести. Но не просто ввести: гидроокиси железа химически активны только в момент получения. С течением времени их структура меняется, способность вступать в химические реакции уменьшается — они, как говорят, стареют. По-видимому, гидроокись трехвалентного железа нужно было получать тут же — из гидроокиси двухвалентного железа. Мы предложили в момент нейтрализации сточных вод подавать в систему воздух. Ионы двухвалентного железа быстро окисляются Этот процесс хорошо виден простым глазом: белое в момент выделения в отсутствие окислителя и светло-зеленое в обычных уело-
Fe — О— Fe + HnO; i \ OH OH OH I / Fe-OH 4- Fe—O—Fe l U \ OH OH OH Fe / e \ Fe \ Fe' \ OH OH OH OH + н2о; Fe , О — Fe O— Fe / О — Fe = О -*. Fe ^O — Fe = О + 2H20. виях, вещество становится темно-зеленым и даже черным, а затем красно-бурым. Но нам нужно, чтобы часть железа осталась двухвалентной, иначе магнетит не получится. Расчеты показали, что в процессе аэрации нужно окислить только 2/3 гидрата двухвалентного железа. На практике этого можно добиться регулированием подачи воздуха на аэрацию в зависимости от объема нейтрализованных стоков и их состава, а также другими способами. На ход реакции влияют и другие факторы, их влияние мы также изучили и учли. Заметим для тех, кого это может заинтересовать, что реакция образования магнетита на самом деле оказалась вовсе не такой простой. Она протекает с образованием промежуточных соединений — зеленых фер- роферритов. На формулах, которые мы привели, представлена для простоты реакция между двумя основаниями; в действительности Fe(OHJ обладает основными свойствами, a Fe(OHK—более кислотными. Реакция образования магнетита — это реакция взаимодействия основания и. кислоты, а сам магнетит, FeaO^ можно представить как соль железной кислоты FcOOH, то есть как Fe(FeOOJ. Что же может дать применение разработанного нами метода? Осадок магнетита имеет объем, в 2—4 раза меньший, чем осадок гидроокиси железа; отстаивание нейтрализованных сточных вод ускоряется примерно вдвое — все это позволяет намного уменьшить размеры отстойников и прудов-накопителей. А если извлекать магнетит путем магнитной сепарации, то пруды и вообще не понадобятся. (Правда, для этого еще нужно разработать конструкцию и наладить выпуск специальных сепараторов; существующие сепараторы, применяемые на обогатительных фабриках, для этого не годятся.) Обезвоженный шлам можно использовать в хозяйстве: благодаря содержанию связующего — гипса (он, как вы помните, образуется при нейтрализации сточных вод) из иего можно получить стройматериал Сейчас новый метод переработки сточных вод травильного отделения внедряется на Магнитогорском метизно-металлургическом заводе. 49
Внедрять новые эффективные способы и системы разработки месторождений полезных ископаемых» прогрессивные технологические процессы их добычи, обогащения и переработки... Из проекта ЦК КПСС к XXV съезду партии Электрод в скважине ПОДЗЕМНАЯ ГАЗИФИКАЦИЯ СЕРЫ ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ Еще в начале века американский инженер Г. Фраш предложил добывать серу, расплавляя ее под землей горячей водой. Суть этого распространенного способа добычи достаточно хорошо известна. В скважину, которая доходит до подошвы содержащего серу пласта, опускают две трубы — одна в другой. По наружной трубе нагнетают под давлением 10 атмосфер воду, нагретую до температуры 160°С. Горячая вода ппавит в пласте серу, которая стекает к основанию скважины и под действием гидростатического давления поднимается по внутреннему каналу, по внутренней трубе. У этого простого способа наряду с многочисленными бесспорными достоинствами есть весьма существенный недостаток: к. п. д. процесса не превышает 4—6%. Тепловая энергия щедро и непроизводительно расходуется на нагрев всего пласта, окружающей породы. Между тем даже при таком низком к. п. д. сква- жинный метод несравненно более прогрессивен, нежели шахтный. Главным образом потому, что пробурить скважину несравненно дешевле, чем построить шахту. И еще потому, что скважины не наносят такого ущерба землепользованию, как шахты. При скважинной добыче полезных ископаемых нет отвалов и терриконов, нет пыли и пылевой эрозии, не нужно вкладывать огромные средства в рекультивацию отработанных месторождений, а условия труда несравненно лучше, чем в шахтах. В Государственном научно-исследовательском институте горно-химического сырья под руководством профессора В. Ж. Аренса много лет ведутся исследования, направленные на усовершенствование скважин ных способов добычи серы и других полезных ископаемых. Эти работы привели к созданию новых термических методов добычи — с помощью токов высокой частоты. Сейчас на Язовском серном месторождении в Прикарпатье строится опытно- промышленная установка, на которой впервые в мире серу будут добывать высокочастотным нагревом. В пласт, содержащий серу, пробурены две скважины, в которые опущены трубы, заканчивающиеся графитовыми электродами. Высокочастотный генератор создает между электродами электрическое поле, в котором классический диэлектрик — сера плавится. Дальше все происходит, как в методе Фраша: сера стекает к концу трубы, подымается вверх под действием гидростатического давления и давления сжатого воздуха, нагнетаемого в скважину. Коэффициент полезного действия такой установки достигает уже 10—15%. Однако этот показатель может быть существенно повышен. Исследователи предложили сжигать серу в пласте, а продукт сгорания — сернистый газ откачивать на поверхность и отправлять на химические заводы для дальнейшей переработки в серную кислоту и другие продукты. Но сжечь серу далеко не просто. Твердая сера не горит, горят лишь ее пары. Следовательно, нужно сначала поджечь пласт, разогреть его, расплавить серу и довести ее до кипения. В высокочастотном электрическом поле сера разогревается до нескольких сот градусов, и ее пары поджигают искровым разрядом. В принципе установка для подземной газификации серы ничем не отличается от установки для подземной высокочастотной выплавки. Отличие в том, что по трубам с электродами в пласт подается воздух, необходимый для поддержания горения, и по трубам же откачивается на поверхность сернистый ангидрид. Простота, эффективность и экономичность скважин- ных высокочастотных методов добычи серы, разработанных в нашей стране, — залог их широкого распространения в самом ближайшем будущем. Инженер Л. ЛИФШИЦ ► В пласт, несущий серу, введены трубы с графитовыми электродами. Высокочастотный генератор создает между электродами электрическое лоле, в котором сера нагревается до нескольких сот градусов. Ее лары поджигают искровым разрядом. Необходимый для поддержания горения воздух подается в пласт по внешней трубе, ло внутренней — откачивается ка поверхность серкистый газ 50
сжатый* воздух ■^сернистый газ ч Я
Страницы и т^ои- «Природы крепкие затворы...» Когда в глубоком мраке ночи Каморку лампа озарит, Не только в комнате рабочей, И в сердце как бы свет разлит. Я слышу разума внушенья, Я возрождаюсь и хочу Припасть к источникам творенья, К живительному их ключу. Эта Фаустова жажда была всю жизнь жаждой самого Иоганна Вольфганга Гёте, его создателя. В своем хождении по душевным мукам герой трагедии решал ту же сокровенную задачу, над которой всю жизнь бился его творец. Вот эта задача: как должен жить человек, ревнуя о высшей цели? Вот ответ, который был найден ими обоими: Лишь тот достоин жизни и свободы, Кто каждый день за них идет на бой! ...Еще ие кончился XVI век, в котором жил реальный Георг Фауст, странствующий астролог и алхимик, а уже вышли о нем первые книги. Никому теперь, кроме историков литературы, не ведомые писатели Шине, а потом Видман собрали и дополнили собственными домыслами легенды и слухи о дерзком человеке, который будто бы возжаждал «исследовать все основание неба и земли» п ради этого продал черту свою бессмертную душу. И тогда же блистательный Кристофер Марло написал о Фаусте первую трагедию. И до Гёте о нем еще писали драмы знаменитый Лессинг и забытые Клингер и Миллер. И после Гёте чертами легендарного чернокнижника Миц- я. кевич наделил своего паиа Твардовского. А Гейне создал своего Фауста — язвительно пародийного. И тот же образ вдохновлял Пушкина, Броуиинга и других поэтов, несть им числа. Но для всех нас живет именно тот Фауст, которого наделил плотью Иоганн Вольфганг Гёте. В чем секрет? В особой ли поэтической гениальности его творца? В том ли, что Гёте вынашивал свое великое сочинение шестьдесят лет — ведь концепция «Фауста» сложилась у него двадцатилетнего, а окончательная редакция второй части была завершена уже восьмидесятилетним «царем европейских поэтов», которому успели и памятник при жизни воздвигнуть на площади в Веймаре,, произнеся в присутствии его самого, живого, речи, похожие на панихидные? И в том и в другом. И еще — в третьем: Гёте сам был Фаустом. Жизнь, словно Мефистофель, сыпала ему все мыслимые блага. Он никогда ни в чем не ведал нужды. Ему далось все: любовь и почести, даже власть и осознание, что она не его удел. Главное же — творчество. А началось с того, что — по меткому замечанию биографа, — «страдая воспитательной лихорадкой», Гёте-старший — его отец «наделил мальчика чудовищным количеством знаний и сведений, которые дали возможность юному Гёте стать либо великим дилетантом, либо универсальным гением». Но разнообразие прирожденных талантов, два университета, в которых он учился, среда великолепных друзей — Шиллер! Ви- ланд! Гердер! — и собственный характер помогли ему реализоваться не в дилетанта, пусть и великого, а именно в универсального гения. Кроме того, что он сделался великим поэтом, он, как Фауст, постиг философию, стал юристом, и если не стал врачом, то, во всяком случае, изучил медицину, хирургию и, как многие слушатели тогдашних медицинских факультетов, ушел в естествознание. Сразу во многие его области — они не были еще так разобщены, как позднее: в химию и в оптику, в ботанику и сравни тельную анатомию животных. Он преуспел и здесь.
Впервые описал межчелюстную кость человека — истинное открытие в анатомии! Вступил в полемику с тенью Ньютона и в противовес его теории цвета выдвинул собственное учение о цвете. Оно оказалось неверным — прав был великий англичанин. Но оно было неверным результатом серьезного поиска. И в этом качестве осталось в науке о цвете. Пусть не в ее физической части, а в области физиологии и психологии цветоощущения, но осталось. Изучая метаморфоз растений, он выявил сходство в устройстве органов различных растений и установил сходство в морфологии органов животных разных классов (кстати, сам термин «морфология» — учение о строении, о форме — принадлежит ему). И эти работы сделали его одним из прямых предшественников Дарвина. Он получил от науки все, что она способна дать: радость удач и осязание неподатливости материала, гордость знания и болезненное ощущение его неполноты: Не смейтесь надо мной деленьем шкал,- Естествоиспытателя приборы! «Наука способна нести многих людей, ее не способен поднять ни один человек» Иоганн Вольфганг ГЁТЕ ИЗ СТАТЬИ «ОПЫТ КАК ПОСРЕДНИК МЕЖДУ ОБЪЕКТОМ И СУБЪЕКТОМ» < > Что опыт имеет и должен иметь величайшее влияние иа все, что человек предпринимает, так же и в естествознании, о котором я здесь преимущественно говорю, этого никто Я как ключи к замку вас подбирал, Но у природы крепкие затворы... Его Фауст смог сказать это потому, что все это испытал он сам, Гёте. Но о иауке он писал, конечно же, ие только в своей трагедии. Он, истый человек эпохи Просвещения и подлинный философ, непрерывно рассуждал в своих научных сочинениях — и о себе, и о других, о своем месте в обществе и о' значении своего дела для прогресса человечества, о внутреннем бытии познания. Он и здесь был великим писателем, не выносившим заумного псевдонаучного «гелертерского» языка. Мы воспроизводим здесь отрывки из его статьи «Опыт как посредник между объектом и субъектом» — это произведение сегодня назвали бы науковедческой работой. Далее будут приведены некоторые из его афоризмов и высказываний о науке, записанных современниками. В них звучит тот же голос, что произнес в поэтической трагедии слова, которые так любил Ленин: Сера теория, мой друг. Но вечно зелено дерево жизни. не будет отрицать, равно как и того, что надо признать высокую и как бы творчески независимую силу душевных способностей, которыми этот опыт воспринимается, собирается, упорядочивается и разрабатывается. Однако, каким образом приобрести этот опыт, как наши способности изощрить и применить, — это далеко ие столь общеизвестно и общепризнанно. <...> ...Здесь, как и во многих других человеческих начинаниях, имеет значение, что только интерес многих, обращенный иа один и тот же пункт, в состоянии произвести нечто выдающееся. Здесь становится очевидным, что зависть, которая так охотно хотела бы отстранить других от чести какого-нибудь открытия, что непомерное желание трактовать и разрабатывать что-либо вновь открытое исключительно на свой лад — все это является величайшей помехой для самого исследователя. До сих пор меня настолько удовлетворял метод совместной работы с другими людьми, что я ие могу не продолжать этого. 53
Иоганк Вольфганг Геге A749—1832) 54
таблица, подготовленная Гете дпя книги «Наброски учения о цвете», изданной ■ Веймаре в 18Ю г. Проросшая роза. (По таблице к одной из ботанических работ из архива Гете) 55
Я точно знаю, кому я обязан иа своем пути тем или другим, н буду рад в дальнейшем публично сообщить об этом. Если нам так много могут помочь люди, просто по природе внимательные, то насколько обширнее должна быть польза, когда сведущие люди помогают друг другу! Уже сама по себе любая наука является чем-то столь огромным, что она способна нести многих людей, тогда как ее не способен поднять ни один человек. Можно заметить, что знания, подобно замкнутой, но живой воде, мало-помалу поднимаются до определенного уровня, что самые замечательные открытия делаются ие столько людьми, сколько временем; вот почему весьма важные дела часто совершались одновременно двумя или даже большим числом опытных мыслителей. Таким образом, если мы в первом случае столь многим обязаны обществу и друзьям, то во втором мы еще большим обязаны миру и веку, и невозможно в обоих случаях переоценить значение общения, поддержки, напоминания и возражения для того, чтобы поддержать нас иа правильном пути и продвинуть вперед. Поэтому в научных делах надлежит поступать как раз обратно тому, что рекомендовал бы сделать художник; ибо он прав, не показывая публично свое произведение, пока оио не закончено, потому что вряд ли ему кто-нибудь может посоветовать или помочь; наоборот, когда оно закончено, тогда ему следует обдумать и принять к сердцу хулу и похвалу, сочетать их со своим опытом, совершенствуясь благодаря этому и подготов- ИЗ АФОРИЗМОВ И ВЫСКАЗЫВАНИЙ ГЁТЕ ...Наука — вот истинное преимущество человека; и если она вновь и вновь ведет его к великому понятию, что все составляет гармоническое единство, и сам он, в свою очередь, представляет гармоническое единство, то это великое понятие утверждается в нем гораздо богаче и полнее, если только он ие захочет почить в покойном мистицизме, который охотно прячет свою нищету в претендующую на уважение непонятность. Первое и последнее, что требуется от гения, это любовь к правде. Думать и действовать, действовать и думать — вот итог всей мудрости, издавна признанной, издавна использованной, но ие каждым усмотренной. То и другое, как выдох и вдох, должно вечно чередоваться; как вопрос и ответ, одно не должно быть без другого. Кто делает для себя законом то, что тайно каждому на ухо шепчет гений человеческого разума—действие проверять мышлением, мышление действием, — тот не может заблуждаться, а если и заблудится, то скоро вернется на верную дорогу. Природа ие имеет системы, она живет, она есть жизнь и следование из неведомого центра к неопределимой грани. Поэтому рассмотрение природы бесконечно, идти ли по пути деления одиночного или искать целое вширь и ввысь. 56 Наша ошибка в том, что мы сомневаемся в достоверном и хотим фиксировать недостоверное. Мой принцип при исследовании природы: удерживать достоверное и следить за недостоверным.
ляясь к новому творению. В научных делах, напротив, полезно сообщать публично о каждом отдельном наблюдении и даже о каждом предположении; и весьма рекомендуется ие возводить иаучиое здание до тех пор, пока план его и материалы ие будут рассмотрены, обсуждены и одобрены всеми. < ... > Мнение многих достойнейших мужей и их пример позволяют мне надеяться, что я нахожусь на верном пути, и мие хочется, чтобы этим объяснением остались бы довольны мои друзья, порой спрашивающие меня: чего я, собственно, хочу достигнуть моими оптическими работами? Мое намерение: собрать весь опыт в этой области, все эксперименты поставить своими руками и провести их через величайшее их многообразие, благодаря чему они легко могут быть снова воспроизведены и ие исчезнут из кругозора многих людей. Затем выставить положения, в которых высказываются опыты более высокого порядка, и выждать, в какой мере также и они могут быть подведены под более общий принцип. А если между тем воображение и остроумие будут порой нетерпеливо забегать вперед, то сама манера работать укажет им то направление, куда они снова должны будут вернуться. Фрагменты статьи, афоризмы и высказывания публикуются в переводе И. И. Кана ев а по тексту сборника И. В. Гёте «Сочинения по естествознанию», Изд-во АН СССР, 1957 г. Стихи-»в переводах Б. Л. Пастернака и Н. А. Холодковского. Предисловие Бориса ВОЛОДИНА. ИЗ АФОРИЗМОВ И ВЫСКАЗЫВАНИЙ ГЁТЕ Природа потому непознаваема, что одни человек ие в состоянии понять ее, хотя все человечество могло бы понять ее. Но так как это милое человечество никогда ие бывает вместе, то природе так хорошо и удается играть с нами в прятки. Природа ие заботится о каких-либо ошибках; сама она ие может действовать иначе, как правильно, ие озабоченная тем, что из этого может получиться. Ложная гипотеза лучше, чем отсутствие всякой гипотезы; что она ложна — в этом нет беды; ио если она закрепляется, становится общепринятой, превращается в своего рода символ веры, в котором никто ие смеет сомневаться, которого никто ие смеет исследовать, — вот зло, от которого страдают века. Нет ничего страшнее деятельного невежества. Лишь все человечество вместе является истинным человеком, и индивид может только тогда радоваться и наслаждаться, если ои обладает мужеством чувствовать себя в этом целом. Что такое я сам? Что я сделал? Я собрал и использовал все, что я видел, слышал, наблюдал. Мои произведения вскормлены тысячами различных индивидов, невеждами и мудрецами, умными и глупцами; детство, зрелый возраст, старость — все принесли мие свои мысли, свои способности, свои надежды, свою манеру жить; я часто снимал жатву, посеянную другими, мой труд — труд коллективного существа и носит ои имя Гёте.
НАУЧНЫЕ ОТКРЫТИЯ, ПАМЯТНЫЕ ДАТЫ 1676 Эдм МАРИОТТ A620—1664) установил зависимость объема данной массы газа от давления: закон Бойля — Мариотта (Роберт Бойль и его ученик Ричард Тоунлей открыли этот же закон в 1660 г., но их публикации еще не были известны за пределами Англии). Олаф РЕМЕР A644—1710), наблюдая затмения спутников Юпитера, вычислип скорость света (по его расчетам ~ 297 000 км/сек, современное значение 299 792,458 км/сек). 1726 7 января B7 декабря 1725 г. по ст. стилю) в Петербурге торжественно отмечалось официальное открытие Академии наук. 1751 Михаил Васильевич ЛОМОНОСОВ A711—1765) произнес 6 A7) сентября в публичном собрании Петербургской Академии наук «Слово о пользе химии». Аксель Фредерик КРОНСТЕДТ A722—1765) обнаружил в минерале купферникеле (NiAs) неизвестный ранее металл, названный никелем. 1756 Михаил Васильевич ЛОМОНОСОВ получил экспериментальное обоснование закона сохранения вещества, доказав, что после обжигания металлов «в заставленных накрепко стеклянных сосудах... без пропущения внешнего воздуха вес сожженного металла остается в одной мере». 1776 Торберн БЕРГМАН A735—1784) и Карл Вильгельм ШЕЕЛЕ A742—17В6) независимо друг от друга получили щавелевую кислоту, действуя азотной кислотой на тростниковый сахар. Джозеф ПРИСТЛИ A733—1804) получил закись азота N20 при действии увлажненного порошка железа на окись азота NO. 1806 Никола КЛЕМАН A779—1841) и Шарль Бернар ДЕЗОРМ A777—1862) создали первую теорию камерного производства серной кислоты, показав, что окиспы азота передают кислород воздуха сернистому газу. Они же наблюдали образование «камерных кристаллов» нитрозилсерной кислоты. 1826 Жан Батист Андре ДЮМА A800—1884) разработал способ определения плотности пара, основанный на сопоставлении массы точно известного объема пара изучаемого вещества с массой равного объема воздуха при тех же температуре и давлении. Георг Симон ОМ A787—1854) установил зависимость силы постоянного электрического тока от разности потенциалов между двумя сечениями проводника (напряжения) и электрического сопротивления того же участка проводника — закон Ома. Петр Григорьевич СОБОЛЕВСКИЙ A781—1841) и Василий Васильевич ЛЮБАРСКИЙ A795—1852) разработали способ получения ковкой ппатины путем спекания ее прессованного порошка при высокой температуре и тем самым положили начало порошковой металлургии. 58
1851 Генрих РУМКОРФ A803—1877) сконструировал носящий его имя трансформатор («катушка Румкорфа»), позволявший получать токи напряжением 10 000 вольт и выше. 1Й56 Пьер Эжен Марселей БЕРТЛО A827—1907) синтезировал метан, пропуская над раскаленной медью смесь паров сероуглерода с сероводородом. Юстус ЛИБИХ A803—1873) предложил метод серебрения стекла посредство/л восстановления глюкозой аммиачных растворов серебряных сопей. Этот способ вытеснил крайне вредное для здоровья производство зеркал путем покрытия стекла амальгамой олова. Дмитрий Иванович МЕНДЕЛЕЕВ A834—1907) опубликовал N и защитил магистерскую диссертацию «Удельные объемы». Уильям Генри ПЕРКИН-старший A833—1907), окисляя анилин дихроматом калия, получил один из первых синтетических красителей, названный мовеином (по цвету мальвы, по-французски mauve). Анри Этьен Сент-Клер ДЕВИЛЬ A818—1881) приступил к промышленной выплавке алюминия путем восстановления натрием расплавленного криолита. 1876 Джозайя Уиллард ГИББС A839—1903) установил правило фаз — основной закон теории гетерогенных равновесий. Правило фаз в конце XIX — начале XX века получило широкое применение в химии, физике, минералогии, петрографии, металлургии, химической технологии и многих других науках. Павел Николаевич ЯБЛОЧКОВ A847—1894) изобрел «электрическую свечу», питаемую переменным током. Свеча Яблочкова оказалась наилучшим для того времени прибором для электрического освещения. 1886 Клеменс Александр ВИНКЛЕР A838—1904) открыл предсказанный Д. И. Менделеевым элемент экасилиций и назвал его германием. Анри МУАССАН A852—1907) получил фтор электролизом жидкого фтористого водорода, содержащего фторид калия. Чарлз Мартин ХОЛЛ A863—1914) в США и Поль Туссен ЭРУ во Франции A863— 1914) одновремечно и независимо друг от друга разработали электролитический способ производства алюминия из раствора его окиси ь расплавленном криолите. 1896 Антуан Сезар БЕККЕРЕЛЬ A852—1908) открыл испускаемое соединениями урана невидимое излучение по его действию на фотографическую пластинку. Это явление было названо радиоактивностью. 1901 Впервые присуждены Нобелевские премии: по химии — Якобу Генрику Вант-Гоффу, по физике — Вильгельму Конраду Рентгену, по физиологии и медицине — Эмилю Берингу. (Ивану Петровичу Павлову, чьи труды по физиологии пищеварения были тогда же выдвинуты на соискание Нобелевской премии, она была присуждена в 1904 году.) Эжен Анатоль ДЕМАРСЕ A852—1904) открыл в минерале самарските новый элемент, который назвал европием. 1906 Международная комиссия атомных весов приняла кислородную единицу атомного веса. В 1961 г. она же решила принять новую — углеродную единицу. Лев Александрович ЧУГАЕВ A873—1922) предложил в качестве реактива для определения никеля диметилглиоксим («реактив Чугаева»). 1916 Вальтер КОССЕЛЬ A888—1956) и Гильберт Ньютон ЛЬЮИС A875—1946) разработали электронную теорию валентности. 1926 Лев Владимирович ПИСАРЖЕВСКИЙ A874—1938) в учебнике «Введение в химию» изложил неорганическую химию с позиций электронной теории строения атомов и молекул. Илья Ильич ЧЕРНЯЕВ A893—1966) открыл носящую его имя закономерность трансвлияния атомов и атомных групп в комплексных соединениях. ГОДОВЩИНЫ 16 января 170 лет со дня смерти Никола ЛЕБЛАНА A742—1806). Разработал в 1787— 1789 гг. способ производства соды из поваренной соли. Способ Леблана применялся в промышленности около 100 лет. В конце XIX века уступил место более экономичному аммиачно-содовому процессу Эрнеста СОЛЬВЕ A838—1922). 16 февраля 150 лет со дня рождения Ханса Петера Юлиуса ТОААСЕНА A826—1909). Автор фундаментального труда «Термохимические исследования» D то-
ма( 1882—1886), в котором обобщил результаты своих работ по определению теплового эффекта множества важнейших химических реакций. 22 марта 120 лет со дня рождения Дмитрия Петровича КОНОВАЛОВА A856—1929). В 1884 г. открыл законы, выражающие связь между составом двойных жидких смесей и давлением их насыщенного пара (или температурой кипения). Законы Коновалова являются основой процессов перегонки и ректификации в лабораторной и заводской практике. 30 марта 100 лет со дня смерти Антуана Жерома БАЛАРА A802—1876). В 1825 г. открыл бром (работа опубликована в 1826 г.). 1 апреля 75 лет со дня смерти Франсуа Мари РАУЛЯ A830—1901). В 1882— 1886 гг. установил носящие его имя законы, определяющие зависимость между концентрацией раствора, его температурой кипения и температурой кристаллизации растворителя. Законы Рауля применяются для определения молекулярного веса растворенных веществ. 9 апреля 350 лет со дня смерти Фрэнсиса БЭКОНА A561 —1626), английского философа, родоначальника научного материализма. По словам Маркса, для Бэкона «наука есть опытная наука и состоит в применении рационального метода к опытным данным». Бэкон предвидел, что наука способна дать человеку власть над природой, увеличить его могущество и улучшить жизнь. 5 июля 150 лет со дня смерти Жозефа Луи ПРУСТА A754—1В26). В 1801—180В гг. в ходе полемики с Клодом Луи Бертолле A748—1В22) установил закон постоянства состава химических соединений. 23 июля 60 лет со дня смерти Уильяма РАМЗАЯ A852—1916). В конце XIX в. открыл инертные газы. 2 августа 200 лет со дня рождения Фридриха ШТРОМЕЙЕРА A776—1835). В 1817 г. открыл кадмий. 17 августа 90 лет со дня смерти Александра Михайловича БУТЛЕРОВА A828—1886). Великий русский химик-органик. Основоположник теории химического строения A861 г.). Основатель большой научной школы. 13 октября 120 лет со дня рождения Михаила Александровича ИЛЬИНСКОГО A856— 1941). Химик-органик. В 1885 г. предложил 1-нитрозо-2-нафтол в качестве реактива для определения кобальта. Разработал новые способы промышленного получения синтетических красителей. 18 октября 70 лет со дня смерти Федора Федоровича БЕЙЛЬШТЕЙНА A838—1906). Химик-органик. Составитель многотомного справочника по органической химии, опубликованного в 1883 году и неоднократно переиздававшегося с дополнениями. Тома последнего, 4-го издания этого справочника, еще незаконченного, занимают на книжных полках около 20 метров. 20 октября 150 лет со дня рождения Кристиана Вильгельма БЛОМСТРАНДА A826— 1897). В книге «Современная химия» A869) показал решающее значение теории химического строения и электрохимических представлений для понимания характера взаимодействия атомов. 29 октября 150 лет со дня смерти Василия Михайловича СЕВЕРГИНА A765—1826). Минералог, химик и технолог. Автор первых русских руководств по минералогии, пробирному искусству и химии. Один из основателей учения о парагенезисе — совместном нахождении минералов в земной коре. 30 ноября 150 лет со дня рождения Николая Николаевича СОКОЛОВА A826—1В77). В 1859—1860 гг. совместно с А. Н. Энгельгардтом издавал первый русский «Химический журнал Н. Соколова и А. Энгельгардта». Впервые получил органические кислоты — гликолевую, молочную, р-оксипропионовую и глицериновую. Установил различные функциональные особенности водорода в органических соединениях A859). 100 лет со дня смерти Анны Федоровны ВОЛКОВОЙ (год ее рождения и точная дата смерти неизвестны). Первая женщина в мире, опубликовавшая исследования по химии («Об изомерных сернотолуоловых кислотах», 1В70 г.). Доктор химических наук, профессор С. А. ПОГОДИН 60
MiW- P м^ ->рдт r '»■ Ягоды зимнего леса Заросли можжевельника, пожалуй, самое бойкое место в зимнем лесу: вокруг них почти всегда можно увидеть шумные стайки птиц. Стройные вечнозеленые кустики усыпаны сочными черно-сизыми ягодами — сахаристыми, ароматными, с чуть терпким смолистым привкусом. Такими они становятся лишь на третий год; в первый год цветки превращаются в пока еще зеленые плоды, по второму году они приобретают темно-бурую окраску и только еще год спустя окончательно созревают, становясь излюбленным лакомством зимующих пернатых. Можжевельник — северный кипарис, единственный представитель семейства кипарисовых в северных лесах. Род этот насчитывает более 70 видов, и 20 из них обитают в нашей стране, по всей ее территории; только на Дальнем Востоке можжевельник почему-то не прижился. Великолепные лекарственные, дезинфици-' рующие свойства можжевельника люди заметили очень давно. Еще в далекой древности ветками можжевельника натирали в домах полы и стены—так избавлялись от паразитов и обеззараживали помещение. Во время эпидемий дымом можжевельника окуривали избы. Еще в конце прошлого века можжевеловое масло применяли для стерилизации нитей, которыми зашивали раны. Там, где растет можжевельник, воздух всегда чистый и здоровый. Гектар можжевеловых зарослей выделяет летом за день до 30 кг летучих веществ — фитонцидов, губительных для микроорганизмов. Это в шесть раз больше, чем источают хвойные, и в 15 раз больше, чем дают лиственные породы деревьев. Такого количества целебных испарений достаточно, чтобы очистить от микробов воздух среднего по величине города. Фитонциды растений могут иметь различную химическую природу. У можжевельника они представлены в основном терпенами — эфирными маслами, которые есть и в листьях, и в молодых побегах; в ягодах их содержание доходит до 2%. Ими и объясняются антисептические свойства можжевельника. Можжевеловая настойка и можжевеловое масло служат хорошим мочегонным средством: эфирные масла, усиливая кровообращение в почках, активизируют их деятельность. Ягоды можжевельника улучшают аппетит и облегчают пищеварение, способствуя лучшему усвоению пищи. Народная медицина врачевала можжевельником золотуху и чесотку, ревматизм и подагру; при простуде отваром из его плодов заменяли знаменитую малину. Когда-то можжевельник специально поставляли в Москву из костромских лесов. И использовали его не только для лечения: древесина у можжевельника прочная, душистая, бледно-красного цвета; было время, когда- из нее делали красивые шкатулки и' покрывали их лаком из можжевеловой смолы. Ее и сейчас используют для получения сандарака— сырья для высококачественных лаков. Теперь заросли можжевельника значительно поредели. И хотя доживает он до весьма почтенного возраста — до сотен лет, растет он чрезвычайно медленно. И поэтому нуждается в бережном отношении... Любят зимующие птицы и пламенно-красные ягоды калины. Этот кустарник красив и зимой, и летом; когда калина цветет, пушистые гроздья ее бело-розоватых соцветий напоминают ком снега. Поэтому по- французски калина называется «boule-de- neige», что в переводе и означает «снежный шар». Долго, до глубокой зимы, могут продержаться на ветвях ягоды калины. Толченные с медом и разбавленные водой, они помогают при простуде, а свежий сок ягод калины хорошо очищает кожу лица.
