Text
                    1996


У нового научно-популярного Журнала, который по-существу КоМШНия"РОСПРОМ" остается старой, доброй "Химией и жизнью", — новые родители: Дорогие друзья! Наконец-то свершилось! Команда, делавшая вашу любимую "Химию и жизнь" на протяжении тридцати лет, теперь выпускает собственный журнал "Химия и жизнь — XXI век"., Институт новых технологий образования I Московский Департамент образования i Компания "Химия и жизнь" На средства учредителей мы выпустим в этом году три пилотных номера журнала "Химия и жизнь — XXI век". Вы получите их, и тем самым мы компенсируем ваши затраты на подписку на "Химию и жизнь" в первом полугодии. А дальше? А дальше "сделайте правильный выбор" — уже этой осенью подпишитесь на наш новый журнал по любому из двух каталогов: подписному каталогу Федеральной службы почтовой связи (ФСПС) — индексы 88763 для индивидуальных подписчиков, 88764 для организаций или каталогу "Роспечати" — индексы 72231 для индивидуальных подписчиков , 72232 для подписки организаций. Деньги за подписку редакция журнала получит теперь напрямую, и мы сможем обеспечить ритмичный выход журнала каждый месяц. Он будет еще интереснее, еще красивее. Отправимся в XXI век вместе! Подробнее о наших учредителях и наших планах мы расскажем в следующих выпусках. Редакция
Ежемесячный научно-популярный журнал Москва 1996 ПИЛОТНЫЙ /июль- август/ Диалог Заметки на полях Научный комментатор Соросовские лекции Вещи и вешества Фотоинформация Гипотезы Размышления Проблемы и методы науки Болезни и лекарства Компьютер для профана Проблемы и методы науки Вещи и вещества Репортаж История современности Репортаж Литературные страницы НА ОБЛОЖКЕ - рисунок А.Астрина к статье «Самоубийство или прогресс» ДЕСЯТЬ Н.Н. М.Рохлин 6 САМОУБИЙСТВО ИЛИ ПРОГРЕСС. В.А.Долинский 14 КОНЦЕРТ ДЛЯ ЛЕВОЙ РУКИ С ОРКЕСТРОМ. В.Е.Жвирблис 19 ГДЕ ВЫ, АНТИМИРЫ? В.Е.Жвирблис 20 АТОМ И ОДИНОЧЕСТВО В ТОЛПЕ. Е.М.Гершензон 22 НАПЕРЕГОНКИ С ПРИРОДОЙ. С.Ахметов 29 САМОРОДКИ ИЗ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ГАЗОВ. К.И.Шмулович 34 ВОТ ЕСЛИ БЫ «ВИКИНГИ» СЕЛИ НА ВУЛКА-АН... Ю.Сафронов 37 ПОСЛЕ ЗАХОДА СОЛНЦА. В.П.Скулачев 40 КАК РОЖДАЕТСЯ ТРЕХМЕРНОСТЬ. Е.Клешенко 44 СРЕДСТВО ОТ РАКА: СВЕТ, ХЛОРОФИЛЛ И КРАСНАЯ КРОВЬ. Е.Клещенко 50 СЖИГАТЕЛИ ЖИРА: ЧУДА НЕ ЖДИТЕ, ПОЛЬЗА ВОЗМОЖНА. Г.Р.Покровская, Ю.П.Попова 58 В ПОИСКАХ ОГНЯ. МЛитвинов 61 «УЖ ЕСЛИ ТЫ РАЗЛЮБИШЬ».... Н.Соколов 70 ПОЧТА, ТОЛЬКО ЭЛЕКТРОННАЯ. А.Себрант 74 ТАЙНА СПОНТАННЫХ ВЗРЫВОВ. О.Ф.Шленский 84 ОГНИ ПОТЕШНЫЕ-2. В.В.Загорский 89 СЪЕЗД ЛЮБИТЕЛЕЙ ФЕЙЕРВЕРКОВ. О.Ф.Иванов 92 ДОЛЯ ПРАВДЫ. Ю.Я.Фиалков 97 РОНИиС-ТОЧКА РОСТА. Л.Стрельникова 104 КОНЕЦ ЭПОХИ. А.Анно 108 ТРОПИЧЕСКАЯ БОЛЕЗНЬ. С.Шишканов 112 ~1\ 1,35 ^78" ТТб 120 ~124 726 ПЕРЕПИСКА 128 ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ НОВОСТИ НАУКИ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК ИНФОРМАЦИЯ УЧЕНЫЕ ДОСУГИ ПИШУТ, ЧТО КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ 21 10,35 78 69,95, 101, 116 120 124 126
г 6 «Химию и жизнь» основали 30 лет назад два выдающихся ученых — Н.Н.Семенов и И.В.Петрянов-Соколов. В июне этого года Николаю Николаевичу исполнилось бы 100лет, а Игорю Васильевичу — 89. 22 Можно ли изучать одиночный атом? Можно, если направить радиотелескоп на далекую галактику или охладить полупроводник до гелиевых температур 28 Рубин «Джабал» имел желтоватый оттенок и совершенную прозрачность... А все дело в октаэдрах, соединенных то ребрами, то вершинами.
50 Свет убивает опухоль! Новое противораковое средство, созданное российскими учеными. 96 Как красили ус наркому Кагановичу. Фрагменты из истории современности. В СЛЕДУЮЩЕМ НОМЕРЕ ВАС ЖДУТ: Iff размышления о том, не существуют ли все-таки в природе направленные мутации по Ламарку; — отрывок из еще не опубликованной у нас книги профессора И. С. Кона "Сексуальная революция в России "; — рассказ о сети ИНТЕРНЕТ и рекомендации по борьбе с компьютерными вирусами; — 19 способов сфотографировать НЛО.
Прощайте, Игорь Васильевич... Тридцать два года — треть века — на каждом выпуске «Химии и жизни» значилось: «Главный редактор — И.В.Петрянов-Соколов». Есть славная традиция. Мастера ставят свое имя на том, что выходит из их рук. Это как бы мера их ответственности, высота пробы их творений, опознавательный знак для тех, кому работа адресована. Имя академика Петрянова было для нашего журнала таким знаком. Им были заведены правила, которым следовали все те, кто в журнале работал. Информированность. Уважение к фактам. t Преданность знанию. Полная отдана делу. Корректность в споре. Дотошность в работе с мелочами. Доброжелательность. Бесстрашие. Работать с ним было радостно. Делать журнал — интересно. Слушать его рассказы хотелось бесконечно. Читать что и как он пишет — удивительно. Спорить — не страшно. Подписывать у него бумаги в помощь людям — привычно. Он любил журнал, свое детище, и гордился им. А мы любили его и гордились своим Главным. И вот трети века как не бывало. Кажется, еще вчера он просил заглянуть к нему с утра пораньше, чтобы поговорить о важном для журнала. Сегодня, в очень трудные для «Химии и жизни» времена, так и тянет набрать заветный номер. Но голос Главного мы больше не I услышим. I Не может быть, Игорь Васильевич, что Вас уже нет с нами...
Десять Н.Н. К 100-летию со дня рождения лауреата Нобелевской премии академика Николая Николаевича Семенова 1. Н.Н. И ЖЕНА СОЛЖЕНИЦЫНА В начале 60-х годов Н.Н.Семенов уделял много внимания организации филиала Института химической физики в Черноголовке (Ногинский район Московской области). Одной из важнейших его забот был набор научных сотрудников для филиала. Как раз в это время Лев Копелев рассказал мне, что Солженицын (с которым я тогда уже был знаком) хотел перебраться поближе к Москве. Александр Исаевич жил в то время в Рязани. Я познакомился с тогдашней женой Солженицына Наташей, кандидатом химических наук из МГУ, и решил предложить ее кандидатуру Н.Н. для работы в Черноголовке, где она с мужем получила бы квартиру. Семенов сразу согласился. Но меня мучила мысль, что я не сообщил Н.Н. фамилию ее мужа. У Наташи была другая — девичья, фамилия. Поразмыслив, я понял, что не имею морального права скрывать от Семенова, чья она жена: Солженицын тогда был уже достаточно одиозной фигурой. Выслушав мой рассказ, Н.Н. вздохнул — и сказал: «Это не так просто, надо подумать». Через несколько дней он сообщил мне, что, к сожалению, ничего не выйдет. Так мне и не удалось помочь Солженицыну перебраться поближе к Москве. 2. Н.Н. И ПОКУПКА ШЛЯПЫ Вскоре после начала моей работы с Н.Н. A958 год) наши отношения перешли в почти дружеские. Мы часто и подолгу гуляли в Нескучном, по району строительства М ГУ и Воробьевым горам. Много лет продолжалось это общение, и в моей памяти кроме всего, что было присуще ему как гениальному ученому, осталось и то, что рисовало его как личность — обаятельную и иногда по-детски непосредственную. ...Мы идем по Ленинскому проспекту мимо универмага, и вдруг Н.Н. вспоминает, что давно хотел купить себе шляпу. Забежав в магазин, он устремляется к прилавку головных уборов и, не обращая ни на кого внимания, начинает быстро примерять разные шляпы, перебегая от прилавка к зеркалу и обратно. При этом он расспрашивает продавщицу и всех окружающих, как ему идет та или иная шляпа. И никого это не раздражает, все с удовольствием и интересом принимают участие в обсуждении. Никто не знал, что это академик, известный ученый, просто таково было обаяние его личности. 3. Н.Н. И ВРЕМЯ Однажды в выходной день Н.Н. попросил меня срочно приехать к нему. Когдя я приехал, он вытащил меня в сад и начал водить вокруг клумбы, с с увлечением многословно рассказывая о пришедшей ему в голову сложной научной идее. Я понимал меньше половины, но он этого не замечал. А меня увлекли ритм его речи и широта его мышления. В другой раз около полуночи в нашей квартире раздался телефонный звонок. Это был Н.Н.: ему понадобилось срочно выяснить, почему так дорого стоят капроновые чулки, если их делают из угля или нефти. Пришлось объяснить весь процесс — правда, не вдаваясь в технические детали и политику ценообразования. 4. Н.Н. И РИМ Мы стоим на верхних ступенях Колизея. Кто-то говорит, что здесь совершенно особенное эхо. Н.Н. стремглав мчится по ступеням вниз и, убедившись, что это действительно так, требует, чтобы мы все быстро побежали к нему. Кстати, перед поездкой в Италию близкие Н.Н. просили меня проследить за тем, чтобы он не перебегал улицы...
