Text
                    химия и жизнь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР


l> '"■"игопЛПишупМ ^*V^~
■лчг" н чвучно-тп/пгрнын журнал Ака^елни наук Nf П мекать /V4 Издается с 1965 года ХИМИЯ И ЖИЗНЬ Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор)» П. Ф. Баденков, Н. Д\. Жаворонков, Л. А. Костандов, II. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), И. П. 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. Жвирблпс, A. Д. Иорданский, О. И. Коломийцева, О. М. Либкип, B. С. Любаров (главный художник), Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, C. Ф. Старпкович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), В. К. Черникова Номер оформили художники: Б. А. Валит, Ю. А. Ващенко, М. М. Златковский. О. Н. Раздобудько, Е. В. Рат'мнрова На Международном конгрессе почвоведов в Москве обсуждались актуальные проблемы науки о земле. Чтобы обеспечить растущее население нашей планеты достаточным, количеством пищи и биологического сырья, в ближайшие десятилетия понадобится удвоить или даже утроить продуктивность сельскохозяйственных угодий («Хлеб наш насущный», стр. 2) ■ Микрофоны и телефоны, чувствительные датчики и газовые фильтры — таковы области применения специальных материалов электретов, которые можно получить из самых обычных диэлектриков: полистирола, слюды, эбонита и даже простого льда (Обложка и статья «Замороженное электричество», стр. 58) ■ На второй странице обложки — старинные гравюры разных художников и разных веков. Их объединяет одна тема: стремление человека к скорости, к полету. На ту же тему — и статья о топливе для сверхзвуковых летательных аппаратов («Топливо больших скоростей», стр. 46) ■ Высеченные 200 лет назад из мягкого известняка скульптуры, украшающие церковь села Подмоклово, близ Серпухова, сохранились лучше, чем многие изваяния из «вечного» мрамора («...Лучше мрамора», стр. 86) ■
Диалог 3 Хлеб наш насущный Записки корреспондента «Химии и жизни» с X Международного конгресса почвоведов, работавшего в августе месяце в Москве Из доклада президента Всемирного общества почвоведов, чпена-корреспондента АН СССР В. А. Ковды: Люди разных рас, наций и различных социальных систем осознали свою принадлежность к единой семье Ногтю sapiens. Человек почувствовал ограниченность ресурсов, пространства и рамок круговорота веществ на планете, понял свою глубокую историческую и биологическую связь с биосферой и ответственность за ее сохранение и улучшение... Корреспондент: О необходимости охраны окружающей среды пресса начала писать лет пятнадцать назад. Однако сначала речь шла главным образом о необходимости сохранения чистоты воздуха и воды, и лишь недавно серьезное внимание начали уделять охране почв. Чем это можно объяснить: тем ли, что просто подошел черед заняться этой проблемой, или же положение вдруг резко стало ухудшаться именно в последние годы? Профессор Н. Г. Зырин (СССР, Московский государственный университет): По-моему, об охране почв заговорили в последнюю очередь вот по какой прнчнне. Внимание к охране воздуха и воды от загрязнений необычайно стимулировалось развитием I* атомной промышленности, поскольку радиоактивные отходы даже в ничтожнейших количествах могли нанести непоправимый вред всему живому на Земле. После Московского договора опасность радиоактивного загрязнения перестала быть столь острой, но ученые продолжали изучать состав воздуха и воды — благо, что в этих случаях анализы достаточно просты и дают однозначные результаты. А как можно оценить опасность загрязнения почвы? Это же сложнейшая физико-химико-биологическая система, способная сама связывать и обезвреживать многие ядовитые вещества. Иначе говоря, хотя мы и можем определить степень загрязненности почвы, мы далеко не всегда способны сказать, насколько эти загрязнения повлияют на плодородие, не нанесут ли они вреда человеку, потребляющему выращенную на этой земле пищу. Профессор Б. Г. Розанов (СССР, Московский государственный университет): Если говорить об охране почв от воздействия неблагоприятных природных факторов, то эта проблема имеет давнюю историю. Еще в конце прошлого века Россию поразила сильнейшая засуха, сопровождавшаяся страшными пыльными бурями, что заставило русских ученых того времени — прежде всего В. В. Докучаева — заняться изучением эрозии почв и разработкой методов борьбы с нею. Сейчас же система противо- эрозионных мероприятий охватывает все сельскохозяйственные районы нашей страны, так что правильнее будет говорить о том, что в последние годы положение не столько ухудшается, сколько улучшается. Мы стремимся сберечь уже освоенные массивы, а новые земли нам приходится распахивать постольку, поскольку некоторая часть эксплуатируемого земельного фонда неизбежно отчуждается теперь для строительства дорог, городов и предприятий. Особое внимание теперь уделяется повышению плодородия почв нечерноземной зоны в соответствии с недавним постановлением партии и правительства. Этих земель у нас значительно больше, чем черноземов, и тут еще велики резервы роста плодородия.
4 Диалог Профессор В. Гарднер (США, Висконсин- ский университет): В США проблема эрозии вызывала тревогу лет 30 назад. Тогда была создана служба охраны почв, которая изыскивала методы борьбы с этим бедствием, оказывала фермерам техническую и финансовую помощь. Обрабатываться стали преимущестоенно плотные почвы, а рыхлые, более подверженные эрозии, использовались под пастбища. В результате проблема эрозии была решена, и только в последние годы, в связи с расширением сельскохозяйственного производства, начали вновь возделывать рыхлые почвы и снова появилась угроза эрозии. Розанов: Профессор Гарднер несколько преувеличивает. Хотя в Соединенных Штатах действительно ведется интенсивная борьба с эрозией, говорить о том, что эта проблема целиком решена, я бы не стал. Во-первых, при частной собственности на землю эту проблему нельзя решить кардинально в масштабах всей страны; во-вторых, эрозия — это не состояние, а непрерывный процесс. В нашей стране тоже действует обширная противоэрозионная служба, мы ставим вопрос о создании полностью безэрозионного земледелия, и эту проблему нам по силам решить. Но мы не можем единожды ликвидировать последствия эрозии, а затем сидеть сложа руки, потому что в природе идет непрерывное разрушение почв под влиянием стихийных сил. Из доклада В. А. Ковды: Почвенные ресурсы планеты ограниченны по площади и качеству. До 70% суши не являются идеальными, требуют улучшения и нуждаются в той или иной мелиорации. В последние 75—100 лет почвенный покров стал быстро утрачиваться... Существуют данные, которые, на мой взгляд, не преувеличены, что за историческое время всего утрачено около 2 миллиардов гектаров земель. Напомню, что в настоящее время под сельскохозяйственными культурами на всей планете находится 1,5 миллиарда гектаров земли, около 10—11% суши. Ежегодно в мире теряется примерно до 6—7 млн. га почв... По мнению западных экспертов, к 2000 году будет еще потеряно для земледелия до 650—700 млн. га плодородной земли. А через столетие, если современные темпы потери земель сохранятся, площадь угодий, пригодных для земледелия, сократится до 1 млрд. га. Вряд ли человечество допустит подобное расхищение земельных ресурсов. Розанов: Естественные почвы формировались на протяжении многих тысяч лет, а под влиянием интенсивной и главным образом непродуманной обработки земля гибнет за считанные годы. То есть человек своей деятельностью часто способствует, а не препятствует разрушительному влиянию стихий. В последние годы также резке усилилось и прямое отрицательное воздействие человека на почву; эта проблема нова, а пути ее решения еще недостаточно ясны. Например, сейчас в связи с широким развитием поливного земледелия во многих странах идет вторичное засоление почв; интенсификация сельского хозяйства ведет к накоплению в почвах пестицидов, влияние которых на биосферу еще не всегда достаточно ясно; почву загрязняют также и промышленные отходы, влияние которых на плодородие и здоровье людей тоже еще не до конца выяснено. Поэтому, хотя у нас еще нет оснований для паники, этим вопросам следует уделять как можно больше внимания. Из доклада В. А. Ковды: Ежегодно в мире производится более 500 000 т различных токсических веществ. Многие из них «живут» 3—6, и даже 10—12 лет. Большинство их прежде всего попадает в почвы, а затем в водную оболочку. Устойчивые биоциды, играя полезную роль в защите урожая от болезней, вредителей, сорняков, вместе с тем вызывают резко отрицательный эффект в численности и активности почвенной фауны и микроорганизмов". Остатки пестицидов или продукты их превращений поступают в виде примесей в природные воды, в пищу и часто оказываются вредными. Доктор Ле Зюи Тхуок (ДРВ, Институт агрохимии и почвоведения, Ханой): В нашей стране мы столкнулись с совершенно осо-
Хлеб наш насущный 5 бым случаем отрицательного воздействия человека на почву — с ее совершенно сознательным уничтожением. За восемь лет минувшей войны наши поля были изуродованы миллионами воронок, а растительность погублена химикалиями, распылявшимися агрессорами с самолетов. Ликвидация каждой воронки требует огромных затрат человеческого труда; там, где применялись ядовитые вещества, несколько лет не удается получать нормальные урожаи. Зырин: Заметный разбаланс состава почвы по некоторым микроэлементам — вот еще один из важнейших результатов загрязнения внешней среды промышленными отходами. Продукты сгорания топлива содержат свинец, мышьяк, ртуть... Эти тяжелые металлы в больших количествах ядовиты, потому что угнетают ферментативные системы организма. В естественных условиях, даже при полном отсутствии промышленных загрязнений, эти элементы в очень небольших количествах содержатся в растениях — в количествах, которые, возможно, даже необходимы для регулирования активности ферментативных систем. Но когда пропорции микроэлементов нарушаются, это может привести к подчас непредсказуемым последствиям; опасность такого разбаланса усугубляется тем, что почву, в отличие от воздуха и воды, очистить невозможно. Разбаланс можно ликвидировать лишь в тех случаях, когда он возникает из-за дефицита тех или иных элементов: тогда недостающие компоненты можно добавить в пищу. Но, видимо, простая добавка того или иного элемента может и не дать желаемого положительного результата, так как есть основания подозревать, что некоторые микроэлементы усваиваются организмами лишь в форме сложных комплексных соединений с органическими молекулами. И вот эти-то усвояемые формы минеральных компонентов пищи пока еще практически не изучены. Корреспондент: Сельскохозяйственная продукция в принципе не может быть идеально сбалансированной по составу, здесь всегда будут играть заметную роль неконтролируемые факторы. Так не окажется ли решением проблемы здоровой пищи переход на пищу синтетическую, единообразный состав которой может гарантировать строго соблюдаемая технология? Профессор Р. Хаук (США, Теннесси): По- моему, пока люди не изголодались по-настоящему, они будут есть пищу, выращиваемую на почве. Розанов: Надеюсь, что наши внуки синтетические продукты есть не будут. И не потому, что я не верю в возможность их создания. Природная пища очень тонко сбалансирована, она служит промежуточным звеном между природой и человеком. И как бы синтетическая пища ни была хороша, она окажется для человека новой экологической средой, к которой ему придется приспосабливаться. А сколько лет займет это приспособление, к чему оно приведет — можно лишь гадать. Доктор И. Канно (Япония, Опытная сельскохозяйственная станция префектуры Кюсю): В последнее время у нас продавали белки, получаемые из нефтяных отходов. Среди женщин возникло движение против использования этого продукта: ведь еще нет никаких достоверных сведений о возможных последствиях употребления в пищу искусственных белков. Правда, сейчас в связи с энергетическим кризисом нефть подорожала, и делать из нее белки стало невыгодно. Так что пока проблема решилась как бы сама собой... Хаук: В связи с энергетическим кризисом подорожали и удобрения. Скажем, для синтеза аммиака нужньС энергия и водород — то есть та же нефть. Профессор М. Деван (Индия, Институт почвоведения, Махараштра): В решении продовольственной проблемы мы возлагаем большие надежды на новые высокоурожайные сорта пшеницы. Но эти сорта требуют и большего количества удобрений, а их нам пока недостает. Из доклада В. А. Ковды: Весьма необходи-
6 Диалог мы и вероятны изменения в практике применения азотных удобрений. Нужно решить задачу создания принципиально новых форм соединений, в которых азот дается на поля. Следует прекратить вынос соединений азота в грунтовые, речные и озерные воды (загрязнение, рост водорослей) и предотвращать процессы денитрификации, когда теряется до 20% азота и в почвах образуются токсические соединения. Новые виды азотных удобрений и их грануляция должны уменьшить их вымываемость из почвы... Хаук: О круговороте азота в природе мы знаем еще далеко не все. Например, в силу особенностей воздушных течений на территории Израиля с дождями ежегодно выпадает около 20 000 тонн связанного азота, очевидно внесенного на поля в виде удобрений на территориях соседних стран. Со случаями подобного перераспределения почвенного азота мы сталкиваемся и в Соединенных Штатах. Доктор Р. Фокс (США, Гавайский университет): Чтобы не возникли такие проблемы, как голод и война, нужно не только повышать плодородие почвы, нужен и контроль над рождаемостью. По моим расчетам, примерно к 1980 году в некоторых странах — например, Индии, Пакистане, Индонезии — возникнет серьезная нехватка продовольствия. Розанов: Нет никаких оснований утверждать, что через 10 или 50 лет человечеству будет недоставать пищи — если, конечно, говорить о человечестве в целом. Иное дело, в отдельных районах мира действительно могут случиться затруднения, например в долинах крупных рек, где исторически возникла высокая концентрация населения и вместе с тем сельское хозяйство ведется теми же методами, что сотни, а то и тысячи лет назад. Но решать эти проблемы должны не столько ученые, сколько государственные деятели, политики и экономисты. Из доклада В. А. Ковды: Опыт индустриально развитых стран показывает, что известкование кислых почв, водная мелиорация, высокие дозы удобрений, новые сорта культурных растении, механизация и общая {высокая культура позволяли развивать продуктивность земледелия темпами порядка 4—5%, то есть с удвоением каждые 18—20 лет, заметно опережая рост населения. Это свидетельствует об огромных внутренних резервах повышения урожайности на освоенных землях во всех странах при условии коренной модернизации сельскохозяйственного производства, применения удобрений и мелиорации, поднятия общей культуры населения и развития науки, сети учебных заведений, попевых опытных станций. Резанов: К сожалению, мы должны констатировать, что в силу различных причин даже рекомендации, уже разработанные нашей наукой, используются практиками максимум на 10 процентов. Фокс: Во многих странах это связано с тем, что очень велик разрыв между наукой и практикой, отсутствует среднее звено специалистов, способных служить эффективными посредниками между исследователями и земледельцами. Розанов: Это очень важная проблема, причем она касается не только почвоведения. В почвоведении же она особо остра, так как наши рекомендации, с одной стороны, порой бывают очень сложными для непосредственного восприятия практиками, а с другой стороны, их нельзя применять не учитывая конкретных обстоятельств. Зырин: На опытных участках нашей государственной сортосети, расположенных на территориях колхозов и совхозов, ведутся испытания сельскохозяйственных культур для выявления сортов, наиболее перспективных в местных условиях. Этими участками руководят высокообразованные специалисты, что не всегда можно сказать о руководителях близлежащих хозяйств. И вот разительная картина: если на территории опытного участка пшеница дает урожай, скажем, 65 центнеров с гектара, то по со-
Хлеб наш насущный 7 седству тот же сорт практически в тех же условиях дает всего 35 центнеров. Корреспондент: Быть может, эту проблему удастся решить, создав автоматизированные системы, которые смогут учитывать все факторы и выдавать готовые рекомендации земледельцам? Розанов: В принципе мы уже сейчас можем создать математическую модель почвы и затем с помощью ЭВМ изучать ее поведение в различных условиях; такие работы сейчас ведутся в Московском государственном университете на кафедре почвоведения. Но пока еще рано говорить о практической ценности такой модели. Иное дело некоторые частные вопросы, например математическое моделирование оросительных систем, позволяющее проектировать их таким образом, чтобы не происходило вторичного засоления почв. Из доклада В. А. Ковды: К сожалению, за немногими исключениями, современные оросительные системы строятся и функционируют примерно на том же уровне, что и в древнем Египте, Хорезме, Вавилоне. Коэффициент полезного действия большинства оросительных систем не превышает 30—35%... Доктор М. Эль Шаль (АРЕ, Сельскохозяйственный исследовательский центр, Каир): Математические модели создавались и ранее, однако в них использовались недостоверные исходные данные. Сейчас же за основу мы стали брать результаты точных измерений, выполненных на конкретных участках, подлежащих мелиорации. Мы столкнулись с проблемой вторичного засоления после того, как перешли с бассейнового орошения на поливное, t—война не позволила нам вложить необходимые средства в строительство дренажных систем. Сейчас же планируем такое строительство и переход на регулируемое орошение, которое не будет больше приводить к засолению. Корреспондент: Война и голод всегда упоминаются вместе. Если вспомнить историю, то войны чаще всего велись на плодородных землях, за их захват. Может быть, работы почвоведов, ставящие задачу неограниченного повышения плодородия земли, следует считать в наше время одним из факторов, препятствующих возникновению войн... Зырин: Если не говорить о войнах, преследовавших чисто политические цели, то многие войны действительно очень часто велись за захват плодородных земель, ведь почва служит средством производства пищи. Но не надо забывать, что сейчас вступают в действие и другие мотивы — скажем, если в недрах пустыни найдена нефть, то эта пустыня тоже может оказаться лакомым куском для захватчика. Так что я бы не рискнул приписывать почвоведению какие-то особые миротворческие функции. Но безусловно, эта наука по самой своей природе преследует исключительно гуманные цели. Из доклада В. А. Ковды: Трудности борьбы за сохранение биосферы и окружающей среды нельзя преуменьшать. Социальное несовершенство капиталистического мира, отсталость культуры, науки и хозяйства, унаследованные многими странами из прошлого, классовое неравенство, прямое или косвенное, валютные кризисы, спекуляции на колебаниях цен, военные подозрения и приготовления, тлеющие (иногда вспыхивающие) очаги «обычной» войны — все это затрудняет развитие науки, задерживает общий прогресс человечества, отвлекает силы и средства людей от решения проблем окружающей среды, преодоления научной и индустриально-аграрной неразвитости большей части современного мира. Но XX век был также веком открытия человечеством новых социальных путей в будущее... Социализм открывает не только новую фазу в развитии человечества, но и создает реальную возможность предотвращения катастроф и осложнений, возникающих в окружающей среде. В. ЖВИРБЛИС, специальный корреспондент «Химии и жизни»
8 Последние известия Так ли горячо на Солнце? Высказано предположение, что мп'енсивиость пот< . а солнечных нейтрино завили. от скорости вращения недр Солнца. Нейтрино — элементарные частицы, рождающиеся в ходе ядерных реакций, обладают замечательным свойством проходить сквозь огромные массы вещества. Изучение потока нейтрино позволяет судить о внутреннем строении звезд, заглянуть непосредственно в недра Солнца. Уже первые измерения интенсивности солнечных нейтрино, выполненные в различных лабораториях мира за последние два года, принесли удивительный результат: поток нейтрино оказался значительно (по крайней мере в 6 раз) слабее, чем следовало ожидать. Это значит, что в центральных областях светила, где рождаются солнечные нейтрино, температура на миллион градусов ниже, чем мы думали. Удовлетворительно объяснить это расхождение до сих пор никому не удалось. Трудность состоит в том, что необходимо построить новую модель Солнца, в которой центральные области имеют довольно низкую температуру, и в то же время эта температура должна обеспечивать наблюдаемую яркость свечения Солнца на протяжении жизни Солнечной системы, то есть примерно 5 миллиардов лет. Более или менее правдоподобное объяснение парадокса было предложено недавно английским физиком И. Рокс- бургом («Nature», 1974, т. 248, № 5445). Роксбург исходит из того, что центральная часть Солнца быстро вращается. Перераспределение вещества под действием центробежной силы приводит к тому, что плотность солнечной материи спадает от центра к краям не так быстро, как принято было считать до сих пор. Поэтому термоядерные реакции на Солнце могут идти в значительно большем объеме, чем предполагалось, а это значит, что та же мощность выделения солнечного тепла может быть получена при меньшей температуре. Меньшая температура в свою очередь определяет более слабый поток нейтрино. Предложенное объяснение выглядит довольно привлекательно. Однако чтобы согласовать модель с наблюдаемой интенсивностью потока нейтрино, необходимо предположить очень быстрое вращение недр звезды: один оборот за 50 минут. Это допущение приводит к некоторым противоречиям, поскольку большая разница в скорости вращения центральных зон и поверхности (скорость вращения поверхности Солнца — один оборот за 25 суток) должны вызывать неустойчивость вещества, приводить к сбросу оболочек или к ускорению вращения внешних частей, а этого как раз не наблюдается. Чтобы проверить правильность высказанной идеи, интересно было бы выяснить, не замечено ли каких-либо процессов на Солнце, имеющих периодичность от 30 минут до часа, которые могли бы зависеть от быстрого вращения <олнечных недр. Кандидат физико-математических наук Г. ВОРОНОВ
Последние известия 9 Как возникают антитела? Ви£к_и молекулярный оио- лог Д. Б штимор i4at._c4\ зетск^г, технологическим иг гитут ^:u„i пнтэвт':я объяснить ПрИ^Н.у ОГг 'МНОГО разнообразия < нгител в организме Антитела — это белки крови, защищающие нас от инфекции. Они вырабатываются в ответ на вторжение в организм чужеродных высокомолекулярных веществ (антигенов). Поразительна специфичность антител: они способны различать даже оптические изомеры. Поразительно и многообразие антител: их существуют десятки тысяч, каждое — строго избирательного действия. Если синтезировать какой-нибудь новый полипептид и ввести его подопытному животному, то в ответ в организме животного начнут вырабатываться антитела, способные взаимодействовать именно с этим полипептидом, а не с каким-либо другим. Как же организм обеспечивает себя огромным набором разных антител? Существует спор. Одни иммунологи считают, что все десятки тысяч v-генов (вариабельных генов, в которых записана информация о специфичности антител) передаются по наследству. Другие утверждают, что наследуется лишь небольшой набор v-генов, и из этого наследуемого фонда в течение жизни человека создается за счет мутаций огромное число новых v-генов. Д. Балтимор, придерживающийся второй точки зрения, предложил гипотезу («Nature», 1974, т. 248, № 5447), которая объясняет, как в иммунных клетках могут происходить частые и многообразные мутации. Балтимор предположил, что в v-генах имеет место необычный механизм мутирования, с участием фермента терминальной дезоксинуклеоти- дилтрансферазы (ТДТ). ТДТ открыта уже давно в тимусе. Известно, что этот фермент способен присоединять к концу одной нити ДНК случайные нуклеотиды, некомплементарные второй нити, то есть строит неточную копию матрицы. Зачем этот странный, даже потенциально опасный фермент организму, было неясно. Балтимор выдвинул остроумную идею: ТДТ является особым мутатором. По этой гипотезе, события развиваются так. Сначала фермент эндонуклеаза разрезает одну нить ДНК в v-гене (вторая нить остается целой). Затем фермент экзонуклеаза увеличивает образовавшийся пробел, каждый раз до произвольной ширины.. После этого включается в работу ТДТ. Она пристраивает к одному свободному концу ДНК нуклео- тид, чаще всего один-единственный, но, как правило, некомплементарный матрице. Но даже одного случайного нуклеотида, считает Балтимор, достаточно, чтобы прежний v-ген стал новым v-геном. Наконец, обычная ДНК-полиме- раза затягивает пробел комплементарной нитью. При последующих удвоениях ДНК мутация войдет в обе нити, и возникнет мутантная иммунная клетка, способная производить антитела с новой специфичностью. Гипотеза Балтимора, объясняющая появление огромного числа разнообразных v-генов, подкупает своей простотой и оригинальностью. Правильна ли она, покажет будущее. Р. ВОЗЛИН
10 Технология и природа «В ХИМИИ НЕТ ГРЯЗИ; ГРЯЗЬ — ЭТО ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ В НЕПОДХОДЯЩЕМ ДЛЯ НЕГО МЕСТЕ». Это было сказано еще в прошлом веке. А в наше время это единственно правильное и единственно возможное техническое мировоззрение, на основе которого только и может быть разрешена одна из самых жгучих сегодняшних проблем — проблема вредного влияния индустрии на жизненную среду. Не избавляться от вредных веществ, а использовать их; не просто очищать ненужные сточные воды и газовые выбросы, а не допускать их появления, создавая комплексные производственные предприятия, снова и снова вовлекая отходы в процесс производства, — вот задача, стоящая сейчас перед химиками, проектировщиками, работниками промышленности. Заводы будущего должны быть бессточными и беструбными. Первое крупное бессточное химическое предприятие уже строится. Первое в стране и, по-видимому, первое в мире. Это Первомайский химический комбинат на Харьков- щине, которому посвящен публикуемый в этом номере репортаж. Но дело не в том, чтобы построить один завод, пусть даже очень хороший. Один завод не решит проблемы. Пример Первомайского комбината показывает, что можно ликвидировать вредные стоки и газовые выбросы на любом, даже на таком сложном, многопрофильном химическом предприятии. А это значит, что уже сейчас можно поставить задачу сделать «чистой», безотходной целую большую отрасль химической промышленности. А может быть, и не только одну. «Химия и жизнь» уже рассказывала о том, как еще в 30-е годы были ликвидированы промышленные стоки на Горловском азотно-ту- ковом комбинате. Если это было возможно тогда, то почему наши азотчики, вооруженные куда более совершенной технологией, не могут добиться таких же результатов? Все это не благие пожелания, а вполне реальные перспектияы: опыт Первомайска и Горловки — наглядное тому доказательство. Больше того, чтобы переделать на новых основах целые отрасли, не потребуется даже больших специальных капиталовложений. Ведь срок жизни всякого химического производства сейчас сравнительно недолог: из-за быстрого морального старения технологии любой процесс через какой-то промежуток времени практически перестраивается заново. И если, модернизируя наши заводы, мы сегодня начнем закладывать в новые проекты уже существующие идеи и методы, которые позволяют ликвидировать отходы, это в огромной степени приблизит решение проблемы промышленных загрязнений. Это реально, это выгодно, это необходимо. Академик И. В. ПЕТРЯНОВ-СОКОЛОВ ЕСТЬ СОЛЬ, ЕСТЬ ГАЗ, НЕТ ВОДЫ Дорога на Первомайским комбинат ведет через Киев. Здесь, в филиале проектного института, и была разработана комплексная схема очистки, использования и ликвидации сточных вод и отходов комбината. Но этому предшествовало немало споров. Первый бессточный
Первый бессточный 11 Все началось в 1959 году — тогда впервые возникло предложение построить в Харьковской области химический комбинат. Место было выбрано, казалось бы, удачно. Рядом Шебелпнское газовое месторождение, дающее самый дешевый в стране природный газ. Рядом огромные, практически неисчерпаемые залежи каменной соли. И то и другое — важное сырье для бурно растущей химической промышленности. Но химическому комбинату необходим еще н третий ингредиент — вода. Вода здесь и сырье, и полупродукт, часто она входит в состав готовой продукции. А кроме того, вода охлаждает и нагревает оборудование, очищает растворы п газовые смеси, транспортирует сырье п удаляет отходы. А где взять воду для Первомайского комбината? Единственная крупная река, которая протекает поблизости,— Северскнй Донец. Она и так уже питает своей водой большой промышленный, район. Предприятию такого масштаба, как Первомайский комбинат, вместе со всем тяготеющим к нему промышленным узлом и строящимся рядом городом, каждые сутки нужно не меньше 175 000 кубометров свежей воды. «Посадить» на Донец потребителя с таким аппетитом значило бы загубить реку. МИНУС НА МИНУС ДАЕТ ПЛЮС Вслед за первой трудноразрешимой проблемой — проблемой водоснабжения— встала и другая: что делать со стоками? Химическая промышленность— один из самых опасных загрязнителей окружающей среды. Куда девать ежесуточные 140 000 кубометров — не меньше — ядовитых отходов? Сбрасывать в реки? Но расчеты показали, что каждый из этих 140 000 кубометров принесет здесь почти иа 3 рубля вреда. Это если стоки сбрасывать как есть; но даже если очищать их до максимальной практически возможной степени — превращать в так называемую условно чистую воду, то и в этом случае ежесуточный ущерб от комбината составил бы тысячу рублей. И так изо дня в день, из года в год... И па первый вариант проекта, но которому вода бралась из Донца, а стоки сбрасывались в Днепр, было наложено вето: против него выступили п Министерство водного хозяйства, и Госсапппспекцпя Украины. После этого появился второй вариант. Воду для нужд комбината предлагалось брать все-таки из Донца, а сточные воды после очистки подавать па орошение близлежащих земель. Это предложение встретили более благожелательно. И все же оно вызывало сомнения. Состав сточных вод будущего комбината представлялся сложным и малоизученным. Было неясно, как подействуют эти воды на урожай, будет ли па орошенных ими полях вообще что-нибудь расти и если будет, то можно ли употреблять в пищу полученные таким путем продукты. Государственная экспертная комиссия Госплана СССР, которая решала судьбу комбината, пришла к такому решению: либо защитники проекта представят веские доказательства, что очистка сточных вод комбината и их использование для орошения возможны, либо комбинат (строительство которого к тому времени уже начиналось) придется перестроить в машиностроительный завод. И одновременно в заключении комиссии появилась такая запись: «В связи с изложенным... следует рассмотреть вариант водоснабжения и канализации с возвратом в производство основной массы очищенных
12 Технология и природа и, дополнительно, частично минерализованных промстоков. Почти все стоки комбината после их очистки могут быть возвращены в производство...». Так впервые была высказана идея — сделать Первомайский химкомбинат бессточным. С этого момента проектировщики работали на два фронта: с одной стороны, тщательно изучали пригодность стоков для орошения, а с другой — ломали голову над тем, как бы вернуть в производство возможно большую часть тех же самых стоков. И хотя несколько лет спустя стало ясно, что орошение полей сточными водами комбината не только возможно, но и выгодно, что при этом повышается урожай п не создается опасности для людей п животных, хотя этот вариант проекта был полностью обоснован, согласован и даже утвержден, от него все же отказались. Вместо него был принят вариант с комплексной ючисткой стоков и повторным использованием их в производстве. Только такой вариант позволял убить сразу двух зайцев — решить и проблему стоков, и проблему водоснабжения. ЧТО ТАКОЕ БЕССТОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО В чем суть принятой проектировщиками технологической схемы? Во-первых,— п это главное — сточные воды разных производств не перемешиваются друг с другом. Очистка «химических коктейлей» с невероятно сложным п непостоянным составом обычно как раз и есть главный камень преткновения при проектировании химических предприятий. Отходь каждого производства, каждого цеха должны рассматриваться по отдельности; если их нельзя тут же снова использовать, то нужно сразу же, на месте, подвергнуть их очистке: это гораздо легче, п только так можно вновь направить их составные части в производство. Таков общий принцип проектирования замкнутых систем промышленного водоснабжения (о нем уже говорилось в «Химии п жизни» — 1974, № 2). А вот как выглядит этот принцип, использованный в проекте Первомайского комбината. Здесь пять разных систем канализации. Слабомннералпзованные стоки подвергаются механической и химической очистке и сбрасываются в буферный пруд. Туда же поступают после раздельной механической п химической, а потом совместной биологической очистки сточные воды, загрязненные органическими веществами, бытовые стоки города, промышленного узла п самого комбината. В тот же буферный пруд, по уже без всякой предварительной очистки сбрасываются условно чистые п ливневые воды. В пруду все эти стоки перемешиваются (теперь уже можно!), отстаиваются и фильтруются. Потом из них с помощью адсорбентов извлекают остатки загрязнений — органические, хлорорганпчеекпе и поверхностно- активные вещества. Последняя ступень очистки — ионообменные фильтры, которые умягчают воду. И теперь ее можно использовать вновь. Такой обработки достаточно для основной массы стоков. Остается лишь ничтожная их доля — высоко- копцептрпрованные рассолы п особо токсичные отходы. Часть их приходится выпаривать, а остатки — сжигать. Но это всего около 17 тонн в сутки. А все остальное решено закачивать в подземное хранилище. Для этого выбран такой пласт-коллектор, что просачиваться из него наружу захороненные стоки начнут не раньше, чем через пять с половиной тысяч лет... Превратившись в бессточный, комбинат стал п безотходным: при
Первый бессточный 13 малейшей возможности отходы производства, извлекаемые из стоков, используются для получения полезной продукции. Например, осадки суспензии ноливинплхлорпда идут на изготовление (в смеси с отходами линолеума) облицовочных плиток. Комбинат будет давать по 5000 топи таких плиток в год. Из регенератов, получаемых при промывке ионообменных фильтров аммиачной водой н азотной кислотой, будут делать смесь азотных удобрений B0 тыс. тони в год), а избыточный активный ил из сооружений биологической очистки пойдет па производство белково-вптампнпого кормового концентрата B000 топи в год). Опыты показали, что па свинофермах такой концентрат может заменить белковые добавки, а если добавлять его в корм телятам, то это позволит каждый год экономить по 20 млн. литров молока. Предусмотрена в схеме п утилизация газовых выбросов. В некоторых случаях для этого пришлось изменить технологию основных производственных процессов. -Но дело того стоит. Например, для декарбонизации рассолов вместо кальцинированной соды будут использованы дымовые газы, содержащие углекислый газ. Из них же будут получать сухой лед и жидкую углекислоту. И так далее — в короткой статье не перечислить всех технологических ухищрений, которые позволили или обезвредить промышленные стоки, или превратить их в полезные продукты. Выгодно ли все это? Конечно, выгодно. И выгодно вдвойне. Во-первых, превращаются в полезную продукцию отходы—та самая «грязь», которая при старой технологии не находила себе подходящего места. И во-вторых, появляется возможность избежать огромного вреда, который принесла бы эта «грязь» окружающей среде — воде, воздуху, почве. Вот цифры, которые приводят авторы проекта. 18 млн. рублей — это экономия капитальных вложений на строительство систем водоснабжения и канализации. 3 миллиона в год — стоимость дополнительной продукции, которую комбинат будет производить из отходов. Еще 7 миллионов в год — предотвращенный ущерб от сброса сточных вод. 10 тыс. га — это площадь плодородных земель, которые заняло бы водохранилище, необходимое при обычном способе водоснабжения комбината. И наконец, самая главная выгода— та, которую нельзя измерить рублями. Введение водооборота на Первомайском комбинате каждый год будет сберегать по 44 млн. кубометров свежей воды. Это трехдневный сток целого Днепра! САМОЕ ТРУДНОЕ — Какие главные трудности встретились вам во время проектирования и строительства комбината? Такой вопрос корреспондент задавал многим причастным к этому делу людям — и в Киеве, и в Пер- вомайске. Вот несколько типичных ответов. М. И. КИЕВСКИЙ, кандидат технических наук, один из руководителей проектирования комбината — главный специалист по очистке сточных вод: — Самое трудное — это психологическая ломка. Нужно было заставить людей поверить, что создание бессточных систем возможно, необходимо и, главное, выгодно. Но понимают это, к сожалению, далеко не всегда. Всем, например, бросается в глаза, что оборотная система дорого стоит. Действительно, стоимость
14 Технология и природа 14 1516 \l9 г\ Т Ештаз 1 Принципиальная схема комплексной очистки сточных вод Первомайского комбината: 1 — основное производство; 2 — градирня; 3 — подача на охлаждение воды от основного производства; 4 — станция биохимической очистки; 5 — буферный пруд; 6 — установка глубокой очистки от органических веществ адсорбцией на активном угле; 7 — фильтры; 8 — ионообменные установки; 9 — установка получения азотных удобрений из регенерационных растворов; 10 — станция обессоливания высокоминерализованных вод; 11 — полигон подземного захоронения; 12 — установка получения белкового концентрата из избыточного активного ила; 13 — водное хозяйство ТЭЦ; 14 — подача спабоминерализованных кубометра воды на Первомайском комбинате — около 12 копеек, а при традиционной схеме — пятачок. Но всего-то воды нужно раза в четыре меньше — значит, общая ее стоимость ниже. Это, конечно, сильно упрощенный пример... А что касается трудностей, связанных с самим проектированием и сточных вод на механическую очистку; 15 — подача бытовых сточных вод города и химкомбината на станцию биологической очистки; 16 — подача сточных вод химкомбината, содержащих органические вещества, на станцию биологической очистки; 17 — подача очищенной воды в охлаждающую систему оборотного водоснабжения; 18 — подача воды различным технологическим потребителям; 19 — высокоминерализованные сточные воды основного производства; 20 — высокоминерализованные сточные воды ТЭЦ; 21—23 — подача опресненной воды на ТЭЦ для подпитки оборотного водоснабжения и различным технологическим потребителям научными разработками, то тут нужно сказать, что в наших условиях на пути создания проекта не стояло никаких ведомственных барьеров, никаких «секретов фирм». В создании проекта принимали участие практически все химические институты Академии наук Украины, многие институты АН СССР, других
Первый бессточный 15 ведомств — всего больше сорока научных и проектных организаций. В. Н. ЕВСТРАТОВ, руководитель проекта: — Это верно, насчет психологической ломки. Мне кажется, что самое трудное было вообще добиться от Госплана разрешения на строите тьство химкомбината. Считалось, что наличие газа и соли — недостаточный повод для выбора площадки. Даже тот факт, что продукция комбината остро необходима промышленности и сельскому хозяйству, тоже не убеждал Госплан. Раз в районе водный дефицит — строить комбинат нецелесообразно! И только благодаря комплексному использованию стоков, благодаря водообо- ротной системе нам удалось эту проблему решить. А. М. АГАЛЬЦОВ, кандидат технических наук, начальник лаборатории химкомбината: — Самое трудное — это воплотить проект в жизнь. На мой взгляд, проект еще не доведен. Установка доочисткн сточных вод, по-моему, недоработана, на изготовление витаминного концентрата из активного ила пока нет разрешения медиков, слишком дорого обходится опреснение. Ведь Первомайский комбинат— это всего лишь первый эксперимент... ПРОЕКТИРУЮТ, СТРОЯТ, ЭКСПЛУАТИРУЮТ Когда приезжаешь из Первомайска, все задают один и тот же вопрос: — Скажите, что же все-таки там происходит — комбинат еще только проектируют, строят или уже эксплуатируют? И то, и другое, и третье. Некоторые цеха уже выпускают готовую продукцию, другие строятся, третьи еще проектируются. Самое крупнотоннажное производство комбината — вода. Комплексная система очистки внедряется в производство, что называется, с колес. По ходу строительства проектировщики дорабатывают и рационализируют проект (начальник лаборатории в чем-то прав: весь комбинат— это большой эксперимент!). Наш разговор с главным специалистом по очистке М. И. Киевским был прерван совещанием. На нем решался вопрос, какой выбрать способ опреснения сильно минерализованных стоков: термический (выпаривание) или крпсталлогндратпый (вымораживание)... Пока в проектных и исследовательских институтах решают чисто научные проблемы, в Первомайске идет строительство. Закладываются фундаменты полигона подземного захоронения высококонцентрпро- вапных стоков, монтируются фильтры для доочисткн сточных вод активным углем, строится цех водо- подготовкн ТЭЦ. А на буферном пруду станции биологической очистки уже разводят карпов и лебедей. Возле пруда вольер, где живут несколько оленей. Впрочем, зоопарками на очистных сооружениях сейчас никого не удивишь — они становятся традицией. До окончательного завершения строительства Первомайского комбината еще далеко. Но уже давно работают в разных коццах страны, на многих химических заводах отдельные его элементы. Дело в том, что, пока разрабатывался проект, опытные образцы многих новых схем н установок, которые в неге вошли, заранее проходили испытания в Киеве и Дзержинске, Новомосковске п Калуше. Почти все они с честью выдержали экзамен и продолжают работать—очищают стоки, извлекают из них полезные вещества. Так Первомайский комбинат, еще не вступив в строй, стал примером для предприятий страны. И не только для предприятий. С комплексной схемой, которая раз-
16 Технология и природа рабатывалась в Киеве, с большим интересом знакомились проектировщики из других организаций и ведомств. Изучая принципы, лежащие в ее основе, сравнивая ее с собственными разработками, они обнаруживали в них недостающие звенья. Первомайская схема, полностью пли по частям, уже использована при проектировании десятков химических, машиностроительных, металлургических предприятий. Идея бессточного производства пустила глубокие корни. А. ЧАПКОВСКИЙ, специальный корреспондент «Химии и жизни» Закон и расходы Два года назад в США принят новый закон о водопользовании, направленный на прекращение сброса загрязненных промышленных стоков к 1985 г. На первой стадии (до 1977 г.) все предприятия обязаны добиться полной очистки своих стоков. На втором этапе (до 1985 г.) им предписывается перестроить технологию так, чтобы грязных стоков не было вообще: какими бы совершенными ни были очистные сооружения, в один прекрасный день они могут отказать, и тогда ядовитые потоки вновь потекут в реки и озера. Все это сильно затрагивает финансовые интересы целлюлозно-бумажной промышленности, поэтому обеспокоенные возможным уменьшением прибылей производители бумаги принялись лихорадочно подсчитывать, во что им обойдется соблюдение нового закона. Вот что у них получилось. Капитальные затраты на первой стадии составят 1,9 миллиарда долларов, на второй — свыше 6 миллиардов. Сейчас целлюлозно- бумажная промышленность США потребляет за год 343,7 • 106 Гкал энергии. Только из-за дополнительной очистки воды энергетические затраты возрастут к 1985 г. на 44—86%. Конечно, все эти расходы будут отнесены предпринимателями на себестоимость продукции, и она, по предварительным оценкам, увеличится— на 7—10% (на первом этапе) и на 30—60% (на втором). Многие целлюлозно-бумажные предприятия не сумеют выстоять в таких условиях. По прогнозам, к 1977 г. закроются около 30 фабрик и заводов, а к 1983 г.— еще не меньше ста; почти 30 тысяч человек останутся без работы. Но это не все. По-видимому, производство беленой целлюлозы и бумаги из нее вообще станет нерентабельным, и США будут вынуждены импортировать эту продукцию, что может привести к годовому дефициту внешнеторгового баланса страны на 5250 миллионов долларов. Американский журнал «Paper Trade Journal» A973, № 9), опубликовавший все эти неутешительные для производителей целлюлозы и бумаги выкладки, приходит к такому выводу: существующие способы очистки стоков целлюлозной промышленности, с точки зрения экономики, абсолютно бесперспективны. Разумеется, развитая страна не может обойтись без собственной индустрии бумаги. Столь же очевидно и то, что предприниматели никогда не пойдут на убытки и даже на снижение прибылей. Поэтому они поставлены перед необходимостью создавать новую технологию. В принципе, выход из сложившегося положения один: проектировать целлюлозно- бумажные предприятия абсолютно по-новому — с замкнутым технологическим циклом, то есть совсем без стоков. И этот выход — единственно разумный не только с экономической точки зрения, но, что значительно важнее, и с социальной. Бессточные заводы совсем не будут угрожать природе. М. ЛУКЬЯНОв
Технологи, внимание! 17 hi J" ■ ■ ЖЕЛЕЗО ИЗВЛЕКАЕТ СЕРЕБРО В Уральском политехническом институте создан новый реагент — растворитель для извлечения серебра из руды. Активное начало реагента — сульфат трехвалентного железа. Оказалось, что растворитель особенно эффективен при обработке серебряно-марганцевых руд; их официально называют «очень упорными рудами», так как процесс извлечения из них серебра весьма трудоемок. А если тот же реагент подкислить, то наряду с серебром из этих «упорных руд» можно дополнительно выделить и марганец. Вместо сульфата окиси железа можно использовать и более дешевый железный купорос. Новый растворитель в отличие от применявшихся раньше цианистых соединений не токсичен и намного дешевле; процесс извлечения с его помощью идет гораздо быстрее. «Доклады АН СССР», 1974, т. 216, М- 3 ГАЗ ИЗ ЩЕПОК Получение горючего газа из древесины — процесс не новый. Многие помнят газогенераторные автомобили военных лет. В условиях топливного голода энергетики многих стран вновь заинтересовались старым процессом. Сейчас в США скопилось около 120 миллионов тонн древесных отходов — опилок и щепы. Из них можно получить 57 миллиардов кубометров горючего газа — 10% нынешней потребности страны в газовом топливе. Поэтому ежегодно появляются десятки проектов, как это сделать. По одному из проектов, измельченную древесную щепу загружают сверху в вертикальный реактор, а снизу подают паровоздушную смесь. В слоях древесины последовательно идут процессы сушки, предварительного подогрева, пиролиза, газификации, озоления. Газифицируемый слой служит фильтром, очищающим образующийся газ от твердых частиц. Американские экономисты подсчитали, что в любом городке, где за сутки набирается не менее 200 тонн опилок, щепы и бытовых отбросов и есть потребность в газовом топливе, выгоднее эти отходы газифицировать, чем занимать землю под свалки. «Pulp and Paper» (США), 1974, № 2 КАК ПЕРЕПЛАВИТЬ АВТОМОБИЛЬ В США намечено построить небольшой металлургический завод, сырьем для которого будут служить старые автомобили и твердые бытовые отходы. После дробления, без всякой сортировки, материал попадет во вращающиеся печи. Там все горючие компоненты сгорят, а выделившееся тепло нагреет железный скрап примерно до 1000° С. Предварительно подогретый металл будет переплавлен в индукционных электропечах. «Iron and Steel Engineering» (США), 1973, № 11 СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПОЛИМЕР Синтезирован светочувствительный полимер фотозид. содержащий сульфонилази- догруппы. Под действием света в нем образуются высокоактивные нитреновые группы, которые легко взаимодействуют с различными углеводородными соединениями. Фотозид в виде тонкой пленки наносят на полимерную подложку — из полиэфиров, полиэтилена, полипропилена, полиуретана, поливинилхлорида. Если теперь засветить поверхность через какую-нибудь маску, освещенные места прореагируют с подложкой — получится скрытое изображение. Его проявляют: растворяют фотозид на неэкспонированных участках специальным растворителем, а засвеченные места, которые хорошо окрашиваются, обрабатывают красителями. Основная область применения фотозида — получение различных изображений: от офсетной печати до копирования микрофильмов. «Polvmer News» (США), 1974, № 10 СОЛНЦЕ РАЗЛАГАЕТ ВОДУ В пластмассовом сосуде с водой — два электрода: монокристалл двуокиси титана и сеточка с платиновой чернью. На полупроводниковый электрод падает солнечный свет, и в цепи появляется электрический ток. Под действием тока начинается электролиз воды — выделяется водород. Так работает лабораторная установка для прямого разложения воды солнечной энергией. Ее создали сотрудники Института прикладной науки Токийского университета. «Chemical Economy and Engineering Review» (Япония), 1974. № 1
18 * Размышления Сфера научных интересов Владимира Александровича Эн- гельгардта — химические основы биологических процессов. В результате фундаментальных исследований он открыл в 1931 году явление, которому принадлежит ведущая роль в энергетике живой клетки: образование аденозинтри- фосфорной кислоты (АТФ) за счет энергии процессов биологического окисления. В 1939 году предпринятое Владимиром Александровичем изучение химических основ мышечного сокращения привело к открытию каталитических свойств белка миозина, расщепляющего АТФ и тем самым освобождающего энергию, необходимую для работы мышцы. В 1959 году В. А. Энгельгардт создал Институт молекулярной биологии АН СССР и с тех пор бессменно возглавляет его. 4 декабря академику Владимиру Александровичу Энгель- гардту исполняется 80 лет. Сердечно поздравляя своего давнего друга и постоянного автора, признанного главу отечественной школы молекулярных биологов, редакция «Химии и жизни» предлагает вниманию читателей беседу академика В. А. Энгельгардта с корреспондентом журнала В. Черниковой. Академик В. А. Энгельгардт: факты и идеи в творчестве ученого
Факты и идеи в творчестве ученого 19 Вы просили меня высказать в этой беседе мой взгляд на проблему взаимоотношений в науке двух ее важнейших составляющих: фактов и идей. Охотно выполняю вашу просьбу. Названная проблема иногда подменяется другой, более частной, о соотношении между экспериментом и теорией, о том, что важнее — теория или эксперимент, и даже кто нужнее — теоретик или экспериментатор. Это, конечно, упрощение, такой спор не имеет серьезного смысла. Но разные мнения о значении и месте фактов и идей в науке, об их сравнительной ценности на самом деле существуют. Вот, часто повторяют слова Ивана Петровича Павлова, который говорил, что факты для ученого подобны воздуху для птицы, что это опора, которая поднимает птицу ввысь... Но воздух служит птице опорой только до тех пор, пока она находится в движении. Стоит ей остановиться, и птица обречена на падение. Движение крыльев я сравнил бы с движением мысли ученого, с теми идеями, которые возникают у него, когда он размышляет, опираясь на факты. Ученый не должен — это тоже слова Павлова — превращаться в архивариуса фактов. Да, факты важны, но они остаются безжизненными, пока их не одухотворит творческая идея. Если встать на путь метафор, то я сравнил бы факты с камнем, из которого скульптор высекает свое творение, или с кирпичами и бетонными плитами, из которых воздвигают здание, задуманное архитектором. И ваятель, и архитектор держат в своем воображении какой-то образ, какую-то идею, которые они хотят извлечь из камня или воплотить в величественном строении. Именно так, как сопоставление, как сочетание инертного материала и одухотворяющей мысли взаимодействуют идеи и факты в науке, в творчестве ученого. Почти всегда, встречаясь с задачами познавательного характера, я мысленно возвращаюсь к принципу комплементарное™, или дополнительности, которому придавал огромное значение Нильс Бор. Принцип дополнительности, считал Бор, господствует в фундаментальных явлениях физики, и в то же время приложим, по его убеждению, к явлениям биологического мира. Мне думается, что между идеями и фактами тоже существуют отношения комплементарности. Факты не требуют оправданий своему существованию, если они установлены с достаточной надежностью. Иначе обстоит дело с идеями, где так легко уклониться в область беспочвенных мечтаний, унестись в заоблачную высь, и горе тому, кто пустится в манящий путь на крыльях, скрепленных, как у Икара, недолговечным воском. Я снова обращаюсь к мудрости великих людей, живших до нас. У меня в руках седьмой том трудов Луи Пастера. Здесь собраны речи, высказывания, литературные заметки. Можно сказать, что именно в этой книге заключен сгусток идей Пастера, так как шесть предшествующих заняты описанием фактов, из которых эти идеи вытекают. Особенное внимание уделяет Пастер предвзятым идеям. Ничего мы не делаем, говорит он, не имея предвзятой идеи. Да только нужна мудрость, чтобы не верить вытекающим из этой идеи выводам до тех пор, пока факты не укрепят и не подтвердят ее. Предвзятые идеи, если они подвергнуты суровому контролю эксперимента, становятся живительным пламенем науки. Но Пастер говорит и о том, как легко случается, что ученый развивает увлекательную идею дальше и дальше, порой за пределы ее приложимости. И тогда предвзятая идея превращается в навязчивую, представляющую огромную опасность. Вот почему, говорит Пастер, я хотел1бы, чтобы на всех храмах науки были начертаны слова, которые я взял эпиграфом к своей книге о брожении и производстве пива: «Самое большое извращение — это верить вещам потому, что хочется, чтобы было так, как ты желаешь». О самом термине «предвзятость». Может быть, смысл этого слова трансформировал^ ся в нашем представлении. Под предвзятостью мы понимаем сегодня необъективную точку зрения, какую-то ограниченность в суждениях, и выражение «предвзятая идея» звучит как бы пренебрежительно, не-
20 Размышления гативно. Это наше восприятие справедливо лишь для тех ситуаций, когда защитник идеи стремится доказать ее правильность во что бы то ни стало, когда все полученные факты он подгоняет под свою идею, отбрасывая как негодные, недостойные внимания те наблюдения, которые в эту идею не укладываются. Пастер, завещая ученикам не бояться предвзятых идей, имел в виду другое. «Быть убежденным, что ты обнаружил важный научный факт, с жаром хотеть его скорее обнародовать, и сдерживать себя днями, неделями, порой целыми годами, оспаривать самого себя, пытаться опровергнуть собственные опыты, и сообщить о сделанном открытии после того, как истощены и отвергнуты все противоречащие гипотезы и предположения — да, это тяжкое испытание. Но зато, когда после стольких усилий, наконец, приходишь к подлинной уверенности, то тут испытываешь одну из самых огромных радостей, какие только может ощущать человеческая душа». Попытаюсь проследить, каким образом абстрактные идеи и почерпнутые в опытах факты сыграли свою роль в становлении молекулярной биологии. Началом ее считается раскрытие двуспи- ральной структуры ДНК, вещества наследственности. Один из авторов этой работы, Джеймс Уотсон, без лишней скромности сравнил свое открытие с великим взлетом ума Чарлза Дарвина. И он же называет в числе движущих сил своего исследования тщеславное стремление опередить Лайнуса Полинга в гонке за Нобелевской премией. Вот что, оказывается, заставляло двух главных участников, Уотсона и Крика, работать дни и ночи, конструируя замысловатые молекулярные модели... Не придавайте этому замечанию большего значения, чем это сделал сам автор книги «Двойная спираль». Оно лишь подчеркивает, оттеняет роль именно умозрительных построений. Поиски фактов были уже вторичным элементом, они состояли в том, чтобы подобрать молекулярк/ю модель, которая бы лучшим образом отвечала теоретическим построениям. Конечно, если бы раньше Чаргафф не открыл факта эквивалентного содержания пуриновых и пиримидиновых оснований в молекуле нуклеиновой кислоты, то идея комплементарного построения двойной спирали вряд ли могла возникнуть у Уотсона и Крика. Но Эрвин Чаргафф ограничился только тем, что открыл закон Чаргаффа, а вывода о возможном принципе построения двойной спирали ДНК не сделал: Уотсон и Крик извлекли идею из фактов, установленных Чаргаффом, и эта идея позволила им получить новые факты, которые иначе не могли бы быть открыты. В их работе теория и экспериментальный поиск шли рука об руку, роль абстрактного мышления усиливалась поисками вещественного фактического материала. Как же обстоит дело с принципом комплементарное™ идей и фактов на нынешнем этапе молекулярной биологии? Я бы сказал, что та насыщенность принципиальными, отвлеченными представлениями и идеями, которая была характерна для молекулярной биологии до недавнего времени, оказалась сейчас до известной степени оттесненной на второй план. Мы становимся очевидцами неудержимого накопления новых и новых фактических сведений. Искусство экспериментатора приобрело самодовлеющий характер, и удельный вес тех самых предвзятых идей, о которых говорил Пастер, ощущается в гораздо меньшей степени. Очень многие из вновь установленных фактов стали следствием применения новых химических, оптических, кристаллографических методов. Конечно, следует избегать в подобных оценках крайностей. Каждый успешный опыт есть результат заранее продуманной его постановки, есть использование накопленного ранее знания для того, чтобы поставить новый вопрос перед природой и заставить ее дать достаточно убедительный ответ. Все это относится, конечно, к области идей, хотя роль их здесь проявляется в более скрытой форме. Но главное заключается в том, что с возрастанием числа новых фактов все больше усиливается голод по свежим принципиальным идеям, прокладывающим новые пути.