Но особенно полезными свойствами обладает кора калины. Она содержит много дубильных веществ — танидов, которые придают отварам и настойкам ее сильное вяжущее и кровоостанавливающее действие. Собирают кору для лечебных целей ранней весной, когда еще не сошел снег. В зимнем лесу можно встретить и еще один ягодный кустарник — барбарис. Он тоже очень красив: весной — ярка» зелень листьев и поникшие кисти золотисто-желтых цветов, ароматных, медоносных; осенью — пурпурно-коричневые оттенки листвы, а на месте цветов — ярко-красные плоды, которые держатся на ветках всю зиму. Все это принесло барбарису заслуженную славу декоративного растения — из его кустов создают живые изгороди, фигурные группы, бордюры. Барбарис нетребователен, быстро растет, хорошо переносит стрижку. Его очень твердая древесина идет на мелкие токаоные работы, а ягоды дают неплохой розовый краситель. Но главное достоинство барбариса в том, что все его части — и листья, и ягоды, и кора — ценное лекарственное сырье. Все растения семейства барбарисовых содержат большие количества алкалоидов. Главный из них — берберин; он содержится в основном в листьях, коре и корнях. Настойка барбариса и очищенный препарат его действующего начала — сернокислая соль берберина применяются как сильное желчегонное средство при хроническом гепатите, холецистите, желчнокаменной болезни. Кроме берберина барбарис содержит и другие алкалоиды; их комплекс придает настойке из листьев и коры кровоостанавливающие и противогипертонические свойства. Ягоды барбариса, кисловатые из-за высокого содержания яблочной кислоты, хорошо утоляют жажду. В них много аскорбиновой кислоты, глюкоза, фруктоза, витамин Р. 62
Из ягод делают варенье, кисели, соки, желе, часто употребляют их как приправу к мясным блюдам. А молодые листья хороши для салатов и маринадов. Только один есть недостаток у барбариса: нельзя сажать его вблизи полей. На нем хорошо приживается грибок-вредитель, который может заражать хлеб. Всю зиму держатся на ветках багряно-красные ягоды боярышника. Тронутые морозцем, они становятся еще слаще, еще вкуснее, точно так же, как и ягоды рябины (о ней «Химия и жизнь» уже писала — 196S, № 10). Принадлежит боярышник к благородному семейству розоцветных, знаменитых не только своей красотой и ароматом, не только давней культурной историей, но и большой целебной силой. Еще древнегреческий врач Диоскорид советовал пить настой из ягод боярышника при бессоннице, головокружении и одышке. И правильно советовал, хоть и не знал, конечно, что боярышник, как и многие другие родственники розы, содержит много флавоноидов — гетероциклических соединений с атомом кислорода в кольце. Накапливаются флавоноиды в основном в плодах и цветках, меньше — в листьях. И окраска плодов боярышника объясняется присутствием одной из групп флавоноидов — антоцианов, которые в кислой среде дают красный цвет. А среда действительно кислая: в плодах много винной, лимонной, яблочной кислот. Есть в них и сахара, пектиновые и дубильные вещества, витамины А и С, эфирные масла. Весь этот комплекс оказывает сильное и благотворное влияние на сердечно-сосудистую систему, что и определяет лечебные достоинства боярышника. Флавоноиды обладают Р-витаминной активностью: поддерживают нормальную проницаемость и эластичность капилляров. На- 63
стойка из цветков и ягод боярышника помогает при ранней стадии гипертонии. Обладают флавоноиды и успокаивающим действием. После приема настоя из ягод боярышника стихают боли в области сердца, повышается тонус сердечной мышцы, улучшается кровообращение в сосудах сердца и мозга. Вот почему жидкий экстракт плодов боярышника входит в состав популярного препарата кардиовалена. Есть у боярышника и другие достоинства. Неприхотливый, теневыносливый, невысокий и колючий, он удобен для устройства живых изгородей. Один из его видов — прекрасный поздневесенний медонос. Кора и листья боярышника дают красные, коричневые и желтые красители для тканей. Твердая, прочная древесина кустов постарше пригодна для мелких токарных работ и часто идет на изготовление рукояток и держателей для разных инструментов. А ягоды используются и в пищу: из них готовят кисели, консервируют их с сахаром, сушеные заваривают как чай... Зимний урожай свежих, вкусных и полезных ягод можно собрать не только с ветвей. На кислых торфяных почвах и на сфагновых болотах во всей северной и средней полосе страны, в Сибири и на Дальнем Востоке живет «болотный виноград» — клюква. Огромны ее урожаи: по подсчетам, только в Европейской части Союза каждый год вырастает ее около 500 тысяч тонн! Собрать ее всю, конечно, не успевают: в лукошки организованных и неорганизованных сборщиков-заготовителей попадает всего треть. Остальные ягоды залеживаются до снега. Поэтому и собирают клюкву чуть ли не круглый год: и осенью, как только созреет, и весной, когда из-под снега выглянет. Всю зиму ягода клюквы красная, сочная, упругая, а промерзлая даже вкуснее становится. В ней очень много бензойной кислоты — великолепного антимикробного средства. Поэтому клюква подолгу не портится, сохраняет свежесть и почти не поддается гниению. В народе это давно приметили и добавляют клюкву в квашеную капусту, в моченые яблоки, в мясные соусы. И хранить клюкву очень просто — не надо ни консервирования, ни кипячения, достаточно залить ягоды холодной водой. 64 Кроме бензойной кислоты есть в клюкве еще и лимонная, и аскорбиновая; содержатся в ней минеральные соли, гликозиды, пектины. А по содержанию витамина Р — до 330 мг% — занимает она одно из призовых мест. В народной медицине клюква с медом применяется при сильной простуде как хорошее отхаркивающее, смягчающее, обволакивающее средство (эти свойства придают ей пектины). Сейчас клюкву начинают превращать в культурную ягоду. Уже несколько лет существуют плантации клюквы около Вильнюса; урожаи здесь достигают 3,5 т ягод с гектара — во много раз больше среднего сбора с естественных угодий. Разводят клюкву в нескольких лесхозах на Волыни — здесь построен специальный консервный завод для ее переработки. Изучаются условия ее произрастания на Верхней Волге, в Новгородской и Псковской областях. А в Латвии учреждены 32 клюквенных заказника; здесь, как и в Литве, даже пересматриваются планы осушения болот: ведь это главное место обитания ценной ягоды... И еще одна ягода, — хоть и написано о ней в последние годы немало, нельзя не сказать о ней еще несколько слов. Это королева зимнего леса облепиха, растущая в Сибири, Средней Азии, на Кавказе, на юге Европейской части СССР. Когда поздней осенью опадают ее серо- зеленые, ^ словно посыпанные тусклым серебром листья, на каждой узловатой веточке вдруг оказывается множество желтых, оранжевых, золотистых ягод. Каждый стебелек усеян, облеплен мясистыми, сочными плодами. Зима — их настоящая пора: прихваченные морозцем ягоды теряют свой горьковатый вкус. Всю холодную пору держатся на деревце ягоды, и всю зиму можно собирать урожай. С одного куста удается получить до 10 кг ягод! Да и снимать их зимой гораздо проще, чем летом. Дело в том, что природа, пожелав по какой-то причине надежно защитить кустарник, очень в этом преуспела Ветви облепихи покрыты острыми шипами под ягодами притаились упругие, жесткие колючки, сами ягоды держатся на коротень ких и твердых плодоножках прочно и на дежно. А примороженная плодоножка ста-
новится хрупкой, ягода отделяется от нее легче. К сожалению, многие ленятся срывать ягоды и срезают ветви и даже целые кусты, чтобы потом их обмолотить. Поэтому сильно поредели богатейшие дикие заросли облепихи, убавились урожаи. Приходится заботиться о ее сохранении, создавать специальные посадки и плантации. Ставятся опыты по разведению облепихи в лесах Башкирии, Закарпатья, в Саратовской области, Донбассе. О целебных свойствах облепихи «Химия и жизнь» уже писала A971, № 1). Главная сила чудесной ягоды заключена в облепи- ховом масле. Темное, душистое, горьковато-сладкое на вкус, оно содержится не только в семенах, как у других растений, но и в мякоти. Всего в ягоде его бывает до 23%. Облепиховое масло — это смесь глицеридов олеиновой, линолевой, пальмитиновой и стеариновой кислот. Основная доля здесь приходится, как и в большинстве растительных жиров, на ненасыщенные кислоты. (Между прочим, у них обычно низкая температура плавления — вот почему на морозе ягоды облепихи остаются мягкими, в то время как клюква, рябина, брусника превращаются в твердые замороженные комочки.) В медицине жирные масла применяются как эмульгаторы и растворители многих лекарственных препаратов. В них растворяются и многие витамины; только в присутствии масел эти витамины всасываются кишечником. А облепиховое масло — уже готовый естественный концентрат таких жирорастворимых витаминов, прежде всего витаминов А и Е. Есть в нем и водорастворимые витамины: С, Bi (тиамин), В? (рибофлавин), РР, фолиевая кислота. Целый комплекс природных биологически активных веществ, способствующих росту и восстановлению тканей, да еще в сочетании с жирами, которые и сами обладают смазывающими и обволакивающими свойствами и содействуют усвоению витаминов, — все это делает облепиховое масло во многих случаях незаменимым лечебным средством. Им успешно лечат обморожения, ожоги, пролежни, различные повреждения слизистых оболочек, даже лучевые поражения кожи. Положительные результаты отмечены и при лечении маслом облепихи язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, гинекологических заболеваний воспалительного характера. А в коре облепихи содержится окситриптамин, используемый при лечении опухолей. Ягоды облепихи не только целебные, они и просто очень вкусные. В них много сахара, яблочной кислоты. Ароматом они напоминают одновременно и ананас, и яблоко. Легко можно поверить часто рассказываемой истории о том, как когда-то один предприимчивый иркутский промышленник нажил огромный капитал, создав рецепт мороженого из облепихи... Нет, не пуст и не мертв зимний лес. Многие плоды, полные свежести и целебной силы, хранит он долго и заботливо. Б. Е. СИМКИН НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КОВАРНЫЕ ПУЗЫРЬКИ Водолазов, долго дышавших на глубине сжатым воздухом, поднимают на поверхность очень медленно — так, чтобы растворившийся в их крови азот не выделился в виде пу-зырьков, вызывающих кессонную болезнь. При этом скорость подъема считается безопасном, если водолаз не испытывает характерных болезненных симптомов. Однако с помощью ультразвукового локатора, способного обнаруживать в крови газовые пузырьки диаметром около 0,1 мм, удалось обнаружить, что еще до появления первых, едва заметных признаков кессонном болезни в крови уже могут возникать мпк- ропузырькн газа («Доклады АН СССР», т. 222, № 2). Это значит, что декомпрессию следует производить с большей осторожностью, чем это обычно делается: хотя микропузырьки и ме вызывают болевых ощущений, они могут незаметно вредить здоровью. 3 «Химия и жизнь» 2 65
Защита растений: соотношение риска и пользы VIII Международный конгресс по защите растений состоялся в Москве в августе прошлого года. Это был весьма солидный научный форум, вот цифры: около 2000 участников из 43 стран, 34 заседания и два симпозиума, 374 научных сообщения... КАКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБСУЖДАЛИСЬ НА КОНГРЕССЕ Проблем было много, но главных, безусловно, две: первая — как защитить растения и урожай от вредных насекомых, болезней и сорняков, вторая — как при этом оградить от загрязнения и уничтожения окружающую нас природу. Сейчас население земного шара каждый год увеличивается на 75—80 миллионов человек, а к 2000 году достигнет семи миллиардов (данные Международной конференции по продовольствию ООН, Рим, 1974 го/0. Чтобы эти семь миллиардов не страдали от голода и недоедания, производство сельскохозяйственных продуктов должно быть удвоено. Но неиспользованных земель осталось не так уж много, поэтому единственный приемлемый выход — более интенсивно вести хозяйство и прежде всего уменьшить те потери, которые оно несет из-за вредных организмов. Сейчас мир теряет по их вине около трети ежегодного урожая, то есть вредителям достается все, что выращено примерно на каждом третьем гектаре. Естественно поэтому, что год от года борьба человека с врагами растений становится ожесточеннее, в ход идут все более сильные средства, среди которых пока главенствуют, конечно, химические. Сначала пестицидами пользовались безо всякой опаски, но некоторое время назад стало очевидно, что они губят не только вредных, но и полезных насекомых, засоряют реки и озера, убивают в них рыбу, отравляют птиц и теплокровных животных, опасны человеку. Более того, некоторые препараты вредят и растениям, которые они как будто призваны защищать, например у пшеницы вызывают ржавчину, а у яб- 66
лонь — мучнистую росу. То же ведь, кстати, бывает и у людей — больного пичкают лекарствами от одной болезни, а они у него вызывают новую. У таких недугов даже есть особое название — ятрогенные (от греческого €(иатрос» — врач). Так вот, нынешний конгресс выгодно отличался от предыдущих всеобщим вниманием, которое было привлечено здесь к идее охраны природы наряду со все усиливающейся борьбой против вредных организмов. Корр.: Как на практике можно увязать эти две тенденции? Доктор Н. Ван-Тиль, глава Нидерландской службы защиты растений: При определении политики защиты растений и программ исследований в этой области необходимо постоянно учитывать соотношение пользы и риска. КАК ЭТОТ ПОДХОД ОТРАЖАЕТСЯ НА ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДАХ 1975 год для защитников растений был в некотором роде юбилейным. Сто лет назад, в 1В75 году, над виноградниками Франции пронеслось опустошающее заболевание — мильдью. Это предопределило появление знаменитой ныне бордосской жидкости — святой воды фитопатологов, как ее назвали в одном из докладов. Благодаря этому веществу удалось спасти от грибных болезней больше продуктов, чем с помощью любого другого препарата. Сейчас число химических средств борьбы с врагами растений неизмеримо возросло. Например, в СССР список их в 1974 году включал 150 наименований, и он еще будет расти, причем увеличится не только число препаратов, но и масштаб их применения. Например, в 1964 году у нас химикатами обработали 74,4 млн. гектаров, а в 1974 — 125 млн. гектаров, расход пестицидов за это время вырос с 215 тыс. тонн до 364 тыс. тонн. Но меняются и сами пестициды, и методы их применения. Во-первых, препараты, высокотоксичные для теплокровных, заменяются малотоксичными, например запрещены почти все вещества, содержащие мышьяк; во-вторых, вместо стойких химикатов сейчас все чаще применяют быстро разлагающиеся. Менее опасны и так называемые высокоизбирательные пестициды: они действуют только на определенную жертву и не страшны остальным существам. Подобные препараты уже есть (пока их, к сожалению, еще очень немного), например амифос, уничтожающий свекловичную тлю; для нее он в 300—500 раз токсичнее, чем для естественного врага тли — семиточечной коровки. Еще один способ снизить вред, наносимый химикатами, — уменьшение их доз. Делают это с помощью более тонкого распыления растворов (ультрамалообъемное опрыскивание). У нового метода огромные преимущества: во-первых, сильно сокращается расход веществ — раньше считалось нормальным выливать на гектар по 300—500 литров, а новый метод позволяет ограничиться одним литром. Во-вторых, уменьшение дозы снижает опасность загрязнения близлежащих пространств и, наконец, оказывается, что в виде мельчайших капель препарат действует гораздо активнее: все растение некоторое время находится как бы в тумане, который проникает во все трещины и щелочки. Против вредителей, гнездящихся в почве, недавно стали применять тоже очень экономную форму — гранулированные пестициды, а на очереди еще более эффективные пенообразные. Видимо, сейчас уже в общих чертах ясно, как должны видоизменяться химические методы борьбы против сельскохозяйственных вредителей, чтобы они в конце концов перестали служить всеобщим пугалом. А какие проблемы предстоит решать дальше? Профессор Дж. Хорсфолл, директор Коннектикутской экспериментальной сельскохозяйственной станции (США): Предсказывать совсем непросто, особенно если речь идет о будушем... И все-таки о будущем думать надо, потому что нерешенных проблем много. Например, у нас нет пока надежных средств против многих грибных болезней, наиболее упорные из которых — корневые гнили, сосудистые вплты н ржавчины зерновых. Возможно, нам бы удалось сравнять силы с противником, если бы мы объединились с селекционерами:' они бы занялись поисками генов устойчивости, а мы — хемоте- рапевтическнми средствами. Да, существует уже и хемотерапия растений. Такие препараты, их иногда еще именуют «системными фунгицидами», обладают бактерицидным действием и довольно избирательны. Кстати, перед веществами, которые применяет ме- 3* 67
днцина, у них явные преимущества: они не разлагаются в организме растений, а потому действуют дольше. Хорошо бы иметь побольше таких препаратов. Но это прекрасно звучит в теории и очень трудно достигается на практике. Пока мы создаем, изучаем и испытываем препарат, жертва успевает мутировать, измениться, и когда он готов, то нередко бьет мимо цели. Чем селективнее препарат, тем легче врагу удается выработать против него защиту. Один из выходов из этого тупика — создание двух или более избирательных средств против одного врага, причем действовать они должны по-разному: одно, скажем, на синтез хитина, другое — на репродуктивные процессы, а третье — еще на что- нибудь. Тогда наши шансы на победу существенно возрастут. А если говорить в общем о всей системе защиты растений, то будущее, видимо, за интегрированной, как здесь говорят, борьбой, включающей химические, агротехнические и биологические методы. И одна из характерных черт московского конгресса — в том внимании, которое было уделено как раз интегрированной борьбе. КАК ОБСТОЯТ ДЕЛА С БИОЛОГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ В предисловии к новому уставу Международной организации биологической борьбы, созданной в 1971 году, биологическая борьба определяется так: «использование живых существ или продуктов их жизнедеятельности для предотвращения или снижения ущерба, причиняемого вредными организмами». В последние годы эти методы применяются все шире, потому что они, как полагают, менее опасны, чем химические. Первым приемом биологической борьбы против вредителей была акклиматизация их естественных врагов из других стран и областей. Этот довольно несложный способ не потерял своего значения и по сей день. Но он не универсален; акклиматизированные наемники нападают лишь на своих земляков — вредителей, завезенных из тех же стран, аборигенов они не трогают. Куда действеннее разводить местных полезных насекомых-энтомофагов. Наша страна добилась в этом больших успехов. В 1974 году энтомофаги — трихограмма, псев- дафикус, аллотропа криптолемус и хищный клещ фитосейулюс — защитили от вредителей около 9 миллионов гектаров посевов, и В0% из них пришлось на долю три- хограммы. С этой мушкой работа продвигается особенно успешно. В СССР действует несколько фабрик, выращивающих крошечных защитников, и каждая из них выпускает по 30—50 миллионов трихограмм в сутки. Причем недавно создан способ их хранения в течение 200 дней. Это сильно упростило дело. Теперь можно нарабатывать мушек зимой, а весной армию за армией выпускать на поля. Еще больше надежд на микробиологические методы борьбы с возбудителями болезней растений, против которых, как говорилось в предыдущей главе, химия пока помогает мало. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте защиты растений (Ленинград) созданы, например, уже широко применяемый препарат энтобакте- рин и совсем новый триходермин-4, представляющий собой смесь различных штаммов гриба Trichoderm. Этот гриб вырабатывает большое количество сильных антибиотиков — глиотоксина, веридина, трихо- дермина и дермадина, они-то и подавляют возбудителей некоторых болезней растений: вертициллезного увядания хлопчатника, определенных видов корневых гнилей у огурцов. Совсем недавно также стало известно, что среди патогенных грибов, поражающих деревья, есть и вполне безобидные, авиру- лентные штаммы. Между теми и другими идет конкурентная борьба за место в определенной среде. Французские исследователи выделили авирулентные штаммы в чистом виде и подселили к патогенным штаммам, укоренившимся на пнях срубленных деревьев (обычно с пней они перебираются на корни и оттуда заражают корневую систему соседних здоровых деревьев). Интересно, что безвредные штаммы одержали победу, и болезнь была приостановлена. Растения можно предохранить от заболевания и по-другому. Например, томатную рассаду обработали слабовирулентным штаммом гриба и высадили в грунт. Такая обработка, оказывается, преграждает путь более сильным грибным паразитам, поэтому защищенные растения намного меньше пострадали от болезни. И наконец, совсем недавно установлено, что существуют вирусы, поражающие грибы-паразиты. Вирусы вносили в почву, за- М
раженную грибами, и это сильно ограничивало их обычную агрессивность. Но вирусные препараты пока применяют мало, хотя они и сулят большие надежды. Дело в том, что лишь некоторые исследования вышли из лабораторной стадии, к тому же остаются неизученными механизмы их последействия на окружающую среду. В свое время фитопатологи обожглись на бесконтрольном использовании химических средств, поэтому на сей раз действуют куда осторожнее. Для проверки вирусных препаратов нужны еще более строгие методы контроля и длительные экологические испытания. НЕ ПРОСТО ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ, А УПРАВЛЕНИЕ АГРОЭКОСИСТЕМОЙ Автор этого тезиса — ленинградский профессор Илья Яковлевич Поляков, руководитель отдела прогнозов и экономики Всесоюзного научно-исследовательского института защиты растений. По моей просьбе Илья Яковлевич рассказал о сути дела несколько подробнее: Примерно в 1958—1960 годах мне стали ясны две вещи: во-первых, защита растений должна стать главнейшим элементом всей технологии земледелия, потому что именно она в значительной степени определяет рентабельность остальных приемов, например удобрения, мелиорации; во-вторых, чтобы борьба с вредными организмами была эффективной, необходимо действовать на основании прогнозов. Последние 12—15 лет наш институт занимается прогнозированием того, что будет с культурными растениями и их врагами через много лет, в течение года .и ближайшего сезона. Как мы это делаем? Был проведен ретроспективный анализ и установлены связи между климатом и характером питания, теплообменом и прочими свойствами популяций различных насекомых и других вредителей. Особенно важной характеристикой мы считаем показатель вредоносности вида, то есть количество потерь, которые может понести от него данная культура при определенной экологической ситуации. В свое время сельское хозяйство во многом развивалось почти так же бессистемно и хаотично, как, скажем градостроительство 400 лет назад, от чего, кстати, Москва и горела каждый год. Ведь как бывало — хватали любой интенсивный сорт и сеяли. О том, что растение может оказаться неустойчивым к вредителям и болезням, как-то даже и не думали. И в результате сорт как будто хороший, а устойчивых урожаев нет. То же получалось с разными приемами земледелия: не учитывалось, насколько они благоприятны или неблагоприятны для вредных организмов. Поэтому, прогнозируя, мы стремимся не только выяснить, что будет, — простая экстраполяция нас не устраивает, прогнозы нужны для оптимизации всей системы земледелия. Ведь с вредителями можно справиться, подбирая определенные сорта, сроки сева, методы ухода за растениями (и только в крайнем случае следует обращаться к сильнодействующим средствам). Например, выведенные академиками В. М. Пустовонтом и Л, А. Ждановым панцирные сорта подсолнечника оказались ие по зубам такому опасному врагу, как подсолнечная огневка. Наиболее эффективный, а иногда н единственный способ уменьшить численность нематод — тоже очень вредных организмов — определенная система севооборота. И таких приемов известно немало. Вот почему речь идет ие просто о защите растений, а об управлении всей агроэкосистемой. Несколько слов о самих прогнозах. Назначение многолетних прогнозов в том, чтобы обеспечить и заблаговременно запланировать производство препаратов и техники, определить программу обучения и необходимое число специалнстов,"^направление исследовательских работ. На основании прогнозов иа год рекомендуются профилактические мероприятия против массового распространения вредных организмов. Сезонные же прогнозы уточняют годовые, они взаимосвязаны, и те и другие, по сути дела, служат для определения сроков борьбы. В других странах многолетним прогнозированием только начинают заниматься, мы в этой области — пионеры. Кстати, впервые официальный прогноз такого рода был положен в основу планирования десятой пятилетки. Конгресс завершен, подведены итоги, сделаны выводы. К сожалению, в небольшом репортаже трудно рассказать обо всех затронутых темах. Резюме может быть, вероятно, таким. Грозный вопрос «кто кого» (мы вредителей сельского хозяйства или они нас) в общем-то решен: конечно, мы их. И с каждым днем о враге удается узнать все больше, а потому оружие против него совершенствуется. Это важные шаги к окончательной победе, правда, не такие стремительные, как хотелось бы. Чтобы кардинально изменить соотношение сил, нужны новые идеи. То, о чем говорил профессор И. Я. Поляков, в значительной степени отвечает этому требованию. Д. Н. ОСОКИНА, специальный корреспондент «Химии и жизни» 69
Ш Л Ч - * • ♦ "а «■ 2 J*j*** : i l4; «*»*► * Кристаллы из белка— зачем они растению? Уже давно ботаники, исследуя растительные клетки под микроскопом, заметили в них необычные образования — кристаллы из бепка. Кристаллы находили у водорослей, сталле отдельные субъединицы сферической 70 у грибов, у высших растений. Форма их на удивление разнообразна: это кубики и шары, ромбы и нити, даже звезды. Назначение кристаллов казалось совершенно неясным. И лишь в последнее вр^мя электронный микроскоп и тонкие методы анализа помогли узнать немного больше об этих необычных структурах. Исследования, проведенные в ленинградском Ботаническом институте АН СССР доктором биологических наук А. Е. Васильевым и кандидатом биологических наук Ю. В. Га- малеем, позволили выявить в белковом кри-
Щ Белковый кристалл, имеющий форму решетки. Его нашли в клетке картофельного листа. Снимок выполнен в лаборатории морфологии и анатомии Ботанического института АН СССР доктором биологических наук А. Е. Васильевым и кандидатом биологических наук Ю. В. Гамалеем. Увеличено в 41 000 раз формы. В расположении субъединиц прослеживается строгая периодичность. Объединяясь, они образуют волокна, трубочки, пластинки или решетки. Порою отдельные кристаллы как бы переходят из одной формы в другую. Анализы подтвердили, что кристаллы действительно состоят из белков: под действием ферментов, разрушающих белки, кристаллы исчезали, а реакции на нуклеиновые кислоты и полисахариды давали отрицательный результат. Белковые кристаллы можно увидеть в любой части клетки — в ядре, в цитоплазме, в пластидах, в митохондриях. Особенно богато представлены они в ядре, тут много их разновидностей. Ленинградские ботаники пришли к выводу, что для некоторых растений число кристаллов в ядре — характерный, устойчивый признак. Для других растений насыщенность ядра кристалликами белка может меняться от случая к случаю. При этом удалось подметить интересную деталь: чем меньше кристаллов в ядре, тем более правильная у них форма. Создается впечатление, что избыток кристаллов — это помеха для роста каждого из них в отдельности. Когда центр кристаллизации один, то вырастает один-единственный кристалл правильной ромбовидной формы, причем пределом, ограничивающим его дальнейший рост, оказывается только размер ядра. Но откуда берется белок, из которого возникают кристаллы в ядре? Методом электронно-микроскопической авторадиографии было показано, что синтез белка идет в цитоплазме, отсюда белок транспортируется сквозь ядерные поры в ядерный сок и там уже кристаллизуется. Причины, вызывающие кристаллизацию белка в естественных условиях, еще не вполне ясны. Можно думать, что непосредственным поводом становится повышение концентрации белка в клетке из-за избыточного его синтеза или из-за медленного оттока его из клетки. Когда из питательной среды растений исключают азот, то белковые кристаллы исчезают, когда снова добавляют азот — они возникают вновь. Может быть, они выполняют роль азотных кладовых клетки? Здесь, как и дальше, можно строить только догадки, потому что истинная роль этих странных структур остается пока неясной. В растительном мире известны хищники — насекомоядные растения, захватывающие добычу и переваривающие ее. Если такие растения в избытке подкармливать белком, то в их клетках увеличивается размер внутриядерных кристаллов. А при голодании кристаллы полностью исчезают. Множество кристаллов обнаружено в семенах растений, но когда семя прорастает, то кристаллы растворяются. Следовательно, кристаллы могут служить складом аминокислот, на которые распадается клеточный белок, либо использоваться как хранилище для готовых ферментов. Нельзя исключить и того, что белковые кристаллы участвуют в регуляции обмена веществ в клетке. Например, чтобы блокировать работу отдельных ферментов, клетка может заключать их на время в кристалл. Наконец, еще одна гипотеза, совсем уж необычная, ее позволяет -себе чуть в шутку, но чуть и всерьез, автор этой заметки. Замечено, что порой при механическом повреждении клеток в них тоже возникают белковые кристаллы. Вероятно, они формируются из белков разрушающихся внутриклеточных структур — рибосом, мембран, из распадающихся микротрубочек, пронизывающих цитоплазму и выполняющих в клетке роль транспортных, сократительных и опорных элементов. Что же все это может значить? Почему именно такова реакция на повреждение? Допустим рискованную аналогию. Завидев собаку, кошка делает большие глаза, шерсть у нее встает дыбом, хвост — трубой, а в кровь выбрасывается много адреналина. Возникает состояние стресса, которое помогает кошке выжить — убежать или испугать врага. Но кто сказал, что стресс спасает только животных? Ведь жизнь растений так сложна, а проявления стресса могут быть так неожиданны и своеобразны... А. СТЕБЛИН 71