Во время приема на фирме «Монтекатини» наша группа стояла по одну сторону стола, а итальянские химики по другую. Напротив уверенного в себе, сдержанного, со спокойными движениями генерального директора фирмы стоял Н.Н., весь в эмоциях, размахивая руками. Из них двоих именно он казался итальянцем. 5. Н.Н. И НАСТРОЕНИЕ Утром в поезде я его спрашиваю: «Как вы себя чувствуете?» — «Знаете, что-то не очень. Ведь обычно я просыпаюсь с ощущением радости и легкости, а вот сегодня что-то не то». Возможно, это «обычное ощущение» и было одной из причин его необычайной работоспособности. 6. Н.Н. И АДМИНИСТРАТИВНЫЙ ВОСТОРГ В течение многих лет наблюдая Н.Н. в работе, я как-то спрашиваю: «Как вас хватает и на руководство институтом, и на полимеры, и на книгу, и на Отделение?» — «А знаете, ведь у меня припадки админи-
стративного восторга совпадают с творческим подъемом. Про меня Абрам Федорович Иоффе когда-то говорил: вот посмотрите на Семенова — с наукой у него, видимо, не все в порядке, а вот администратор он хороший». 7. Н.Н. И БУДУЩЕЕ Готовим постановление правительства по химии. То самое— о химизации народного хозяйства страны, 1958 года. Н.Н. сам занимается всеми деталями, пишет статьи, доклады и, как всегда, заглядывает в будущее: «Вот ваши полимеры по объему производства скоро сравняются с металлами. И вообще— нельзя ли делать полимерные металлы?» О Н.Н. можно сказать словами Пастернака о Маяковском из «Охранной грамоты»: «Именно у этого новизна времени была климатически в крови». ...Как-то после длительной беседы с группой молодых сотрудников своего института Н.Н. сказал: «Самое главное сейчас — это воспитание людей. Обществом не может управлять аппарат». 8. Н.Н. И ЕГО ВОЛНЕНИЯ Сентябрь 1960 года. Мы с Н.Н. находимся в Черноголовке. Продолжается организация филиала Института химфизи- ки. Н.Н. волнует все: и отсутствие труб на строительстве, и неполадки в освоении нового прибора, и результаты эксперимента, противоречащие принятой по сих пор теории, и затруднения с транспортом из Москвы, и организация питания, и браконьеры, и еноты, уничтожающие тетерок, — он мечтал создать условия для массового вывода тетерок на территории филиала. Но больше всего его волновали люди: годится ли А. в руководители партийного бюро? Как научить стеклодува Б. делать сложные приборы? Приехала ли к В. жена? Не обидится ли Г., если завлабом сделать не его? Дали ли Ж. квартиру? Кто будет директором школы? Кстати, о школе, которая только еще строилась: «У нас должна быть такая школа, чтобы родители привозили сюда детей из Москвы». 9. Н.Н. И ФЕЛЛИНИ В 1963 году в Милане я повел Н.Н. и всю нашу группу на фильм Феллини «8 1/2». Я решил, что этот фильм особенно необходимо посмотреть Семенову. После сеанса все поехали домой, а мне Н.Н. предложил пойти пешком. Путь был неблизким. Всю дорогу он вздыхал и молчал. Спросил только еще раз фамилию режиссера — раньше он Феллини не знал. Добравшись наконец до гостиницы, мы разо-
щлись по своим комнатам. Не успел я умыться, как в мою комнату ворвался Н.Н. и сказал, что он не может спать, что надо поговорить, и плюхнулся в кресло. Мы просидели до четырех часов утра, выпили, конечно, и Н.Н. сказал: «Я вспомнил всю свою жизнь. Я думаю, что этот режиссер больше ничего не сделает в кино. Ведь фильм не получился, но эта картина больше, чем просто фильм. Вот я тоже ходил вокруг главной темы — расщепления атома, а вот так и не дошел до этого». Я рассказал знакомым киношникам об этом разговоре, а они передали о нем Фелли- ни. Феллини сказал, что большей похвалы он в жизни не получал. 10. Н.Н. и «химия и жизнь* В начале 1964 года Президиум АН СССР получил указание ЦК КПСС об издании с этого же года научно-популярного журнала «Химия и народное хозяйство». Это указание оказалось для Академии совершенно неожиданным. Я работал тогда ученым секретарем секции химико-технических и биологических наук Президиума, которую возглавлял вице-президент Академии Н.Н.Семенов. Для него это была такая же неожиданность, как и для меня. Мы ясно понимали: чтобы начать выпускать журнал, надо найти главного редактора, подыскать помещение, утвердить смету, утвердить штат, а также многое, многое другое. Для подготовки необходимых решений Н.Н. созвал узкое совещание. В нем кроме нас двоих приняли участие В.И.Гольданский и специально приглашенный мною главный редактор журнала «Наука и жизнь» В.Н.Болховитинов. Болхови- тинов согласился, что начать надо с подбора главного редактора нового журнала, а в качестве его штатного заместителя предложил нам Михаила Борисовича Черненко. Кроме того, он дал нам много практических советов и согласился с нами, что название «Химия и народное хозяйство» для массового научно-популярного журнала абсолютно не подходит. Начались поиски главного редактора. Сперва я предложил возглавить журнал самому Н.Н., но он категорически отказался и посоветовал мне переговорить с академиком А.Н.Несмеяновым. Тот тоже отказался. Тогда мы с Семеновым решили попросить стать главным редактором журнала члена-корреспондента АН СССР Игоря Васильевича Петрянова-Соколова. Мы знали его не только как известного ученого, но и как пре- красного популяризатора науки (что бывает с настоящими учеными не часто). Я обратился к И.В. с этим предложением, однако его согласие было получено лишь после активного нажима со стороны Семенова. При этом И.В. поставил условие, чтобы я стал его заместителем по журналу (нештатным). Теперь, после решения самого трудного вопроса— о главном редакторе, надо было заняться остальным: названием, финансами, штатами. Н.Н. обратился к Брежневу и заручился его поддержкой. Весь 1964 год фактически ушел на добывание помещений для редакции, утверждение штатов и финансов. Журнал получил свое теперешнее название — «Химия и жизнь». Первый номер нового журнала вышел в марте 1965 года. Макс РОХЛИН
НОВОСТИ НАУКИ Стекла для ленивых «Nature», I995, v.377, p.290 Возможно, мойщики окон скоро пополнят армию безработных: на конференции Американского химического общества в Чикаго А.Хеллер из Техасского университета в Остине сообщил, что там разработаны самоочищающиеся стекла. Оказывается, достаточно нанести на обычное натриево-известковое стекло прозрачный слой диоксида титана толщиной 60 нм, и стекло больше не надо будет мыть, так как под действием солнечного света это покрытие будет ежедневно окислять слой органических загрязнений толщиной до 200 нм (именно они, а не обычная пыль создают главную работу для мой ш и ков). Фотокаталитические свойства Ti02 давно известны и широко используются в самых разных областях — от борьбы с разлившейся неф- гью до искусственного фотосинтеза. Однако слой оксида, осажденный на обычное стекло, постепенно теряет свою активность из-за того, что диффундирующие из стекла в оксидную пленку ионы натрия гасят в ней сво- боднорадикальные окислительные реакции. Хеллер показал, что, если перед разливкой стекла в формы выщелачивать свободные ионы натрия с помощью кипящей серной кислоты, то они уже не будут мешать фотоокислению. А специалисты японской фирмы «Toto» предложили добавлять Ti02 в краски — тогда отпадет необходимость мыть покрытые ими поверхности. Японцы уже выпустили на рынок керамическую плитку с фотокаталитическим покрытием для использования ее в госпиталях и ванных комнатах, где самоочистку стен можно запускать, облучая их ультрафиолетом. Известно, что лень — двигатель прогресса, но пока плата за нее довольно высока. Например, сделанное по такой технологии ветровое стекло автомобиля станет дороже на 50-100 долларов. «Маменькин сынок» D.Bonthron et ai, «Nature Genetics», 1995, v. 11, p. 164 В евангельском рассказе о «непорочном зачатии» с биологической точки зрения нет ничего особенно фантастического, поскольку развитие неоплодотворенной яйцеклетки (партеногенез) — нормальное явление для некоторых видов растений, насекомых и даже ящериц. Иногда и у млекопитающих неоплодотворенное яйцо начинает самопроизвольно делиться, но вместо зародыша возникает беспорядочное скопление недифференцированных тканей (его называют тератомой). Новый импульс изучению этих вопросов дал случай, описанный шотландскими медиками. Они обследовали трехлетнего мальчика (именуемого ФД), который несколько отставал от сверстников в умственном развитии и имел асимметричные черты лица, но в остальном был здоров, и обнаружили, что в его белых кровяных клетках-лимфоцитах содержатся по две Х-хро- мосомы, тогда как у любого нормального мальчика в каждой клетке тела должны быть одна Х- и одна Y-хромосома. Правда, медицинским генетикам известна аномалия, когда мужчины имеют женский набор хромосом (XX), но тогда у них одна из Х-хромосом содержит «довесок» — кусочек Y-хромосомы с необходимым для развития мужского организма набором генов. Сначала подумали, что у ФД именно такой синдром, однако использование самых чувствительных методов анализа ДНК не выявило каких-либо признаков наличия в лимфоцитах ФД участков Y-хромосомы. Медики были озадачены еще больше, когда увидели, что клетки кожи у мальчика генетически отличаются от клеток крови и содержат нормальный мужской набор половых хромосом (XY). Тогда более скрупулезно рассмотрели обе Х-хромосомы в его кровяных клетках и выяснили, что они совершенно одинаковы (у женщин все соматические клетки имеют две разные Х-хромосомы — одну от отца и одну от матери). Так же и хромосомы в каждой из остальных 22 их пар в лимфоцитах ФД представляли собой точные копии друг друга.
НОВОСТИ НАУКИ Иными словами, эти клетки содержали удвоенный набор хромосом женской половой клетки. Итак, картина прояснилась: в теле мальчика есть как чисто материнские клетки, возникшие от деления неоплодотворенной яйцеклетки, так и обычные клетки, появившиеся в результате оплодотворения. Как же мог получиться такой мозаи- цизм? Очевидно, яйцо самоактивировалось и начало делиться, а затем мужская половая клетка соединилась с одной из раннеэмбриональ- ных клеток. Опыты с оплодотворением в пробирке, проведенные на мышах, подтвердили, что такое частично партеногенетическое развитие действительно возможно. Ясно, что события, определяющие этот эффект у человека, могут происходить в очень узком временном интервале и определяются крайне маловероятным стечением обстоятельств, так что описанный феномен — редчайший в медицинской практике. Из глубин космоса «CERN Courier», 1995, v.35,№8,pJl «Из бездны Вечности, из глубины Творенья...» — эти слова из стихотворения Аполлона Майкова хорошо отражают суть очередного достижения астрономов: с помощью 10-метрового телескопа на Гавайях и 3,5- метрового в Чили (он сделан по новейшей технологии, с широким применением электроники для обработки сигналов) впервые удалось увидеть галактику, свет от которой шел до нас около 10 млрд. лет. До этого столь удаленными и столь юными — сформировавшимися всего через 5—10 млрд. лет после Большого взрыва — видимыми объектами были квазары. Именно изучая спектр излучения одного из таких квазаров, астрономы заметили в нем линии поглощения водорода, а также углерода, кислорода, алюминия и серы. Но ведь известно, что только ядра водорода и гелия появились в момент Большого взрыва, а более тяжелые ядра были синтезированы в звездах. Огромное красное смещение этих спектральных линий говорило о том, что содержащее тяжелые элементы облако ненамного моложе Вселенной. И вот породившую такие ядра галактику смогли разглядеть. Это открытие говорит о том, что к тому времени звездная эволюция продвинулась достаточно далеко. Кстати, США будут финансировать проект вывода на околоземную орбиту комплекса приборов для изучения космических лучей, в частности поиска антиматерии внегалактического происхождения. В него войдут трехтонный магнитный спектрометр, черенковские счетчики и другие детекторы. Руководит проектом лауреат Нобелевской премии С.Тин г, а участвовать в подготовке экспериментов будут 37 университетов и лабораторий США, Западной Европы, России, КНР и Тайваня. В апреле 1998 года космический «челнок» выведет приборы на орбиту и примерно через сто часов возвратит их обратно. Доработанный по результатам этого пробного запуска комплекс снова запустят в космос в 2001 году, где его присоединят в качестве одного из модулей к международной космической станции (к тому времени она уже должна быть создана). После трехлетней работы приборов на станции их планируют опять вернуть в руки землян (там же, р.8). А пока данные, полученные на японском научном спутнике ASCA (Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics), подтвердили гипотезу, что присутствующие в космических лучах электроны с очень высокой энергией — порядка 1014 jB — действительно возникают после взрывов сверхновых. Наблюдая за быстро расширяющимся остатком сверхновой SN 1006 (ее взрыв описали астрономы в 1006 году н.э.), удалось выявить во фронте ударной волны рентгеновские лучи, являющиеся синхротронным излучением. Оно обусловлено ускоренными до огромных энергий электронами, движущимися в межзвездном магнитном поле (НЖоуата et aL, «Nature», 1995, v.378, p.255).
НОВОСТИ НАУКИ Атомы при свете лазеров Известно, что при прохождении потока электронов через две щели возникает интерференционная картина. Она появляется и в том случае, когда электроны летят поодиночке, то есть каждый из них проходит как бы сразу через обе шели и интерферирует сам с собой; в этом проявляется волновая природа материи. Теперь физики из Рочестер- ского университета (штат Нью-Йорк) осуществили подобный эксперимент с одним электроном, занимающим внешнюю орбиталь в атоме калия. А вместо щелей использовали пикосе- кундные импульсы света от лазера, направленные на пучок атомов. С помощью системы зеркал лазерный импульс расщепили на три части, первая из которых перевела электрон в возбужденное состояние: он перешел на сильно вытянутую эллиптическую орбиту (с максимальным удалением от ядра примерно 0,5 мкм). Через определенный промежуток времени, необходимый для того, чтобы соответствующий электрону волновой пакет прошел ровно пол-орбиты, вторая часть импульса лазера создает на той же орбите второй волновой пакет, так что оба пакета начинают двигаться по ней вместе. В соответствии с законами квантовой механики пакеты в поле кулоновских сил ядра будут расплываться и интерферировать. Важно, что, слегка изменяя величину задержки второго импульса относительно первого, можно добиться того, чтобы оба пакета объединились в один. А зондирует состояние электрона третья часть импульса, взаимодействуя с его волновым пакетом каждый раз. как тот проходит вблизи ядра. Ученые уже научились удерживать в ловушке единичные атомы. Теперь они пытаются управлять поведением отдельных электронов в них. А так как химические свойства атомов определяет состояние их внешних электронов, то такая техника позволит контролировать и химические превращения. Кроме того, подобные эффекты, по- видимому, можно будет использовать в квантовых компьютерах (M.Noel, C.Stroud, «Phys. Rev. Lett.», 1995, v. 75, p. 12521 Физики из Колорадского университета показали, что луч лазера может транспортировать атомы по полому стеклянному волокну. Исследователи сфокусировали свет от лазера на внутреннем отверстии волокна, введенного в наполненную атомами рубидия камеру. Если частота света чуть меньше частоты поглощения атомов, то фотоны, попадая в полость волокна и отражаясь от его внутренних стенок, толкают атомы вперед. Так удалось переместить их на 3 см, даже когда волокно было слегка изогнуто. При низких температурах длина дебройлевской волны атомов станет сравнимой с диаметром канала (сейчас он равен 10 мкм, но, вероятно, его удастся уменьшить) и атомы будут распространяться как волны. Если волокно разделится на две ветви, то волна тоже расщепится; потом обе части ее можно соединить, так что они будут интерферировать. Значит, по аналогии с волоконно-оптическим интерферометром можно создать воло- конно-атомный. Кроме того, пока атомы движутся по прозрачному волокну, на них можно воздействовать светом другого лазера, и тут открываются возможности для интересных экспериментов. Не исключено также, что этот метод доставки нужных атомов в нужное место найдет применение в микроэлектронике (M.J.Renn et a I., «Phys.Rev. Lett.», 1995, v. 75, p.3253). Платина и ДНК P.M.Takahara et al., «Nature», 1995, v.377, p.649 В 60-е годы американец Б.Розенберг изучал влияние электрического поля на рост бактерий E.coli. В своих опытах он использовал платиновые электроды — просто потому, что этот металл считался химически инертным. В его установке бактерии прекращали делиться, и, к своему удивлению, Розен- берг выяснил, что за эффект ответственно не электрическое поле, а платина электродов, хлористый аммоний в клеточной среде и свет, спо-