Факты и идеи в творчестве ученого 21 Сейчас в молекулярную биологию пришло второе поколение, вторая генерация. И это уже теперь сложившиеся ученые, со своими взглядами, с солидной теоретической подготовкой и экспериментальными навыками. Отличается ли эта молодежь от первой генерации? Я думаю, что никакого особого различия в молодежи разных поколений нет. Молодежь всегда опережала своих предшественников. А если меня что и увлекает в этой второй генерации, так это то, что она успешно ассимилирует стремительный поток фактов. Естественно, что научное воображение молодых может позволить себе более рискованные полеты. Если из этих полетов они смогут благополучно вернуться JHa твердую землю фактов, то успех и развитие нашей науки на ближайшие годы считаю прочно обеспеченным. Единственное, что на самом деле необходимо — воспитать в себе строгий подход к своим замыслам, к своим идеям. Я вспоминаю урок, преподанный мне на самых первых этапах моей научной работы. Демобилизовавшись после гражданской войны, я попал в Биохимический институт здравоохранения, где директорствовал Алексей Николаевич Бах. Я занялся по его совету изучением иммунитета. Поработав некоторое время, я пришел к Баху и сказал ему, что у меня есть очень интересные мысли и вырисовывается новая теория иммунитета. Он попросил меня изложить эти мысли, покорно выслушал их и сказал: «Дорогой мой, если б мне за зто платили, я бы всю жизнь сидел и выдумывал всякие интересные мысли. А вы лучше за лабораторным столом работайте, работайте...» С тех пор я стараюсь уделять фактам чуть больше внимания, чем замысловатым идеям... Но за фактами всегда так заманчиво увидеть идею, хотя не всегда это возможно. Я помню, как буквально подскочил в кресле, прочитав, что фермент, которым мы много занимаемся, который нас очень привлекает— так называемая ревертаза — содержит, оказывается, атом цинка. Я думал о том, какие мы ротозеи, что не додумались полученный нами химически чистый препарат фермента сунуть в пламя горелки, не посмотрели в спектроскоп и не увидели линию цинка... Правда, при более внимательном чтении статьи выяснилось, что автору той работы пришлось повысить чувствительность опыта в тысячу раз, то есть на три порядка выше того, что было достигнуто в других, самых лучших аналитических лабораториях. Такого упрека я себе сделать не мог и, можно сказать, успокоился. Остается вопрос: какое значение имеет обнаружение цинка? В данный момент — никакого. Это был факт, голый факт, никакой идеи за ним не скрывалось. Это из тех случаев, когда факт стоит одиноко, не приоткрывает никакой новой мысли. И все же позднее, может быть какие-нибудь идеи из него и родятся... Да, пожалуй, в этом даже можно не сомневаться. Ведь должен же сработать принцип комплементарности, о котором мы здесь говорили!
22 Наблюдения Если поступать иначе Вот фотография. Это хромосомы кузнечика. Я делаю такие снимки по нескольку десятков в день. На кафедре генетики МГУ мы изучаем хромосомные наборы мышей, саранчи, кузнечиков, человека — исследуем устройство генетического аппарата высших организмов. Чтобы как следует изучить хромосомный набор, очень важно свободно распределить хромосомы на предметном стекле. Они не должны ни задевать друг друга, ни наползать одна на другую: ведь каждая мельчайшая деталь их строения имеет значение. Как же рассредоточить хромосомы, упакованные в клеточном ядре? Только разрушив клетку. Именно так мы и поступаем. Представьте себе бочку с огурцами, сброшенную с высоты пятиэтажного дома, и любознательного прохожего, который по груде обломков пытается понять, как были уложены огурцы в бочке. Примерно так же, только с высоты 20 сантиметров и с помощью пипетки, ежедневно в сотнях лабораторий мира сбрасывают на предметное стекло исследуемые клетки. Получаются препараты с хорошим разбросом хромосом. Но это лишь финал, завершающий процесс подготовки препарата. А перед этим клетки 'подвергаются еще более жесткой обработке: действием пониженного давления разрывают их внешнюю оболочку, несколько раз прокручивают их в центрифуге при тысяче оборотов в минуту — чтобы разделить на составные части, обрабатывают смесью ледяной уксусной кислоты и спирта — чтобы зафиксировать клеточные компоненты, и, наконец, клеточное содержимое, сброшенное из пипетки на стекло, поджигают в пламени горелки. И только после этого ученый, вооруженный первоклассным оптическим микроскопом, приступает к изучению «клеточного трупа». Кажется невероятным, что в клетке что-то еще может уцелеть после такой обработки. Но генетическая система наделена огромной надежностью. Удивительно, но целостность хромосом все-таки не нарушается. Однако их естественное пространственное расположение не выдерживает нагрузок, и
Если поступать иначе 23 хромосомы разлетаются на предметном столе, подобно огурцам из бочки (фото 1). А что если поступить иначе? Что если бережно положить клетку на стекло? Я фиксирую кусочек ткани все той же уксусной кислотой, окрашиваю его цитологическими красителями и лишь слегка придавливаю на предметном стекле — так, чтобы клетки расположились на нем в один слой... Теперь — микроскоп. Смотрю. Смотрите со мною вместе. Вот три фотографии — на этой странице они обозначены цифрой 2. Будто поле покрылось цветами. Но это не цветы. Это странные группировки хромосом белой мыши, собранные в соцветия. Меняем объекты. Теперь перед нами хромосомы кузнечика (фото 3). Они будто сошлись в хороводе. Пытаюсь сильнее надавить на клетку — круги разрываются, но хромосомы так и остаются связанными друг с другом (фото 4). Еще препарат, другой, третий, десятый... Картина везде одна. Значит, перед нами какая-то закономерная пространственная организация хромосом. Что же удерживает хромосомы d единой связке и не дает им разлететься? Приглядитесь к хромосомам на третьем снимке. Даже неискушенный глаз заметит, что все хромосомы как бы нанизаны на кольцо. Эта структура получила название центромерного кольца. Многим исследователям уже удалось проследить центромер- ное кольцо на всех стадиях клеточного цикла. Считают, что при делении клеток оно разводит хромосомные наборы по дочерним клеткам. Это помогает хромосомам не сбиться с пути, не растерять партнеров. О центромерном кольце известно пока еще очень мало, его изучение только начинается. Пока, например, удалось выяснить, что в его состав, так же как и в состав хромосом, входит ДНК. Я снова склоняюсь к микроскопу. На предметном стекле распускаются диковинные цветы хромосомных наборов... Кандидат биологических наук М, МОНАХОВА
24 Страницы истории ДНК—гонка, которой не было? Доктор П. ПОЛИНГ Постоянные читатели «Химии и жизни», вероятно, помнят напечатанную в журнале в 1972—73 годах «Двойную спираль» — автобиографическую повесть одного из создателей современной молекулярной биологии, лауреата Нобелевской премии Джеймса Д. Уотсона. Может быть, им запомнился и один из персонажей этой повести, молодой кембриджский стажер Питер Полинг — он работал с Уотсоном и Криком в одной комнате, был всегда готов обсудить с ними сравнительные достоинства девушек Англии, европейского континента и Калифорнии, а кроме того, он был сыном Лайнуса Полинга» Того самого знаменитого Полинга, который тогда только что открыл структуру белка — сс-спи- раль и, как сильно опасались Уотсон и Крик, был близок к решению «их собственной» проблемы — структуры ДНК. Сейчас доктор Питер Полинг преподает химию в лондонском Юниверсити-колледже. В прошлом году, когда отмечалось 20-летие открытия Крика и Уотсона, английский научно-технический еженедельник «New Scientist» опубликовал воспоминания Питера Полинга, которые мы перепечатываем с разрешения редакции. В сентябре 1952 года, когда я, только что приехав в Кембридж, стоял с с>мкон в вестибюле Кавендпшской лаборатории и разглядывал список сотрудников с номерами их комнат, я вдруг услышал: — Вы Питер Полинг? Я повернулся и увидел забавного пария, чуть постарше меня, с большими ушами и жидкими, растрепанными волосами. Я сказал: — Да, я Полинг. — Я Джим Уотсоп,— сказал он.— Я встречался с вами в гостях у Понтера Степта в Сьерра Мадра Вилла Кэпьоп (это в Калифорнии, недалеко от тех мест, где живу я). Тот вечер я вспомнил, а этого парня — нет. Я припомнил, что тогда все мои мысли по молодости лет были поглощены тем, как бы мне соблазнить девушку, на попечении котором оставались по вечерам мои маленькие братья и сестры. (Я принадлежу к поздно созревающему сорту люден и тогда еще,- к моему большому сожалению, не знал многого из того, что знаю теперь.) В Кембридж я попал отчасти намеренно, а отчасти благодаря случайности. Я хотел улизнуть из дому, а Европа мне нравилась. особенно Англия, где я уже прожил полгода в Оксфорде в 1948 году, а потом еще раз приезжал сюда в 1950-м. Летом 1951 года я работал в Вудс-Холе, недалеко от Бостона, и туда как раз заехал человек по имени Джон Кендрью. Хотя я тогда этого не знал, он набирал сотрудников к себе в Кавепдпш- скую лабораторию, в группу для изучения структуры белка, организованную в основном усилиями покойного профессора Лоу- ренса Брэгга. Мне передали, что когда Джон Кендрью сообщил моему шефу Дэвиду Нах- мансону о своем намерении взять и меня, тот воскликнул: «Как? Этого сексуального маньяка?» Кендрью, кажется, ответил: «А какое это имеет значение?» Я думаю, он знал, что в Кембридже быть сексуальным маньяком — это большой плюс. К несчастью, Нахмансон ошибался. Даже по тогдашним нормам, не говоря >ж о нынешних, я был самым неудачным Дон-Жуаном ео всем Вудс-Холе. На самом деле у меня ничего не получалось, и поэтому я постоянно разглагольствовал о вещах, о которых имел очень отдаленное представление. Кроме того, Кембридж был единственным
ДНК — гонка, которой не было? 25 университетом, который принял меня па стажировку *. Так пли иначе, я приехал в Кембридж стажером изучать с Джоном Кендрыо структуру многлобнна. Мне выделили стол в большом комнате, где работали еще четыре человека. Слева от меня, у окна, размещался довольно шумный парень но имени Фрэнсис Крик. Справа стоял стол, за которым время от времени появлялся Джим Уотсон. Еще в комнате работали приглашенный сотрудник Джерри Донахыо и помощник Джона Кендрыо Майкл Блюм. По сравнению с теми явными трудностями, с которыми столкнулся Джим Уотсон, приобщаясь к общественной жизни Кембриджа, я освоился зчесь довольно быстро благодаря помощи со стороны. В первое же воскресенье утром в мое окно в Питер хаусе постучали. Это были Джим Уотсон с сестрой Элизабет и Джои Кентрью. Они пригласили меня прогуляться по реке до Гранчестера. Я помню, что во время этом прогулки спросил Джима, через сколько времени мне можно будет называть Кендрыо по имени — Джоном. Джим ответил, что я могу начать хоть сейчас— чего там ж тать? Я н не стал ждать. Фрэнсис Крик и его жена Однл относились ко мне особенно хорошо. Они каждое воскресенье приглашали меня к ленчу, потому что по воскресеньям столовая Пптерхау- са днем закрыта. У меня было еще то преимущество, что я как стажер считался членом колледжа. Вскоре после моего приезда двое дипломников из Пнтерхауса Джеймс Аффлек и Фнлпп Абраме взяли меня поа свою опеку и ввели в общественную жизнь колледжа. II в то время как в Кавепдпше расшифровывали структуру ДНК, я занимался греблей в составе пятой мужской восьмерки Пнтерхауса. Но хотя освоился в Кембридже я быстро, * По правде говоря, это был единственный университет, куда я пытался попасть стажером. Администрация исправила свою ошибку три с половиной года спустя, и меня отчислили. Но Англия есть Англия, это замечательная страна, и я, как и многие другие в подобных обстоятельствах, в конце концов оказался в лондонском Юпиверси- ти-колледже. — Прим. авт. всерьез взяться за научную работу я долго не мог. Сейчас, думая об этом, я поражаюсь, каким я был зеленым и невежественным. Удивительно, как Джим и Фрэнсис каждый день терпели меня за ленчем в кафе «Орел». Получив физическое образование, я не знал, что такое белки и нуклеиновые кислоты (а Фрэнсис Крик, тоже физик, знал). Меня посатпли работать на рентгеновской установке с мнкрофокуенровкой, которой пользовался Хью Хаксли для изучения мышцы! За несколько месяцев до этого, когда Хаксли уезжал на некоторое время в США, установка была в рабочем состоянии, но с тех пор ею никто не пользовался. Это была ужасная конструкция с торчавшими во все стороны проводами — один из тех приборов, которые па первый взгляд никуда не годятся и которые в действительности дают реальные и це.нпые результаты. Будучи большим любителем электроники, я переделал всю систему управления. На эго ушло много времени, и установка стала выглядеть очень красиво, по с тех пор уже больше никогда не работала. Итак, все мы устроились в Кембридже: я без особого успеха занимался разными разностями без всякой определенной цели, да и Фрэнсис с Джимом не знали толком, что именно у них получится. У Фрэнсиса были, да и сейчас остались разносторонние интересы. Джима же как генетика интересовал только ген. Он восхищался моим отцом. Я помню, как он сказал мне: человек, который сумел определить структуру шелка,— не иначе как гений. Единственное, чего Джим хотел,— это идти но его стопам в той области, которая для Джима была важнее всего. Когда Джим был в Калифорнийском технологическом, оп хотя и пе был тесно связан с отцом, но научился у пего двум вещам: во- первых, рептгеподнффракцпонпым методом можно определять структуры, а во-вторых.— чтобы использовать результаты, полученные этим методом, надо строить атомные модели. Как говорили мне многие читатели книги Джима Уотсона «Двойная спираль», из этой книги можно было понять, что я играл роль агента-двойника, шпионя за обеими соперничающими группами, используя свое положение для того, чтобы разведать, чем занп-
26 Страницы истории мается одна группа, н сообщая об этом другой. Это было совершенно не так. Я пытался как можно лучше разобраться в том, что происходит в нашей лаборатории, а потом писал домой и рассказывал об этом в той степени, в какой это касалось меня. А отец всегда держал меня в курсе того, что его интересовало и чем он занимался. Однажды я получил от него письмо, из которого узнал, что он и Роберт Кори разработали некую структуру ДИК. Он сообщил, что послал профессору Брэггу препринт статьи, которая направлена в «Proceedings of the National Academy of Sciences» и скоро будет там напечатана, и спрашивал меня, не хочу ли и я иметь копию рукописи. Я знал, что Брэгг понимает в ДНК еще меньше моего и что он не обратит на эту работу внимания. Поэтому я ответил: да, хочу. Через некоторое время копия пришла, и- поскольку мне она была не очень нужна, я отдал ее Джиму и Фрэнсису, для которых все это было очень важно. Они внимательно прочли статью и вскоре обнаружили, что в ней допущены серьезные ошибки. Я был огорчен, потому что хотя отец и не боится высказывать рискованные предположения, ему вовсе не доставляет радости, когда он ошибается. К счастью для его репутации, он все же чаще оказывается прав, чем ошибается. Однажды на воскресном ленче у Криков на Порчугэл Плейс, 19, присутствовал биофизик из лондонского Кингз-коллетжа Морис Уилкинс. Это было уже после того, как мы получили статью моего отца. Большую часть дня мы потратили па то, чтобы убедить Мориса немедленно начать строить атомные модели ДНК. Наш главный аргумент заключался в том, что если он этого не сделает, то мой отец повторит свою попытку и получит правильную структуру. (Отец просил Мориса прислать копии рентгенограмм ДНК. Морис медлил, что было вполне попятно. Если бы я сам получил эти единственные хорошие рентгенограммы, то я па его месте, конечно, не отдал бы их отцу, который расшифровал бы по ним структуру на следующее же утро.) Морис сказал, что будет строить модели — но только через несколько месяцев, не раньше, чем его коллега Роза л ни т Фрэнклин уйдет из Кннгз-колледжа и перейдет в Бэрк- бек-колледж, куда ее и специалиста по структуре вирусов Арона Клуга берет профессор Бернал *. По-видимому, между Морисом и Роза л инд был какой-то личный конфликт. Потом был задан самый важный вопрос. Мориса спросили: раз уж он не собирается немедленно начать работу с атомными моделями, не будет ли он возражать, если этим попробуют заняться Джим и Фрэнсис? Что он ответил, я не помню. Джим. сообщает, что Морис не возражал,—значит, так и нужно считать. Довольно трудно объяснить, почему нас так волновало, не сделает ли отец еще одну попытку раскрыть структуру ДНК. Такие структуры, как ДНК или альфа-спираль, определяются стохастическим методом, название котрого происходит от греческого слова «догадка». Это очень мощный научный метод. Но одно из правил игры здесь состоит в том, что каждый имеет только один шанс угадать правильный ответ. Когда человек, потратив массу сил на обдумывание исходных данных и разнообразных вариантов, находит возможное решение, оно кажется ему настолько привлекательным, что о других решениях он уже не думает. Правда, отец всегда утверждал, что им было предоставлено два шанса, потому что их было двое — Роберт Кори и он. Джим и Фрэнсис опять занялись структурой ДНК. Поначалу дело шло медленно. Важнее всего оказалось обнаруженное Эрви- ном Чаргаффом соответствие числа основании в молекуле: ДНК, выделенные из разных источников, неизменно содержат равное число остатков аденнна и тпмина, а также гуанина и цитозпна. Чаргафф, биохимик родом из Австралии, работавший тогда в Колумбийском университете, плыл с нами на * Бернал был настоящий гений. Большинство первых рентгенограмм веществ, которые сейчас лежат в основе молекулярной биологии, были получены в его лаборатории. Как-то я сказал отцу, что один из сыновей Берпала, по-моему, больше страдает от того, что он сын Бернала, чем я от того, что я — сын Полипга. Отец ответил: «Боже мой, я бы тоже страдал, если бы был сыном Бернала». Сам Бернал считал это очень забавной историей.— Прим. авт.
ДНК — гонка, которой не было? 27 «Купи Мэрп», когда вся наша семья направлялась в Англию в конце 1947 года, чтобы прожить полгода в Оксфорде. Отец тогда разговаривал с ним, и Чаргафф рассказал ему о соответствии числа оснований. Кто-то сказал мне (не помню, кто), что отцу Чаргафф не понравился, и поэтому он не прислушался к его словам. А если бы прислушался, то не исключено, что история расшифровки структуры ДНК была бы' несколько пион. С того момента, как Джиму пришла в голову мысль о спаривании основании (аде- ннн всегда связывается с тнмином, а гуанин с цнтозином), результат их поисков был предрешен. Нужно было совершенно ничего не понимать в структурных моделях, чтобы не получить более или менее правильный ответ, имея всю эту информацию и понимая, что из нее следует. Для того, чтобы получить ответ абсолютно точный, нужны были результаты изучения рентгенограмм — не хватало двух численных значений. Джим мельком видел рентгенограммы новой конфигурации ДНК, и их форма, характерная для спиральных структур, сразу же навела его на мысль, что структура ДНК должна быть спиральной. А два числа, необходимые для получения окончательного ответа,— это были точная величина периода повторения структуры вдоль оси спирали и примерный днаметг) спирали. Хотя я тогда этого не знал, но эти данные, очевидно, можно было почерпнуть из отчета, представленного в Совет по медицинским исследованиям. Модель структуры ДНК была сооружена во временно пустовавшей комнате на первом этаже Остинского крыла Кавендишской лаборатории. Свой вклад в эту работу внес и я, изготовив для Джима большой электронагреватель из старых сопротивлений от моторов, валявшихся на складе, а то Джим чуть не замерз, пока возился с моделью. Что касается соперничества, связанного с открытием структуры ДНК, то история этого открытия была описана в популярной печати как «гонка за двойной спиралью». Вряд ли можно считать, что это было так. Единственным, кого можно было бы здесь представить себе в качестве участника гонки, был Джим Уотсон. Мор не Унлкннс ни в каких гонках никогда участия не принимал. Фрэнсис Крик просто любит решать трудные задачи. А моего отца нуклеиновые кислоты занимали в такой же мере, как и хлористый натрий, поскольку и там и здесь возникают интересные структурные проблемы. В те времена мы не отличались большой серьезностью. Летом 1953 года я напечатал на машинке письмо на имя Фрэнсиса Крика, где сообщалось, что его приглашают прочесть курс лекции в Калифорнийском технологическом институте, и подписался — «Лан- иус Полпнг». Это был очень жестокий, но весьма удачный розыгрыш: Фрэнсис тут же на него клюнул. Письмо сочинял не я, но я его перепечатал и подписал. Наша шутка нимало не рассмешила Брэгга, который был удостоен такого приглашения на самом деле. Спустя три недели он через Макса Перу тца передал Фрэнсису, чтобы тот еще раз перечитал письмо. Сделав это, Фрэнсис написал отцу, принес извинения за то, что принял несуществовавшее приглашение, и переслал ему мое письмо. Отец же написал мне, что, во-первых, я совершил жестокий и бессердечный поступок, а во-вторых, он подумал было, что это письмо написал сам, но потом понял, что не мог этого сделать, потому что в письме есть грамматические ошибки, а он их всегда старался избегать. «Гонка за структурой ДНК» завершилась достойным финишем. Нобелевская премия 1962 года по химии была присуждена Максу Перутцу и Джону Кендрью за кристаллические структуры гемоглобина и миоглобина. Нобелевская премия 1962 года по медицине и физиологии была присуждена Уплкпнсу, Крику и Уотсону за структуру ДНК, а Нобелевская премия мира 1962 года была присуждена Ланнусу Полпнгу. Перевод с английского Е. И. ЧЕРЕПЕНКО
T^1 ♦ . **шЛ *-
Проблемы и методы современной науки 29 О чем поведала рыбья чешуя Кандидат биологических наук В. Д. БУРДАК Несколько лет назад к нам, в севастопольский Институт биологии южных морей, обратились археологи с довольно-таки странной просьбой. При раскопках античного поселения Тарпанчи—на побережье полуострова Тарханкут в Крыму — они обнаружили культурный слой, датируемый I веком до нашей эры. Здесь были остатки древних жилищ, старинной утвари, украшений, орудий труда и, как обычно, немало остатков пищи, которую употребляли античные поселенцы. Среди этих остаткрв встречалось много рыбьей чешуи, по виду, несомненно, принадлежащей черноморской кефали. Чешуя пролежала в земле две тысячи лет. Многое изменилось за это время в Крыму. Исчезли богатые античные города и поселения северного Причерноморья. Перевелись стада диких степных лошадей — тарпанов, давших название одному из поселений— Тарпанчи. А чешуя, выброшенная вместе с другими кухонными отходами, хорошо сохранилась под толстым слоем грунта и спустя столько времени попала в руки археологов. Просьба археологов состояла в том, чтобы биологи попытались определить размеры кефали, водившейся в черноморских водах 20 веков назад. Материалом исследования должна была служить ископаемая чешуя. Вообще говоря, чешуя заключает в себе массу сведений о жизни рыбы, и изучение ее занимает важное место в ихтиологических исследованиях. На чешуе любой рыбы можно разглядеть кольца, подобные окружностям на срезе дерева. По виду этих колец, по их числу, толщине, цвету, по расстоянию между ними специалисты читают историю жизни рыбы. Они могут определить, сколько лет рыба жила. Как -питалась — пребывала в довольстве целый год или время от времени голодала. Сколько раз давала потомство. Какие миграции совершала, например, когда и сколько раз заходила в реки из моря и обратно. Всю эту обширную информацию легче всего получить для современных рыб — здесь исследования чешуи хорошо дополняются сведениями о внешнем виде и размерах исследуемой рыбы. В нашей же работе именно размеры кефали были тем неизвестным, которое предстояло определить. Для того чтобы выполнить поставленную задачу, пришлось разработать специальную методику. Мы исходили из предположения, что у рыб одного вида и одинакового возраста должно быть постоянным отношение среднего продольного диаметра чешуек к длине рыбы. Средняя длина современных кефалей в каждой возрастной группе мам была известна. Средний продольный диаметр чешуи у современных рыб мы определили сами. Для этого мы брали несколько рыбешек одного возраста, счищали с них всю чешую, измеряли продольный диаметр каждой чешуйки и затем вычисляли искомую среднюю величину. Такие расчеты были проделаны для каждой возрастной группы — от года до 12 лет. Затем мы принялись за определение среднего диаметра ископаемой чешуи. Можно было думать, что в древности, как и в нынешние времена, хозяйки поли остью очищали рыбу от чешуи, прежде чем начать ее готовить, и поэтому в кухонные ямы попадала вся чешуя, а не какая-то ее определенная часть. Поэтому, рассортировав ископаемую чешую по возрасту рыб и определив средний продольный диаметр чешуек в каждой возрастной группе, мы могли уверенно сопоставлять диаметры чешуи современной и древней кефали, достигшей одного возраста. Ископаемая чешуя, которую мы исследовали, принадлежала рыбам, выловленным в осеннее время: по самому краю чешуи проходит очередное годовое кольцо. Поэтому современную кефаль мы брали тоже из осенних (ноябрьских) уловов в районе Севастополя. Мы отбирали рыбу только в возрасте 2—4 лет, потому что ископаемая чешуя принадлежала в основном кефали именно этого возраста, хотя изредка попадались чешуйки и двенадцатилетних рыб. Расчеты показали, что кефаль, выловленная в Черном море 2000 лет назад, была гораздо крупнее современной и темп ее роста от года к году был в I веке до н. э. куда выше современного (см. таблицу на с. 30). Почему же в давние времена в Черном
30 Проблемы и методы современной науки море водилась более крупная кефаль? Судя по всему, главная причина состоит в том, что около трех тысячелетий назад в этом районе началось похолодание. Теплый климат, господствовавший здесь раньше, способствовал более интенсивному росту теп- Возраст рыбы, годы 2 3 4 СредниП продольный диаметр чешуи (D).cm современная D 0.50 0,65 0.73 число промеренных чешуи 3789 2863 4575 ископаемая D 0.67 0,83 0,86 число промеренных чешуи 713 1022 1017 Длина рыб (L). см современная L 18.9 25.3 30.5 пределы 15.9-20,3 21.1-27.8 27.5-34.0 р. к EIX L 25.3 32.2 30,0 лолюбивых рыб, к числу которых относится и кефаль. Тот факт, что в античную эпоху в крымских водах водилась более крупная кефаль, есть еще одно свидетельство в пользу того, что климат тогда был теплее современного. Находки чешуи кефали на полуострове Тарханкут в различных древних поселениях, датируемых II в. до н. э.— III в. н. э., свидетельствуют о том, что промысел кефали процветал здесь в течение всей античной эпохи. Нам удалось установить видовую принадлежность ископаемой чешуи. Сейчас в Черном море обитает три вида кефалей: син- гиль, остронос и лобан. На долю первого в уловах приходится 80—90%, на долю второго— до 20% и третьего — около 5%. Примерно то же соотношение характерно для древних времен. Подавляющее большинство ископаемых чешуек (около двух тысяч)— принадлежало кефали-сингилю, реже встречался остронос, а чешуя кефали-лобана насчитывалась единицами. Годовые кольца на чешуе, их характер и толщина свидетельствуют о том, что кефаль была выловлена двумя партиями: большая часть осенью и значительно меньшая — весной. Исходя из этого, можно заключить, что в античные времена, как и теперь, у юго-западных берегов Крыма было два основных сезона промысла рыбы: наиболее важный осенний и менее значительный весенний. Можно думать, что эти сезоны как тогда, так и сейчас определяются временем осенних и весенних миграций рыб, когда они образуют в определенных районах моря большие косяки. Исследование чешуи кефали позволяет составить некоторое представление и о способах лова. По-видимому, рыболовы древности пользовались сетями с крупными ячеями, так как в их уловах не встречаются рыбы моложе одного года (или, точнее, в раскопках нет чешуи молоди). Наконец, анализ костей и чешуи рыбы из раскопок Тарпанчи и других античных поселений северо-западного Крыма позволяет сделать вывод, что места нагула, зимовок и пути миграций кефали не изменились за последние две — две с половиной тысячи лет. А массовый промысел рыбы даже при тех скудных технических средствах, которые существовали в античное время, позволяет предполагать, что когда-то в Черноморском бассейне было куда больше кефали, чем в наши дни. Вверху — один из видов черноморской кефали: остронос. Слева — чешуя кефали из поселения Тарпанчи. Находка датируется I в до н. э. На фотографии хорошо видны годовые кольца и зоны роста — расстояние между годовыми кольцами
Проблемы и методы современной науки 31 Растения себя защищают Доктор сельскохозяйственных наук Л. В. МЕТЛИЦКИЙ, Институт биохимии им. А. Н. Баха АН СССР Известно, что ежегодно вредители сельскохозяйственных растений, болезни и сорняки наносят огромный ущерб хозяйству планеты. О размерах потерь сообщалось в десятом номере «Химии и жизни» за этот год. Приведу еще раз некоторые цифры. Из урожая зерновых в 1969 году погибло 506 млн. т, потери картофеля составили 129 млн. т, а фруктов и овощей — 56 млн. т, что превышало треть всего урожая. Потери с каждым годом растут, несмотря на то что затраты на защиту урожаев увеличиваются непрерывно. В некоторых странах за последние двадцать лет они возросли в пять-шесть раз. Освоение новых земель, концентрация и интенсификация сельского хозяйства, расширение международной торговли сельскохозяйственными продуктами создают более благоприятные условия для распространения болезней и вредителей. А между тем в природе иммунитет растений — это правило, восприимчивость же к болезням — исключение. Например, известно около ста тысяч видов паразитарных грибов, но каждый вид растений поражают только некоторые из них; ко всем остальным растения обладают иммунитетом (так называемым видовым иммунитетом): пшеницу не поражают болезни картофеля, а картофель устойчив к болезням пшеницы и других культур. Исследования последних лет наводят на мысль, что те способы, которыми растения обороняются от большинства микроорганизмов, могут быть использованы и для создания принципиально нового метода защиты сельскохозяйственных кугьтур. ТРИ ЛИНИИ ОБОРОНЫ Обращение к видовому иммунитету — это вовсе не призыв «обратно к природе». Успешно решить проблему защиты урожая можно лишь сочетанием самых различных из известных сейчас методов (химических и биологических), поскольку каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Главная же роль должна быть отведена иммунитету. Однако биохимические механизмы видового иммунитета до самого последнего времени мало кого интересовали. По вполне понятным причинам внимание селекционеров сосредоточено на так называемом сортовом иммунитете, то есть на выведении сортов, устойчивых к тем паразитам, которые в ходе эволюции сумели преодолеть видовой иммунитет и стали грозными врагами культурных растений. Но, к сожалению, таких сортов пока гораздо меньше, чем нужно. Мы же убеждены, что изучение биохимических механизмов видового иммунитета как наиболее широко распространенного в природе даст возможность использовать их для выведения новых устойчивых сортов, а также для усиления защитных реакций у растений, восприимчивых к болезням. О том, что в основе видового и сортового иммунитета должны быть какие-то общие механизмы, в свое время писал Н. И. Вавилов, основоположник учения о фитоиммунитете. Известно, что иммунитет человека и животных— это совокупность многих защитных реакций. Однако главную роль среди них играет процесс образования антител. Поэтому, как только была открыта способность млекопитающих образовывать антитела, медицина и ветеринария сразу же буквально ухватились за них. И вскоре удалось получить мощные средства для лечения многих болезней.
32 Проблемы и методы современной науки Растения, как, впрочем, и некоторые другие живые существа (беспозвоночные), не способны синтезировать антитела. И все же есть некоторое сходство между способами защиты растений и млекопитающих. Но о сходстве — несколько позже; сначала познакомимся с теми методами обороны, которыми вообще располагает растение. Защитные средства растений образуют как бы три линии обороны. Первая линия — Защитные средства растений образуют как бы три линии обороны это препятствия, стоящие на пути проникновения паразита в растение. Например, скорость внедрения возбудителя болезни в растительную ткань зависит от формы и размера устьиц. Во второй линии обороны сосредоточены губительные для попавшего туда врага вещества, заранее заготовленные в нетронутых инфекцией тканях. Например, такую роль играет кофейная кислота, обладающая заметными антибиотическими свойствами. Кроме того, под действием ферментов она окисляется, в результате чего возникают хиноны — соединения, обладающие еще более сильными антибиотическими свойствами, чем сама кислота... И наконец, третья линия обороны — это те защитные вещества, которые образуются лишь при появлении паразитов. К ним, в частности, относятся фитоалексины. Термин предложил немецкий фитоиммунолог К. О. Мюллер, происходит он от греческих слов финон — растение, алексо — отражение атаки. Так вот, из всех защитных веществ растения с антителами млекопитающих можно сравнивать именно фитоалексины. Правда, фитоалексины отличаются от антител по химической структуре, но и те и другие появляются в ответ на инфекцию, то есть возникают как результат приобретенного, индуцированного иммунитета. Есть также все основания считать синтез фито- алексинов тем общим механизмом, кото- Патоген tew** ttptftf» ^^' Зие^«я иста ** ъФ &*У 1.Фанторы, прелятствующие контакту с патогеном %* .* V ***г. «»е, Ч 2 .Средства защиты .хорошо выраженные в интантных тканях н усиливающиеся в ответ на инфекцию л> №<>^ ^ Ж 3.Средства защиты, возникающие в ответ на инфекцию % *с
Растения себя защищают 33 рый определяет и видовой и сортовой иммунитет. ДВОЙНАЯ АТАКА Фитоалексины — это особые антибиотические вещества, которые образуются только в высших растениях. Они способны приостанавливать рост и развитие паразитарных грибов. По-видимому, очень важно, что в микроорганизмах таких веществ нет: ведь легче бороться оружием, которым противник не располагает. Каждое растение синтезирует фитоалексины строго определенной химической структуры. Например, в картофеле или томатах (и других представителях семейства пасленовых) в ответ на заражение образуются два фитоалексина из класса терпенои- дов: ришитин и любимин. Первый открыт японскими исследователями и назван по сорту картофеля Ришери, в котором его нашли. Второй же фитоалексин впервые обнаружили сотрудники нашей лаборатории в клубнях советского сорта Любимец, отсюда и название. Тот или иной фитоалексин может образоваться для защиты от самых разных паразитов. И если концентрация его достаточно велика, то для всех незванных пришельцев он оказывается губительным. Широкий спектр действия фитоалексинов, по-видимому, обусловлен их способностью поражать центральные звенья обмена веществ, общие для всего живого. Мы установили, что фитоалексины повреждают клеточные мем- 3Xk- TCk'" Ришитин Любимин браны паразитов, подавляют синтез нуклеиновых кислот и белков, нарушают энергетический обмен (разобщают процессы окисления и фосфорилирования), деление клеток. Очень важно также, что фитоалексины действуют не в одиночку: образование их сопровождается изменением всего обмена веществ в растительной клетке. Например, известно, что возбудитель картофельной болезни фитофторы нуждаетс я в холестерине. Сам он это вещество синтезировать не может и получает его в готовом виде из картофеля. Но как только в клубнях начинают образовываться ришитин и любимин, синтез холестерина тут же прекращается. Паразит попадает как бы под двойную атаку: во-первых, он лишается жизненно необходимого ему вещества и ослабевает, а во- вторых, его добивают фитоалексины. Собственно, устойчивость растения к болезни как раз и есть результат того, что клетки способны организовать такую атаку. Может возникнуть вполне естественный вопрос: а как после всех этих военных действий растению удается выжить? Оно выживает потому, что ареной борьбы оказывается очень небольшое число клеток, в которые паразиты проникли. В них-то и образуются фитоалексины — 100—200 мкг/г. Пострадавшие клетки погибают вместе с противником, но зато само растение остается в живых — своеобразная жертва части во имя сохранения целого (при этом чем устойчивее сорт, тем меньше клеток гибнет). В растительном мире такая реакция очень широко распространена. ДВА КЛЮЧА И ДВА ЗАМКА Если у растений есть такие мощные защитные силы, почему же тогда болезни уничтожают урожай? Синтезировать фитоалексины могут все растения, то есть все они обладают потенциальной устойчивостью против патогенных микроорганизмов. Но этот защитный механизм срабатывает не всегда. Чтобы включить процесс образования фитоалексинов, растению нужен внешний толчок. Таким толчком служит появление в растительных клетках особых веществ, кото- Фитоалексины картофеля: слева ришитин, или норсесквитерпеновый диол |С14Н2202|г справа — любимин, или сесквитерпеновый оксиальдегид (С,5Н мО ] 2 Химия и жизнь № 12
34 Проблемы и методы современной науки рые выделяет попавший туда паразит. В отличие от фитоалексинов, это высокомолекулярные соединения — полипептиды, белки, гликопротеиды. Например, в развитии инфекционного увядания хлопчатника, болезни, приводящей к большим потерям этого ценного сырья, важную роль играет фермент пектинтрансэлиминаза, который выделяет возбудитель болезни. И появление этого же фермента может послужить толчком к синтезу спасительных фитоалек- синов. Растение использует против паразита его же оружие. Здесь все зависит от скорости реакции растения. В устойчивых сортах оно как бы перехватывает фермент и включает с его помощью процесс синтеза защитных веществ. В восприимчивых сортах паразит с помощью того же фермента разрушает пектиновые вещества клетки и расчищает себе тем самым путь для продвижения по сосудам растения. В ответ на проникновение одних возбудителей растение продуцирует фитоалексины, а в присутствии других — защитные вещества не образуются. Происходит это, вероятно, потому что не всякий микроорганизм, пробравшийся в растительные клетки, выделяет нужные раздражители. Вполне вероятно, что в ходе совместной эволюции паразиты как-то научились маскировать продукты своей жизнедеятельности, чтобы проникать в растения незамеченными. Система защиты растения от паразитарных грибов с помощью фитоалексинов схематически изображена в виде двух ключей и двух замков (ФА — фитоалексины, И — вещество-индуктор, R—R-ген) Здесь мы имеем дело с чем-то вроде молекулярной мимикрии, под покровом которой паразит проникает в клетку наподобие троянского коня. Похоже на то, что продукты жизнедеятельности возбудителя находятся под охраной его мембран. Чтобы высвободить их оттуда, растение должно как-то подействовать на мембраны возбудителя. В клетках, устойчивых к заболеванию, именно это и происходит. Вместе с Ю. Т. Дьяковым и О. Л. Озе- рецковской мы выдвинули следующую гипотезу фитоиммунитета, названную двойной индукцией. Схематически систему защиты растения можно представить себе в виде двух ключей и двух замков. С помощью первого ключа (особого вещества-индуктора, образование которого находится под контролем R-гена, ответственного за устойчивость растения к заболеванию) растительная клетка открывает первый замок —мембраны паразита начинают выпускать наружу продукты его жизнедеятельности (тоже индукторы). Их клетка использует как второй ключ, которым открывает второй замок — им до поры до времени заблокирован синтез фитоалексинов. Все растения могут использовать второй ключ, но не все располагают первым. Или, скорее всего, не у всех есть ген, который может управлять работой первого ключа. Значит, подобным растениям нужна помощь. Экспериментально показано, что и у этих растений можно включить защитный механизм. В нашей лаборатории был проведен такой опыт. У зооспор возбудителей фитофторы повредили мембраны и выделили вещество белковой природы, которое вызывает появление фитоалексинов в , картофеле устойчивых сортов. Этим препаратом обработали срезы клубней, подверженные фитофторе, то есть те, в которых фитоалексины практически не образуются. После обработки и в этих клубнях начался синтез фитоалексинов. Теперь заразить их фитофторой уже не удавалось. Интересно еще одно наблюдение. Известно, что против фитофторы помогает опрыскивание картофеля микродозами меди. Так
Растения себя защищают 35 вот, установлено, что медь вызывает в клубнях образование фитоалексинов и, вероятно, в этом и состоит ее защитное действие. И наконец, в последние годы стали широко применять весьма эффективный способ хранения картофеля, который заключается в том, что клубни держат в условиях активной вентиляции. Оказывается, постоянный приток свежего воздуха усиливает способность уже собранного картофеля синтезировать фитоалексины, поэтому клубни лучше сопротивляются инфекции и сохраняются невредимыми значительно дольше, чем при обычном хранении. На верхнем фото — зооспоры фитофторы на питательной среде, на нижнем — погибшие споры: к субстрату добавили фитоалексины 21 Сейчас известна химическая природа примерно двадцати фитоалексинов, но еще мало изучен механизм их образования. Получены первые данные о веществах, которые вызывают синтез фитоалексинов. Однако пока трудно сказать что-либо определенное о тех соединениях, которые служат клетке первым ключом. Так что вся работа еще впереди. И все же похоже на то, что мы находимся в преддверии нового метода защиты растений. На него мы возлагаем большие надежды, потому что речь идет не еще об одном ядохимикате, а об усилении естественной способности растения к защите. И что особенно важно, усиливать ее можно будет с помощью веществ, которые совершенно безвредны для окружающей среды. Хочу только предостеречь читателей от поспешных выводов: пока и речи быть не может ни о каком отказе от известных сейчас методов борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур. Скорее всего изменятся масштабы их применения. Например, в сочетании с препаратами, вызывающими синтез фитоалексинов, можно будет использовать гораздо меньшие дозы пестицидов. Подробнее о фитоалексннах можно прочитать в книге: Л. В. Метлицкни. О. Л. Озерецковская. Фитоалексины. AV, «Наука», 1973.