Портреты Немного о Каргине, еще не академике М. Н. ШТЕДИНГ В 1939 году я впервые переступила порог Физико-химического института им. Л. Я. Карпова. Я пришла за советом, теперь бы сказали—за консультацией. Никто меня сюда не направлял, никто никому не рекомендовал: я просто пришла, так как слышала, что в этом институте работает специалист в области науки, в которой сама я делала лишь первые шаги. Я вошла в гостеприимно открытые двери, поднялась на второй этаж, кого-то по дороге спросила, правильно ли иду, попала в темноватый коридорчик, постучав, открыла дверь, и оказалась в небольшой тесно заставленной лаборатории. Мне и в голову не приходило, что в этой комнате я впоследствии проработаю более 30 лет. Настроение у меня было прескверное, и, уже открывая дверь лаборатории, я подумала: а не повернуть ли обратно? Ведь если ученый, к которому я иду, окажется достаточно любезным и согласится посмотреть мои материалы, что утешительного сможет он мне сказать? Но отступать было поздно: меня уже встретил молодой человек в обычном рабочем халате с папиросой в одной руке и отрезками тоненьких, причудливо изогнутых стеклянных трубочек в другой. «Подождите, пока я закончу, и попробуйте где- нибудь сесть,— сказал он, после того как я путано объяснила, из-за чего пришла.— Впрочем, я могу и так вас слушать». И он начал подгибать эти трубочки и вставлять их в какую-то рамочку, помогая себе очень длинным ногтем мизинца правой руки. Это был Валентин Алексеевич Каргин. В двух словах о причинах, побудивших меня искать у него помощи и совета. Изучая усадку пленок на основе зфиров целлюлозы в ходе их формования из растворов, я оказалась не в состоянии объяснить результаты своих экспериментов. В некоторых случаях усадка пленки необходима при формовании изделий; в других случаях, наоборот, она рассматривается как явление нежелательное. В годы, о которых идет речь, на практике применялось множество эмпирических приемов, позволявших регулировать усадку. Причем считалось, что ее степень определяется в основном плотностью упаковки структурных элементов пленки, хотя научного обоснования этой точки зрения не было. Поэтому я стала измерять удельные веса пленок, резко отличающихся друг от друга по величинам усадки. Но полученные результаты убедительно показывали, что после полного удаления растворителя удельные веса всех образцов оказываются одинаковыми. То есть, к моему великому изумлению, не удалось обнаружить никакой связи между плотностью упаковки структурных элементов пленки и ее усадкой. Что это могло значить? Выбрала ли я неверную методику? Или чего-то недоглядела? Или недодумала? Можете представить себе, как нелегко рассказывать о своих неудачах совершенно незнакомому человеку, стараясь говорить коротко и ясно. Тем более, если на тебя при этом не смотрят и, как мне казалось, даже не слушают. К тому же мое внимание отвлекали движения рук Картина — движения неторопливые и уверенные, которым подчинялось, чудесным образом не ломаясь, хрупкое стекло. Но оказалось, что меня слушали, и притом внимательно, Закончив свою работ/, Каргин быстро проглядел мои материалы и произнес нечто в высшей мере неожиданное. «Очень интересно, — сказал он. — Всегда предполагал, что тут и не должно быть никакой зависимости. Вы это показали достаточно убедительно». И начал излагать свою точку зрения по существу вопроса. В его представлении эффект усадки определяется не конечным состоянием структурных, элементов пленки, а величиной 72
внутренних напряжений, возникающих в ходе ее образования. Конкретно, скоростью удаления растворителя и быстротой нарастания вязкости высыхающего раствора, каким бы путем это ни достигалось. Валентин Алексеевич не ограничился объяснением результатов моих опытов, которые в действительности оказались не такими уж неудачными. Он предложил продолжать эту работу, чтобы подтвердить предложенную концепцию, и даже слегка наметил направление дальнейших исследований. И вскоре я стала научным сотрудником Физико-химического института и начала работать у Каргина — тогда еще не прославленного академика, но уже достаточно известного молодого и талантливого ученого и безусловно незаурядного человека. В конце 1940 года нашей лаборатории было дано задание: создать новые материалы для защиты от стойких отравляющих веществ — ОВ. Защитное действие этих Валентин Алексеевич Каргик. 1941 год материалов определяется в основном комплексом свойств полимерных покрытий или пропиток, нанесенных на соответствующую основу, Но существовавшие в то время композиции содержали дорогие и дефицитные компоненты, что затрудняло, а может быть, и исключало возможность их массового производства в военное время. Этим компонентам и следовало найти замену. Мне была поручена часть этого задания, а именно разработка защитных материалов однократного использования на основе бумаги. Наступил 1941 год. Круг творческих интересов Каргина-ученого чрезвычайно разнообразен — коллоидные системы и факторы их стабильности, силикагели и крепление с их помощью грунтов, высокомолекулярные соединения и термодинамика растворов, структура целлюлозы и многое- многое другое. В это же время Валентин Алексеевич начинает увлекаться механикой полимеров, новой областью науки, в которой его имя быстро завоевало авторитет и у нас в Союзе, и за рубежом. Каргин отвергает господствовавшее тогда в науке представление об аморфном строении целлюлозы. Мне думается, он был первым советским ученым, обосновавшим новую концепцию о кристаллическом строении целлюлозы и некоторых ее эфи- ров. Этот вопрос имел не только академический интерес — теория здесь определяла принципиальный подход к методам переработки ряда промышленных материалов и изделий. Споры о строении целлюлозы продолжались и долгие годы после войны как на страницах печати, так и на многочисленных съездах и конференциях, где дело доходило чуть ли не до кровопролитных сражений, когда Каргин с упорством, раздражавшим его оппонентов, заканчивал свои выступления словами: «А все-таки она кристаллическая!» Можно только поражаться творческим силам и той поистине неиссякаемой научной фантазии, которых Каргину с избытком хватало на все исследования, проводившиеся под его руководством как в нашем, институте, так и в других организациях. А ведь Валентину Алексеевичу тогда было только 34 года. Он молод, он еще совсем молодой ученый, но он уже «старый 73
карповчанин», так как пришел рвботать в институт шестнадцатилетним мальчиком, сначала препаратором, затем лаборантом. Работая в институте, Каргин поступает в МГУ, блестяще его оканчивает, вскоре получает без защиты степень доктора наук и возглавляет в Физико-химическом институте лабораторию коллоидной химии. Он виртуозно владеет техникой эксперимента и как никто знает специфику исследовательской работы, он превосходный стеклодув, — в частности специалист по изготовлению тончайших кварцевых нитей. Не один оригинальный физико-химический метод исследования нашел всеобщее признание только благодаря Каргину, хотя теперь об этом уже мало кто помнит. Я всегда удивлялась: с какими только вопросами и просьбами не обращались в институте к Валентину Алексеевичу! Чаще всего эти просьбы заканчивались тем, что Каргин быстро устремлялся на помощь, и лишь полы его незастегнутого халата развевались по коридорам института. Таким мне вспоминается Валентин Алексеевич в 1941 году, в том году, когда началась Великая Отечественная война. С первых же дней войны Каргин был привлечен к ответственной научно-организационной работе общесоюзного значения, связанной с нуждами действующей армии и оборонной промышленности. В частности, он был занят координацией поисковых исследований и практических мероприятий по защите армии и тыловых объектов от действия ОВ в случае развязывания врагом химической войны. В институте и лаборатории дел у Каргина тоже прибавилось в связи с изменением тематики научных исследований и ускорением темпа работ по заданиям оборонной промышленности. Он лично налаживает контакты с военными организациями, отраслевыми институтами и заводами, дает многочисленные консультации. В октябре 1941 года последовало распоряжение об эвакуации нашего института в Ташкент. Научная работа замерла, начались лихорадочные сборы — упаковка реактивов, оборудования, книг и архивов. Каргина в эти дни можно было встретить всюду— от подвалов и буквально до крыши. Он следил за погрузкой уникальных приборов и редких сортов стекла, за отбором реактивов и необходимой литературы, он давал советы и ученым, и плотникам; доставал какие-то пропуска и документы взволнованным сотрудникам, пытавшимся откуда-то привезти или куда-то увезти своих близких. В те дни такое участие было особенно дорого, ведь горе и заботы не минули ни одну семью, ни одного человека. Жена и маленькая дочка Каргина еще летом уехали в Ташкент. Но Валентин Алексеевич не эвакуировался с институтом: вместе с несколькими сотрудниками он ос* тался в Москве, очевидно, желая закончить то, чего не удалось сделать во время поспешных сборов. Печальное зрелище представлял институт после эвакуации: двери все открыты, в пустых лабораториях мусор и какие-то вещи, то ли ненужные, то ли забытые. Мы начали собирать по всем корпусам то ценное, что еще осталось, главным об* разом металлы. Нелегкое дело—выковыривать из приборов и установок впаянные и закрепленные там серебрянные и платиновые проволочки и пластинки. Работа шла медленно, резали руки, ломали ногти. • Но в результате собрали два узла драгоценного лома, которые с трудом дотащили до кабинета директора. Вся добыча была немедленно сдана государству. Приблизились критические дни обороны Москвы, институт окончательно опустел. Уехал и Валентин Алексеевич. По приезде в Ташкент он сразу же стал налаживать работу сотрудников в трудных условиях эвакуации— он временно становится директором института. Прежде всего следовало приучить всех к строжайшей экономии, и Каргин собственноручно визирует все заявки, все заказы на материалы, посуду и реактивы. Он позволяет расходовать только минимум, обмануть или уговорить его невозможно: слишком хорошо он знает специфику экспериментальных работ. Его бережливость, даже скупость, стали в то время легендарными... В марте 1942 года, когда миновала прямая угроза столице, Валентин Алексеевич с небольшой группой сотрудников, в числе которых была и я, вернулся в Москву, чтобы 74
продолжать наиболее перспективные работы. Положение на фронтах и реальная угроза развязывания химической войны требовали быстрейшего выполнения полученных заданий. В пустом вымерзшем здании института мы обжили несколько комнат и возобновили начатую еще до войны работу по защитным материалам. Трудились днем и ночью, никто не считал, по сколько часов — табельщица теперь представлялась символом счастливых мирных дней. Одновременно с напряженной работой в лаборатории мы выпускали на производственном оборудовании мелкие опытные партии защитных материалов, необходимые для отработки технологических приемов нанесения на бумагу наших композиций. Ведь времени у нас было в обрез. Кстати, когда делались опыты в условиях производства и готовился выпуск первой промышленной партии, я часто посещала и крупные заводы, и небольшие подмосковные предприятия местной промышленности; иногда в этих поездках принимал участие и Валентин Алексеевич. На предприятиях, где мы бывали, мало кто знал Каргина как ученого, а наш институт чаще всего путали с химическим заводом имени Карпова. Но меня всегда поражало, как быстро Валентин Алексеевич находил общий язык с рабочими и инженерами, как быстро завоевывал внимание и уважение собеседников. И тогда, в молодые годы, и уже значительно позже, будучи академиком и ученым с мировым именем, Каргин поражал специалистов-производственников способностью мгновенно сориентироваться, схватить сущность процесса, нащупать в нем слабое звено и предложить новое, оригинальное, чисто инженерное решение. Вот маленький пример — сценка, которую мне удалось наблюдать лично. Попали мы в цех, где работал агрегат, наносящий цветным лаком рисунок на бумажное полотно. Начальник цеха пожаловалась Валентину Алексеевичу, что у них часто получается брак, так как границы рисунка иногда начинают расплываться. «Время военное, — говорила она, — лучшей бумаги не выделяют, а лак и сами пробовали подправлять, и на завод обращались, ничего не помогает. Что делать, не знаем» Валентин Алексеевич подошел к работающей установке, макнул кончик пальца в ванночку с лаком, подул на него, еще раз макнул, нанес несколько капель на клочок бумаги, дал им подсохнуть и что-то сказал начальнику цеха. Шум заглушил его слова, и я лишь увидела, как на лице у женщины появилось удивленно-недоверчивое выражение. Затем мы ушли. Некоторое время спустя я случайно вновь встретила эту женщину. Она первая подошла ко мне и сказала: «Помните? Вы были у нас вместе с Каргиным. Он ведь тогда нас выручил. И знаете, какой дал совет? Добавьте, сказал, в лак немного воды, только осторожно, помешивая, чтобы не вызвать коагуляцию. Мы так и сделали, и — чудо какое! — это нам действительно помогло». Чуда, конечно, тут никакого не было, как не было и случайной удачи. Совет, действительно до смешного простой, неожиданный, а главное — эффективный, был лишь применением на практике теории Каргина о закономерностях усадки пленки. Вода в данном случае служила не растворителем, она ускоряла возрастание вязкости лака и мешала ему расплываться по бумаге. Мне думается, что удивительная способность Валентина Алексеевича применять на практике свои знания и творческую интуицию, умение мыслить одновременно широко и конкретно полностью проявились именно в военные годы. Эти черты и впоследствии остались характерными для деятельности этого замечательного ученого. ...Итак, в 1942 году Красная Армия получила разработанные нами защитные материалы. А вскоре нам с Валентином Алексеевичем была присуждена Государственная премия. Эта высокая награда явилась совсем неожиданной для нас. Мне, очевидно, не поверят, но это именно так. На эту премию нас вроде бы никто и не выдвигал: институт был в Ташкенте, там вряд ли знали об успешном и быстром завершении работ. Мы также не писали никаких специальных отчетов и не собирали отзывов о ценности и новизне полученных результатов. 75
Конечно, мы гордились наградой, понимая, что сделали очень нужное дело для обороны нашего государства, но мечтали не о наградах, а лишь о том, чтобы плоды нашей работы не нашли применения. Работа по бумажным материалам продолжалась весь 1943 год. Пищевую промышленность, например, интересовала возможность использовать эти материалы для упаковки продуктов, для предохранения их от заражения ОВ. Нам доставляли различные концентраты в виде готовых брикетов и смесей, подготовленных для брикетирования, Мы честно проводили нужные опыты, а неиспорченные концентраты подвергали обработке по незапланированной программе: ими мы подкармливались сами и угощали Валентина Алексеевича обильными и, по его отзывам, вкусными завтраками. В те годы Каргин плохо питался: хотя он и получал, видимо, хороший паек, но все, что возможно, отправлял своей семье. Как-то вхожу в лабораторию и застаю лаборантку в слезах, а рядом Валентина Алексеевича, весьма раздраженного. Первая мысль — беда случилась, мы ведь работали с ОВ, это не шутка. Но оказалось, что у нашей помощницы пропали хлебные карточки — и ее, и маленькой дочки. Валентин Алексеевич отдавал ей свои, а та отказывалась, пока Каргин серьезно не рассердился... К тому же времени относится и наша работа над созданием так называемой электрохимической бумаги, нужной морякам. Тогда на судах подводного флота устанавливался специальный прибор, в котором движущиеся объекты возбуждали электрические импульсы. Сила этих импульсов зависела от расстояния до объекта; их удавалось фиксировать на особой бумаге, на которой под действием тока появлялись цветные точки и тире. В мирное время электрохимическую бумагу покупали в Англии, но во время войны ее доставка прекратилась, а способа ее изготовления у нас не знали. Надо было срочно искать выход из создавшегося положения. Валентин Алексеевич чрезвычайно увлекся новой задачей. Ежедневно, а то и по несколько раз в день он забегал в лабораторию, чтобы узнать, как продвигается де- 76 ло, чтобы посмотреть пробные записи, а то и самому сесть за записывающее устройство. Он нас не упрекал и не торопил, когда дело двигалось не так быстро, как бы ему хотелось — его идеи и указания часто опережали наши экспериментальные возможности. Тогда он только тяжело вздыхал и уходил такой грустный, что мы поневоле работали не переводя дыхания. И выполнили задание моряков, причем предложили им на выбор сразу несколько типов электрохимической бумаги. Периоды нетерпеливого ожидания ~^ скорее, скорее проверить, скорее, скорее убедиться, что его логическое мышление, что его интуиция наметили правильный путь решения, — наблюдали у Картина все, кто когда-либо с ним вместе работал. Но вот наконец получен ответ, на малый участок работы пришла маленькая удача, достигнут маленький успех. А Валентин Алексеевич радуется и сияет, как будто решена капитальная проблема, как будто завоеван большой приз. В эти минуты я смотрела на него и невольно вспоминала слова Менделеева, воспроизведенные на стене здания нашего института: «...зная, как привольно, свободно и радостно живется в научной области...». Эти слова были написаны как бы специально для Каргина, если не просто о нем. Каргин был настоящим ученым. Все, что заставляло работать творческую мысль и фантазию, все, что подтверждало логически построенную схему, все, что доказывало правильность выбранного пути исследования — все в равной мере доставляло Валентину Алексеевичу радость и удовлетворение. Он не делал различия между простыми и сложными задачами, не делил успехи на малые и большие. Летом и осенью 1942 года в свободные дни Валентин Алексеевич на рассвете отправлялся в Подмосковье по грибы — в любую погоду и всегда один. Секретов своих маршрутов он никому не открывал, но грибов всегда приносил великое множество — и в абсолютном измерении, и по сравнению с другими грибниками. Даже в конце сезона, когда у всех просвечивало дно корзинки, свою он приносил полной до краев, и очень этим гордился.
Днем Валентин Алексеевич возвращался, приносил ко мне домой свои трофеи и отправлялся отдыхать. Лесные дары чистились и обрабатывались в различных доступных для того трудного времени вариантах: мы делали из них суп, готовили их с галушками, с кашей или картошкой. К вечеру все собиралась — товарищи по работе и друзья •«— и предавались грибоедению. Кормить Валентина Алексеевича было приятно: он ел всегда с аппетитом и хвалил повара. Какие только беседы мы не вели тогда за большим столом! Обсуждали новости с фронта, говорили о науке и искусстве, иногда рассказывали друг другу различные занятные истории. Знания и интересы Валентина Алексеевича уже тогда были чрезвычайно разнообразны, причем он их проявлял случайно, без всякой рисовки или желания кого-то поразить. Он, например, знал названия большинства военных судов крупных союзных и вражеских держав — Англии, США, Франции, Германии, Италии, их тоннаж, мощность вооружения, отличительные признаки и увлекательно рассказывал о различных событиях и дальних рейсах, в которых эти суда принимали участие в довоенные годы. Для Валентина Алексеевича вообще было характерно: все, что он знал, он знал блестяще, если что умел, то умел лучше всех. Причем не имело значения — было ли это его работой или, как теперь говорят, хобби. Мне кажется, этой чертой характера Каргина объясняются не только научные, но и грибные успехи, и успехи в рыбной ловле, которой он впоследствии увлекался. В первые годы войны Валентин Алексеевич часто отлучался из Москвы. Ему то и дело приходилось выезжать на предприятия, в воинские части. Как-то в январе, в лютый мороз, он вернулся из очередной поездки замерзший, сильно уставший и принес в лабораторию грязный-прегрязный мешок из-под угля. Наше удивление сменилось неподдельным восторгом, когда в мешке, среди остатков угля и угольной пыли, мы обнаружили тушки двух пушистых зайцев. Кто подарил Каргину свои охотничьи трофеи — не знаю, мы об этом и не подумали спросить. Но мгновенно сообразили, что перед нами потенциальное жаркое, тем более ценное, что близился день рождения Валентина Алексеевича. Однако справиться с зайцами оказалось не так просто. Кого не просили, никто не брался нам помочь содрать с них шкурки. Выручил нас сам Валентин Алексеевич. Наточив нож и собрав какие-то лабораторные инструменты, две доски и несколько гвоздей, он отправился вниз, в холодный коридор, строго наказав нам заниматься своим делом и не мешать ему своим присутствием и непрошенными советами. Через некоторое время мы получили освежеванных зайцев для жаркого — он содрал шкурки, как опытный мастер, ничуть не повредив красивый мех. А ведь занимался этим делом первый раз в жизни... В общем, к дню его рождения у нас было превосходное жаркое. Четверть века спустя в ресторане на банкете в честь какого-то события, где угощали первосортными изделиями московских поваров, ко мне подошел Валентин Алексеевич и, улыбнувшись, сказал: «А знаете, мои зайчики были все-таки вкуснее...». Улыбка мне показалась какой-то грустной, и я поняла без лишних слов: молодость ушла... Валентин Алексеевич был уже очень больным человеком. Эти воспоминания о Валентине Алексеевиче Каргине, о его работе и жизни в годы Великой Отечественной войны не следует рассматривать как попытку восстановить часть его биографии или дополнить перечень его научных заслуг и успехов. Просто в моей памяти сохранились как бы отдельные фотоснимки разрозненных и малозначительных событий, о которых, видимо, кроме меня, никто и не вспомнит. Вот поэтому я их и записала. И есть еще одна причина. Мне кажется, что даже этих описанных здесь эпизодов и мелких событий вполне достаточно, чтобы зеегда вспоминать о Валентине Алексеевиче как о настоящем человеке и настоящем ученом, с которым мне посчастливилось вместе работать. 77
последние известия Нити в цементном камне Новый метод исследования структуры цементного камня позволил установить причины высокой прочности нового перспективного строительного материала — бе- тонполимера. Как* бы ни уплотняли бетон в процессе приготовления, поры в камне неизбежны. От их объема, расположения, формы в значительной мере зависят прочность и долговечность бетонных сооружений. О поровой структуре цементного камня судят по количеству поглощенной им при определенных условиях воды или ртути, которую, естественно, приходится вдавливать в поры. Из обработанного таким способом материала готовят образцы для исследования с помощью электронного микроскопа. В обычный микроскоп увидеть что-либо трудно — размеры пор, как правило, не превышают одного микрометра (бывшего микрона) в диаметре. Недавно в нашей стране сотрудниками ВНИИЖелезобето- на В. М. Лукьяновичем и В. Н. Колюцким разработан новый вариант электронно-микроскопического метода исследования бетонов. Камень пропитывают мономером (например, метилметакрилатом), который затем полимериэуют. Когда полимеризация закончится, бетон растворяют в специально подобранной смеси кислот, безопасной для полимера. Камень исчезает, но остается ажурный полимерный каркас — обратная матрица пористого камня. Но в луче электронного микроскопа эта «материализованная дырка» рассказывает больше, чем цельные образцы. Морфология (от греческого «морфе» — форма) порово- го пространства цементного камня сложна и меняется с возрастом. Так в трехлетнем камне есть пустоты шаровидной формы диаметром в сотые доли микрометра. Но самый типичный случай — это пустотная сетка, составленная короткими каналами цилиндрической формы. Их диаметр от 60 А до 1 мкм. Эту сетку и заполняет полимерный каркас. На микрофотографии слева (увеличение в 7000 раз) показана сверхтонкая сеть полимерных нитей, извлеченных из бетона. Удлиненные капилляры в цементном камне впервые обнаружены методом обратной матрицы. Полученные данные не только прояснили морфологию пор, но и объяснили высокую прочность нового перспективного строительного материала — бетонполимера, который готовят так же, как и обратные матрицы для исследования: уже готовый бетон пропитывают мономером, который затем полимериэуют (в более давний и более известный материал — полимербетон мономерную добавку вводят в процессе приготовления бетонного теста). Образующийся полимерный каркас заполняет пустоты и, принимая на себя часть нагрузки, способствует ее перераспределению. Тем самым устраняются локальные концентрации напряжений, и камень сохраняется дольше. В. ШМЕЛЕВ 78
последние известия Фторопласт в древесине Если пропитать цельную древесину водной суспензией фторопласта, то получается конструкционный материал, не требующий смазки. Древесина и по сей день не потеряла своего значения как конструкционный материал. Однако большей частью ее используют в неподвижных конструкциях — вспомним хотя бы о шпалах и телеграфных столбах. Связано это с тем, что в различных узлах трения древесина служит не лучшим образом: во-первых, она поглощает влагу и разбухает, а во- вторых, коэффициент трения, скажем, древесины по металлу очень высок — гидроксильные группы целлюлозных волокон связываются с окисным слоем металла довольно прочными водородными связями. Старинный способ снижения коэффициента трения — заполнение капиллярной системы различными маслами — всего лишь полумера: масло постепенно вытекает и испаряется. Недавно в Институте механики металлополимерных систем АН БССР разработан оригинальный метод усовершенствования древесины, весьма несложный и потому, вероятно, перспективный. Суть его в том, что цельную древесину наполняют фторопластом-4, а этот полимерный материал, надо заметить, по своим антифрикционным свойствам уникален (и поэтому его часто используют как раз в узлах трения). Чтобы заполнить сосуды и поры полимером, древесину пропитывают водной суспензией фторопласта, содержащей очень мелкие частицы, диаметром от 0,1 до 0,3 микрометра. У древесины обычных сортов сосуды значительно шире, диаметром до 120 мкм, и поэтому сферические полимерные частицы легко в них проникают. Чтобы частицы не слипались и не забивали поры, суспензию готовят с добавлением значительного количества (до 12%) ло- верхностно-активных веществ. Древесину пропитывают при комнатной температуре в вакуум-аппарате, а затем прессуют, нагревая. Благодаря деформации сосудов и клеток полимер плотно упаковывается и ориентируется, а поверхностно-активные вещества, осевшие на поверхность его частиц, вступают в контакт с древесиной, в результате чего образуется монолитный материал. Исследования нового материала, сообщает «Лесной журнал» A975, № 4), показали, что во время притирки трущихся деталей на поверхности образуется граничный слой, макромолекулы которого ориентированы в направлении скольжения. Естественно, что это резко снижает коэффициент трения — новый материал может отлично работать без всякой смазки. А заодно упрочняется его поверхность, что для детали, работающей под нагрузкой, тоже немаловажно. Г. МАРКОВ 79
В зарубежных лабораториях Передача иммунологической памяти: факт, ошибка или обман? «Самое грандиозное из всего, что когда-либо выходило из Гарвардских лабораторий...», «Эти данные сейчас гроша ломаного не стоят...». Оба высказывания относятся к одной работе и принадлежат одному человеку — Джеймсу Уотсону. Их разделяют всего несколько месяцев. За это время обсуждение открытия, о котором идет речь, перекочевало со страниц научной печати в разделы скандальной хроники. Однако поскольку судьба открытия еще не решена окончательно; мы попытаемся изложить историю этой работы, вызвавшей большой интерес в ученом мире. Речь пойдет об иммунологической памяти организма. В этой памяти хранится информация о всех антигенах — бактериях, вирусах, стрептококках, чужеродных тканях и даже просто химических веществах, которые попадали в организм на протяжении его жизни. И если знакомая бактерия атакует организм вторично, то ее судьба предрешена: иммунные системы организма, уже имеющие опыт борьбы с этим врагом, быстро уничтожат его. Такой иммунный ответ на вторжение уже знакомого врага имеет характерные особенности: в месте введения антигена появляется краснота, припухлость, уплотнение тканей; иногда даже повышается температура всего организма. Реакция достигает своего максимума через 24—48 часов. Подобный ответ организма на повторное вторжение чужеродного агента называют реакцией «замедленной повышенной чувствительности», или сокращенно ЗПЧ. Память, которой наделена наша иммунная система, давно используется для диагностики: например, с помощью известной реакции Пирке проверяют, не сохранилось ли в организме воспоминаний о контакте с туберкулезной палочкой (точнее, с выделяемым ею веществом — туберкулином) или же он никогда раньше с нею не встречался. Как же организм запоминает такие антигены? Удалось установить, что хранителями иммунологической памяти служат клетки крови — лимфоциты. Если от животного А, контактировавшего, например, со стрептококком, взять лимфоциты и ввести их животному Б, никогда с этим стрептококком не встречавшемуся, то при последующем за- 80
ражении таким же стрептококком и у первого и у второго животного разовьется реакция ЗПЧ, хотя А встречается с этим антигеном вторично, а Б — впервые. Сам факт передачи иммунологической памяти установлен уже много лет назад. Но следующий очевидный вопрос: а как хранится иммунологическая память в лимфоцитах — остается открытым и сегодня. Именно на этот вопрос решил ответить весной 1973 г. профессор Гарвардского университета (США) Дэвид Дресслер. Кое-какие данные о факторе передачи (transfer factor) иммунологической памяти в научной литературе уже имелись. В 1954 г. иммунолог из Нью-Йоркского университета Шервуд Лоуреис заявил, что ему удается переносить иммунитет, вводя в организм водный экстракт иммунных лимфоцитов. Такой экстракт не содержит целых клеток, и Лоуреис предположил, что в нем присутствует вещество, определяющее иммунность целых лимфоцитов. Гипотетический фактор, содержащийся в его экстрактах, Лоуреис назвал «растворимым клеточным иммунитетом». Лоуреис не раз повторял свои опыты в клинике и на животных и опубликовал много статей о факторе переноса. Некоторые исследователи воспроизводили его результаты, другим не удавалось это сделать... Большинство же ученых довольно скептически отзывались о существовании фактора передачи. Его действие плохо воспроизводилось на животных. Поэтому отсутствовала экспериментальная модель, необходимая для исследования. (Простая экспериментальная модель — это первый залог успеха. Кто знает, где бы была сейчас генетика, если бы не знаменитая дрозофила, а историю молекулярной биологии невозможно себе представить без кишечной палочки Е. соН.) Кроме того, за двадцать лет фактор передачи так и не был выделен в чистом виде или по крайней мере частично очищен. Биохимики же не слишком верят в вещества, которые не получены в чистом виде. Единственное, что можно было сказать о факторе передачи, так это то, что если он и существует, то молекула его невелика. В общем, скажем прямо, исследование этого фактора не было самой модной областью иммунологии. А между тем выделение фактора передачи могло бы открыть поистине замечательные перспективы. Появились бы новые способы лечения и предупреждения болезней. Вместо иммунизации самим болезнетворным агентом (который бывает опасным) можно было бы вводить безобидное вещество, вызывающее иммунитет против этого агента. Не исключено, что такой путь позволил бы наводить иммунитет и против рака... Кроме того, высказывались соображения и чисто теоретического толка. Если лимфоциты могут обмениваться друг с другом памятью то не исключено, что такой же способностью передавать свои свойства Природа наделила и другие клетки. А это уже целый переворот в биологин клетки. Словом, есть от чего закружиться голове. Все это, наверное, понимал профессор Дресслер, когда решил, наконец, разобраться, существует фактор переноса или не существует. Себе в помощники профессор взял молодого блестящего дипломника Гарвардского университета Стивена Розенфельда. В июне 1973 г. приступили к первым опытам. Подопытными животными в этих экспериментах были морские свинки. В качестве антигена избрали вещество динитрохлорбеи- зол (условимся обозначать его сокращенно ДНХБ). Для получения иммунной реакции достаточно просто нанести ДНХБ на кожу животного. Соединяясь с остатками аминокислот лизина и цнстеина, ДНХБ делает белки, в которые входят эти аминокислоты, чужеродными для организма и вызывает на них иммунный ответ. Морским свинкам вводили в ухо ДНХБ. Спустя неделю ДНХБ наносили на кожу вторично. Получали обычную, описанную в учебниках вторичную реакцию ЗПЧ. Затем у животных брали лимфоидные клетки и диализовали их. Другими словами, от клеток брали только то, что происходит через мембрану с порами, пропускающими лишь низкомолекулярные вещества. По идее диализат должен был содержать фактор передачи. В эксперименте участвовали две новые группы животных, одна контрольная, другая опытная. Контрольным свинкам вводили ДНХБ. У них, как и следовало ожидать, появлялся иммунный ответ, типичный для 81