НОВОСТИ НАУКИ собствующии образованию диамминдихлороплатины (ДДП). Цис-изомер ДДП (его назвали цисплатином) прекращал деление E.colU а также препятствовал росту пересаженных мышам опухолей; его стали применять при лечении некоторых видов рака. Транс-изомер не оказывал такого действия: H-N CI H-N CI х ж H3N CI CI NH3 Цис-ДДП Транс-ДДП Хотя оба изомера этого простого координационного соединения, не содержащего ни одного атома углерода, были получены еще в прошлом веке, такое различие в их биологическом действии стало загадкой. Дальнейшие исследования показали, что ДДП связывается с ДНК, причем ^нс-изо- мер сшивает два последовательных основания-гуанина одной из цепей ДНК (оба атома хлора замещаются атомами азота оснований). А транс-изомер, поскольку атомы хлора в нем более удалены друг от друга, сшивает более отдаленные основания внутри цепи или между цепями. И в том и в другом случае ДДП блокирует репликацию ДНК. Почему же транс-изомер неэффективен как противораковое средство? В рассматриваемой статье рентгеноструктурщики из Массачусетсского технологического института и Гарвардской медицинской школы проливают свет на этот вопрос. Они с разрешением 0,26 нм расшифровали структуру комплекса цисплатина с отрезком двухцепочечной ДНК длиной в 12 пар оснований. Из-за присоединения молекулы цисплатина к середине отрезка ДНК двойная спираль сгибается на 45° и значительно изменяет свою конформацию. А почти такое же изменение ее геометрии наблюдают, когда с ДНК связывается белковый домен из 80 аминокислот, присутствующий во многих хромосомных белках. Поэтому комплекс ДНК с цис- ДДП облегчает присоединение белка, а тот мешает провести репарацию поврежденной ДНК. Именно это и определяет цитостатическое действие цисплатина. Полагают, но строго еще не доказали, что транс-ДДП по- иному искажает форму ДНК, так что раковым клеткам удается залечить повреждение своей самой главной молекулы. Профессор МГАТХТ — доктор РТУ Рижский технический университет присвоил звание доктора honoris causa профессору Московской государственной академии тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова, заслуженному деятелю науки и техники России Анатолию Владимировичу Нетушилу. Так отмечены его полувековое плодотворное сотрудничество с латвийскими электротехниками и заслуги в подготовке научных кадров. А.В. Нетушил, которому уже за 80, — автор многих учебников и монографий по теоретическим основам электротехники и автоматического управления (некоторые из них переведены на иностранные языки). Он занимался также проблемами электрохимии и историей науки. В своем выступлении на торжественном заседании сената Университета новоизбранный почетный доктор, которому вручили диплом под номером 11 и медаль, сказал, что научные связи между российскими и латвийскими учеными имеют славные традиции, возраст которых измеряется веками, и они должны продолжаться и укрепляться. Кстати, присуждаемую в США премию Чарлза Старка Дрейпера за достижения в технических науках D00 000 долларов) поделили 85-летний Джон Пайерс из фирмы AT&T и 69-летний Гарольд Розен из Hughes Aircraft за основополагающие работы по созданию спутников связи, ставших ключевыми элементами глобальных телекоммуникационных сетей. Пайерс разрабатывал систему Telstarl, а Розен — первый спутник с геостационарной орбитой («Science», 1995, v.270, р.35). Подготовили В.БЛАГУТИНА, Л.ВЕРХОВСКИЙ
*■•*.- "'"b^ *4jr> '•
Самоубийство или прогресс? БЕСЕДА С В.В.НАЛИМОВЫМ Кандидат фшюлогических наук В.А.ДОЛИНСКИЙ Есть люди, притягательная сила которых необъяснима. Их духовная мощь, мужество и стойкость перед лицом жестоких испытаний поражают даже их врагов и гонителей, настораживают обывателей, а сопричастных Духу заставляют преклонить колени... В прошлом году Василию Васильевичу Налимову — математику и философу, доктору технических наук, профессору Московского университета — исполнилось 85 лет. Автор оригинальной философской концепции вероятностно ориентированного видения мира и вероятностной модели сознания, Налимов считает, что философия должна бросить вызов современной технизированной культуре и освободить ее от одряхлевших механистических представлений, ведущих цивилизацию к катастрофе. Многие публикации Налимова переизданы за рубежом, а три монографии вообще не увидели свет в своем отечестве. «Величие человека измеряется величием тайн, которые его занимают или перед которыми он останавливается», — эти слова М.Метерлинка Василий Васильевич Налимов приводит в книге своих воспоминаний «Канатоходец». Другое ее название — «L'epave» — обломок судна после кораблекрушения. «Ураганным ветром все размело. Остались только обломки от кораблекрушения... А я, уцелевший в этой буре, вышел на берег... на канат... Я все время пытался начать диалог, не откладывая и не прекращая усилий.» В век жестокий и обильно политый человеческой кровью, в стране, где сталкивались насмерть сурово противоречивые течения мысли, Налимов отстоял себя, свое достоинство, свободу духа — не сдался, не сломился, не предал друзей. До ареста в 1936 году он был связан с движением мистического анархизма. Он прошел тюрьмы, колымские лагеря, ссылку. Человек широчайшего, поистине универсального кругозора, глубокого и ясного ума, исполненный достоинства и духовной свободы, он всегда открыт к диалогу, распахнут для восприятия всего неортодоксального, неведомого. Но услышан ли он соотечественниками? Сегодняшнее поколение молодых — жертва духовной стерилизации нашего общества, — внимает ли оно выстраданному слову мыслителя? Откроет ли его книги? Только за последние два года вышли в свет книги В.В.Налимова: «В поисках иных смыслов» (М., 1993), «Канатоходец. Воспоминания» (М., 1994), «На грани третьего тысячелетия» (М., 1994) и «Реальность нереального» (в соавторстве с Ж.АДрогалиной, М., 1995). В них ставится вопрос о неизбежности «трансмутации» одряхлевшей культуры наших дней, говорится о подготовке общества к восприятию и созданию новой, духовно ориентированной культуры, о необходимости обновления духовного потенциала человека. На примере своей жизни автор рассуждает о праве человека оставаться самим собой, о свободе духа и достоинстве личности. Налимов размышляет об этике, о ненасилии, о терпимости, о материи и сознании, о жизни и смерти.
...Мы беседуем с Василием Васильевичем в его заполненной книгами светлой квартире на окраине Москвы. Первый мой вопрос к профессору Налимову — конечно, о науке. В ваших книгах высказана крамольная для ученого мысль, что рациональная наука в каких-то своих глубинных основах себя исчерпала, что она представляет собой всего лишь одну из форм — причем преходящую форму — культуры. Как вы считаете, найдет ли наука основания для дальнейшего развития? Каково ее место в будущем? Вы знаете, на этот вопрос очень трудно сейчас отвечать. Да. наука позволила создать технику. Техника разрушает человека, разрушает общество. Собственно, если экстраполировать то, что сейчас происходит, то гибель человечества неизбежна. Я не хочу сказать, что она непременно будет, потому что экстраполяция — не прогноз. Это есть некое суждение о том, что будет, если ничего не изменится. Если пойдет дальше так, как идет, то, конечно, мы приходим к катастрофе. Чего не смогла сделать наука? Наука не смогла понять природу человека. И этому человеку, природу которого она не понимает, наука дала страшные силы. Эти силы становятся разрушительными. Катастрофически разрушительными. Если еще в прошлом веке кто-то из русских эсеров стрелял из револьвера, то это — ничто по сравнению с тем, что можно делать сейчас: незаметно подготовить взрыв, и сотни, тысячи людей могут погибнуть! А завтра что будет? Государство теряет способность регулировать поведение общества. Есть много различных признаков того, что мы идем к тупику. Один из них — слишком большая сила, которой овладел человек. Другой — рост внутренней напряженности в обществе, рост наркомании, числа самоубийств... Все это тривиально и общеизвестно. Но все это — то, с чем наука не справляется. Наука не дает ответов человеку. И человек начинает искать решение сам. Этим решением оказываются грандиозные взрывы, этим решением оказываются самоубийства. Наука поставила общество в критические условия, общество подошло к границам своего существования под влиянием техники, созданной наукой. Это очевидно. А в более узком смысле? Если взять науку как сообщество ученых, как совокупность строго ограниченных дисциплин, областей знания? Существует ли здесь кризис? И если существует, то разрешим ли он? Кризис, конечно, существует. Есть много аспектов этого кризиса. Непонятно, какой считать самым главным. Есть одно удивительное обстоятельство. Сейчас мы начинаем понимать, что имеем такое представление о мире, какое свойственно нам. А насколько оно соответствует реальности? И что такое реальность? Ответа на этот вопрос нет. Регулирует мир число. Числовые значения констант входят в фундаментальные физические уравнения и, таким образом, определяют особенности устройства нашего мира. Но число — не физическая субстанция, а семантическая! Значит, что же, существует семантическое начало, которое регулирует физический мир? Позвольте, а как это может быть? Как это могло получиться? Если это так, то мы должны признать, что в мире существует какое-то сознание, которое этим числом оперирует. В самом деле, без наблюдателя числа нет. Вот стоит один стул, другой стул. Но двух стульев нет. Два стула есть тогда, когда мы сидим здесь. Без нас есть один стул, один, еще один и еще один, и больше ничего. А сколько мы знаем сейчас о том, что такое число? Если Кант говорил, что мы воспринимаем мир через пространство и время, которые являются априорными категориями, то я бы сейчас добавил туда еще и число. И еще спонтанность — непредсказуемость изменений. Пространство, время, число и спонтанность — это в мире существует? Или все это мы придумали? Мы не задумываемся над этим вопросом. Может быть, надо признать, что вся позитивная наука, как она сложилась за три минувших века, была построена на принципе противопоставления объекта и наблюдателя, декларировала объективность и абсолютность истин, ориентировалась на мир без человека и его психики, на мир, существующий сам по себе? Да, проблема наблюдателя сейчас стоит очень остро. Есть еще один вопрос, относящийся сюда. Ницше где-то коротко сформулировал удачную мысль о том, что мы сначала логизировали мир, а потом стали его таким воспринимать. Что значит — «логизировать» мир? Логика — это опять же семантическое начало, а не физическое. Так что мы живем в какой-то очень искусственно созданной системе представлений.
Сегодня в моде «когнитивные» науки — науки о структуре нашего сознания. В их основе — попытка схематизировать наши представления о процедуре накопления, хранения, использования человеком знании. Не является ли такая схематизация, алгоритмизация познавательных процессов очередной метафорой искусственного интеллекта? Компьютер стал теоретической метафорой разума, помогающей нам понять природу нашего сознания, выделяя в нем особые, чисто человеческие формы иррационального, недоступные машинному мышлению. Компьютеры творчески бессильны: они не видят снов, не обладают фантазией, у них нет личности и, следовательно, внутренней свободы — они не могут любить, не имеют совести. Компьютерным по своей сути становится и запрограммированное общество. В нем нет творческого начала, нет боли, а значит, и ответственности. Энергия тоталитарного общества обретается через рационально формулируемые лозунги. Когда они теряют силу, начинается, как у нас, массовый поиск чародеев-квазиучителей с диетами, ритуалами, упражнениями. Потому что тоталитаризм всегда, по сути дела, оккультен. В нем реализуется демоническая идея изъятия человека из сферы иррационального. Искусственность, «логизированность» представлений — это род метафор, положенных в основание научных теорий... И физические теории становятся все более и более метафоричными. Скажем, такой вопрос: происхождение Вселенной. На основании чего можно говорить, что Вселенная произошла? Да, это древнее представление человека. Почему был придуман Бог? Потому что человек древности понимал: реально то, что имеет причину. А как сделать, чтобы у мира была причина? Для этого нужен был Бог. Появился Бог — появилась космогония. И космогония нашла физическое соответствие этим представлениям — некий первичный взрыв. А может быть, просто нелепа сама по себе постановка вопроса? Есть все как есть. Почему обязательно мир должен иметь причину? Это — логика. Это опять мы навязываем миру то, что нам нужно для того, чтобы признать этот мир реальным. По-видимому, если существует временная ось координат, то на ней где-то должен существовать ноль. Временная ось — это чисто человеческое построение. Опять человеческое. И нет ничего, что «должно быть». Это все — логика. Мы придумали время, а из этого следует, что у времени должно быть начало. Может быть, нет никакого начала? Задаваясь подобными вопросами, мы ищем ответа, не замечая посылок, обосновывающих само спрашивание. Когда мы задаем вопрос, мы всегда имеем утверждающую часть. И вот она здесь оказывается произвольной! Мы утверждаем, что мир логизирован, что мир должен быть создан, иначе он не является реальностью. Но это — утверждение. Скрытое утверждение в вопросе. Каждый серьезный вопрос имеет утверждающую часть. Он бессмыслен без утверждающей части. Собственно, чем занимается наука? Она задает вопросы, основываясь на некоторых утверждающих предпосылках, которые не формулируются, потому что кажутся самоочевидными. Толкование появляется тогда, когда рождается сомнение. А когда есть априорная вера, тогда мы не задаемся вопросами... Кант говорил о пространстве как об априори заданной нам форме восприятия. Интересно, что сначала наука не восприняла мысль Канта. А ведь современная наука подтвердила кантов- скую мысль. Потому что пространство задается геометрией, а геометрия может быть различной. И тогда ясно, что это свойственно человеку. Какое реально существует пространство? Какой размерности? И еще можно много вопросов задать... Вопросы, возникающие по отношению к науке, так или иначе становятся вопросами собственно философскими. Вот! Трагедия науки заключается в том, что она не восприняла философию. А трагедия философии — в том, что она не могла показать науке собственную значимость Но ведь тогда это — проблема всей нашей культуры. Один из существенных симптомов упадка нашей культуры заключается в том, что никто ее не знает как нечто целое. Каждый знает какой- то ее фрагмент и его защищает, не считаясь ни с чем другим. Если культура разнесена по отдельным «сусекам», она не работает. Мы живем в культуре, в которой невозможно дейст-
вовать, отсюда нищета мировоззрения. Религия сегодняшнего дня не может быть легко совместима с наукой. В целом она закрыта для свободного творчества, над нею довлеет незыблемое прошлое. Наука же в своем творческом порыве легко отказывается от того, что еше совсем недавно казалось непоколебимым. Новые западные теологи не находят пути для встречи с современной наукой и философией. Но есть трагическая дефектность и у науки. Хотя в науке также есть традиция — она-то как раз и допускает свободный выбор. Есть и вера — вера в силу свободной мысли. Но нет умения глубинно переживать достигнутое знание. Нет духовного, морального возрастания от вновь полученного знания. И хотя новые, мировоззренчески звучащие идеи приходят из науки — математики, физики, космогонии, — они не получают глубокого философского освещения... По-видимому, настало время менять систему образования. Университет, как свидетельствует само это слово, должен готовить не узких специалистов, а широко образованную интеллигенцию, культурных людей. Сейчас говорят: вот, мол, на естественных факультетах университетов надо ввести гуманитарные науки... Почему только гуманитарные? А может, еще и философию, религиоведение, психотерапию. Университет должен возродиться в новом качестве — для объединения, собирания культуры как целого. Тогда-то и появятся учителя для школы, политические деятели, способные мыслить. Настало время создать Вольный Университет человека будущей культуры. Самым существенным в этом университете будет, конечно, попытка показать, как иррациональное может совмещаться с рациональным. Нельзя продолжать жить в расщепленности этих двух начал, которую все еще пытается отстаивать дряхлеющая парадигма нашей культуры. Развиваемый нами подход оттирается на медитационную практику, иррациональную в своей основе, поскольку в медитации человек выходит за пределы привычных причинно-следственных связей, представлений о пространстве и времени, смысловых шаблонов сегодняшней культуры... Но эти предложения не находят отклика. Может быть, они звучат слишком утопично? Мой постулат (а он, по существу, не мой, а Платона) состоит в том. что изначально существуют смыслы. Говорят, что этот постулат принять нельзя. Но не приняв его, ничего нельзя сделать! Должна появиться возможность новой, объединяющей парадигмы в науке, основанной на принципе дополнительности... Логичность и метафоричность — это две дополняющие друг друга составляющие текста. И дальнейшее развитие языковых средств должно идти в направлении углубления языковой дополнительности. Но метафоричность в науке всегда оставалась на положении пасынка, которого старались не замечать... Если принять мой подход, надо было бы все преподавание в университетах изменить. А как это можно сделать? В книге «Реальность нереального» вы приводите удивительные стихи К.Хетагурова: «Весь мир — мой храм, Земля — моя святыня, Вселенная — отечество мое». Подобное мирочув- ствование было знакомо и гениальному поэту Н.Заболоцкому: Не я родился в мир, когда из колыбели Глаза мои впервые в мир глядели, — Я на земле моей впервые мыслить стал, Когда почуял жизнь безжизненный кристалл, Когда впервые капля дождевая Упала на него, в лучах изнемогая. Я не только верю во множественность воплощений, а знаю, что уже не раз посещал Землю. Наша обветшалая и измельчавшая культура сможет подойти к иным возможным формам бытия только через понимание того, что есть «жизнь — смерть». Только через новое мировосприятие можно будет преодолеть кризис, нарастающий на наших глазах. А если нет — что ждет человечество? И все же зло эфемерно. Оно приходит и уходит, порождаемое глупостью и невежеством людей. Я думаю, долг духовно озаренного человека — активно участвовать в создании культуры, отвечающей запросам наших дней. Но культура — это духовная терапия. Она действует только тогда, когда есть согласие, взаимное понимание, терпимость, открытость новому. Хочется думать, что разойдутся сгустившиеся тучи...