36 Фотоинформация Фотографии, которые мы здесь публикуем, сделаны Ю. А. Тумановым в Дубне, в лабораториях Объединенного института ядерных исследований. Зная об этом, трудно предположить, что на этой странице помещен снимок неведомого морского животного, хотя очертания прибора больше всего напоминают медузу. Прибор этот — макет цилиндрической многопроволочной пропорциональной камеры. Такие камеры разрабатываются как составные части большого спектрометра, предназначенного для изучения редких ядерных процессов, вызываемых элементарными частицами. Ученые института изучают возможность регистрации заряженных частиц с помощью этих камер.
Фотоинформация 37 Лаборатория ядерных реакций располагает двумя ускорителями тяжелых ионов — циклотронами У-200 и У-300. На них впервые получены многие изотопы и несколько новых химических элементов. «Химия и жизнь» не раз рассказывала об этих работах. На верхнем снимке — зазор между полюсами магнитов циклотрона У-200. В этом узком зазоре и происходит ускорение тяжелых частиц до энергий, достаточных чтобы преодолеть барьер отталкивания и слиться с ядрами мишени. На нижнем снимке — увеличенный «автограф» пучка дейтронов на фотопленке, помещенной в выводной магнитный канал синхрофазотрона. На фоне профиля этого пучка — сильно увеличенная фотография случая взаимодействия дейтрона с ядром в фотоэмульсии. На дубненском синхрофазотроне ускоряют не только протоны, но и легкие ядра: дейтроны — до энергии 11 млрд. электрон-вольт, а альфа-частицы — до 20 млрд. электрон-вольт.
38 Фотоинформация > Vi* V*, г ^ *S* 4 ♦'>
Фотоинформация 39 На снимке слева — часть многоцелевой установки «Фотон», предназначенной для исследования на ускорителях процессов ■заимодейстаия элементарных частиц. Она включает 40 искровых и 8 пропорциональных камер, 40 сцинтилляционных счетчиков разного назначения, 90-канальный черен ковский спектрометр, жндкоаодородную мишень, а также сложную электронную систему связи детекторов с ЭВМ. На правом снимке — игра света в блоке свинцового стекла. Из таких блокоа состоит черенковский гамма- спектрометр, с помощью которого регистрируются гамма-кванты и электроны и определяется их энергия.
40 Фотоинформация На последнем снимке — микромолния, образованнвя при быстром рвскручивании ролика фотопленки и засввтиашая кадр.
Элемент №... 41 103 [260] | Лоуренсий или резерфордий? в. в. станцо Сегодня в таблицах Менделеева 103-ю клетку занимает символ (Lr). В скобках! Это значит, что работа, в которой этот элемент был открыт, содержала явные неточности. Настолько явные, что факт открытия нового элемента в этой работе скорее отвергается, чем утверждается. Для «импичмента» лоуренсия оснований более чем достаточно. Знаменательно, что значительную часть аргументов в пользу «закрытия» лоуренсия представила та самая лаборатория, в которой лоуренсий был вроде бы открыт. Но расскажем все по порядку. Первые попытки синтезировать элемент № 103 относятся к 1959 году. Группа физиков Радиационной лаборатории имени Э. Лоуренса (Калифорнийский университет, город Беркли) пыталась получить этот элемент, .бомбардируя мишени из кюрия ядрами азота (96+7=103) или америций — бором (98+5=103). Если ядра мишени и ядра-снаряды сливались, то элемент № 103 в этих сочетаниях должен был образовываться и как-то проявить себя, например характерным альфа-излучением. На регистрацию этого излучения и были нацелены опыты. И каждый раз исследователи обнаруживали неизвестные прежде альфа-излучатели. Однако уверенности в том, что эти излучатели — ядра элемента № 103, не было. II оттого не было категорических выводов. Но в апреле 1'961 года, как раз в те дни, когда мир узнал о полете Ю. А. Гагарина, в американских газетах появились не лишенные сенсационности сообщения о том, что группе физиков во главе' с А. Гиорсо удалось получить 103-й элемент — самый тяжелый и самый труднодоступный В научной публикации, появившейся через месяц в «Physical Review Letters», научной информации и дополнительных аргументов за то, что открытие состоялось, было не так уж и много. Даже по сравнению с публикациями 1959 года. Сообщалось, что открыт новый, 103-й элемент, названный лоуренсием в честь изобретателя циклотрона Э. Лоуренса. Сообщалось, что лоуренсий получен при бомбардировке ионами бора калифорниевой мишени *. Сообщалось, что выбитые из мишени продукты ядерных реакций тормозились в газе и переносились им на металлическую ленту, где частично осаждались. Лента проходила мимо пяти полупроводниковых детекторов альфа-излучения. Таким образом был получен альфа-слектр нового излучателя, а по разнице активности, соотнесенной со скоростью движения ленты, вычислили период полураспада новых ядер. Вывод был таков: получен изотоп 257103 — альфа-излучагель с периодом полураспада 8±2 секунды; энергия альфа-частиц, испускаемых этими ядрами, равна 8,6 Мэв. ...Спустя десять лет (а для ядерной физики это очень большой срок) там же, в Беркли, были получены несравненно более надежные сведения о многих изотопах элемента № 103, в том числе и о изотопе 257103. Характеристики его оказались совершенно иными: период полураспада — 0,6±0,1 секунды (было 8±2), энергия альфа-частиц — 8,87±0.02 Мэв. а не 8,6... Разница обеих характеристик слишком велика, чтобы ее можно было объяснить по- * И мишень, н ядра-снаряды не были моно- нзотопны. В реакциях изотопных смесей могли образоваться разные продукты разных реакций.
42 Элемент №... грешностямн аппаратуры или утверждать, что она — в пределах ошибки опыта. Этого, впрочем, никто и не утверждал. Американские физики стали писать, что в опытах 1961 года был просто получен другой изотоп 103-го элемента... Но и тут концы с концами не сошлись: ни у одного из шести известных ныне изотопов элемента № 103 нет характеристик, хотя бы близких к описанным в работе 1961 года. Именно поэтому встал вопрос о переименовании элемента № 103, ибо, если работа 1961 года неверна, то приоритет открытия этого элемента автоматически переходит к физикам Объединенного института ядерных исследований, которые в конце 1965 — начале 1966 года при бомбардировке амери - ция-243 ионами кислорода-18 получили ядра 2ь6103 с периодом полураспада 35±10 секунд и энергией альфа-частиц 8,35±8,6 Мэв, причем в спектре была выделена наиболее интенсивная лниия — 8,42 Мэв. Справедливость результатов, полученных в Дубне, подтверждают и опыты 1971 года в Беркли. Дубненская группа, по нраву первооткрывателей, предложила свое название элемента № 103 — резерфордий, в честь великого английского физика*. Элемент № 103 — один из наименее изученных химических элементов. В общей сложности вряд ли наберется дюжина на- * Подробнее о расхождении во взглядах физиков Дубны и Беркли по поводу открытия элементов № 102—105 рассказано в статье «Скобки в таблице Менделеева» («Химия и жизнь», 1973, № 1). учных статей, посвященных ему. Самостоятельных монографий, естественно, нет. Физики Дубны и Берклн получили до сих пор шесть изотопов элемента № 103 — с массовыми числами от 255 до 260. Самый дол- гоживущий — 260103 имеет период полураспада 3±0,5 минуты. Физические свойства этих изотопов изучены достаточно хорошо. Это было необходимо сделать хотя бы для того, чтобы проще было надежно «ловить» ядра 105-го элемента: при альфа-распаде 105-й превращается в 103-й... Это пока единственный пример практической пользы, которую принес человеку элемент № 103. Химия этого элемента изучена слабо. В 1968 году в Дубне были предприняты первые химические эксперименты с несколькими сотнями атомов 256103. Работали методами газовой химии, подробно описанными в наших прошлых трансурановых публикациях (см., например, «Химию и жизнь», 1966, № 8 и 1972, № 7). В этих опытах было установлено, что хлорид элемента № 103 подобен хлоридам редкоземельных элементов. Это указало на актиноидные свойства элемента № 103 и па то, что хлор, по-видимому, окисляет атом 103-го элемента в трехвалентный ион. Сходство с другими актиноидами и элементами семейства редких земель проявил этот элемент и в опытах по экстракции его нз водных растворов (Берклн, 1970 год). Вот, пожалуй, и все, что знаем мы сегодня об элементе № 103, последнем, самом тяжелом н самом труднодоступном актиноидном элементе. Издание окончено — рубрика продолжается С выходом в свет этого номера не останется химических элементов, которым бы «Химия и жизнь» не посвятила самостоятельной публикации под рубрикой «Элемент №...». Одновременно завершается первое издание «Популярной библиотеки химических элементов» в четырех книгах (издательство «Наука»), Они подготовлены авторами и сотрудниками нашего журнала. В четвертую книгу библиотеки — «Радиоактивные элементы: Ро — ...» вошли рассказы обо всех элементах, не имеющих стабильных изотопов. Это элемент № 84 полоний и все последующие, вплоть до 106-го (о последнем — короткое сообщение). «Популярную библиотеку химических эле-
Информация 43 ментов» заключают интервью с академиком Г. Н. Флеровым и членом-корреспондентом АН СССР В. И. Гольданским об еще не открытых элементах. В издательство «Наука» и к нам в редакцию не раз приходили письма-запросы на очередные книги «Популярной библиотеки химических элементов». Сообщаем, что последний том можно купить в магазинах «Академкниги», в том числе и через магазин «Книга— почтой» A17 463 Москва В-463, Мичуринский проспект, 12). Предыдущие три книги уже распроданы. Не следует однако считать, что рубрика «Элемент №...» прекратит свое существование в журнале «Химия и жизнь». Во-первых, продолжается синтез новых элементов; во-вторых, расширяются наши знания о старых. Поэтому надеемся, что к большинству элементов периодической системы журнал вернется еще не раз. РЕДАКЦИЯ Журналу «Химическая промышленность» - 50 лет «...Нам необходим при создавшихся условиях такой печатный орган, издающийся в пределах нашего отечества, который объединил бы около себя творческие силы нашей химической промышленности, который открывал бы русским техникам и химикам возможность сделать известными широким кругам специалистов свои достижения и, с другой стороны, позволял бы им следить за научным движением в области химической техники». Так была сформулирована в редакционной статье главная задача нового советского научно-технического журнала, впервые увидевшего свет 14 декабря 1924 г. Организованный по решению Совета Съездов химической промышленности при Президиуме ВСНХ СССР «Журнал химической промышленности» стал первым изданием отрасли. Ровно через год после выхода первого номера журнал поставил перед собой еще одну не менее важную задачу: «Было бы желательно, чтобы журнал проник на каждый завод и фабрику, пользующиеся химическими методами работы, чтобы всякий химик-техник и руководитель химического предприятия знал его, делился бы с журналом накопившимся материалом своего опыта и из него черпал новости по интересующим его производствам и отделам химии». Обе эти задачи были успешно решены. Перелистывая первые номера журнала, читатель найдет статьи, посвященные самым актуальным для народного хозяйства молодой Советской республики проблемам. Достаточно упомянуть лишь несколько работ: о возможности синтеза диметилена (академик Н. Д. Зелинский); многократное использование тепла для выпаривания растворов (профессор И. А. Тищенко); о развитии анилинокрасочной промышленности (профессор Н. Н. Ворожцов-старший, первый ответственный редактор журнала); получение калиевых солей из рассолов крымских озер (инженер С. И. Вольфко-
44 Информация вич). Среди первых авторов журнала встречаются имена людей, чьи работы стали теперь гордостью нашей химической науки и промышленности. Многие годы на страницах первого в стране отраслевого журнала химии появлялись статьи П. П. Буднико- ва, П. М. Лукьянова, Н. М. Жаворонкова, К. А. Андрианова, Н. А. Шилова, Г. К. Бо- рескова, Г. С. Петрова и других видных химиков страны. Бурными темпами развивалась наша наука, появлялись новые заводы и комбинаты, рождались целые отрасли. В годы первых пятилеток журнал стал центром научной и производственной мысли в химической индустрии, активным пропагандистом передовой техники и технологии, экономических методов хозяйствования. Об этом свидетельствует высокая оценка журнала, которую в разные годы дали выдающиеся советские химики, ученые со всемирной известностью. Академик А. Е. Ферсман: «При работе по изучению сырьевых ресурсов нашего Союза и проблем рационального их использования мне и моим сотрудникам постоянно приходится пользоваться «Журналом химической промышленности». Журнал этот по своим заданиям, по подбору материала и его освещению является прекрасным изданием...». Академик Н. С. Курнаков: «Ваш журнал является необходимым органом для тех, кто имеет в той или другой фазе соприкосновение с химической промышленностью... учитывая положение настоящего времени, когда на химическую науку и промышленность обращено особое внимание правительства и широких народных масс». Академик А. Н. Бах: «Журнал был первым печатным органом, объединившим и мобилизовавшим советских инженеров-химиков на борьбу за химизацию нашего народного хозяйства и строительство мощной химической промышленности. На страницах журнала всегда неразрывно связывались наука и практика. Журнал постоянно поднимал научно-техническую квалификацию своих читателей и звал их к творческим исканиям». За полувековую историю издания лишь два года читатели не получали свой журнал. Это было в годы Великой Отечественной войны. Но уже в 1944 г. «Химическая промышленность» под несколько изменившимся названием вновь стала выходить. И сразу же перед журналом встают новые задачи, связанные с восстановлением разрушенной промышленности. В послевоенные годы главное место на его страницах занимают проблемы ускоренного выпуска удобрений, совершенствования азотной, содовой, анилинокрасочной, сернокислотной отраслей, вопросы автоматизации производств, подготовки кадров, улучшения качества товаров народного потребления. Пропаганда решений Партии и Правительства о развитии химической индустрии, пропаганда передовых методов организации производства, в том числе и щекинского метода, внедрения хозрасчета в цехах и на предприятиях, экономический анализ современных тенденций в химической индустрии, вопросы рационализации и изобретательства, внедрение АСУ — таковы новые направления в работе журнала. Влияние «Химической промышленности» ощущается далеко за пределами отрасли. Журнал тесно связан с предприятиями нефтехимии и цветной металлургии, с машиностроительными отраслями и институтами Академии наук СССР. Он пользуется авторитетом у зарубежных читателей. Таково сегодня лицо «печатного органа, издающегося в пределах нашего отечества», объединившего около себя творческие силы нашей химической промышленности. Заместитель главного редактора «Химической промышленности» Б. В. ДРАЧЕВ
Справочник Растворители Правильно подобранный растворитель позволяет ускорять желаемые и замедлять нежелательные процессы при синтезе самых разнообразных соединений; растворители нужны для очистки веществ кристаллизацией, для хроматографии; используются они в спектроскопии... В разных случаях нужны растворители разной степени чистоты. Порой чистота растворителя, выпускаемого промышленностью, оказывается недостаточной, и тогда примеси приходится удалять. Но при этом важно знать физические свойства чистого вещества — его температуру кипения, температуру плавления, плотность, показатель преломления. Эти константы и приводятся в таблице для наиболее широко распространенных растворителей, используемых в лабораторной практике. Название растворителя Ацетон Ацетонитрил Беизол Беизоиитрил Бутаиол (трет) Гексаметапол Гексан Д игл им Димет ил сул ьфо кси д Диметилформамид Диметоксиэтан Диоксан Дихлорэтан Диэтиленгликоль Изопропиловый эфир Метанол Метиленхлорид Метилэтилкетон Нитробензол Нитрометан Пропанол (изо) Сероуглерод Сульфолан Тетрагидропиран Тетрагидрофуран Трибутил фосфат Трифторуксусная кислота Укусиая кислота Формам ид Хлорбензол Хлороформ Циклогексаи Циклогексаион Четыреххлористый углерод Этанол (абс.) Этилацетат Этиленгликоль Этилкарбоиат Этиловый эфир Т. кип., с С G60 мм рт. ст.) 56,3 81,6 80,1 191,1 82,4 233 68,7 159,8 189,0 153,0 93,0 101,3 83,5 244,8 68,3 64,7 39,8 79,6 210,8 101,2 1 82,3 46,2 287,3 (разл.) 88 66,0 289 71,8 117,9 210,5 (разл.) 131,7 61,2 80,7 155,6 j 76,8 78,3 77,1 197,3 126,8 34,6 Т. пл.. в С —94,7 —43,8 5,5 —12,8 25,8 7,20 1 —95,3 — 18,54 —60.4 —58,0 11,8 —35,7 —6,5 —85,5 —97,7 —95,1 —86,7 5,8 —28,6 —88,0 —111,6 28,45 —45 —108,5 —80 —15,3 16,66 2,55 —45,6 —63,6 —6,5 —32,1 —22,95 — 114,1 —84,0 —13 —43,0 -П6.3 | Плотность, d4 B0) €,7900 0,7822 1 0,8790 j 1,0095A5) 1 0,7858 1,027 0,6594 0,9440 B5) 1,0958B5) 0,9487 0,8665 I,0336 1,2531 1,1164 0,7235 0,7913 1,3348A5) 0,8049 1,2082A5) 1,1382 0,7855 1,2700A5) 1,2614C0) 0,8814 0,9892 0,9760 B5) 1,4980 1,0493 1,1334 1,1063 1,4984A5) 0,7786 0,9510A5) | 1,6037A5) 0,7894 0,9006 1,1135 0,9804A5) 0,7134 Показатель преломления. nD B0°) 1,3587 1,3441 1,5011 1,5282 1,3877 1,4588 1,3749 1,4097 1,4783 1,4305 1,3796 1,4224 1,4448 ! 1,4475 1,3681 1,3284 1,4242 1,3788 1,5546П5) 1,3812 1,3772 1,6280 1,4820C0) 1,4211 1,4072 1,4250 1,2850 1,3719 1,4475 1,5248 1,4486A5) 1,4262 1,4510 1,4630A5) 1,3614 1,3724 1,4318 1,3865 1,3524 ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
Вещи и вещества 47 Топливо больших скоростей Естественное человеческое желание быстрее перемещаться но своей планете, освоение околоземного космического пространства — вот главные причины появления гиперзвуковых летательных аппаратов и поисков самого эффективного топлива для них. Таким топливом, по мнению многих зарубежных специалистов, может стать жидкий водород. БОЛЬШАЯ ГОНКА До недавнего времени в гонке скоростей первенство безраздельно удерживала авиация. Однако с рождением космонавтики авиации пришлось потесниться: самые современные самолеты почти в десять раз тихоходнее космических аппаратов. В ряду скоростей образовался гигантский провал. Вместе с тем космонавтика породила новый класс летательных аппаратов, которые в земной атмосфере способны двигаться со скоростями, во много раз (в 5 раз и более) превышающими скорость звука в воздухе. Такие скорости (и развивающие их аппараты) принято называть гиперзвуковыми. Для разгона до гиперзвуковых скоростей нужны мощные и экономичные двигатели. Мощность, или сила тяги, определяется в первую очередь размерами двигателя, а другой важнейший показатель — экономичность зависит от многих причин. Главная из них — физико-химические свойства топлива, а точнее, продуктов его сгорания Экономичность двигателя (например, ЖРД — жидкостного ракетного двигателя) обычно выражают величиной так называемого удельного импульса (I). Удельный импульс — это время, в течение которого двигатель развивает тягу в один килограмм, расходуя при этом один килограмм топлива. Величина I в значительной степени зависит от двух параметров: температуры и молекулярного веса продуктов сгорания — чем выше температура и чем ниже молекулярный вес, тем экономичнее двигатель. Итак, требуется топливо с высокой теплотворной способностью и низким молекулярным весом продуктов сгорания. Но этого мало. При полете с гиперзвуковыми скоростями воздух, обтекающий летательный аппарат, сильно разогревается (это явление называют кинетическим нагревом). От горячего воздуха — благодаря радиации и конвекции — будет нагреваться и обшивка аппарата. Следовательно, ее нужно охлаждать. А кроме того, естественно, приходится охлаждать многие детали двигателя ЧТО ТАКОЕ ХЛАДОРЕСУРС Помимо корпуса летательного аппарата охлаждают стенки камеры сгорания и сопла ЖРД; обычно для этого через рубашку двигателя прокачивают один из компонентов топлива. (Топливо ЖРД состоит из горючего и окислителя. Керосин и жидкий кислород или несимметричный диметил- гилразин и азотная кислота — типичные топливные пары.) Основное требование к хладагенту — способность поглощать при испарении максимум тепла. Суммарное количество тепла, которое может поглотить весь хладагент, называется хладоресурсом системы. Для длительного полета в атмосфере воздушно-реактивный двигатель (ВРД) значительно привлекательнее, нежели ЖРД. В ВРД в качестве рабочего тела используется воздух, а кислород воздуха служит окислителем. Поскольку отпадает необходимость в бортовом запасе кислорода, а рабочей массой служит забортный воздух, ВРД намного экономичнее ЖРД. Но при больших скоростях полета воздух, который
48 Вещи и вещества поступает во внутренний (проточный) тракт двигателя, будет сильно нагреваться, при сжатии в компрессоре его температура еше повысится. Наконец, когда скорость полета достигнет определенной величины, воздух оказывается так сильно нагретым, что сжигание топлива почти не повышает температуру рабочего тела. Наступает «тепловая смерть» ВРД, пропадает тяга. Но, располагая солидным хладоресурсом, определенную его часть можно использовать для охлаждения воздуха в тракте ВРД Это позволит «продлить жизнь» ВРД до весьма высоких скоростей полета... Но зачем это нужно? Не проще ли ограничиться умеренными сверхзвуковыми скоростями, коль скоро дальнейший их рост приводит к таким осложнениям? ЗАЧЕМ НУЖНЫ ГИПЕРЗВУКОВЫЕ СКОРОСТИ? Так и хочется ответить знаменитой гоголевской фразой: и какой же русский не любит быстрой езды! В самом деле, первая причина роста скоростей — естественное желание сократить время перемещения из одного земного пункта в другой. Но существует и второй мотив. Освоение околоземного космического пространства уже сегодня приносит и научный, и народнохозяйственный эффект. Но космические программы обходятся пока что весьма недешево. Основная причина — недостатки существующих систем выведения на околоземные орбиты ракет-носителей. Как известно, ракеты-носители служат только один раз. С их помощью нельзя запустить космический аппарат в любой момент на любую орбиту. Чтобы вывести аппарат в плоскость, не проходящую через точку старта, нужен маневр, а для маневра — крыло и ВРД. Нельзя забывать и о том, что из-за падения первых ступеней на землю для запуска ракеты-носителя требуются специальные зоны отчуждения Решить проблему оперативного и экономичного выведения космических объектов на геоцентрические орбиты смогут только многоразовые крылатые системы, снабженные воздушно-реактивными двигателями; иначе говоря, системы, включающие гиперзвуковые самолеты, или са"молеты-разгои- щики. Гиперзвуковые крылатые аппараты, приспособленные для полета по околоземным орбитам, — их называют еще орбитальными самолетами или космическими челноками (space shuttle)—появятся, можно полагать, в конце текущего десятилетня. С ОКИСЛИТЕЛЕМ ВОПРОС ЯСЕН Сегодня основное топливо (и не только в авиации) — различные нефтепродукты. Однако запасы нефти на Земле далеко не безграничны. Это печальное обстоятельство сейчас на собственном опыте постигают жители многих капиталистических стран. Любопытную выкладку приводит западногерманский журнал «Штерн»: если бы сегодня все население Земли пожелало с настоящим размахом пользоваться автомобилями, то разведанных запасов нефти хватило бы всего на 5—6 лет... Вполне возможно, что в будущем наша цивилизация целиком перейдет на ядерную энергетику. Однако овладеть контролируемым термоядерным синтезом, по самым оптимистичным прогнозам, удастся не ранее чем через 20 лет. Впрочем, и тогда применение атомной энергетики надолго ограничится стационарными (возможно, еще и судовыми) установками. Решать топливно-энергетические проблемы будущего, опираясь на нефтепродукты, нельзя не только из-за ограниченности нефтяных запасов. Углеводородное топливо дискредитировало себя, превратившись в один из основных источников загрязнения атмосферы. Это теперь известно всем. Но если не углеводородное топливо, то какое? Применительно к ракетным двигателям топливная проблема распадается на две части — на проблемы горючего и окислителя. Начнем со второй. Для ВРД, как уже говорилось, окислителем служит содержащийся в забортном воздухе кислород. С ЖРД дело обстоит сложнее. Известно, что самый активный окислитель из числа доступных веществ — фтор; на втором месте стоит озон, на третьем — молекуляр-
Топливо больших скоростей 49 ный кислород. Со фтором, вообще говоря, л>чше не связываться: ядовит, летуч, агрессивен. Если случается даже незначительная утечка фтора из наземного хранилища или бортового бака, это уже ЧП: газовая тревога! Озон нестабилен. Остается кислород. Ему, по-видимому, и принадлежит ближайшее будущее в ракетной технике. Разумеется, 02 наиболее удобен для применения па борту летательного аппарата в сжиженном состоянии. Итак, с окислителем вопрос решен. Дело за горючим. КАКОЕ НУЖНО ГОРЮЧЕЕ Каким должно быть горючее? Вот перечень лишь самых общих требований к нему: горючее должно быть широко распространено в природе; не должно при горении давать токсичных продуктов; должно обладать большим хладоресурсом; иметь высокую теплотворную способность; продукты сгорания должны обладать низким молекулярным весом; горючее должно быть дешевым и простым в производстве... Но есть ли в природе вещества, обладающие подобным набором противоречивых свойств? Есть. Одно из них хорошо известно. Это — жидкий водород, LH2 (L — от латинского Liquidus).. Дымящаяся прозрачная жидкость без цвета и запаха. Теплотворная способность водорода (около 28 000 ккал/кг) почти втрое больше, чем у керосина. При горении в чистом кислороде водород образует дистиллированную воду. Если горение идет в воздухе, добавляется немного окислов азота (вдвое меньше, чем при горении керосина). Нет ни углекислоты, пн угарного газа, ни дыма, ни копоти... Жидкий водород обладает очень большим хладоресурсом: он способен поглотить в тридцать раз больше тепла, чем керосин. При нагревании от —253 до +900° С (средняя температура на входе в двигатель) каждый килограмм водорода способен поглотить более 4000 ккал. Омывая перед поступлением в камеру сгорания обшивку самолета (разумеется, изнутри), LH2 поглотит все тепло, которое выделяется при разгоне аппарата до скорости, в 10—12 раз превосходящей скорость звука в воздухе. Что касается молекулярного веса, то здесь, как известно, водороду принадлежит абсолютный рекорд. А температура горения жидкого водорода весьма высока. Благодари чтим двум обстоятельствам водородное топливо дает высокий удельный импульс. Если для пары керосин — кислород 1=320 сек, то удельный импульс пары LH2—L02 составляет 450 сек. (Выигрыш в величине импульса — это выигрыш в бортовом запасе топлива. Надо ли говорить, что для летательного аппарата, где на счету каждый лишний килограмм, это чрезвычайно важно?) Если же, вопреки высказанным в предыдущей главе сомнениям, на летательных аппаратах все же будут применяться двигатели с ядерным подогревом (так называемые ЯРД — ядерные ракетные двигатели), то тогда лучшего рабочего тела, чем LH2, гоже не найти. Ибо и здесь в первую очередь потребуются низкий молекулярный вес, высокий хладоресурс, невысокая цена и простота производства. В общем, с точки зрения энергетических перспектив жидкого водорода, совершенно безразлично, будут ли в ходу ЯРД или же провал в энергетике придется заполнять химическим топливом. Все равно LH2 будет нужен — либо как топливо, либо как рабочее тело. Теперь о цене и производстве. Сырья для производства водорода на Земле предостаточно — это вода. Способов производства тоже немало: и электролиз воды, и различные термохимические процессы, и разложение природного газа. Пока жидкий водород довольно дорог: его производство (без хранения) обходится вдвое-втрое дороже производства керосина. Но это в значительной мере объясняется отсутствием массового потребителя. Специалисты не сомневаются, что к началу девяностых годов разница в цене на жидкий водород и керосин исчезнет. ПРОДОЛЖЕНИЕ ДОСТОИНСТВ Говорят, что недостатки — продолжение достоинств. Привлекательные черты жидкого водорода уравновешиваются серьезными недостатками. Главный из них — криогенное состояние горючего. Критическая тем-
50 Технология и природа пература водорода очень низка (—240°С), поэтому его сжижение и хранение сопряжены с известными трудностями. К тому же надо иметь в виду, что водород прекрасно растворяется во многих металлах (в том числе и в стали), взаимодействует с углеродом, декарбонизируя сплавы и лишая их прочности. Но все же главная проблема — теплоизоляция баков. Сегодня уже найдены неплохие теплоизоляторы (в частности, пенополиуретан), исследуется возможность эк- ранно-вакуумной теплоизоляции. В общем, есть основания надеяться, что и эта задача будет успешно решена. НАЧАЛО На последних ступенях сверхтяжелых американских ракет-носителей «Сатурн-5» уже использовался жидкий водород в паре с жидким кислородом. Возможно, некоторую долю успеха программ «Аполлон» и «Скай- лэб» следует приписать именно этому обстоятельству. Можно уверенно утверждать, что топливо для гиперзвуковых скоростей уже выбрано. Им, по крайней мере иа несколько десятилетий вперед, останется жидкий водород. Это простое, но поистине удивительное вещество будет играть роль не только топлива и рабочего тела. Например, иа борту космического корабля водород можно использовать и для преобразования химической энергии в электрическую — с помощью топливных элементов. По-видимому, и этим не будет исчерпана миссия водорода в современной авиационной и космической технике. Где еще найдет он применение? Трудно сказать. Все это только начало... А. ВЛАДИМИРОВ
Авиация пачкает небо 51 Авиация пачкает небо Там, где ступала нога человека, природа превратилась в окружающую среду. Из разговора в кулуарах научной конференции Справедлив ли этот невеселый афоризм? И не обстоит ли дело еще хуже: не отравляем ли мы верхние слои воздушного океана, где нашей ноге в буквальном смысле ступить некуда, где мы можем лишь промчаться с головокружительной скоростью? Люди, к счастью, не могут забросать небо пустыми бутылками и консервными банками, окурками и полиэтиленовыми пакетами. Нельзя вылить в небо сточные воды и отработанное машинное масло. И все же атмосфера загрязняется все сильнее. Загрязнение воздуха бывает — ох уж эти классификации!— разное: механическое, химическое, акустическое, тепловое. Первый вид загрязнения —это пылевые частицы в дыме и выхлопных газах моторов. Они оседают на поверхность Земли, хотя пыль может витать в воздухе очень долго, естественное перемешивание атмосферы пока выручает нас. Химическое загрязнение гораздо более многообразно и менее изучено. Акустическое — сравнительно легко изучается, ко борьба с иим отнюдь не проста. А что делать с тепловым загрязнением, и вовсе неясно; правда, повышение к. п. д. авиационных двигателей может уменьшить их неблагоприятное тепловое влияние. Здесь мы будем говорить лишь о верхней атмосфере. Ведь нижнюю загрязняют в основном наземный транспорт и промышленные предприятия. Верхнюю же атмосферу пачкают именно самолеты — долей вертолетов, которые летают невысоко, ракет, которых мало, и дирижаблей, которых очень, очень мало, можно пренебречь. Такая ситуация сохранится и в обозримом будущем. Отдаленное же будущее мм здесь не затрагиваем, хотя автору безответственность долгосрочных прогнозов кажется привлекательной еще с тех младенческих лет, когда он узнал об обещании Ходжи Насреддина научить разговаривать осла. Говоря серьезнее, специалисты полагают, что научно-техническая революция как-то изменит существующее положение дел и нынешние тенденции роста. В 1973 году самолеты авиакомпаний, входящих в Международную организацию гражданской авиации, перевезли 480 миллионов пассажиров на среднее расстояние в 1000 километров. Добавка (грубая оценка!) перевозки грузов C% от перевозок пассажиров) и почты (еще 0,5%) дела почти не меняет. Учет работы других авиакомпаний, сельскохозяйственной авиации, которая, кстати, летает низко, и примерная оценка доли военной авиации позволяют удвоить общий налет и считать его эквивалентным 1000 миллиардам пассажирокило- метров. Эти данные относятся к 1973 году. По мнению специалистов, налет будет ежегодно прирастать на 10—12%• Что же касается авиаперевозок за пределами 2000-го года, то, как остроумно заметил один англичанин, демографы неправы, говоря, что в XXI веке люди будут стоять на планете плечом к плечу: учтя ожидаемый рост авиаперевозок, можно предположить, что вскоре Земля опустеет, потому что все население круглый год будет находиться в полете. Для более же близкого будущего ожидаемый рост авиаперевозок более или менее реально оценен: зарубежные экономисты полагают, что в 1985 году на авиапере-
52 Технология и природа возки в Европе и Америке потребуется 200—260 миллионов тонн топлива, что составит около 10% всей нефтедобычи. Возьмем теперь расход топлива на один пассажирокилометр, что удобно для сравнения. Этот расход варьирует в широких пределах: от 30 граммов для нынешних многоместных самолетов, до 60—70 граммов для сверхзвуковых пассажирских самолетов, выход которых на линии ожидается в ближайшие годы. В автомобиле с двумя-тремя пассажирами расход топлива почти авиационный— 30—50 граммов, а в автобусе и дизельном поезде всего 3,5—4 грамма на один пассажирокилометр. Сейчас самолеты за год сжигают несколько десятков миллионов тонн топлива, а скоро будут сжигать на порядок больше. И все это топливо сгорит высоко над Землей. КАК АВИАЦИОННЫЕ МОТОРЫ ВЛИЯЮТ НА АТМОСФЕРУ Полагают, что ежедневный пай загрязнений, вносимый авиацией в стратосферу в 1985 году, составит 250 000 тонн С02, 109 000 тонн Н20, 1020 тонн окислов азота, 350 тонн СО, 8,0 тонн углерода, 0,97 тонны альдегидов и 19,0 тонн окислов серы. Загрязнения распределятся неравномерно. По оценкам, в Южное полушарие попадет лишь около 7% этих веществ, а в Северное полушарие — все остальное. Через 10—15 лет выброс самолетами С02 в стратосферу будет невелик — лишь 0,5— 1,5% выброса С02 в нижние слои воздуха от других видов человеческой деятельности. Бояться роста концентрации углекислого газа в стратосфере не следует, так как вертикальное перемешивание С02 идет быстро, и поэтому авиация не представляет серьезной углекислотной опасности. Примерно то же можно сказать и о выбросах самолетами углерода, углеводородов и окислов серы. Иначе обстоит дело с парами воды. Полагают, что увеличение концентрации водяного пара в 5 раз приведет к подогреву земной поверхности на 2° и охлаждению стратосферы на 10°. Хорошо, что в ближайшее десятилетие выбросы пара самолетами смогут изменить температуру лишь на доли Нью-Йорк 4 5 Париж тыс.нм На верхнем графике по вертикали показан выброс окислов азота в граммах на килограмм топлива, а на нижнем — выброс окислов азота в килограммах на час работы двигателя. На горизонтальных осях обоих графиков отложено расстояние. градуса. Тем не менее увеличение вертикального градиента в атмосфере (перепад температур, отнесенный к 1 км высоты) вызовет усиленное перемешивание воздуха, то есть ветры станут сильнее. Глобальная опасность, видимо, невелика, но тут многое зависит от предполагаемых коридоров — трасс полетов сверхзвуковых пассажирских лайнеров. Дело в том, что в средних и низких широтах стратосфера сухая: 2—3 доли
Авиация пачкает иебо 53 пара на миллион, а в районе полюсов воздух сырее. Выброс самолетными двигателями окислов азота максимален в начале полета, потом он падает по мере уменьшения веса самолета. Пик на графике выброса окислов азота сверхзвуковым «Конкордом» объясняется резким изменением режима работы двигателей после набора высоты и разгона самолета до крейсерской скорости. «Ступенчатый» же выброс окислов asoja двигателями тяжелого дозвукового пассажирского самолета «Боинг-747» обусловлен тем, что в полете не позволено плавно менять высоту по мере выгорания топлива. Опасность воздушных столкновений вынуждает придерживаться так называемых коридоров высот. Поэтому высоту, а значит, и режим работы двигателей меняют ступенчато. Выбросы же окиси углерода и углеводородов за время полета меняются мало, а количество окислов серы в основном зависит от качества топлива. Конечно, это относится к обычному рейсу пассажирского самолета и мало применимо к военной авиации. Дозвуковой и сверхзвуковой самолеты за трансатлантический рейс выбросят около тонны окислов азота, но первый перевезет гораздо больше пассажиров. Кроме того, загрязнение от дозвукового «Боинга» локализуется на высотах 9—12 км, а от «Конкорда» распространится до 18 км. Такова плата за скорость при нынешней авиационной технике. По сообщению журнала «Science News», недавние измерения с помощью воздушных шаров показали, что окислов азота в стратосфере в три раза меньше, чем предполагалось. Думают, что концентрацию окислов азота снижают их реакции с озоном или фотохимические реакции. На высотах в 10—50 километров озона немного — от 1 до 10 долей на миллион. И все же благодаря этому слою озона до поверхности Земли доходит ничтожная доля губительного солнечного ультрафиолета. Поэтому человечество как нельзя больше заинтересовано в сохранении нынешнего баланса озона в стратосфере. Изменить его глобальную концентрацию самолеты сами по себе не могут, но есть одно настораживающее обстоятельство: озон неравномерно порождается на разных широтах. Потом его перераспределяют воздушные течения. К чему приведет нарушение слоя озона вдоль главных трасс стратосферных полетов, пока предсказать нельзя. Выбрасываемые двигателями пары воды могут вступить в реакцию со свободным кислородом, который возникает при фотолизе озона. А это может привести к сокращению запасов атомарного кислорода в стратосфере, то есть уменьшит воспроизводство озона. И еще одна угроза: реакции окислов азота с озоном тоже могут приуменьшить плотность озона. Все это пока предположения, но они столь серьезны, что ясно: для уменьшения нарушений в слое озона следует летать не выше 18 км. МОЖЕТ ЛИ АВИАЦИЯ ИЗМЕНИТЬ КЛИМАТ? Многие предполагаемые изменения в атмосфере столь гипотетичны, что даже мнения специалистов иногда граничат с домыслами. Поэтому интересны прямые исследования, например по возможному влиянию авиации на растительность. Таким будет, в частности, эксперимент, подготовленный университетами американских штатов Флорида и Юта. Он должен как бы промоделировать среду, измененную воздействием авиации. Хотят исследовать урожайность и физиологию растений при некоторых отклонениях среды от нормы: отклонение температуры в диапазоне ±0,2°С, изменение скорости ветра и количества осадков (уменьшение до 16%# увеличение до 6%); уменьшение ультрафиолетового излучения до 0,1 нормы и увеличение до двойной нормы и т. д. Небезынтересно изучить и влияние авиационного шума на биосферу Земли. Ведь шум тоже оказывает глубокое физиологическое действие на все живое. И привычка к шуму — дело вынужденное. А авиация кроме обычных, слышимых нами шумов порождает еще и мощные ультра- и инфразвуки. Уже освоены и все более распространяются среди авиакомпаний эффективные методы борьбы с шумом — облет населенных
54 Технология и природа зон, пролет их на большой высоте, крутой взлет и крутой заход на посадку, а также рациональная застройка окрестностей аэродромов. Однако коренное решение проблемы, очевидно, кроется в малошумном двигателе. А построить такой двигатель пока невозможно без снижения его к. п. д. Но первые обнадеживающие результаты уже есть. Так, небольшое изменение конструкции глушителя самого обычного мотора снизило шум на частотах 1000—3000 герц примерно на 5 децибел; правда, на низких частотах он остался неизменным — около 75 децибел, но, как известно, низкочастотный шум люди переносят легче. И еще один пример. Патрубок из синтетического полимера, помещенный на выходе из двигателя, снижая температуру выхлопных газов, уменьшает их давление. Падает и уровень шума, а его частота меняется в сторону, менее раздражающую слуховой аппарат. При испытаниях подобной конструкции уже в 15 метрах от самолетного двигателя условия для людей становились приемлемыми! Что это значит, наверное, сможет оценить любой, кто хоть раз был на аэродроме. Но плата за это велика — снижение к. п. д. Это и тормозит внедрение. Пока мы говорили лишь о неприятностях, причиняемых авиацией. Но авиация ведь принесла людям немало благ и может принести еще больше. И дело тут не в одних лишь скоростных перевозках. Например, стратосферные самолеты практически без всяких лишних затрат смогут служить инструментом для глобального регулирования температуры и влажности приземного слоя воздуха. Это не фантастика, об этом свидетельствуют расчеты члена-корреспондента АН СССР М. И. Будыко. Оказывается, что простое изменение концентрации серы в авиационном топливе с 0,01 до 0,3% приведет к тому, что в стратосфере Северного полушария масса аэрозольных частиц возрастет до 900 тысяч тонн. Это немного изменит прозрачность стратосферы, и, следовательно, в Северном полушарии станет чуть-чуть прохладнее, кое-где дожди будут более обильны. Право, это неплохая перспектива в наши дни, когда все больше беспокойства причиняет перегрев планеты. 1 2 3 6 13 18 23 метры На вертикальной оси графика отложена концентрация (в молях) загрязняющих выбросов из сопла турбины одной из оптимизированных зарубежных конструкций, а по горизонтали — расстояние в метрах от сопла. Вероятно, в ближайшие годы так будут выглядеть выбросы типовых самолетных двигателей НОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ, НОВОЕ ТОПЛИВО На новейших авиационных двигателях выхлоп невидим или почти невидим, но прозрачность, конечно, не гарантия безвредности: взгляните на график, который рассказывает о выбросе из сопла двигателя с высокоэффективной камерой сгорания.