первого контакта с.антигеном. Опытным животным вводили сначала диализат, полученный из иммунных лимфоцитов. А затем им, как и контрольным свинкам, наносили на кожу ДНХБ. К бурной радости исследователей, иммунная реакция у таких животных развивалась по типу «замедленной повышенной чувствительности», то есть так, как будто они раньше уже встречались с этим антигеном. Первым делом Дресслер и Розенфельд решили проверить, действительно ли им удалось перенести иммунитет к ДНХБ или же введение диализата лимфоцитов просто сделало иммунную систему подопытных животных более чувствительной ко всем антигенам. Для этого нескольким морским свинкам, которым был введен диализат, наносили на кожу не ДНХБ, а совсем другой антиген. Результат был отрицательным: животные ие узнавали антиген и реагировали на него так, как это и положено при первичной встрече с чужим веществом. Следовательно, фактор передачи иммунологической памяти существует. Более того, препараты фактора передачи, полученные в этих опытах, были в 90 раз активнее тех, которые получали когда-то Лоуренс и его последователи. Окрыленные первыми удачными опытами, авторы послали в «Доклады Национальной Академии наук США» («Proceedings of the National Academy of Sciences US») статью, снабженную цветными фотографиями опытных и контрольных морских свинок. Статья была представлена Дж. Уотсоном и напечатана в июньском номере журнала за 1974 г. Публикация называлась: «Фактор передачи. Субклеточный компонент, несущий информацию для специфического иммунного ответа», — и начиналась словами «Фактор передачи — загадочное иммунологическое явление». Правда, не все выглядело гладко. Авторы честно признавали, что в силу неизвестных причин только 30% приготовленных препаратов были активными. 70% препаратов не переносили иммунитет к неим- муиным свинкам. Сами препараты готовились очень тщательно. Их выделяли и каждый исследователь независимо (к Дресслеру и Розенфель- ду присоединился еще один сотрудник, Хантингтон Поттер), и все вместе. Так же происходила и проверка активности полученных препаратов. И хотя активными оказались лишь 30% препаратов, эти препараты были активными независимо от того, кто их готовил н испытывал. Чем объяснить столь частые неудачи — оставалось загадкой. Убедившись в том, что явление передачи иммунологической памяти действительно существует, Дресслер и Розенфельд решили сделать следующий шаг и выяснить химическую природу таинственного фактора. Строго говоря, для того чтобы исследовать химию какого-нибудь соединения, необходимо прежде всего выделить его в чистом виде. Но такая задача часто бывает фантастически сложна. Существуют, однако, косвенные пути выяснения природы биологически активных соединений. Этими путями и воспользовались Дресслер и Розенфельд. Оии взяли набор высокоспецифичных ферментов. Один из этих ферментов расщеплял только ДНК, другой — только белки. Был там фермент, расщепляющий РНК, но не всякую, а только одноцепочечную; был и фермент, который расщеплял двухцепочечную РНК. Обрабатывая ферментами препарат фактора передачи, исследователи проверяли, когда он перестанет переносить иммунитет неиммунным свинкам. Оказалось, что единственный фермент, который разрушает фактор переноса,— это РНКаза, расщепляющая двухцепочечную РНК. Изучение термостойкости препарата показало, что он теряет активность при температуре выше 90°С, однако частичная инактивация начинается уже при 85°С. Это именно та температура, при которой денатурируют две цепочки ДНК. Итак, авторы заключили, что фактором, переносящим иммунитет, является двухце- почечная РНК- Поразительным, однако, оставался тот факт, что информация передавалась с помощью низкомолекулярных РНК. Эти молекулы столь малы, что в них невозможно закодировать какие-нибудь белки. Но в таком случае, как же передается информация о синтезе белков для иммунного ответа? Все это ие укладывалось ни в какие признанные теории и могло обернуться неожиданным открытием. В апреле 1974 г. Дресслер и Розенфельд отправили в те же «Доклады АН США» вторую статью — «О химической природе фак- 82
тора передачи». Статья была напечатана в ноябрьском номере журнала. Взволнованный Дж. Уотсон пригласил авторов к себе домой, чтобы бутылкой шампанского отметить выдающиеся результаты и обсудить, каков же на самом деле механизм явления. Простое предположение о том, что препарат был загрязнен самим антигеном (что сразу сводило бы на нет все результаты, поскольку в этом случае реакцию замедленной повышенной чувствительности вызывал бы сам антиген), было отброшено с самого начала. Действительно, размер пор мембраны для диализа меньше, чем размер молекул антигена. Кроме того, добавление к препарату веществ, нейтрализующих ДНХБ, не влияет на способность препарата переносить иммунитет. Правда, доказать, что в препарате чего-то нет (в данном случае антигена), всегда труднее, чем показать, что в нем что-то есть. Ведь всегда можно думать, что чувствительность методик слишком низкая, чтобы обнаружить это «что-то». Однако в данном случае результаты были достаточно убедительны, чтобы отбросить предположение о простом загрязнении препарата. Правда, нельзя было исключить, что в препарате содержится не весь антиген, а только его фрагмент. Соединяясь с двухце- почечной РНК, этот фрагмент, возможно, образует такой активный комплекс, что уже первый контакт с иим идет по типу повышенной чувствительности. Такой гипотетический комплекс Дресслер и Розенфельд назвали суперантигеном. То есть фактор пе- редачи+аитиген=суперантиген. Чтобы проверить эту и другие возможные гипотезы, требовались дальнейшие исследования. Однако первый рывок был уже сделан. Статьи Дресслера и Розенфельда изменили отношение биологов к фактору передачи иммунологической памяти. Популярный журнал «New Scientist» посвятил ему большую и очень оптимистическую статью английского иммунолога Джоан Занелли из Национального института медицинских исследований в Лондоне. «Фактор передачи может быть умело и хорошо использован, — говорилось в статье, — если будут даны ответы на вопросы: «Что он из себя представляет?», «Что он делает?» и. «Как он это делает?» И можно быть уверенным, что ответов осталось ждать недолго». Иммунологи с нетерпением ждали появления новых статей с новыми результатами. Но их не последовало. После ноябрьской публикации результаты перестали воспроизводиться. Были поставлены десятки опытов, но все безуспешно. Как выразился Дресслер, была потеряна «волшебная палочка». Такие случаи в экспериментальной работе не столь уж редки. Уже в первой своей публикации Дресслер и Розенфельд писали, что поскольку активными оказываются лишь 30% полученных ими препаратов, это свидетельствует о том, что в процедуре выделения большую роль играют какие-то неконтролируемые обстоятельства. Возможно, условия выделения препаратов чуть изменились, и это сразу сказалось на их активности. Наверное, это и имел в виду Дресслер, говоря о «волшебной палочке». И в это время грянул гром, которого не ждали. Внезапно вся история вышла за рамки научной проблемы. В 1974 году конгресс США принял закон, согласно которому американские 'студенты получали доступ к своим личным делам, которые до этого хранились за семью печатями в университетах и институтах. По этому поводу администрация Гарвардского университета решила устроить чистку своих архивов, прежде чем пустить туда студентов. Из личных дел изымались все письма и рекомендации и рассылались обратно их авторам. В одно прекрасное ноябрьское утро профессор Дресслер обнаружил на- своем рабочем столе конверт, в котором лежала хвалебная характеристика студента Стивена Розенфельда. Характеристика была подписана самим Дресслером. Профессор долго пытался вспомнить, когда же он отправлял в деканат такую характеристику. Вспоминал он зря, так как вскоре выяснилось, что его подпись под характеристикой подделана. Одновременно было установлено, что подделано по крайней мере еще одно письмо, рекомендующее С. Розенфельда от имени другого профессора. Розенфельд был обвинен в подлоге. Его заявление о приеме в аспирантуру, которое он подал еще^в начале учебного года, отклонили, и он был изгнан из университета. Остается абсолютно непонятным, зачем Ро- зенфельду потребовалось подделывать под- 83
писи. Оба профессора в один голос утверждают, что Стивен Розеифельд — очень одаренный исследователь и они охотно подписали бы любой положительный отзыв о нем. После того как эта история стала достоянием гласности, все чаще вставал вопрос: если Розенфельд мог подделать подписи под рекомендациями, почему он не мог подделать результаты опытов? Для такой подделки ие потребовалось бы много усилий. Достаточно было бы ввести животным за несколько дней до опыта антиген, и тогда при следующем контакте с ним морские свинки обязательно дали бы вторичный ответ по типу ЗПЧ. Самые большие скептики объясняли даже, почему только 30% опытов оказывались удачными: работало трое исследователей — Дресслер, Розенфельд и Поттер, и если удачными были только препараты Розенфельда... Вообще говоря, никаких доказательств того, что опыты подделаны, ие существует. Но с другой стороны, и проверить уже ничего нельзя: все морские свинки, на которых ставили опыты, уже давно сдохли, да и будь оии живы, тоже нельзя было бы установить, отчего у них появился иммунитет: от фактора передачи или от того, что им уже однажды вводили этот антиген. Тем временем, несмотря на все усилия, явление переноса иммунологической памяти упорно не воспроизводилось. Доктор Б. Бен- серраф из Гарвардской медицинской школы, который пытался повторить опыты Дресслера и Розенфельда, также пришел к отрицательным результатам. Все это заставило Д. Дресслера и X. Поттера послать письма в редакции «Proceedings of the National Academy of Sciences» и «Annals of International Medicine». В этих письмах, которые редакции поспешили опубликовать, говорилось, в частности: «На протяжении последних месяцев мы сообщали об опытах, доказывающих существование фактора передачи и характеризующих его природу. Упомянутые опыты проводились в течение 10 месяцев. Однако начиная с апреля 1974 г. никому из нас не удалось приготовить активный фактор передачи. Это вызывает у нас сомнения относительно того, можно ли по описанной нами методике приготовить фактор передачи». И далее: «Заявляя о нашей неуверенности и практически отказываясь от сказанного ранее, мы надеемся на благосклонность наших коллег и приносим глубокие извинения». Одновременно Д. Дресслер заявил, что в течение трех месяцев ои будет еще пытаться повторить опыты и, если ничего не получится, бросит эту тему. Более резкий Дж. Уотсон высказался сразу недвусмысленно: «Эти данные сейчас гроша ломаного не стоят... на месте Дэвида я бы и минуты не потратил, чтобы их повторить». А между тем, может быть, именно сейчас стоит раз и навсегда разобраться в том, еать ли в природе вещество, которое передает клеточный иммунитет, или нет. В необходимости сделать это убеждает другая история, случившаяся недавно в институте Слоан- Кеттеринг. О так называемом «деле Сам- мерлина» много писали в мировой печати (см. «Химию и жизнь», 1975, № 4). Доктор Саммерлин, пытаясь доказать, что преодолен барьер несовместимости при пересадке кожи у лабораторных животных, просто подкрашивал трансплантаты. Тогда подлог экспериментальных данных был прямо доказан. И что же? Поговаривают, что эффект приживления чужеродных тканей, так неудачно подделанный Саммерлином, вроде бы существует и в самом деле. Журнал «New Scientist» сообщил, что некоторые исследователи, повторяя опыты Саммерлина, получают положительные результаты. Однако эта тема -настолько скомпрометирована, что и редакции журналов и сами исследователи боятся публиковать эти результаты. С фактором передачи иммунологической памяти дело обстоит еще хуже. Двадцатилетняя история безуспешных поисков итак мало способствовала привлекательности проблемы. «Делд Розенфельда» не прибави- . ло ей популярности. И если столь известный иммунолог, как Дресслер, впишет еще одну неудачную страницу в историю этих поисков, то мало шансов, что в ближайшее время фактор передачи станет предметом изучения для сильных групп исследователей. Но вдруг он все-таки существует? и П. КАТИНИН 84 е
Болезни и лекарства Наступление на «анилиновый рак» Кандидат медицинских наук В. А. ГЕНИН В прошлом году оикологи н гигиенисты всего мира отметили своеобразный, не очень радостный юбилей — 200-летие открытия профессионального рака. В 1775 г. английский врач Персиваль Потт установил, что рак кожи, часто возникавший у лондонских трубочистов, как-то связан с длительным загрязнением кожи каменноугольной смолой и сажей. Так впервые появилось предположение о том, что определенные вещества могут вызывать рак. А экспериментальным доказательством существования канцерогенных (вызывающих рак) соединений стали классические опыты японских ученых К- Ямагива и К- Ичнкава: им в 1914—1917 гг. впервые удалось вызвать рак у кроликов, которым долгое время смазывали кожу каменноугольной смолой. РАК — СПУТНИК ОТРАСЛИ Аннлино-красочная промышленность возникла в середине прошлого столетия. Быстрее всего она развивалась в Германии: вплоть до первой мировой войны эта страна занимала ведущее место в мире по производству и экспорту анилиновых красителей и полупродуктов, нужных для их изготовления. Именно в Германии еще в 1895 г. появились первые сведения о том, что рабочие анилиновых заводов часто заболевают раком мочевого пузыря. Вскоре такие же заболевания были обнаружены и в Швейцарии, где к тому времени также появилась развитая аиилино-красочная промышленность. Первая мировая война заметно сказалась на географическом распространении профессиональных опухолей мочевого пузыря. Предприятия стран Антанты, лишившись экспортируемых из Германии красителей и полупродуктов, вынуждены были быстро развивать производство их у себя. В Англии, Италии, Франции1, США увеличилось число рабочих в этой отрасли, и сразу же заметно чаще стали регистрироваться профессиональные опухоли. А после того как в 20-х годах производство красителей было налажено в СССР, первые случаи заболеваний были отмечены и в нашей стране. К 1962 г. во всем мире было зарегистрировано 2000 больных с такими опухолями, а к 1972 г. их стало уже 2500. Немецкий хирург Л. Рен, впервые описавший это заболевание, ошибочно считал, что причиной его является анилин; поэтому оно и получило название «анилинового рака». Однако дальнейшие исследования показали, что анилин канцерогенными свойствами не обладает. Опухоли мочевого пузыря возникают у человека в результате контакта с другими веществами, применяемыми в анилино-красочной промышленности. Таких веществ оказалось не так уж много; наиболее опасные из них — это ароматические амнносоединения 2-нафтиламин, технический 1-нафтиламин, 4-аминодифенил и бензидин. ЗАГАДКИ 2-НАФТИЛАМИНА «Анилиновый рак» у рабочих анилино-красочной промышленности многим отличался от других видов профессионального рака. И самая заметная его особенность состояла в том, что опухоли поражали только один орган — мочевой пузырь. Почему же канцерогены, содержащиеся, как было доказано, в моче, вызывают опухоли только здесь, а не в других органах, через которые проходит моча? Чтобы объяснить этот не совсем понятный факт, пришлось проследить весь путь канцерогенов в организме. И оказалось, что канцерогенное действие ароматических аминосоединений, вызывающих «анилиновый рак»,— это следствие их превращений: непосредственной причиной опухолей являются не они сами, 85
а образующиеся в результате этих превращений продукты обмена. Наиболее полно были изучены процессы обмена 2-нафтиламина — всю картину его превращений позволили выяснить исследования английского ученого Е. Бойленда. Оказалось, что каким бы путем это вещество ни поступало в организм, оно попадает в печень и там окисляется в 2-амино-1- нафтол, обладающий сильными канцерогенными свойствами. Но это новое вещество тут же обезвреживается, соединяясь с серной, фосфорной нли глюкуроновой кислотами, и получающиеся уже неканцерогенные соединения выделяются с мочой. И все кончилось бы хорошо, если бы под действием содержащихся в моче ферментов эти соединения не расщеплялись и не появлялся бы вновь канцерогенный 2-амнно-1 -нафтол. А происходит это именно в мочевом пузыре... В дальнейшем выяснилось, что это не единственный путь превращений 2-нафтиламина в организме; но в любом случае конечный продукт этого процесса — канцерогенное вещество — именно в мочевом пузыре высвобождается из связанной, неактивной формы. ВРАЧИ ИЗУЧАЮТ ТЕХНОЛОГИЮ Когда был в общих чертах выяснен механизм действия канцерогенов, с которыми сталкивается человек, работающий в аннлн- но-красочной промышленности, появилась и возможность бороться с «анилиновым раком». Ведь там, где речь идет о профессиональных раковых заболеваниях, мы по крайней мере точно знаем непосредственную причину возникновения опухолей. Поэтому здесь оказывается эффективной профилактика, пока еще бессильная против других видов рака. В разработке мер борьбы с «анилиновым раком» большую роль сыграл Комитет по канцерогенным веществам и мерам профилактики, созданный в 1959 г. Министерством здравоохранения СССР. Совместная работа врачей и химиков, вошедших в комитет, под руководством его председателя, выдающегося онколога академика АМН СССР Л. М. Шабада позволила разработать программу наступления на «анилиновый рак». Чтобы предотвратить возможность контакта рабочих с канцерогенными веществами, пришлось тщательно изучить технологию производства — выяснить, какие его этапы служат источником канцерогенных веществ, как эти вещества попадают в организм рабочих и как можно этого избежать. И в каждом отдельном случае пришлось разрабатывать специальные меры, а иногда просто менять технологию. Например, уже знакомый читателю 2-наф- тпламнн раньше использовался как полупродукт для производства амнно-тобнас кислоты (АТК). Процесс состоял из двух основных этапов. Сначала исходное соединение — 2-нафтол подвергали аминнрова- нню; тут и образовывался 2-нафтнламин, который затем в результате сульфирования превращался в АТК. Между тем было известно, что сульфирование ароматического ампносоеднне- Статистика Советское здравоохранение в девятой пятилетке За годы девятой пятилетки продолжала расти и совершенствоваться система медицинского обслуживания населения нашей страны. Сейчас в СССР более 830 тыс. врачей и более 2,5 млн. средних медицинских работников; на 10 000 человек населения это составляет соответственно 32,6 и 99,1. Число больничных коек к концу 1975 г. превысило 3 миллиона, в среднем по 11,8 на каждую тысячу человек. Медицинская промышленность СССР только за 4 года пятилетки выпустила продукции на 220 млн. рублей больше, чем было предусмотрено пятилетним планом. Освоен выпуск и организовано производство более 150 новых лекарств, более 600 новых видов медицинских инструментов, приборов, оборудования. За 1970—1974 гг. среднегодовой объем производства 86
%rOH амнннрованне so3h NH, 7 - нафтол 2-нафтиламнн S03H ATK SO3H ОН онсн —тобнас кислота сульфирование 2 - нафтол Изменение технологии производства амиио-тобиас кислоты |АТК| позволило избежать образования канцерогенного 2-нафтиламииа. ння может снять его канцерогенную активность— точно так же, как это происходит при соединении 2-амнно-1-нафтола с глю- куронсвой кислотой в печени собаки. Ученые предложили поменять местами этапы процесса производства АТК — сначала проводить сульфирование 2-нафтола и лишь потом аминировать полученное соединение. Результат получился тот же, но стадию, на которой образовывался 2-нафтиламин, удалось миновать. Иногда появление канцерогенных продуктов можно предотвратить, подвергая исходное сырье предварительной очистке от примесей, из которых получаются канцерогены. Например, один из полупродуктов анилинового производства — технический 1-наф- тнламин вызывал опухоли у собак. Но исследования показали, что сам по себе 1-наф- тцламнн в чистом виде канцерогенными свойствами не обладает. Оказалось, что в NH, сырье, из которого получали техническим 1-нафтплампн, в 1-ннтронафталнне, в виде примеси содержался его изомер — 2-ннтро- нафталпн, Который при переработке превращался в канцерогенный 2-нафтиламнн. Предварительная очистка сырья позволяет предотвратить образование 2-нафтиламнна в этом процессе. В других случаях, когда опасным оказывалось само сырье, приходилось искать пути получения нужных соединений из других, безвредных веществ. Так, канцерогенный диметнламннонзобензол, использовавшийся в одном из процессов, удалось заменить безвредным диэтиламиноазобензолом Значительно большие трудности возникли с бензидпном, который используется для производства многих марок бензндпновых красителей. Предполагалось, что часть таких красителей можно получить на основе неканцерогенных аналогов бензпднна. В поисках таких веществ известный ленинградский онколог, доктор медицинских наук Г. Б. Плнсс изучил группу аналогов бензпднна, отличающихся друг от друга различными радикалами в 3,3'-положенин. Оказа- лекарственного растительного сырья вырос по сравнению с предыдущей пятилеткой в 1,44 раза. 35—37% общего объема сбора лекарственных растений дают сейчас специализированные совхозы Всесоюзного объединения «Лекраспром». Площади, занятые лекарственными культурами, выросли с 15,7 тыс. га в 1970 г. до 19 тыс. га в 1975 г. Сейчас в нашей стране проектируется автоматизированная система профилактических осмотров населения — АСПОН, в которой будут использованы самые современные медицинские приборы и оборудование. Обслуживать всю эту технику будут всего 10—13 человек: два врача, инженер, 5—8 человек среднего медицинского персонала и два техника. Пропускная способность системы при 6-часовом рабочем дне — 20 00Э человек в год. Внедрение АСПОН позволит не только увеличить охват населения профилактическими мероприятиями, но и сэкономить немало средств: осмотр одного человека в поликлинике, оборудованной такой системой, будет обходиться вдвое дешевле, чем в обычной, — примерно в 4 рубля. 87
H2N л 2 wsr V" ^-|^П2 3,3-дихлорбеизидии H3C канцерогенное™ СН, 3,3-днметнлбензнднн (ортотолидин) ho3s S03H H2N <^V^ Vnh2 снятие канцерогенностн бензнднн но он 3,3-днонснбензнднн канцерогенностн Н3СО H2N- ^% осн3 NH2 3,3-днметокснбеизидии (днанизидин) Изменение с вой ста бензиднна в результате его химичесной модификации лось, что введение в молекулу бензиднна метильной или хлорной групп резко повышает его канцерогенную активность, а гнд- рокснлированпе и метоксилирование, наоборот, резко понижают. Если же в молекулу 3,3'-дпхлорбензидина ввести еще и бром, то получающееся соединение совершенно лишено канцерогенных свойств. Такой же эффект наблюдается и при сульфировании бензндина, то есть при превращении его в бензидиидисульфокислоту. Беп- зидиндисульфокислота уже используете я для производства красителей вместо бензиднна. А в тех случаях, когда не удавалось сразу отказаться от применения канцерогенного вещества, приходилось переводить производство на автоматический режим и герметичное оборудование. За коренное изменение методов производства полупродуктов для красителей группа ученых была удостоена Государственной премии СССР. Среди них кроме технологов и химиков из Научно-исследовательского института органических полупродуктов и красителей был и врач-гигнеинст И. П. Липкий. При проведении профилактических мероприятий приходилось обращать внимание на каждую мелочь. Как узнать, например, не попал ли бензнднн на кожу рабочего и полностью ли его смыли, скажем, с рук после смены? Бензнднн можно обнаружить по его реакции с раствором гппохлорита натрия: при этом появляется окрашивание, интенсивность которого в известной степени зависит от количества бензиднна. И вот у умывальников в цехах поставили склянки с гнпохлорптом, положили вату, собрали и проинструктировали рабочих; протирая руки ватными тампонами, смоченными в растворе гппохлорита, они сами проверяют чистоту кожи... ВОВРЕМЯ ОСТАНОВИТЬ БОЛЕЗНЬ Но если канцерогенное вещество все же попадает в организм человека, означает ли это фатальную неизбежность смерти от профессионального рака мочевого пузыря? Оказывается, и в этом случае медицина не бессильна. Профессиональный рак, как и рак вообще, никогда не развивается в совершенно здоровом организме, в здоровых тканях. Появлению рака обязательно предшествуют определенные изменения, которые при- 88
нято называть предраковыми/Л. М. Шабад говорил, что «каждый рак имеет свой предрак, но не каждый предрак переходит в рак». Появлению раковой опухоли мочевого пузыря предшествует образование выроста слизистой оболочки — так называемая папиллома мочевого пузыря. Это доброкачественная опухоль; однако если ие принять своевременно необходимых мер, она может переродиться в злокачественную. Для того чтобы выявить опухоль мочевого пузыря на возможно более ранней стадии, работающие в контакте с канцерогенными веществами в анилиио-красочной промышленности систематически проходят специальное обследование мочевого пузыря — цистоскопию по методике, разработанной советским ученым И. С. Темкиным. Это позволяет не только вовремя обнаружить первые проявления опухолевого роста, но и безотлагательно провести нужное лечение. Об эффективности клинической профилактики профессиональных опухолей мочевого пузыря наглядно говорят цифры: в группе из 83 человек, не подвергавшихся цистоскопии, опухоли были обнаружены у 32 C8,5%), а среди 125 проходивших регулярное обследование — лишь у 5 D%). Происшествия В чем обвиняется доктор Прадаль? Доктор медицины Анри Прадаль, токсиколог, директор французского филиала одной из американских фармацевтических фирм, обвиняется в том, что он выпустил справочник наиболее распространенных во Франции лекарственных средств. Это дело вызвало настоящую бурю в медицинских и фармацевтических кругах. Как только справочник появился в продаже, доктора Пра- даля прежде всего уволили. Затем сразу несколько французских фармацевтических фирм возбудили судебное дело против автора и против издателя. Когда уже были проданы 30 тысяч экземпляров справочни- ДЕЛО НЕДАЛЕКОГО БУДУЩЕГО В результате планомерно осуществляемых государственных профилактических мероприятий в СССР было еще в 1951 г. прекращено производство 2-нафтиламина, в 1959 г.— 3,3'-дихлорбензидина, а в 1971 г.— З.З'-диметилбензидииа (орто-толуидина). Не было пущено в эксплуатацию уже смонтированное производство З.З'-ДИоксибензиди- на и предотвращена организация выпуска 4-аминодифенила. Реконструкции были подвергнуты производства бензидина, 1 -наф- тиламина, орто-толуидина; кроме того, использование бензидина и дианизидииа непосредственно на текстильных предприятиях было запрещено. Применение бензидина в СССР сейчас уже значительно сократилось, и разработаны рецептуры новых красителей; после того как будет освоено их производство, выпуск бензидина в нашей стране будет вообще прекращен. Благодаря всем этим мерам у нас уже сегодня созданы предпосылки для полной ликвидации одного из самых тяжелых профессиональных заболеваний — рака мочевого пузыря у работников анилино-красочной промышленности. ка, суд до выяснения обстоятельств дела запретил дальнейшую продажу. А жалобы и иски от фармацевтических лабораторий и фирм продолжают поступать: в справочнике упомянуты 500 лекарств... Итак, предположит читатель, речь идет о недобросовестном авторе, исказившем истину, и о честных фармацевтах, которые стоят за истину горой. Как бы не так! Все как раз наоборот: справочник доктора Предали объективен. Он не преследует рекламных целей, а просто указывает настоящий состав лекарств, химические формулы продуктов, действие, показания и противопоказания. Словом, примерно так, как и принято в справочниках такого рода. Что же тогда вызвало негодование фармацевтов, а точнее, руководителей фирм? Дело в том, что во Франции в отличие от многих других стран вся информация о медикаментах есть монополия тех, кто медикаменты производит. Естественно, что главная цель такой информации сугубо рекламная: продать как можно больше това- 89