Концерт дня левой руки с оркестром Б.Е.ЖВИРБЛИС Для одного талантливого пианиста, потерявшего правую руку, французский композитор Морис Равель написал замечательный концерт, который до сих пор с успехом исполняют выдающиеся двурукие виртуозы — естественно, только одной левой рукой. Пианист для этого действительно должен быть выдающимся виртуозом, потому что, слушая концерт Равеля с закрытыми глазами, ни за что не догадаешься, что весь этот фантастический водопад звуков рождается всего лишь пятью пальцами слабой и обычно неуверенной левой руки. У большинства людей левая рука уступает правой, потому что ею управляет правое полушарие головного мозга, ответственное, как считают некоторые нейрофизиологи, не за строгие формально-логические операции и точную координацию движений, а за ассоциативное, творческое мышление, не поддающееся механизации. А вот левое полушарие — нечто вроде компьютера, руководствующегося лишь двузначной логикой «да — нет». Но между левым и правым полушариями нет антагонизма — мозг представляет собой единое целое, что и позволяет сознанию нормального человека гармонично воспринимать окружающий мир. Люди же с расщепленными полушариями (например, в результате операции) представляют особый интерес лишь для психиатров. Современная человеческая культура напоминает, к сожалению, человека с расщепленным сознанием. У нее гипертрофированно развито левое полушарие, создавшее науку и технику, а правое полушарие, создавшее искусство, мораль и религию, функционирует почти самостоятельно и стремительно атрофируется. Спрашивается, возможно ли слияние в единое целое этих вроде бы антагоничес- ких элементов? Вот лейтмотив всех философских сочинений математика и физика Василия Васильевича Налимова. В начале своей последней книги «Реальность нереального», написанной в соавторстве с Ж. А.Д рогали ной, Налимов утверждает, что «физика в своем развитии научила нас тому, чтобы непонятное объяснять понятным образом через еще более непонятное». А к главе «Семантический вакуум как аналог вакуума физического» в качестве эпиграфа приводит загадочный дзеновский коан: «Обладает ли пес природой Будды?». Коаны — это странные вопросы, которые задают желающим приобщиться к восточной философии путем медитации, полного отстранения от пространства и времени, составляющих основу западной науки. Но действительно ли между западной научной логикой и восточной философией лежит непроходимая пропасть? На коан о псе и Будде логическим ответом должно быть вроде бы категорическое «нет», но дзеновская суть этого «нет» заключается в «ничто», потому что «нет» и есть отсутствие чего бы то ни было. Кстати, другим логическим ответом на тот же самый коан может быть и «да» (вариант, почему-то не предусмотренный Налимовым), потому что в дзеновской интерпретации и «да» означает «все». Налимов утверждает, что люди способны понимать друг друга лишь вследствие того, что язык имеет вероятностный характер, что используемым словам придается неоднозначный, размытый смысл. На первый взгляд это утверждение кажется парадоксальным. Но вот пример из физики: если бы передатчик информации работал на строго монохроматической волне, а приемник мог бы принимать тоже только строго монохроматический сигнал, то передача информации оказалась бы невозможной. При нулевой ширине спектра сигнала передатчика и нулевой ширине полосы пропускания приемника вероятность точной настройки была бы равна нулю! Полное единомыслие (и то лишь теоретически!) возможно лишь в мире автоматов... Философ по призванию, математик и физик по образованию, Налимов кажется противоречивым. Он и язычник, и христианин; в то же время представитель любой конфессии сочтет его еретиком. Он отрицает чудеса, но верит в переселение душ, в реинкарнацию; и ученый, и мистик назовут его обскурантом — правда, вкладывая в это слово противоположный смысл. Но все дело лишь в том, что Налимов рассматривает всю человеческую культуру как единое целое, как единое и непрерывное поле смыслов — семантический вакуум, из которого делает свободный выбор, руководствуясь только своими внутренними убеждениями. К такой же свободе мысли он призывает и все человечество. Сочинения Налимова — нечто вроде собрания коанов. Почему физика научила нас тому, чтобы непонятное объяснять понятным образом через еще более непонятное? На этот вопрос нет логически обоснованного научного ответа. Ответ заключается в дзеновской формуле «все есть все»: исчерпывающе объяснить мир может только знание, гармонично включающее в себя все элементы человеческой культуры — искусство, мораль, религию и даже магию. К такому синтетическому знанию и призывает Налимов в своих философских трудах. Жаль только, что, подобно пианисту, исполняющему концерт Равеля, он не имеет не только поддержки правой руки — рационально мыслящего научного сообщества, но и оркестра — всего человечества. Утешает лишь одно: эта левая рука звучит столь мощно, что рано или поздно заставит звучать весь ансамбль.
Антивещество, о возможном существовании которого так долго говорили физики и писатели-фантасты, наконец получено. В конце прошлого года в лаборатории ЦЕРНа из антипротонов и позитронов (то есть антиэлектронов) удалось слепить девять атомов антиводорода, которые почти мгновенно аннигилировали, соединившись с атомами обыкновенного вещества (см. «Химию и жизнь», 1996, №4—6). Значит, действительно могут существовать антимиры, населенные по преимуществу левшами, тела которых построены из антимолекул и антиатомов, где время течет вспять и где наше вещество встречается столь же редко, как и антивещество в нашем мире? Но где находятся эти антимиры? Просто очень-очень далеко от нас? Или в каком-нибудь таинственном параллельном мире? Если в московской квартире вы потеряли какую-нибудь вещь (скажем, очень нужную пуговицу), то не отправитесь на ее поиски во Владивосток. Руководствуясь здравым смыслом, вы станете искать ее дома, заглядывая под все шкафы и диваны. Правда, даже самый тщательный поиск может не дать результата, но вы не сделаете из этого вывод о том, что пуговица переместилась в какое-то иное пространство: скорее всего, вы допустите, что ее слопал ваш любимый пес. Исчезнувшая пуговица находится не рядом, а внутри, как бы приняв образ собаки. Так может быть, и антимиры находятся не где-то «рядом», а где-то «внутри»? Тогда вопрос заключается только в том, как они выглядят, эти антимиры. Несколько десятилетий назад наш соотечественник академик М.А.Марков высказал гипотезу, которая считается настолько сумасшедшей, что его коллеги из деликатности до сих пор хранят корпоративное молчание. Согласно Маркову, каждый электрон представляет собой целую Вселенную, внутри которой есть свои частички вещества, а вся наша Вселенная, в свою очередь, представляет собой частицу вещества какого-то гигантского внешнего мира. Такие частицы (названные Марковым «фрид- монами» в честь А.А.Фридмана, предложившего в 1922 году модель замкнутой Вселенной) вложены друг в друга подобно матрешкам. По современной терминологии такая конструкция называется фрактальной: в ней каждая часть (электрон) равна целому (Вселенной), и так до бесконечности — и в глубь, и в ширь. Подобный образ (в 1922 году!) вдохновил поэта Валерия Брю- сова, написавшего стихотворение «Мир электрона»: Быть может, эти электроны — Миры, где пять материков, Искусства, знанья, войны, троны И память сорока веков! Еще, быть может, каждый атом— Вселенная, где сто планет; Там все, что здесь, в объеме сжатом. Но также то, чего здесь нет. Их меры малы, но все та же Их бесконечность, как и здесь; Там скорбь и страсть, как здесь, и даже Там та .же мировая спесь... Но вот проблема: электрон мы считаем плотной частицей вещества, а плотное вещество занимает лишь ничтожную часть
1 * ? :>:" объема Вселенной. Если гипотеза Маркова верна, то наша Вселенная, состоящая в основном вроде бы из неощутимой пустоты, должна представляться «извне» тоже плотной частицей. Из этого следует, что физическое пространство («физический вакуум») должен быть столь же материальным, как и вещество, но все же чем-то от него отличаться. Чем же именно? Примерно в те же годы, что и Марков, другой наш академик, А.В.Шубников, высказал мысль, вообще не обратившую на себя особого внимания и сейчас фактически забытую. А именно, что пространство, в котором находится вещество, представляет собой как бы его материальный слепок (по терминологии Шубникова. вешество и пространство антисимметричны). Крайне популярно это можно пояснить так. Припишем отрицательному заряду белый цвет, а положительному — черный. Если на правую руку белого человека надеть перчатку, черную снаружи и белую внутри, а потом эту перчатку вывернуть наизнанку, то она станет черной внутри и белой снаружи и надеть ее можно будет уже только на левую руку. Но для того чтобы симметрия полностью сохранилась, это должна быть.,, рука негра. То есть по Брюсову—Фридману— Маркову— Шубникову получается так, что если электрон считать частицей, то его «внутренний» мир состоит из античастиц и должен называться антимиром, а на границе раздела фаз «вещество—физический вакуум» образуется как бы двойной электрический слой. В свою очередь, наша Вселенная, состоящая из частиц, в целом представляет собой античастицу по отношению к «внешнему» миру — и так далее, до бесконечности, потому что поверх одной перчатки можно надеть и вторую, и третью... Так что в поисках антимиров далеко ходить не следует: они и внутри, и вне нас. Как говорил колдун Пацюк кузнецу Вакуле, не надо искать черта тому, у кого черт за спиной. А что касается опытов, выполненных в ЦЕРНе, то это яркий пример того, как любопытство ученых успешно удовлетворяется за счет налогоплательщиков... В.Е.ЖВИРБЛИС -Ег элемент ЗарфШаЩфовтю рождение сощяд пиффого на авщФйя элемент* ffop$eib0c&ti сиЯШт. В начале 1996 г. в Дармштдлте, в лаборатории тяжелых ионов, меадународная группе под руководством Петера Амбрустера обнаружила 112-й элемент Периодической системы элементов. («CERN Courier*, 1996, апрель) Это самый тяжелый из известных иа сегодня элементов с атомным весом 277. Его открытия ждали дапно. Вместе с немецкими физиками в международной группе первооткрывателей трудАтсн ученые из России, СловМии, Фиямндии. Дедтождан- ный 112-й рождался в столкновении ускоренных понтер цинка ро свинцовыми ядрами мишени. Редкий процесс слияния ядер цинка и свинца мог произойди при строго определенной скорости налетающего ядря цинка. Несколько недель ускоритель обстреливал мишень, на нее обрушивались миллионы миллиардов ядер цинка, и лишь один единственный раздксЬершдентаторам удалось заметить рождение ядра 112-го элемента. По своде^фОмДО^^црствгцтю&ьтй элемент До/гжЪн был* тУжвиырт братэдгиЗДса, кад- Mirftfti ртэ*н. 2р в JbwW сгсфгнх* anecftfofe, 4КАвдП|&*а£ил ея t ] ж^нДф-он | 116-J0 cMjb альфа* вереиЙЬаб: ле* юттгмен' ijpngpoM 100. роАмы, чт< та. I10-ft и Ш-
Атом и одиночество в толпе Профессор Е.М.ГЕРШЕНЗОН Сто одиннадцать лет назад, в 1885 году, И.Я.Бальмер разработал метод атомной спектроскопии, с помощью которого была установлена структура «кирпичика мироздания». Модель Резерфорда—Бора и основные квантово-механические представления об устройстве атома окончательно сложились в 20-х годах нашего столетия. Сейчас при исследованиях атомов устанавливают тонкие детали спектров излучения и поглощения, особенности заполнения электронных слоев и возбужденных состояний, взаимодействия атомов, воздействия на них электрического и магнитного полей. Полезно знать, как устроены кирпичи мироздания. Если мы хотим узнать, как атомы влияют друг на друга и как влияют на них поля, надо изучить, в частности, изолированные одиночные атомы. То есть атомы в условиях, когда нет полей и нет других атомов. Современная экспериментальная техника действительно позволяет исследовать одиночные атомы, но при этом на них приходится воздействовать настолько сильными полями (достаточными для ионизации), что изолированным такой атом назвать уже нельзя. Поэтому исследуют большие количества атомов, однако в условиях, когда они настолько слабо взаимодействуют между собой, что ведут себя как изолированные и одиночные. АТОМЫ В ПУСТОТЕ При переходе электрона в возбужденное состояние размер атома растет пропорционально квадрату главного квантового числа п, а энергия ионизации атома уменьшается пропорционально п2. До каких значений п может •г&Р ^■•^М:'-