Авиация пачкает небо 55 Помочь избавиться от вредного выхлопа, вероятно, смогут поиски других видов топлива. Пока опыты ведутся на земле, но не следует забывать, что авиационный мотор — потомок автомобильного. Недавно японские инженеры построили автомобильный мотор, работающий «а техническом спирте, который не загрязняет воздух. Французы пошли по другому пути: употребили ацетилен с двумя добавками (засекреченными!). И хотя ацетилен снижает мощность двигателя и ухудшает его* приемистость, у него есть бесспорные преимущества: сильно уменьшается загрязнение, во много раз падает расход воздуха (при сгорании одного литра бензина расходуется 10—12 тысяч литров воздуха). А может, перспективны американские опыты с автомобильными моторами, когда впрыскивание спирто-водяной смеси E0% СН3ОН+50% Н20) резко повышало экономичность мотора при разгоне? Однако самым весомым, по сути дела принципиальным скачком был бы переход на водородное топливо: моторы будут выбрасывать в воздух не грязь, а чистую воду! В 1968 году в Сибирском отделении АН СССР под руководством академика В. В. Струмин- сксго были проведены сравнительные испытания автомобильного двигателя ГАЗ-652, работавшего на бензине и на водороде. Выяснилось, что обычный мотор великолепно работает на экзотическом пока топливе— водороде. Более того, возрос коэффициент полезного действия мотора. Весьма многообещающее начало... Можно ли построить такие авиационные двигатели? Хранить водород на самолетах трудно не только из-за его «зрывоопаснос- ти. По теплотворной способности водород втрое превосходит керосин, но из-за меньшей плотности на единицу объема его нужно будет хранить сжатым до таких давлений, что потребуются высокопрочные (и, значит, тяжелые!) баки-баллоны, которые самолет просто не поднимет в воздух. Однако работы голландских 'инженеров принесли проблеск надежды. Их идея — хранить водород в легкоразложимых соединениях с металлами. Они манипулировали с лантаном, самарием, никелем и кобальтом. Так, LaNij присоединяет к себе до шести атомов водорода и при 20°С и полутора атмосферах выделяет его. Причем с ростом температуры увеличивается давление равновесного состояния, при котором выделяется водород. Вес металлов меньше веса обычного баллона для хранения такого же количества сжатого водорода, а безопасность практически полная — голландцы пишут, что при механическом разрушении резервуара со сплавами из-за резкого падения давления до нормы выделение водорода просто-напросто прекратится. Появятся и новые изобретения—ведь в них есть потребность. Что же касается экономичности, то специалисты прогнозируют, будто лет через 10 водород будем немногим дороже керосина. Пришла пора вспомнить и о дирижабле. Минуло уже полвека, как он вышел из фавора. Недостатки были очевидны: летают медленно, невысоко, того и гляди взорвутся или загорятся и, кроме этого, требуют огромных эллингов и сложного наземного оборудования. А достоинства? Их тоже немало — экономичность и, самое важное для нас, они почти бесшумны и чистоплотны. Химическое загрязнение воздуха дирижаблями на один- два порядка ниже, чем у самолетов. А ведь немало пассажирских и грузовых перевозок вовсе не требуют самолетной быстроты. Дирижабли вышли из моды, вероятно, потому, что их военное применение было почти исключено и* они не пользовались теми техническими находками, которые пассажирские самолеты заимствовали у военных. Ныне этой тенденции, видимо, приходит .-конец, и ие исключено, что мы увидим в небе огромные, почти бесшумные и безвредные сигары. Кандидат технических наук Л. А. ЧУЛЬСКИЙ
56 Статистика Производство автомобилей в некоторых странах в 1972 г., шт. Страны Австралия Не роскошь, а средство передвижения В 1973 г. наша промышленность выпустила 1 602 000 автомобилей, в том числе 629 000 грузовых, 917 000 легковых, 56 000 автобусов. По производству автомобилей Советский Союз занимает восьмое место в мире, по выпуску грузовых машин — третье. В 1973 г. в СССР выпущено 42,3 миллиона автопокрышек. 1935 1945 1955 1965 1975 Мировой автомобильный парк [по вертикали — число автомобилей, млн. шт.) Легковые Грузовые Автобусы Всего 366 630 79 753 1414 447 797 Австрия Англия Аргентина Бельгия Бразилия ГДР Индия Иран Ирландия Испания Италия Канада Мексика Нидерланды Новая Зеландия Португалия Перу СССР США Финляндия Франция ФРГ Чехословакия Швеция Япония 381 1 921311 200 885 922 287 409 140 139 606 51345 45 210 51980 600 559 1 732 379 1 147 280 163 005 108 188 68 054 77 793 16 067 730 000 7 070 377 956 63 903 65 474 195 112 26825 21 181 2 965 5 820 91 564 103216 317 220 65 785 8718 14 464 20157 7 729 597000 8 828 225 2 476 916 12 300 2 992 959 3 521 540 154 454 317 962 820 332 099 279 383 25 631 30 299 4 022 289 2 238 340 270 30163 3 805 3 571 5 218 — 17 553 1055 ВГ 3 094 4 198 ВГ 976 7 505 ВГ ВГ ВГ 52 000 ВГ 939 3 262 15 059 — 2 728 33 809 7 721 2 329 430 268 593 991 332 609 470 — 90 079 49 230 57 800 695 217 1 839 793 1 464 500 229 766 124 411 82 518 97 950 23 796 1379 000 11305 141 14 059 3 328 320 3 815 982 — 350 989 6 294 438 Примечание. В Г —включено в число грузовых автомобилей.
Статистика 57 Число жителей на одни автомобиль, находящийся в эксплуатации Страны США Канада Швеция Франция ФРГ Англия Италия Япония ГДР Чехословакия Югославия Польша Турция I960 г. 3,1 4,6 6,8 9,0 15,0 10,0 31,0 — — — — — 1972 г. 2,3 3,4 3,4 3,9 4,0 4,5 4,8 9,9 16 18,8 36 77 565,0 212,8 Выпуск автомобильных шни в некоторых промышленно развитых странах, млн. шт Страна США* Япония Франция ФРГ СССР Англия ГДР Югославия Польша Чехословакия 1953 г. 1965 г. 96,121 167,743 1,879 28,432 6,502 23,374 4,519 25,566 — 19.889 8,843 24,697 0,658 2,335 0,060 0,954 - 1,719 0,666 1,513 1971 г 212,902 64,958 44,135 37,850 36,200 33,371 4,922 3,195 3,024 2,893 Выпуск шин в СССР, млн. шт. Шины 1940г. 1960г. 1970г. 1972г. Для автомобилей 3,0 17,2 34,6 38,8 в том числе: грузовых 1,1 12,0 17,2 18,5 легковых 1,8 Для колесных тракторов и с/х машин — Для мотоциклов и мотороллеров 0,05 2,2 1,5 1,5 5,2 6,0 6,2 7,5 7,6 5,2 Велопокрышки 0,8 9,7 13,5 14,2 Производство автомобильного топлива в некоторых капиталистических странах в 1973 г., мли. т Страна США Япония Франция Англия ФРГ Италия Голландия Бензни 285,7 17,9 A972 16,7 15,0 14,6 14,2 5,7 Дизельное топливо 138,0 г.) 28,7 45,4 26,5 46,4 25,6 21,0 Бельгия 4,6 11,8 Составил А. Б. ГРИНБЕРГ * включая шины Для мотоциклов.
Обзоры 59 О ПОЛЬЗЕ АНАЛОГИЯ Замороженное электричество Инженер И. И. НИКИФОРОВ ЯПОНСКИП СЮРПРИЗ Это произошло в годы второй мировой войны. Во время одной нз боевых операций на Тнхом океане американцы захватили японский военный корабль и, как водится, сразу же приступили к его освоению. На трофейном судне моряков ожидал технический сюрприз — телефон без источника электрического питания. В этом телефоне не было обычной гальванической батарейки, даже самой маленькой. Впрочем, и сам телефон оказался странной, невиданной конструкции — без магнитов и электрических катушек. Время было военное, на месте разбираться было некогда, н загадочный трофей отправили в Соединенные Штаты, чтобы квалифицированные ннженеры-связнсты разобрались в его устройстве без спешки. Сначала те были обескуражены не меньше моряков. И лишь через несколько месяцев удалось установить, что источник питания все-таки существовал — он был заключен в самих микрофонах. Этим источником оказался тонкий диск, изготовленный из материала, принадлежащего к классу электретов,.. История науки знает множество случаев, когда внезапно обнаруженные аналогии между явлениями, пусть даже весьма далекими по своей природе, ио обладающими внешним сходством, наталкивали ученых на открытия, изобретения, новые теории. В частности, очень полезной оказалась аналогия между магннтостатическнми и электростатическими явлениями, на которую впервые обратил внимание известный английский физик Оливер Хевисайд. Анализируя уравнения Максвелла, он в конце прошлого века пришел к выводу, что в природе должны существовать электрические аналоги постоянных магнитов. Другими словами, возможны диэлектрики, создающие в окружающем их пространстве постоянное электрическое поле, подобное магнитному полю вокруг постоянного магнита. Для таких диэлектриков, если они будут найдены, Хевнсайд предложил название electret — по аналогии с существующим термином magnet. В наш язык термин «электрет» перешел без всяких искажений, хотя в пару к привычному нам слову «магнит» лучше подошло бы «электрит». СМОЛА ПАЛЬМЫ КАРНАУБА Первый электрет получил в 1922 году японец Мототаро Егучн. Он взял равные части карнаубского воска (смола южноамериканской пальмы Карнауба — хороший диэлектрик с низкой температурой плавления) и канифоли, добавил пчелиный воск и расплавил смесь. Нагретую до температуры 130° С жидкость Егучи вылил в круглую металлическую ванночку, которая служила электродом. Другой электрод был помещен сверху. Затем экспериментатор подключил электроды к источнику высокого напряжения. Когда смесь остыла н затвердела, Егучн отключил источник питания и вынул диск из ванночки. Подключив диск к электрометру, он обнаружил, что пластинка обладает электрическим зарядом, который со временем почти не изменяется. Другими словами, электрет (а диск, создающий во-
60 Обзоры Электретный тахометр круг себя электрическое поле, по определению Хевисайда, безусловно был электретом) ведет себя подобно заряженному конденсатору или гальваническому элементу. Со временем выяснилось, что для изготовления электретов совсем не обязательно доставать экзотические смолы. В наши дни распространенные диэлектрики — полиме- тилметакрилат, поливинилацетат, полистирол, полиамидная смола, слюда, эбонит, асфальт, даже простой лед — прекрасно заменили карнаубскнй воск. МНОГООБРАЗНЫЙ МИР ДИЭЛЕКТРИКОВ Чтобы вещество проводило электрический ток, оно должно обладать носителями тока — либо свободными электронами, либо подвижными ионами. В диэлектрике же положительные и отрицательные заряды связаны друг с другом, скомпенсированы, уравновешены. Что же происходит с диэлектриком в электрическом поле? В простейшем случае вот что. Входящие в атомы диэлектрика электроны несколько смешаются относительно ядер. Если же у диэлектрика ионное строение, то положительные и отрицательные ноны смещаются друг относительно друга. И в том, н в другом случае образуются электрические диполи, происходит поляризации диэлектрика. После снятия электрического поля смещенные частицы стремятся вернуться в исходное состояние. Такая поляризация называется упругой. Однако, как известно, есть большой класс диэлектриков, молекулы которых н в отсутствие внешнего электрического поля поляризованы: либо центры симметрии положительных и отрицательных зарядов не совпадают, либо в молекуле есть полярные звенья, группы. Таковы, например, спирты, аммиак, вода. К такому же типу поляризации можно отнести поляризацию некоторых композиционных материалов, состоящих из твердого диэлектрика — основы и мелких включений — наполнителя. Если у основы н наполнителя разные проводимость и диэлектрическая проницаемость, то под действием внешнего поля на границе раздела веществ может накапливаться заряд. Наконец, известны материалы, у которых даже без воздействия внешнего электрического поля оказываются однородно поляризованными целые области, так называемые домены. Прн снятии поля ориентация диполей и доменов нарушается — хаотическое тепловое движение частиц полностью нейтрализует диэлектрик. Чем выше температура, тем меньше упорядоченности в строении вещества. Однако с помощью нагрева и последующего охлаждения можно, оказывается, жестко закрепить диполн в определенном положении. Этим и воспользовался Егучи. При нагревании в электрическом поле полярные частицы легче ориентируются: нагревание действует подобно смазке. Если теперь, не снимая поля, охладить диэлектрик, диполи, потерявшие подвижность, но не утратившие ориентацию, останутся в том самом положении, которое придало им электрическое поле. Онн как бы застынут, диэлектрик станет носителем замороженного электричества — электретом. ТЕПЛО, СВЕТ, РАДИАЦИЯ Мы уже говорили, что класс электретов сравнительно недолго ограничивался экзо-
Замороженное электричество 61 Электретный портрет дамы тическнми веществами — сложными органическими соединениями. Вскоре замороженное электричество удалось обнаружить в самых распространенных пластиках. Причем для этого диэлектрики уже не расплавляли, а лишь нагревали до температуры, близкой к точке плавления. В 1956 году советские ученые А. Н. Губкин и Г. И. Сканави открыли новый класс электретов: неорганические керамические материалы — тнтанаты кальция, магния, бария. Наилучшие результаты получались прн изготовлении композиций из керамики н полистирола. Можно предположить, что в этом случае играет важную роль различие электропроводности двух диэлектриков: на границе их раздела накапливаются пространственные заряды, которые затем ориентируются во внешнем поле. Примерно десять лет назад появились электреты тонкопленочные — из лавсаиа (полиэтнлен- терефталата). Несмотря на значительные различия в физико-химических свойствах, все перечисленные электреты объединяет одно: для замораживания электричества необходимо одновременное воздействие тепла и внешнего электрического поля. Поэтому этн материалы названы термоэлектрета ми. В некоторых случаях при создании электретов роль тепла может играть свет. Такие электреты — нх называют фотоэлектретами — получают только из фотополу- проводииков: элементарной серы, сульфидов цинка нли кадмия, бнхромата калия, антрацена. Первый фотоэлектрет изготовил в 1937 году болгарский физик Г. Наждаков из поликристаллической серы. Он поместил серную пластинку между электродами н освещал ее через один нз них — тонкую металлическую сетку. Каков же механизм образования фотоэлектретов? Под действием света в полупроводниках образуются свободные носители электрических зарядов. Внешнее электрическое поле нх смещает. Носители застревают на дефектах кристаллической решетки. На свету подобная поляризация исчезает, в темноте же может сохраняться довольно долго. Сравнительно недавно получены электреты без воздействия внешнего электрического поля. Некоторые материалы удалось перевести в электретное состояние с помощью слабого а- илн р-облучения. При облучении в диэлектрике образуются ионизированные чнстнцы, которые тормозятся на дефектах кристаллической решетки. Возникает объемный электрический заряд, затем в епо поле — поверхностный заряд. Так готовят электреты (их называют псевдоэлектретами) из боросилнкатного стекла, полнметнлметакрнлата, некоторых смол. Наконец, можно «замораживать» заряды чисто механическим путем — деформируя диэлектрик. При сжатии, растяжении, вытяжке, прокатке пластичных полимеров происходит упорядочение их физико-химической структуры, это н вызывает поляризацию. КАК УСТРОЕН ТЕЛЕФОН Но вернемся к трофейному телефону. В нем, как уже говорилось, две главные детали: электретный диск с металлическим основанием и мембрана. К ним присоединены провода. Звуковые волны вызывают колебания мембраны. Но мембрана служит еще и электродом, который находится в электрическом поле электрета. При колебаниях мембраны зазор между нею и поверхностью
62 Обзоры электрета меняется. А от величины зазора зависит индуцируемый на мембране заряд. Таким образом, в цепи идет ток, меняющийся в соответствии с колебаниями мембраны. На другом конце лннин — такое же устройство. На его мембрану подается переменный гок от передающего микрофона. Мембрана притягивается к электрету и отталкивается от него, генерируя звуковые колебания. Со времени создания первого электретного микрофона-телефона прошло уже несколько десятилетий. Но простота и надежность таких устройств продолжает привлекать инженеров-связистов. Особенно возрос интерес к ним после появления электрет- ных полимерных пленок. В 1970 г. известная японская фирма «Sony» выпустила первые пленочные микрофоны. В СССР успешно испытаны миниатюрные микрофоны с тефлоновой электретной пленкой. ДАТЧИКИ, ПРИБОРЫ, ФИЛЬТРЫ Чрезвычайно просты и удобны электрет- ные внбродатчики и акселерометры. Под действием вибрации станка, детали, мотора колеблется металлический электрод, установленный в поле электрета. На электроде при этом возникает переменный заряд, величину которого легко измерить. Таков же принцип работы электретного тахометра — предельно простого по конструкции, работающего без внешнего источника питания. У такого тахометра тоже всего две детали: неподвижный электрод и тончайшая электретная (лавсановая или фторопластовая) пленка, приклеенная к вращающейся детали — ротору машины, валу двигателя. Вращаясь вместе с валом, пленка периодически приближается к электроду и индуцирует на ием заряд. Частота электрических импульсов, естественно, совпадает с числом оборотов вала. Поскольку электреты создают электрическое поле, с их помощью можно управлять потоками заряженных частиц, например электронными пучками. Пучок электронов из электронной пушки попадает в пространство между электродом и электретом. Уменьшая илн увеличивая зазор, можно регулировать смещение электронного пучка, устанавливая на пути электронов лабиринт из подобных элементов, — отклонять пучок в разных плоскостях. С помощью поля, образованного электретами, удается управлять не только электронами, но н заряженными макрочастицами — осаждать их, собирать в одном месте. Таков принцип действия электретного газового фильтра, который очищает газы от пыли и загрязнений, а заодно н сортирует частицы, несущие разные заряды. электрический портрет Одно из самых интересных применений замороженного электричества — электрофотография. В основе этого процесса лежит возможность нейтрализовать заряд, освещая поверхность фотоэлектрета. При освещении заряды сохраняются только на неэкспонированных участках. Для проявления электретную пластину посыпают заряженным порошком. Его частицы оседают на участках с противоположным зарядом, образуя изображение снимаемого объекта — изображение уже видимое. Электрофотографический процесс с помощью электретов уже применяется в рентгеноскопии и дефектоскопии, в аэрофотосъемке и светокопировании. Теоретически электретом может стать любой диэлектрик. Десятки диэлектриков с самыми различными свойствами уже удалось перевести в электретное состояние. А манипуляции с замороженным электричеством на удивление просты и доступны. Все это сулит электретной технике самые благоприятные перспективы. Что же мешает широкому использованию замороженного электричества? Препятствия, очевидно, существуют, ибо микрофоны без электрического питания, электретные датчики и приборы остаются пока что технической экзотикой. Главное препятствие — отсутствие достаточно надежной теории, объясняющей электретное состояние, н как следствие — чисто эмпирический подход к созданию новых электретов. Надо полагать, это положение временное.
Вещи и вещества 63 Сегнетова соль— золотая жила для физиков Инженер Е. Д. ТЕРЛЕЦКИЙ Триста лет назад, в 1672 году, французский аптекарь Пьер де ла Сеньет нз Ла-Рошели напал на золотую жилу. Прямо у себя в аптеке. Он не находил самородков под полом и не открыл секрета философского камня. Все было гораздо проще. Из отходов виноделия Сеньет получил бесцветную соль, которая оказалась хорошим слабительным. Реклама была двигателем торговли и триста лет назад. Сеньету открытие нового лекарства приносило доход, и, всячески рекламируя свою соль, он не спешил сообщать современникам, что же это такое. До сих пор во всё фармакопеи входит слабительное под названием рошельская, или сегнетова, соль, хотя правильнее было бы называть ее сеньетова, так как французское Seignett произносится как Сеньет. Только спустя много лет выяснили, что это за вещество — двойная натрнево-калиевая соль винной кислоты: NaOOC— (CHOHJ— СООК-4Н20. Установил это французский химик и врач Этьен Жоффруа, родившийся в год открытия сегнетовой соли... Возможно, сегнетова соль, обладай она только вышеупомянутым физиологическим действием, не заслуживала бы подробного рассказа, но в конце XIX — начале XX в. были открыты удивительные физические свойства этих бесцветных кристаллов. «Сегнетова соль оказалась золотой жилой для физиков». Эти слова сказаны академиком А. П. Александровым на вечере памяти И. В. Курчатова. И это закономерно: один из этапов научной деятельности И. В. Курчатова был связан с сегнетовой солью. Сегнетова соль не только слабительное. Это важнейший пьезоэлектрик н сегнето- электрнк. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИК Сегнетовой солью физики впервые заинтересовались после того, как в середине прошлого века молодой еще Луи Пастер впервые обнаружил оптическую активность винной кислоты. А затем выяснилось, что сегнетова соль тоже оптически активна. Это значит, что она отклоняет (или, как говорят, вращает) плоскость поляризованного света. Оптическая активность — следствие асимметричного строения молекул. Асимметрия сегнетовой соли наглядно видна уже в ее структурной формуле: NaO ОН ОН О \ / ' • с с с с s I I \ о н н он
64 Вещи и вещества Обнаруженная Пастером оптическая активность веществ способствовала открытию пьезоэффекта Пьером и Жаном Кюри. При деформации пластинок, вырезанных из некоторых кристаллов, на их поверхности возникают электрические заряды. И наоборот, если к пластинкам подвести электрическое напряжение, они деформируются — сжимаются или растягиваются. Вообще, название эффекта происходит от греческого «пьезо» — сжимаю... Открытие пьезоэффекта не было случайностью. Братья Кюри руководствовались теоретическими представлениями о симметрии кристаллов. Как и оптическая активность, пьезоэффект возникает только в веществах асимметричного строения. Перебрав множество вешеств такого рола, братья Кюри выяснили, что этот эффект наиболее отчетливо выражен в кристаллах кварца, турмалина и — сегпетовой соли. Эту своеобразную кристаллическую гармошку впервые заставил зазвучать Поль Ланжевеи. В разгар подводных баталий первой мировой войны он изобрел ультразвуковой локатор, принцип действия которого основан на явлении пьезоэффекта. Такие приборы с успехом использовали для обнаружения немецких подлодок. Основой гидролокатора была кварцевая пластинка. Кварц с его прекрасными механическими свойствами с самого начала хорошо зарекомендовал себя в пьезоэлектрических приборах, но ои не был лучшим из пьезокри- сталлов. У сегпетовой соли пьезоэффект был выражен в тысячу раз сильнее. Естественно, что те же приборы на основе сег- нетокрнсталлов могли быть гораздо чувствительнее. Кроме того, одно из главных достоинств кварца — его прочность — вовсе не кажется достоинством, когда дело касается его обработки. Как уже упоминалось, в качестве пьезо- элемента используют не сами кристаллы, а пластинки, выпиленные из них так, чтобы они были определенным образом ориентированы относительно кристаллографических осей вещества. Кварц режут алмазными пилами — кристаллы сегнетовой соли можно «распилить> влажной ниткой. Здесь ситуация обратная: элементарная обработка и никудышные механические свойства. Именно никудышные: сегнетова соль боитт ся воды, температурных перепадов, минимальных ударных нагрузок. Хрупкость ее исключительна: были случаи, когда сегнетокристаллы растрескивались от прикосновения. К тому же для возникновения пьезоэффекта необходимо создать в сегнетовой соли деформации сдвига или кручення. Намного проще сжать кристалл или пластинку из других пьезоэлектриков, в том числе кварца. Вот почему в пьезоприборах предпочитали использовать не сегнетову соль, а кварц, топаз и турмалин. Дорого, но надежно. Пьезоэлектрический Клондайк. Этим словосочетанием можно довольно точно охарактеризовать научный азарт, охвативший ученых-гидроакустиков и связистов США, когда они узнали об открытии Ланжевена. Практичных американцев кварц ие удовлетворял. Их манил невероятный пьезоэффект сегнетовой соли. Американские специалисты поставили исследования на широкую ногу, и уже в 1917 году А. Николь- сон опубликовал описание громкоговорителя и микрофона, в которых использовались сегнетокристаллы. Попутно был предложен звукосниматель, всем известный теперь адаптер, также на основе сегнетовой соли. Вскоре тот же Никольсон взял патент на сегпетовый преобразователь частоты переменного тока. Каскад исследований завершился созданием массового производства аппаратуры различного назначения на основе сегнето- кристаллов. Слуховые аппараты н ларингофоны, медицинские зонды и звукоуловители, телефоны и микрофоны... Эти приборы были гораздо чувствительнее и дешевле, чем кварцевые. Техническими средствами удалось справиться и с недостатками физико-механических свойств, и с влагопогло- щепием. Пластинки сегнетовой соли покрывали влагостойкими пленками, надежно защищавшими их от разрушения. Труднее было создать усложненные деформации, тем более что при их создании нарушалась целостность пластинки, что, естественно, влияло и па величину пьезоэффекта. «Лишние» де-
Сегнетова соль — золотая жила для физиков 65 формации устранили довольно простым способом. Пьезоэлементы стали склеивать из двух пластинок сегнетокристалла таким образом, чтобы в них гасились противоположно направленные побочные деформации. Эти комбинированные элементы получили название биморфных, то есть состоящих нз двух частей. Массовый выпуск пьезоэлектрической аппаратуры вызвал к жизни новую ветвь химической индустрии — производство сегне- токристаллов. Их получение из растворов было делом знакомым и не особенно сложным. В производственных условиях кристаллы сегне\овон соли выращивали в специальных кристаллизаторах-термостатах. Но кристаллы росли долго: в лучшем случае за полтора месяца кристалл достигал веса в один килограмм. Долгий срок роста плох не только самой своей длиной. За это время может что-то случиться с кристаллизатором или с регулирующей аппаратурой. Незначительный перерыв в подаче электроэнергии, питающей установку, — и нормальному росту кристаллов, их однородности конец. Черепашьи темпы кристаллизации сегнетовой соли очень скоро перестали устраивать промышленность. Первые попытки убыстренной кристаллизации сегнетовой соли были предприняты в начале тридцатых годов. Вскоре были разработаны новые способы выращивания ее кристаллов — способы, в которых классические представления о кристаллизации были попросту перевернуты. Во-первых, раствор, из которого росли кристаллы, оказался пересыщенным — прежде считалось, что для правильного роста лучше использовать слабые растворы. Во-вторых, раньше всегда пользовались спокойными неподвижными растворами — теперь их активно перемешивали. Да и сам кристалл (это третье отличие) должен был вращаться, причем эксцентрично. Эти три «наобо- ротных» условия преобразили производство. Кристалл весом в два килограмма теперь можно было вырастить за восемь-де- вять дней. Насколько важным было это обстоятельство, можно судить по такому факту: в годы Великой Отечественной войны в осажденном Ленинграде работало производство, где скоростными способами выращивали кристаллы сегнетовой соли, необходимые оборонной технике. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИК В 1920 году на сегнетовой соли было открыто еще одно явление, получившее па- звание сегнетоэлектричества. Целый класс кристаллических веществ, поляризующихся в определенной области температур при отсутствии внешнего электрического поля, называют сегпетоэлектриками. Чешский ученый И. Валашек, исследуя свойства кристаллов сегнетовой соли, иашел, что в интервале температур от —18 до +24° С без каких бы то ни было видимых причин, в отсутствие внешнего электрического поля, в сегнетокрнсталлах возникают электрические заряды. Если же к этим кристаллам подвести электрическое напряжение, то обнаруживается совершенно определенная зависимость между величиной спонтанной поляризации и приложенной разностью потенциалов. Такая же зависимость наблюдается прн намагничивании в электрическом поле железа и других ферромагнетиков. Явление, открытое Валашеком, напоминало ферромагнетизм даже в том, что исчезало при определенной температуре. Многим научным открытиям, как добрым винам, бывает нужна выдержка. Явление спонтанной поляризации пребывало в запасниках науки больше десяти лет, а извлек его оттуда Игорь Васильевич Курчатов. Он дал первое теоретическое обоснование этого явления, он же ввел термины «сег- нетоэлектричество* и «сегнетоэлектрнк». Теория сегнетоэлектричества стала принципиально новым словом в физике твердого тела, а небольшая монография Курчатова «Сегнетоэлектрики», вышедшая в 1938 году, — первой и долгое время единственной книжкой по сегнетоэлектричеству. До войны было известно всего несколько веществ-сегпетоэлектриков — сейчас их насчитывается больше сотни. Сегнетоэлектрики находят все более широкое применение во многих областях науки и техники, таких как квантовая оптика, радиоэлектроника, электрооптика, техника сверхвысоких 3 Химия и жизнь JS? 12
6G Вещи и вещества частот, вычислительная техника. Сегпето- электрики незаменимы, например, в системах управления излучением лазеров. Интересно, что все сегнетоэлектрики превосходные пьезоэлектрики, но далеко не всем пьезоэлектрикам свойственна спонтанная поляризация. Причины спонтанной поляризации сегпе- товой соли и подобных ей (изоморфных) солей до конца не объяснены. Но бесспорно, что в таких солях это необычное свойство как-то связано с кристаллизационной водой, входящей в состав соли. Замена обычной воды на тяжелую расширила на 15?С диапазон, в котором сегнетова соль проявляет свойства сегнетоэлектрика. Современная электронная техника в качестве сегнетоэлектрика использует уже не сегнетову соль, а другие вещества, в частности титанат бария. Комплекс физико-химических свойств у этих веществ лучше, чем у первого сегнетоэлектрика. Но не следует забывать: сегнетова соль была первой — первым сегнетоэлектриком, первым пьезоэлектриком. Конечно, полностью нельзя исключить того, что это вещество — «золотая жила для физиков» — еще чем-нибудь удивит ученых. Однако шансов для новых открытий немного. Сегнетова соль сейчас одно из самых изученных веществ. Консультации КАК УНИЧТОЖИТЬ ЗАПАХ КАРБОФОСА В КОМНАТЕ Три месяца назад, во время ремонта в квартире, мы продезинфицировали стены. Для чего взяли две бутылочки карбофоса на ведро воды и обпили этой смесью стены из пылесоса. А потом обклеили обоями. И ровно три месяца мы лишены жилого помещения. Несмотря на открытые окна и сквозняки, в квартире и 30 минут пробыть нельзя. Как уничтожить запах карбофоса! В. Тукалло, Минск Придется повторить тривиальное правило: каждый химический препарат следует применять только для того, для чего он предназначен. Автор письма нарушил его и сам себя жестоко наказал. Ведь карбофос — это препарат, которым обрабатывают сельскохозяйственные культуры, в основном плодовые деревья. То есть химикат применяют на открытом воздухе, а не в помещении. Как теперь удалить из комнаты запах карбофоса (точнее, продуктов его распада)? Прежде всего, следует содрать обои, а стены промыть: сначала слабым раствором марганцовки или хлорной извести, а затем горячей водой. После этого необходимо открыть все ок- ПОПРАВКА на. Когда стены высохнут, окна нужно закрыть и подождать сутки. Если в комнате опять появится запах — обработку повторить. Теперь о дезинфекции. Для того, чтобы провести ее у себя в квартире, лучше всего обращаться в городскую дезинфекционную станцию. Работники ее либо сами проведут дезинфекцию, либо дадут квалифицированную консультацию. И последнее: не надо было ждать три месяца. Как только стало ясно, что при проветривании запах не исчезает, сразу Же нужно было обратиться к санитарному врачу. В статье С. Мартынова «Плазма против стафилококка» («Химия и жизнь», 1974, № 7) допущены неточности в изложении вопросов разработки и получения антистафилококковых иммунных препаратов. -Не было указано, что антистафилококковая плазма и антистафилококковый гамма- глобулин были впервые предложены и получены профессором С. В. Скурковичем и его сотрудниками в Центральном институте гематологии и переливания крови. Эти препараты выделяют из крови доноров, активно иммунизированных стафилококковым анатоксином. Для получения больших количеств антистафилококковых препаратов был использован широко известный метод плазмафереза. Редакция приносит свои извинения проф. С. В. Скурко- вичу и читателям.
Новости отовсюду 67 ДЛЯ МЕТРО И ТАНЦПЛОЩАДОК Общее требование для метро и танцевальных площадок: полы должны быть прочными. Конечно, хороши гранит и мрамор, однако цена... Для покрытия полов и Московского метрополитена, и танцплощадок, и коридоров административных зданий уже используют новый материал превинил, который помимо прочности отличается еще хорошей водостойкостью и звукоизоляционными свойствами. Плитки превинила делают из поливинилхлоридной смолы с добавкой отходов полимерных материалов, а также талька, красителей и некоторых других веществ. При запрессовке отходы проникают в массу плитки, создавая своеобразный рисунок. Новый материал уже отмечен Государственным знаком качества. ВОДОПЛАВАЮЩИЕ БРЮКИ Рижское производственное объединение «Аусма» выпускает надувные резиновые лодки новой конструкции. Впрочем, это скорее не лодка, а болотные сапоги с пышной юбкой (длина ее два метра, ширина — метр), а еще точнее — брюки, влезешь в которые — и идешь по воде, аки по суху. Брюки для плавания чрезвычайно удобны охотникам и рыболовам. Зайдешь в воду, доберешься, шагая по дну, до глубокого места, а когда не сможешь уже идти, садишь^ ся на воду и гребешь небольшими веслами-лопатками. А если руки должны быть свободными — для ружья или удочки, — можно подгребать ногами, обутыми, напомним, в резиновые сапоги. Грузоподъемность водоплавающих брюк, как сооб- 3* щает рижский журнал | «Наука и техника» A974; ■ № 8), — сто килограммов. ВСЕ МЕНЬШЕ СТРОНЦИЯ-90 Советская экспедиция, исследовавшая воды Черного и Азовского морей, установила, что содержание опасного радиоактивного изотопа стронция-90 значительно уменьшилось. Так, в поверхностных водах сейчас регистрируется почти в два раза меньше радиоактивных распадов, чем двадцать лет назад. Это связано, безусловно, с тем, что в 1963 г. вступил в силу Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в трех средах, подписанный СССР, США и Англией. Следы этих испытаний тем не менее остались: на глубине 50 м количество стронция-90 по- прежнему повышенное. ТЮЛЕНИ И ДДТ Тюлени, обитающие у Калифорнийского побережья, часто рождают недоношенных детенышей. Высказано предположение, что это связано с загрязнением воды инсектицидами — хлорированными дифенилами, к числу которых относится и ДДТ. Для проверки предположения были сделаны анализы тканей у самок сразу же после родов. Оказалось, что у тех, кто родил недоношенных тюленят, ДДТ было в 4 раза больше. Вряд ли такое совпадение случайно. ЛУК БЕЗ ЗАПАХА ЛУКА Лук — вкусный и полезный во всех отношениях продукт. Вот если бы только не запах... В Японии начали выпускать пищевой луковый экстракт, которым сдабривают различные блюда. Сначала из лука удаляют ароматические вещества, обладающие неприятным запа-
68 Новости отовсюду хом, а потом экстрагируют то, что составляет полезное начало. И получается лук без запаха лука! ГОРМОНЫ В МОЗГУ Как известно, половые гормоны — эстрогены вырабатываются преимущественно в половых железах: яичниках у женщин и семенниках у мужчин. Однако, как сообщил журнал «Science et vie», недавно было обнаружено, что женские половые гормоны эстрон (фолликулин) и эстрадиол могут синтезироваться и в мозгу. Сырьем для синтеза служат содержащиеся в крови близкие им по строению мужские гормоны. Зачем мозгу женские половые гормоны, пока неясно. ТЕМПЕРАТУРА ПО ЖЕЛАНИЮ Все млекопитающие, в том числе человек, имеют постоянную температуру тела, которая регулируется мозгом, в частности гипоталамусом. Эксперименты показали, что химическое воздействие на центры терморегуляции позволяет по желанию экспериментатора изменять температуру животного. Если в гипоталамусе кошки увеличить концентрацию ионов натрия, то температура очень быстро поднимается, а если увеличить концентрацию кальция, то это, наоборот, вызывает резкое падение температуры. Введение солей кальция и натрия в спинномозговую жидкость обезьян позволяет изменять температуру их тела в пределах от 32 до 42° С. БЕДНЫЙ РЕЙН... В бассейне Рейна живет половина населения ФРГ, его воду пьют 19 млн. человек в ФРГ и 3 млн. — в Нидерландах. В то же вре- I <^ мя качество рейнской воды I непрерывно ухудшается — I сейчас это одна из самых грязных рек мира. За два десятилетия (после 1950 г.) загрязнение Рейна промышленными стоками выросло в 20 раз. На границе ФРГ и Нидерландов река проносит каждый год 29 млн. т всевозможной грязи, в том числе почти 1100 т мышьяка и 165 т ртути. Нефти ежегодно поступает в Рейн 12 тыс. т. Только калийные рудники Эльзаса и каменноугольные шахты Рура каждую секунду сбрасывают в реку 338 кг поваренной соли... Если так будет продолжаться, то в самом близком будущем рейнская вода станет совершенно непригодной для питья даже после самой тщательной практически возможной очистки. НЕНУЖНЫЕ КНИГИ — НА ДАЛЬНЮЮ ПОЛКУ Вот еще одно последствие информационного взрыва: каждые 10—15 лет фонды научно-технических библиотек удваиваются. При этом больше половины книг без движения остаются на полках — читатели никогда их не выписывают или выписывают крайне редко. Рижский журнал «Наука и техника» A974, № В) приводит любопытную фотографию на эту тему: титульный лист книги, изданной двести лет назад, и пустой библиотечный формуляр — никто книгу ни разу не затребовал... Книги по точным наукам перестают пользоваться спросом через 15—20 лет после выхода в свет, по гуманитарным — через 30—40 лет. Что делать с ними? Ведь когда-то и кому-то они все же могут понадобиться. Выход есть: убрать подобные книги, фигурально выражаясь, на дальнюю полку, то есть собрать их в специальных хранилищах — депо-
Новости отовсюду 69 эитариях. Недавно в Латвии, в Государственной библиотеке имени В. Лациса, создан первый республиканский депозитарий. НА ЗОЛОТОЙ ПОДСТИЛКЕ В Институте кристаллографии АН СССР создан новый метод выращивания монокристаллов, позволяющий использовать для затравки и дефектные кристаллики. Суть метода в том, что сначала на затравку с изъяном наносят тонкий слой золота или серебра (толщина слоя 2500—3000 А)- На такой затравке кристалл вырастает без дефектов. Более того, по качеству он иногда получается даже лучше чем кристаллы, выращенные на полноценных затравках. Вероятно, это происходит потому, что и в хороших кристаллах бывают небольшие изъяны. НАЗАД К ПИРЕТРУМУ! «Порошок персидской ромашки» — пиретрум применялся для борьбы с вредными насекомыми задолго до изобретения ДДТ. А в последнее время в поисках эффективных и не загрязняющих окружающую среду ядохимикатов исследователи снова обратились к пире- троидам — синтетическим аналогам естественных инсектицидов персидской ромашки. Как сообщает журнал «New Scientist» A974, т. 62, № B98)f на Ротамстед- ской экспериментальной станции (Англия) получены дешевые и удобные для массового производства пи- ретроиды, по силе действия во много раз превосходящие ДДТ. Создатели новых ядохимикатов утверждают, что им, кроме того, удалось, наконец, преодолеть главный недостаток синтетических пиретроидов — малую устойчивость к солнечному свету. ЧЕТВЕРНАЯ СПИРАЛЬ Недавно американские исследователи Ч. Картер и Дж. Краут методом молекулярных моделей показали, что в одной из двух ложбинок, идущих по внешней стороне двуспиральной молекулы РНК, прекрасно укладывается еще и двойная полипептидная цепочка, образуя водородные связи с соответствующими участками РНК. Как сообщает журнал «New Scientist» A974, т. 62, № 900), ученые полагают, что подобное специфическое взаимодействие между РНК и полипептидами могло лежать в основе белкового синтеза на самых ранних ступенях биохимической эволюции — еще до того, как появились нынешние сложные белоксинтезирую- щие системы в виде рибосом. КИРПИЧ С ОГАРКАМИ Хоть сейчас и век бетона, а все же нам больше по сердцу кирпичные дома. Между тем кирпич, с точки зрения строителей, не так уж хорош — и хрупок и не очень дешев. Чтобы повысить прочность кирпича, керамическую массу попытались обогатить окислами железа — ввели в нее прокаленные пиритные огарки. Эти огарки стоят недорого, они — отходы сернокислотного производства. И оказалось, что отходы упрощают технологический процесс (в частности, ускоряют сушку), а заодно делают кирпич прочнее процентов на 12— 17. Новый способ уже используют на комбинате ,] строительных материалов в городе Ровно. Никаких принципиальных изменений в обычную технологию вносить не пришлось.