pa. А какой-то доктор вдруг решил расшифровать фирменное название и дать конкретные сведения о лекарстве, в том числе и противопоказания к применению! До сих пор дело с информацией о лекарствах обстояло так: врач читал рекламы, которые помещаются и в специальных изданиях, и в популярных журналах, и в газетах. Разумеется, все сообщения такого рода выдержаны в мажорной тональности и сулят пациенту избавление от всяческих недугов. Кроме того, врачу не возбраняет- 90 ся читать медицинские журналы и обзоры (они исчиспяются сотнями), но вся загвоздка в том, что эти издания обязаны своим существованием не подписчикам, а рекламодателям, то есть тем же фармацевтическим фирмам. Ну а музыку, как известно, заказывает тот, кто платит деньги. Впрочем, у каждого французского врача на столе лежит толстая красная книга — словарь Видаля, справочник патентованных фармацевтических средств. Его можно было бы принять за солидный научный труд, если бы не одно обстоятельство: все сведения о лекарствах предоставлены самими фирмами, которые, кстати, оплатили выпуск книги. Вообще затраты на фармацевтическую информацию по всем каналам поистине баснословны — они составляют примерно пятую часть торгового оборота фармацевтической индустрии Франции. А эта область промышленности — одна из немногих процветающих, несмотря на общий экономический спад. Сейчас во Франции выпускается около 11 тысяч патентованных средств. (Заметим в скобках, что это не рекорд — в ФРГ таких средств производится примерно 18 тысяч; в то же время, по мнению некоторых специалистов, чиспо активно действующих веществ, входящих в эти препараты, едва превышает 200). Вот один только пример, к чему приводит или, по меньшей мере, может привести недостаточная информация о медикаментах. Одно из производных иода рекомендуется во Франции против любых диарей (кишечных расстройств); в США, где справочники, подобные книге доктора Прадаля, регулярно издаются, этот же препарат врачи прописывают только для борьбы с амебной диареей, биологически доказанной, поскольку средство эффективно только в этом случае. Журнал «Science et vie> утверждает, что французские врачи знают о потенциальной опасности того или иного лекарства в среднем вдвое меньше, чем их коллеги из других стран. Однако вернемся к возмутителю спокойствия, доктору Прадапю. Несмотря на увольнение и судебное депо, он, судя по всГему, не теряет оптимизма. 30 тысяч экземпляров справочника уже попали в руки к врачам и заставили их изменить свое отношение ко многим медикаментам, беззастенчиво рекламируемым всеми способами. И хотя дальнейшая судьба справочника все еще неизвестна, Анри Прадаль вместе со своими единомышленниками готовит новый справочник, более полный. Он хочет ««добить» монопольную информацию о лечебных средствах. Он хочет, чтобы французские врачи знали правду о том, что скрывается за звучными фирменными названиями. Будем надеяться, что он достигнет успеха. А. ГРИНБЕРГ
11fщ1111 Информация КОНФЕРЕНЦИИ Симпозиум по межмолекулярным взаимодействиям и кокформациям молекул. Март. Пущино Московской области. Институт общей и неорганической химии АН СССР, Научный совет АН СССР по химической кинетике и строению A17334 Москва, Воробьевское ш., 26). I конференция по катализаторам на основе цеолитов. Март. Новосибирск. Институт катализа СО АН СССР, Научный совет АН СССР по катализу A17334 Москва, Ленинский проспект, 47). Совещание «Новые физические методы исследования жаростойких и жаропрочных материалов». Март. Москва. Научный совет АН СССР по проблеме «Физико-химические основы получения новых жаростойких неорганических материалов», Научный совет АН СССР по конструкционным материалам для новой техники A17901 ГСП-1, Москва, Ленинский проспект, 14, корп. 4). II симпозиум «Генетическая и биохимическая характеристика злокачественного превращения клеток». Март. Ленинград. Институт цитологии АН СССР, Научный совет АН СССР по проблемам цитологии A90121 Ленинград Ф-121, проспект Мак- лина, 32). Симпозиум «Функциональная способность почки в экстремальных условиях». Март. Ленинград. Институт эволюционной физиологии и биохимии АН СССР, 1-й Ленинградский медицинский институт, Научный совет АН СССР по комплексным проблемам физиологии человека и животных A99164 Ленинград, Набережная Макарова, 6). Совещание «Генетические основы селекции и создание новых сортов растений и пород животных». Март. Таллин. Институт экспериментальной биологии АН Эст. ССР B03051 Харьюский район Эстонской ССР, п/о Жарку). Совещание «Интродукция и акклиматизация растений». Март. Москва. Главный ботанический сад АН СССР, Научный совет АН СССР по проблеме «Интродукция и акклиматизация растений» A27276 Москва, Ботаническая ул., 4). Симпозиум по химической кинетике, посвященный 80- петию академика Н. Н. Семенова. Апрель. Москва. Институт химической физики АН СССР, Научный совет АН СССР по химической кинетике и строению A17334 Москва, Воробьевское ш., 26). Симпозиум по химии и применению технеция. Апрель. Москва. Институт физической химии АН СССР, Научный совет АН СССР по неорганической химии, Межведомственный научный совет АН СССР и ГКИАЭ СССР по проблеме «Радиохимия, химия актинидных и осколочных элементов» A17901 ГСП-1 Москва, Ленинский проспект, 14, корп. 4). III совещание по комплексам с переносом заряда и ионрадикальным солям. Апрель. Рига. Институт органического синтеза АН Латв. ССР, Научный совет по химической кинетике и строению A17334 Москва, Воробьевское ш., 26). Совещание по структурам и свойствам немагнитных высокопрочных стапей и сплавов. Апрель. Москва. Институт металлургии АН СССР A17334 Москва, Ленинский проспект, 49). IV конференция «Органические реагенты в аналитической химии». Апрель. Киев. Институт коллоидной химии и химии воды АН УССР, Киевский государственный университет, Институт геохимии и аналитической химии АН СССР, Научный совет АН СССР по аналитической химии A17334 Москва, Воробьевское ш., 47а). Конференция «Физиология и биохимия медиаторных процессов», посвященная памяти члена-корреспондента АН СССР X. С. Коштоянца. Апрель. Москва, Научный совет АН СССР по комплексным проблемам физиологии человека и животных, Институт биологии развития АН СССР A17334 Москва, ул. Вавилова, 26). Ill симпозиум «Механизмы сенсорной рецепции». Апрель— май. Пущино. Научный совет АН СССР по проблемам биологической физики, Научный совет АН СССР по комплексным проблемам физиологии человека и животных, Научный совет АН СССР по комплексной проблеме синологические мембраны и -использование принципов их функционирования в практике» A17312 Москва, ул. Вавилова, 32). Ill симпозиум по феноль- ным соединениям, который проводят в Тбилиси Институт биохимии растений АН Груз. ССР и Научный совет АН СССР по проблемам физиологии и биохимии растений, перенесен на 21 — 24 апреля. Сроки проведения совещаний и конференций, публикуемые в этом разделе, могут быть изменены. С запросами о точных сроках, программах и условиях участия в конференциях следует обращаться в организации, их проводящие, по указанным адресам. ВДНХ СССР Тематические выставки «Достижения ученых АН СССР и Академий наук союзных республик — XXV съезду КПСС». Март — апрель. Павильоны «Химия», «Биология», «Космос». 9J
Лайнус Полинг: «Химики — это те, кто на самом деле понимает мир» Человек идет по лесу... Яркие краски осени. Стройные стволы деревьев. Камни, поросшие мхом. Город... Бетон и железо. Блеск стекла. В этом тоже своя красота. Человек спрашивает: а что там, внутри? Как это все устроено? Проникнуть в природу вещей люди стремились всегда. Демокрит. Эпикур. Лукреций: Что, наконец, представляется нам затверделым и плотным, То состоять из начал крючковатых должно, несомненно, Сцепленных между собой наподобие веток сплетенных. В этом разряде вещей, занимая в нем первое место, Будут алмазы стоять, что ударов совсем не боятся, Далее — твердый кремень и железа могучего крепость. Так же, как стойкая медь, что звенит при ударах в засовы. (Перевод Ф. А. ПЕТРОВСКОГО) Первые, наивные догадки о взаимодействии «начал» вещества — атомов. В двадцатом веке человек научился проникать в природу вещей, узнавать, как расположены атомы в окружающих предметах, и перед ним открылся новый, воистину прекрасный мир. Лайнус Полинг очень много сделал для того, чтобы этот мир стал достоянием человечества. Отливающие металлом кристаллы сульфидов и невзрачные ^клориты, тающие на глазах гидраты газов и упругие волокна шерсти — вот некоторые из вещей, строение которых раскрыто при его участии, и таких разных. Но настоящему ученому мало знать: как? Важно знать:, почему? Какова причина «сцепленности» атомов? Физики- теоретики, создав квантовую механику и рассчитав с грехом пополам молекулу водорода, успокоились: им ясно, почему атомы притягиваются друг к другу и образуют химические соединения. А Полинга интересует: почему в парафинах атомы расположены в вершинах тетраэдра, в шестифтористой сере — в вершинах октаэдра, а в металлах и многих солях упакованы плотно. И он дает химикам удобные инструменты, позволяющие наглядно представить природу взаимодействия между атомами, понять причину возникновения тех или иных структур, предсказать строение еще не изученных соединений. Эти инструменты — идея гибридизации электронных орбиталей, представление о резонансе молекулярных структур, правило Полинга для сложных ионных кристаллов, ионные радиусы по Лолингу... Он не хочет допустить, чтобы что-то оставалось необъяс- ненным, непонятым. И он объясняет, пусть пока приближенно, но наглядно и красиво. Чтобы этим могли пользоваться 92 Лайнус Полинг — выдающийся американский ученый, иностранный член АН СССР, лауреат двух Нобелевских премий и международной Ленинсной премии «За укрепление мира между народами»
ъ* >» 93
все. Книга Полинга «Природа химической связи» доступна тем, кто овладел основами химии. Но надо научить людей и этим основам. И Полинг пишет блестящий, уникальный по простоте и глубине изложения элементарный учебник современной химии. Полинг, несомненно, обладает обостренным чувством прекрасного. Модели многих структур выглядят особенно изящно, если они выполнены в «полинговских» полиэдрах (многогранниках). Теоретические построения Полинга и раскрытые им структуры приносят эстетическое наслаждение. Его книга «Архитектура молекул», созданная вместе с художником и архитектором Р. Хейвордом, стоит на моей полке рядом с альбомом репродукций В. ван Гога. Человек идет по лесу... Мир не потускнел от того, что он знает, как расположены атомы в древесине, в камнях, в мехе пушистых зверюшек, в снежинках. Знание приносит новую красоту. Кандидат химических наук Е. МАЛЕНКОВ В конце прошлого года Лайнус Полинг приезжал в Москву, на празднование 250-летнего юбилея Академии наук СССР. В те дни и состоялась беседа с ним корреспондентов «Химии и жизни». Корр.: Профессор, нашим читателям хорошо известно ваше имя. Одни учат химию «по Полингу», другие лечат «по Полингу» простуду. Мы намерены опубликовать беседу с вами в феврале 1976 года, когда, как сообщают справочники, вам исполнится 75 лет. Этим мы хотели бы выразить то уважение, которое вызывает ваша научная и общественная деятельность. Полинг: Спасибо, я рад и тронут. Наука буднт к себе противоречивое отношение общества. Ею восхищаются, от нее отворачиваются, ее проклинают. Но, в любом случае — все хотят знать, как наука делается! История науки — один из любимых сюжетов, даже для людей, далеких от научных занятий. Поэтому мы спрашиваем юбиляра: что нз пережитого кажется вам самым ярким, самым приятным? О чем вам хотелось бы сейчас вспомнить? Мне представляется, что самая большая радость выпала на мою долю однажды ночью, в декабре 1930 года. 94 Я тогда интересовался химическими связями, пытался понять, что они собой представляют. Это была головоломная проблема... Физики уверяли, чтр атом углерода имеет на внешней обЪлочке разные электроны: два s-электрона и два р-эдект- рона — с разными, естественно, ор- бнталямн. Но химики говорили, что этого не может быть, так как углерод образует четыре одинаковые связи, а значит, либо все'электроны одинаковы, либо они как-то уравнены в правах. Как можно было примирить эти суждения? Я много размышлял над этой проблемой, и мне пришла в голову мысль, что s- и р-орбнтали могут как-то сочетаться друг с другом, перемешиваться так, что образуются четыре одинаковые связи. Но подтвердить свою догадку точным математическим расчетом я не мог, задача была слишком сложна. Прошел почти целый год. И вдруг меня осенило, что смешанные, или гибридные, орбнтали углерода можно рассчитать с помощью простых алгебраических действий. Для этого важно учесть зависимость элект-
ронных s- и р-орбиталей ot направления их в пространстве и сложить их ?ак, чтобы гибридные орбитали приняли максимально вытянутую конфигурацию. В тех местах, где гибридные орбитали наиболее вытянуты, как раз и образуются химические связи между атомами. И связи эти направлены от ядра в углы правильного тетраэдра. Я работал почти всю ночь, волнуясь все больше и больше, потому что мое правило сложения орбита- лей оправдывалось и для других молекул. Стало ясно, например, что я могу объяснить, почему двухвалентные палладий и платина образуют четыре связи. Эта проблема тоже была головоломкой, а теперь получала очень лростое объяснение. Оно сводилось к тому, что у этих металлов пара собственных электронов и пара заимствованных у соседей образуют четыре смешанные орбитали — связи. Расчеты показывали, что эти связи лежат в одной плоскости :и направлены в углы квадрата. Тогда же я смог предсказать, что соединения двухвалентного никеля тоже обладают плоскостно-квадрат- ной структурой. Позже другие исследователи изучили соединения никеля и подтвердили мою догадку. Да, сейчас я думаю, что это был самый замечательный момент в моей жизни... И если вы заглянете в нынешние книги по химии, то увидите, что там j(f и дело упоминаются связи, образованные гибридными орбиталями. Теории химической связи, сформулированной вами, уже больше сорока лет. Есть ли у вас ощущение, что все здесь уже сделано, н нечего больше открывать? Конечно, такого ощущения нет. Идет время, и возникают новые идеи, новые мысли. Знаете, когда-то казалось, что в теории химического строения вещества, развитой Кекуле, Купером, Бутлеровым и Франклендом, все так хорошо объяснено и почти все понятно. А пробелы были. Эти пробелы приводили меня в замешательство, когда мне было 18 лет. Я подступился к ним впервые в 22 года, когда начал дипломную работу. В тридцать лет, с помощью законов квантовой механики, я смог получить ответы на вопросы, которые до того вызывали лишь чувство недоумения и бессилия. И снова показалось, что теория химического строения вещества разработана окончательно. А теперь оказывается, что полнота наших знаний только кажущаяся. И в свои семьдесят с лишним лет я увлечен новым типом химических связей, совсем недавно еще неизвестных науке. Я говорю о четверных связях. Есть связи одинарные, есть связи двойные, есть тройные. И оказывается, есть связи четверные, ■в которых участвуют сразу 8 электронов! Это связи экзотические, они очень короткие. Их . обнаруживают между атомами рения, молибдена или хрома. Понимание природы таких связей позволяет составить общее представление о молекуле, в которой они проявляют себя. Правда, пока не похоже, что теорию химической связи ждут революционные изменения. Но существенный вклад еще может быть сделан. Выдающийся советский ученый академик В. А. Энгельгардт приписывает исследователю некий инстинкт творческой деятельности. Энгельгардт сравнивает удовлетворение ученого полученным нм ответом на загадку природы с удовлетворением чувства голода, с утолением жажды. Какую же радость дарит наука вам? В мире есть два главных источника радости... Один из них — удовлетворение любознательности, интеллектуального голода. Это желание понять, что представляет собой мир. Что такое металл, дерево, минерал, цемент, живое существо, небесные тела. Это стремление все узнавать. За те семьдесят пять лет, которые я прожил, ученые сделали множество потрясающих открытий об этом мире. Помню, в те времена, когда я 9$
только закончил институт и работал над докторским дипломом,— это было в США, в Калифорнии — на меня налетел как-то один из наших студентов с радостным криком. Фамилия студента была Рихтер, он готовился стать геологом, позже он изучал природу землетрясений н теперь его имя известно всем, существует даже шкала землетрясений Рихтера. Рихтер выпалил: «Вы слышали, что случилось? Два молодых голландца обнаружили, что электрон вращается вокруг собственной оси!» Рихтер был очень возбужден. И я тоже пришел в сильное волнение: это было такое интересное, такое замечательное открытие! Я всегда испытывал огромное удовольствие, узнавая, что сделали другие. Но, конечно, еще большую радость я ощущаю, когда сделаю что-то сам. Вот совсем недавно я вывел заново формулу тетрадпмпта. Тетра- димит находят в кварцевых жилах, это довольно заурядный минерал. Я занимался им очень давно, в 1935 году, когда у меня был кристалл этого минерала — в коллекции, подаренной мне Робертом Оппенгей- мером. Родители Роберта были богатыми людьми, и он мог свободно тратить деньги. Как-то он увлекся минералами, и собрал прекрасную коллекцию. Но потом потерял к ней интерес. Мы с ним были друзьями, и вот однажды он привез коллекцию в Нью-Йорк п отдал ее мне, потому что я тогда интересовался минералами. Это был прекрасный подарок. Я использовал многие образцы этой коллекции, чтобы определить кристаллическую структуру минералов с помощью рентгеновских лучей. Так вот, в 1935 году я дал кристалл тетраднмнта одному из моих студентов — Дэвиду Хаккеру, чтобы он сделал рентгеновские дпффрак- ционные фотографии. Затем, проанализировав снимки, я определил строение кристалла и опубликовал ре- 96 зультаты. По моим наблюдениям, кристалл имел слоистую структуру: слой висмута, слой теллура, слой серы; затем слой теллура, слой висмута, слой серы; потом опять висмут, теллур, сера и так далее. Но совсем недавно, в 1974 году, стали известны новые свойства этого соединения, которые заставили меня усомниться в правильности моих прежних выводов. Теперь я понял, что структура кристалла выглядит иначе: в нем пет слоев только теллура или только серы, а есть слои, содержащие пли один атом серы на шесть атомов теллура, пли один атом теллура па шесть атомов серы. И если раньше считали, что формула тетрадпмпта — Bi2Te2S, то теперь она имеет другой вид: Bi8Tei3S5. Мне было очень приятно сделать этот небольшой вклад в минералогию. У каждого исследователя есть свое любимое детище, свое привязанность в науке. Но ваши интересы так многогранны: от квантовой химии до биологин и медицины. Наверное, вы никогда не страдали от недостатка признания. Но, по-видимому, далеко не все из сделанного вами нашло удовлетворяющую вас оценку. Мы хотнм исправить положение, и просим вас позволить себе немного фантазии. Итак, если бы вам присудили еще одну Нобелевскую премию, что было бы темой вашей лауреатской лекции? Полинг (очень весело): Несомненно, моя речь была бы посвящена гемоглобину. Сорок лет назад мы с моим студентом Чарльзом Корпэллом обнаружили, что гемоглобин меняет своп магнитные свойства, когда присоединяет плп теряет молекулу кислорода. Это очень важное наблюдение, так как, изучая магнитные свойства гемоглобина и других металло- протепноз, мы можем получать представления о структуре и внутриатомных взаимодействиях в этих белках. Вообще я много занимался гемоглобином н получил возможность показать, что такая тяжелая болезнь, как серповпдноклеточная анемия, есть болезнь молекул гемоглобина.
Наверное, в своей речи я затронул бы и ортомолекулярную медицину— это врачевание с помощью веществ, присутствующих в самом человеческом организме. Дело лишь за тем, чтобы нужным образом изменить их концентрацию и мобилизовать на борьбу с болезнью. Например, насытить организм витамином С? Да, в первую очередь я говорю о нем. Я сам каждый день принимаю солидную дозу витамина С, а когда заболеваю —еще увеличиваю ее. Но нам нужно не только это вещество. Очень важен для организма витамин Е. Правда, его не нужно поглощать в столь больших количествах. Кстати, в ортомолекулярной медицине очень важна тема не только пользы, но и вреда. Мы съедаем сейчас в 10—15 раз больше сахарозы, чем наш первобытный предок. Я думаю, это очень вредно. Один из путей сохранить здоровье и продлить жизнь — сократить потребление сладкого: не только сахара, который мы кладем в чай, а вообще всего сладкого. Наши знания в молекулярной медицине еще очень малы и фрагментарны. Это огромная область, ждущая своих исследователей. Спасибо, профессор Полннг. Мы примем это к сведению. А теперь еще один вопрос. Не хотите ли вы обратиться через наш журнал к тем, кто посвятил себя химии? Я надеюсь, что все, кто уже работает в этой науке или только вступает в нее, будут всю жизнь находить химию столь же интересной, какой находил ее я. Я надеюсь, что превращения веществ будут волновать новые поколения химиков так же, как это волновало их предшественников. Я думаю, что химики это те, кто на самом деле понимает мир. Физики знают лишь ограниченную часть мира, они изучают взаимодействие электронов и ядер, всякие пионы, ка- оны и прочее, в какой-то степени они интересуются взаимодействием ато мов. Но им не интересно то многообразие веществ, которыми богат наш мир. Этот огромный мир — удел химиков. Я от души желаю им удачи. Беседу вели Э. НАУМОВА и В. ЧЕРНИКОВА НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ДРЕЙССЕНУ можно выкурить При эксплуатации водоводов одна из серьезных трудностей — защита нх от биологических обрастаний. Водные организмы, поселяющиеся в трубах, забивают их, вызывают коррозию, попадают в механизмы... Для очистки водоводов от обрастаний чаще всего применяют промывание труб обычной водой, нагретой до 40° С. Но при этом не удается добиться гибели всех обрастателей. Недавно группа исследователей из Института коллоидной химии и химии воды АН УССР во главе с академиком АН УССР Л. А. Кульским предложила новый способ очистки водоводов — продувку их смесью продуктов сгорания топлива с воздухом (в соотношении от ! : 10 до 1 :30)v имеющей температуру до 100°С. При этом уже через 10—15 минут наблюдается стопроцентная гибель даже таких живучих обрастателей, как моллюск дрейссена. СКОЛЬКО В НЕБЕ ЗАКИСИ АЗОТА? Несколько десятилетий не утихают споры о том, сколько закиси азота в атмосфере, как она туда попадает и что с ней там происходит. Недавние исследования советских специалистов, опубликованные в журнале «Физика атмосферы и океана» A975, № 6), по всей вероятности, кладут конец дебатам о концентрации закиси азота в воздухе. В небо были подняты иа стратостатах автоматические инфракрасные спектрофотометры, которые точно измерили содержание N20 на разной высоте. Выяснилось, что на высотах от 2 до 30 км объемное содержание закиси азота практически постоянно и равно 3-Ю-7. 4 «Химия и жизнь» 2 97
Нобелевские премии 1975 года Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1975 г. присуждена американским вирусологам Р. Дупьбекко, Г. Темину и Д. Балтимору. Для того чтобы в полной мере оценить те научные достижения, которые были удостоены столь высокой награды, нам придется вернуться на три десятилетия назад, к одной старой идее, теперь блестяще подтвержденной новыми открытиями. В 1946 г. вышла в свет небольшая книжка «Вирусная теория происхождения злокачественных опухолей». Автор ее, советский ученый Лев Александрович Зиль- бер, проанализировав накопившиеся к тому времени экспериментальные данные, выдвинул чрезвычайно смелую по тем временам гипотезу: он предположил, что генетический материал вирусов, вызывающих злокачественные опухоли, включается в состав наследственного вещества нормальной клетки и именно это превращает ее в злокачественную (трансформированную). После этого вирус уже больше не влияет на развитие опухоли. «Мавр сделал свое дело — мавр может уйти», — говорил Л. А. Зильбер. Все это было настолько ново, настолько неожиданно, что мало кто поддержал теорию Л. А. Зильбера. Но, как часто бывает, время (а точнее, стремительное развитие молекулярной биологии вирусов) поставило все на свои места. И немалую роль в этом сыграли работы новых нобелевских лауреатов. Первому из них — Ренато ДУЛЬБЕККО сейчас 62 года. Он известный вирусолог, член Национальной академии наук США и Американской академии искусств и наук. Он много занимался изучением опухолеродных вирусов, создал несколько новых методов их исследования. И вот именно Дуль- бекко в 1969—1971 гг. впервые экспериментально доказал методом молекулярной гибридизации, что ДНК опухолеродного вируса прочно связывается (интегрируется) с ДНК клетки, находя в ее хромосомах свое тайное убежище. Дуль- бекко и его сотрудникам удалось даже определить, сколько таких вирусных геномов приходится на одну клетку. Например, для обезьяньего вируса SV-40 это 2—3 генома на клетку. Но опухолеродные вирусы делятся на две большие группы: ДНК-содержащие и РНК-содержащие. Включение вирусной ДНК в ДНК клетки — их интеграцию представить себе очень легко. Но применима ли эта гипотеза к трансформации клетки РНК-содержащим вирусом? Ответ на этот вопрос дал Говард ТЕМИН, профессор онкологии университета в Мэдисоне (штат Висконсин). В 60-х годах еще совсем молодой исследователь (ему и сейчас всего 42 года) экспериментально обнаружил, что РНК-содержащие опухолеродные вирусы в чувствительных к ним клетках не размножаются в присутствии веществ, подавляющих синтез ДНК. На этом основании Темин выдвинул теорию провируса, согласно которой «жизненный цикл» РНК-содержащих опухолеродных вирусов должен включать стадию образования ДНК-продукта — провируса. Провирус, содержащий всю наследственную информацию вируса, но только «переведенную» с языка РНК на язык ДНК, может точно так же, как и геном ДНК-содержащего вируса, наследственно закрепляться в геноме трансформированной клетки и передаваться при ее делении дочерним клеткам. Но такая возможность «перевода» генетической информации с языка РНК на язык ДНК находилась в явном, непримиримом противоречии с центральной догмой молекулярной биологии, гласившей, что генетическая информация передается только в одном направлении: ДНК—"РНК—* ~~*белок. Кроме того, для такого «перевода» — для синтеза ДНК на матриц© РНК — обязательно должен был существовать специальный фермент. А фермента с такими свойствами не знали... И вот в начале 1970 г. наступил кульминационный момент. Темин вместе с японским исследователем С. Мизутани разрушают белковую оболочку вируса саркомы Рауса (РНК-содер- жащего вируса!) и добавляют дезокситрифосфаты (один из которых — меченый): если в составе вируса есть искомый фермент, то он будет строить из этих дезокситрифосфатов ДНК, которую можно будет обнаружить по метке. Ученые ждали этого, и все же сначала не поверили своим глазам: радиоактивная метка действительно включалась в ДНК! Это было прямым доказательством того, что вирус содержит фермент, способный синтезировать ДНК на матрице РНК и тем самым способствовать передаче генетической информации в обратном направлении. Поэтому новый фермент назвали обратной транскриптазой. (У него есть еще два названия: более строгое, но 98
Очень длинное — «РНК-зависимая ДНК-полимераза» — и самое короткое, предложенное академиком В. А. Энгельгардтом, — €<ре- вертаза». Темин и Ми зу та ни де ржа- пи этот поразительный результат в тайне даже от самых близких своих друзей, пока снова и снова не была проверена каждая деталь опыта. Только в мае 1970 г., на X Международном противораковом конгрессе в Хьюстоне (США), Темин впервые публично сообщил о своем открытии. Но не успел он вернуться домой с заседания, как раздался телефонный звонок. Это звонил профессор микробиологии Массачусетско- го технологического института Д. Балтимор. Дэвиду БАЛТИМОРУ 38 лет; он уже около 15 лет занимается молекулярной биологией вирусов, получил много новых данных в этой области. Последнее увлечение Балтимора — РНК-содержащие опухоле- родные вирусы. И Темину он позвонил, чтобы сообщить ему о своем удивительном, потрясающем открытии. Он обнаружил, что такой вирус (не вирус саркомы Рауса, который изучал Темин, а другой — Балтимор работал с вирусом миелобластоза птиц) содержит фермент, синтезирующий ДНК. «Я это знаю, — ответил Темин, — но откуда это узнали вы?» «Я это открыл!» — воскликнул Балтимор. «Не может быть — это открыли мы!» — возразил Темин... К счастью, выяснилось, что Балтимор ничего не слышал о сообщении Теми- на на конгрессе; выдающееся открытие они сделали независимо друг от друга. И в июньском номере ан- гпийского журнала «Nature» за 1970 г. статьи Теми- на с Мизутани и Балтимора были опубликованы одновременно. Надо отметить, что, к чести Балтимора, он всегда подчеркивал приоритет Темина: «Вся жизнь Говарда была посвящена выяснению репликации опухолевых вирусов. Я же в этой области новичок». В заключение добавим, что обратная транскриптаза теперь уже обнаружена во всех без исключения РНК- содержащих опухолеродных вирусах; что удалось выделить из трансформированных клеток ДНК-провирус — эта ДНК вызывает в чувствительной системе продукцию вирусных частиц; что обратная транскрипция стала необходимым инструментом в новой ветви молекулярной биологии — генной инженерии... Однако важнейшими и основополагающими в этой области остаются пока замечательные открытия Дульбекко, Темина и Балтимора, блестяще подтвердившие зильберовскую вирусогенетическую концепцию рака. Кандидат биологических наук А. Ф. СИЮ 99
ЧТО ЗА ВЕЩЕСТВО ГУММИГУТ В одном из описаний «химического гигрометра» я прочел, что позитив на фо- топпвстинке надо покрыть гуммигутом. Что это за вещество! В. Т. Баранов, Свердловск Гуммигут, темно-красное или бурое вещество, относится к так называемым гумми-смолам, то есть смолам, в состав которых входят камеди, вещества углеводного характера. Млечный сок, вытекающий из надрезов в коре деревьев Carcinia (и некоторых других, но того же рода — зверобойных, растущих в Южной и Юго-Восточной Азии), после высыхания превращается в твердую смолистую массу, которую и называют гуммигутом. Примерно на 4/s он состоит из смолы, остальное — камеди. Гуммигут растворяется в органических растворителях, но не в воде — с ней он образует эмульсию интенсивного желтого цвета; это свойство прежде использовали — готовили из гуммигута желтую акварельную краску (правда, не очень прочную). Несколько шире применяли его дпя приготовления спиртовых лаков, а также в медицине — как сильное слабительное. Сейчас гуммигут используют совсем редко; ни фабрики, готовящие художественные краски, ни химические предприятия им не пользуются. Судя по тому, что ни ■ в «Союзхимэкспор- те», ни в «Разноимпорте» о гуммигуте ничего не известно и заявки на него туда не приходят, надо, видимо, предположить, что это вещество в нашу страну не поступает — нет в нем надобности. И значит, придется поискать описание другого гигрометра, без гуммигута. МОЖНО ЛИ ВОССТАНОВИТЬ ПОЗОЛОТУ НА КОЛЬЦЕ У меня есть копьцо из простого метаппа. Раньше оно было позолочено, но со временем покрытие стерлось, и украшение стало пятнистым. Нельзя пи как- нибудь восстановить позолоту ипи хотя бы вернуть кольцу красивый внешний вид! С. В. Кононихин, Донецк Восстановить позолоту кольца в домашних условиях невозможно, так как для этого нужны специальные цианистые электролиты. Они токсичны, и работать с ними дома нельзя. И все же восстановить внешний вид кольца можно, если только оно сделано из медного сплава. Сначала с изделия надо снять пятна какой-либо чистящей пастой, лучше всего универсальной, затем промыть водой и высушить. После этого кольцо следует отполировать пастой ГОИ, еще раз промыть, высушить и, наконец, на гладкую поверхность нанести кисточкой акриловый лак марки АК-113Ф. Обработанное таким образом кольцо будет выглядеть как позолоченное, а лак предохранит его от окисления. ПЛОДЫ ИРГИ Расскажите, пожалуйста, об ирге. Правда ли, что ее плоды полезны! И. Васильева, Пермская обл. Плодовый кустарник семейства розоцветных — ирга — напоминает черемуху. Ботаникам известно несколько видов этого растения, но наиболее распространена ирга круглолистная, или обыкновенная ( Amelanchier rotundifolia ). Дикая ирга растет в Крыму и на Кавказе, а в садах и парках Европейской части СССР, в Сибири и в Казахстане ее выращивают как плодовое и декоративное растение. Ирга хороший медонос, мелкие белые цветы этого кустарника охотно посещают пчелы. В конце июля — начале августа на ирге появляются синевато-черные или красновато-фиолетовые плоды, достигающие 10 мм в диаметре. Их сладкая сочная мякоть содержит сахара, органические кислоты, витамины А и С. Плоды ирги можно есть и в свежем и в сушеном виде. Из них делают настойку, пастилу, варенье и соки. ЧТО ТАКОЕ АДАМОВ КОРЕНЬ Прошу сообщить, что представляет собой адамов корень, есГь пи у него лечебные свойства! Н. К. Богданов, Москва Адамов корень — народное название корневища ядовитого растения переступня белого (Bryonia alba ) из семейства тыквенных. Это многолетнее травянистое растение с крупными листьями, похожими на листья огурца, и длинным стеблем с усиками. Переступень растет в Крыму, на Кавказе, в Средней Азии; иногда его выращивают в парках — украшают беседки и ограды. В клубневидных корнях переступня есть алкалоидо- подобное вещество бриони- цин, ядовитые глюкозиды брионин и брионидин, органические кислоты, дубильные вещества, сапонины и смолы. В народной медицине адамов корень используют как слабительное и 100