существовать атом, а значит, сколь велики могут быть его размеры и сколь малые кванты энергии могут испускаться или поглощаться при переходах электронов между высокими возбужденными состояниями? Никаких запретов принципиального характера здесь нет —переход электрона возможен на все более высокие уровни. Но есть несколько причин, ограничивающих возможность и существования сколь угодно высоких возбужденных состояний атома, и их наблюдения. Во-первых, энергетический уровень атома не бесконечно узок. У каждого уровня есть ширина, обратно пропорциональная времени жизни атома в соответствующем состоянии. В обычных условиях время жизни электронов в высоких возбужденных состояниях атомов очень мало (менее 0,01 не), что приводит к значительной ширине уровней («естественной ширине линий»). Время жизни атомов в тех или иных состояниях ограничивается воздействием на них излучений, столкновений атомов между собой и другими частицами. Чем плотнее газ, чем выше в нем давление, температура, тем меньше время жизни и шире линии. Во-вторых, атом движется. Разные атомы имеют разные скорости, возникают различные смещения частоты регистрируемых линий поглощения или излучения (эффект Доплера). Это приводит к расширению наблюдаемых линий. В-третьих, если рядом с возбужденным атомом некстати оказывается заряженная частица, то энергетические уровни атомов расщепляются (эффект Штарка), и при хаотическом движении атомов тоже возникает уширение линий. Штарковское уширение должно увеличиваться с ростом п, так как возрастает вероятность прохождения заряженных частиц рядом с увеличившимся в размерах атомом. Наблюдение спектральных линий высоковозбужденных атомов — задача сложная. Каждому уровню соответствует своя серия линий, возникающих при переходах между этим уровнем и вышележащими. Трудности продвижения экспериментальных исследований в этой области спектроскопии иллюстрируются хотя бы тем, что вслед за сериями Лаймана. Бальмера и Пашена, исследования которых предшествовали теории атома Бора, линия в серии Пфунда на волне 7,46 мкм (инфракрасный диапазон волн) была обнаружена в спектре водорода через 11 лет после опубликования постулатов Бора, а линия в серии Хамфри на волне 12,3 мкм — лишь через 40 лет. Если рассматривать все большие п, то при п>30 мы попадем из инфракрасной части спектра в область коротковолновых радиоволн — в миллиметровый диапазон, а при п>60 — в сантиметровый. Поэтому поиск высоковозбужденных атомов, во-первых, надо вести не в привычном для атомной спектроскопии оптическом диапазоне, а в радиодиапазонах, и, во-вторых, не в обычных лабораторных условиях, когда время жизни в возбужденных состояниях мало, а линии уширены, а в неких экзотических условиях. Естественное место обитания одиночных атомов — межзвездное пространство. В 1959 году Н.С.Кардашев теоретически показал, что реально наблюдение высоковозбужденных атомов с п около 100, образующихся в межзвездной среде в результате рекомбинации имеющихся в ней заряженных частиц — электронов и ионов. Во время рекомбинации электроны должны излучать кванты в радиодиапазоне. Поиск этого излучения следовало вести в направлениях туманностей. Интенсивность излучения пропорциональна произведению концентрации электронов на протяженность туманности вдоль луча зрения. Благодаря большой толщине туманностей можно было надеяться уловить сигнал, несмотря на малую концентрацию атомов. Тогда перечисленные выше причины увеличения ширины линий будут ослаблены из-за малой плотности газа в туманностях, а интенсивность станет достаточной для наблюдений с помощью чувствительных приемных устройств радиотелескопов. Больше всего в межзвездном пространстве атомов водорода. Объектами были эмиссионные туманности — галактические образования ионизированного водорода — в туманностях Омега, Орион и других. Были обнаружены радиолинии излучения возбужденного водорода, обусловленные переходами с уровня с главным квантовым числом п=90, а затем — с п=104, 109, 156, 158 и 220, а также радиолинии с п=100 для атомов Не. Исследования продолжались на все более длинных волнах, и в результате уже в декамет- ровом диапазоне были обнаружены линии углерода С вплоть до длины волны 18 м, что со-
tupacod дяинош< 733-* 732 18м 632 -* 631 11.5 m =gj^"J~ S39-*538 7.12м 429-* 427 3,56 m РИ АН УССР; 1983 РИ АН УССР; 1979 ФИЛИ. ГАИШ; 1983 ФИЛИ. ГАИШ: 1983 105-* 104 5,21 а 91-tW 3.38 a 57-* 56 8,23 мм ГАО. 1964 ФИЛИ, 1964 10 7 6 5 4 J 2 1 / ==== —'Z.'Z.'Z. ZZZI ^ i \ ■ 1 1 1 "* 7-*tf 6r+5 5-*4 4->3 3-+2 2-*l ПЗмкм 7446мкм 4.05 mkm 1.87 мкм 0.656MKM 0,121 мкм r * p u u Хамфри: 1953 Пфунд; 1924 Бржмт; 1922 Пашен: 1903 Бальмер; 1885 Лаймам: 1906 il 1 3 | ц Ц И Ыц § 3 fj Головные линии спектральных серий водорода ответствует переходу с п=732. На рис. 1 приведены более подробные данные измерений, схемы переходов и годы их наблюдения. Почему при наиболее высоких п обнаруживаются именно линии атомов углерода, а не наиболее распространенного в космическом пространстве водорода? Энергия ионизации водорода 13,6 эВ, а для внешнего электрона атома углерода — 11,2 эВ. Поэтому в областях, далеких от горячих звезд, ионизирующих водород своим ультрафиолетовым излучением, свободных электронов очень мало, и водород оказывается практически весь нейтральным. Ионов же углерода, наиболее широко представленного из элементов с меньшей энергией ионизации, хотя и мало по абсолютной величине, но достаточно для проявления линий. Вот так и было установлено, что в межзвездном пространстве атом как квантовая система может существовать вплоть до уровней возбуждения, соответствующих главному квантовому числу п около 1000, когда его линейные размеры должны быть порядка 0,1 мм (ведь они пропорциональны п2), то есть в миллион раз больше, чем у обычного атома. Такой атом уже вполне мог бы быть виден глазом. Размеры атома в основном состоянии с п=1 и в высоковозбужденном с п=1000 относятся, как диаметры горошины и Садового кольца в Москве. Заметьте, что методами космической радиоспектроскопии была решена задача исследования структуры атома. Это характерная особенность современной физики: многие проблемы микромира оказывается возможным решить только путем изучения явлений в мегамире. И наоборот. В ТЕСНОМ КРУГУ Другим примером современного исследования атомов, когда они оказываются имеющими вполне ощутимые макроскопические размеры, является, как ни странно, их изучение в определенных условиях в конденсированном состоянии вещества, например в полупроводнике при низких температурах. В германии донорной примесью являются, например, атомы сурьмы. У атома Sb пять электронов во внешней оболочке, из которых, подобно всем валентным электронам атомов Ge, участвуют в ковалентных связях с соседними атомами только четыре. Атом сурьмы, заместивший в кристаллической решетке атом Ge, ведет себя как атом водорода—его пятый слабо взаимодействующий с соседними атомами Ge электрон связан ку- лоновской силой с центральной ячейкой, состоящей из ядра и всех остальных электронов атома Sb и имеющей поэтому результирующий заряд +е. Энергия ионизации этого электрона в таком водородоподобном атоме существенно меньше, чем у обычного атома водорода, и составляет около 10 мэВ вместо привычных 13,6 эВ. Следовательно, радиус его орбиты даже в основном состоянии при значении главного квантового числа п=1 значительно больше не только размеров атома водорода, но и атомов кристаллической решетки германия, у которых энергия связи составляет около 0,72 эВ. Это позволяет в большинстве случаев не считаться ни с конкретным устройством центральной ячейки примесного атома, ни с детальным строением среды, в которой он находится. Роль кристалла Ge сводится к тому, что примесный водородоподобный атом Sb погружен в диэлектрическую среду с относительной диэлектрической постоян- 24
ной, равной 16, а его электрон ведет себя так, как будто его масса примерно в десять раз меньше, чем у обычного электрона. В такой ситуации, если бы удалось реализовать условия, когда происходят переходы хотя бы при п=10, энергия квантов составляла бы 100 мкэВ, а радиус атома — сотые доли миллиметра. Тогда при значительно меньших значениях главного квантового числа, чем для атомов в свободном пространстве, энергия переходов электрона между возбужденными состояниями соответствовала бы радиочастотам миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн. Но полупроводник — не межзвездное пространство. Казалось бы, о каком одиночестве может идти речь? Но, во-первых, примесных атомов при современной технологии производства и очистки полупроводников может быть мало. Так, для Ge при концентрации его атомов 1023 см может быть достигнута минимальная концентрация атомов Sb 1010 см3, то есть на тринадцать порядков меньшая — один атом Sb приходится на 1013 атомов кристаллической решетки. Поэтому даже для очень высоких значений п взаимодействие между самими примесными атомами полностью исключается —атомы оказываются далеко друг от друга. Воздействие тепловых колебаний кристаллической решетки на возбужденный примесный атом может быть ослаблено понижением температуры до близкой к температуре жидкого гелия. Кроме того, при столь низких температурах, когда энергия тепловых колебаний много меньше энергии ионизации любых атомов, все атомы нейтральны, свободных электронов нет вообще, а подлежащие наблюдению атомы Sb закреплены в решетке кристалла (скорость их теплового движения вокруг положения равновесия, как и у атомов Ge, достаточно мала), поэтому не проявляется ни штарковское, ни лоплеровское ушире- ние линий. В лабораторных опытах может быть использован весьма чувствительный способ индикации атомов. Он основан на том, что на исследуемый образец воздействуют электромагнитным излучением миллиметрового и субмиллиметрового диапазона волн, подбирая частоту так. чтобы квант соответствовал интересующему нас переходу. Поглощая квант энергии, электрон переходит в состояние с большим п, а затем ионизуется за счет взаимодействия с тепловыми колебаниями решетки. Такой процесс называется фототермической ионизацией. От обычного внутреннего фотоэффекта он отличается тем, что для последнего характерна нерезонансная фотопроводимость, имеющая красную границу в спектре, которая объясняется существованием минимальной энергии квантов, еше способных вызвать ионизацию атома. В данном же случае спектр оказывается линейчатым — процесс ионизации приводит к возникновению фотопроводимости образца. Индикация ведется либо по поглощению излучения образцом, либо по измерению проводимости образца. На рис.2 показан участок спектра для Ge:Sb при Т=7 К. снятый таким методом при перестройке частоты радиочастотного генератора, на рис.3— схема наблюдаемых переходов. Уступая радиоастрономическим измерениям по реализации очень высоких возбуж- 1200 100 | 80 1000 60 3 40 20\-\ L0 800 —1— X, мкм 700 600 Т ■ W^^w^^u- 1,2 14 1,6 Участок спектра фотопроводимости Ge:Sb при Т=7К, По горизонтали — энергия квантов в миллиэлектрон-вольтах, по вертикали — относительное изменение проводимости образца 2,0 Е,шВ 25
Энергетическая диаграмма спектра Sb в Ge. Слева — расчет, в центре — идентифицированные переходы, справа — обозначения уровней, полученных экспериментально. По вертикали — значения энергии переходов 0,5 Ю 1.5 2.0 ЗРо 4J5 V 2Ро * I • ■■ *1 *| * Т1 т ~ТЛ—\\— м [[I т|| illffft "тШ—HI t II -тгп—fill 1111 f 1111 ЛЛ II 5g±l 5d±l 4i1±l 3d±2 3d±3 10 E, мэВ /.v Два способа реализации искусственных атомов денных состояний, такие эксперименты обладают рядом преимуществ. Условия наблюдения атомов в этом случае не заданы космическими обстоятельствами («лопай, что дают»), а могут варьироваться. Например, можно реализовать ситуацию, обратную обсуждавшейся ранее: лабораторные опыты могут моделировать процессы, существующие только в космических условиях. Так, известно, что ряд звезд имеет сильное магнитное поля, напряженность которого достигает миллиардов эрстед. Оно кардинально изменяет спектры атомов. На Земле такие магнитные поля недостижимы. Но на примесные водородоподобные атомы, размеры которых сушественно увеличены по сравнению с обычными атомами водорода в свободном пространстве, легко реализуемые магнитные поля с напряженностью 100 кЭ воздействуют так же, как сверхполя, существующие в звездах. Исследования примесных атомов радиофизическими методами важны не только для астрофизики. С их помощью получены интересные результаты и по физике полупроводников. А ТЕПЕРЬ СЛЕПИМ АТОМ Мы настолько хорошо изучили атом, что можно поставить задачу его моделирования, не только математического, но и экспериментального. Современная технология позволяет создавать островки металла в полупроводнике. Эти островки достигают размеров в сотни ангстрем, и электроны в них проявляют удивительные особенности. Такие структуры, включенные последовательно с туннельными переходами (тонкими слоями изолятора), представляют собой искусственные атомы, чей эффективный ядерный заряд можно менять, изменяя напряжение на электродах. Подобно обычным атомам, эти малые электронные системы содержат дискретное число электронов и имеют дискретный энергетический спектр. Искусственные атомы наделены уникальной особенностью: ток через такой «атом» или емкость между электродами может изменяться на много порядков при изменении его заряда только на один электрон. Устройство, использующее этот эффект, называют одноэлектронным транзистором.
?но 2НЪ 290 295 НАПРЯЖЕНИЕ ЗА ТВОРА, мВ 3(Ю Зависимость тока через структуру рис. 4 от напряжения между затвором и истоком Рис.4 иллюстрирует два способа изготовления таких искусственных атомов. Один способ— использовать границы раздела материалов, например окружить частицу металла диэлектриком (на рисунке слева). Частица отделена от подводящих контактов тонким слоем изолятора, через который электроны по одному могут туннелировать от «истока» к «стоку» подобно тому, как это происходит в обычном полевом транзисторе (только там, конечно, электронов много). Вся структура располагается на общем электроде, называемом затвором. В другом способе использовано пространственное ограничение подвижности электронов электрическим полем в полупроводнике — арсениде галлия (GaAs). Структура показана на рисунке справа. Она, как и предыдущая, имеет в основании металлический затвор с изолятором (AlGaAs) на нем. При приложении положительного напряжения к затвору электроны собираются в слое GaAs над AlGaAs и из-за сильного электрического поля на тонкой границе их раздела энергия движения электронов в перпендикулярном границе раздела направлении квантуется. При низких температурах электроны могут двигаться только параллельно границе, и при нанесения пары электродов на поверхности GaAs структура превращается в искусственный атом. Электроны собираются в узком канале между электродами, а сужение, имеющееся в канале, отталкивает электроны и создает потенциальный барьер на концах канала. Для перехода от истока к стоку электрон должен протуннелировать через барьеры, высоту которых можно изменять напряжением на электродах. На рис.5 показана зависимость тока через такой атом от напряжения между затвором и истоком. Проводимость имеет острые резонансы с периодом по напряжению, соответствующему добавлению одного электрона к их тесной компании, собравшейся в островке. Поэтому увеличение напряжения затвора искусственного атома в некотором смысле аналогично продвижению по периодической таблице Д.И.Менделеева с увеличением ядерного заряда обычных атомов. Приведенные примеры современных исследований одиночныхатомов относятся к разным областям физики — оптике, радиофизике, астрофизике, физике полупроводников и металлов, криогенной физике. Это переплетение оправдано общей идеологией квантовой физики, которой мы обязаны пониманием устройства атома. Л итература Р.Л. Сороченко, А. Е. Соломонович. Гигантские атомы в космосе. «Природа», 1987, № 11. с.82-94. Е.М.Гершензон. Спектральные и радиоспектроскопические исследования полупроводников на еубмиллиметровых волнах. «Успехи физических наук», 1977, т. 122, вып. 1, с. 164-174. МА.Кастнер. Искусственные атомы. «Physics Today», 1993, № 1, р.24-31.