70 Страницы истории В лаборатории Писаржевского В этом году научная общественность нашей страны отметила столетие со дня рождения выдающегося деятеля отечественной химии Льва Владимировича Писаржевского. Этому юбилею было посвящено Общее собрание Академии наук УССР, на котором с докладами о Л. В. Писаржевском выступили академики АН УССР Б. Е. Па- тон, К. Б. Яцимнрскнй, Ю. К. Делнмар- ский. Предлагаем вниманию читателей воспоминания о Л. В. Писаржевском его ученицы С. А. ГУСИНСКОЙ. Друзья позвонили мне по телефону: «В третьем номере журнала «Химия и жизнь» за 1973 г. напечатан очерк Геннадия Шинга- рева «Человек, который вндел электроны». Это о вашем учителе, Писаржевском. И в «Природе» тоже была статья...». Я прочла. Нас, работавших под непосредственным руководством Льва Владимировича Писаржевского, осталось в живых немного. И мне захотелось дополнить уже напечатанные статьи личными воспоминаниями. ПЕРВЫЕ ЛЕКЦИИ До революции в Екатеринославе (нынешнем Днепропетровске) было два вуза — Горный институт и Высшие женские курсы. Впрочем, занятия курсов проводились в помещении Горного института, и лекции студентам и курсисткам читали те же профессора. Гимназию я окончила летом 1917 г. Время, Лев Влвдимирович ПисаржевскиЙ. Нвчало 20-х годов как известно, было бурное. Но все же я решила учиться дальше. Хотелось изучать естественные науки, хотя в гимназии их преподавали плохо (химии в программе не было вовсе). Мои двоюродные братья, студенты Горного, много рассказывали о своих профессорах, непременно в первую очередь сообщая, кто нз них «левый», а кто «правый», н уже затем говорили о них как об ученых. Запомнила, что профессора неорганической и физической химии Льва Владимировича Писаржевского онн причисляли к «левым». В политике я тогда разбиралась недостаточно. А из его научных работ поняла только, что Л. В. ПисаржевскиЙ совместно с преподавателем аналитической химии Горного института Н. В. Аверкиевым предложил способ получения йода из водорослей. Меня поразили возможности химии. Превращение зеленых Ьодорослей в коричневое лекар-
В лаборатории Писаржевского 71 ство — это представлялось мне чудом. И может быть, из-за этого чуда, из-за йода, я и решила учиться у Писаржевского и поступила на Высшие женские курсы. В первый же день занятий в толпе первокурсниц познакомилась с Марией Белой. Она тоже только что кончила гимназию и хотела заниматься химией. (Потом мы с нею попали в одну группу с Жанной Шершевер, Софьей Васюченко н Флорой Егоровой. Образовалась дружная пятерка; все вместе, впятером, мы и работали в лаборатории Льва Владимировича.) В тот, первый день нас'ожидало разочарование. На закрытых дверях химической аудитории белела бумажка. На ней крупным, четким почерком было написано: «Лекции начну читать 15-го. Л, Писаржевский». Это было в духе времени; твердых учебных планов тогда не существовало. Но мы проникли в аудиторию и внимательно ее осмотрели. Стены были украшены барельефами ученых. К стыду своему, мы убедились, что многих не знаем. Ломоносова узнали, а вот о Менделееве в гимназии ничего не слышали. ...Пятнадцатого прозвенел звонок. Все затихло. Прошло минут пять, потом восемь, десять. Мы с нетерпением глядели на дверь, но Лев Владимирович все не появлялся. Через пятнадцать минут неожиданно он возник у доски. Мы н не знали, что рядом с доской существовала едва заметная дверца... Эффект был поразительный. Позже мы убедились, что он обожает такие театральные эффекты. Лев Владимирович был среднего роста, но благодаря стройности фигуры н строгости манер выглядел величественно. У него было выразительное лицо, над верхней губой чернели небольшие усы. Он внимательно оглядел аудиторию и начал лекцию, сначала тихим, но ясно слышимым голосом. Затем голос его стал звучать все громче и громче. Помню первую фразу: «Здесь, с этих стен, глядят на нас лица людей, отдавших всю жизнь науке...». Потом он говорил о значении науки и об ученых, призванных познать природу и человека, о разнице между химическими и физическими явлениями. Теперь об этом знает каждый школьник, тогда для нас это было откровением. Красота речи, логичность изложения захватили нас. Следующие лекции были так же блестящи. Демонстрационные опыты были ясно вндны и нз последних рядов. Растворы были ярко окрашены, даже такие простые эксперименты, как электролиз воды и солей, выглядели очень эффектно. Лев Владимирович не пользовался эпидиаскопом, все графики и чертежи рисовал от руки. Он всегда тщательно готовился к лекциям. В лекционные дни никого, ни по каким делам не принимал. В перерыве подходить к нему запрещалось. Иногда лекции неожиданно отменялись. Помню записку на дверях аудитории: «Схватил бронхит, лекции читать не буду. Л. Писаржевский». Позже мы поняли, что нервный, легко поддающийся настроению Лев Владимирович читал только тогда, когда чувствовал себя вполне здоровым и спокойным. Теоретическую часть он читал очень подробно, описательную— более лаконично. В тот год он уже начал работать над специальным курсом— «Электрон в основных проблемах химии» и новым учебником по неорганической химии. При подготовке учебника он литографским способом печатал отдельные оттиски глав. Мы называли их «листами Писаржевского». По ним учились, и в отличие от студентов других вузов с первого же курса писали реакции на электронно-ионной языке. Положительный ион отмечали опрокинутой скобкой в показателе (К") —так Лев Владимирович обозначал в то время «свободное место» после потерн атомом электрона; отрицательный отмечали в показателе запятой (СГ). ОСВАИВАЕМ ЛАБОРАТОРНУЮ ТЕХНИКУ Писаржевский вел с нами и семинарские занятия. Это была новая форма преподавания в то время. Семинары были своеобразные: Лев Владимирович записывал иа доске не-
72 Страницы истории сколько вопросов, ответы на которые нужно было подавать в письменном виде, без подписи. Наши листочки он тут же прочитывал и в конце семинара оценивал. На семинарах присутствовало обычно 30—35 человек, и все же он каким-то образом узнавал авторов отдельных ответов. Мы заметили, что ои смотрел на того студента, о чьих ошибках или удачах говорил. Иногда ои просил желающих написать реакцию на доске. Фамилию не спрашивал, только очень внимательно смотрел на писавшего. Листочки с ответами Лев Владимирович уносил с собой — очевидно, для него это был статистический материал. У Льва Владимировича занимались студенты и Горного института, и университета. (В 1918 г. декретом Советского правительства на базе Высших женских курсов был созван Екатеринославский государственный университет.) Постоянный штат кафедры Мальвииа Ассировна Розенберг Начало 20-х годов состоял из ее заведующего Л. В. Писаржев- ского, лекционного ассистента Э. А. Штебера и служителя А. А. Кузьменко — Александра, как его все почему-то называли, несмотрн на преклонный его возраст. Химии Александр не знал, но лабораторную технику усвоил и помогал в лабораторных работах. Лев Владимирович сам вел и лабораторные занятия. Он говорил, что каждый химик должен уметь придумать прибор и собрать его своими руками. Поэтому мы в день лабораторных занятий сверлили пробки, выполняли несложные стеклодувные работы, пилили, паяли. Учил нас этому Александр. Ког^а мы перешли к самостоятельным экспериментам, Лев Владимирович терпеливо объяснял нам, как необходимы химику осторожность, сосредоточенность. И все же при получении кислорода из бертолетовой соли я зазевалась. Пробирка разорвалась, горячие осколки поранили меня. Особенно пострадали руки, лилась кровь. Лев Владимирович остановил кровь раствором хлорного железа, прошел к себе в кабинет, соединявшийся с лабораторией, принес бинты и забинтовал мне руки. Он не сделал никакого замечания, и только позже, когда все прошло, «изобразил» меня — показал, как я вертелась. Тут мы впервые \ видели и оценили его артистический, подражательный талант. Всем было очень смешно, а мне erne и стыдно. Больше я никогда не вертелась во время работы. ПРИОБЩЕНИЕ К НАУКЕ Началось с того, что он подвел нас к полкам с книгами и предложил почитать, что выбе рем сами, а потом сказать — чем же мы хотим заняться. По-видимому, предложение самостоятельного выбора темы было > него педагогическим приемом. Тут надо сделать небольшое отступлении. В 1900—1902 гг. Лев Владимирович работал в Лейпциге, у известного химика Вильгельма Оствальда. По своим философским взглядам Оствальд был последователем .Маха. Оствальд считал, что все явления природы сводятся к движению энергии. Увлеченный размахом исследовательской работы у Оствальда и самой личностью ученого, Лев Владимирович на какое-то время вое-
В лаборатории Писаржевского 73 Дмитрий Петрович Коновалов со студентами Екатеринославского университета. Снимок сделан в 1922 году, незадолго до отъезда Коновалова в Петроград принял и его философские концепции. В то время, когда мы учились у него, он уже считал материю существующей объективно, но все еще признавал примат энергии и иногда на лекциях цитировал Маха. Мы попросили книги Маха, хотя это и не имело непосредственного отношения к химии... К самостоятельным экспериментам Лев Владимирович обычно допускал студентов после окончания курса аналитической химии— качественный анализ он считал лучшей школой эксперимента. Наша научная работа началась с изучения классического курса качественного анализа. Только после его окончания каждая из нас получила задание. И вот совпадение — мне поручили получить йод из водорослей! У Льва Владимировича* работали и другие студенты ■— состав их в то время менялся. Постоянно работал один студент Горного института. Он целыми днями сидел в своем уголке и сосредоточенно экспериментировал. Этот студент был очень красив, и одна из нас, кажется, Флора Егорова назвала его «юным принцем с Антильских островов». На «юном принце» был потертый костюм и стоптанные ботинки. Разговаривал с ним о работе Лев Владимирович отдельно от нас. А нам он сказал, что это «законченный научный работник» и большой ученый в будущем. Лев Владимирович не ошибся, это был Александр Ильич Бродский. Сначала Шура Бродский показался нам очень гордым, но когда мы с ним познакомились поближе, то увидели, что это ие только «законченный научный работник», но и свой брат-студент. Завязавшаяся в лаборатории наша дружба с ним сохранилась и тогда, когда работы А. И. Бродского в области механизма химических реакций, а также строения и превращений свободных радикалов приобрели мировую известность, а сам он был избран академиком Академии наук Украины. Мы уже прошли курс качественного анализа, когда лекции Льва Владимировича начала посещать молодая темноволосая жен-
74 Страницы истории щнна — Мальвина Ассировна Розенберг. Вскоре она стала работать на кафедре Льва Владимировича... Мы встретили ее настороженно. Впоследствии она стала женой Пи- саржевского. Совместные труды их широко известны. Как-то незаметно Лев Владимирович перевел ее и нашу пятерку на работу по одной теме: «Электронная природа реакций окисления». И опять' мне достался йод! Я должна была изучать реакцию между йодом и тиосульфатом. В раствор восстановителя — тиосульфата— я, по предложению Льва Владимировича, опускала два платиновых электрода с разной величиной поверхности, которые соединяла через реостат и гальванометр. Установив гальванометр на нуле, прибавляла из бюретки окислитель — йод и титровала до момента, когда стрелка гальванометра отклонялась от нуля. (Теперь понимаю, что тогда проводила впервые предложенное Львом Владимировичем некомпенсационное потенциометрическое титрование до выброса стрелки. Немецкий химик Кольтхофф предложил этот метод на пять лет позже 11исар- жевского...) Льва Владимировича интересовали знак и величина заряда на электродах — «количество электронов», как он говорил тогда. В научной работе студентов Писаржевский больше всего ценил инициативу, как он говорил, «полет творческой фантазии». Но наши лабораторные журналы проверял очень внимательно. Лучшим экспериментатором в нашей группе оказалась Жанна Шершевер, однако описывать эксперимент она не умела. Как-то Лев Владимирович вернул ей тетрадь и сказал, что ничего не понял, что записи никуда не годятся. Жанна обиделась, стала спорить, Лев Владимирович показал ей другие тетради н дал схему ведения лабораторного журнала. Жанна дулась целый день. На следующее утро она нашла у себя на столе шуточное стихотворение Льва Владимировича с извинениями. Мир был восстановлен, а от Мальвииы Ассировны мы потом узнали, что Лев Владимирович пишет и «настоящие» стихи. «СИМ УДОСТОВЕРЯЕТСЯ, ЧТО ПРИСУТСТВИЕ НЕОБХОДИМО...» 1918—1920 годы*—гражданская война на Украине... В аудиториях то и дело вспыхивали политические споры. Студенты уходили на фронт. Нередко вчерашние друзья оказывались на разных сторонах фронта. Красная Армия упорно сопротивлялась наступавшим со всех сторон врагам — интервентам, петлюровцам, белогвардейцам, бандам Махно, Григорьева и других «батьк!в». Город не раз переходил из рук в руки. Бывало и так, что часть города занимали петлюровцы, другую часть — белогвардейцы, а на Брянском (теперь имени Г. И. Петровского) заводе в это же время формировались красные рабочие отряды. Лев Владимирович, с его активной эмоциональной натурой, в такое время не мог стоять в стороне. Еще с юношеских лет он считал своим основным делом «служить народу» и всю жизнь искал путь к этому. Он одним из первых профессоров в Екатерино- славе принял Октябрьскую революцию. (Хотя старое воспитание н прежние привычки еще иногда сказывались. Помню, как удивленно у него поднялись брови, когда -впервые он услышал от студента обращение: «Товарищ профессор».) Топлива в городе не было, отопление было выключено. В лаборатории поставили «буржуйку», но большое помещение она обогреть не могла. Было холодно и голодно, болели обмороженные рукн и ноги, распухали и кровоточили в суставах, но Мальвина Ассировна и мы, студенты, целыми днями не выходили из лаборатории. Лев Владимирович работал так самозабвенно, с таким энтузиазмом, с такой энергией, Что не мог не увлечь нас. Здесь был его фронт, и он не щадил ни себя, ни нас. Вечерами по улицам ходить не разрешалось. Лев Владимирович выдал нам написанные им от руки на четвертушках почтовой бумаги «мандаты». В них удостоверялось, что наше присутствие в лаборатории по вечерам необходимо для ведения научной и педагогической работы. Помню случай, когда мы домой так и не попали. Красная Армия выбивала из города петлюровцев, и линия фронта проходила че-
В лаборатории Писаржевского 75 рез центр города. Эту ночь мы провели в квартире незнакомых людей. Но даже этот случай не остановил нас, и мы по-прежнему ежедневно допоздна, по выражению Маль- внны Асснровны, «гоняли электроны». Флора Егорова заболела брюшным тифом. В бреду она то гнала от себя электроны, то ловила нх. Как-то, когда ей стало легче после укола, она сказала: «Наконец-то вылетел электрон...». Курс «Электрон в основных проблемах химии» Лев Владимирович читал в нетоплен- ной аудитории. Кроме нас его слушали студенты н преподаватели других вузов. И слушатели, и лектор стойко выдерживали холод. Мы надевали на себя все, что могли, и поджимали под себя то одну ногу, то другую, чтобы хоть немного согреться. Изо ртов у нас вырывались целые клубы пара — казалось, будто в аудитории курили. Лев Владимирович доказывал новое тогда положение, что во всех химических реакциях участвует электрон. В нашем представлении электроны становились реальными. Мне, например, онн представлялись крохотными бледно-голубыми шариками, которые нанизывались н рассыпались, как бусы. Я и тогда понимала, что это очень наивное представление, н не говорила о нем Льву Владимировичу. Но он и сам тогда считал электроны «шариками»! -Рисовал атом в виде круга, катион — в виде круга с вырезанными, по числу потерянных электронов, секторами, анион — в виде круга, которого касались маленькие кружочки— избыточные электроны. С позиций электронной химии Лев Владимирович объяснил сущность электролитической упругости растворения н теории гальванического элемента. Он высказал смелое по тому времени положение о том, что в металле атомы «диссоциированы» на ноны н электроны. Поэтому, если опустить пластинку металла в раствор, ионы, соединяясь с молекулами растворителя, уйдут в раствор, а избыточные, оставшиеся в металле электроны сообщат ему отрицательный заряд. При электролизе за счет приобретения этого избыточного электрона катнон восстанавливается до металла. Отсюда Лев Владимирович делал вывод, что процесс восстановления — это про-' цесс приобретения электрона, а окисления — потеря его. Тогда это были совершенно новые представления, и химиков старой школы переубедить было нелегко. Окислением они называли процесс приобретения кислорода или потери водорода. Прошло не менее десяти лет упорной экспериментальной работы, выступлений в печати и дискуссий, пока Лев Владимирович смог доказать то, что сейчас стало общеизвестным. Полное признание взгляды Льва Владимировича получили в 1930 году, когда его работы в области электронной химии были удостоены премии имени Б. И. Ленина. ПИСАРЖЕВСКИП И КОНОВАЛОВ Однажды нам сообщили новость: в земской больнице лежит петроградский профессор Коновалов. Лев Владимирович заволновался. Неужели это Дмитрий Петрович Коновалов, видный химнк, ученик Менделеева? Он тут же поехал в больницу. Вернулся он нескоро. Глаза его блестели. Действительно, в Екатеринославе оказался Дмитрий Петрович Коновалов — проездом (он бежал из голодного Петрограда на Юг и по дороге заболел). Лев Владимирович представился ему, и тут же, у постели, между ними произошел длинный деловой разговор. Писаржевский уговорил Коновалова переехать в наш город и включиться в преподавание. Дмитрий Петрович согласился взять на себя в университете заведование кафедрами органической и технической химии. После окончательного переезда Дмитрий Петрович стал часто бывать в лаборатории Писаржевского. Трудно себе представить более различных людей, чем «левый» Лев Владимирович и «правый» Дмитрий Петрович. Писаржевский — интеллигент в лучшем значении этого слова — был общителен и доступен. Коновалов — седой, важный, с закрученными на прусский манер кончиками усов — был строг, сух н язвительно саркастичен. Лев Владимирович тщательно шлифовал читаемые им курсы н каждую лекцию отдельно. Дмитрий Петрович читал лекции- импровизации. Они резко расходились во взглядах на строение атома; споры между ними возника-
76 Страницы истории ли почти при каждой встрече. Коновалова возмущало даже само слово «электрон»: он был ярым сторонником теории неделимости атома и не стеснялся в выражениях. «Миф, чушь, фантазия»,— брезгливо говорил он. Иногда язвил, спрашивая, почему эти самые электроны у Писаржевского такие послушные: «Не жидкие ли они? Ведь по вашим словам, Лев Владимирович, они текут». Пнсаржевский убежденно и логично доказывал свою точку зрения, подкрепляя ее ссылками на новейшие открытия физикоз (Кюри, Резерфорда, Бора) и на свои работы. Он говорил, что электрон — это научно доказанная истина и объективная реальность. И все же между Писаржевским и Коноваловым установились прекрасные отношения. Их роднила строгая объективность больших ученых. Оба не замыкались в рамках «чистой науки», а стремились широко распространять химические знания, применять нх на практике. Они хорошо понимали, что для восстановления хозяйства страны нужна помощь ученых. У них возникла идея создать лабораторию по производству дефицитных фармацевтических препаратов. Государственная лаборатория химических производств с их участием была в Екатерннослав- ле организована. Пнсаржевский сокращенно называл ее «ХИМЭН»— «Химическая энергия». Но скоро Дмитрия Петровича вызвали в Петроград — он был назначен на должность президента Главной палаты мер и весов. Мы тепло проводили его... ДВАДЦАТЬ ЛЕТ СПУСТЯ По предложению Льва Владимировича мы торжественно и весело встретили в лаборатории новый, 1921 год. Лев Владимирович и тут устроил эффектный выход. Появился во фраке (и в теплых ботах). Он был оживлен, читал шуточные стихи — эпиграммы иа присутствующих, принял участие в шарадах и пантомимах. А год оказался тяжелым: голод в Поволжье и на Украине... В 1921 —1922 годы Лев Владимирович заканчивал работы по установлению электронной природы реакций окисления; он уже задумывался об электронной природе катализа, о магнитных явлениях. В лаборатории появились новые студенты. Особенно запомнилась тройка способных и энергичных мальчиков: К. С. Л яликов, А. В. Загулин, С. 3. Рогинский (впоследствии ставший крупным ученым в области катализа). Для нас близилось время окаичання университета. Лев Владимирович хлопотал об организации аспирантуры, но ко времени нашего окончания университетского курса она еще не была утверждена. Скоро мы разлетелись в разные стороны и годами не виделись, но остались верны друг другу и заветам Писаржевского — искать новое в науке и передавать свои знания молодежи. Маленькая кафедра профессора Льва Владимировича Писаржевского выросла в большой научно-исследовательский центр — Институт физической химии АН УССР. Его электронные представления стали общепризнанными. Уже не слабые студенческие руки нашей пятерки претворяют в жизнь его идеи. Идеи Писаржевского развивает целая плеяда маститых и молодых ученых... Мальвина Ассировна пережила Льва Владимировича почти на тридцать лет. Мы постоянно поддерживали с ней связь. Она любила вспоминать о начале нашей работы в лаборатории Льва Владимировича. На присланном мне оттиске своей статьи о жизни и деятельности Льва Владимировича Писаржевского она надписала: «В память о рождении электрона».
Происхождение этого слова настолько ясно, что вряд ли нуждается в обсуждении. Кислород—калька латинского oxygenium — рождающий кислоту. (Напомним, что калька — это слово илн выражение, точно скопированное из другого языка; для примера назовем землемер — от греческого геометрес, илн вольнодумец — от немецкого Freidenker.) Коль скоро происхождение очевидно, займемся иным — отысканием родственников. Их немало и среди терминов, и среди общеупотребительных слов, значение которых далеко уходит и от кислого, и от рода. Начнем с первой части слова, которая фигурирует в таких важных химических терминах, как кислоты, окислы, окисление. Кислый образовалось от древнего кысати — киснуть. От него же пошли названия напитков — кисель и квас. Слово это общеславянское: киснуть по-болгарски кисна, по сербскохорватски кисити, по чешски kysati. Происхождение же его еще более древнее; в подтверждение можно привести готское слово hvathjan — пениться и древнеиндийское кватхас — отвар. Остановимся чуть подробнее еще на одном «химическом» родственнике — казеине. Этот белок, играющий немаловажную роль н в нашем питании, и в производстве искусственных материалов, получил свое название в честь латинского caseus—сыр, от которого, кстати, пошли немецкое Kase н английское cheese. Связь кислого и caseus вполне ясна: сыр готовят из скисшего молока. Перейдем ко второй части слова кислород. Род означает происхождение, семью, поколение. Было некогда общеславянское слово ордти (а затем орсти)\ первые два звука в русском языке поменялись местами. И от него пошли такие ходовые слова, как род и рост, родник и родитель, расти и урожай. Исходное значение — нечто увеличивающееся в размерах, растущее. Так, по-древненрландскн ard означает высокий; так же переводится и латинское слово arduus. Некоторые исследователи считают, что от того же корня отпочковалось и латинское arbor — дерево. Довольно неожиданные скачки: от кислорода — к сыру и дереву; но тем и любопытна этимология. В заключение — несколько слов о родственнике кислорода, но не языковом, а химическом — об озоне. Этот газ с характерным запахом открыл в 1840 году швейцарский химик X. Шёнбейн. Нужно было найти меткое слово — краткое и благозвучное — для обозначения нового вещества. Исследователь остановился иа греческом о^оя — благоухание, от глагола оцеин — благоухать, приятно пахнуть. Но вот что интересно: тот же корень выступает в латинском oleo, однако у этого слова прямо противоположный смысл — дурно пахнуть. А французское odeur — слово нейтральное, просто запах. Т. АУЭРБАХ
78 Кпуб Юный химик VI. ОПЫТЫ С ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭНЕРГИЕЙ О свободной энергии поверхностей (Сокращенно СЭП) рассказывалось в статье «Энергия лежит на поверхности» во втором номере «Химии и жизни» за этот год. Перед тем как ставить опыты, советуем вам почитать эту статью. Чтобы изучить любой вид энергии, надо прежде всего уметь ее измерить. Энергию СЭП измеряют по-особому. Мы будем ставить опыты с жидкостями. Дело в том, что измерить СЭП жидкостей и растворов проще и результаты получаются наиболее точными. КАК ИЗМЕРИТЬ СЭП Запас свободной энергии поверхности определяется величиной поверхностного натяжения. Оно обозначается греческой буквой о* (сигма); размерность его — эрг/см2 или дин/см. Есть несколько методов измерения о. В наших опытах с весами мы используем, конечно, весовой метод: он и прост и вполне современен. Любое тело, частично погруженное в жидкость, которая его хорошо смачивает, испытывает влияние трех сил: силы тяжести, архимедовой силы выталкивания н силы поверхностного натяжения. Эта последняя сила, как и сила тяжести, старается втянуть тело в жидкость. Силу тяжести можно компенсировать, уравновесив тело на весах. Можно исключить и влияние архимедовой силы, если погружать тело всегда одинаково. Тогда остается лишь втягивающая сила поверхностного натяжения, обусловленного СЭП. И эту силу, то есть величину а, легко измерить, дополнительно уравновешивая весы. Где взять чувствительные весы, вы, конечно, уже знаете: их описание было помещено в Клубе Юный химик A974, № 3); разумеется, годятся и настоящие аналитические весы. К крючку, приклеенному снизу к левой чашке весов, подвесим тонкую стеклянную пластинку, укрепленную на медной проволоке диаметром не более 0.3 мм. Эту пластинку можно просто приклеить капелькой клея БФ-2, «Суперцемент» и т. п. На роль пластинки лучше всего подходит покровное стеклышко, применяемое в микроскопии. Если же его иет, то нужно вырезать пластинку из обычного стекла размером приблизительно 25X25 мм. Вместо пластинки можно взять кусочек стеклянной трубки длиной 20—30 мм, с внутренним диаметром 7—8 мм (рис. на стр. 79, слева). Жидкость, которую мы будем испытывать, поместим в плоскую чашку (лучше стеклянную) диаметром 40—50 мм и высотой 15— 20 мм. Чашку расположим под пластинкой на подставке, высоту которой подберем таким образом, чтобы нижний край пластинки не доходил до дна чашки на 8—10 мм. Все устройство в собранном виде показано на правом рисунке. Перед началом измерений и после каждого измерения пластинку и чашку будем промывать горячей G0—80° С) хромовой смесью. Заметьте, что пластинку нужно погружать в хромовую смесь лишь на половину высоты, чтобы смесь не попала на клей и на проволоку. Между измерениями пластинку надо
Kj,4'o Юньш ..им::к 79 t I» хранить в дистиллированной воде, а перед опытом осушать фильтровальной бумагой. Теперь о самом измерении. Весы с подвешенной пластинкой уравновесим дробью или песком так, чтобы стрелка весов встала иа отметку «О». Градуированной пипеткой нальем в чашку дистиллированную воду, чтобы она ие доходила до пластинки на 2—3 мм; объем воды запишем. Во время этой операции весы желательно закрепить в нулевом положении. При всех последующих измерениях будем брать точно такой же объем жидкости. Теперь освободим весы и, слегка нажимая пальцем иа левое плечо, приведем пластинку в соприкосновение с водой; пластинка мгновенно втянется в воду, равновесие весов будет нарушено. Гирьками разновеса будем нагружать правую чашку весов до того момента, пока пластинка ие выскочит из жидкости. Эту критическую нагрузку сначала определим грубо, потом более точно. Решающей будет гирька в 10 мг: мы запишем ту нагрузку (включая н последние 10 мг), при которой пластинка выскочит из воды. * Пусть для вырывания пластинки потребовалось А грамм. Заменим воду равным объемом исследуемой жидкости и повторим опыт. При новом уравновешивании иам потребуется нагрузка Б грамм. Тогда поверхностное натяжение измеряемой жидкости можно найти из простой пропорции: ^н.о А — =тилиах^аН|ОТ' Поверхностное натяжение воды хорошо известно; оно зависит от температуры опыта. При 15° С aHj0 равно 73,26, при 20° С — 72.53 и при 25° С — 71,78 эрг/см2. Теперь можно перейти к опытам, в которых основная роль принадлежит СЭП. Заготовьте по 1 г следующих веществ: этилового спирта, хозяйственного мыла, стирального порошка, талька, олеиновой кислоты, пищевой желатины. ОПЫТ 1 В этом опыте мы убедимся в том, что органические вещества, в структуре которых есть полярные группы и неполярные радикалы
80 Клуб Юный химик (так называемые поверхностно-активные вещества), растворяясь в воде, понижают ее поверхностное натяжение, то есть уменьшают запас СЭП. Справедливо и обратное: если неизвестное вещество, растворяясь в воде, понижает ее поверхностное натяжение, значит, молекулы этого вещества содержат полярные и неполярные группы. Чтобы обнаружить эффект уменьшения а, нужна небольшая концентрация вещества. Приготовим 0,05%-ные растворы спирта, мыла и стирального порошка в дистиллированной воде. Лучше приготовить сначала более концентрированные растворы, например 0,5%-ные, а затем разбавить их. Измерив о растворов, мы обнаружим, что все эти вещества снижают поверхностное натяжение. Если приготовить ряд растворов различной концентрации (разбавляя более крепкие растворы), то можно убедиться в следующем: чем больше концентрация, тем меньше о. ОПЫТ 2 Если вещество снижает о воды, это верный признак того, что оно обладает моющим действием. Когда для стирки берут жесткую воду, то моющее действие обычного мыл л ухудшается: образуются нерастворимые кальциевые и магниевые мыла, которые выпадают в осадок. А вот стиральные порошки на основе синтетических моющих средств не боятся жесткой воды. Приготовим по две порции 0,05%-ных растворов хозяйственного мыла и порошкч («Лотос», «Новость» и т. п.). Одну порцию — на дистиллированной воде, другую — на простои воде, из водопровода или колодца. Измерив о всех четырех растворов, мы убедимся, что перемена воды не отразилась на с раствора стирального порошка, чего нельзя сказать о мыльном растворе. Разница будет тем больше, чем выше жесткость воды. Бывает, что водопроводная вода очень мягкая, и разница получается небольшой. Тогда добавим к воде немного морской соли (она продается в аптеках). Даже по внешнему виду растворов мыла легко определить, какой из них приготовлен на жесткой воде. опытз Для этого опыта вместо чашки возьмем большую полиэтиленовую крышку для стеклянной банки. В крышку нальем дистиллированную воду,, опустим в нее стеклянную пластинку и нагрузим правую чашку весов так, чтобы пластинка почти выскакивала из ВО ТЫ. На поверхность воды капнем 2—3 капли этилового спирта (можно взять любой одеколон). Пластинка мгновенно выскочит из вочы! Объяснение: поверхностно-активные молекулы сыирта, стремясь уменьшить СЭП воды, быстро распространяются по поверхности. А вот когда вся поверхность занята, молекулы спирта начинают растворяться во всем объеме воды. Тогда поверхностное натяжение вновь увеличивается. ОПЫТ 4 Чтобы максимально уменьшить СЭП воды, надо нанести на ее поверхность слой поверхностно-активного вещества толщиной всего в одну молекулу. Получить такой мономо-
К4-'-; »f,Hoifi хлмик 81 лекуляриый слой совсем несложно. Воспользуемся опять большой крышкой, в которую нальем дистиллированную воду. Погрузим в воду пластинку и уравновесим ее почти до выскакивания. Слегка припудрим поверхность воды порошком талька из баночки, закрытой двумя-тремя слоями марли. Теперь на припудренную поверхность воды нанесем одну каплю олеиновой кислоты. Мгновенно весь тальк будет сдвинут к краям чашки, пластинка выскочит, а на воде образуется маленькая линзочка олеиновой кислоты. Остальная же поверхность воды будет занята молекулами олеиновой кислоты, которые плотно прилегают друг к другу и образуют слой в одну молекулу. Толщина такого слоя около 20-10—8 см B0 ангстрем). Линзочка иа поверхности — это избыток кислоты, который остался после образования мономолеку- ляркого слоя. Избыток этот находится в равновесии с моиослоем. Если увеличить площадь (взять чашку большего диаметра), то линзочка уменьшится, а при уменьшении площади — увеличится. ОПЫТ 5 Он выполняется точно так же, как предыдущий. Только вместо олеиновой кислоты возьмем белковое вещество — желатину. Нанесем иа поверхность воды крупинки тщательно измельченного белка. Вначале они будут «исчезать», а частицы талька — постепенно раздвигаться, образуя границу монослоя белка. Когда движение талька прекратится, крупинки белка станут просто тонуть. Значит, на поверхности уже образовался мономолекулярный слой белка. Измерьте его а. В. ПЧЕЛИН Хотите подготовиться к экзаменам получше? Задачи по разным поводам Вообще-то любая задача дает возможность проверить знания по химии. Но не менее важно, умеете ли вы мыслить «химически», хорошо владеть законами и теориями, которые изучили в школе. Предлагаем вам три задачи по разным разделам школьного курса. А решать их советуем по такой схеме. Сначала внимательно прочитайте текст задачи, запишите в краткой форме ее условие и постарайтесь сразу же выделить основной вопрос. Затем проанализируйте содержание задачи (что известно?), определите химические н физические явления, найдите связи между ними. Если надо, введите вспомогательные неизвестные, которые помогут определить требуемые по условию. Составьте план решения, наметьте последовательность действий. И лишь после этого решайте задачу, то есть реализуйте план. И наконец проверьте правильность полученного ответа — быстро, иа черновике, подставьте ответ в условие задачи или в одну из основных формул. Разумеется, такая схема решения применима ко всем задачам; опробуйте ее на этих трех. ЗАДАЧА 1. Тепловой эффект реакции образования этана из простых веществ (графита и водорода) непосредственно измерить нельзя. Найдите его иа основании следующих экспериментальных данных: тепловой эффект реакции сгорания этана +373 ккал, сгорания графита +94 ккал, сгорания водорода +136 ккал. ЗАДАЧА 2. Найдите концентрацию ионов Н+, HS04_ и S042~ в 0,5 М растворе серной кислоты. Константа диссоциации по второй ступени К2= [Н+] [SOf-] [hso4-] £—=1,2.10-»- ЗАДАЧА 3. В лаборатории имеется 800 мл 3%-ного раствора серной кислоты (d = l,02). Из него решили получить электролизом 15%-ный раствор. Сколько времени уйдет на это, если пропускать ток 2,68 а? (Решения стр. 85) задач на
82 К^"б Юный химик Опыты без взрывов Не хуже светляков Светляки испускают «холодный» свет благодаря реакции окисления; энергия реакции выделяется не в виде тепла, как это обычно бывает, а в виде света. Такие реакции называют хемилюмииесцеитными, а само явление — хемилюмииесцеицией. У светляков окисляется довольно сложное вещество — люциферин. Для опытов в школьной лаборатории лучше использовать более простое соединение — люмииол (не путать со снотворным—люминалом!). Люми- нол можно получить по такой схеме: -СООН N2H4 О методике синтеза мы скажем в конце заметки, а теперь опыты со свечением. Люминол в воде растворяется плохо, в щелочи— значительно лучше. Возьмите два стакана на 1 л (в больших стаканах опыт выглядит красивее), в один налейте раствор 0,1 г люмииола в 10 мл 5%-ного NaOH (или КОН), в другой поместите 0,25 г феррициа- нида калия и 15 мл 3%-ной перекиси водорода; оба сосуда долейте доверху водой. В темном помещении вылейте оба раствора одновременно в двухлитровый сосуд, лучше через большую воронку, чтобы растворы хорошо перемешались. В течение нескольких минут можно наблюдать интенсивное голубое свечение раствора. Очень эффектно выглядят руки, смоченные светящимся раствором. Наверное, проявив изобретательность, вы сами сможете придумать немало вариантов этого опыта. Можно, например, использовать такое свойство лю- мииесцирующего раствора: если подкислить его разбавленной кислотой, то свечение исчезает; при добавлении щелочи оно возникает вновь. Вас заинтересовали эти опыты? Тогда осталось только приготовить люмииол. Синтезировать его дома не советуем, а вот в химическом кружке — пожалуйста. ПОМНИТЕ ОБ ОСТОРОЖНОСТИ: ВАМ ПРИДЕТСЯ ИМЕТЬ ДЕЛО С КОНЦЕНТРИРОВАННЫМИ КИСЛОТАМИ И ЩЕЛОЧАМИ. ВСЕ РАБОТЫ НЕОБХОДИМО ПРОВОДИТЬ ПОД ТЯГОЙ И ОБЯЗАТЕЛЬНО В ПРИСУТСТВИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ.
Клуб Юный химик 83 Сначала мы получим 3-нитрофталевую кислоту. Для этого растворим порциями 45 г нитрата натрия в 180 мл концентрированной H2S04 (d=l,84) и при 10° С быстро добавим 20 г фталевого ангидрида или фталевой кислоты (перемешивать и охлаждать в баие, наполненной льдом с водой). Оставим смесь при температуре не выше 20° С на-5-часов, а затем тонкой струей выльем иа 300 г льда. Выпавший осадок отделим и удалим побочный продукт — 4-иитрофталевую кислоту, промывая осадок горячей водой. 3-нитро- фталевая кислота в воде растворяется гораздо хуже. Выход ее — около 5—6 г. Далее получим 3-нитрофталгидразид. В минимальном количестве горячей воды растворим 3,25 г гидразиисульфата (ОСТОРОЖНО: ЯДОВИТОЕ ВЕЩЕСТВО) и 6,8 г ацетата натрия. Полученный раствор поместим в чашку для упаривания, добавим 5,3 г 3-иитрофталевой кислоты и упарим досуха. Остаток разотрем в ступке, затем нагреем в колбе при 160° С в течение 3 часов, чтобы удалить летучие продукты, и после охлаждения вновь разотрем продукт в ступке, добавив 10 мл воды для удаления неорганических солей. Продукт отфильтруем. —Последний этап — получение 3-аминофтал- гвдразида, то есть собственно люминола. В 20 мл воды растворим 11 г (NH4bS и, охлаждая раствор на льду, добавим, перемешивая, 5 г 3-иитрофталгидразида; смесь будем кипятить в течение часа, пропуская слабый ток H2S. Охладим и отфильтруем желтый осадок люмииола, затем для очистки растворим продукт в 5%-ном NaOH, отфильтруем раствор от серы и осадим люми- иол, добавляя уксусную кислоту. В результате мы получим около 3 г люмииола. Н. Б. Как сжечь перо Не гусиное — в этом хитрости иет, а железное, для ручки. Железо горит в токе кислорода, этим мы и воспользуемся. Источником пламени будет служить обычная спиртовка. В пробку с отверстием вставьте трубку — паяльную или стеклянную, с оттянутым копчиком. Пробку зажмите в штативе так, чтобы трубка оказалась в пламени спиртовки (см. рисунок). Другой конец трубки соедините резиновым шлангом с кислородной подушкой. Когда все будет готово, зажгите спиртовку, откройте кран кислородной подушки и, надавливая на подушку рукой, внесите в язычок кислородного пламени стальное перо, вставленное в обычную ручку или привязанное к лучинке. Кончик пера накалится добела, а затем перо загорится, разбрасывая искры (БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ!). Таким же образом можно сжечь лезвие безопасной бритвы или балалаечную струну. Можно также проплавить отверстие в жести, например от консервной банки. Не обязательно брать для опыта кислородную подушку; можно использовать газометр или прибор для получения кислорода. Но кислородная подушка все же лучше: оиа позволяет создать большее давление. В. СКОБЕЛЕВ
84 Ючый химик Что нового в мире Фрукты очищают воздух Еще несколько лет назад биохимики выяснили, что многие плоды способны усваивать из воздуха бензол и окислять его до углекислого газа. А это очень важно: ароматические углеводороды, к числу которых относится и бензол, достаточно вредны, а в мире есть немало мест, где этих соединений в воздухе слишком много. Специалисты Института биохимии растений Академии наук Грузинской ССР провели недавно любопытное исследование. Они поместили различные плоды (яблоки, помидоры, айву, перец, туиг, бананы, лимоны, грейпфруты), а также картофель в камеру, воздух которой был умышленно загрязнен бензолом. И не обычным бензолом, а меченым: в его состав входил радиоактивный изотоп м С. Сделано это было для того, чтобы после опыта можно было проследить, в какие соединения превращается бензол, побывав в плоде. И вот что оказалось. Все плоды поглощали бензол из атмосферы. Часть бензола действительно превращалась в углекислый газ. Однако гораздо больше меченых атомов удалось обнаружить в различных аминокислотах и органических кислотах, входящих в мякоть и кожицу плодов. Особенно много меченых атомов было в фе- нилаланине; возможно, бензольное кольцо, не распадаясь, как бы «вклинивалось» в состав его молекулы. В общем, плоды не просто усваивают бензол, но с помощью ферментов расщепляют его и превращают в безвредные соединения. Неспелые фрукты и овощи делают это еще энергичнее, чем созревшие. Конечно, все мы и раньше знали, что сажать фруктовые деревья и выращивать овощи — дело полезное. Но, как видите, плоды приносят пользу и до того, как они попадают к нам на стол. Будем помнить об этом, работая на пришкольном участке. О. ЛЕОНИДОВ
Клуб Юный -• мик 85 ЗАДАЧА 1. Прежде всего запишем упомянутые в условии реакции в виде уравнений. В термохимических уравнениях обязательно указывают агрегатные состояния и аллотропные модификации веществ. Примем такие обозначения: г — газ, ж — жидкость, гр — графит. 2С (гр)+ЗН2 (г) _С2Н6 (r)+Qx. Qi иам и предстоит узиать. А известно нам следующее: 1) С2Н6 (г) +3,502 (г) _ 2С02 (г) + +ЗН20(ж)+373ккал, 2) С (гр)+02(г)=С02(г)+94 ккал, 3) 2Н2(г)+02(г)=2Н20 (ж) + 136 ккал. Эти три уравнения надо сложить таким образом, чтобы в конечном уравнении присутствовали водород и графит в левой части, этаи — в правой. Для этого первое из трех уравнений перепишем для удобства так: 2С02+ЗН20=С2Н6+3,502—373 ккал. Из конечного, суммарного уравнения нам надо «удалить» воду и углекислый газ. Для этого достаточно второе уравнение умножить иа 2, а третье — на 1,5: 2С+202=2С02+188 ккал, ЗН2+1,5О2=ЗН2О+204 ккал. Если теперь сложить все три уравнения, то мы получим именно то, что требуется по условию задачи. А так как по закону Гесса тепловой эффект химического процесса зависит только от исходных и конечных веществ, но ие зависит от пути этого процесса, то нам осталось лишь найти алгебраическую сумму тепловых эффектов всех трех реакций: Qx= 188+204—373=+ 19 ккал. ЗАДАЧА 2. Вспомним сначала, что серная кислота диссоциирует иа ионы в две ступени: h2so4—*h++hso4-, HS04--+H++S(V-. По первой ступени ома диссоциирует полностью, а вот по второй — так, как сказано в условии задачи. Примем концентрацию ионов S042~ за х. Концентрация ионов Н+ равна сумме исходной концентрации кислоты (диссоциация по первой ступени) и концентрации SO2— (дис- 4 социация по второй ступени), то есть [H+J =0,5+х. А концентрация ионов HSCV равна разности исходной концентрации кислоты и концентрации S042~: [HS04~J =0,5— —х. Эти значения мы подставим в выражение для константы диссоциации по второй ступени: @,5 + х)х К*~ 0,5-х -1.2'10 • Отсюда х = 0,011 г-ион/л. Таким образом: [S042~] =0,011 г-ион/л; [Н+] =0,511 г-ион/л, [HS04-] =0,489 г-ион/л. ЗАДАЧА 3. Когда ток пропускают через водный раствор серной кислоты, происходит электролиз воды: Н20±2е = Н2+1/202. Поскольку часть воды разлагается, концентрация кислоты, естественно, возрастет. Нам надо определить то количество воды (х г), которое необходимо разложить, чтобы кон- цеитрация кислоты повысилась до 15%. Сначала найдем массу 800 мл Зи/о-иого раствора: т = 800-1,02 = 816 г. Из этого раствора нужно удалить х г воды. Приравняем количества оставшейся без изменений серной кислоты до и после электролиза: 816-3 (816—х).15 л „по |00 = Y06 ' 0тсюда х = 652'8 Гв МИ Согласно закону Фарадея g= пр • В этой формуле g— масса электролита, подвергшегося химическому превращению, или же масса продуктов электролиза, выделившихся на электродах; М— молекулярная масса вещества; I — величина тока в амперах; t — время электролиза в секундах; F — число Фарадея (96 500 кулонов); п — число отданных или полученных электронов иа 1 г-молекулу вещества. gnF 652,8-2.96500 *- ^МГ = 18.2,68 =2'6-iQ6 ceK- Или, для большей наглядности, примерно 30 суток. Н. А. ПАРАВЯН
86 ...Лучше мрамора А. М. ВИКТОРОВ Весной 1962 года сотрудники музея Петро- дворца с тревогой заметили, что мраморная статуя Нептуна будто заболела скарлатиной— ее поверхность начала шелушиться и осыпаться. Спустя год стали шелушиться и мраморные надгробия Алексеидро-Нев- ской лавры. Дорогой привозной мрамор, всегда бывший надежным материалом для изготовления монументальной скульптуры, внезапно сдался. То, что произошло, вполне естественно. С середины Х)£ века в атмосфере крулных городов начало резко возрастать содержание окислов серы, образующихся при сжигании угля и мазута. Не избежал этого загрязнения и воздух Ленинграда и его окрестностей. Мраморные статуи, стоящие под открытым небом, орошаются теперь не просто дождем, а очень слабым раствором серной кислоты, который медленно, но неуклонно начинает реагировать с мрамором — углекислым кальцием. Кристаллики минерала кальцита, из которых плотно сложен мрамор, замещаются сульфатом кальция, гипсом, содержащим воду. Поэтому материал становится более объемистым, поверхностный слой мрамора вспучивается и начинает осыпаться, обнажая для дальнейшего губительного воздействия кислых осадков мраморное тело скульптуры. Но вот странно! фигуры нимф и воинов, украшающие Адмиралтейство (а в центре города в воздухе, очевидно, должно быть больше окислов серы), простоявшие вот уже два с половиной столетия, практически не разрушились, хотя и высечены не из крепкого мрамора, а из мягкого желтоватого известняка (тоже углекислого кальция!) Пудостского месторождения, расположенного в окрестностях Гатчины... Искусство
... Лучше мрамора 87 Камень этот очень легок, так как в нем более трети объема занимают поры (известняк способен поглощать до 16% воды); но в отличие от мрамора он сложен не из плотно прилегающих друг к другу кристалликов кальцита, а из сцементированных обломков раковин. Когда на поверхность известняка попадает вода, содержащая серную кислоту, то происходит тот же химический процесс, что и в случае мрамора; однако образующийся гипс просто заполняет поры, и шелушения не происходит. Поверхность статуи, высеченной из известняка, покрывается тонкой плотной корочкой, и эта корочка защищает скульптуру от дальнейшего разрушения. Так мягкий и дешевый пористый камень оказывается более стойким, чем его благородный дорогой собрат, привезенный из далеких стран. В селе Подмоклово, близ Серпухова, стоит построенная в 1754 году церковь-ротонда, окруженная ло верху открытой галереей. Вдоль этой галереи, на равных расстояниях одна от другой, высятся шестнадцать белокаменных фигур апостолов и евангелистов. Под каждой статуей иа постаменте вырезана четкая надпись, поясняющая «кто есть кто». Пластичность поз, тщательность отделки черт лица, точно соблюденные пропорции, грация и экспрессия и, главное, точно схваченные характеры библейских персонажей — во всем этом видна рука великолепного мастера. Пилястры пилонов галереи покрыты богатой резьбой по камню; ребристая полусфера нижнего купола, увенченная широким барабаном, поддерживающим верхний купол такой же формы, придает зданию оригинальный силуэт, так что если бы не крест на верхушке, то- нельзя было бы и подумать, что перед нами храм. Все это необычно для архитектуры русского барокко середины XVIII века; второго такого сооружения нет на Руси. Но самое главное отличие храма в Подмоклове от аналогичных сооружений того времени заключается именно в скульптурах, поскольку еще в 1722 году синод категорически запретил украшать церкви какими-либо изваяниями. И что опять-таки удивительно: все под- мокловские фигуры, вырезанные из тонко- лористого однородного мягкого известняка, прекрасно сохранились до наших дней, даже лучше, чем скульптуры Адмиралтейства. Местами они покрыты тонкой сероватой корочкой выветривания — естественной преградой для дальнейшей коррозии камня,— а также остатками окраски и побелки. Сохранности скульлтур способствовала и удаленность заокского села от туристских
ест во маршрутов, а также их недоступность (прямого входа на галерею нет). Исследование небольших образцов, взятых из этих скульптур автором и его (сотрудниками в 1973—1974 годах, позволило установить, что пошедший на их изготовление известняк состоит на 97—98% из углекислого кальция, обладает плотностью от 2,08 до 2,14 г/см3 и способен поглощать от 6,5 до 8,4% воды. По составу и структуре этот материал очень похож на знаменитый мячков- ский известняк, из которого высечено немало скульптурных памятников Москвы и Подмосковья. Иначе говоря, можно вполне обоснованно предположить, что камень для скульптур в Подмоклово доставлялся по Москве-реке и далее по Оке к месту строительства прямо из Мячковских карьеров, расположенных близ города Лыткарино. Кто делал скульптуры в Подмоклове — неизвестно. В то время, в середине XV!!! столетия, в России не было ни одного достаточно известного русского скульптора: украшением дворцов и церквей занимались иноземные мастера. Работал ли и тут один из иностранцев или же безвестный, но талантливый россиянин? Надо сказать, что скульптуры храма в Подмоклове расположены весьма необычно: от оснований постаментов до земли — восемь метров. Так что снизу фигуры, изготовленные в натуральную величину, можно разглядеть лишь в общих чертах (не было ли это сделано преднамеренно, чтобы не привлекать особого внимания возможных недоброжелателей?). В результате об этих скульптурах до сих пор упоминалось только вскользь, и во всех искусствоведческих изданиях в качестве примера русской скульптуры того времени описываются лишь фигуры храма в Дубровицах, близ Подольска, В 1973 году студенту исторического факультета МГУ В. К. Фатееву удалось впервые на близком расстоянии сфотографировать подмокловские скульптуры — для этого ему пришлось с риском для жизни балансировать на поднятой стреле стогометателя... В скульптурах Дубровиц, вырезанных в начале XVIII века из мягкого известняка с помощью приемов резьбы по дереву, но приспособленных к камню, еще много примитивизма; в каменных же скульптурах Под- моклова, выполненных с помощью той же техники, переданы многообразные страсти и переживания. Мрамор — традиционный материал для изготовления монументальной скульптуры. Однако на открытом воздухе он оказывается нестойким, и изготовленные из него произведения искусства неотвратимо разрушаются. Вместе с тем, мягкий известняк в этих условиях способен сохраняться многие годы; он дешев и легко поддается обработке. Скульптуры, высеченные из мягкого известняка, могут представлять не меньшую художественную ценность, чем мраморные изваяния, о чем свидетельствуют фигуры, украшающие малоизвестную церковь села Подмоклово, расположенного близ Серпухова. От роду этим фигурам 220 лет...