болеутоляющее средство. Применяют корень и гомеопаты для лечения воспаления легких, плевритов, острых хронических бронхитов, ревматизма. Лекарство из адамова корня можно принимать только по назначению врача, ни в коем случае не следует заниматься самолечением, поскольку передозировка может вызвать острое отравление. КРЕОЗОТ И КРЕОЛИН Не смогпи бы вы сообщить о креозоте и креопине! Одинаковы ли их дезинфицирующие свойства! В. И. Голов чен ко, Ленинград Креозот — это маслянистая жидкость с запахом древесного дегтя. Получают ее сухой перегонкой древесины лиственных пород, преимущественно бука. В состав креозота входят различные эфиры фенолов, в основном гваякола и крезола. Креозотом пропитывают столбы и шпалы, чтобы предохранить древесину от гниения; при обогащении руд его используют как флотореагент. Креолин — концентрированная водная эмульсия мыльного эмульгатора и масел, которые получают при термическом разложении угля, древесины, торфа или сланцев. Основу креолина составляют органические соединения ароматического ряда, в частности фенол и крезолы. Креолин бывает бесфенольным и феноль- ным; есть также активированный креолин, в который для усиления действия добавлены инсектицидные препараты. Крезолы, входящие в состав креозота и креолина, обладают сильными дезинфицирующими свойствами, поэтому в животноводстве креолином уничтожают эктопаразитов (блох, клещей), обрабатывают помещения для скота и птицы, а креозотом ветеринары лечат иногда чесотку, гангрену легких и некоторые желудочные заболевания животных. КАК ПОСЕРЕБРИТЬ ИЗДЕЛИЕ ОТРАБОТАННЫМ ФИКСАЖЕМ Можно ли испопьзовать отработанный фиксаж дпя серебрения различных изделий, в том числе стеклянных! Как это сделать! К. А. Кирсанов, гор. Александрия Кировоградской обл. Металлическое серебро из отработанного фиксажа можно осадить только на цинк, медь или латунь. Изделие нужно отшлифовать до блеска наждачной бумагой, затем прокипятить в 10%-ном растворе кальцинированной соды, тщательно промыть водой и опустить в отработанный фиксаж. Через 5—10 минут на поверхности появится слой серебра. Остается хорошо промыть изделие водой, высушить и отполировать. Если необходимо таким же путем посеребрить предметы из других металлов, их предварительно покрывают тонким слоем меди. А чтобы покрыть серебром стекло, придется выделить серебро из отработанного фиксажа, потом превратить его в азотнокислую соль и с ее помощью посеребрить стекло. Об этом мы уже писали в журнале («Химия и жизнь», 1967, № 7; 1968, № 10; 1969, № 6; 1970, № 11). О ЦЕЛЕБНЫХ СВОЙСТВАХ РЕДЬКИ У меня в семье пьют при простуде сок редьки. Действительно ли у редьки есть целебные свойства! Л. Максименко, Подольск Еще во времена Гиппократа редькой лечили самые разные болезни, да и сейчас народная медицина использует ее при простуде, плохом аппетите, отеках. Сок редьки, иногда пополам с медом, пьют при заболеваниях печени, желчевыводя- щих путей, а при некоторых формах малокровия помогает редечный сок, смешанный со свекольным и морковным. Готовят его так: сначала трут овощи, взятые в равных количествах, отжимают сок и сливают его в бутылку темного стекла. Затем бутылку обмазывают тестом, не закрывая горло (жидкость должна испаряться) и ставят в духовку на три часа, чтобы сок потомился. Пьют его перед едой по столовой ложке три раза в день. Редечный сок уменьшает кашель при простуде. Для приготовления такого сока из корня редьки вырезают не до дна середину и либо наливают туда мед, либо насыпают сахарный песок. Закрыв отверстие кусочком редьки, корень ставят на четыре часа в теплое место. Скопившуюся жидкость надо перелить в какую-нибудь посуду — лечебный сок готов. Взрослые пьют его по столовой ложке, а дети — по чайной несколько раз в день. Кстати, если вы простудились, а дома не оказалось горчичников, разотритесь соком редьки. Действует он не так сильно, как горчица, но достаточно эффективно. Репутацию редьки как лечебного средства подтверждает и состав ее корнеплодов. В них есть гликозиды, эфирные масла, витамин С и лизоцим, обладающий сильным бактерицидным действием. И хотя мы едим редьку просто за обедом без всякого опасения, все-таки перед употреблением ее с лечебными целями обязательно посоветуйтесь с врачом. 101
Встречи с читателями Редакция «Химии и жизни» и правление киевской организации общества «Знание» провели устные выпуски журнала в Институте молекулярной биологии и генетики АН УССР Киевском государственном университете имени Т. Г. Шевченко, на Комбинате химического волокна, Заводе химреактивов и в Производственном объединении «Укрбытхим». Во встречах с читателями приняли участие главный редактор «Химии и жизни» академик И. В. Петрянов-Соколов, зам. главного редактора М. Б. Черненко, зав. отделом В. В. Станцо, а также наши авторы — кандидат медицинских наук Г. М. Шингарев и писатель-фантаст К. Булычев. Предлагаем около миллиона тонн агримуса Агримус — отход производства фурфурола по схеме французской фирмы «Агрнфуран». Состав продукта: до 7% РЛ, цо 3°/о К2О, до 3% Na20, остальное — органическая часть. Агримус можно использовать в качестве удобрения. Наш адрес: Днепропетровская область. Верхнеднепровский район, поселок Днепровский, Крахмало-паточный комбинат. Из писем в редакцию Федоров? К сожалению, нет: Солоухин... Сравните: журнал «Химия и жизнь», 1975, № 10, стр. 124—125 — статью с<Тмин» А. Федорова — и книгу В. Солоухина «Олепинские пруды» (Москва, 1973), стр. 301 и далее. Что-то уж очень много общего. Мне кажется, что А. Федоров свою статью украсил с помощью недозволенного приема отрывками, мягко говоря, заимствованными. Не хотелось бы более видеть это имя на страницах уважаемого издания. Е. СКАЗОЧКИН, Киев От редакции. В статье, которую нам прислал из Ленинграда студент-выпускник Ленинградского химико- фармацевтического института А. А. Федоров, часть текста, действительно, оказалась списанной; мы этого, к сожалению, вовремя не обнаружили. Печатать этого автора больше не будем. Приносим свои извинения В. Солоухину и читателям журнала. Метод лечения, старый как мир В пятом номере журнала за прошлый год на последней странице обложки вы рассказываете о том, что арсенал психологов пополнился сентографическими методами (методами измерения человеческих чувств), причем утверждаете, что это произошло недавно. Но почему? Ведь подобными методами (пусть и не на теперешнем научном уровне) еще в XI веке пользовался великий Ибн Сина. В биографической, книге об Авиценне я прочитала о таком случае. У одного из знакомых Ибн Сины заболел брат. Он целыми днями лежал, отказывался от пищи и никак не реагировал на окружающее. Ибн Сина взялся вылечить больного. Он нашел у него пульс и попросил присутствующих родственников называть женские имена. Когда было названо имя любимой девушки больного, пульс резко участился. Авиценна не промедлил с предписанием: пусть женится на ней! Больной женился и выздоровел. А вы пишете — новый метод! С уважением, постоянная читательница медсестра Т. П. ДУБОВСКАЯ, Челябинск 102
* J>4lv Подожжем — погаснет... Поверхностная — в тепловую Луч света в царстве коллоидов Чуть сложнее, чем требуется... Заоблачная жизнь ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ Подожжем— погаснет... Недавно я проделал дома простои и интересный опыт. Его можно, пожалуй, назвать так: «Подожжем — погаснет, погасим — загорится». Если тлеющий уголек (таблетку карболена) положить на асбестовую пластинку и поместить ее на колпачок горелки домашней газовой плиты, то как только вы зажжете газ„ уголек погаснет. Если же минут через пять выключить газ, то уголек снова начинает светиться. А происходит это, наверное, вот почему. Форма факела пламени напоминает луковицу. Во внутренней части «луковицы» собираются прод>кты сгорания (СОг, 1ЬО), вытесняя азот, кислород и другие компонешы воздуха. (Кстати, присутствие воды легко обнаружить: сразу после того, как зажжешь горелку, па ее колпачке появляется мокрое пятно, которое потом, по мере нагревания горелки, исчезает.) Когда же мы выключаем газ, то углерод, обладающий достаточным запасом энергии (энергии активации), легко вступает в реакцию с поступающим кислородом воздуха и вновь начинает светиться. Я думаю, нельзя ли при мспить такой эффект для защиты сварных швов от пагубного воздействия па них кислорода и азота воздуха в процессе сварки? Вет.ь это будет гораздо дешевле, чем создавать защитную атмосферу из инертных газов. Сергей НИКИТЕНКО, Бердянск, 9-й класс школы № 9 юз
ЛОВКОСТЬ РУК... Поверхностная — в тепловую В этих заметках речь пойдет о превращении энергии. О свободной энергии поверхности (СЭП) уже рассказывалось в «Химии' и жизни» A974, № 2). Клуб Юный химик печатал опыты по измерению поверхностной энергии жидкостей A974, № II). А сейчас — о СЭП твердых тел, которую, честно говоря, очень трудно измерить. Понадобится известная ловкость рук... Наши опыты призваны доказать, что на твердых поверхностях, так же как и на жидких, сосредоточена свободная энергия. Доказательством будет служить превращение поверхностном энергии в тепловую. Но прежде чем начать опыты — немного теории. Поверхность любого твердого тела, находящегося в атмосфере какого-либо газа, поглощает (адсорбирует) некоторое количество молекул этого газа. При этом свободная энергия поверхности уменьшается. Но исчезнуть она, конечно же, не может. Значит, она меняет вид — превращается в тепловую (теплота адсорбции). Количество тепла зависит от многих факторов. Оно возрастает с увеличением концентрации газов и площади твердой поверхности. Теплота адсорбции зависит и от природы газа, и от природы твердого тела. Поскольку тепла при адсорбции выделяется немного, надо работать при максимальной концентрации сорбируемого вещества. Мы возьмем воду и будем просто смачивать ею твердую поверхность (в этом случае говорят о теплоте смачивания). Далее, нам надо взять поверхность возможно большей площади при малом количестве твердого вещества, чтобы удобно было работать. Поэтому остановим наш выбор на порошках. И наконец, придется позаботиться о чувствительном термометре. Вам не придется обходить магазины в поисках такого термометра, вы сделаете его сами. Обратитесь к рисунку: на нем изображен прибор для измерения теплоты смачивания. Он состоит из стаканчика с мешалкой, в который погружен самодельный термометр — термоскоп. Устройство термоскопа несложно. В небольшую пробирку через резиновую пробку вставлена тонкая, капиллярная трубка с внутренним диаметром около 1,5 мм. Трубка изогнута под углом примерно 95°; удобно, если она заканчивается небольшим расширением наподобие воронки, но это необязательно. В пробирке находится подкрашенная вода B—3 мл); мениск в капилляре должен быть расположен возле перегиба трубки. Мы будем следить за перемещением мениска по наклонному капилляру: когда температура повысится, воздух в пробирке расширится и передвинет мениск (иа на- шем рисунке — вправо). Чтобы измерить температурный скачок, можно сделать миллиметровую шкалу и расположить ее за капилляром. Удобнее, однако, просто надеть на капилляр два скользящих проволочных колечка. Левое будет отмечать начальное положение мениска, правое — конечное. Когда температура установится и мениск перестанет двигаться, миллиметровой линейкой нетрудно измерить расстояние. У нашего термоскопа очень высокая чувствительность. Он обнаруживает изменение температуры всего на 0,01°С. Однако его нельзя использовать для измерения температур, потому что его показания зависят также от изменения давления. Вот почему мы называем его термоскопом, а не термометром. Еще несколько замечаний. Стаканчик лучше взять пластмассовый, чтобы уменьшить потери тепла. Стеклянный же стаканчик надо обернуть несколькими слоями газетной бумаги или поместить его в блок из пенопласта. Обратите внимание на герметичность соединения пробки с пробиркой и с капилляром. После сборки полезно промазать верх пробирки клеем БФ-2. В качестве индикаторной жидкости возьмите дистиллированную воду, к которой добавлено 2% стиральной соды (для улучшения подвижности мениска) и несколько капель красных чернил. Еще лучше взять 104 Клуб Юный химик
органический растворитель, например толуол, и подкрасить его красителем «су- даи-3» — чувствительность термоскопа увеличится. Налейте в реакционный стаканчик дистиллированную воду так, чтобы уровень ее был примерно на 5 мм ниже пробки. Левое проволочное колечко совместите с мениском в капилляре и оставьте прибор на полчаса в покое. Если мениск окажется ниже перегиба или уйдет далеко по трубке, то надо соответственно либо добавить, либо убавить индикаторной жидкости. Чтобы сделать это, выньте термоскоп из стакана и, погружая его в теплую воду, подождите, пока жидкость не подойдет к концу трубки. Только после этого добавляйте или убавляйте жидкость пипеткой. Вслед за тем, поместив термоскоп в воду комнатной температуры, еще раз проверьте положение мениска. Если все в порядке — переходите к опытам. ОПЫТ 1. Обычный речной песок (около 10 г) промойте несколько раз горячей водой. Когда вода станет прозрачной, дважды промойте песок дистиллированной водой, разложите на стекле тонким слоем и оставьте до полного высыхания. Возьмите железную баночку с крышкой, например от гуталина, и прокалите ее для очистки на газовой горелке. 3 г песка, взвешенного с точностью до 0,01 г, перенесите в железную баночку и прокалите в течение 30— 40 минут. Сняв баночку с горелки, сразу же закройте ее крышкой и оставьте до полного охлаждения. Теперь, проверив положение колечка у мениска, всыпьте песок в стаканчик, непрерывно двигая мешалку вверх и вниз. Помешивайте содержимое стаканчика, пока мениск не остановится, зафиксируйте это положение вторым колечком. Расстояние, пройденное мениском, измерьте и запишите. ОПЫТ 2. Вместо песка возьмите 3 г си- ликагеля. Прокалите его в той же баночке в течение часа, после полного охлаждения всыпьте в стаканчик и вновь измерьте тепловой эффект — так же, как в предыдущем опыте. Поскольку у силикагеля поверхность намного больше, тепловой эффект будет выражен сильнее. ОПЫТ 3. Повторите опыт 2, не прокаливая предварительно силикагель. Тепловой эффект уменьшится. Это объясняется тем, что на воздухе силикагель частично насыщается водяным паром (поэтому его и применяют как осушитель). ОПЫТ 4. В качестве адсорбента можно использовать крахмал — картофельную муку. Крахмал надо высушить при температуре 102—Ю5°С (в сушильном шкафу) в течение двух часов или же оставить на ночь в эксикаторе над серной кислотой. И в этом случае тепловой эффект окажется большим: в молекулярной структуре крахмала есть много полярных групп, активно взаимодействующих с водой. ОПЫТ 5. Повторите опыт 2 с силикагеЛем, но вместо воды возьмите органический растворитель, скажем, чистый бензин или гек- сан. Перед опытом растворитель надо «высушить» — удалить из него следы воды (как это сделать — посоветуйтесь с учителем химии). В этом опыте тепла выделяется намного меньше, чем в опыте 2: у ие- полярного органического растворителя адсорбционная энергия невысока. В. ПЧЕЛИН Клуб Юный химик 105
Луч света в царстве коллоидов Коллоидные растворы (золи) известны человеку давно, некоторые сведения о них содержатся в трудах алхимиков. Английский ученый Томас Грэм, заметив, что некоторые вещества образуют гели, дал им название «коллоиды», то есть, в переводе с латыни, «клееподобиые». Познакомимся с некоторыми свойствами коллоидных растворов, но прежде приготовим их. Коллоидный раствор канифоли образуется, если 1 мл спиртового раствора канифоли влить при энергичном размешивании в 80 мл воды. Чтобы приготовить спиртовой раствор, канифоль надо растворять в спирте, пока не появится желтая окраска, а затем разбавить раствор спиртом до обесцвечивания. Другой коллоидный раствор — гидроокиси железа — можно получить, если 2— 3 мл 2 %-иого раствора FeCb влить в 50—100 мл кипящей воды. Хлорное железо при высокой температуре полиостью гндролизуется, образуя гидроокись. Коллоидные частицы имеют размеры от I О-7 до 10~5 см. Они способны рассеивать свет: луч света, пропущенный через коллоидный раствор, становится видимым. Это явление называется эффектом Тиндаля, его можно наблюдать в домашней лаборатории. Для этого надо склеить из картона коробку без дна, как показано иа рисунке. Под коробку поставим склянку с коллоидным раствором и осветим ее через маленькое отверстие. Источник света — фонарь или настольная лампа, достаточно мощные, иначе эффект не заметен; можно 1ч •' % Картонная норобка для наблюдения эффекта Тиндаля За неимением U-образной трубки влентрофореэ можно вести и а прямой (например, в пробирке баз дна); в середину «том трубки вставляют пробку с отверстием также использовать солнечный свет. Через большое отверстие в другой стенке хорошо заметна световая дорожка. Истинные растворы свет не рассеивают, проходящий через них световой луч не виден. У коллоидных частиц есть заряд, поэтому в электрическом поле они движутся направленно. Достигая электрода, частицы теряют заряд, объединяются — золь коагулирует. Этот процесс называют электрофорезом. Проводить электрофорез лучше в U-образной трубке, но можно и в прямой, такой, как на рисунке. Верхняя пробка закрыта неплотно. Электродами могут служить грифели от карандашей, источник тока — обычная батарейка. При электрофорезе коллоидного раствора канифоли частицы теряют заряд и слипаются, но осадок не выпадает. Если вести электрофорез долго, то в одной части трубки будет мутно-белый коагулировавший раствор, в другой — бесцветный раствор спирта в воде. При электрофорезе коллоидного раствора гидроокиси железа у катода появляется осадок гидроокиси железа. И еще об одном коллоидном растворе, точнее об аэрозоле — о табачном дыме. Среда в этом растворе — воздух. Если колбу, наполненную дымом, поместить в коробку и осветить, то ясно видна световая дорожка. Постепенно аэрозоль коагулирует, окраска дыма исчезает. С. РОДИВИЛОВ, Алма-Ата, 10-й класс школы № 106 106 I пмл 4ИММН
ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ! Чуть сложнее, чем требуется... Чтобы показать на соревнованиях высокий результат, спортсмен усиленно тренируется — пробегает и проплывает тысячи километров, поднимает многие тонны, прыгает сотни раз. То же справедливо и для вступительных экзаменов: чтобы заведомо успешно сдать их, надо уметь решать задачи чуть большей сложности, чем экзаменационные. Поэтому мы и предлагаем вам на этот граз задачи, которые носят скорее олимпиадныи характер (кстати, как раз сейчас — время олимпиад). Если вы ие сможете решить задачу самостоятельно, то советуем поступить так: внимательно разобрать решение, а затем постараться восстановить его, ие заглядывая в журнал. ЗАДАЧА 1 Как зависит степень диссоциации тетраокн- ск азота в газовой фазе от общего давления смеси Р? При 20°С константа равновесия К реакции N204^2N02 равна P2NO2/pN2O4=0,l ат и ие зависит от давления. Степень диссоциации определяется отношением числа распавшихся молекул N204 к их исходному числу. ЗАДАЧА 2 Для фотохимического исследования потребовалось узнать число квантов света, падающих на реакционный сосуд объемом 3 мл. Сосуд наполнили светочувствительным раствором ферриоксалата кллня КзРе(С204)з и облучили его а течение двух минут (под действием света иоиы Fe3+ восстанавливаются до Fe2+). Затем 1 мл облученного раствора перенесли в колбочку, добавили реагент, дающий интенсивную окраску с ионами Fe2+, и разбавили водой до 25 мл. Концентрация ионов Fe2+ в этом растворе, определенная на колориметре по интенсивности окраски, оказалась равной 2,26-Ю-5 моль/л. Сколько квантов в секунду падает на реакционный сосуд, если свет полностью поглощается раствором, а каждый квант восстанавливает в среднем 1,25 ионов Fe3+? Сколько времени потребуется для разложения 0,1 г ферриоксалата калия в условиях опыта? ЗАДАЧА 3 Углеводород, содержащий 7,7% водорода, присоединяет бром. Образуется вещество, содержащее 89,2% брома. Известно также, что при действии натрия на углеводород образуется производное, содержащее два атома металла. Определите молекулярную формулу углеводорода, напишите его возможные структурные формулы. Можно ли найти молекулярную формулу, не используя данные о бромироваиии? (Решения задач — на стр. 108) ЧТО НОВОГО В МИРЕ Заоблачная жизнь Сто лет назад, а точнее — в 1875 году, австрийский геолог Э. Зюсс впервые употребил слово «биосфера», которое впоследствии стало ходким научным термином: так называют сушу, воду и атмосферу, в которых есть (или, по меньшей мере, когда-то была) жизнь. Вниз биосфера простирается километров на десять — пробы грунта, взятые со дна океанских впадин, подтвердили это. Ну а вверх? До облаков? Или выше? А если выше, то насколько? Как ни странно, таких исследований до недавнего времени почти не предпринимали. Разве что в тридцатых годах со стратостата взяли пробы на высоте 20 км и обнаружили в них микроорганизмы. А выше для изучения жизни не забирались. И вот — сообщение в «Докладах Академии наук 107
• СССР» A975, т. 224, № 1), которое озаглавлено так: «О микроорганизмах стратосферы». Первые же эксперименты, проведенные с помощью метеорологических ракет, показали, что на высотах примерно до 70 км, далеко за облаками, жизнь все-таки есть. Взгляните на снимок. На нем увеличенные в 12500 раз шаровидные бактерии — микрококки; сняты они в момент деления. Ничего особо примечательного в этих бактериях нет, они давно известны науке. Необычно лишь то, что на сей раз они прибыли из заоблачной выси. Микрококкам посвящена небольшая статья в Большой Советской Энциклопедии, в ее шестнадцатом томе, вышедшем в 1974 году. Там сказано, что эти бактерии «обитают в почве, пресных и соленых водоемах, пищевых продуктах». Выйди этот том годом позже, смело можно было бы добавить: и в стратосфере. Надо сказать, что взять пробу в стратосфере не так- то просто. Прежде всего нужно позаботиться о том, чтобы прибор-анализатор ушел в небо без микроорганизмов на борту. Для этого его тщательно стерилизовали на земле, укладывали в полиэтиленовые мешки, герметизировали и еще раз стерилизовали в течение девяти часов мощной дозой гамма-лучей; контрольные опыты показали, что микроорганизмов после этого действительно не остается. А затем уже помещали в метеорологическую ракету и закрывали конусом. На заданной высоте конус отстреливался, открывалась крышка анализатора, и на питательную среду, помещенную в прибор, оседали мельчайшие частицы, витающие в пространстве. И если это были микроорганизмы, то впоследствии, уже в лаборатории, они размножались в тепле и уюте и вырастали в целые колонии. Только после одного запуска микробиологи не обнаружили роста колоний. В остальных трех микроорганизмы попали на питательную среду и стали расти. Больше всего среди них оказалось микроскопических грибов, поднявшихся с Земли в стратосферу. И не просто поднявшихся, но и выживших там, в невероятно разреженном воздухе и при ужасном холоде. Еще нельзя сказать точно, на какой же высоте проходит граница биосферы, — ведь поставлены только первые опыты. Но уже сейчас ясно, что жизнь не прекращается и в верхних слоях атмосферы. Пусть скромная, пусть неприметная, а все- таки — жизнь1 О. ОЛЬГИН Решения задач (См. стр. 107) ЗАДАЧА I Пусть вначале было п0 молекул N204, из которых продиссоциироваио пх молекул. При этом образовалось 2пх молекул ЫОг (каждая распавшаяся молекула тетраоки- си дает две молекулы двуокиси) и осталось (п0—пх) молекул N2O4. По определению, степень диссоциации а = пх/п0, откуда пх = ап0. Таким образом, в равновесной смеси присутствует " п0—пх = п0—апо= = п0A—а) молекул N2O4 и 2пх = 2ап0 молекул NO2. Общее число молекул равно по A —а) +2ап0=По A +а). Давление газа пропорционально числу его молекул и не зависит от их природы. Поэтому частичные (парциальные) давления тетраокиси н двуокиси азота пропор- 108 Клуб Юный химик
циональны доле этих молекул в смеси и равны соответственно _n0(l-a) p_lz^Lp PN,o4-n0(l+a) F-l+aK и PNO, ~n0(l+a) F~l+a F* Подставляя эти значения в выражение для константы равновесия, получим: 2 4сь* к = Pno/Pn,o4 — 1 _a2 " откуда a = 1/К/DР+К) = V 0,1/DР + 0,1). Из этой формулы видно, что с увеличением давления степень диссоциации уменьшается. Например, при Р=0,1 ат сс= V 0,1/0,5 *** 0,45, а при Р=Ю ат а= V 0,1/40,1 ^«0,05, то есть степень диссоциации уменьшается с 45 до 5%. При очень малых давлениях (Р—*0) происходит практически полная диссоциация (а—Ч), а при очень больших давлениях (Р—*оо) тетраокись азота диссоциировать не будет (а—-0). ЗАДАЧА 2 Рассчитаем сначала, сколько иоиов Fe2*- было в колбочке: п = 2,26-10-0,025-6,02- ■ 1023=3,4 • 1017 иоиов. Столько же ионов в 1 мл облученного раствора, а во всем реакционном сосуде объемом 3 мл их образовалось 10,2- Ю17. Для превращения такого числа ионов требуется 10,2- ■1017/1,25=8,15-1017 квантов света. Значит, за каждую секунду иа сосуд падает 8,I5-10I7/I20=6,8-I015 квантов. Так как за две минуты в реакционном сосуде образовалось 10,2-1017 иоиов Fe24\ то столько же молекул КзРе(С204)з разложилось. В 0,1 г ферриоксалата содержится 0,1-6,02-1023/437= 1,38-1020 молекул; для их разложения потребуется 1,38-10ю- •2/10,2-1017 = 270 минут=4,5 часа. ЗАДАЧА 3 Найдем атомный состав молекулы углеводорода: С :Н = 92,3/12: 7,7/1 = 1 : 1, то есть формула углеводорода СпНп. В результате бромирования получилось вещество СпНлВгщ. Зиая процентное содержание брома, напишем пропорцию: A2п+п+80т) —100% 80т —89,2%, откуда т=1,33п. Формула бромпроиэвод- ного СпНпВп.ззп. Так как два атома углеводорода могут замещаться на металл, то в веществе есть две концевые ацетиленовые (тройные) связи. Теперь надо решить вопрос о длине углеродного скелета молекулы и о его строении. Заменим мысленно все атомы брома иа атомы водорода. У нас получится углеводород СпНг.ззп (мы считаем, что атомы брома присоединяются по всем кратным связям). Если в этом углеводороде нет циклических структур, то его состав должен соответствовать формуле СпН2п+2. Если же в скелете есть циклы, то в молекуле будет меньше атомов водорода; запишем ее формулу в виде СПН2П+2_Х. Приравнивая числа атомов водорода, получим 2,ЗЗп = 2п+2—х, или п=6—Зх. Легко заметить, что имеют смысл только значения х=0 и 1. Но при х=1, п=3, а это невозможно — углеводорода С3Н3 не существует. Поэтому х = 0, п=6. Молекулярная формула исходного углеводорода — СбН6. Учитывая, что в ием есть две концевые тройные связи, запишем структурные формулы возможных изомеров (их всего два): НС=С—СН2—СН2—С=СН СНз НС=С—СН—С=СН А нельзя ли обойтись без данных о бро- мировании? Поскольку в молекуле есть две тройные связи, можно записать ее формулу в виде CnH2n-e- Казалось бы, из состава углеводорода СПНП следует, что п=2п—6, п=6, и задача решена. Однако если в углеродной цепи помимо двух тройных связей есть и другие кратные связи или циклы, то формула углеводорода будет СпНгп-6-х- Вновь приравняем числа атомов водорода: 2п—6—х = п; п=6+х. Таким образом, решение получается неоднозначным. Например, если х=2 и п=8, то мы имеем дело с углеводородом С8Н8. Он может иметь структурную формулу НС = С-СН2—СН=СН-СН2-С = СН. И. ЛЕЕНСОН Клуб Юный химии 109
Все химические реакции протекают во времени. Движение молекул, скорости реакций, их механизмы — все это составляет предмет одной из важнейших областей иауки — химической кинетики. А если так, то и скорость и движение вполне заслуживают того, чтобы рассмотреть их в «Словаре науки». Но прежде чем мы займемся этим, несколько слов о термине кинетика. Он, несомненно, в ближайшем родстве с другим термином — кинематикой, равно как со словами кинематограф и кино. Все оии восходят к греческому ки- нео — двигаю и кинема — движение. Кинетический (в сочетаниях кинетическая теория, кинетическая энергия) берет начало от иной формы того же греческого слова, а именно кинетикос — касающийся движения, имеющий к нему отношение. (А вот с философской школой киников кинетика ничего общего не имеет. Киник, или, в латинизированном произношении, циник буквально означает «собачник», от слова кюон — собака.) ДВИЖЕНИЕ Что такое движение? Над этим вопросом задумывались еще лучшие умы древности. Аристотель писал в «Физике»: «Кто не понимает движения, не понимает природу». Он считал, что движение тела — это такое его состояние, когда оно покинуло одно место и ие достигло еще другого. Таким образом, в само понятие движение заложена двойственность. Это отразилось иа слове: если внимательно присмотреться к нему, то можно заметить, что в нем спрятано слово два. И это не случайное совпадение звуков. Общепринятой теории иа этот счет нет, но, как мне кажется, наиболее удачна этимология О. Н. Трубачева, который возводит движение к праславянскому двигъ — развилка, разветвленная ветка, затем подпорка и рычаг. Связь между развилкой и цифрой два несомненна. Между прочим, праформа двигъ точно соответствует немецкому Zweig — ветка, а оно тоже восходит в цифре два (по-немецки zwei). И два и zwei — родственники, как, впрочем, все цифры в индоевропейских языках. Менее убедительны сопоставления М. Фасмера с английским словом twitch — дергать, тащить, от англосаксонского twice ian, хотя в первых звуках этих слов тоже может прятаться два. Высказывалось и предположение о связи движения с греческим дингано — трогаю, от которого образовалось позже латинское figo — втыкаю, прикрепляю, прибавляю, приколачиваю, пронзаю, воздвигаю. Причастие fixus — твердое, нерушимое, крепкое — породило немало слов в разных языках (фиксировать, фиксаж, фикция и т. п.). Старославянское слово движение образовано от движи- ти — двигать, двинуть. Была и параллельная форма этого слова, не привившаяся в русском языке,— двизание. В древнерусском языке движение означало также жест (в «Пандектах» Аитиоха XI говорится: «И слово, и движение»...).