Наперегонки с природой СЛХМЕТОВ V* * t Т 0 , Ограненные природные рубины и сапфиры Почти все знают, что в «Трех мушкетерах» Дюма описал действительные события, происшедшие с подлинными людьми. Одну вольность допустил великий романист: королева Анна не дарила герцогу Бекингему алмазных подвесок. Хотела подарить, но подумала, что подобных висюлек у герцога хоть пруд пруди и через неделю ветреный вельможа забудет, которые из них подарила королева. На память о своем посещении Парижа английский министр получил более дорогой подарок — полдюжины алюминиевых ложечек из королевского чайного сервиза. Практически это был почти весь алюминиевый запас Франции. Алюминий когда-то ценился дороже золота и бриллиантов. Поэтому никто не удивился, когда химики установили состав одного из самых драгоценных камней — рубина: оксид алюминия AJ2Or Рубины, которыми украшали себя цари и короли, полностью отвечали трем основным требованиям, предъявляемым к первоклассным драгоценным камням: они были редки, долговечны и прекрасны. Природные кристаллы рубина могли достигать значительных размеров при безукоризненной чистоте и прозрачности. Легенды о таких самоцветах пришли к нам из глубины веков. По свидетельству великого среднеазиатского ученого-энциклопедиста Би- руни (973—ок.1050), рубин «Джабал» («Гора»), вставленный в перстень, имел желтоватый оттенок и совершенную прозрачность. Отец легендарного Харуна ар-Рашида купил его за сто тысяч динаров. Весил же камень три мискаля, то есть чуть больше 13 г. Владыке легендарного острова Шри-Ланка он показался бы дешевеньким пустячком, поскольку у царя был камень в виде рукоятки ножа весом 55 мискалей (почти 250 г). Ни один ювелир не осмеливался оценить такое сокровище. Не оплошал только ас-Сабах, придворный ювелир Харуна ар-Рашида. Он приказал четырем слугам взять за концы большое покрывало и растянуть его наподобие гамака. Затем что есть силы подбросил рубин над покрывалом. «Цена яхонта, — сказал ас-Сабах, — равна тому количеству золота, которое нужно уложить от земли ло места, куда долетел подброшенный камень». Не правда ли, придворный ювелир проявил находчивость в чисто восточном стиле?
Монокристалл А1 О^ бесцветен. Его называют корундом, лейкосапфиром. Кристаллографы изображают ионы алюминия и кислорода в виде шариков (радиус иона кислорода 138— 142 пикометра, а иона алюминия—53 пикомет- ра). Каждый алюминиевый шарик собирает вокруг себя шесть кислородных. Если их центры соединить, то образуется восьмигранная фигура — октаэдр. Такие октаэдры, соединенные то ребрами, то вершинами, и образуют Схематическое изображение структуры корунда — «лиана» из алюмокислородных октаэдров структуру корунда. А для того чтобы получился рубин, надо примерно каждый сотый алю- мокислородный октаэдр заменить хромокис- лородным (ионный радиус хрома — 65 пико- метров). Обычно ион хрома окрашивает минералы в зеленый цвет (изумруд, уваровит). Почему же он превращает корунд в огненно-красный рубин? Оказывается, ионам хрома в структуре рубина тесно. Они расталкивают ионы алюминия, В ^ ХГЗ^ б) а) 4 Формы кристаллов корунда: бочонковидный (а), таблитчатый (б)
♦~* ■«t _ 'mw Корундовая группа самоцветов: красные рубины, зеленые, синие, оранжевые сапфиры, бесцветный лейкосапфир. Рубиновый стержень взят из лазерной установки Здесь собраны только сапфиры. Все они естественного происхождения деформируя кристаллическую решетку. При этом начинает поглощаться свет в синей области спектра и из кристалла выходит остаток спектра — красный. Корунды розового, желтого, зеленого, оранжевого, голубого, синего цветов называются сапфирами, их окрашивают ионы титана, железа, никеля, магния. Рубины образуются при гидротермальных и метаморфических процессах. В первом случае они кристаллизуются из водных растворов при высоки* давлениях и температурах, во втором причиной их образования становятся движения земной коры вблизи магматических очагов. Богаты красными самоцветами и россыпные месторождения. Особенно прославлен остров Цейлон (Шри-Ланка), который под разными именами был известен всему древнему цивилизованному миру. Горы Цейлона сложены ярко- красными гранитными породами. В гравии речных наносов юго-западной части острова находятся неисчерпаемые россыпи, содержащие рубины, сапфиры, хризобериллы, аквамарины, турмалины, аметисты. Незначительные месторождения рубина есть в Афганистане, Австралии, Бразилии, Камбодже, на Мадагаскаре В странах СНГ месторождения рубина были открыты только в 40-е годы нынешнего столетия: Макар-Рузь на Полярном Урале и незначительные проявления в пегматитах Памира. Лучшие в мире рубины добывают в Бирме, в 140 км к северу от Мандалая. Как образовались эти рубины? А очень просто! Магматический очаг разогрел линзы глинистых пород, находящиеся в известняках. В результате произошла химическая реакция: Al4(OH)8[Si4Oin] + 4CaCO,= каолинит известняк = 2А1203 + 4CaSiO^ + 4Н20 + 4С02 рубин волластонит A) Химики подумали: «Как просто! Где были наши глаза?» Они побежали в поле, накопали глины, смешали ее с известкой и прокалили. Конечно, А120^ получился — химия есть химия. Но это был не рубин, а порошкообразный глинозем, к тому же перемешанный с силикатом кальция так, что разделить их не было никакой возможности... У химиков опустились руки — такова жизнь! Однако с опущенными руками они долго не ходили. Они заменили известняк содой. И реакция A) приняла следующий вид: Al4(OH)8[Si4OJ+6Na2CO,= каолинит сода = 4NaA102 + 4Na:Si03 + 4Н,0 + 6СО? . B) Эта реакция хороша тем, что алюминат и силикат натрия легко переводятся в раствор. Затем Na2Si03 удаляют, а оставшийся алюминат- ный раствор заливают в огромные сосуды, добавляют для затравки порошок гидроксида
[ТШПЙ^ Схема установки «Сапфир»: 1 — вольфрамовый нагреватель, 2 — вакуумная камера, 3 — приемник кристаллов, 4 — механизм перемещения, 5 — контейнер с шихтой, 6 — экраны, формирующие тепловое поле, 7 — смотровое окно алюминия и оставляют так на несколько суток. При этом алюминат натрия самопроизвольно разлагается на гидроксид алюминия и щелочь: NaA102 + 2Н20 = А1(ОНK + NaOH . C) После фильтрации гидроксид алюминия сушат и прокаливают: 2А1(ОНK = А1203 + ЗН20. D) Конечно, в результате получается не драгоценный рубин, а порошкообразный глинозем. Но это не простой глинозем — это полуфабрикат, из которого можно изготовить рубин. И тут ученые вспомнили о магматическом пути образования рубина, о его кристаллизации из расплава. Еще Бируни писал, что все прозрачные минералы в своей основе— текучие жидкости, которые окаменели. «Минералогию» Бируни перевели на Западе в начале XIX в. Многим запомнился рассказ о казнохранилище Хосрова в Фарсе. В нем сберегались не только золото и самоцветы, но также различные благовония, масла. И вот в казнохранилище попадает молния. Гром, пламя взметается до облаков, стража и слуги мечутся в беспорядке, но бессильны погасить огонь. Пожар продолжается четыре месяца, после чего остается жалкое пепелище. 8 Схема установки Вернейля: 1 — дозирующее стройство, 2 — сосуд с решетчатым днищем для смеси глинозема и оксида хрома, 3 — сопло горелки, 4 — экраны, формирующие тепловое поле, 5 — кристалл рубина, 6 — держатель кристалла Шах безутешен. Он приказывает разгрести золу, чтобы собрать хотя бы расплавленное золото. И что же? На месте пепелища — сплошная плита из красного яхонта, которая образовалась при сплавлении самоцветов. Разумеется, это фантастика. Но было в ней нечто такое, что заставило задуматься французского ученого Марка Годена. Он знал химический состав рубина. Он знал температуру его плавления — 2300 °К. Он мог получить такую температуру в пламени водородно-кислородной горелки. И вот в 1869 г. Марк Годен представил французской Академии наук коллекцию самоцветов, полученных на основе корунда. Здесь были лейкосапфир, а также сапфиры синего, зеленого и желтого цветов. Размеры кристаллов не превышали 1—2 см и имели сферическую форму. Годен назвал их булями (в те времена во Франции была распространена игра, в которой катали тяжелые шары — були). К сожалению, ценность этих искусственных самоцветов значительно снижали многочисленные трещины и пузырьки. Кроме того, ограненные камни порой самопроизвольно взрывались, что было связано с сильными внутрен-
ними напряжениями. До ювелирных корундов было еще далеко. В 90-х годах прошлого века за дело взялся французский ученый Огюст Вернейль. Впервые в мире он получил действительно крупные и прозрачные кристаллы рубина, которые можно было огранить и вставить в перстень. Это произошло в 1891 г. Вернейль значительно усовершенствовал горелку Годена и пошел дальше своего соотечественника в теории кристаллообразования. Во- первых, он понял, почему в булях образуются напряженные участки, которые приводят к растрескиванию. Оказывается, корунд хорошо проводит тепло, поэтому между зоной роста и подложкой образуется слишком большой перепад температур. Вернейль нашел выход: значительно уменьшил площадь контакта кристалла с подложкой. Теперь буля, как балерина, стояла на пуанте и охлаждалась медленно. Соответственно и трещин стало меньше. Во-вторых, Вернейль расположил горелку вертикально, что дало возможность сыпать смесь порошкообразных оксидов алюминия и хрома непосредственно в пламя сквозь поток кислорода. В самой холодной части пламени помещался керамический штифт, игравший роль подложки. На нем собиралась капля расплава. Пламя было окружено керамическим муфелем, который защищал растущую булю от переохлаждения. Сквозь проделанное в муфеле окно можно было рассматривать растущий кристалл. В-третьих, Вернейль решил проблему равномерной подачи шихты в пламя горелки. Благодаря кулачковому механизму молоток равномерно постукивал по бункеру. Измельченный глинозем (размер зерна —несколько микрометров) проходил сквозь решетку и небольшими порциями сыпался навстречу пламени. Весь процесс кристаллизации занимал 2 часа. За это время вырастали були диаметром 5—6 мм и весом 12—15 карат. В 1900 г. в Париже открылась Всемирная выставка. Наряду с прочими чудесами на ней демонстрировались вернейлевские рубины. Все были потрясены. Искусственные яхонты по цвету, твердости, блеску ничем не отличались от природных собратьев. Спрос на них был весьма велик. Перед Первой мировой войной Вернейль производил до 10 миллионов карат B000 кг) рубина и до 6 миллионов карат A200 кг) сапфира в год. И ныне рубины проще всего синтезируются по методу Вер не ил я. Фирмы «Линде» (США) и «Джева» (Швейцария) даже получили звездчатые рубины и сапфиры. Внутри такого камня находятся пучки игл из А12ТЮ5 или из Ti02, расположенные под углом 60е друг к другу, поэтому в камне видны шесть лучей, расходящихся из центра. Этих камней нарастили столько, что, в соответствии с законами рынка, цены резко упали. А теперь перенесемся в конец 1943 года, когда Вернейль спас от лагеря русского ювелира- художника И.Ф.Казеннова. В то время в Великой Отечественной войне наметился перелом в нашу пользу. Жизнь в Москве становится мирной. Возобновилась деятельность многих предприятий, в том числе ювелирно-часовой фабрики. Вскоре сюда поступил заказ государственной важности: изготовить орден Победы. Заказ исходил от Сталина. Орден было приказано сделать из отечественных природных материалов. В создании ордена Победы, на который пошли драгоценные металлы и камни на общую сумму в полмиллиона рублей, участвовало очень много людей. В их число входил мастер высшей квалификации И.Ф.Казеннов A889— 1969). Заготовки для ордена вырезал его однофамилец — П.К.Казеннов. Огранку рубинов производил Н.И.Тур- чанов — начальник гранильного цеха фабрики. Вот с рубинами-то и вышла закавыка. Сталин приказал использовать только отечественные самоцветы. И хотя И.Ф.Казеннов собрал рубины со всей Москвы, не то что пяти (хотя бы для одного ордена) — двух одинаковых не нашлось. Все природные камни ощутимо различались по цвету. Что делать? Известно, чем грозило невыполнение воли вождя... И тогда Иван Федорович использовал синтетические вернейлевские рубины, из которых можно было нарезать сколько угодно заготовок одинакового цвета. Эту тайну И.Ф.Казеннов хранил всю жизнь, лишь незадолго до смерти открывшись одному из своих учеников. Однако пришли новые времена, и ученых перестали удовлетворять мощности установок Вернейля. Проницательный читатель понимает, что идея новых установок по выращиванию рубинов вот-вот созреет. А пока происходит этот таинственный процесс, я сделаю интригующую паузу и расскажу о тысячелетней давности споре между поэтом и ученым. Персидский поэт Мансур Муваррид ал-Фа- риси в одном из стихотворений написал:
Пламя во дворце пылает — здесь алхимия царит, Пепел превращает в яхонт, огненный алмаз творит. Бируни так прокомментировал эти строки: «Правда, все в мире способно перейти из одного состояния в другое. Но в данном случае это один из приемов, которым пользуются поэты для чрезмерного восхваления с помощью лжи». Другими словами, Бируни сомневался в возможности получения рубина из пепла. Но солгал ли Мансур? Нет! Что такое глинозем, входящий в состав рубина и сапфира? Это продукт сгорания алюминия в атмосфере кислорода. То есть не что иное, как пепел... Между тем идея, о которой мы говорили, была высказана и осуществлена. В конце 40-х годов российские ученые В.ИЛихтман и В.М.Масленников изобрели новый способ кристаллизации. Они получили монокристалл олова путем перемещения узкой расплавленной зоны вдоль образца. Способ был хорош тем, что в процессе роста кристалл становился чище, так как все примеси оттеснялись к его концу. После того как в 1952 г. американец Дж.Пфанн разработал теорию процесса зонной кристаллизации, новый метод нашел широчайшее применение при выращивании различных кристаллов. Для кристаллизации корунда по этому способу требовалась оригинальная аппаратура, которую создала группа ученых из Института кристаллографии АН СССР под руководством Х.С.Багдасарова. Установку назвали «Сапфир», потому что первым кристаллом, выращенным на ней, был именно драгоценный лейкосап- фир—прозрачный и бесцветный. В ростовой камере «Сапфира», где рождался неокрашенный корунд, поддерживали высокий вакуум. Однако для роста кристаллов рубина он не годился, так как при высоких температурах оксид хрома легко испаряется. Поэтому для вы- рашивания рубина ростовую камеру наполняют инертным газом (аргоном, азотом), не дающим оксиду хрома улетучиваться. Первые рубины, выращенные на «Сапфире» за три дня, весили около 0,5 кг. При толщине 1,5 см они имели ширину 8 и длину 10 см. После модернизации установки вес получаемых кристаллов увеличился до нескольких килограммов. А бесцветные корундовые пластины можно использовать даже в качестве иллюминаторов космических кораблей. Выйдите ночью на Тверскую улицу в Москве. Ее освещают натриевые лампы, которые в 2,5 раза экономичнее обычных. Длинные трубки для ламп сделаны из драгоценного сапфира. Сапфировые трубки растут со скоростью 5 мм в час в лаборатории ВНИИ электротермического оборудования. Технологию выращивания профилированных кристаллов искусственного корунда сотрудники ВНИИЭТО разработали в начале 80-х годов. В основу ее положен метод члена-корреспондента РАН А.Степанова, позволяющий формировать геометрию растущего кристалла —выращивать монокристаллические изделия самой разнообразной формы: призмы и стержни различного сечения, тигельки и даже болты и гайки. Они не нуждаются в дополнительной обработке, сразу идут в дело и могут применяться в металлургии, электронике, полупроводниковой технике, часовой и ювелирной промышленности, оптике. Сапфировые конструктивные элементы, выращенные по методу Степанова, на порядок увеличивают мощность твердотельных лазеров, повышают к.п.д. и срок работы приборов. Раньше такие элементы вытачивали из целого сапфирового кристалла алмазными резцами. Дорогостоящий инструмент быстро выкрашивался, да и хрупкие стерженьки часто ломались. Прежде стоимость небольшой трубки из сапфира измерялась тысячами долларов, теперь — долларами. И лазеры оплатили рубинам свой «долг». На VI Международной конференции по росту кристаллов (Москва, 1980) Х.С.Багдасаров показал фильм об использовании лазерного нагрева для получения кристаллов. Впервые ученые зафиксировали на кинопленке появление расплава, процессы затравливания и роста монокристаллов сапфира. Подводя итоги, можно сказать, что гонку с природой человек выиграл. Причем выиграл в троеборье: во-первых, искусственные рубины и сапфиры гораздо больше природных; во-вторых, производительность заводских установок не идет ни в какое сравнение с любыми копями и россыпями; в-третьих, искусственные кристаллы гораздо чище природных. Можно кричать «ура»? Однако при всем том искусственные рубины и сапфиры стоят гроши, а цена природных превышает 2000 долларов за карат и растет с каждым десятилетием...