... Лучше мрамора 89 Самое поразительное произведение под- мокловской скульптурной группы — апостол Фома (фото 1). Это окаменевший вопль отчаяния изверившегося человека; запрокинутое лицо и протянутые вперед дрожащие руки выражают неистовое сомнение и неверие... А вот апостол Андрей (фото 2) удивительно похож на обыкновенного подмосковного крепостного, вся его поза и выражение лица — ожидание и вопрос. Сильное впечатление производит мощная фигура Петра (фото 3) с заносчиво поднятым подбородком; автора евангелия, Матфея (фото 4), заботит только тяжесть написанного им фолианта... А в фигуре евангелиста Марка (фото 5)— размышление, застывшее в камне. Не менее выразительны и другие скульптуры. Вглядевшись в лица статуй, невольно ловишь себя на мысли, что их прототипами служили русские крестьяне — то величавые, как Иоанн (фото 6), с библейскими бородами, то коренастые и большелобые, как Павел, то растерянные и смущенные, как Симон, то печальные, как Лука (фото 7). Что ни статуя, то классическое совершенство исполнения, неповторимая индивидуальность. Все оттенки человеческих мыслей и чувств запечатлел резец неведомого скульптора более двухсот лет назад. В своем удивительном шестнадцагифигурном ансамбле он показал своих современников, а не традиционных святых. Но не только чувство гордости за смелость и талант неизвестного скульптора и удивление его высоким искусством вызывают произведения Подмоклова. Их необычайная долговечность позволяет поставить вопрос о применении е современной монументальной скульптуре мягких известняков, в частности мячковских. Легкость обработки (несравнимая с затратами труда на обработку мрамора), дешевизна местного камня, морозостойкость и способность многие годы сопротивляться разрушающим атмосферным воздействиям, ставшим особо губительными в настоящее время,— все "это позволяет известняку успешно конкурировать с другими породами камня. В средней части России находится немало богатых месторождений пористых мягких известняков—надо только возродить разработки этого белого камня и использовать его для изготовления монументальных скульптурных произведений. Разумеется, таких, за которые нам не станет стыдно перед потомками.
90 Информация МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ A975 г.) 31-1 ежегодная выстввка и конференция по коррозии (КОРРОЗИЯ-75). Март. Канада, ТОРОНТО. Симпозиум по физике горячей плазмы в магнитосфере (частицы в северном сиянии). Март. Швеция, Кируна. Международная конференция по поверхностям. Март. Великобритания. Международный симпозиум по космическим приборам. Март. Великобритания, Крэн- филд. 2-й международный конгресс по волнам и неств- бильностям в лпвзмвх. Март. Австрия, Инсбрук. КНИГИ В ближайшее время выходят в издательстве «М и р »: А. Бейкер, Д. Беттеридж. Фотоэлектронная спектроскопия. Пер. с англ. 1 р. Дж. Вертц, Дж. Боптон. Теория и практические приложения метода ЭПР. Пер. с енгл. 3 р. 74 к. Гидриды переходных металлов. Под ред. Э. Мьютте- риза. Пер. с англ. 2 р. 04 к. Р. Гиппеспи. Геометрия молекул. Пер. с англ. 1 р. 40 к. Р. Джонстон. Руководство по масс-слектроскопии для химиков-органиков. Пер. с англ. 1 р. 55 к. И А. Конингствйн. Введение В теорию комбинационного рассеяния светв. Пер. с англ. 1 р. 51 к. Ж. Матье, Р. Панико. Курс теоретических основ органической химии. Пер. с франц. 3 р. 12 к. Г. Мильбурн. Рентгеновская кристаллография. Пер. с англ. 1 р. 74 к. М. Тоуб. Механизмы неорганических реакций. Пер. с англ. 1 р. 32 к. Сообщаем адреса некоторых магазинов, высылающих научно-техническую литературу наложенным платежом: 308820 Белгород, ул. Б. Хмельницкого, 103; 600000 Владимир, ул. Ill Интернационала, 44; 320030 Днепропетровск, проспект К. Маркса, 55; 340055 Донецк, ул. Артема, 84; 330063 Запорожье, проспект Ленина, 48; 420084 Казань, ул. Куйбышева, 3; 650099 Кемерово, ул. Весенняя, 34; 252001 Киев, ул. Ленина, 39; 277012 Кишинев, ул. Пушкина, 15; 458000 Кустанай, ул. Байма- гамбетова, 69; 191025 Ленинград, Литейный проспект, 64; 220005 Минск, Ленинский проспект; 48; 103050 Москва, ул. Медведева, 1; 630091 Новосибирск, Красный проспект, 60; 270026 Одесса, Дерибасовская ул., 27; 226047 Рига, ул. Ленина, \J; 410600 Саратов, Братис л адская ул., В1; 200001 Таллин, бульвар Ленина, 7; 720040 Фрунзе, ул. Дзержинского, 43; 680000 Хабаровск, ул. К. Маркса, 17; 310012 Харьков, ул. . Свердлова, 17; 672000 Чита, ул. Ленина, 56. НАЗНАЧЕНИЯ Доктор химических наук А. К. ДЗИЗЕНКО утвержден главным ученым секретарем и членом Президиума Дальневосточного научного центра АН СССР. Доктор медицинских наук Н. Ф. СУВОРОВ утвержден заместителем директора Института физиологии им. И. П. Павлова АН СССР. Кандидат технических наук Л. А. ПЕТРОВ утвержден заместителем директора Института металлургии им. А. А. Байкова АН СССР. Утвержден состав Советского национального комитета по сбору и оценке численных данных в области науки и техники. Председатель комитета — доктор технических наук В. В. СЫЧЕВ (Институт высоких температур АН СССР); заместители председателя — доктор химических наук Л. В. ГУР- ВИЧ (Институт высоких температур АН СССР) и кандидат технических наук А. Д. КОЗЛОВ (Государственная служба стандартных справочных данных, Госстандарт СССР). НОВЫЕ ПРЕПАРАТЫ Эти лекарственные средства серийно выпускает отечественная медицинская промышленность. Применять их следует только по назначению врвча. При отсутствии лрепвратов в продаже обращайтесь в аптекоуправления. ГУМИЗОЛЬ Раствор гуминовых кислот морской лечебной грязи курорта Хаапсалу (Эстонская ССР) е физиологическом растворе поваренной соли. По своим фармакологическим свойствам относится к группе биогенных стимуляторов. Применяется при хронических заболеваниях среднего уха, придаточных пазух носа, при радикулите, невралгии, различных воспалительных поражениях суставов и т. д. Препарат противопоказан при острых лихорадочных заболеваниях, декомпенси- рованных пороках сердца, тяжелых формах атеросклероза, активных формах туберкулеза, тяжелых заболеваниях печени и почек, опухолях, психозах, а также при нарушениях функции щитовидной железы. Литература: М. Д. Машковский. Лекарственные средства. М., 1972, т. 2, с. 220.
Болезни и лекарства 91 Вместо глазных капель — пленка Трудно найти такого человека, у которого никогда бы не болели глаза! К окулисту вынуждены обращаться многие, одни чаще, другие реже. Сейчас создано довольно много различных препаратов для лечения болезней глаз — антибиотики, антисептики, сульфаниламиды, витамины, кортикостероиды. И ежегодно арсенал фармацевтических средств пополняется. Казалось, бы, есть все предпосылки для того, чтобы существенно увеличить эффективность лечения глазных болезней. Но... ПРОБЛЕМА КАПЕЛЬ Уплачивая в кассу аптеки несколько копеек и приобретая на них пузырек с глазными каплями, вряд ли кто-нибудь задумывается над тем, во что обходится государству производство и приготовление этих препаратов. А ведь ежегодно фармацевтическим службам страны приходится готовить по нескольку десятков миллионов доз глазных лекарств. И надо сказать, что добрая часть этих затрат — денежных и трудовых — пропадает почти впустую, и вот почему. Все те лекарства, которыми сейчас лечат глаза, обычно применяются в виде глазных капель и частично мазей. Около 80% их готовится вручную непосредственно в аптеках. Большой запас глазных капель держать нельзя, так как они быстро портятся. И все же нередко приходится готовить медикаменты впрок, что приводит к большим потерям дорогостоящих лекарств. Но самое главное, лечебная эффективность существующих сейчас глазных медикаментов очень невелика. Объясним, почему. Известно, что лекарство хорошо лечит тогда, когда его применяют в строго установленных дозах. Однако с помощью глазных капель и мазей точную дозировку обеспечить просто невозможно. Большую часть препарата, введенного в глаз в виде капель, слезная жидкость тут же смывает с поверхности глаза и удаляет из него. Ошибка в дозировке, как правило, составляет 30—40%. Из-за этого лечение иногда затягивается на неопределенный срок. Чтобы ускорить его, можно неоднократно повторять капание в течение дня, но зто далеко не всегда удобно. глп Окулисты давно пытались решить проблему глазных лекарств. В свое время было даже создано устройство типа полуавтоматической капельницы. Лекарства вводили также посредством
92 Болезни и лекарства передозировка недостаточная концентрация УХ лечебная концентрация время, час Здесь изображено графически, ■ каких количествах лекарство попадает ■ глаз, если вводить его туда в виде глазных капель. В первые секунды количество его намного превышает «лечебную концентрацию», заштрихованный участок на графике — это избыток лекарства. Через короткий промежуток времени слезная жидкость выводит его из глаза почти полностью. Каждый пик на графике — это результат действия 2—3 капель тампонов, пропитанных лечебным раствором. Попробовали применять целлюлозные пакетики с порошками; пакетики должны были набухать в глазной полости, а потом растворяться. Более полувека назад известный в те времена окулист А. С. Чемолосов высказал более остроумную идею — ввести лекарство в таблетки из сахара или крахмала, а потом такую таблетку помещать под нижнее веко. Но эти средства неизменно оказывались несовершенными. Пользоваться ими было неудобно — и врачам, и пациентам. Мы решили воспользоваться идеей Чемолосова, осуществив ее с помощью полимеров, скоростью растворения которых можно управлять. Но ни один из известных материалов — природных или синтетических — не подошел. Полимерные пленки плохо растворялись в слезной жидкости, были хрупкими. Поэтому в лабораториях нашего института были созданы новые материалы — получаются они в результате совместной полимеризации специально синтезированных мономеров. Некоторые из полученных сополимеров концентрация препарата %\ оказались нетоксичными и не раздражают глаза. Когда нужный полимер был подобран, дальнейший процесс получения из него глазных лекарственных пленок, как мы их назвали (коротко — ГЛП), оказался сравнительно несложным делом. В асептических условиях готовят раствор полимера в том или ином растворителе; выбор растворителя обусловлен химическими свойствами лекарства. К раствору добавляют лекарственный препарат. Из готовой смеси на специальных машинах делают тонкие листы, толщиной не более 0,35 мм. А затем из этих листов вырубают пластинки овальной формы — длиной 9 мм и шириной 4,5 мм. Это и есть наши ГЛП. Весит одна пленка 15 мг, а по объему она в сто раз меньше суточной дозы глазных капель, содержащих столько же лекарства. Чтобы можно было отличить пленки разного состава, их окрашивают в различные цвета пищевыми красителями. Создана у нас в институте и специальная упаковка для хранения глазных пленок — пластмассовые пеналы — дозаторы. Нажав маленький рычажок на пенале, можно получить одну ГЛП, в то время как к остальным доступ закрыт. Извлеченная из дозатора пленка пинцетом (как это показано на фотографии) или в крайнем случае чистыми пальцами вводится в полость глаза. МНОГО ПРЕИМУЩЕСТВ Сейчас создано около десятка видов ГЛП. Клинические испытания, проведенные в Московском научно- исследовательском институте глазных болезней им. Гельмгольца и других клиниках страны, показали, что их можно с успехом применять против всех тех заболеваний глаз, которые обычно лечат антибиотиками, сульфаниламидными препаратами, витаминами, гормональными веществами — в виде капель или мазей. Но у ГЛП перед каплями и мазями много преимуществ. Макромолекулы полимера, в который введено лекарство, образуют с ним неустойчивый комплекс, который в слезной жидкости легко разрушается. Причем можно так подобрать компоненты, чтобы процесс разрушения комплекса полимера с лекарством в
Вместо глазных капель — пленка 93 Если нести ■ глаз больного ГЛПГ то пекарство остается там долго, причем именно в той доэег которая обеспечивает наиболее эффективное лечение глазной ткани происходил не сразу, а постепенно, и даже с заданной скоростью. Поэтому лекарственную пленку достаточно ввести в глаз пациента один раз в сутки, а можно это делать и реже; лекарство может оставаться в полости глаза даже 72 часа. Удалось добиться очень важной вещи — сделать большую дозу лекарства максимально компактной, а кроме того, свести почти на нет реакцию глаза на введение в него инородного тела. Через несколько секунд глаз перестает ощущать пленку: на ее поверхности образуется тонкий слой полимерного раствора, который служит демпфером между еще не растворившимся полимером и слизистой оболочкой, Со временем вся пленка растворяется. Намного выше и точность дозировки, потому что лекарство практически не выводится из глаза. Все это в два-три раза ускоряет лечение. Применение лекарственных пленок позволит сократить общие расходы на приготовление глазных медикаментов, так как появляется возможность перейти от ручного труда аптекарей к массовому п роде 72 мышленному производству. Уменьшатся также непроизводительные потери дорогостоящих лекарств. Срок хранения ГЛП достаточно велик, нередко значительно больше сроков хранения самих лекарственных препаратов, входящих в их состав. Дело в том, что полимерная пленка надежно защищает лекарство от кислорода воздуха, вредных газов, влаги. По предварительным и весьма ориентировочным подсчетам, годовая экономия от внедрения ГЛП составит около 100 000 рублей по каждому виду препарата. Есть еще одно важное обстоятельство. В пленки можно будет вводить комбинации разных лекарственных веществ, которые раньше составлять не удавалось: либо потому, что их трудно было смешать (одни компоненты растворялись в масле! другие — в воде); либо потому, что в водном растворе глазных капель такие вещества вступали друг с другом во взаимодействие и разрушались. В полимере они отлично смешиваются и сохраняются неизменными, а это позволяет неизмеримо увеличить лечебную ценность новых медикаментов. Сейчас, когда окончены время, час. клинические испытания ГЛП и получено разрешение Фармакологического комитета Министерства здравоохранения СССР на их применение, дело дошло, наконец, до внедрения нового медикамента в промышленность. Предполагается, что выпускать его начнет одно из предприятий Министерства медицинской промышленности. В первую очередь будут изготовлять глазные лекарственные пленки, содержащие препараты, которые нужны в больших количествах,— для борьбы с инфекционными заболеваниями, например конъюнктивитом, вирусными кератитами. А в дальнейшем ассортимент ГЛП станет неизменно расширяться. Их можно будет применять для лечения различных форм глаукомы, нарушений функций сосудистой системы глаз, атрофии глазного нерва, а также для регулирования сократительной способности зрачка и после оперативных вмешательств. А. Б. ДАВЫДОВ, Г. Л. ХРОМОВ, Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники
94 Короткие заметки Витамин А и канцерогены До сих пор остается загадкой механизм действия канцерогенов — веществ, провоцирующих развитие опухолей. Один из самых опасных канцерогенов — бензпирен. Недавно журнал «Nature» сообщил, что недостаток витамина А вызывает усиленное присоединение бензпирена к ДНК животных клеток. Авторы сообщения, сотрудники Национального ракового института (США), подолгу держали подопытных хомячков на диете, бедной витамином А. Затем ткани дыхательных путей животных были обработаны бензпиреном, меченным радиоактивной меткой. Далее из этих тканей выделяли эпителиальные клетки, а из них — ДНК. Оказалось, что ДНК контрольных хомячков содержала лишь следы радиоактивности, а у подопытных животных весь бензпирен накопился как раз в том слое, в котором собралась ДНК. Итак, чем меньше витамина А в пище, тем вероятнее, что бензпирен присоединится в клетке к ДНК и как-то повлияет на ее работу. Выдвинуто предложение использовать описанный прием как диагностическое средство: если ДНК из тканей дыхательного тракта больного активно связывает меченый бензпирен, то вероятность злокачественного перерождения клеток резко повышена. Итак, нехватка витамина А опасна. Но все хорошо в меру. Известно, что избыток того же витамина А не благо, но уже по другой причине — может нарушиться проницаемость клеточных мембран, а это грозит клетке серьезными неприятностями. Н. НИКОДИМОВ Каменные дворцы термитов Удивительное дело: в стенах термитников обнаруживают очень много карбоната кальция или, иначе, известняка. И это даже в тех случаях, когда в окружающей почве известняка почти нет. Вот одно из наблюдений: в почве пробы показали 1,7% известняка, а в сооружении термитов его было 7% —общим весом в две тонны. Предлагались разные объяснения этому факту. Вот одно из них: минерализация остатков пищи насекомых. Другое: целенаправленное добывание известняка термитами, которым требуется повышенное количество щелочных продуктов. Еще гипотеза: по капиллярам почвы поднимаются грунтовые воды, содержащие взвесь карбоната кальция. На поверхности стен термитника вода испаряется, известняк остается. Изъян во всех этих предположениях общий: для того чтобы в термитнике накопилось около двух тонн известняка, каждое жилище насекомых должно существовать по нескольку тысяч лет, что само по себе не очень вероятно. Автор этого расчета, родезийский исследователь Дж. Уотсон, предлагает свою гипотезу. По его мнению, и капиллярные силы, и подземные воды играют свою роль, но не ту, которая им приписывалась. По капиллярам из почвы в термитник интенсивно поступает не взвесь нерастворимого карбоната кальция, а раствор хорошо растворимого бикарбоната кальция, о котором известно, что в щелочной среде он разлагается до карбоната, то есть до искомого известняка. Остается ответить на вопрос, каким образом внутри термитника возникает щелочная среда? Причину следует искать в разлагающихся остатках растений, которые затаскиваются термитами внутрь дворца. В результате требуется не так уж много времени, чтобы этот дворец стал в буквальном смысле слова каменным. В. ЖУКИН
Короткие заметки 95 Эритроцит в роли шприца Ввести в отдельную клетку какое-нибудь нужное экспериментатору вещество не так- то просто. Надо взять тонкий капилляр, проколоть им оболочку клетки... Процедура трудоемкая, требующая большой сноровки. Недавно японские цитологи из университета в Осака нашли остроумный способ облегчить эту работу. Они берут из крови человека или собаки эритроциты и обрабатывают их дистиллированной водой. В результате этой обработки гемоглобин и другие вещества уходят из клетки, и эритроциты делаются пустыми и бесцветными. Затем эти пустые мешки наполняют тем веществом, которое необходимо ввести внутрь каких-либо исследуемых клеток. Для этого достаточно погрузить эритроцитарный мешок в раствор вещества. А затем наполненные эритроциты и исследуемые клетки подвергают процедуре клеточного слияния. Для этого к смеси клеток добавляют вещество, частично растворяющее клеточные оболочки. В оболочках возникают окна, и если они расположены в двух клетках точно друг против друга, то клетки состыковываются, и возникает клеточный гибрид с общей начинкой. Через окно в исследуемую клетку свободно может войти из эритроцита, любое вещество — антитело, антиген, токсин, вирус. Пока для отработки нового метода цитологи использовали зеленый флуоресцеино- вый краситель, который не может проникнуть из обычного раствора внутрь живых клеток. Красителем наполнили эритроцитар- ные мешки и__смешали эритроциты с клетками, взятыми из ткани человека. Вскоре цитоплазма исследуемых клеток засветилась изумрудным сиянием — «шприц» сработал. А. ЯРОВ Самые вредные сигареты Если вы порезали руку или ободрали на ноге кожу, то спустя несколько часов в вашей крови обязательно появится специфический сигнал о повреждении тканей — вещество, называемое альфа-1-белком острой фазы. Именно этим индикатором воспользовались английские врачи, чтобы сравнить вред, причиняемый курением сигарет и сигар разных марок. Врачи рассудили, что если дым повреждает ткань легких, то в ответ на его вдыхание в крови должен появляться альфа-белок. Опыт ставили на крысах. Роль курильщика выполняла специальная курительная машина, которая выкуривала до 35 сигарет за день или за месяц — в зависимости от программы — и выдыхала дым на животных. Кровь крыс отреагировала немедленно. И чем больше белка обнаруживал анализ, тем сильнее оказывалась поврежденной легочная ткань крыс. Естественно было предположить, что те сигареты, которые вызывают у крыс наибольшее скопление альфа-белка, окажутся наиболее вредными и для человека. Сравнение, проведенное сотрудниками Института раковых исследований, показало, что наиболее вреден табак, обработанный при высокой температуре. Сигареты из такого табака пользуются особой популярностью в Англии. Вдвое менее вредны испанские и французские сигареты, табак для которых сушат на открытом воздухе. Дым американских сигар действовал на крыс так же, как французские и испанские сигареты. Но если табак для сигар был подвергнут кроме сушки еще и ферментативной обработке, то вред от него снижался в 5—20 раз по сравнению с английскими сигаретами. Причина этих различий не совсем ясна. Известно только, что британский табак содержит 1В% сахара, а лучший американский— всего 0,03%. Разная и кислотность дыма: рН соответственно 4 и 9.
96 Короткие заметки И койоты сыты, и ягнята целы Койоты, или луговые волки, долгое время были грозой фермерских хозяйств в западных районах США. Но постепенно капкан, яд и пуля охотника сделали свое дело — численность койотов в последние десятилетия резко сократилась. Причем столь резко, что это вызвало беспокойство у биологов. Ведь охрана окружающей среды — это и сохранение диких хищников. Возможный выход подсказывают исследования группы американских зоопсихологов. Целью экспериментаторов было выработать у койотов отвращение к их любимой пище — мясу ягнят и кроликов, но сохранить аппетит к любой другой еде. Отловленных койотов помещали в вольеры и угощали крольчатиной или бараниной, пропитанной хлоридом лития. Такая еда вызывает спустя короткое время резкую рвотную реакцию. После одной-двух кормежек возникает стойкий условный рефлекс— отвращение к данной пище. «Обучаемые» койоты были разделены на две группы: одну кормили только бараниной, другую только крольчатиной. В результате хищники из первой группы как огня стали бояться ягнят. А вторые так же панически реагировали на кроликов. Возникшая неприязнь доходила до того, что койот, раз отведавший литиевого барашка, приближался к тушке свежеэабитого и ничем не обработанного ягненка только затем, чтобы помочиться на нее. Он выражал тем самым высшее неодобрение столь лакомой для него ранее добыче. Как долго помнится преподанный урок? В неволе табу сохранялось на протяжении двух месяцев. Полагают, что в условиях природы, где выбор добычи достаточно широк, запрет будет действовать много дольше. А время от времени условный рефлекс надо подкреплять, разбрасывая в качестве приманки мясо овец и кроликов, обработанное солью лития либо другими, еще более эффективными и запоминающимися веществами. Возможно, так удастся уберечь и хищника, и жертву. Н. ЛЕСНЫХ
Короткие заметки 97 Кто есть кто в мышином царстве? Специалисты по поведению животных выявили немало сигналов, которыми пользуются животные при общении друг с другом. Например, в выделениях некоторых млекопитающих обнаружены так называемые феромоны — особые вещества, которые служат средствами, так сказать, химических коммуникаций. Феромоны домашних мышей несут приказы, весьма эффективно действующие на соплеменников. Так, приказ может быть адресован от самца к самкам: начать овуляцию. Может быть и отменяющая директива. Этологи из Техасского университета столкнулись с любопытной особенностью в поведении домашних мышей. Пол клеток, где содержались мыши, устилали на ночь чистой фильтровальной бумагой. Если эту бумагу осветить наутро ультрафиолетовым светом, то на ней проступали голубые флуоресцирующие пятна в тех местах, где остались выделения животных. Пятна эти, как оказалось, располагаются в строгом соответствии с мышиной табелью о рангах. Если мышь сидит в клетке одна, то голубые пятна располагаются только по окружности клетки, центр бумажного листа чистый. Если в одной клетке помещены два самца, они видят друг друга, но разделены проволочным барьером и не могут выяснить, кто сильнее, то наутро лист бумаги весь покрывается голубым сиянием. Самое же интересное происходит, если барьер ненадолго убирают, а потом ставят вновь. Победитель, вновь отделенный барьером, по- прежнему будет раскрашивать весь пол, а побежденный осмелится пользоваться лишь двумя-тремя углами своей половины клетки. Причем именно углами, а не просто дальней от соперника частью территории. И "наконец, последний штрих. Организм победителей продолжает функционировать нормально, а мочевые пузыри побежденных оказываются постоянно переполненными, освободить их для этих мышей — проблема.
98 Сказка 30 декабря. Этот год, едва начавшись, принес мне великую радость. Просто чудо, сколь быстро и полно сбываются дружеские пожелания, нашептанные за надтреснутой чаркой доброго прокисшего вина. Я не удивлюсь, если мое имя будет напечатано во всех вчерашних газетах мельчайшим петитом в конце самой последней страницы. По полно упиваться тщеславием, недостойным истинного изобретателя. Сегодня мне, наконец, удалось установить контакт с Альтернативным Пространством' 5 декабря. Мои дневник в небрежении. По уши в работе. Аппарат еще не совершенен, и я провожу подле пего сутки напролет. Только моя долготерпеливая жена способна еще вынести меня, причесанного и чисто выбритого, бормочущего комплименты. Зато результаты уже налицо. Я ежедневно часами беседую с каким-то разумным с>ществом из иного пространства. Правда, я никак не разберу, что оно хочет сказать, да и оно, боюсь, меня не совсем понимает. Но начало положено. 16 ноября. Удалось усовершенствовать аппарат, заменив новые радиолампы па подержанные. Счастье, что у меня есть влиятельный знакомый в Управлении Утиля, иначе такого чудного хлама нигде не достать. Дело сразу сдвинулось с мертвой точки. Теперь я уже слышу членораздельную речь и могу рассчитывать, что тоже буду понят.
Л. Письмен - Всякие там цивилизации 99 9 ноября. Удивительная штука! Оказывается, мой собеседник из Альтернативного Пространства занят тем же делом, что я, и тоже на седьмом небе от счастья. Правда, у пего какие-то странные понятия обо всем. Про себя я называю его Наоборотпиком. Впервые за два месяца провел вечер в кругу семьи, отметил установление контакта. Жена приготовила особенный ужин: сушеные мухоморы на касторовом масле. Детишки перемазались чернилами и наперебой щипали меня и пинали ногами. Шум стоял такой, что соседи пришли поблагодарить за беспокойство. В общем, отдохнул по-настоящему. 4 ноября. Невозможно! Невероятно! Альтернативное Пространство—настоящая страна сокровищ. Они ходят по колено в грязи, дышат целебным дымом и копотью — и сами не замечают своего счастья! Их автомобили выбрасывают из выхлопных труб живительный угарный газ — не то что наши, отравляющие все вокруг невыносимо пахнущим розовым маслом. Их реки покрыты липкой радужной пленкой, отрадой купальщика,—и они еще этим недовольны. Воистину, несовершенен род людской, и люди не умеют ценить того, что дано им в изобилии. Что они творят, безумцы! Они жгут мусор в огромных печах! Они сдают бутылки! Они пускают в переплавку ржавое железо, какое хранится за семью замками в наших сокровищницах! Боже! Боже! 19 сентября. Подавил свой ужас и восторг. Эмоции — не дело изобретателя. У меня появилась идея аппарата, который позволит обмениваться с Альтернативным Пространством не только информацией, но и материальными ^объектами. От возможных экономических последствий такого обмена кидает в дрожь. Контакты с Наоборотпиком пока ограничил. Надо, чтобы он пн о чем не догадался, а то может запросить втридорога. / августа. Наоборотник проговорился, что их сторона тоже заинтересована в обмене. Они там считают, что золото и алмазы — это бог знает какая ценность. И еще им нравится, что наши реки текут молоком и медом. Что ж, их дело. По-видимому, можно будет сплавлять в Альтернативное Пространство разные промышленные отходы, избавившись тем самым от проблемы загрязнения среды. Но для этого понадобится массовый выпуск дешевых обменных аппаратов. Сотрудничество с Наоборотпиком вновь наладилось. Копаем с двух сторон. Правда, его советы мне не очень-то помогают. Ему не понять, какое высокое искусство нужно, чтобы делать все кое-как. 14 июня. Скоро ли? Скорей бы! Вся моя жизнь заключена в этом великолепном сооружении из перегоревших пробок и драных жестянок—в моем аппарате! 10 мая. Все готово. Назначен первый опыт по обмену веществом с Альтернативным Пространством. Прибывает правительственная комиссия. Надеваю лучшие лохмотья, посыпаю голову пеплом и препоясываюсь вервием. / мая. Конец. Лежу в больнице. Еще повезло, что первый опыт шел с малыми дозами: иначе взрыв разворотил бы весь город. Оказалось, что сокровища наоборотннков состоят из антивещества. Вот проклятье! Теперь меня озолотят... 4*
100 Сказка Имя профессора Хамбага из университета в Кокфорде, крупнейшего специалиста по О. К.-мезонам, хорошо известно десятку людей на всех пяти континентах. Однако широкая публика и не подозревала бы о разносторонних талантах ученого, если бы не счастливый случай. Накануне выступления на симпозиуме в Севилье профессор Хамбаг, исследуя содержимое мусорной корзины в поисках текста своего доклада, обнаружил замасленный и обтрепанный свиток. Как выяснилось, он содержал около тысячи женских имен вместе с краткими пометками нескромного содержания на архаическом испанском языке со множеством грамматических ошибок. Было высказано предположение, что найденный документ есть не что иное, как подлинник знаменитого «донжуанского списка». Хотя профессор Хамбаг ничуть не верил этим выводам компетентных экспертов, все же он бережно отнесся к реликвии и принес ее к себе в лабораторию. И никто не знает, как сложилась бы дальнейшая судьба свитка, если бы глубокая депрессия, вызванная затяжными дождями н разочарованиями в личной жизни, .не заставила профессора Хамбага стереть пыль с приборов и вновь заняться постылыми О. К.-мезоиамн. Каково же было его удивление, когда на проявленных снимках он обнаружил странные траектории, в точности повторявшие строчки испанского текста! Причиной могла быть только таинственная находка: она валялась рядом с экспериментальной установкой. Благодаря незаурядной энергии профессора Хамбага было проведено всеобъемлющее физико-химическое исследование реликвии. Свиток оказался, конечно, отнюдь не бумажным, и его обтрепанпость была не более чем тщательно обдуманной маскировкой.
Л. Письмен • Всякие там цивилизации 101 " ■■■■ ^. / Если бы не новейшие достижения науки и техники, от него нельзя было бы оторвать и кусочка. Основная информация закодирована непосредственно в молекулярной структуре свитка, сделанного из парамагнитного сверхпроводящего полимера ^невыясненной природы. К сожалению, расшифровка текста еще не доведена до конца, так как она, по-видимому, превышает интеллектуальные возможности не только университетского компьютера, но и самих исследователей. Свиток, по всей видимости, представляет собой отчет о социологическом исследовании, проведенном в Испании XVI века представителем высокоразвитой внеземной цивилизации. Статистическая выборка чрезвычайно широка; наиболее полны сведения о группе женщин (числом около тысячи), чьи имена фигурируют в тексте. Примененная методика чрезвычайно остроумна. Чтобы войти в контакт с туземным населением, Пришелец установил контроль над телом молодого дворянина по имени дом Жуан ди Тенорио. Выбор «маски» следует признать удачным, так как обличне кастильского дворянина обеспечивало Пришельцу удобный контакт со всеми слоями населения. Обследование женщин, входящих в основную выборку, осуществлялось путем установления так называемой интимной связи; мужчины изучались обычно с помощью миниатюрного датчика, вмонтированного в острие шпаги. Параметры других, наименее полно изученных групп населения снимались телеметрически. Отметая возможные упреки в иегуманности методики, мы хотим подчеркнуть незаурядный такт исследователя, действовавшего в соответствии с социальными нормами и предрассудками той эпохи, включая пение серенад, галантные речи и вызовы па дуэль. О его такте свидетельствует и маскировка отчета под «донжуанский список», для составления которого был использован робот Лепорелло. Ног выше всего проявилось чувство эпохи в способе отлета социолога с Земли: его ракета была изготовлена в виде каменной скульптуры, получившей известность как Статуя командора. Последствия замечательного открытия профессора Хамбага трудно обозримы, но оо одном уже можно говорить с уверенностью. Речь идет о тон ясности, которую оно внесло в запутанный вопрос о мотивах поведения дон Жуана. Любая теория по этому поводу должна объяснить и увязать следующие основные факты: 1) резкие изменения личности молодого дон Жуана перед началом его похождений; 2) ста/истически значимое отклонение его поведения от средних этических норм того времени; 3) легкость его побед над женщинами; 4) легкость его побед над мужчинами; 5) странный эпизод с Каменным гостем (заметим, что почти все авторы концентрируют свое внимание ну втором пункте). К сожалению, единой теории, объясняющей разом все странности дон Жуана, до сих пор не существовало. Лишь открытие Хамбага ставит все на место. Естественно, что «вселение» Пришельца резко меняет личность человека, сохраняя его внешнюю оболочку. Естественно, что образ жизни дон Жуана, сулящий обычному человеку так мало радостей и так много хлопот, как нельзя лучше подходит социологу. Естественно, что мудрый инопланетник, овладевший тайнами физиологии и высшей нервном деятельности, умеет брать свое. И наконец, естественно, что рано или поздно он должен исчезнуть в туче огня и дыма! Судя по размаху и глубине социологических исследований, проведенных Пришельцем в средневековой Испании, трудно поверить, будто его научная программа ограничивалась только данной страной и данной эпохой. Невольно возникает подозрение, что и другие донжуаны служили в разные исторические периоды и в разных странах тем же целям. Не секрет, что такого рода люди встречаются и в наши дни. Не значит ли это, что исследование Земли продолжается? Если это так, то перед нами открывается волнующая перспектива установления контактов с внеземными цивилизациями — без межзвездных перелетов.
102 А почему бы и нет? Жизнь: необходимость или случайность? Где начало того конца, которым оканчивается начало? Козьма ПРУТКОВ Вопрос, поставленный в заголовке, — один из основных в проблеме происхождения жизни. Биологи-тео- ретикн отвечают на него по-разному. И многие доказывают, что возникновение биологической организации в результате случайного соединения молекул невозможно. В самом деле, уже давно показано, что аминокислоты (составные части белка — основы жизни) легко возникают в процессе так называемого абиогенного синтеза нз атмосферных газов, воды и растворенных в ней солей под действием тепла и солнечного излучения. В модельных условиях, облучая ультрафиолетом смесь водяных паров, газов и простых химических соединений, близкую по составу к первичной атмосфере Земли, сейчас удается получать почти все возможные аминокислоты. Далее, если нагревать смесь аминокислот в специально подобранных условиях, сходных с существовавшими на Земле в далеком прошлом, то происходит следующий шаг в усложнении органического вещества — возникают биополимеры, обладающие ферментативной активностью. Путем самосборки они образуют микроструктуры, по многим свойствам сходные с некоторыми современными бактериями. Эти структуры окружены мембранами, имеющими избирательную проницаемость по отношению к молекулам различных размеров. Но возможность случайного образования таких микроструктур исключена: слишком быстро они возникают. Что же тогда является источником информации для их синтеза, где заложена программа, определяющая строение, положение и функцию каждой микроструктуры в создаваемом ими совместно ансамбле? В современной живой клетке структура любого входящего в ее состав белка определяется генетической информацией, содержащейся в ядре клетки, в молекулах ДНК- А для примитивных биологических микроструктур источником информации служат сами входящие в их состав белковые еубъ-. единицы — протеином ды: программа образования ми- .кроструктур закодирована самим порядком расположения аминокислот, входящих в состав протеиноидов. Но тогда можно задать ноеый вопрос: а где содержится программа, определяющая этот порячок аминокислот в протеиноидах? Может быть, она заложена в структуре самих аминокислот—в порядке расположения их химически связанных между собой атомов? Рассуждая так дальше, вплоть до известного нам сейчас предела делимости вещества, мы приходим к парадоксальному * выводу: программа построения «первобытной живой клетки» закодирована где-то на уровне элементарных частиц. Известный биохимик, лауреат Нобелевской премии А. Сент-Дьердьи писал: «Поскольку живые системы возникли из неодушевленных, возможно, что принцип самоусовершеист в о в а н и я присущ уже атому водорода, и самим своим возникновением, возможно, жизнь обязана данному принципу». А\ожет быть, то же самое имел в виду и биокибернетик У. Мак-Каллок, который сказал как-то: «Элементарные физические частицы должны объединяться и склеиваться, чтобы образовать атомы, а эти атомы должны объединяться и склеиваться, чтобы образовать молекулы, и так процесс продолжается вверх по шкале природных тел до самого сложного, что нам известно, —человека...» А. ШАПОВАЛОВ
Что мы едим 103 Трепанги В свое время молва о необычайно вкусной пище — трепангах облетела чуть ли не весь свет. В наши дни мировая добыча этих морских животных составляет более 10 000 центнеров в год. Отведать блюда из трепангов можно и у нас в стране. В специализированных рыбных магазинах они время от времени появляются в продаже, консервированные или сушеные. Те же, кто еще не пристрастился к диковинному лакомству и не решается покупать этих морских животных, похожих на огурцы с иглами, да еще грязновато-черного цвета, могут попробовать их в готовом виде, например в московских ресторанах «Якорь», «Океан», «Пекин» или ленинградских «Нева», «Астория». Жителям Дальнего Востока в поисках трепангов не нужно ходить за три моря. Иглокожие огурцы обитают в прибрежных водах Приморья, Южного Сахалина, Курильских островов. Кстати, трепангов совершенно официально именуют морскими огурцами, или морскими кубышками. Принадлежат они к классу беспозвоночных, типу иглокожих (Holothurioidea). У советских берегов Дальнего Востока встречается дальневосточный трепанг (голотурия Stichopus japonicus), достигающий 40 см в длину. Живут трепанги преимущественно на дне морском и все время находятся как бы в полусне: не спеша передвигаются, не торопясь поедают планктон, а после нереста и вовсе надолго замирают, впадая с июля по сентябрь в летнюю спячку. На морских отмелях собирают годовалых трепангов — весом не более 50 г. Взрослые же, трех- и четырехгодовалые животные предпочитают большие глубины — до 40 м. Обосновываются они в спокойных бухточках и заливах с каменисто-песчаным дном. Взрослых трепангов доставать оттуда нелегко, зато результат ощутимее: четырехгодовалая особь в семь-восемь раз тяжелее малыша, да и вкус ее мяса лучше. На дальнем Востоке трепанги издавна считаются одним из самых вкусных и нежных продуктов питания. И таким же привычным и любимым, как грибы для жителей средней полосы. Знатоки восточных яств опознают трепангов под любыми соусами и маринадами, в блюдах, состоящих из множества компонентов. У мяса этих морских животных есть одна интересная особенность: под действием трепангов одни продукты приобретают своеобразный пикантный вкус, а другие, потеряв ярко выраженные индивидуальные свойства, предстают в совершенно новом качестве. Сами же морские огурцы в сочетании с другими про* дуктами способны бесконечно менять свои вкусовые характеристики. В богатой и своеобразной кухне китайцев, японцев, малайцев и филиппинцев трепангам нет достойной замены. Их едят свежими и запасают впрок: замораживают, варят, а потом сушат, либо варят, солят и затем сушат и, конечно, консервируют — в собственном соку, в масле, в томате или с овощами и морской капустой. Заготовка трепангов — дело непростое; надо знать, когда и как их добывать. Пищевая ценность морских огурцов сильно колеблется в зависимости от того, в какое время года их ловят. Сушка — один из самых лучших способов заготовки трепангов. Сушат их на открытом воздухе или в искусственных условиях при невысокой температуре. Для того чтобы в это время мясо не испортилось и не потеряло вкуса, морские огурцы обваливают в толченом древесном угле. Поэтому сушеные трепанги и выглядят такими неприглядными, что нередко отпугивают несведущих покупателей. Трепанги — не только вкусный, но еще и
104 Что мы едим полезный продукт: питательный и лечебный. Мясо морских огурцов содержит ценные белки, минеральные соли фосфора, кальция, множество микроэлементов и витамины В], В2, Bi2 и С. (Кроме того, в нем, как и в мясе других морских животных, содержатся органические соединения йода; они усваиваются организмом намного полнее, чем неорганические его соединения.) Вот почему восточные целители издавна советовали есть мясо трепангов тем, кто ослаблен тяжелыми недугами, сильными нервными потрясениями и физическими перегрузками. Современные врачи тоже иногда рекомендуют больным пищу из морских огурцов, например тем, кто страдает нарушением функции щитовидной железы, атеросклерозом или некоторыми сердечно-сосудистыми заболеваниями. Те же врачи утверждают, что трепанги оказывают целебное действие и на здоровый организм, повышая его защитные функции. Кроме того, по словам знатоков, пища из морских огурцов быстро снимает усталость. Неудивительно поэтому, что в восточной медицине трепанга нередко именуют морским женьшенем... В. САМОРОДНОВА Всегда на вторых ролях Московский ресторан «Пекин» — одно из немногих предприятий общественного питания у нас в стране, где всегдл есть большой выбор блюд, приготовленных из продуктов моря. Корреспондент «Химии и жизни» попросил шеф-повара специализированной кухни Юрия Дмитриевича ЗАХАРОВА рассказать несколько подробнее о кулинарных особенностях трепангов. В чем секрет необычной способности трепангов удивительно сочетаться с самыми разными продуктами? Дело в том, что трепанги не обладают собственным, ярко выраженным вкусом. Они напоминают куриные гребешки или маслята, отваренные без соли и специй. Вероятно, поэтому мякоть морских огурцов под действием других продуктов легко преображается сама и очень тонко меняет вкус всего того, к чему ее добавляют. Некоторое время назад для отдела полуфабрикатов мы готовили бифштексы, в которые добавляли немного трепангов. Получалось то же, всем знакомое рубленое мясо, но более нежное и сочное. В любом блюде трепанги — только добавка, они всегда на вторых ролях. Причем это не зависит от того, сколько морского огурца попадает в одну порцию. Например, когда готовят трепанги с курицей, то мяса берут всего 75 г, а трепангов—. 100 г, и все же добавкой считается трепанг, а не наоборот. Как вы сами относитесь к блюдам нз трепангов? Они всегда доставляют мне удовольствие, это очень вкусная и сытная пища, причем при всей своей сытности никогда не вызывающая ощущения, что переел. И все же буду объективным. У прославленных морских огурцов недостаток есть (по-моему, единственный): трепанг, что называется, «не вышел л-ицом». Нужна либо определенная привычка, либо большой интерес к экзотическому, чтобы с первого раза решиться добавить в пищу эти странные студнеобразные кусочки с мягкими буграми игл. А несколько лет назад, когда морские огурцы, черные от древесного угля, появились на прилавках магазинов, многие покупатели этот товар обходили стороной. Те же, у кого любопытство преобладало над предубеждением, хотя и покупали, но совершенно не знали, что с ним делать. Телефоны в нашем ресторане звонили тогда не замолкая. И трепанги не единственный морской продукт, о котором людям известно очень немного. Поэтому я большой сторонник как можно более активной пропаганды даров моря.
Трепанги 105 В ресторане никого не приходится агитировать есть трепанги. Несмотря на явное отсутствие информации о продукте, ежедневно более ста посетителей заказывают блюда из морского огурца. С ними готовят самую разнообразную пищу: горячие и холодные закуски, первые и вторые блюда. Именно трепанги наряду с медузами, креветками, ростками молодого бамбука, а также с характерными для Востока специями, соевым и кунжутным маслом и позволяют создать своеобразную и, я бы сказал, уникальную кухню, которой издавна славится «Пекин». Несмотря на кажущуюся простоту вашей просьбы, вряд ли я смогу ее как следует выполнить. Национальная кухня потому и считается национальной, что использование в ней каждого продукта глубоко традиционно. В нашей стране нет в продаже многих ингредиентов, которые применяют в Китае или Японии. Даже замена китайского душистого перца всем известным у нас черным душистым перцем нарушит вкусовое «звучание» того или иного блюда. Или, например, чем заменить ростки молодого бамбука? Невыразительные по вкусу, хрустящие, плотные, не боящиеся долгой варки, они тоже придают особое своеобразие пище. Ничего похожего в нашей кухне нет. Любая же произвольная замена так изменит и вкус и внешний вид блюда, что оно не будет соответствовать эталону, и тогда его нельзя считать настоящим восточным блюдом. И все же что-нибудь придумать можно... Как относятся к блюдам из трепангов посетители ресторана «Пекин»? Какое место в меню ресторана отведено трепангам? А какие блюда с трепангами — из китайской илк японской кухонь — могли бы приготовить наши домашние кулинары? Два блюда из ресторана «Пекин» Эти два рецепта созданы Ю. Д. Захаровым на основе китайской национальной кухни. Но сначала о том, как быть с черными сушеными Трепангами. Приготовление любого блюда из них начинается с тщательной промывки, чтобы удалить порошок угля. Чистые морские огурцы следует замочить в холодной воде на 25—30 часов; воду необходимо несколько раз сменить. Вдоль брюшка размокшего трепанга делают надрез и через него удаляют кишечник, затем снова хорошо промывают. После этого трепангов ставят варить. Варят на слабом огне в течение 3—4 часов. Разваренные морские огурцы прозрачны и напоминают хрящи осетровых рыб. Теперь они готовы для употребления. БУЛЬОН С ТРЕПАНГАМИ Сначала готовят куриный бульон с луком, морковью и кореньями, как обычно. Затем курицу вынимают из кастрюли. Куриное мясо нарезают ломтиками и укладывают в тарелки. Туда же кладут нарезанные ломтиками вареные трепанги и кусочки свежего огурца (обычного); все это заливают горячим бульоном и подают к столу. На одну порцию следует взять: куриного мяса — 75 г, вареных трепангов — 50 г, ломтиков свежего огурца — 30 г. ТРЕПАНГ С КУРИЦЕЙ ИЛИ СВИНИНОЙ Трепанги вареные и куриное мясо (или свинину) нарезают ломтиками и укладывают в кастрюлю или сковородку, после чего заливают бульоном, к которому добавлены по вкусу соль и специи: корица, перец, зеленая петрушка (или ее корень) и сельдерей. Содержимому кастрюли дают закипеть. В кипящий бульон вливают крахмал, разведенный в холодной воде, затем все снова доводят до кипения. Как только жидкость загустеет, кастрюлю снимают с огня. Перед подачей на стол в каждую тарелку добавляют еще по 5 г сливочного или растительного масла. Масло следует дозировать точно, так как трепанг от слишком большого количества жира может развалиться. На одну порцию следует взять 100 г вареного трепанга и 75 г мяса. А кроме того, трепанг можно по своему усмотрению добавлять в самые различные блюда или просто готовить под майонезом, как сваренные вкрутую яйца.