В 1718 г. в «Географии генеральной» впервые фиксируется сочетание движение Земли, девять лет спустя — движение телес. Как астрономический термин (небесные движения) слово появляется в «Арифметике» Магницкого A703 г.). В документах Петра I движение употребляется и как военный термин (перемещение войск). Как психологический термин, в значении внутреннее движение, порыв души, слово отмечается впервые в «Истории королевы Льджерты» 1759 г.), а в социальном (народное движение)—в 1789 г. СКОРОСТЬ Небольшое задание: попробуйте найти какое-нибудь слово, состоящее в родстве со скоростью. Только пожалуйста, не называйте производных того же корня в разных частях речи (например, скорый или ускорить). Ну как, получается? Навряд ли вы натолкнетесь на правильный ответ, ие имея под рукой солидных этимологических словарей. Что ж, назову некоторых родственников скорости: курс, курьер, ящерица, шуруп. Не очень-то похоже, скажете вы. Однако внешность слов обманчива... Посмотрим, как выглядит слово скоро в славянских языках. Болгарское скоро, как и русское, означает быстро. Но уже сербскохорватское значит нечто иное — недавно. В польском же skoro — как только, почти. Если заглянуть немного дальше, в балтийские языки, то мы увидим слова с другим значением: в литовском skerys — саранча, в латышском skirzata, а также scirgata -— ящерица. В этом нет ничего удивительного, ведь и древнерусское ящеръ в родстве с греческим скаиро — пляшу, скачу. От скачу до скорости — один шаг... Теперь перейдем к слову курс, от латинского cur ere — бежать. Тут уж связь со скоростью бесспорна. Что же означало cursus в Древнем Риме, где, как доподлинно известно, не было ни курьерских поездов, ни университетских курсов, ни курсовок в санаторий? Вот что: бег, быстрое движение, скорый шаг, форсированный марш, состязание на колесницах, путешествие, поприще, путь жизин, ход события, вращение небесных светил и многое другое. Корсары получили свое прозвище от среднелатинского слова cursarius — бегающий; так стали называть морских разбойников в XVI веке. И не забудем коридор, который тоже в родстве со скоростью: итальянское corridore дословно означает «бегающий вдоль стены». К какому же корню восходит вся эта «скоростная» семья? К древнему корню кер — резать, отделять. Отсюда и немецкое Schere — ножницы, и английское scissor — резать ножницами, а также идти быстрым шагом, русское шуруп, немецкое Schraube (винт), английское screw (тоже винт), латинское scroja (опять же винт). На этом закончим нашу этимологическую экскурсию к истокам слова скорость, сказав напоследок, что экскурсия — из того же семейства.. Т. АУЭРБАХ 111
Учитесь переводить Английский —для химиков МНОГОЗНАЧНОСТЬ ЯЗЫКОВЫХ ФОРМ* Also. Известное значение этого слова «также» нередко воспринимается как показатель качественной идентичности нескольких действий. Когда же речь идет о различном использовании какого либо явления, вещества, метода, целесообразней применять другое значение этого слова — «кроме того». Propionic acid is used for the manufacture of esters. It is also used for calcium propionate. «Пропионовую кислоту применяют для производства сложных эфиров. Кроме того, ее применяют для приготовления пропиона- та кальция». The influence of irregular chemical groups on the rate of crystallization is also discussed. «Кроме того, обсуждается влияние нерегулярных химических групп на скорость кристаллизации». Alternative. Это слово выполняет роль либо существительного, либо прилагательного; " соответственно в словаре для него приводятся значения «альтернатива», «выбор» или «взаимоисключающий», «альтернативный». Однако часто слово alternative не означает исключения одной из двух возможностей, а указывает на возможность существования многих вариантов. В таких случаях русскими эквивалентами этого слова должны служить «вариант», «возможность» и «другой», «иной», «возможный»: Therefore a number of alternatives have been proposed. «Поэтому было предложено несколько вариантов». An alternative method of reduction is to use atomic hydrogen. «Другим методом восстановления служит применение атомарного водорода». Additional data are needed to make a decision between alternative mechanisms. «Чтобы сделать выбор между возможными механизмами, необходимы дополнительные данные». * Продолжение. Начало см. «Химия и жизиь», 1976, № I. иг Alternatively. Словарь вообще ие приводит этого наречия, очень характерного для научной и технической литературы. Исходя из приведенных выше значений соответствующего прилагательного, для alternatively в качестве русских эквивалентов можно предложить значения «с другой стороны», «и наоборот», «в ином случае», а также значения «попеременно» или «последовательно»: Alternatively, ethylene glycol and ethylchlo- roformate in the presence of pyridine or sodium leads to l,3-dioxolan-2-one. «С другой стороны, в присутствии пиридина нли натрия реакция между этиленглико- лем и этилхлорформнатом приводит к образованию 1,3-диоксолан-2-она». The solution is filtered through a porcelain crucible, washing alternatively with water and ethanol. «Раствор фильтруют через фарфоровый тигель и промывают последовательно водой и спиртом». Apart. Своеобразность значения этого слова заключается в том, что оно часто указывает на расстояние между отдельными элементами, что приходится выявлять из контекста: The introduction of two aryl groups lowers both frequencies although the distance apart remains about the same. «Введение двух арильных групп понижает обе частоты, хотя расстояние между этими частотами остается почти тем же самым». It is not at all difficult in the microwave region to resolve lines which are half a megacycle apart. «В микроволновой области совсем нетрудно разрешить линии, которые находятся на расстоянии в пол мегагерца одна от другой». Apart from. Это сочетание имеет значение, отличное от значения слова apart и эквивалентное русским «помимо», «не считая», «независимо от»: Apart from being very highly activated the benzyl radical has five possible structures. «Помимо сильно активированного состояния для бензильного радикала возможны пять структур». Approach. В словаре приводятся три общелитературных значения этого слова — «приближение», «подход», «подступ». Однако в языке иауки и техники эквивалент этого слова — «метод»: The statistical approach is more powerful than the kinetic approach because it gives numerical values for constants which cannot be evaluated by the kinetic method. «Статистический метод более эффективен,
чем кинетический, поскольку дает цифровые значения констант, которые нельзя вычислить кинетическим методом». Both of these approaches make it possible to measure the area which a chemisorbed molecule occupies on a metal surface. «Оба эти метода позволяют измерять площадь, которую занимает хемосорбирован- ная молекула на металлической поверхности». Attempt. Хорошо известные значения этого глагола — «пытаться», «попытаться»; однако они применимы лишь тогда, когда за этим глаголом следует инфинитив: We attempted to carry out this investigation. «Мы попытались провести это исследование». Если же после глагола attempt стоит имя существительное, то в качестве русского эквивалента следует использовать глагол «предпринимать»: We attempted this investigation. «Мы предприняли это исследование». Available. Почти все специалисты считают, что to be available можно переводить лишь Короткие заметки Почему бы не съесть упаковку? Если раньше оболочкой для колбас и сосисок служили кишки, то теперь все чаше применяют полимерные пленки— и дешевле, и не столь дефицитный материал. Однако потребители нередко высказывают недовольство: не очень-то удобно отдирать от сосиски пленку. К старинному же способу возврата нет, чтобы удовлетворить спрос, кишок ие напасешься. А нельзя ли обойтись вообще без оболочки? К сожалению, иет. Сосиски и колбасы, равно как мясные и рыбные полуфабрикаты, не могут долго храниться, даже в холодильниках. Предотвратить или по меньшей мере задержать высыхание, окисление, бактериальную порчу — вот в чем заключаются функции оболочки. И чем лучше оиа будет выполнять эти функции, тем полнее сохраняются продукты, тем выше в конечном итоге будет продуктивность сельского хозяйства. Один из заманчивых путей решения задачи — наносить покрытие прямо на пищевой продукт. Причем не пленку, которую надо снять, а съедобное покрытие. Такое, которое ие ухудшит ии внешнего вида, ии вкуса, ии качества продуктов. Созданием таких покрытий занимаются у нас в стра- как «быть доступным» или «иметься в распоряжении». Однако при этом в некоторых случаях может создаться впечатление, будто речь идет о недоступности вследствие, скажем, секретности. В действительности же to be available указывает лишь иа чисто техническую недоступность, и в качестве русских эквивалентов этого сочетания лучше использовать «иметься», «присутствовать»: Far more definite data are available on the reactions of these two reagents with the sugars. «О реакциях этих двух реагентов с са- харами имеется значительно больше конкретных данных». Нередко to be available эквивалентно русскому «быть свободным»: There are six equivalent positions available in benzene. «В бензоле имеется шесть свободных эквивалентных положений». Соответственно переводится и отрицательная форма: Ortho positions are unavailable. «Орто-положения заняты». Доктор филологических наук А. Л. ПУМПЯНСКИЙ не специалисты нескольких лабораторий, в том числе лаборатории полимеров Московского технологического института мясной и молочной промышленности. Для съедобной упаковки используют, естественно, съедобные вещества — белки, полисахариды, водорастворимые производные целлюлозы, жиры. Чтобы покрытия удовлетворяли техническим, гигиеническим и экономическим требованиям, свойства исходных веществ меняют, например химически модифицируя эти вещества, вводя в их молекулы раз- личиые заместители, сшивая воедино разные молекулы. Уже разработана промышленная технология съедобного желатинового покрытия, созданы съедобные составы на основе простых эфиров целлюлозы. Видимо, уже в ближайшем будущем появятся разнога рода полуфабрикаты и готовые продукты, которые мы будем есть вместе с упаковкой, вовсе ее не замечая...
Чт_ В глубины веков за сладостью... Боже ты мой, каких на свете нет кушаньев! Станешь есть — объеденье да и полно Сладость неописанная! и. в. гоголь. «Вечера на хуторе близ Диканьки» Сейчас трудно представить, что львиную долю человеческой истории (почти до XIX века!) единственным по-иастоящему сладким кушаньем для большинства людей был только мед. Конечно, другие дары леса тоже изредка украшали «сладкий стол» первобытного человека и средневекового рыцаря. И все же высшее вкусовое наслаждение давал мед — его считали идеалом лакомства. Однако первобытные люди, как это ни странно, не только не могли, но и не хотели есть сладкое.. По крайней мере так утверждают этнографы Г. Клемм, Ю. Лип- перт и Ф. Рацель, взгляды которых горячо поддержал известный немецкий историк химии Э. Липпман. В своей книге «История Сахаров», вышедшей в Лейпциге в 1890 году, Липпман писал, что человек стал сластеной лишь после перехода охотничьих народов от питания мясом к регулярному потреблению растительной пиши, то есть к земледелию. Невкусные зериа, которые на первых порах составляли рацион земледельца, требовали каких-то приправ. Этими приправами стали соль и мед. Чем большую часть рациона захватывала растительная пища, тем сильнее становилась потребность человека в меде и сладких растительных соках — таков был вывод, к которому пришли этнографы. проанализировав обычаи и склонности народов, находившихся иа низких ступенях экономического развития. И в наши дии африканские племена, населяющие низовье Замбези, где меню состоит из маниока, земляных орехов и другой растительной пищи, энергично используют мед. Мед в большом ходу и у австралийских аборигенов, жителей Полинезии, Соломоновых островов и Фиджи, где люди утоляют голод главным образом растениями. Напротив, народы, евшие много мяса, не очень нуждались в сладком, например тибетские скотоводы, лапландцы, тунгусы, калмыки. медом единым:.. В древности мед считали необыкновенным веществом. Мед шел в дело при жертвоприношениях, медом платили дань, им лечили душу и тело. Римский поэт Вергилий говорил о меде как о «небесном, благоухающем подарке». Он считал, что пчелы собирают мед из утренней росы. По Плинию, мед рождался в воздухе при благоприятном расположении небесных светил, затем оседал на листьях деревьев в виде капелек, а уже с листьев его собмрали пчелы. Американский историк медицины Ч. Брим в весьма любопытной книге «Медицина по библии» (Нью-Йорк, 1936 г.) пишет, что библейские тексты упоминают мед 21 раз. По библии, страна, «текущая молоком и медом» — это край всяческого благополучия и процветания. Есть мед и в древнегреческих мифах. Одна из легенд даже указывает место, где мед якобы впервые был введен в употребление. Это будто бы остров Крит, где нимфы Амалтея и Мелисса вскармливали медом младенца Зевса. Другая легенда гласит, что когда кормилица будущей знаменитости — философа Платона — положила его под миртовый куст, мимо пролетал пчелиный рой и уронил мед на губы ребенка. Этим сладким каплям и обязан Платон своим красноречием. То и дело упоминаются мед и пчелы в «Илиаде» и «Одиссее» Гомера. Конечно, Гомер, как и большинство античных авторов, под медом и пчелами подразумевал только дикий мед и диких пчел. Пчеловод- 114
av:*« of n i i-ог- v —' **t*\ W«fr, m рл\ Один только вид бочки с сахаром заставлял уличных мальчишек, позабыв все на свете, бросаться к заветной сладости в надежде отхватить кусочен... Именно втот момент запечатлен в середине прошлого века английским художником Е. Т. Паррисом у знаменитого тогда в Лондоне баналейного магазина на Очард Стрнт. Здание не сохранилось ство же зародилось позже — где-то в девятом веке новой эры. Мед издавна был не только лакомством, ио и лекарством. Гиппократ, например, составил 260 рецептов, в которых фигурировал мед, то в чистом виде, то в смеси с другими веществами. 115
Но не только в Риме и Древней Греции ценили мед. Например, Геродот с немалым удивлением рассказывал о странном, с его точки зрения, применении меда в «варварской» Европе. Здесь место первоисточника опьяняющих напитков, занятое у греков и римляи виноградом, оказалось вакантным. Но, как известно, «свято место пусто не бывает...». Превосходные бродильные свойства меда почти два тысячелетия использовали на всю мощь. У славян считалось, что вкусившие во время празднества общее медовое питье (или просто медовое блюдо) становились родственниками. Долго хранились иа Руси отголоски этого обычая. Однако и обычаи, и сам мед отступили перед сахаром. ОТ БЕНГАЛИИ ДО САНТО-ДОМИНГО И ОТ МАКЕДОНСКОГО ДО КОЛУМБА Когда мы говорим «бенгальский огонь», мы имеем в виду пиротехнический состав, введенный в употребление в индийской провинции — Бенгалии. Под бенгальским тигром мы, естественно, подразумеваем вид тигра, родина которого тоже Бенгалия. Но мы никогда не говорим «бенгальский сахар». А жаль: еще в прошлом веке было доказано, что древняя Бенгалия — единственное место на Земле, откуда сахарный тростник начал свое (по правде сказать, не всегда победоносное) шествие по континентам. Первыми европейцами, познакомившимися с сахарным тростником, были полководцы Александра Македонского — Неарх и Оиесикрит. В сообщениях из Индии в 327 г. до и. э. полководцы писали, что тростник может давать мед (слово «сахар» тогда еще ие употреблялось) без участия пчел и что из него готовят .опьяняющий напиток. (Ни в библии, ии в коране нет ни слова о сахаре. Вероятно, святые пророки и Магомет довольствовались только медом. Правда, преемник Магомета Омар будто бы отведал тростниковый сахар в Месопотамии, куда тростник в незапамятные времена привезли опять-таки из Индии.) После арабских завоеваний VII—IX веков возделывание сахарного тростника началось в Египте, Сирии, Южиой Испании. В 966 году сахар появился в Венеции. Расторопные венецианские купцы попробо- не вали наладить торговлю сахаром с Центральной Европой. Однако сладость поступала в мизерном количестве, и попытка венецианцев угасла сама собой. Спустя сто лет, во время первого крестового похода, европейцы вплотную столкнулись с сахаром: в Сирии были огромные плантации тростника. Не имея ни малейшего представления о методике добычи сахара, крестоносцы поначалу подражали местным детям — высасывали жижицу из стебля. Позже в ливийском городе Триполи крестоносцы узнали способ сахароварения в глиняных горшках. Это и спасло воинствующих христиан от страшного голода. Познав, таким образом, ие только вкус, но и ценность нового продукта, европейцы решили приблизить тростник к родным местам. Увы, попытки возделывания тростника были успешны только иа юге Франции, где уже к 1150 году началась бойкая торговля сахаром. И все же в начале средневековья сахар, главным образом из-за дороговизны, считался чем-то средним между диковинкой и лекарством. Однако некоторые историки оспаривают это мнение. Оии доказывают, что хотя в средние века сахар и продавали в аптеках, но в данном случае аптекари выступали в роли обычных лавочников, которым предписывалось «снабжать своих сограждан сладкими пряниками и сахаром». Как бы там ни было, но шествие сахарного тростника по миру продолжалось. Выдающимся моментом стало его расселение на плантациях Нового Света. Не кто иной, как Колумб перенес сахарный тростник с Канарских островов иа Санто-Доминго (Гаити). Выращивание тростника в Центральной и Южной Америке быстро превзошло производство сахара во всех других краях, вместе взятых. Этому содействовали и благодатный климат, и беспощадная эксплуатация вывезенных из Африки невольников. Но на сахарном тростнике свет клином не сошелся. ПРО САХАР ИЗ КУХНИ ФАРАОНА И ПРО КЛЕНОВЫЙ СОК Какие растения самые сладкие? Древнеегипетские папирусы, написанные три тысячи
лет назад, на этот счет ие сомневались: «идем» и «дипсу». «Ндем» (в переводе сладкий) получали из бобов. Этот сироп, содержащий 30—45% сахара, был очель дорогим и попадал иа кухню лишь к фараону и высшим жрецам. Сироп «дипсу» добывали из сока дактиловой пальмы: в нем было 8—16% сахара. «Дипсу» был немного дешевле «идем» и его могли себе позволить состоятельные люди. В Камбодже поступали по-иному: до X века сахар добывали из сока пальмы Borassus flabelliformis. Эта пальма за сезон дает около 200 литров сока, из которого выпаривали 30 килограммов сахара. Добыча сладости была рискованным мероприятием — нужно было срубить верхушку двадцатиметровой пальмы. Да что там Камбоджа, даже в Беигалии, иа родине сахарного тростника, сладости получали из сока дерева Arenga pinnota. В Африке, иа Филлипииах и Борнео и до наших дней в ходу самые разные способы добычи сахара из сока пальм. В России и Польше пальму некогда заменяла береза. Могучие, росшие во влажных местах белые стволы давали 50 литров сока в день. В XVIII веке в Литве и Белоруссии сахар варили из пастернака и петрушки, корнеплоды которых содержат 8—10% сахара. Крепостные в этих краях обязаны были поставлять своим господам пастернак, из которого делали сахар и гнали водку. Индейцы же Северной Америки издавна пользовались сахаром из кленового дерева. Свое лакомое блюдо индейцы готовили с помощью простейшего метода физической химии — сгущения вещества при замораживании. Отсутствие холодильников ничуть не беспокоило их. Сладкий сок, добытый из разрезов иа кленовых стволах, разливали в глиняные горшочки и оставляли холодной ночью в поле. Сок, открытый всем ветрам, к утру застывал. Получались далеко не чистые льдинки, которые с удовольствием сосали старые и малые. Европейцы, не будучи оригинальными, продукт местного производства назвали сладким льдом. Но по нынешним понятиям, это куда ближе к мороженому. Шло время, и для получения кленового сахара была применена та же технология, что и для производства тростникового. Несмотря иа бум, который пережило кленово- сахарное производство в XVII—XVIII веках, оно не смогло сделать сахар дешевле. Нужды европейцев требовали найти источник сахара иа месте. Довольно скоро такой источник был найден: в 1747 году немецкий химик А. Маргграф обнаружил кристаллы сахара в тонких срезах корней свеклы. Ныне важность открытия очевидна — с него берет начало свеклосахарная индустрия. Однако это уже другая тема — в промышленной свеклосахарной технологии автор не считает себя компетентным. Впрочем, ни тростниковый, ни свекловичный сахар не смогли затмить целительных свойств меда. Сам открыватель сахара в сахарной свекле А. Маргграф был большим любителем меда и предпочитал пчелиный продукт всем прочим сладостям. 3. Е. ГЕЛЬМАН Из писем в редакцию Грязь, которой моют Объясняя в «Словаре науки» происхождение слова мыло, автор сообщает, что это слово, как и глагол мыть, близко к понятию грязь в некоторых языках (древнеиндийское мутрам и сред- неперсидское мутрэм). Мыло — это то^ чем отмывают грязь; однако возможно другое, не менее интересное толкование. Вспомним, что производство мыла и применение его в быту в широких масштабах началось только в XIX веке. Чем же мылись люди прежде? Глиной! Да, глиной: бентонитовой, монт- мориллонитовой, килом. То есть тончайшей «грязью» с высокими сорбционными свойствами. Я помню с детства, как грузинки, стараясь сохранить мягкость и блеск волос, мыли голову глинами местного происхождения (асканитом, гумбрином и др.). Итак, понятие мыть действительно связано с грязью, но скорее всего не с той, которую отмывают, а с той, которой моют. Профессор Н. Т. КВАРАЦХЕЛИЯ, Тбилиси 117
крольчихи другой, которая затем продолжала успешно растить приемыша. Потом такой же эксперимент провели с овцами, затем с козами, а в 1951 году со свиньями и с коровами. Ныне технику извлечения эмбриона у одной коровы, пересадки его другой и получения от нее полноценного теленка можно считать отработанной. Вот коротко суть метода. Для начала родоначальнице вводят фолликулостимулиру- ющий гормон (либо так называемый гона- дотропин сыворотки жеребой кобылы), в результате вместо одной яйцеклетки ее организм выбрасывает 10—15; все они оплодотворяются. Если дальше не вмешиваться в ход событий, то эмбрионы либо рассосутся, либо возникнет множественная беременность, чреватая для коровы серьезными осложнениями вплоть до бесплодия. Поэтому через четыре-пять дней после оплодотворения — пока эмбрионы еще не прикрепились к стенкам матки и свободно плавают в ней — их оттуда вымывают. Эмбрионы еще совсем крошечные — около 0,2 мм диамет- 118 Мычащий инкубатор Представьте себе такую ситуацию: хозяйство решило обзавестись высокопродуктивным молочным стадом, для чего приобрело несколько элитных животных — много не купишь, они стоят очень дорого. Но одна рекордистка за всю свою жизнь может принести лишь 8—10 телок и телят. Сколько же времени потребуется для формирования целого стада? Если понадеяться на матушку-природу, то десятилетия... Как сообщает журнал «World animal review» A975, № 13), в Канаде создана технология ускоренного получения потомства от элитных коров. Основана она на пересадке эмбрионов. В 1890 году в Кембридже (Англия) впервые удалось пересадить эмбриона от одной
ром — и состоят всего из 32 клеток. Вначале их держат в чашке и стеклянной пипеткой вылавливают оттуда по отдельности, чтобы определить с помощью микроскопа, полноценны ли они. Затем отобранный экземпляр хирург вводит микрошприцем в матку приемной матери — простой, малоценной буренки. Она должна будет вырастить и произвести на свет наследного принца или принцессу. Чтобы буренка-инкубатор, или, как ее именуют в научной литературе, реципиент- ка, могла достойно выполнить свою задачу, необходимо завести и ее воспроизводительный цикл: для этого ей тоже вводят гормоны, одновременно с родоначальницей. Лучшими для такой цели оказались простагландины, потому что они не вызывают никаких побочных эффектов. Описанным выше способом за 15 месяцев от одной элитной коровы получают в среднем пять телят (два раза с интервалом в два-три месяца у нее извлекают яйцеклетки, а затем, чтобы подобные операции не повредили рекордистке, ей дают отелиться и собственным теленком). За первый год работы канадские исследователи вырастили 65 таких «незаконнорожденных» телят. В рекордных случаях удавалось вызвать беременность сразу у дюжины приемных мамаш. Что же сулит созданный канадцами метод? Прогнозы многообещающие, хотя, конечно, не все так безупречно, как хотелось бы. Но сначала о надеждах. Когда все будет отработано, многие хозяйства смогут выращивать элитных телят, даже не приобретая дорогих высокопродуктивных коров — достаточно будет купить эмбрисны. Это существенно сократит срок создания стад. Кстати, уже сейчас эмбрионы можно пересылать по почте (обычно их пересаживают ре- ципиентке через 4—5 часов после оплодотворения, но они могут храниться и больше — до четырех дней). Селекционеры без особого ущерба для скорости воспроизводства стада будут выбраковывать около 90% животных и получать потомство от оставшихся, лучших из лучших. А вот какие проблемы пока не решены. Во- первых, реципиентки нередко подводят экспериментаторов. Удачной оказывается только одна из двух-трех беременностей: то ли эмбрионы повреждаются во время пересадки, то ли они не желают признавать новых мамаш. Во-вторых, способы хранения микротелят все-таки пока несовершенны; чтобы дело можно было поставить на поток, сроки хранения должны быть существенно увеличены. О некоторых успехах в этой области научная печать уже сообщала, рассказывала о них и «Химия и жизнь» (см. № 2 за 1974 год). Суть упомянутых работ: оказалось, что эмбрионы можно замораживать, не нарушая их жизнеспособности, потом из пролежавшего в морозильнике микросущества можно вырастить нормальное животное. В Кембридже (Англия) выращивали телят из эмбрионов, замороженных на стадии дробящейся яйцеклетки. Однако этой технологии еше г.редстоит долгий путь — от стадии научной сенсации до обычного производства. И наконец, пересаженный теленок пока обходится слишком дорого: например, в США 2000 долларов платят за диагноз начавшейся беременности и столько же — за операцию пересадки. Ученые, однако, надеются, что цифры эти существенно уменьшатся, когда технология будет усовершенствована и дело примет промышленный оборот. Вот один из возможных путей усовершенствования. Яичники коровы содержат много яйцеклеток, но современные методы извлечения (скажем, обязательно после оплодотворения) не позволяют пока всеми ими воспользоваться, поэтому экспериментаторы испытывают нехватку эмбрионов. Если бы удалось изменить технологию — извлекать неоплодотворенные яйцеклетки, а затем оплодотворять их в пробирке, то с дефицитом эмбрионов было бы покончено. Тогда в каждую буренку можно было бы помещать не по одному, а по два эмбриона — двойни у коров бывают. Такой поворот дела принес бы огромные экономические выгоды. Не исключено также, что эмбрионы можно будет заранее сортировать по полу. Вот тогда мычащий конвейер заработает в полную силу. А. ПАСТУХОВ 119