Самородаи из вулканических газов Остров Итуруп из Курильской гряды знамениг не только водопадом Илья Муромеи и нерестовым озером Тайное (см. «Химию и жизнь», 1995, № 6). Есть на нем еще и необычный вулкан Кудрявый. В нашем веке он не извергался, но из него вот уже более ста лет постоянно выходят горячие, с температурой от 150 до 940 С, газовые струи (фото 1,2 и 6), так что он всегда покрыт облаком, из-за чего и получил свое название.
Фото 1 Этот вулкан — уникальный объект для ученых: он помогает лучше понять процессы образования минералов и руд. Группа специалистов из института экспериментальной минералогии РАН (Черноголовка )и института морской геологии и геофизики ДВО РАН (Южно-Сахалинск), в которую входит и автор этой заметки, систематически изучает там состав возгонов, содержащихся в газовых струях. Выделяемый вулканом газ состоит, главным образом, из паров воды, а также небольших количеств С02, H2S, S02, H2, НС1 и HF. Возгоны из газовых струи собирали — на протяжении недель и месяцев — в кварцевые трубки и охлаждали. Затем осевшие на внутренних стенках трубок вещества извлекали и подвергали лабораторному анализу. Первая неожиданность — присутствие минерала рения в виде чистого сульфида рения (на фото 3 и 4 представлены микрокристаллы этого соединения). А ведь рений, как правило, выступает спутником молибдена и входит в состав молибденита (см. статью «Рений» в № 9 «Химии и жизни» за прошлый год). Кроме того, на внутреннем склоне основного кратера найдена, по-видимому, впервые в мировой практике, самостоятельная рениевая минерализация. Подробнее эти открытия описаны в статье, опубликованной в «Nature» (M.A.Korzhinsky, K.l.Shmulovich, Y.A.Taran, G.S.Steinberg, 1994, v.369, p.51). Но больше того — в сублимате мы нашли самородный алюминий (и другие самородные металлы — платину, железо, титан, золото), а также кремний. Частицы алюминия обычно занимают централь- Фото 2
Фото 4-5 ные области сферических кремниевых образований размером 3—4 мм, прорастая из этих областей наружу тонкими пленками и образуя губчатую структуру. На фото 5 виден препарат такой сферы, светлые включения в ней — самородный алюминий. В природных условиях А1, Si, Ti, Fe очень легко окисляются, поэтому обычно присутствие самородков из этих элементов в рудах и породах объясняют либо техногенными загрязнениями, либо наличием сильного восстановителя, скажем, метана или водорода, способствовавшего их образованию. Каким же образом в трубках, где проходит горячий пар, — а водяной пар быстро окисляет эти вещества даже при сравнительно низких температурах, — могли образоваться самородки? Мы считаем, что на внутренних стенках трубок конденсируются различные хлориды (калия, натрия, алюминия, кальция, железа и др.), так что возникает расплав солей с низкой температурой кристаллизации. В этой защитной «рубашке» из бескислородной солевой фазы и происходит образование самородных металлов и кремния — в реакциях диспро- порционирования их соединений низшей валентности (см. MAKorzhinsky, S.l.Tkachenko, K.I.ShmuIovich, G.S.Sternberg, «Nature», 1995, v.375, p.544). Доктор геолого- минералогических наук К.И.ШМУЛОВИЧ
ГИПОТЕЗЫ Вот если бы «Викинги» сели на вулка-ан... Время от времени из ближнего космического зарубежья к нам приходят посылки — метеориты. В их числе — очень редкие метеориты SNC. Эта аббревиатура происходит от названий трех часто встречающихся в них минералов: шерготтита, наклита и шасси- ньита. Одна из особенностей этих метеоритов — сравнительно небольшой возраст кристаллизации. Они также резко выделяются среди прочих по минералогии, химии и изотопному составу. Но наиболее экстравагантна у метеоритов SNC их родословная: предполагают, что у них у всех один общий предок, а именно — Марс. В 1968 году в Национальном агентстве по аэронавтике и космическим исследованиям США (NASA) приступили к работам по проекту «Викинг». Одной из целей проекта было изучение физико-химических характеристик грунта и атмосферы Марса. Специалисты NASA разработали и изготовили два идентичных космических аппарата, которые были запущены летом 1975 года, а в 1976 году, 20 июля и 3 сентября, они благополучно «примарсились». На каждом аппарате был установлен газовый хроматограф, работающий параллельно с масс-спектрометром. Такой тандем сочетал в себе способность первого прибора разделять вещества с высокой чувствительностью второго. Если сопоставить полученную информацию о марсианском грунте и лабораторные исследования метеоритов SNC, то оказывается, что в обоих случаях относительное содержание Si02, ТЮ2, А12Оэ, FeO, MgO, CaO, K20 и Na20 одно и то же. Но родственные черты этим не исчерпываются. Так, например, один из них, ЕЕТА 79001, найденный в Антарктиде в 1979 году, сильно отличается по изотопным отношениям 40Аг/36Аг и 120Хе/132Хе от метеоритов других классов и от земной атмосферы, зато имеет явное сходство с атмосферой Марса. Кроме того, в карбонатных минералах этого метеорита отношение иС/пС совпадает с результатами «Викингов», и оно совсем не такое, как для земных карбонатов. Тут-то и родилась идея, что метеориты SNC — это осколки марсианских пород, выброшенные в космос при образовании кратеров в результате катаклизмов наподобие Тунгусской катастрофы. Такое могло произойти и при столкновении с крупным метеоритом. Однако при последующих исследованиях возникли сомнения в правильности этой гипотезы. Первое темное облачко выросло из того факта, что для органического вещества метеоритов SNC отношение иС/пС существенно меньше, чем для углекислоты атмосферы Марса. Если эти «посылки» действительно прибыли к нам с Марса, то почему в них изотопный состав углерода заметно «легче», чем у отправителей? - А за первым облачком появилось и второе: «Викинги» не выявили в образцах поверхностного грунта Марса никаких органических молекул, а в метеоритах SNC оно есть. За время активных действий на Марсе «Викинга-1» и «Викинга-2» (восемь с половиной и семь месяцев) был собран большой объем информации. К сегодняшнему дню анализ экспериментальных данных в основном завершен. А пока шло время, улеглись страсти и успокоилось честолюбие. Постепенно стало выясняться, что не так уж мрачно обстоят дела с некоторыми результатами полета «Викингов». Во-первых, была предложена модель для объяснения практически полного отсутствия органических молекул в поверхностном слое марсианского грунта. Согласно этой модели, происходит их распад при каталитическом окислении на ТЮ2, индуцированном ультрафиолетовым излучением. Под действием его квантов на двуокиси титана образуются электронно- дырочные пары. Адсорбированная из атмосферы молекула 02, захватывая свободный электрон, превращается в 02, а последующее взаимодействие с дыркой приводит к диссоциации на два атома кислорода. Они-то и участвуют в процессе окисления сложных органических молекул сначала до простых органических, а затем — и до неорганических. На Марсе есть все необходимые ингредиенты для этого фотокаталитического процесса: 0,13% атмосферы — кислород, в поверхностном грунте 1% принадлежит двуокиси титана, а УФ-излуче- ние Солнца достаточно интенсивно и в подходящем диапазоне поступает весьма регулярно в ясную погоду, когда нет пылевых бурь. Во-вторых, удалось объяснить изменение изотопного 37
состава углерода в органическом веществе метеоритов SNC. Хотя результаты биологических экспериментов в местах посадки «Викингов» оказались отрицательными, из этого еще не следует делать вывод об отсутствии жизни на планете. Глобальной биосферы на Марсе нет, но не исключено, что там могли возникать локальные изолированные сообщества живых организмов. Всякая экологическая система незамкнута, в ней постоянно происходит перенос вещества и энергии. Но не все этажи этого общежития одинаковы. Гетеротрофам, таким, как грибы и животные, требуется пища с предыдущего трофического уровня. Они расщепляют с помощью ферментов вещество других организмов и усваивают нужные им продукты. Это — потребители. А вот автотрофы не ждут и не ищут манны. Они сами синтезируют необходимые им органические вещества, как правило — из неорганических, а энергию добывают либо из солнечного света, как это делают фотосинтетики — зеленые растения, водоросли и способные к фотосинтезу бактерии, — либо опять же из неорганического вещества, как поступают хемоавтотро- фы или хемолитоавтотрофы — хемосинтезирующие бактерии. Основной или даже единственный источник углерода для автотрофов — углекислота. В суровых природных условиях Марса большие шансы в борьбе за выживание, естественно, у хемолитоавтотрофов. На Земле среди них особенно интересны метанобразующие бактерии. Их относят к группе архебактерий: вероятно, это особая линия эволюции. Живут метанобразующие бактерии в заболоченной почве, в иловых отложениях водоемов, в морских осадках. Эти трудяги производят более половины всего метана, почти миллиард тонн в год, осуществляя реакцию 4Н2 + С02 -> СН4 + 2Н20. Сейчас известно более десяти видов метанобразующих бактерий. Как истинные хемолитоавтотрофы, они не нуждаются ни в готовой органической пище, ни в солнечном свете, ни в пресловутом свежем воздухе. В осадочных породах Калифорнийского залива на глубине 2000 м были обнаружены метанобразующие бактерии, которые растут при температуре от 84 °С до 110 "С и значении рН в диапазоне 5,5- 8. Они покрыты необычной двухслойной оболочкой, а термоустойчивость, по крайней мере отчасти, обеспечивает дифосфоглицерат. При похолодании до 80°С они начинают мерзнуть, а в присутствии даже следов кислорода им уже дышать нечем. Зато в своем родном окружении — на минеральной среде и в атмосфере Н2 и СО? — чувствуют себя прекрасно. Однако это еще не предел «йогических» способностей метанобразующих бактерий. Как и подобает, они умеют не только сохранять внутреннюю невозмутимость и стабильность, когда вокруг все кипит, но и преобразовывать само свое окружение. Им подвластно искусство разделять изотопы ,2С и ,3С. По сравнению с углекислотой биомасса метанобразующих бактерий и производимый ими метан обогащены легким изотопом |2С, а остаточное вещество в избытке содержит 13С. Причем в тех местах на Земле, где идет активное природное образование метана, отношение пС/пС в растворенных карбонатах как раз такое, какое оно в карбонатных минералах метеоритов SNC. Значит, если на Марсе были условия, подходящие для жизни метанобразующих бактерий, то, как предполагают сотрудники Института микробиологии РАН М.В.Иванов и А.Ю.Леин, метеориты SNC вполне могли отправиться в космическое путешествие с органическим веществом самих бактерий и осадочными карбонатными продуктами их жизнедеятельности. На Марсе есть огромные вулканы: самые молодые и самые большие, достигающие высоты 27 километров над средним уровнем поверхности, находятся в области Тар- сис. И если бы там существовали хотя бы следы гидротермальной активности (вспомним про Камчатку и Курилы), то, по мнению ученых, это была бы неплохая резиденция для метанобразующих бактерий. Но такие данные в сети- то и не попали: из-за того что мягкая автоматическая посадка — это чрезвычайно сложный и, пожалуй, самый ответственный этап полета, горные районы вроде области Тарсис были вычеркнуты из списка пунктов прибытия «Викингов»... Может быть, следующей экспедиции имеет смысл сесть на вулкан? Ю.СЛФРОНОВ
После захода солнца Академик В. П. С КУМАЧ ЕВ Дорога от Лондона до Бодмина поездом занимает четыре с половиной часа. Мы с женой выехали солнечным весенним утром, а прибыли на место в полдень. Тяжелые тучи нависли над Корнуэллом. Они появились внезапно сразу за Плимутом, и нам показалось, что раньше времени наступил вечер. На платформе нас поджидал Питер Рич, новый директор Глинновского института, высокий человек средних лет с внимательным взглядом карих глаз и небрежно подстриженной бородкой. В шутку мы зовем его Питер Второй: ведь первым директором был тоже Питер. Великий Питер Митчел. Через несколько минут на склоне зеленого холма мы увидели до боли знакомый серый двухэтажный дом с дорическими колоннами. Это — Глинн-Хаус, поднятый Митчелом из руин замок Вивиама, британского адмирала времен наполеоновских войн. По уставу института, придуманному Митчелом, директор обязан не только работать, но и жить в этом замке. И вот мы в каминном зале, просторном, неправильной формы помещении, где мне довелось пользоваться щедрым гостеприимством его прежнего хозяина. Осматриваюсь по сторонам. Все вроде бы как прежде, разве что иначе развернут обеденный стол. И все же что-то не так... Глинн-Хаус без Митчела. Гения заменить нельзя — этот трюизм не стоило бы повторять, если бы не вопрос, как быть с наследием гения. Штат Глинновского института всегда был так мал, а состав сотрудников так переменчив, что не приходится говорить о прямых идейных наследниках Митчела. Верная его соратница Дженифер Мойл ушла на пен-