106 Что мы пьем ...А в час пирушки холостой Шипенье пенистых бокалов И пунша пламень голубой. А. С. ПУШКИН. «Медный всадник» Близится Новый год. Многие уже сейчас начинают подумывать о том, как украсить праздничный стол. А почему бы в новогоднюю ночь не подать гостям пунш? Забегая вперед, замечу, что хотя рецептов пунша существует довольно много, сведения о самом напитке, истории его происхождения весьма скудны. Меня же давно мучила загадка пушкинской строчки. Дело в том, что мне никогда не приходилось слышать или читать, кроме как у Пушкина, о горящем пунше. Была, правда, раньше известна жженка — согласно толковому словарю Ушакова «напиток, приготовляемый из зажженного коньяка или рома». Может, Пушкин имел в виду именно ее, а не пунш, но не написал «и жженки пламень голубой» из-за неблагозвучности этого сдова? Изучая быт пушкинской эпохи по произведениям поэта, мне не раз приходилось убеждаться в исключительной точности, более того, научной строгости пушкинских определений. Об этом пишут и литературоведы. Вряд ли в таком случае строчка о горящем пунше — исключение. Но одно дело верить в точность поэтических описаний, а другое — найти этому доказательства. Кстати, в юношеских пушкинских стихах пунш встречается довольно часто, например в «Пирующих студентах» A814), «К Н. Г. Ломоносову» A814), а также в стихотворениях «Слеза» A815) и «К портрету П. П. Каверина» A817). Затем пунш надолго исчезает из стихотворного лексикона поэта и появляется лишь в «Медном всаднике». Профессиональные литературоведы с успехом решают крупные проблемы, связанные с судьбами писателей и поэтов. История поисков этих решений зачастую увлекательнее любого детективного романа. А почему бы не воспользоваться их методом и не поискать разгадку голубого пламени? Начнем с толковых словарей. У Ушакова написано: «Пунш, англ. punch. Спиртб- вый напиток, приготовленный варкой рома с сахаром, чаем, кипятком, лимонным соком или другими приправами из фруктов». Более подробную историю происхождения слова приводит в своем четырехтомном этимологическом словаре русского языка Макс Фасмер: «Пунш, родительный пунша, напр. у Пушкина. Через нем. punsch (с 1703 г.) из англ. punch, от хинди рапс — «пять»; получил название от пяти основных составных частей: арака (пальмовой водки.— Г. Б.), сахара, сока лимона, пряностей и воды». В XVII веке англичане вывезли способ приготовления этого напитка из Индии в Европу. Но во всех словарях и энциклопедиях, где сообщается об этом знаменательном событии, нет ни слова о горящем пунше. Да и каждому человеку, хоть мало-мальски знакомому с
Загадка голубого пламени 107 химией, вероятно, ясно, что подобная смесь, в которой не так уж много спирта, гореть не станет. Может, пылающие пунши есть в художественной литературе? Судя по пристрастию многих персонажей романов, пьес и новелл прошлого века к этому напитку, европейцам пунш явно пришелся по вкусу. Особенно увлекались им герои Диккенса. Но внимательное чтение романов английского классика, как, впрочем, и других книг тех времен, не только не прояснило картину, а даже внесло в нее некоторую путаницу. Литературные герои пьют пунш то горячим, а то и холодным, а вот горящим — никогда. С художественной литературой явно не повезло. Может, разгадку удастся найти в старинных энциклопедиях и поваренных книгах? Какое там разнообразие пуншей1 Винный, дамский, шведский, сабайон, стальной. Некоторые рецепты весьма экзотичны. Например, для приготовления стального пунша воду или вино нагревают опущенным в жидкость раскаленным стальным стержнем. Пунш предлагают подавать на стол горячим, холодным и даже замороженным. Кроме исходных пяти основных компонентов, которые, собственно, и дали напитку название, для приготовления пунша можно брать и многое другое (о чем древние индийцы и не подозревали): например, шампанское, эль. В рецептах упоминаются также ананасы, апельсины и даже яйца: иногда почему-то только одни желтки, а иногда лишь белки. Количество прочитанных книг и выписанных рецептов росло с угрожающей быстротой, но все рецепты неизменно заканчивались словами: «подавать в горячем виде» или «охладить и подавать»... И нигде не было — «зажечь и подавать». Тогда осталась последняя надежда — старинные книги типа сборников современных полезных советов. Они сами по себе очень занимательны, особенно те, где советы даны вперемежку и с «Быстрым печением к чаю» соседствуют «Меры при укушении бешеной собаки». Но просмотр подобных руководств — труд долгий и кропотливый. И все же им, оказывается, стоило заняться. Именно здесь, наконец, меня ждала разгадка. В одном из выпусков книги, скромно озаглавленной «Спутник практической жизни» (СПб., 1903), мне попался рецепт жженки, в котором помимо пространного перечня чисто практических советов, говорилось, что жженка — это тоже пунш. Детективного романа не получилось, но зато я еще раз убедилась в точности пушкинских описаний. И кроме того, нашла множество рецептов напитка, который был подарен миру древними индийцами. Некоторыми из этих рецептов делюсь с читателями — в следующей заметке. Г. БАЛУЕВА
Пунш к новогоднему столу Пуншей, как говорилось а предыдущей заметке, существует много, для каждого айда бывают еще и разные рецепты, которые отличаются некоторыми деталями. Поэтому общее число пуншей достигает нескольких десятков. Среди них есть такие, которые воспроизвести сейчас довольно трудно из-за отсутствия в продаже необходимых -компонентов. И все же три подобных пунша, включая жженку, приводятся здесь для любителей зкзотичесних рецептов. Известны и безалкогольные пунши. Кстати, нан считают кулинары, один совет относится н приготовлению всех видов пунша: если в рецепте говорится, что нужна горячая вода, то воду для втого необходимо быстро дфести до кипения и тотчас луекать а деяо. Вероятно, иначе лунш получится на таким вкусным. ЦАРСКИЙ ПУНШ «Очистить и выжать 1 апельсин, стереть сахаром цедру с 2 лимонов, затем выжать зги 2 лимона в посуду, в которую положен сахар с апельсиновым соном; влиД 1 бутыяку хорошего белого вина, 1—2 бутылки воды м опять прибавить сахар по вкусу; ату смесь держать насколько часов в плотно закрытой чашка, затем слегка ескилятить и прибавить лолбутыл- ли арака, которого, однако, кипятить не следует». ЛИМОННЫЙ ПУНШ Цедру с половинки лимона растереть с 100 г сахара, добавить н смеси сок, отжатый из згой же половины лимона. Туда же аяить стакан белого вина, затем всо размешать. Получанную смесь процедить м подавать. ЖЖЕНКА (ТОЖЕ ПУНШ!) «В большом сосуда, всего лучше луженном медном, нагреть смесь из 2 бутылок красного м 2 бутылок белого вина. Поставить на стол, положить на сосуд щипцы, а на щипцы большой кусок головного сахара, смоченный в крепком роме или араке. Сахар зажечь и
дать ему стекать в смесь, поливая его из ложечки ромом или араком; затем можно лрибевить еще 1—3 стакана херес в. Когда растает весь с пар, жжеииа го- ГОРЯЧИЙ ВАНИЛЬНЫЙ ПУНШ Для приготовления безалкогольны! пуншей нужно заготовить сиролы. с и новый. Сначала готовят основу — сахарный сирол: в тщательно вымытой посуде растворяют килограмм сахара в 0.75 л воды. Смесь ставят на слабый огонь и дают ей занилеть. Ложкой осторожно снимают пену. Готовый сирол фильтруют через полотняную тряпочку в чистую фарфоровую посуду. Для приготовления ванильного сиролв литр сахарного сиропа ставят на огонь и дают ему закипеть; затем в него ре меленьких стручка ванили, которые предварительно расщеллены пополам. Готовую смесь снимают с огив, дают ей остыть, а лотом процеживают и разливают в бутылки. Использованные стручки споласкивают кипяченой водой, а затем вкладывают в бутылки с сиропом. Бутылки следует тщательно закупорить. Чтобы приготовить лунш |в приводимых далее рецептах количество каждого компонента рассчитано на одну порцию), кипятят воду с двумя-тремя головками гвоздики, а затем в нее вливают 20 г ванильного сиропа, туда же добавляют один вбэнтый белой н 30 г лимонного сока. Готовый лунш переливают в нагретый двухсотграммовый стакан. РУССКИЙ ГОРЯЧИЙ ПУНШ В стакане готовят смесь из 20 г ванильного сиропа, 2—4 головой гвоздики, 20 г лимонного сока, куска лимонной корки. Все это заливают горячим крепким чаем. ПУНШ «ЛЮКС» Вскипятить воду с кусочком корицы н несколькими головками гвоздики. Затем в смесь влить 30 г меду и 30 г апельсинового с и рола. Туда же добавить крупно нарезанную лимонную и апельсиновую корки. Все перелить в нагретый двухсотграммовый стакан.
но Полезные советы Свечи можно делать дома! Не будем доказывать недоказуемое — будто свечи лучше электрической лампочки. Все хорошо на своем месте и в свое время. В новогодний вечер мы гасим дома лампы и подносим спичку к фитилю свечи... о приятном ВРЕМЯПРОВОЖДЕНИИ И НОВОГОДНИХ ПОДАРКАХ Купить декоративную свечу, которая вам по вкусу, не всегда удается. Да к тому же — чего там скрывать — декоративные свечи довольно дороги. Вывод, к которому автор старательно подводит читателя: свечи можно делать самому. Причем не хуже, чем те, которые продают в магазине,— при известном старании и выдумке, разумеется. Автору известны отдельные научные учреждения, где перед Новым годом делают превосходные свечи (понятно, не в служебное время). Он также знает отдельных энтузиастов, которые занимаются тем же делом дома, решая таким путем проблему приятного времяпровождения. Конечно, у нас и в мыслях нет предложить вам устроить нечто вроде «свеч- У ного заводика», о котором так мечтал отец Федор; однако если вы займетесь изготовлением свечей, то в конце концов производство превысит ваш собственный спрос... Но это же прекрасно — вы можете дарить свечи друзьям. Так заодно решается проблема новогоднего подарка. О СОВЕТАХ МАЙКЛА ФАРАДЕЯ Говорить о свечах и не процитировать «Историю свечи» Фараде я — так не принято. Вот несколько советов из этой книги. «Маканые свечи. Их изготовляют, погружая в растопленное сало шнурки из бумажных ниток, привешенные на палку при помощи петель: когда шнурки, пропитаются салом, их вынимают, дают салу на них застыть; после охлаждения шнурки опять погружают в сало, и это повторяют до тех пор, пока вокруг шнурка не образуется значительный слой сала». Нет, так, пожалуй, красивой свечи не получить. Тогда — другой способ. «Если свечка так легко топится, то ее нетрудно отливать... Вы будете удивлены, узнав, сколько неожиданных препятствий приходится при этом побеждать на практике. Не всякую свечку можно отливать. Например, восковые свечи нельзя получать этим путем».
Свечи можно делать дома! 111 Примем к сведению. А вот еще интересное высказывание. «Роскошь проникла и в свечное производство. Взгляните, как великолепно раскрашены многие свечи; взгляните на эти желтые, голубые, розовые, коричневые свечи. Вы видите также, что свечам придают различные формы. Но не все то, что красиво,— полезно, и эти витые свечи, несмотря на красивую форму, горят хуже обыкновенных, вследствие именно этой своей красивой, но нецелесообразной формы». Не будем делать витых свечей..А вот разной формы и цветные — будем. О ПРИНАДЛЕЖНОСТЯХ И ПРОСТЕЙШЕЙ ЗАЛИВКЕ Приблизительный список принадлежностей выглядит так: парафин, фитили, фарфоровые или металлические чашки для плавления парафина, термометр до 100° С, большие канцелярские скрепки, формы для отливки, стеклянные палочки (штук тридцать), цилиндрические баночки из-под витаминов. Сначала о парафине. Если он у вас есть, то хорошо. Если же нет, то, вознамерившись делать декоративные свечи, купите сначала несколько самых дешевых хозяйственных свечей — вот вам и парафин, и готовые фитили. Формы для свечей могут быть самыми разными; надо лишь, чтобы в них не было щелей, чтобы они выдерживали нагрев до 100° С и свечи из них легко вынимались бы. В идеальном случае форма состоит из разъемных, хорошо подогнанных частей — деревянных, пластмассовых или металлических. Практически же формы можно делать так: из пластилина лепят задуманную свечу и там, где будет разъем формы, в пластилин втыкают неглубоко лезвия для безопасных бритв (см. рисунок); все это покрывают гипсом. Когда он застынет, форму разнимают. Многоразовыми формами могут служить цилиндрические и конические емкости: стаканчики, пеналы, пустые аэрозольные баллоны и т. д. Можно использовать и одноразовые формы, которые после заливки разрезаются (тонкая пластмасса) или разбиваются (яичная скорлупа). Начинать лучше с простой формы. В хозяйственных магазинах продают пластмассовые стаканчики в виде усеченного конуса. Такой стаканчик надо тщательно вымыть и в его дне просверлить или проплавить небольшое отверстие — такое, чтобы через него с трудом пролезал фитиль. На одном конце фитиля завяжем узел, другим концом протащим фитиль через отверстие и закрепим его в натянутом состоянии с помощью скрепки. Узел придавим ко дну, чтобы стаканчик не качался; заодно это помешает вытекать парафину. Зальем в форму расплавленный парафин (температура не выше 70° С) и, когда он застынет, развяжем узел; свечка легко вынимается из конической формы (рисунок на стр. 112). Примерно так же заливают и другие формы. Правда, фитиль не всегда удается установить до заливки. В таком случае в остывшей свече раскаленной проволокой надо проделать отверстие и уже в него вставить фитиль. Несколько слов о фитилях. Очень удобно использовать скрученные вдвое тонкие хлопчатобумажные шнурки, которыми обвязывают коробки с конфетами. Шнурки из синтетики или армированные металлическими нитями не годятся. Если фитиль получается толще обычного, то часть нитей из шнурка можно вытащить. Когда фитиль скручен, его следует тщательно пропитать расплавленным парафином.
112 Полезные советы Чтобы свеча не давала нагара, фитиль можно пропитать также бурой или фосфатом натрия. О ЦВЕТЕ И ЗАПАХЕ Красить парафин можно далеко не всякими красителями. Лучше других подходят жирорастворимые красители, они входят в состав актерского грима. Если опустить немного грима в расплавленный парафин и хорошо размешать, то он быстро растворится. Свечи получаются мягких тонов. Не надо только брать зеленый грим — он дает очень неприятный цвет (вообще найти зеленый краситель для парафина очень трудно). Красиво выглядят свечи с верхней частью белого цвета. Поскольку сам парафин слегка желтоватый, в него надо добавить белого грима и совсем немного — голубого. Кроме грима можно пользоваться обычными красителями: метиленовым голубым, аурамином, родамином, эозином, хинизарином и другими. Некоторые красители (например, хин и зарин) растворяются легко и быстро; другие (скажем, ме- тиленовый голубой) — с трудом, даже при тщательном размешивании. В таком случае, чтобы цвет стал достаточно интенсивным, нужно несколько раз расплавлять и охлаждать смесь парафина с красителем. Много красителей вводить нежелательно, так как при неполном их сгорании получаются ядовитые продукты, а на фитиле образуется нагар. Не стоит забывать и о том, что некоторые красители (как и сам парафин) выцветают на ярком солнечном свете. Особенно легко «линяют» белые свечи — они желтеют. Свечи можно не только окрашивать, но и ароматизировать. Однако делать это надо осторожно — душистые вещества подчас преподносят сюрпризы. Порой при добавлении приятно пахнущего вещества свеча приобретает просто отвратительный запах; такое печальное свойство присуще, например, розовому маслу, Р-фенилэтилацетату, нитро- мускусам. Если вы хотите ароматизировать свечи имеющимися в вашем распбря- жении пахучими веществами, то проверьте их действие на небольшом количестве парафина. Заведомо приятный «гастрономический» запах придает свечам ванилин; хорошие результаты получаются с лавандовым маслом. О НЕКОТОРЫХ ВАЖНЫХ ТОНКОСТЯХ Первое. Очень важен температурный режим заливки, поэтому-то и необходим термометр. Парафин плавится при 50—55° С, но обычно его перегревают. Заливать форму надо при 60—65°. Если температура ниже, то парафин быстро застывает и поверхность свечки получается некрасивой. При более высокой температуре уменьшается вязкость парафина, и он легко вытекает сквозь щели. Чтобы этого не случилось, желательно пользоваться для нагрева водяной баней. Второе. Объем парафина при застывании уменьшается, и в верхней части отливки (это может быть либо верхняя, либо нижняя часть свечи) образуется коническое углубление. Его надо залить более горячим парафином G5—80° С). Третье. Свечи можно делать из нескольких разноцветных слоев. В таком случае каждый следующий слой надо заливать несколько более горячим парафином — для лучшего сцепления (однако сильный перегрев недопустим!). Четвертое. Если свечка никак не хочет выниматься из формы, даже при сильном охлаждении, форму надо ненадолго опустить в горячую воду и сразу вынуть. Пятое. Свечи большого диаметра выгорают только в середине: дальняя часть
Свечи можно делать дома! 113 свечи не успевает расплавиться. Такие свечи — сугубо декоративные. Шестое. Очищать различные поверхности от парафина лучше всего горячей водой. Седьмое. Если вы хотите получить парафин необычного цвета, смешивая различные красители, то учтите, что нельзя смешивать грим с органическими красителями — при застывании образуются пузыри. Или грим с гримом, или краситель с красителем. О СВЕЧАХ, ОТЛИТЫХ В СТЕКЛЯННЫХ ЛАЛОЧКАХ Пожалуй, это самые красивые самодельные свечи. Отливать их довольно сложно, предварительно надо освоить азы заливки. Форму сделаем так. В цилиндрической баночке из- под витаминов аккуратно вырежем дно. На- боковую поверхность коробки наложим стеклянные палочки — так, чтобы между ними не было зазоров. Затем прижмем палочки к коробке двумя резиновыми кольцами, как показано на рисунке. Оптимальная длина палочек — около 40 см. Размер баночки примерно 10 см, значит, свечи получатся высотой до 30 см. У заготовленной формы пока нет дна. Мы вставим ее в цилиндрический сосуд (например, в стакан) немного большего диаметра и установим в нем строго вертикально. Внутрь формы нальем слой парафина толщиной 5—7 мм. Часть парафина вытечет во внешний сосуд и, застывая, закупорит щели. Затем очень осторожно зальем остальной парафин до нужной высоты. Если форма сделана аккуратно, парафин выливаться не будет. После охлаждения внешний сосуд надо слегка подогреть на водяной бане и вынуть из него стеклянные палочки вместе с парафином. Отделим вытекший парафин и осторожно отдерем палочки. Остается только слегка подрезать «ребра» гофрированной свечи. Фитиль можно вставлять либо при заливке дна, либо в уже готовую свечу. Такие свечи очень устойчивы, им не нужны подсвечники; .из свечей разной высоты получаются красивые ансамбли. О ВАРИАНТАХ Как принято говорить в научной литературе, изложенное выше не исчерпывает всех возможностей метода. Н. БОВИН
114 Из писем в редакцию Еще о заочной конференции: 29 мнений из 890 писем 8 ответ на вопросы, предложенные читателям в апрельском номере «Химии и жизни», редакция получила 3413 ответов, результаты обработки которых были опубликованы в сентябре. Многие опросные листы содержали и письменные дополнения, в которых читатели делились своими соображениями о журнале, задавали вопросы и предлагали темы для публикаций. Мы приводим 29 выдержек из 890 писем, присланных участниками заочной конференции. Нас три подружки — Лариса, Галя и я. Первой в прошлом году на ваш журнал подписалась Галя. Когда пришел первый номер, мы с Ларисой смеялись над ней от души... Но потом у нас всех изменилось мнение, и в этом году ваш журнал получаем уже двое, и Лариса тоже хотела выписать его. О существовании журнала я узнал случайно в разговоре с коллегой — преподавателем химии. За год прочел все его комплекты (кажется, с 1966 года). Стал убежденным поклонником вашего журнала, хотя я не химик и не считаю химию главной из наук... Хорошо, что вы не замыкаетесь в своем узко химическом кругу. Зачастую название журнала «Химия и жизнь» не вполне соответствует печатающимся в нем материалам, так как в некоторых номерах явно превалируют статьи по биологии, геологии, искусству. Хотелось бы, чтобы в журнале больше печаталось статей по геологии, освещались проблемы космохимии. Журнал мне очень нравится. Много в нем полезного во многих отношениях. Журнал вполне оправдывает свое название. Желаю успехов в весьма полезном труде. На мой взгляд, журнал стал слишком многогранным: иногда, читая его, забываешь, что это научный журнал, а остается только популярный. Но иногда бывает и так, что статья слишком научна, и даже нам, студентам-химикам, бывает трудно, почти невозможно разобраться в ней. Спасибо редакции за ее благородную общепознавательную работу, изложенную доходчивым языком для читателя. При получении первых трех номеров я был неприятно удивлен отсутствием в них фантастики. Рекомендую редакции журнала исключить раздел фантастики, который только засоряет страницы вашего уважаемого издания. Фантастика — это не жизнь, а бред чудаков, и фантазерам следует печататься в изданиях церковников, а не Академии наук СССР. Я люблю тебя,. «Химия и жизнь»! Аляповатые рисунки не способствуют популяризации химии, а громадные пустые места на полях говорят только о недостатке материала (а может быть, мысли?)* Ценные идеи иногда растворяются в голословии. Пока ваш журнал хороший. К сожалению, практика показала, что все научно-популярные журналы с течением времени постепенно увядают (выдыхаются, исписываются). Пусть вас минет чаша сия!
Из писем в редакцию 115 Приветствуем здоровый юмор на страницах «Химии и жизни». Особенно нам нравится тот раздел журнала, что посвящен жизни. Впервые журнал «Химия и жизнь» я случайно прочитал у моей будущей жёны в 1972 году. С того времени мы регулярно выписываем его. Зачем журналу статьи о свиньях, воронах, слабом поле, лисьих хвостах и младенцах, просящих ласки? Лучше печатать статьи, свойственные названию журнала. К сожалению, в статьях стало меньше юмора. Я учусь в 8 классе. По химии у меня 4 из- за почерка. Я не химик, но журнал выписываю с 1970 года. Нашей семье и соседям он очень нравится, чего не понимаем — не читаем. Пускай он остается таким, какой есть. Я офицер военно-морского флота, но вот уже скоро 6 лет как выписываю журнал «Химия и жизнь». Служба не всегда дает возможность систематически заниматься химией. Но журнал я читаю с удовольствием. Мне бы хотелось, чтобы в вашем журнале было напечатано побольше о том, как сделать фигуру хорошую и где можно купить таблетки от аппетита. Это я просто так интересуюсь, для будущего — мало ли что1 Пока мне ни к чему, но очень хотелось бы знать, где их раздобыть. Мне ничего не нравится в журнале «Химия и жизнь» с января 1974 года. Подписчик 25 газет и журналов. ...Хочу отметить, что художественное оформление стало богаче и качество печати стало существенно лучше. Я ваш многолетний благодарный подписчик. Ваш журнал все годы доставлял мне массу дивных минут интересными публикациями, отличной редакцией каждой строчки, истинно журнальным оформлением. В новых габаритах журнал как-то потускнел, стал банальнее. Жаль, что журнал так изменился, а сравнивая с номерами прошлых лет, что храню, думаю, что вряд ли подпишусь на 1975 год. Читаю ваш журнал регулярно с 1970 года. Большой интерес для меня представляют последние номера (за 1974 год). Удовольствие доставляет номер, который напечатан на плотной бумаге и уменьшенного размера. Просто солидный журнал. Здорово. Так много прекрасного в гармоничном мире химических молекул! Пригласите в журнал художника, влюбленного в молекулы. О химии как науке имею полувульгарное представление, однако механика металлов, полимеров и композиционных материалов, предметы быта и даже хобби (я фотолюбитель) не дают возможности увернуться от химии... Лично мне очень приятно с помощью вашего журнала посмотреть на обычные предметы и явления с химической точки зрения. В то же время радует и то, что вы на эти предметы и явления смотрите гораздо шире, чем просто химики. В целом ваш журнал очень тонко воспитывает химическую культуру читателя. Меня интересуют публикуемые в «Химии и жизни» материалы о жизни — биологии в различных аспектах, проблемах окружающей среды. Сам я работаю в области электроники, и ваш журнал — единственное окно в науку о живом. Очень хорошо, что журнал не узок, и, наверное, каждый сможет найти в нем что-то интересное.
116 Гипотезы А если это черная дыра?.. Вот уже более шестидесяти лет загадка Тунгусского метеорита интригует людей. Что же все-таки упало в 1908 году на Землю? По мере развития науки и техники возникали гипотезы, одна фантастичнее другой. Появилась атомная бомба, и сейчас же родилось предположение, что Тунгусский метеорит как-то связан с ядерным взрывом. Отсюда яркая вспышка и отсутствие кратера. Но экспедиция академика Фесен- кова не обнаружила повышенной радиоактивности на месте падения... Появились первые космические корабли, и усиленно стал обсуждаться вопрос, не был ли Тунгусский метеорит инопланетным космическим кораблем, взорвавшимся при неудачной посадке. Однако те крошечные остатки небесного пришельца, которые удалось найти на месте падения, состоят из богатого никелем и железом вещества, типичного для метеоритов. Трудно поверить, что именно этот материал наиболее подходит для сооружения космических кораблей. В наши дни одним из наиболее популярных объектов обсуждения среди ученых и просто любителей науки стали «черные дыры». Естественно было бы ожидать. что и эти таинственные объекты рано или поздно будут привлечены для объяснения тунгусского феномена. Так оно и случилось. Американские физики А. Джексон и М. Риан опубликовали в журнале «Nature» статью, в которой утверждается, что многие странные явления, сопровождавшие падение Тунгусского метеорита, можно объяснить, предположив, что Земля столкнулась с черной дырой. Судя по описаниям катастрофы, черная дыра имела массу \0™—\№ граммов. Такой массой обладают астероиды с поперечником около 60 км. Но вся эта масса вещества сжата в черной дыре до такой степени, что умещается в объеме, который чуть больше объема одного атома. Сила тяжести на поверхности черной дыры столь велика, что дыра захватывает и удерживает и свет, и любое вещество, оказавшееся поблизости, и ничего уже не выпускает наружу. Поэтому для внешнего наблюдателя присутствие черной дыры проявляется только действием ее поля тяготения. Действие это довольно мощное. При столкновении с Землей черная дыра, имеющая массу 102' граммов и движущаяся со скоростью 30 км/сек, захватит по всей траектории своего полета через атмосферу столб воздуха диаметром около 20 метров. Внутри столба молекулы воздуха будут ускорены мощным притяжением до энергии, эквивалентной температуре от 10 до 100 тысяч градусов. И перед тем как упасть в черную дыру, они осветят все вокруг ослепительно голубовато-белым светом. Именно так, в виде ярко- голубого огненного столба, наклонно протянувшегося с неба на землю, описывают очевидцы падение Тунгусского метеорита. При движении черной дыры вместе с захваченным ею воздухом должна возникать ударная волна. Лес вокруг места падения Тунгусского метеорита оказался поваленным на расстоянии в десятки километров. Конфигурация поваленного леса как раз соответствует траектории полета черной дыры под углом 30° к горизонту. Что же произойдет при ударе черной дыры о поверхность Земли? Катастрофа? Нет, ровным счетом ничего! Благодаря микроскопическим размерам черная дыра пронижет Землю насквозь— как горячая спица кусок масла — и уйдет себе в космос, практически даже не изменив своей скорости. Радиус захвата земного вещества типа гранита для дыры с массой 102' граммов составляет всего лишь несколько миллионных долей сантиметра. Вот каким образом новая гипотеза объясняет основные известные факты. Однако, чтобы стать принятой, она должна еще предсказать существование каких-то1 новых обстоятельств, не замеченных раньше... Уйдя в Землю в районе Подкаменной Тунгуски под углом 30° к горизонту, черная дыра должна была мгновенно выйти снова в атмосферу в районе Северной Атлантики. И здесь в тот же самый момент, что и на Тунгуске, должны были наблюдать ослепительно яркий столб, уходящий от океана под углом 30° к горизонту, звук мощного взрыва, разносимый ударной волной на сотни километров вокруг. Авторы гипотезы предлагают проверить, нет ли в корабельных журналах судов, проходивших в тот день в районе Северной Атлантики, каких-либо записей о столь необыкновенном явлении. Г. СТЕПАНОВ
Консультации 117 НЕ АЛОЭ, А АГА8А У нас дома два вида алоэ: одно древовидное, его выращивают многие; другое растет розеткой, листья у него мечевидной формы и начинаются у самой земли, цветы на высокой стрелке невзрачные( чуть-чуть розоватые. Сок этого алоэ не горький, так, может, оно не обладает лечебными свойствами! Г. С. Рохтонен, Белгород-Днестровский Вероятно, речь идет не об алоэ, а об агаве американской (Agave americana). Родина ее — Южная Америка. В нашей стране агава распространена лишь как декоративное домашнее растение. Его тоже можно отнести к лекарственным. Однако с фармакологической точки зрения растение изучено мало. Известно только, что в народной медицине агаву применяют для лечения ран и нарывов, а также для приема внутрь при болезнях желудка, печени и даже легких. Препараты из растения оказывают обеззараживающее, противовоспалительное, болеутоляющее и жаропонижающее действие. Применяют его и как отхаркивающее. К нарывам прикладывают прямо свежие листья агавы, расщепленные надвое. Иногда таким образом пытаются лечить и ишиас (воспаление седалищного нерва). У людей с чувствительной кожей эта операция может вызвать сильное жжение. Но бояться подобной реакции не следует; никаких побочных явлений и осложнений при этом не бывает. Чтобы раздраженное место меньше болело, к нему потом прикладывают свежий творог. Внутрь обычно принимают настой свежих измельченных листьев агавы на воде. Смесь свежего сока растения с медом помогает при затяжном и упорном бронхите. КАК НАНЕСТИ СЛОИ ГАЛОИДНОГО СЕРЕБРА НА ДЕРЕВО Я увлекаюсь фотографией. Хотелось бы узнать — можно ли нанести слой галоидного серебра на дерево! И. Лесников, Севастополь Прежде чем нанести слой галоидного серебра на деревянную доску (обычно липовую или березовую), поверхность ее тщательно обрабатывают шкуркой, а затем втирают в доску раствор следующего состава: вода — 200 г, сухие цинковые белила — 7 г, желатина — 3,5 г, белое мыло (детское) — 3,5 г. Раствор готовят так: сначала в горячей воде, помешивая, растворяют желатину, потом туда же добавляют мыло и снова ждут, пока оно растворится, потом — измельченные белила. Полученную смесь процеживают через кисею. Когда слой нанесенного на доску раствора высохнет, поверх него широкой и мягкой кистью наносят другой раствор, в состав которого входит 500 г воды, 50 г хлористого аммония и 0,5 г лимонной кислоты. Когда высохнет второй слой, его при желтом свете покрывают, наконец, светочувствительным раствором— 100 г дистиллированной воды и 10 г азотнокислого серебра. Доску в этот раствор кладут обработанной поверхностью вниз, чтобы она плавала в нем 5 минут. Сушат доску в темноте. Теперь на доску, как на фотобумагу, можно перенести любое изображение с негатива. Печатать его следует при сильном освещении, пока изображение не станет хорошо видно. Закрепляют его 20%-нЬ1м раствором гипосульфита. КАК УДАЛЯТЬ ПЯТНА ОТ ПОТА Меня интересуют способы чистки одежды в домашних условиях, в частности как удаляют пятна от пота. А. Допгопопова, Рязань Прежде всего, следует помнить, что такие пятна необходимо чистить своевременно, иначе ткань может в местах загрязнений потерять цвет, а его при чистке восстановить уже не удастся. Пятна, появившиеся на белых шерстяных, хлопчатобумажных и шелковых тканях, можно вывести раствором гипосульфита A чайная ложка на стакан воды). После чистки ткань споласкивают теплой водой. Шерстяные вязаные изделия обрабатывают крепким раствором поваренной соли, а если это не помогло, то загрязненные места следует протереть этиловым спиртом. Пригоден и чистый бензин. Кроме того, для удаления подобных пятен с любых тканей можно воспользоваться смесью, состоящей из 1 вес. ч. 10%-ного нашатырного спирта, 1 вес. ч. поваренной соли, 10 вес. ч. воды; или же раствором, в состав которого входят равные количества нашатырного спирта и этилового спирта. И наконец, изделия из всех тканей, за исключением ацетатных, хлориновых и ацетохлориновых, можно чистить препаратом такого
118 Консультации состава: 10 вес. ч. ацетона, 8 вес. ч. нашатырного спирта и 15 вес. ч. этилового спирта. После удаления пятен любым из приведенных способов изделия споласкивают теплой водой. КРОТОНОбОЕ МАСЛО — ЧТО ЭТО ТАКОЕ? Что входит в состав* кротонового масла и каково его действие на организм человека! 3. Кпючик, Москва Кротоновое масло добывают из семян кротона (Сго- ton tiglium). Это кустарник из семейства молочайных. Дикий кротон растет в Индии, а на островах Шри Ланка, Ява, на Филлипинских островах и в тропической части Америки растение культивируют. Семена кустарника очень ядовиты, так как в них содержится токсальбумин и ядовитая маслообразная смола. Есть в семенах и около 50 % жирного кротонового масла. Извлекают его, либо отжимая семена, либо с помощью экстракции. Масло — густая жидкость желтовато-бурого цвета со специфическим запахом и жгучим вкусом. В состав его входят непредельные кислоты — кротоновая и тиглиновая A -метил-крото новая). Лет пятьдесят назад кротоновое масло применяли как очень сильное слабительное средство при лечении желудочно-кишечных заболеваний. Причем прописывали его больным в Очень маленьких дозах: 2— 3 капли на прием. Большие количества препарата могут вызвать сильное отравление, даже со смертельным исходом, а если кротоновое масло попадает на кожу, кожа воспаляется и на ней появляются пузыри. Сейчас кротоновое масло применяют как лекарственный препарат чрезвычайно редко, вероятно, из-за тех неприятных последствий, которые оно может вызвать. НЕ ОПАСНО ЛИ ПРИМЕНЯТЬ ПАРАФИН 8 ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Просматривая «Указатель государственных стандартов СССР», я натолкнулась на «Парафин нефтяной для пищевой промышленности». Где именно его применяют и насколько безопасен контакт продуктов питания с этим веществом? 3. И. Тимошенко, Москва В пищевой промышленности парафин чаще всего применяют как водоотталкивающее средство для пропитки тары и упаковочных материалов: картонных коробок и обертки для конфет, молочных пакетов и многого другого. Кроме того, 5— 10% парафина входит в состав смолки, которой пивовары покрывают внутренность деревянных и железных емкостей для пива; деревянные иногда и просто парафинируют. Используют парафин и в кондитерской промышленности — он входит в состав смесей, применяемых для глянцевания некоторых сортов карамелей. Для этого берут 200— 250 г парафина на тонну продукции. Несложный расчет показывает, что на одну карамельку его приходится всего несколько тысячных долей грамма. Парафин — это смесь предельных углеводородов, то есть, как известно, химически инертных веществ. Поэтому контакт продуктов с самим парафином не вызывает опасений. Вред могут принести лишь примеси. Но к парафину для пищевой промышленности предъявляются очень жесткие требования. Он представляет собой, белую кристаллическую массу без запаха. В нем не должно быть примесей кислот, щелочей, сульфидов, хлоридов и механических включений. Содержание масла в парафине, непосредственно соприкасающимся с пищей, обычно не превышает 0,5%. Кроме того, из него удаляют ароматические углеводороды. Такой продукт применять в пищевой промышленности можно. ЧАШКА РАСТВОРИМОГО КОФЕ Применяют ли для получения растворимого кофе какие-нибудь химические вещества! Правда пи, что тонизирующее действие его слабее, чем у обычного молотого кофе? К. Пегова, Краснодар Нет, никаких особых химических веществ для приготовления растворимого кофе не применяют. Из обжаренных, а потом измельченных зерен его экстрагируют в так называемых экстракционных батареях непрерывного действия с помощью обычной питьевой воды, только умягченной. Температуру и давление регулируют так, чтобы обеспечить «деликатные» условия процесса экстракции, например, не дают кипеть жидкости. Готовый экстракт подвергается быстрой высокотемпературной сушке в распылительных сушилках. Порошок растворимого кофе весьма гигроскопичен, поэтому его сразу же расфасовывают в герметичную тару: металлические банки или пакетики из фольги и полиэтиленовой пленки. Так что, в ходе обработки ничего вредного растворимый кофе не приобретает. Но может быть утрачиваются какие-то полезные свойства? Конечно, во время экстракции часть летучих ароматических веществ теряется, поэтому вкус и аромат раст-
Консультации воримого кофе выражены слабее. Но зато кофеин, основной тонизирующий компонент, сохраняется в нем практически полностью. Пакетик растворимого кофе B,5 г) содержит лримерно разовую терапевтическую дозу кофеина — 0,07 г; столько же и в десяти граммах молотого кофе, которое обычно рекомендуют брать на стакан воды. А вообще, как известно, все дело в масштабах употребления (или злоупотребления). При равных условиях, действие напитка из молотого и растворимого кофе можно считать равноценным. ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРОПОЛИМЕР! Из чего сделаны электро- полммеры n где эти материалы применяются! В. Ангулаев, Алма-Ата Электрополимеры, как и многие другие полимеры, состоят из полимерного связующего и наполнителя. Связующее — обычно диэлектрик, а наполнитель изготовляется из электропроводящих материалов, например из специальных сортов сажи, диспергированного графита, металлических порошков алюминия, меди, олова, серебра. Электрополимеры применяются для самых разнообразных целей, и чаще всего там, где металлические изделия либо неудобно использовать, либо они обходятся слишком дорого. Из электрополимеров делают эластичные электроды, печатные электрические схемы, формы для гальванопластики. Очень удобны эти материалы (в частности, электропроводящие резины) для изготовления нагревательных приборов. Резиновые нагревательные приборы с автоматической стабилизацией температуры нагрева уже начинают применять для утепления зданий вместо водяных радиаторов. Из этих материалов делают шланги, по которым перекачивают вещества, требующие постоянного подогрева, например парафин. Пригодны электрополимеры и для создания одежды с подогревом. И еще одна интересная область применения: из электрополимеров изготовляют всевозможные приспособления для нейтрализации статического * электричества, возникающего на деталях прядильных и ткацких машин, на валах печатных машин. Более того, эти материалы идут на изготовление токопроводя- щих авиационных и автомобильных шин для бензозаправщиков и бензоцистерн. А с легковых автомобилей статическое электричество отводится с помощью полоски из электропроводящей резины: ее укрепляют сзади на бампере так, чтобы она касалась земли. В небольшой консультации не леречислить всех возможностей электрополимеров, можно лишь сказать, что с каждым годом сфера применения их становится все шире. Уважаемый читатель, еслн вы получили журнал с полиграфическим браком (например, с недостающими пли повторяющимися страницами), то бракованный экземпляр следует отослать в типографию для обмена. Адрес типографии указан на последней странице журнала. Редакция 112 . А. МАКЕЕВУ, Краматорск: ' Ацетоновые тела — не тела I из ацетона, а промежуточ- I ные продукты обмена веществ, М. И. БРЕСЛАВЕЦ, Канск: Нет,- газетная заметка, рекомендовавшая обрабатывать сад дустами, не ошибалась, эта смеси инсектицидов с нейтральными наполнителями; само же слово dust — английское, в переводе оно означает порошок. А. Г. КОРОВИНУ, Волгоград: Смородина золотистая — один из видов смородины; разводят ее как плодовое и как декоративное растение; ягоды бывают черными, красно-бурыми и оранжевыми, именно из-за них, а может быть еще и из-за желтых цветов, смородину и назвали золотистой. Т. И. ИВАНОВОЙ, Дзержинск. В зубоврачебных поликлиниках золотые коронки изготовляют из золота 900-й пробы. Г. Н. ИГНАТЬЕВОЙ, Симферополь: Клей для ремонта надувных матрацев в магазины не поступает: это импортный продукт, и фирма его состав не раскрывает; в Москве матрацы ремонтирует мастерская М 262 (Карамышевская наб., 56); такие мастерские есть и в других городах. А. И.-и, Ржев: Возможности редакции не беспредельны, и заочно мы не можем установить, почему рыба, которую вы жарили, | вдруг позеленела...
120 Указатель статей за 1974 г. Статьи, опубликованные в журнале «Химия и жизнь» в 1974 г. По ленинскому пути. — № I, с. 2—3. АН СССР * 1724—1974 БАЕВ А. А. От молекулы — до биосферы. — N» 5. с 43—44. БАТРАКОВ В. Как создаются приборы. — № 5. с. 75—77. ВЕРНАДСКИЙ В. И. Академия наук в первое столетие своей истории. — № 3, с. 2 11. В четверг на Президиуме. — № 4, с. 8- 9. ГРИГОРЬЕВ Г. Н. Под флагом Академии.-№ о. с. 98—100. ЖАВОРОНКОВ Н. М. Неорганическая химия: материалы, технология. — № 5. с. 27—29. ЛЕВШИН Б. В. «Все, что зело старо и необыкновенно» . — № 3, с. 66 -73. ЛЕВШИН Б. В. «Сие есть собственный образец Академии... №4, с. 2—7. «Наука» о науке. — № 5, с. 104- 105. ОВЧИННИКОВ Ю А. Наука и прогресс. — К? 5, с. 2—7. ПЕЙ BE Я. В. Рассказ об общей биологии. — № Г>, с. 78—79. РПЧ В. «Доброхотному российскому читателю радоватися...». — № 5, с. 101—102. Химики в Академии наук. 1726—1917. — № 4. с. 84—92. ЧАХМАХЧЕВ Г. Г. Огромное хозяйство Академии...—№5. с. 112—113. ШАРАНОВА Н. А. Академические журналы сегодня. — № 5/ с. 102—103. ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ. СЕНСАЦИЯ А. В. Размороженный теленок. — .V» 2. с. 9. Л. В. Эффект температурной стоянки. V- М. с. 7. ВОЗЛИН Р. Как возникают антитела?.—№ 12. с 9. ВОРОНОВ Г. Поиски гравитационных воли Л* 9, с. 12 13. ВОРОНОВ Г. Так ли горячо на Солнце? .V 12. с 8. ДМИТРИЕВ Л. Ферментативный синтез гена. №>4, с. П. ДОНСКОП А. Древний климат Антарктиды. - ЛГу 8, с. 10. ЗЯБЛОВ В. Как удалить инертные газы. \« 6. с. 8. ИВАНОВ В. Зачем ДНК сворачивается в супер спираль? — № '\ с. 9. ИВАНОВ В. И. Новое о механизме работы ферментов. - - № I, с. 13. ИВАНОВ В. Как упакована ДНК.- №7, с. 8- 9 КИСЕЛЕВ Л. Новый фермент, новые загадки № К), с. 8. КРИВИЧ М. Как вывести мохнатую зверушку. - № I, с. 79. МАТВЕЕВ А. Чем жнв термит?- № 3, с. 19. МУХИН Л. М. Преджнзнь из синильной кислоты? — № 4, с. 10. РЕЗНИКОВ Г. Водород — новым способом. — № i>, С 41. РОТЕНБЕРГ 3. Эмиссия в растворы. - № 5. с. 8. ТИМОФЕЕВ Л. Новая форма ДНК.- №5. с. У. ТРИФОНОВ а Гены и кванты — № 9, с. IЛ. ТРИФОНОВ Э. Мини-РНК. — № 8, с. II. ХАРЧЕНКО А. Теперь еще — медный лазер. - № 8, с. 10. ЧЕРНИКОВА В. Молекулярные генераторы электричества. — № .1, с. 18. ШМЕЛЕВ В. Первые сведения о Ий>-м. ■ №11, с. С. ШМЕЛЕВ В. Уран нз черноморской воды.— JV° 1и, с 9 ДИАЛОГ. ИНТЕРВЬЮ ГОТТИХ Б П. Новые перспективы биологин. — №8, с. 21-23. КРЮ Ж. Молекулярная медицина - медицина будущего. — № 10, с. 66—68. МИХАИЛОВ А. И. Информация. доступная всем. — JV? 10. с. 2—7. НЕСМЕЯНОВ А. Н. «Никакого прокрустова ложа пет...».—№9, с. 14—17. «Профессор Вудворд сожалеет...; . — №2. с. 45— 49. Хлеб наш насущный. — № 12, с. 2—7. ХЭНДЛ ЕР Ф. «Достижения науки будут использоваться более разумно». — № 8, с. 31—32. ЧЕГОЛЯ А. С. Одежда из синтетики: за и против. — № 10, с. 36—42. ЭНРЕЛЬГАРДТ В. А. Факты н идеи в творчестве ученого. — № 12, с. 18—21.