Архив К. Ф. Рулье о пигментации у домашних животных Профессор зоологии Московского укиверситета Кврл Францевич Рулье был не только выдающимся естествоиспытателем, но и великолепным популяризатором иауки. Его «Избранные биологические произведения», вылущенные в 1954 году в серии «Классики науки» тиражом в пять тысяч экземпляров, стали библиографической редкостью. С одной из его статей, написанной в 1854 году, мы и знакомим читателей (печатается с сокращениями). Речь идет о закономерной игре пигментов на шкурах домашних животных. С момента публикации «От нечего делать» — так Рулье назвал саою статью — микуло больше ста лет. Точного объяснения, почему идет смене пигментации, он дать не смог. Увы, на этот вопрос ие может дать однозначного ответа и современная наукв (об одной из гипотез говоритсв не 3-й странице обложки номера]. Не обьяснено и другое явление, на которое Рулье не обратил внимания: почему лятна на шкурвх животных всегда асимметричны! Весна да осень всегда на пегой кобыле ездят. Древ, послов. Было время, когда удерживаемые дома продолжительным недугом, мы проводили досужные часы у окошка. Ежедневно, особенно же в базарные дни, мимо нас проходит множество лошадей. Читая что-либо или сидя без всякого дела, мы невольно, от нечего делать, смотрели на лошадей и не заметили, как вкралось в душу наблюдение, что очень много белоножек; впоследствии к этому присоединилось и другое, что несравненно чаще лошадь белоножка на задние ноги, нежели на передние. Однажды, когда перед нами прошло несколько сот лошадей кавалерийского полка, наблюдение это дошло до такого ясного сознания, что начало нас сильно занимать. Мы держали заклад с нашими товарищами, что узнаем, которые ноги у лошади белые, ежели только они нам скажут, сколько у нее белых ног; за каждый угаданный случай нам платили единицу пени, а мы платили три за неугаданный случай, и к величайшему нашему удовольствию мы постоянно были в выигрыше, т. е. из всего числа наблюдаемых лошадей более трех четвертей подходили под ■ замеченный нами закон, состоящий в том, что у лошадей белоножек белеют прежде задние ноги (чаще задняя правая), потом уже передняя (чаще левая передняя), так что ежели у лошади одна белая нога, то это всего чаще одна из задних ног (чаще правая), ежели три белых, то обыкновенно при двух задних бела одна передняя, и, наконец, обе передние белы обыкновенно только при обеих белых задних. Мы задали себе такой вопрос: нет ли вообще какой-либо правильности в размещении пятен на темной масти, или поле, в пеготе пегих лошадей? Известно, что пестрота цвета домашних животных есть один из признаков их порабощения, что дикие их родичи, от которых они произошли, имеют одинаковый сплошной цвет, и это справедливо относительно всех порабощенных зверей. Относительно лошади мы не знаем цвета ее родича, потому что бурые американские суть только одичавшие, а в Азии и в степях южной России кочующие полудикие, по преимуществу, серо-мышиного цвета, с некоторою желтизною — цвета, который так обыкновенен степным животным и которым отличается по преимуществу животное африканских степей. Но возвратимся к нашему вопросу. Нас заняла пегая лошадь, и отныне в городе и в деревне мы везде отыскивали только пегих лошадей и признаемся, что сначала мы не могли отыскать никакой правильности в размещении белых пятен на теле лошади вообще. Скоро, однакож, объяснилось, что в неуспехе виновны мы сами: не так брались мы за наблюдения, как следовало, мы забыли, что в самых трудных и многосложных явлениях наука предлагает возможно верного руководителя точных исследований — метод сравнительно-исторический. 120
Вот как мы поступали. Сравнивая между собою несколько сот пегих лошадей, мы заметили, что на теле их есть места, которые легко покрываются белыми пятнами, в противоположность другим, трудно покрывающимся. К первым, например, относятся лоб (так называемая звездочка, или стрелка), вся передняя и нижняя часть головы с губами, средняя доля гривы и хвост; к трудно покрываемым белым [и] пятнам [и] относятся боковая часть чрева, непосредственно пред задними ногами, особенно же нижняя часть груди между передними ногами; по крайней мере встретить здесь белое пятно очень трудно; грудь даже и тогда не бела у лошади, когда почти все тело у нее белое. Назовем места, легко белеющие, уступчивыми белому цвету, а противоположные им — устойчивыми. Самые белые пятна на темном поле мы почитаем наплывными, т. е. появляющимися вследствие особенных частных причин в лошадях прежде не пегих. Итак, другой закон состоит в том, что пегота лошади часто начинается со лба, даже без белых ног. Но как же размещаются пежины на туловище? Откуда начинается пегота на туловище в породе лошадей? Отыскивая возможно простые и малые пятна на туловище, мы заметили, что они обыкновенно прежде всего лежат на пространстве между холкою и срединою гривы, потом следует белое пятно на передней части живота, непосредственно позади передних ног; потом эти два пятна на туловище начинают стекаться, и лошадь является как бы перехваченная белым пятном от средней части гривы к передней части чрева позади передних ног. Нельзя здесь не заметить обратного отношения ног и туловища к расплыванию пежин: на ногах пегота начинается с задних ног, так что задняя сторона их даже бывает бела выше передней стороны и задние ноги белее передних, как и на передних ногах; а на туловище пегота начинается обыкновенно с передней части его. Далее наблюдая, заметили мы новый закон относительно расплывания пежин по туловищу: они идут не вдоль лошади, а поперек ее, так что лошадь является как бы перехваченною поперек ее туловища белыми ремнями, более или менее широкими и правильными. Мы так были приятно поражены успехом занятий наших от нечего делать, что пожелали точно так же ничего не делать и относительно других животных, приложить и к их пеготе метод сравнительно-исторический. Не будем утомлять читателя повторением всех подробностей, а скажем только о конечных выводах. Мы наблюдали коров, собак, кошек, кроликов и нашли, что и в них есть постоянные законы наплыву белых пятен, но законы эти отличны от законов наплыва того же цвета у лошади. Так, у собаки и кошки, сходствующих почти совершенно в этом отношении, два наиболее уступчивые места на теле — лапки (что заметил простолюдин в остроте своего рода: «вишь — собака или кошка — чулочки надела, а башмачки или сапожки позабыла») и грудь; первым местом собака и кошка представляют сходство с лошадью, причем, однакож, нет преобладания пеготы задних ног пред передними; начинанием же пеготы с груди эти два животные прямо противоположны лошади, и величайшею несообразностью были бы изображения лошади не совершенно белой, а еще более совершенно темною, с белою грудью, или изображения собаки и кошки пегих с темной грудью. Лошадь с Чертеж f. Ор*лк«, обыкков*нн*йшвя дворняжка, глаэмт эв воротвми 121
Чертеж 2. Лошади крестьянская (формы сняты с известной лошади скульптора Мэнэ); начало каллыва пятен на легко уступчивые места ног, туловища и хвоста Чертеж Э. Крестьянская лошадь, у которой уступчивые места туловища качинают сплываться как между собой, так и с лятнамн на когах Чертеж 4. Лошадь, у которой основной цвет остался в четырех пятнах на самых устойчивых местах. Впоследствии уничтожится лреждв пятно на спин*, лотом явред заднею ногою, далее нв груди и всего позже ка щвквх. (Скажите, много ли осталось черных пятен на лошади, и мы вам скажем, где эти лятна лежат) белою грудью на темном поле или пегая собака с темною грудью были бы более уродливы, нежели двуголовая лошадь или собака; второе все-таки встречается в природе, а первое едва ли когда. Так много особенностей в физиологии каждой породы животных, так много нужно наблюдательности физиономисту и живописцу, чтобы не впасть в резкое разногласие с истиною, и так мало дорожим мы наблюдениями: «наблюдать нечего, около нас все уже сделано, а случаев особенных путешество- 122 вать нам не дано; вот и сидим мы, ничего не делая». Займемся же от нечего делать. Между кошкою и собакою есть еще и то сходство, что у обеих голова принадлежит к самым устойчивым частям; отличие же между ними то, что у собаки после головы самое устойчивое место крестец пред началом хвоста, а чрезвычайно уступчивые места на шее, на которой часто повязывается ошейник, и кончик хвоста (черт. 1). У коровы опять иная последовательность появления пятен. Первоначально пятно
чертеж 5. Корооа [с картины английской школы] с началом белых лятен на самых уступчивых местах: вымени и лбе Чертеж 6. Пятив идут вдоль брюшкой и слинкой стороны чрева и соединяются на голове Чертеж 7. Белов лятко перехватывает чрево. Остатки черного поля в виде пятен является на лбу, ближе к рогам, или на вымени: это самые уступчивые места. От вымени пятно идет часто по нижней части живота к груди, захватывая часть ног, а с головы — вдоль шеи и спины до хвоста, так что расплывание пятен здесь совершается вдоль туловища, что прямо противно ходу пятен у лошади и даже не случается у собак и кошек, где пятна идут только по нижней части, но не по спине туловища: корова с продольною белою полосою — явление обыкновенное, у других даже домашних животных столь же редко и для глаза нашего непривычно, как и самое редкое уродство. Белоголовая корова — явление обыкновенное, белоголовая лошадь чрезвычайно редка, а белоголовые кошки и собака пока еще нам не встречались. Опять намек живописцам. Есть в корове и другие два признака, из которых один ей исключительно принадлежит, а другой она разделяет с собакою: белые пятна на туловище расплываются сзади 123
кпереди (от вымени), и притом часто так, что еще остаются намеки основного цвета в виде яблока или крапин. Крапчатые животные бывают только коровы (черт. 6, 7) и собаки. Но пора кончить. Перейдем к другой стороне рассматриваемого явления. Ознакомившись с его законами, нам естественно представляется сам собою вопрос: какая же причина этих законов размещения пятен у домашних животных? Признаемся, уже здесь дело не так ясно, как в первой части вопроса; мы можем высказать только некоторые намеки о том, отчего вообще являются белые пятна на темном поле у животных. Всякое явление в животном теле может быть вызвано причиною двоякого рода — или условиями устройства и жизни самого животного, или условиями внешними, посреди которых оно живет. Более причин быть не может, и этому закону действенности причин подлежит, заметим между прочим, всякое явление, совершается ли оно в животном, растительном и минеральном царстве, или в самом человеке, в материальной ли, или духовной его сфере. Итак, где же причины различной пеготы разных домашних животных? В условиях ли их устройства или в условиях порабощения? Ежели у птицы вырвать перо, то на место его часто вырастает белое; ежели у раковины проломить часть черепа, то отверстие зарастает известковою массою, но белого цвета, какой бы цвет раковины ни был; волосы, возрастающие на голове человека, на пораненном или потертом месте, часто белого цвета; шрамы и вообще кожа на порезанных местах того же цвета: отсюда обыкновение некоторых дикарей расписывать лицо надрезыванием кожи. То же явление замечается и у лошади: на спине, непосредственно на месте, где лежит седелка, на боковой части чрева и непосредственно позади передних ног, там, где проходит подпруга и чересседельник, всего чаще встречаются белые пятна, очевидно, от потирания шерсти. Пежина перед холкою и на передней части туловища, конечно, вызывается нахождением здесь шлеи; как главной части хомута, почему и расплывание пятен у лошади начинается с плеч, а не с туловища. На 124 задней части его встречается пятно, всего чаще соответствующее налеганию боковых задних ремней хомута. Звездка на лбу лошади и белое пятно на передней части головы лежат под звездочкою и ремнями уздечки; потому-то у собаки на шее так уступчиво место, соответствующее ошейнику, что здесь действительно он весьма часто лежит; потому-то и нет белого ошейника у кошки, с которою собака, мы видели, много сходствует относительно пятен; у коровы белеют первоначально вымя и соседство его потому, что при доении коров[ы] и лежания ее на земле эти места наиболее потираются. Но отчего же белеют конечности ног? Отчего у лошади прежде [белеют] задние ноги? Отчего у собаки и коровы легко белеют чрево и грудь? Не знаем определи- тельно, но выскажем догадку. Не оттого ли, что названные части животное всего более марает в грязи, потирает о землю, опираясь о нее? По крайней мере, замечено, что названные животные, охотно ложась на землю, марают в грязи именно те части, которые всего чаще белые: взгляните на темную собаку, лежавшую или бежавшую по грязи, у ней замараются именно самые уступчивые места; лошадь, идущая по грязи, марает более задние ноги и заднюю часть передних. Повторяем, что мы высказали только догадку и отнюдь не отрицаем, что в устройстве и отправлениях тела каждой породы кроется часть причин, условливающих различный ход наплыва белых пятен; напротив, мы уверены, что оно так на самом деле: отчего же, например, грудь лошади, так часто потираемая шлеею, все-таки трудно белеет, а у собаки, кошки и коровы легко; отчего крестец и основание хвоста у лошади уступчивые, а у собаки чрезвычайно устойчивые места? Это, конечно, не от условий порабощенного состояния, как и другое, чрезвычайно замечательное явпение, давно уже известное народу, но только недавно строго проверенное и внесенное в науку г. Эверсманом: отчего в кошках, в которых только и встречается разношерстная масть, разношерстными всего чаще бывают самки, самцы почти никогда? Довольно: ведь мы занялись от нечего делать.
Короткие заметки Музыка — справа Мы слушаем музыку, мы напеваем знакомую мелодию — и мозг наш активно работает. У одних лучше (говорят, у них есть музыкальные способности), у других хуже. Но какой участок мозга руководит нашей музыкальной деятельностью? Известно было, что если поражены вторые лобные извилины, человек не может воспроизвести даже простенькую мелодию. Но извилины эти есть и в правом полушарии н в левом. Так где же искать «музыкальный центр» — справа или слева? Вроде бы — и это считалось как-то само собой разумеющимся — слева. Потому что левое полушарие отвечает за интеллектуальную деятельность человека, а правое некоторые исследователи вообще считают рудиментарным органом. И все-таки любое утверждение, даже на первый взгляд очевидное, нуждается в доказательстве. В Институте физиологии АН Грузинской ССР был поставлен такой эксперимент. Некоторым больным с заведомо хорошим музыкальным слухом сразу после проверки сосудов мозга вводили в сонную артерию этаминал натрия, снотворный препарат, известный также под названием нембутал. Это вещество вызывает, депрессию, причем одного из полушарий — того, со стороны которого в артерию вводят нембутал. (Опыт совершенно безопасен — лекарство вводили в такой дозе, что через несколько минут его действие совершенно исчезало.) Речь и пенне пациентов записывали на магнитофон. Так вот, если испытуемые прежде пели, и неплохо, то уже через две секунды после инъекции они теряли все музыкальные способности и пелн, говоря просто, черт знает что, а то и вовсе не могли петь. И это только в том случае, если лекарство попадало в «рудиментарное» правое полушарие! Словом, пусть левое полушарие н главнее, а все же мы слушаем музыку, поем н играем на музыкальных инструментах благодаря правому полушарию мозга. Правда, у левшей все может обстоять иначе, но их как-никак меньшинство... О. ЛЕОНИДОВ Диетические коровы Не каждому по вкусу постная еда. Тем не менее, стоя у прилавка, мы нередко просим продавца: «Пожалуйста, попостнее...». Причиной может быть и нелюбовь к жирной пище, и острое желание похудеть, и, наконец, рекомендации врача ограничить потребление животных жиров. В животных продуктах в отличие от растительных содержится много насыщенных жиров, а они, по мнению многих специалистов, повышают концентрацию холестерина в крови н тем самым способствуют развитию атеросклероза. И хотя в умеренном количестве такие жиры вреда не принесут, все же хотелось бы, чтобы в молоке и мясе их было поменьше. Но как обмануть корову н заставить ее вырабатывать ненасыщенные жиры вместо насыщенных? Растительный корм (он-то еще содержит ненасыщенные жиры) совершает в желудке коровы длинный путь через четыре отдела — рубец, сетку, книжку и сычуг. И уже в первом отделе, в рубце, лод действием бактерий происходит то самое нежелательное насыщение жиров. Значит, надо сделать так, чтобы корм какнм-то образом проскочил этот первый отдел. Специалисты Калифорнийского университета попытались заключить кормовое зерно в белковую оболочку — каждое зернышко в отдельности. Чтобы эта оболочка стала устойчивее, ее задубилн формальдегидом. Тонкая пленка на поверхности зерен временно защищает нх от микроорганизмов, и в результате жиры извлекаются из корма лишь в сычуге, не успевая превратиться в насыщенные. Несколько добровольцев согласились питаться мясом и молоком экспериментальных коров, которых кормили зерном в оболочке. Анализы показали, что холестерина в кровн у них было на 14% меньше, чем у контрольных пациентов. Как знать, не появятся лн в скором времени стада диетических коров? Ю. ЗВАРИЧ 125
Не увлекайтесь растворимым кофе! Кофе пьют год от года все больше. В нашей стране, по крайней мере в большинстве ее районов, нет вековой традиции непременно и не один раз в день пнть кофе, и все же потребление кофейных зерен за последние четверть века возросло более чем в сорок раз. Спору нет, кофе — напиток вкусный н бодрящий. Однако у каждой медали есть оборотная сторона. В медицинской литературе иет-нет да появляются публикации о связи между потреблением кофе и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Главный алкалоид кофе — кофенн — в малых дозах оказывает тонизирующее действие, но в больших он действует угнетающе. Государственная фармакопея устанавливает максимальную дозу кофеина: 0,1 г на один прием. Между тем эта предельная норма перекрывается с лихвой при неумеренном употреблении кофе, особенно растворимого. В подтверждение — цифры. Натуральный кофе содержит в среднем 1 — 2% кофеина; больше всего его в сортах «Коста-Рика» A,8—2,2%) и «Робуста» B,1—2,35%). А в растворимом кофе, приготовленном из кофейного экстракта, кофеина уже 4,5—5%. Если же был взят сорт «Робуста», то показатель возрастает до 7,7%. Ну, а что это значит? Вот что: приготовив растворимый кофе согласно инструкции (чайная ложка на стакан воды), мы принимаем 0,19 г кофеина, то есть почти удвоенную предельную дозу. Но ведь есть любители, которые кладут куда больше порошка и не ограничиваются одной чаш- ком... К сожалению, в стандартах на кофе, принятых в нашей стране, ограничен лишь нижний предел содержания кофеина. Журнал «Вопросы питания» A975, № 3) предлагает для нашего с вами блага регламентировать и верхний предел — не более 4,5%, а также запретить изготовление растворимого кофе из зерен сорта «Робуста» и наладить наконец производство кофе без кофеина (полностью илн частично). А пока искренний совет любителям растворимого кофе: не увлекайтесь! Г. АНДРЕЕВА ...обработка молока ферментом лактозой улучшает его вкусовые н питательные свойства («Agricultural Research», 1975, т. 24, № 2, с. 2)... ...средняя частота молний пропорциональна среднему числу грозовых дней в году в степени 1,9 («Nature», 1974, т. 249, № 5455, с. 332)... ...для защиты зданий от голубиного помета выступающие фрагменты покрывают пластиком, с которого птицы соскальзывают вниз («Neue Zuricher Zeitung», 1975, № 229).... ...социально-экономическая и культурная среда оказывают большее влияние на здоровье человека, чем профилактические и лечебные мероприятия («Washington Post», 22 сентября 1975 г.)... ...обнаружен монополь — элементарная частица, представляющая собой одиночный магнитный полюс («Newsweek», 25 августа 1975 г., с. 26)... ...японцы, принявшие характерный для американцев образ жизни, в несколько раз чаще болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями, чем японцы, ведущие традиционный образ жизни («Time», 18 августа 1975 г., с. 38)...
Всегда ли хорошо стюардессе? Работа у стюардесс, конечно, интересная. Особенно на международных линиях. Сегодня в Москве, завтра в Париже или Африке. Однако есть одно «но». И весьма существенное — рожать стюардессам труднее, чем нелетающим женщинам. Статистика печальна: токсикоз первой половины беременности у бортпроводниц в пять, а поздний токсикоз в три раза чаще, чем у женщин наземного труда. В палату патологии беременности стюардессы попадают в два раза чаще, чем их нелетающие подруги, а случаи серьезных осложнений во время родов тоже вдвое превышают средние данные. В чем же корень зла? Вот мнение Л. Н. Коротковой, исследовавшей эту проблему: «Возрастание патологии беременности и родов, вероятно, связано с вредным воздействием на организм беременной женщины... вибрации, шума, ускорений, перепадов давления, пониженного содержания кислорода в кабине самолета, нарушений циркадных ритмов при смене меридианных поясов, с возникновением резонансных колебаний органов малого таза на отдельных этапах полета...». Тут самое время вспомнить тривиальную картину: при наборе высоты и снижении самолета (активные участки полета), когда пассажиры сидят в уютных креслах, стюардессы остаются на ногах, порой уговаривая строптивого мужчину застегнуть ремни безопасности. Но это еще не все — у стюардесс часто бывают самопроизвольные выкидыши. Полагают, что здесь повинна перестройка хромосом и появление мутантных генов у зародыша. Будущее дитя как бы протестует против летной специальности мамы. Вернее, не протестует, а пытается приспособиться к новым, прежде невиданным условиям. Увы, приспособиться не просто. Куда проще сделать так, чтобы будущая мать поменьше бывала в воздухе. С. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ
SS^^bT ^JL-iHu**---^---^ В. ШВАБУ; Москва: Некоторые реактивы (огнеопасные, взрывчатые, ядовитые и т. п.) детям до 16 лет не продают, и, по нашему мнению, правильно делают. Г. КАРАПЕТЯНУ, Кировакан: С «Положением об .аспирантуре» можно ознакомиться в любом вузе или институте, имеющем аспирантуру. И. К. КАРТАВИНУ, Ленинград: Мнение о том. будто в воде при кипячении понемногу накапливается тяжелая вода, ложно. В. С. ЛЕПИЛОВУ, гор. Владимир: 7-й и 10-й Менделеевский съезды были юбилейными, поэтому докладов на них ставилось меньше, чем обычно. Д. И. БОГРОВУ, Белгород, В. КАРТУШОВУ, Волгоградская обл.: С использованием препарата «тур» на приусадебных участках придется подождать, пока не будут решены вопросы, связанные с безопасностью применения; этот препарат в розничную продажу не поступает, Т. В. ДОЛГОЛИКОВОЙ, Ленинград: Слухи об исцеляющем действии при всевозможных заболеваниях настойки березовых почек сильно преувеличены. В. В. ГУРОВИЧУ, Липецк: Поскольку вы не знаете, пищевой у вас агар или технический, воздержитесь на всякий случай от кулинарного его употребления. Н. П. ИОТКО, Киев: Чтобы сваренный картофель не почернел, очищенные клубни сразу опускайте в кипяток, а при варке на каждый литр воды добавьте половину чайной ложки сахара и лимонной кислоты на кончике ножа. Б. Д. КВИЦЕЛЮ, Ленинград: В хозяйственных магазинах вас не обманывали — лака для линолеума действительно не существует. Г. А. НЕСТЕРОВОЙ, гор. Жданов: Говорят, что комнатный цветок плектранус отпугивает моль; испытайте. Э. Ш-КО. Краснодар: За консультацию денег не берем, спасибо на добром слове. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. Г. Володин, М. А. Гуревич, В. Е. Жвирблис, A. Д. Иорданский, О. М. Либкин, B. С. Любаров (главный художник), Э. И. Михлин (зав. производством), Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, C. Ф. Стари ков и ч, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), B. К. Черникова Номер оформили художники: Р. Г. Бикмухаметова, М. М. Златковский, Н. В. Маркова, C. П. Тюнин, И. А. Смирнов, Е. П. Суматохин АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны для спраюк: 135-90-20, 135-52-29 Корректоры Г. H. Нелидова, Л. С. Зенович Т-03516. Сдано в набор 17/Xl I975 г. Подписано к печати 14/1 1976 г. Бум. л. 4. Усл. печ. л. 10,4. Уч.-изд. л. 12,4. Бумага 70X100'/и Тираж 275 000 экз. Цена 40 коп. Заказ 2373. Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома при Государственном комитет» Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. г. Чехов Московской области © Издательство «Наука» «Химия и жизнь», 1976 г. 128
Зачем корове светлая голова? Увы, не для того, чтоб думать: у коров голова светлеет в прямом, а не переносном смысле. Но сперва небольшое отступление о богатстве естественной раскраски шкур. Про это высказаны разные мнения. Бесспорно пока одно — неспроста. И в самом деле, маскирующая и подражательная окраски — отменная защита. Однако чтобы уцелеть, мало спрятаться от хищников. Владельцу шкуры, чтобы не расстаться с ней раньше времени, надо противостоять еще и превратностям неживой природы. Седые головы хороши именно в этом случае: буйные головушки быков и головы смирных буренок в суровых краях белеют, чтобы не простужаться, не мерзнуть. Секрет прост: светлая голова теряет меньше тепла, чем черная, ибо белый цвет сокращает радиационные потери. Недавно гипотеза получила новое подкрепление: выяснилось, что под темными участками шкуры кожа всегда теплее, чем под светлыми. Вероятно, кровообращение или обмен веществ под сильно пигментованными участками немного не такие, как под белыми. Для светлоголовой буренки это тоже подспорье в борьбе с морозами — голова еще меньше мерзнет. Рогатая скотина, сама того не зная, действует вопреки древнему житейскому совету держать голову в прохладе, а ноги в тепле и утепляет головушку, как только может. Впрочем, и о ногах коровы не забывают — носят белые «сапожки».
Издательство с Наука» Цена 40 коп. Индекс 71050 Цена доброго слова Эта проблема родилась, должно быть, тысячелетия назад, когда появились самые первые начальники и самые первые подчиненные. Как управлять людьми — грозным окриком или добрым словом? Эта проблема окончательно не разрешена и поныне. Есть еще немало руководителей, которые всем формам * общения с подчиненными предпочитают разносы. Встреча- , ются, как ни странно, и люди, которые утверждают, что начальственный окрик действует на них благоприятно. Для проверки подобных утверждений московские психологи поставили серию довольно строгих экспериментов. Группа операторов химического производства работала под наблюдением психологов. Электронно-вычислительная машина моделировала самые сложные производственные ситуации, испытуемые должным образом на эти ситуации реагировали, а машина в свою очередь оценивала действия людей. Шло время. ЭВМ, не ведая усталости, подкидывала все новые и новые задачи. Но люди не машины, и на третьем-четвертом часу работы у самых опытных операторов появились признаки утомления, участились ошибки. И в этот момент на операторских пультах стали загораться надписи. Они были двух сортов, если можно так сказать, ругательские и хвалебные: «Вы работаете хуже всех!»; «Нам придется отказаться от ваших услуг!»; «Вам бы не оператором работать, а разнорабочим...»; «А вы сегодня молодцом!»; «Вы у нас лучший оператор, побольше бы таких работников!» и так далее. Разумеется, и грубые окрики, и похвала никак не были связаны с работой того или иного оператора. Психологи просто хотели выяснить, как повлияют эти моральные стимулы на состояние испытуемых. Так вот, после грубого окрика лишь один оператор из двадцати начинал работать лучше. Остальные путались, нервничали, делали много ошибок. А похвала, напротив, шла явно на пользу производству: число операторских ошибок у обласканных работников уменьшилось на 15%. Такова цена доброго слова.