Указатель статей за 1974 г. 121 ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ. ОБЗОРЫ БЕЛИКОВ В. М„ БЕЛОКОНЬ Ю. Н. Эти незаменимые аминокислоты... — № 9, с. 18—22. БЕЛЯНКИН В. М. Связанный азот: история повторяется. — № 7, с. 10 — 17. Беспокойная жизнь галактик. — № 5, с. 70—74. БУРДАК В. Д. О чем поведала рыбья чешуя. — — № 12, с. 28—30. ВАССОЕВИЧ Н. Б., ФЕРДМАН Л. И. Как возникла нефть. — № з, с. 28—33. ВИНОГРАДОВ Е. Л., ТУВИН Ю. Р. Грамота электронного века. — № fi, с. 16—23. ВОРОНОВ Г. С. Вещество в необычных условиях. — №8, с. 12 20. ВОРОНОВ Г- С. К опусканию веревки в «черную дыру». — № I, с. 50—52. ГЕОРГИЕВ Г. П. Как регулируется работа генов. — N° 5, с. 45—49 ГОРОДНИЦКИП А. М. Разность потенциалов между жизнью и смертью. — № 3, с. 40—15. ГУРВИЧ Ф. Г. Эксперты смотрят в будущее Часть I. Как готовят оракулов. — № 2, с. 2—8; Часть II. Как работают оракулы. — № 4, с. 12- 19. ГУРЕВИЧ М. Иркутская история. № 8, с. 2—9. Г У ССАК Л. А. Полуостров взрывного горения. — №6. С 32-40. ЖВИРБЛИС В. Е. Лазейка под барьером/ нлн как реагируют молекулы близ абсолютного иу ля. — № I, с. 29—32. Живые суставы машин. — №5, с. 38—42. ЗЯБЛОВ В. ЭПР против гангстеров. — № 3, с. 101 — 102. ИВАНОВ В. ДНК размером с хромосому. — № 9, с. 18—49. ИВ Л ЕВ Г. Мы видим, как копируется ДНК. — №6. с. 10—11. КАРА-МУРЗА С. Г. Н 1>2, или что такое синергизм.—№ 3, с. 12—17. КЕССЕНИХ А. В. Часы для молекул. — № 10, с. 22-27. КОПТЮГ В. А. Следователь ЭВМ... — №5. с. 20-26. МАУРИНЬ А. Какое равновесие существует в живой природе? — № 9, с. 3G—39. МЕЛЬНИКОВА Л. Свет упал на кристалл. — № 10, с. 10—14. НИКИФОРОВ И. И. Замороженное электричество. — № 12, с. 58—62. ПОЛИ ЩУК В. Р. Масс-спектрометрня: один миллиграмм информации. — №4, с. 20-30. ПЧЕЛИН В. А. Как с гуся вода. — №9. с. 29—34. ПЧЕЛИН В. А. Энергия лежит на поверхности. — № 2, с. 37-43. САВИЦКИП Е. М.', ГРПБУЛЯ В. Б. Если не гадать, а предсказывать... — № 8, с. 33—30. САМОПЛОВ Г. А. «Мелкие» улики. — № 3, С. 9о—101. СТАРИ КО ВИЧ С. Месяц наедине с хлореллой. — № 5, с. 58—63. ТИМОФЕЕВ Ю. П., ФРИДМАН С. А Преобразование волны. — № II, с. 32-39. ТРИФОНОВ Э. Головоломки фага ц-1. — №10, с. 62- 65. ТРИФОНОВ Э. Н. Универсальный метод чтения ДНК. — № 1, с. 16—17. ТРУШЕВСКИИ С Н. Консервированное тепло. — № 2, с. 73- 77. ФЛЕРОВ Г. Н., БАРАШЕНКОВ В С. Ионный луч, * или что могут тяжелые ноны. — № 5, с. 30—37. ШАРОНОВА Н. Как блоха заставляет подпрыгивать слона. — № 4, с. 38 43. ШОЛЛЕ В. Д. Метаморфозы трифепилметила.- № 8, с. 24- 25. ЭНГЕЛЬГАРДТ В. А. Молекулокинез: новое понятие в молекулярной биологии. — № 2, с. 10- 15. ЭКОНОМИКА, ПРОИЗВОДСТВО. ТЕХНИКА. НОВЫЕ ЗАВОДЫ АВРЕХ Г. Л.. ЦЫРК1Ш Е. Б. Пусть достигнет, кто может!—№ II, с. 16—19. АЛЕШИН А. В. Поставщик — ЭВМ — потреби тсль. — № 6, с. 2—7. ГЕЦОВ Г. Г. Как надеть стружку. — № 6, с. 30—31. Город Чехов, журнальный комбинат — № I, с. 61. ГУРЕВИЧ М. Три русла идеи.— № 5, с. 1С—17 ДОЦЕНКО Б Н.. КЛЯЦКИН В. Б. Ловись рыбка большая, и только большая. — № II, с. 12-15. КОМБАРОВ В. М., ТРОИЦКИЙ Л. Ф. Железнодорожный путь: болезни и лекарства. — № 4, с. 61— 67. КОРОТКИЙ Р. М., НЕЙДННГ М. М. Газ плывет по океанам. — № 10, с. 47—49. КРИВИЧ М. Формула Когачевой. — № 7, с. 27— 32. ЛИБЕФОРТ Г. Б. Автомобильный двигатель, заимствованный у самолета. — № I, с. 56—60. СЕМЕНОВ В. П. Химические волокна: портрет отрасли. — № 7, С 25^26. СТАТИСТИКА «Большое хозяйство планеты. — № 10. с. 88—89; № ||. с. 19—21. ГУРВИЧ Ф. Г. О людях науки. — № 5, с. 82—83. ГУРВИЧ Ф. Г. Еще о людях науки.—№ 9. с. 8— 10. ИОФФЕ М. П. Сколько весят полимеры. — № 2, с. 44. ЛАПНДУС А. С. Будущее удобрений. — №' 6. с. 44—45. ЛЕОНИДОВ О. Мели иа молочных реках. — № 6. с. 98. Пс роскошь, а средство передвижения. — № 12, с. 56—57. Руно — натуральное и искусственное. — № 7, с. 32-33. ЭПДЕЛЬМАП Д. Я. II грядет век «миллионеров» . — № 10, с. 49—51 СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО АЛЕВСКИИ М. А. Свинья: вчера, сегодня, завтра.—№ 3. с. 78—81. БОРИСОВ В. М. Удобрения под будущие урп жан. — № I, с. 67—69.
122 Указатель статей за 1974 г. ГУРЕВИЧ М. Большая семья прабабушки Кристоферы. — № I. с. 70—78. ДАНИЛОВА М. Как быть с отходами животноводства? — № II, с. 122—123. ИВАНОВА Ю. ...Огурец предпочитает красное — № 5. с. 124—125. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ С. Жизнеобеспечение домашнего скота. — N° 2, с. 94—99. ЛЕОНИДОВ О. Пшеница из Сибири. — № 5, с. 18— 19. МЕТЛИЦКПЙ Л. В. Растения себя защищают. — № 12. с. 31—35. СЕРЕГИНА Т. Тайная жизнь корней яблони. — № 9, с. 84-85. ЭЛЕМЕНТ № ... КОСЯКОВ В. II. Берклий. —№ 3. с. 62—61. КОСЯКОВ В. П. Кюрий.—№ 8, с. 56—60. КУЗИН В. II. Астат. — № 6, с. 24—27. КУЗИН В. И. Франций. — Na II. с. 8—П. КУЗНЕЦОВ В. II. Калифорний. — № 9, с. 50-53. КУЗНЕЦОВ В. II. Уран: четыре этапа познания.— № I, с. 8—14. КУЗНЕЦОВ В. П. Уран: энергетическое сырье— № 2, с. 18—27. СТАНЦО В. В. Актиний. — № 4, с. 31—34. СТАНЦО В. В. Лоуренсий или резерфордин? — ЛЬ 12, с. 41—42. СТАНЦО В. В. Радон. -№ 10. с. 17—21. ВЕЩИ И ВЕЩЕСТВА БАЛУЕВА Г. Эмаль — стекло иа металле. — № II, с. 92—96. БЕЛЯЕВ Л. М. Новые Свойства каломели.—№ 6. с. 28—29. ВЛАДИМИРОВ А. Топливо больших скоростей.— № 12. с. 47—50. ГОВОРКО В. А. Хороший негатив, вопросы теории,—№ 8. с. 106—108. ГРИШИНА А. Валенки, валенки,—К? 1. с. 80—95. ДЕМИДОВ В. II. «Горький мед» — мелинит. — № 8, с. 61—65. КОЗЛОВСКИЙ А. Л. Неорганическая бумага. — № 3. с. 58—61. КРИВИЧ М., ОЛЬГИН О. «Голубое небо» компьютера. — № 3, с. 46—51. ЛУКИН И. В. Еще раз о синтетических полах.— № 9. с. .54—55. ЛУКИН И. В. Четыре истории о полиамидных волокнах. — № Ю, с. 42—45. МЕЗЕНИН Н. А. Базальт.— № 7, с. 34-37. ПРИТЫКИН Л. М. Биография бензола.—№ 3. с. 20-27. СТАНЦО В. В. Гремучее масло.— Ма 2. с. 54—59. ТАРХАНОВСКИЙ В. Надувные дома: за и против. — Ла 8, с. 66—72. ТЕРЛЕЦКИЙ £. Д. Сегиетовя соль —«золотая жила для физиков*. —№ 12, с. 63—66. ТЕХНОЛОГИЯ И ПРИРОДА БАТРАКОВ В. Электричество чистит воду.— № I. с. 53—55. ГАЙСНЕР Д. А., ЕЛАГИН Д. П. Внимание: вокруг нас свинец!—№ II, с. 2—5. ГРИНБЕРГ А. Сколько стоит айсберг? — № 6. с. 42-43. Забота о будущем. — № I, с. 4—7. ИОРДАНСКИЙ А. «Миклухо-Маклай», 57-й рейс— № 8. с. 73—78. ЛПБЕФОРТ Г. Б. Австралийский двигатель — шансы 50:50 — № 9, с. 106—107. ЛПБКПП О.. СТАРИКОВПЧ С. Картинки с выставки. — № 2, с. 83—89. ЛУКИНЫХ ||. А. Полиэлсктролит вместо бактерии.—№ 1. с. 62—63. ЛУКЬЯНОВ М. Закон и расходы. —№ 12. с. 1C. УЮРДКОВПЧ Я. Б. Абсолютно безвредный ядохимикат. — № 10. с. 83—87. ПЕТРОВ II. П.. ГОРБАЧЕВ М. Г. Сера из Черного моря. — № 3, с. 54—55. ПЛАХОТИПК А. Самоочищение океана. — № 2. с. 78—S2. СУТУГПП А. Г. Наступление иа бурый газ - № 10. с. 78—82. ТРАСКПп В. Очень хорошие плохие полимеры.— № 2. с. 90—92. ЧАПКОВСКПП А. Вода не для нитьи. — № 7. с. 38-39. ЧАПКОВСКПЙ А. Нужна ли нам эта вода? — № 3. с. 52—53. ЧАПКОВСКПЙ А. Первый бессточный. — № 12. с. 10—16. ЧАПКОВСКПЙ А. Система без стока. — № 2. с. 93. ЧЕРППХОВСКПЙ Г. Вода без кислорода. —№ 1, с. 61. ЧУЛЬСКПЙ Л. А. Авиация пачкает небо. — № 12. с. 50—55. ШАНДАЛА М. Г. Электричество городского воздуха.—№ 4, с. 58—60. Экономика водных ресурсов. — № 5, с. 80—81. БОЛЕЗНИ И ЛЕКАРСТВА БУРНО М. Е. Характер алкоголика. — № 3, с. 91— 95. ГРИНБЕРГ А. Витамин или гормон? — № 4. с. 47. ДАВЫДОВ А. Б., ХРОМОВ Г. Л. Вместо глазных капель — пленка. — № 12, с. 91—93. ИОРДАНСКИЙ А. Д. «Земля, исцеляющая раны».— № и, с. 50—55. ИОРДАНСКИЙ А. Лекарства из кровн. — № 7. с. 42—14. КЛАУС Р. ^-факторы и лекарственная устойчивость микробов. — № П, с. 42—49. МАРТЫНОВ С. Интерферон и оксолнн против гриппа. — № I, с. 23—21. МАРТЫНОВ С. Лечат иуклеазы. — № 9, с. 46—17. МАРТЫНОВ С. Плазма против стафилококка. — № 7, с. 40—42. ПРОХОПЧУКОВ А. А.. НИКИТИНА Т. В.. ВОРОБЬЕВ В. С. Лаки для зубов. — № 4. с. 48—52. СЫТИНСКИЙ И. А. Химия алкогольной болезни — № 3, с. 88—94. СЫТИНСКИЙ II. А. Химия опьянения. —№ I, с. 103—109. СЫТИНСКИЙ П. А. Химия против алкоголизма,— № 6, с. 58-63. ТЕРЛЕЦКИЙ Е. Д. Инсулин. — № И, с. 56-60.
Указатель статей за 1974 г. 123 ХПОДО М., МАНАКА П., ЭРКВАРТ А.. ВНЛЬ Э. Игла снимает боль? — № 2, с. 104—108. ЗЕМЛЯ И ЕЕ ОБИТАТЕЛИ БЕЛЕНЬКИЙ С. Странные поступки скворцов.— № 10. с. 120. БУРКОВ Ю. К. Мы — часть планеты. — № 2, с. 28— 30. Для чего майскому жуку газоанализатор? — № 5. 3-я с. обложки. Д. О. Пока не поздно — спешите за рябиной! — № И, С ИЗ—114. Зачем белке хвост, а мужчине борода? — № 9, 3-я с. обложки. Зачем змеи показывают язык? — № 6, 3-я с. обложки. Зачем куропатке уздечка? — № И, 3-я с. обложки. Зачем меч-рыбе меч? — № 10, 3-я с. обложки. Зачем ондатре акваланг?—№ 4. 3-я с. обложки. Зачем слоиу слюнн? — № 8. 3-я с. обложки. ИОРДАНСКИЙ А. Скованные одной пищевой цепью. — № 4. с. 70—72. КЕРН Ф. Не все рыбы холоднокровны — № 1, с. 80—83. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ С. Суета вокруг рябины.— -№ И, с. ПО—113. КУСТАНОВИЧ С. Д Пернатые коллекционеры,— № 4, с. 74—75. КУСТАНОВИЧ С. Д. Семейная жизиь трехперстки. — № 7, с. 98. Мешает ли жирафу шея? — № 7, 3-я с. обложки. ОЗЕРЕЦКОВСКИЙ Н. Я. О употреблении птичьих шкурок и пуха. — № 7, с. 100—101. Почему лисий хвост пахиет фиалками? — № 3, 3-я с. обложки. Почему суслику ие спится? — № 12, 3-я с. обложки Почему тюлененок быстро толстеет? — № 2, 3-я с. обложки. СОФЕР М. Крот — трудяга. — № 10, с. 118—119. СТАРИКОВИЧ С. Голубь — помощник и нахлебник. — № nt с П5—121. СТАРИКОВИЧ С. Что умеет муравей? — № 9. С 87-91. Что божья коровка делает зимой? — № I, 3-я с. обложки. РАЗМЫШЛЕНИЯ КАПИЦА'П. Л. Профессор и студент. — № 7. с. 21—24. КАРА-МУРЗА С. Г. Личность, творчество, коллектив... — № 9, с. 2—8. КРИВИЧ М., ОЛЬГИН О. Человек с проходным баллом. — № 8, с. 84—87. МАЛЕНКОВ Е. Кто кого... — № 10. с. 56-61. МАРК Г. Ф. О полимерах — примерно до 2000 года—№ 1, с. 25-28. О разуме в космосе. — № 5, с. 64—69. ПРОРОКОВ А. О пользе цитирования. — Na 4. с. 35. СЕРПИНСКИЙ В. В. О научной информации.— № 7. с. 2-7. ХЭНДЛЕР Ф. Зачем нам нужна наука. — № 8. с. 26-31. ГИПОТЕЗЫ. А ПОЧЕМУ БЫ И НЕТ? АВИПСКИЙ В. По эскизам инопланетян? — № 9. с. 80—83. АГАДЖАИЯН Н. А., КАТКОВ А. Ю. йоги владеют анабиозом? — № 10, с. 28—31. ВОРОНОВ Г. С. Откуда эти гамма-кванты? — № 6, с. 54. ВОРОНОВ Г. С. После взрыва от шаровой молнии остается мокрое место. — № 4, с. 56—57. ВОРОНОВ Г. С. Снова об опускании веревки в черную дыру. —№9, с. II. ГОНЧАРОВ Н. Ф., МОРОЗОВ В. С, МАКАРОВ В. А. Земля — большой кристалл? — № 3, с. 34—38. ДОУЛ С. Планеты для людей.— № 6. с. 16—53: № 7, с. 64—69. ЗАРЕЦКИИ П. 3. Онкоген, который передается по наследству. — № 9, с. 40—46. ИВАНОВ А. Г. Путешествия хлорофилла. — № Ю. с. 72—77. КИРИЛЛОВ М. Такая же самая жизнь, но только другая... —№ И, с. 88—89. КРИК Ф., ОРГЕЛ Л. Направленная панспермия. — № 9. с. 74—79. ЛАРИН В. П. Верна ли главная догма геологии? — № I, с. 33—39. МАТЮШИН Г. П. Необыкновенное дитя обезьяны.— № 8, с. 38—53. НИКИФОРОВ И. П. Пришельцы приходят иа двух ногах. — № 2, с. 31—34. СОЛОУХИН В. Вирус гриппа живет в океане? — № 1, с. 18-22. СТЕПАНОВ Г. А если это черная дыра?.. — № 12. с. 116. ТАРХАНОВСКИЙ В. Озвученные семена. — № 3. с. 82-83. ТИХОНОВ А. И. Глаза и уши наших предков — № 2, с. 35—36. УСТИНОВ А. Какая сторона лица краше? — № 3, с. 56—57. ШАПОВАЛОВ А. Жизнь: необходимость или случайность? — № 12, с. 102. ЮЛАК В. А. Бывают ли зеленые люди? — № 7, с. 69-71. В ЗАРУБЕЖНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ. ИЗ ДАЛЬНИХ ПОЕЗДОК ГАРДНЕР Л. Младенцы просят ласки. — № 4, с. 44—46. ГЕОРГИЕВ Г. П. В Заливе холодной весны и в Кембридже. —№ II, с. 61—66. СМИРНОВ В. Д. Профессор Кораиа синтезирует геи, —№ 7, с. 45—51. СОЛК Л. Сердце матери.-г № 1, с. 64—69. ИСКУССТВО БПРШТЕЙН В. Кто изобрел масляную живопись? — № 7. с. 74—79. ВИКТОРОВ А. М. ...Лучше мрамора. — № 12. с. 86—89. ЛНБКИИ О. Па чем держится живопись. —№ 4, с. 76—S3. ХАЗАНОВА И. Почему плачет стекло. — Na 6. с. 55—57,
124 Указатель статей за 1974 г. ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ. ФАНТАСТИКА. СКАЗКА. НАУЧНЫЙ ФОЛЬКЛОР БАЛАБУХА А. Две копейки. — № 9, с. 102—104. БУЛЫЧЕВ К. Сказка про репку. — № И, с. 78-88. БУЛЫЧЕВ К. О некрасивом биоформе. — № 7. с 52—63. ВАЛЛНХ Е. Эксперимент. — № 4, с. £6 -106, ВОЛОДИН Б. Признание. — № 5. с. 84—94; № 6. с. 68—80. КРАСНОГОРОВ В. Ничего невозможного. — № 10, с 112—III. ЛЕЕНСОН II. А., ОСИПОВ А. П. Очередь, кине тические и практические аспекты — V< 7, с. 80— 81. ПИСЬМЕН Л. Всякие там цивишзгщин. № 12. с. 98—101. Только правда! — № 5, с. 108- 109 ПОРТРЕТЫ. СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ. КАЛЕНДАРЬ ГУСИНСКАЯ С. А. В лаборатории Пнсаржев- ского. — № 12, с. 70—76. ДРАЧЕВ Б. В. Журналу «Химическая промышленность» — 50 лет.—№ 12, с. 43—44. ИЛЬИНСКИЙ В. Н. Значки Доброчпма. — № И). с. 71. Лидер. -№ И, с. 22—30. ПОГОДИН С. А. Научные открытия, памятные даты— № I, с. 62—63: Годовщины. — Afe 2. с. 60—61. ПОЛ ИНГ П. ДНК — гонка, которой не было? — № 12, с. 24—27. РЕЙНОВ Н. М. Воспоминания о Павле Павловиче Кобеко. — № 8. с. 90—96; № 9, с. 58—69; № Ю. с. 90—96; АЛЕКСАНДРОВ А. П. Послесловие. - ЛЯ? 10, с. 97-99. ШИНГАРЕВ Г. Советники всевышнего. — № I, с. 40—49: № 2, С. 62—71. УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ. СЛОВАРЬ НАУКИ. Английский — для химиков. — № 9, с. 105. АУЭРБАХ Т. Академия. — № 5, с. 114—115; Иод и астат. — .\о П. с. 106—Ю7; Кислород. — JVb 12, с. 77; Медицина.— № 7, с. 88—89; Строительные материалы. — № 8, с. 83; Фтор, хром, бром. — N° 10, с. 108—109; Химическая посуда. — № 4, с. IIS=— 119; Химическое машиностроение.— -V» 6. с. 88—89. 3 \ВАДСКАЯ Л. Немецкий — для химиков. — № II, с. 96-97. МЯСОЕДОВ Б. Ф. Скобки пока сохраняются. — W 2, с. 16—17. ПОПОВА Л. Н. Немецкий—для химиков. — № 3. с. 119. СПОРТ ГРДЕВСКАЯ Н. Д., ШАЕВ А. И. Что такое допинг и как с иим бороться. — № I, с. 96—102. ИВАНОВА Ю. Гимнастика для ума. .V 3, с. 116-118. КУКУШКИН В. Дело было в Хельсинки. — .V 9, с. 116—122. ОЛЬГИН О. Пружина над водой. - N= 7, с. H)(i 109. ЧТО МЫ ЕДИМ. ЧТО МЫ ПЬЕМ БАЛУЕВА Г. Загадка голубого пламени. — № 12, с 106—ПО. БРАУДО Е. Е. Молоко и человек. — № 9, с. 24— 28. ЬОЛЬПЕР И Исправление крупы—№6. с. 90 93. ГЕЛЬГОР В. Надежность торта: стратегия и тактика. — № 8, с. 102—105. Г Л. Ягоды в апреле. — № 4, с. 73. ЕГОРОВ П. А. Ферменты-кулинары. — № 5, с. 50 -53. ЛПБКПН О Многие предпочитают мармелад. — JV? 1, с. 84—88. НАУМОВА Э. Хвала халве. — JV? 7. с. 90—94. ПТУШЕНКО А. В. Прежде всего — азот! — № 6, с. 94--98. С А МОРО Д НОВ А В. Деликатес в колючках — № 9, с. 23. САМОРОДНОВА В. Трепанги —№ 12. с. 103—105. СМИРНОВ А. Н. Сгущенка без сахара — проблема, которую надо решать — № 2, с. 100—103. ЧЕРНЫЙ Г. С. Рис, который мы не едим. — № 10. с. 121—122. КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ. НАБЛЮДЕНИЯ. СООБЩЕНИЯ АБРАМОВ М. Под крылом самолета. — № 8, с. 98. АБРАМОВ А. Судьба серого волка. — № 3. с. 123. АНДРЕЕВА Г. Олень-светлячок — № П. с. 77. АНДРЕЕВ Д. Откуда мы?.. — № I, с. ПО. АНДРЕЕВ Д. Роботы принимаются за работу. — № 2, с. 120. БАТАРЦЕВ М. Бактерии и споры. — № 6. с. 99. БАТРАКОВ В. Муравьи-предсказатели. — № II, с. 75. БРАГИНСКАЯ С. Вместо бензоколонки — спирто- колонка? — № 4, с. 93. БРАГИНСКАЯ С. Индюк не нужен? — № 7. с. 96 В. С. «Пломбир домашний» — с чем его едят. — № 7. с. 97. ВС. Слово о факультете. — № 3, с. 39. ГАЛКИН П. Бифштекс для Арабеллы. — № I. с. 111. ГАЛКИН П. Новый компонент. — № 10, с. 116. ГАРИН Г. Черная дыра и голубая звезда. — № 10. с. 115. ГРИНБЕРГ А. Все мы загрязняем атмосферу...— № И, с. 75. ГРИНБЕРГ А. Как скворцы угрожали острову. — № 3. с. 122. ДМИТРИЕВ А. Биологический будильник. —№ 7, с. 95. ДМИТРИЕВ А. Гейзер предсказывает землетрясения. — № 10, с. 52.
Указатель статей за 1974 г. 125 ДМИТРИЕВ А. Путешествие колоссов. — № 9, с. 110. ДМИТРИЕВ А. Спешите видеть! — № 2, с. 121. Днн, когда надо глядеть в оба. — № I, 4-я с. обложки. ДОБРЯКОВ В. Клин клином... —№ 6, с. 101. ДОНСКОЙ П. Поминки по-скифски. — № 7, с. 95. Единство формы и содержания. — № 4, 4-я г. обложки. ЖУКПН В. Каменные дворцы термитов. — № 12, с. 95. ^ Заочная читательская конференция 1974 года. — ' № 4, с. 122—124. Итоги заочной читательской конференции — № 9, с. 112—114. ' Еще о заочной конференции: 29 мнений из 890 пи- | сем. — № 12. с. 114—115. За что присуждены Нобелевские премии 1973 года. По химии — №6, с. 12—13: По физиологии н медицине. - № 6, с. 13 15. ИЛЬИН П. Чет или нечет? — № 7, с. 18—19. ИОРДАНСКИЙ А. Сила — в арифметике! — JV<? 9, с. 109. КЕДРОВ О. Не курите английские сигареты! — № 12. с. 91. КИРИЛЛОВ М. Магниты для закрывания глаз. — No 9, с. 111. КОЗЛОВСКИЙ А. И блестит, и не скользко. — № 6. с. 100. КОСТИН Б. Еще о продлении жизни: голод и холод. — № 6, с. 99. КОСТИН Б. Не усваивать свинец? — № 4, с. 93. КОСТИН Б. О переливании крови... — № 8, с. 98. КРИВИЧ М. ... А товарища выручай' — № 3. с. 121. Куда девать автомобиль? — № 7, 4-я с. обложки. ЛЕОНИДОВ О. Гигиенисты вышли в море... — № 4, с. 94. ЛЕОНИДОВ О. Гриб не хлеб, и все же... — №9, С. 108. ЛЕСНЫХ Н. И койоты сыты, и ягнята целы. — № 12, с. 96. ЛУКЬЯНОВ М. Видит око, да зуб неймет. — № 8, с. 99. ЛУКЬЯНОВ М. Меченая нефть. — № |0. с. 117. ЛЮБИМОВ В. М. Секреты фокуса. — № |1, с. 73-74. МАРКОВ Г. Пейте августовский чай! — № 6, с 100. МАРТЫНОВ С. Настойка йода получает отставку? — № 8. с. 97. МОНАХОВА М. Если поступать иначе. — № 12. с. 22—23. НЕЙМАН В. Можно ли узиать состав астероидов? — № 3.' с. 121. НИКИТИНА В. Как стареет организм? — № 9, с. 108. НИКОДИМОВ Н. Витамин А и канцерогены. — № 12, с. 95. Поза мыслителя. — № 8, 4-я с. обложки. Покой нам только снится. — № 6, 4-я с. обложки. СЕРГЕЕВ В. История с полупроводником и кружкой пива. — № 10, с. 27. СЕРГЕЕВ В. Трудно с краденым автомобилем...— I JSfe 8, с. 97. СИДОРОВ С. Устами младенца.. — № 4, с. 94. Слабый пол или лучшая половина? — № 3, 4-я с. обложки. Слова, слова, слова... — № 12, 4-я с. обложки. СОКОЛОВСКАЯ Н. Вирус-гибрид. — № 2. с. 120. СТАНИЦЫН В. И селен может быть полезен! — № 7. с. 96. СТАНЦО В. Надолго ли хватит? — № П. с. 76. СТАРИКОВПЧ С. Инфразвук подогревает атмосферу. — № 10. с. 115. Тепло за тридевять земель. — № II, 4-я с. обложки. ТПГЕНОВ Н. Диабет: никаких уколов! — № 4, с. 95. ХЛРЧЕНКО А. Кыш, комариха! - № 9, с. 109. Хоть затягивайтесь слабо... — № 9, 4-я с. обложки. ШКОЛЬНЫМ Н. Кто есть кто в мышином царстве? — №- 12, с. 97. Электрическая попона. — № 2, 4-я с. обложки. ЮЛ ПН М. Еще один паровой автомобиль — ав стралнйский. — № I, с. ПО. ЮЛ ПН М. Чем пахнут грибы. — № 3, с. 122. ЯРОВ А. Эритроцит в роли шприца. — № 12, с. 94. ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ. КОНСУЛЬТАЦИИ. СПРАВОЧНИК Антиген и антитело. — № 10, с. 125—126. БАЛУЕВА Г. Петрушка вместо ядохимикатов. — № 6, с. 104—107. Белое пятно на столе. — № 7, с. ПО—III. Березовый сок. — № 4, с. 126—127. БОВИН Н. Свечи можно делать дома1 — № 12, с. ПО—ПЗ. Внимание: рак картофеля! — № 9, с. 126—127. Вредно ли держать олеандр в комнате. — № 2, с. 126—127. Даже немного выпивший водитель не имеет права садиться за руль. — № 4, с. 125—126. Пз чего делают продукты для людей, склонных к тучности. — № 4. с. 125. Из чего состоят светящиеся краски. — № 2, с. .126. Как делают водяные знаки. — № 2, с. 127. Какие красители лучше — природные илн синтетические? — № 10, с. 127. Каким клеем можно склеить пенопласт. — № И, с. 124—125. Каким лаком лучше всего отделывать мебель. — № 6. с. ПО. Как нанести слой галоидного серебра на дерево. — К° 12, с. 117. Какова технология изготовления квелииа. — № II, с. 125. Как покрасить нитроэмалью металлическую деталь. — № 2, с. 125. Как покрасить полистирол люминофорами. — №4, с. 126. Как получить сусальное золото. — № 10, с. 125. Как почистить мех. — № 6, с. 111. Как приготовить олифу. — № 10, с. 126—127. Как приклеить сталь к текстолиту. — № 9, с. 126.
126 Указатель статей за 1974 г. Как принимать капустный сок — до или после еды? — № 4. с. 127. Как работает пемза. — № И, с. 127. Как склеить разорванное пальто. — № 4, с. 127. Как сохранить бивни мамонта. — № 7, с. 111. Как уберечь глиняного человечка? — №-8, с. 111. Как удалить пятна с фотографии. — № 8, с. ПО. Как удалить с автомобиля следы резины. — № II, с. 126. Как удалять пятна от пота. — № 12, с. 117—118. Как удалять эмаль с проводов. — № 8. с. ПО. Как уничтожить жуков-точильщиков? — № 9. с. 125—126. Как чернить серебро. — № II, с. 124. Как чистить изделия из бронзы? — № I, с. 126. Китовый или тресковый? — № 9. с. 125. КОЗЛОВСКИЙ А. Как уберечь бумагу от огня. — № 10, с. 123. Крестьянское масло, из чего оно? — № I, с. 127. Кротоиовое масло, что это такое? — .V? 12, с. 118. Ложка зеленеет, можно ли ею пользоваться. — № 8. с. 109—110. ЛУРЬЕ С. Н. О травлении металлов. — № II, с. 90-91. Масло из Бельгии. — № 10. с. 122. Можно ли вернуть ремням гибкость. — № 3. с. 126. Можно ли сделать фанеру водостойкой. — № 7, с. III. 'Не алоэ, а агава. — № 12. с. 117. Не опасно ли применять парафин в пищевой промышленности? — № 12, с. 118. Не вытирайте . полированную мебель влажной тряпкой. — № 8. с. ПО. Новые кларки. — № I, с. 126. Новые целебные сорта меда — № 6, с. 108. О золотом корне. — № 10, с. 124. О корках незрелых грецких орехов. — № 10, с. 126. О м олочных п аста х «Здоровье» и «Москворечье». — № 2, с. 126. О препарате бероксап. — № II, с. 125—126. ПЕРМЕЗСКИЙ С. А. Семь раз отмерь и только потом отпиливай ветки. — М» 2, с. 114—117. Пиво нз молока. — № 11, с. 125. ПИгАРЕВЛ М. Как разводить перепелок. — Л° 7, с. 99. Пиретрум раздражает комаров, почему? — № 3, с. 126. Плесень в цветочных горшках, как с ней бороться? — № 3, с. 125—126. Почему на фотоотпечатке получается так много мушек. — № 3, с. 124. Почему ие йодируют воду. — № 6. с. 109. Почему нельзя свежий хлеб сохранять в холодильнике. — № 3, с. 126—127. Почему появилась радужная пленка. — № 2, с. 125—126. с Почему с эритромицином нужно принимать н питьевую соду. — № 6, с. ПО. Почему треснули золотые кольца. — № 5, с. 126. Применяют ли L-аспарагнназу против лейкозов. — № 5. с. 127. Растворители. — Na 12, с. 46. Растительные краски для болос. — № 6, с. 110-111. Риформинг и реформа. — № 2, с. 125. Самый чувствительный витамин. — № II, с. 126. СкинцовыП или железный сурик? — № 9. с. 126. СЛОБОДСКОЙ Я. Как обращаться с ювелирными изделиями. — № 9, с. 123—124. У нас засорилась раковина, что делать? — Кч 7. с. ПО. Учебные диафильмы по химии. — № С, с. 109—110. Хлорамины в бассейне. — № 7, с. 109—110. Чашка растворимого кофе. — № 12, с. MP—119. Чем заменить триэтанолаынн. — № I, с. 127. Чем заправить автомобиль. Чем смазать автомобиль. — № II. с. 71—72. Чем клеить моющиеся обои. — № 10, с. 126. Чем красили шали для прабабушек. — N° 10. с. 124—125. Чем полезно кукурузное масло. — № 8, с. 109. Чем полировать пластмассовую гитару. — № 5. с. 126-127. Чем склеить капроновые лоскутки. — № 9. с. 126 Читать журналы или повторять пройденное? — № 6, с. 108—109. * Что входит в состав масляных красок. — № 3, с." 124—125. Что есть полезного в клещевине. — № II. с. 127. Что такое пачули? — № 9, с. 125. Что такое тироксин. — № 3, с. 125. Что такое элсктрополнмер? — № 12. с. 119. Цафра и кобальтовый королек. — № 11. с. 124. Это просто струйный насос. — № С. с. 40. Ювелирные изделия и губная помада. — N» 8. с. 109. КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК БАЕВ С. Я. Агрохимические опыты. — № 7, с. 81—85. БЛЛУЕВЛ Г. Вращающаяся спираль. — № 4. с. III. БЛШЛРПН II. Еще одна горелка — с кислородным дутьем. — К° 4, с. 114. Блуждающие огп». — № П. с. 103. БОВИН Н. Минеральные краски. — № I, с. 114— 115: № 2. с. 110—111; № 3. с. 1Ю-П1. БОВИН Н. Не хуже светляков. — № 12. с. 82— 83. Витамин С: требуются уточнения. — № 2, с. 113. ВЛАДИМИРОВ Ю. Кусок мяса или тарелка супа? — Na I, с. 119. ВЛАДИМИРОВ Ю. О пользе прописей. — № 10. с. 105—106. ВЛАДИМИРОВ Ю. Самодельный пластилин. — № 8, с. 81. ВЛАДИМИРОВ Ю. Эта хитрая соль. — № И с. 99—100. ВНУК Е. Операция «Нихром». — ,V<> 6, с. 81. ВОЛЬЕРОВ Г. Б. Где рветси цепь? — № I с. П4, 118. В. П. На зеркальной поверхности. — № 4, с. ПО, ГРИНЕВА Н. Ф. Кукурузные палочки и адсорбция. — N Ю. с. 104.
Указатель статей за 1974 г. 127 ЖЕЛИГОВСКИЙ В. Еще раз о расстановке коэффициентов.— № 5, с. П7—119. ЖДАНКПН В. В., ЛЕЩЕНКО П. П. Зимой и летом —- разным цветом. — № 5, с. 120—121. II снова — конкурсные задачи. — №6, с. 85—86. КИРИЛЛОВ М. Глаз как алмаз. — № 6. с. 87. КИРИЛЛОВ М. Жидкие лампы. — № 4. с. III. КОСТЫРЯ Н. «Чернила» для чеканки. — № 9. с. 100. Краткий путеводитель. I. Задачи. — № 3, с. Ill— 115; II. Опыты. — № 4. с. 115—117. ЛЕЕНСОН II. Анализ в эмалированной кружке. — № 8, с. 79-80. ЛЕЕНСОН П. Задача, родившаяся из эксперимента. — № 5. с. 119, 123. ЛЕЕНСОН И. Электролиз сквозь лампочку. — № 6, с. 83-84. ЛЕОНИДОВ О. Как растворить нерастворимое. — № 7. с. 87. ЛЕОНИДОВ О. Отчего согнулась губка? — № 10, с. 101. ЛЕОНИДОВ О. Третий глаз перелетной птицы? — № 8. с. 81. ЛЕОНИДОВ О. «Снегом покрытый камень террасы». — № 1, с. 112—113. ЛЕОНИДОВ О. Фрукты очищают воздух. — № 12, с. 84. МАРКОВ Г. Течет река под городом. — № II, с. 100—101. МОЛИН А. Хроматограмма на дому. — № II, с. 98. Накануне экзаменов. — № 7, с. 85—87. ОЛЬГИН О. Дом на Петербургской стороне. — № 5, с. 116-117. Операция «Беизол». — № 10. с. 100; Операция «Нихром». — № 10, с. 100. ПАРАВЯН Н. А. Задачи к олнмпнаде. — № 3, с. ПО, 112—ИЗ. ПАРАВЯН Н. А. Задачи по разным поводам. — № 12. с. 81, 85. ПЧЕЛПН В. Опыты вполне доступны! — № 1. с. 116—117. ПЧЕЛИН В. Универсальный прибор — весы. — № 3. с. 107—109. Универсальные весы в действии. I. Опыты по гигроскопичности. — №4, с. 112—113; II. Новые опыты с водой — № 5, с. 121—123; III. Летние опыты. — № 6. с. 82—83; IV. Взвесим молекулу! — № 9. с. 95—97; V. Связанная вода. — №11, с. 102—103; VI Опыты с поверхностной энергией. — № 12, с. 78—81. САДОВСКИЙ Ю. С, СТЕЦИК В. В. Выведем химическую формулу... — № 10, с 103, 106—107. СЕВАСТЬЯНОВА К. П. Расти кристалл большим... — № 9. с. 98—99. СЕВАСТЬЯНОВА К- Свечение в колбе. — № II. с. 104. СКОБЕЛЕВ В. Два гвоздя — анод и катод. — № 10, с. 102—103. СКОБЕЛЕВ В. Зажгите лампу спичкой! — № 3, с. 111-112. СКОБЕЛЕВ В. Как сжечь перо. — № 12.. с. 83. СКОБЕЛЕВ В. Сахар из опилок. — № 2, с. Ill — 112. Только пять батареек. —№ 8, с. 82. Точка зрения. — № 9, с. 94—95. ЩЕРБИНА В. Я предлагаю другой способ... — № 2, с. 109. ЮФФА А. Я- В растворе — смесь солей. — № 9, с. 98, 100-101. КНИГИ ФИЛИМОНОВА М. Книги. — № 1, с. 122—123; № 3. с. 106; № 5, с. 106—107; № 7. с. 102—103; № 10, с ПО—III. ЧЕРНЕНКО М. Предаваться ли самоанализу? — № 9. с. 115. ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ВИКТОРОВ А. М. Молекула кучи. — № 4, с. 120. ВЛАСОВ Ю. И. Вакцина для помидора,. — № 6, с. 80. ГРИДЧИН С. А. Парадоксы экстраполяции. — № 10, с. 15-16. ДЕМИДОВ В. П. Маскировка названием. — № 4. с. 120—121. КОЗУЛИН А М. Давайте прерывать докладчика» — № 3, с. 120. КРЫВАТЕЛЬ О. Т. Я даже ие сразу понял, что совершил открытие века... — № 2, с. 72. ЛЕПЕШКОВ И. Н. Не смешивать понятия. — № 10, с 16. МЕТЛНЦКИЙ о. 3. Надо писать «иематицид». — № 8, с. 37. МИХАЙЛОВ В. А. Мои опыты с «магнитной» водой. — № 9, с. 86. МУКАНОВ С. Против мокриц или мокрецов? — № 8, с. 37. Оживить шариковые ручки можно. — Na 11, с. 89. ПОВЗНЕР М. Я. Еще о шкафе без шкафа. — № 4, с. 121. СЛЕДОВАТЕЛЬ П. О. Меня сразу же возмутило... — № 8, с. 37. СМИРНОВ Ф. Д.. ЩЕГОЛЕВА Л. И. Молекулярные модели — своими руками. — № 1, с. 124. ТАСКАРИН Б. Подземные маяки. — № П. с. 31. УЖЕГОВ А. Как переделать пишущую машни- ку. — № 4, с. 120. ШЕВЦОВ В. Я. Не смешивать понятия. — JA 10, с. 16.
В. Жвирблис А. Чапковский М. Лукьянов A. Энгельгардт М. Монахова П. Полинг В. Д. Бурдак* Л. В. Метлицкий В. В. Станцо Б. В. Драчев А. Владимиров Л. А. Чульский И. И. Никифоров Е. Д. Терлецкий С. А. Гусинская А. М. Викторов А. Б. Давыдов. Г. Л. Хромов Л. Письмен А. Шаповалов B. Самороднова Г. Балуева Н. Бовин 2 ХЛЕБ НАШ НАСУЩНЫЙ 10 ПЕРВЫЙ БЕССТОЧНЫЙ =1 16 ЗАКОН И РАСХОДЫ 18 ФАКТЫ И ИДЕИ В ТВОРЧЕСТВЕ УЧЕНОГО 22 ЕСЛИ ПОСТУПАТЬ ИНАЧЕ 24 ДНК — ГОНКА, КОТОРОЙ НЕ БЫЛО! 28 О ЧЕМ ПОВЕДАЛА РЫБЬЯ ЧЕШУЯ 31 РАСТЕНИЯ СЕБЯ ЗАЩИЩАЮТ 41 ЛОУРЕНСИЙ ИЛИ РЕЗЕРФОРДИЙ! " 43 ЖУРНАЛУ «ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ» — 50 ЛЕТ 46 ТОПЛИВО БОЛЬШИХ СКОРОСТЕЙ £0 АВИАЦИЯ ПАЧКАЕТ НЕБО 58 ЗАМОРОЖЕННОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО " 63 СЕГНЕТОВА СОЛЬ — ЗОЛОТАЯ ЖИЛА ДЛЯ ФИЗИКОВ 70 В ЛАБОРАТОРИИ ПИСАРЖЕВСКОГО 86 ...ЛУЧШЕ МРАМОРА 91 ВМЕСТО ГЛАЗНЫХ КАПЕЛЬ — ПЛЕНКА 98 ВСЯКИЕ ТАМ ЦИВИЛИЗАЦИИ 102 ЖИЗНЬ: НЕОБХОДИМОСТЬ ИЛИ СЛУЧАЙНОСТЬ! 103 ТРЕПАНГИ 106 ЗАГАДКА ГОЛУБОГО ПЛАМЕНИ 110 СВЕЧИ МОЖНО ДЕЛАТЬ ДОМА! 114 ЕЩЕ О ЗАОЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ: 890 ПИСЕМ 29 МНЕНИЙ ИЗ Г. Степанов 116 А ЕСЛИ ЭТО ЧЕРНАЯ ДЫРА!.. 120 СТАТЬИ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ЖИЗНЬ» В 1974 ГОДУ В ЖУРНАЛЕ «ХИМИЯ И 8 Последние известия 17 Технологи, внимание! 36 Фотоинформация 45 Справочник 56 Статистика 67 Новости отовсюду 77 Словарь науки 78 Клуб Юный химик 90 Информация 94 Короткие заметки 117 Консультации АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333, Москва В-333, Ленинский проспект. 61. Телефоны для справок 135-90-20 и 135-52-29 © Издательство «Наука», •ХИМИЯ И ЖИЗНЬ», 1974 Технический редактор Э. И. Михлин Корректоры: Г. Н. Нелидова, Е. И. Сорокина Т-18209. Сдано в набор 12/1X 1974 г. Подписано к печати 28/Х 1974 г. Бум. л. 4. Усл. печ. л. 10,4. Уч.-изд. л. 13,2. Бумага 70X100'/i6. Тираж 220 000 экз. Цена 30 коп. Заказ 1924. Чеховский полиграфический комбинат Союэполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, г. Чехов Московской области
Слова, слова, слова... =-»-j Радиоуглеродный метод датирования произвел в свое время настоящую революцию в археологии. В его основе, напомним, лежит тот факт, что любой животный или растительный организм наряду со ствбнльиымн изотопами углерода содержит н радиоактивные. Пока- организм жив, запвсы последних все время пополняются и соотношение стабильного н нестабильного изотопов остается постоянным. После гибели организма радиоактивный распад со строго постоянной скоростью изменяет это соотношение. В археологической находке — кости, головешке от костра, истлевшей шкуре — нетрудно определить оставшееся количество радиоуглерода и узнать таким образом время гибели организма. Казалось бы, радиоуглеродный и прочие методы датирования бессильны, когда в распоряжении археологов нет никаких материальных находок. Но непьэя ли найти какой-нибудь другой способ оценки исторического времени — столь же точный и объективный, как радиоуглеродный, но не требующий предметов древности? Такой способ есть. Известно, что в определенных случаях для датировки можно использовать нематериальные следы цивилизации — спова. Дело в том, что изменения активного словаря древних племен подчинялись по существу тем же закономерностям, что и рвспад радиоуглерода. Было одно племя. В силу тех или иных причин оно распалось, со временем из его частей образовались самостоятельные народности со своими собственными языками. Так вот, количество общих слов в словарях этих народностей, оказывается, обратно пропорционально времени с того момента, когда племя распалось. В основе этого феномена лежит простой факт: смена слов в обыденном лексиконе, как и распад радиоуглерода, идет с постоянной скоростью. Таковы теоретические предпосылки. А вот практический реэультвт. Эскимосы и алеуты — выходцы нз одного древнего северного племени — говорят сейчас практически на разных языках и понимают друг друга не лучше, чем финн малайца. Лингвисты сличили эскимосский и алеутский языки, определили в них количество родственных слов н сделали вывод: эти нвродиости «рвэошлись» 2900+400 лет тому назад. Разумеется, этот вывод нуждался в проверке. Предметы оргвнического происхождения, найденные археологами в стойбищах древнейших алеутов, подвергли радиоуглеродному анализу и выяснили их возраст: 3000+230 пет. Не прввдв ли, реэультвты анализа матернвльиого н духовного прекрасно совпадают? * «fctuTV Издательство «Наука» Цена 30 коп. VJ Индекс 71050 №5\1