сию еще при жизни своего патрона. А кроме нее с Митчелом трудились два лаборанта да череда постдоков, как правило, не задерживавшихся в Глинн-Хаусе больше чем на 2-3 года. Питер Рич был приглашен Митчелом директорствовать в институт года за два до скоропостижной смерти «биоэнергетика номер один». При этом Митчел остался директором Глинновского фонда, чтобы сосредоточиться на добыче денег для института. В общем-то такого рода деятельностью Митчел занимался постоянно, начиная с 1963 года, когда он на собственные деньги основал свой скромный частный институт. Как большинство великих ученых, Митчел отличался крайней непрактичностью. Успехи в науке лишь добавляли рискованности его ненаучным предприятиям. Вначале он разводил племенных быков какой-то редкой породы, поскольку вместе с развалинами замка по ошибке приобрел также и животноводческую ферму со стадом крупного рогатого скота. Я помню любимца Митчел а, гиганта-быка удивительно красивой масти — «кофе с молоком». Невиданных размеров зверь платил Митчелу взаимностью: я видел, как он бросился к хозяину через все поле с резвостью, поразительной для существа таких габаритов. Я думал, что бык забодает биоэнергетика, но они просто поцеловались в губы и мирно разошлись. Потом быки куда-то исчезли, а Митчел занялся производством минеральной воды в очень красивых квадратных (чтобы помещалось побольше в ящик) бутылках. Но тогда, в начале 70-х, минеральная вода еще не стала обязательным атрибутом обеденного стола. Митчел опередил время — и прогорел. В дни энергетического кризиса он начал конструировать совершенно новую модель электромобиля, а для снабжения Глинн-Хауса электричеством построил ветряк. Но самая фантастическая и разорительная его затея была связана с попыткой победить инфляцию, терзавшую Англию, а с нею и Глинновский фонд, в 70-е годы. Размышляя о причинах инфляции, Митчел заключил, что это — одно из следствий отказа от золотых денег в пользу бумажных. Идея была чрезвычайно проста. Золото всегда останется драгоценным металлом независимо от воли банкиров и политиков, и потому с инфляцией можно покончить, изъяв из обращения банкноты и заменив их на золотые монеты. В научной карьере Митчела главную роль сыграла его решительность: ничто не могло остановить полет его мысли. Эту свою черту Митчел проявил и в сфере финансов. В Англии, как в любой современной стране, существует государственная монополия на выпуск денег. Этим занимается королевское казначейство. Митчел обратился к королеве с просьбой разрешить и ему выпускать деньги, но не бумажные, а золотые. Для начала Митчел собирался платить зарплату сотрудникам института золотыми монетами, что автоматически спасло бы Глинновский фонд от давления инфляции. В случае успеха (а в нем Митчел, как всегда, нисколько не сомневался) предполагалось распропагандировать новое начинание и постепенно вернуть всю Англию к золотым деньгам. Митчелу его план казался беспроигрышным еще и потому, что в те годы золото дорожало и в любом случае превращение капитала Глинновского фонда в драгоценный металл сулило прибыль. К сожалению, здесь Митчел ошибся дважды. Во-первых, из затеи с золотыми деньгами ничего не вышло, а во-вторых, цена на золото пошла вниз вскоре после того, как Митчел закупил запас желтого металла для чеканки монет. Монет было отчеканено всего 25 штук. Теперь их используют как медали, вручаемые раз в два года лучшему биоэнергетику на европейских биоэнергетических конференциях. Поразительно, однако, что первый и, казалось бы, труднейший во всей этой эпопее барьер Митчел, на свое несчастье, взял. Используя присущий только ему фантастический талант убеждения, он добился-таки от королевы лицензии на производство золотых монет (лицензия, конечно же, стоила бешеных денег). Немало стоил и колоссальный станок для чеканки новой валюты, его транспортировка и установка в специально выстроенном по такому случаю сарае. Там он ржавеет и поныне, поскольку на демонтаж и эвакуацию этого митчелова монстра у Рича денег нет. Но много хуже, что нет денег и на куда более важные вещи. Институт едва сводит концы с концами, все глубже залезая в долги. Упадок бросается в глаза, как только вы переступили порог Глинн-Хауса: в холле вас встречает зеркало с отбитым краем. В небольшом парке, изящно обрамляющем дом, опасно осыпается стена, а рядом с парадным фасадом протянута длинная веревка и сушится белье. •I I
При всем том Рич и его команда, как и во времена Митчела, делают отличные работы, печатают их в престижных журналах, неизменно побеждают в самых известных гранто- вых конкурсах и имеют достаточно денег на собственную науку. Однако в грантах не предусмотрены расходы на тепло, электричество, поддержание уникального здания и его не менее уникальных окрестностей. Никакой грант не рассчитан на проведение биохимических исследований в старинном замке. А стоит ли вообще так держаться за это место? Не лучше ли продать Глинн-Хаус, а группе Рича перебраться в какой-нибудь английский университет, поближе к кипению научной мысли и государственным субсидиям? Ведь гениальный основатель Глинновского института ушел из жизни уже более трех лет назад. Кстати, о месте. Недавно японский биоэнергетик Ясуо Кагава рассказал мне историю, которую слышал от самого Митчела. Оказывается, в военные годы здание, отреставрированное впоследствии Митчелом, использовалось как секретная лаборатория шифровальщиков британских военно-морских сил (разумный выбор, если иметь в виду удаленность этого, по английским меркам, «медвежьего угла» от шума и соблазнов больших городов). Перед шифровальщиками была поставлена задача: раскрыть придуманный японцами секретнейший код, о который уже сломала зубы американская разведка. Англичан также неизменно преследовали неудачи, пока в работу не включился молодой сотрудник лаборатории Майкл Вентрис. Именно ему удалось решить эту головоломку, казавшуюся безнадежной другим специалистам по обе стороны Атлантического океана. Успех Вентриса спас жизни тысячам солдат союзнических войск, а самого автора привел к другому открытию, прославившему его имя в области, пожалуй, наиболее далекой от амбиций военного ведомства. Интересуясь филологией, Вентрис попробовал применить тот же подход к расшифровке загадочных текстов на знаменитых микенских табличках, которые были обнаружены в начале века при раскопках в Греции. Археологи полагали, что тексты написаны на каком- то архаичном диалекте языка, бытовавшего в Греции в доэллинскую эпоху. Легко представить себе, какой интерес вызвали таблички у историков,искусствоведов, филологов, трудившихся над поисками корней одной из величайших цивилизаций человечества. Но таблички молчали, как будто язык этот изобрел хитроумный микенский шифровальшик, чтобы надежно сохранить тайны своего народа от полчищ завоевателей. Майкл Вентрис взломал и этот, микенский, код. Оказалось, что древние, как и японские разведчики, использовали так называемое слоговое письмо, когда букв как таковых нет, а каждый символ обозначает тот или иной слог. Слава об этом открытии, облетев весь мир, не миновала и Россию. Те, кому сейчас под шестьдесят, может быть, помнят книжку своей юности — «Заговорившие таблички» С.Я.Лурье. Подобно Митчелу, Вентрис был формально аутсайдером в той области, где добился своего фантастического успеха. К середине 40-х, когда он занялся табличками, уже существовало устоявшееся международное сообщество микенологов — специалистов по микенскому языку (специалисты по чтению табличек были, а прочесть не могли ни строчки: не правда ли, знакомый парадокс?). Не надеясь особенно на доброжелательность обойденных им коллег — потенциальных рецензентов, Вентрис просто разослал одновременно всем ведущим микенологам письма с описанием своего октрытия. Точно так же поступил впоследствии и Митчел, напечатавший собственноручно на ротапринте две свои главные работы с подробным изложением хемиосмотической гипотезы — знаменитые «серые» (по цвету самодельного картонного переплета) книги. Майкл Вентрис погиб в автомобильной катастрофе, когда ему было немногим за тридцать, успев прославить английскую, науку одним из самых замечательных ее открытий. А спустя двадцать лет в том же самом месте поселился Питер Митчел, увенчанный впоследствии Нобелевской премией по химии за другое открытие — идею «протонного цикла», лежащего в основе энергетики большинства живых клеток. Оба открытия не требовали усилий больших коллективов и дорогого оборудования. Скорее здесь нужны были тишина и время. И тем и другим оба великих англичанина, обитая в корнуэллском «медвежьем углу», располагали в избытке.
Вот что я написал в 1973, впервые посетив Митчела в Глинн-хаусе: «...Мне отвели большую комнату с нереально высоким потолком и огромными окнами, за которыми дремал сад. Был полный штиль. Пытаясь уснуть, я обратил внимание на боль в ушах. Меня охватило какое-то бес- Питер Митчел и Дженифер Мойл в Кембридже, 1950г. покойство. Что-то было не так. Я не сразу сообразил, что все дело в тишине. В доме было абсолютно тихо. На милю вокруг ни жилья, ни шоссе, ни железной дороги. Я понял, что, пожалуй, впервые в жизни нахожусь в полной тишине. Пришло на ум, что Г.Лундегард, предтеча Митчела, тоже жил в уединенном доме, где размещалась его лаборатория... Уснуть мне удалось, лишь положив под голову ручные часы». Это о тишине в 70-е годы. Что уж говорить о Вентрисе и 40-х! Что же касается времени, то у обоих великих в нем не было недостатка уже потому, что над ними не нависало обязательство «сделать открытие в 3-м квартале сего года», Не нужно было писать отчет о проделанной работе или опасаться, что неудача приведет к прекращению финансирования. Вентрису ничего не нужно было, кроме авторучки, бумаги и фотографии микенских табличек, а Митчел сам финансировал свои скромные опыты. Мой коллега биоэнергетик А.А.Константинов заметил как-то, что вряд ли Митчел придумал бы свой протонный цикл, если бы сидел на каком-нибудь гранте. Многие в России сейчас увлечены грантовой системой не только потому, что она нам в новинку, но из-за нищенского базового финансирования институтов, которые просто погибли бы без грантов международного научного фонда, РФФИ и других. Однако, размышляя о будущей и, надеюсь, более нормальной ситуации, мы должны помнить не только о достоинствах, но и о существенных недостатков грантов. Они идеальны, чтобы отсечь бездельников, протирающих штаны в институтах, годами не выдавая научной продукции. Они хороши, чтобы поддержать работы тех, кто занят производством добротных данных в уже развивающемся направлении. Но в то же время грантовая система далеко не оптимальная, если речь идет о поисковых, рискованных работах, требующих времени. А ведь именно такие работы и двигают прежде всего науку. Поддержка поисковых исследований — трудное и деликатное дело. Здесь не может быть универсального механизма, а требуется целый комплекс мер — как материальных, так и моральных. Одна из таких мер — безвозмездная помощь ведущим ученым и научным школам. Помощь, не требующая обещаний отдачи, планов и отчетов об открытиях в таком-то квартале. Помощь как аванс на будущие успехи тем, кто уже несомненно доказал, что может успешно работать. Ненормально, когда Корана — замечательный американский биохимик, уже доказавший миру, на что способен, впервые искусственно синтезировав ген, — продолжает тратить свое время и силы на написание пространных грантовых проектов и отчетов по ним. («Я трачу на эту чушь каждый год больше месяца моей жизни», — признался мне однажды Корана. «Гранты погубят американскую науку» — вот афоризм другого, уже нашего, знаменитого биохимика А.С.Спирина). Я рад, что наша государственная дума приняла-таки мое предложение о финансировании программ поддержки российских научных школ. Вот только денег маловато — 100 млрд. руб. на все фундаментальные и прикладные науки. шШ
Другая мера — выявление самой талантливой научной молодежи и поддержка (опять же безвозмездная, в виде, например, крупной премии) как работы, так и быта молодого ученого. Поддержка должны быть такова, чтобы обеспечить его исследования на 2-3 года и сверх того дать ему возможность приобрести хотя бы однокомнатную квартиру. В 1995 году мы в третий раз провели конкурс Европейской Академии для молодых российских ученых ( каждая премия — 1800 долларов). В первый раз прошел конкурс на Национальную молодежную премию России (около 2400 долларов в рублевом эквиваленте). Суммы эти, конечно, недостаточны, а число премий — тем более: 25 европейских премий и всего 5 российских при запланированных 20! Не менее важен и моральный аспект. Необходимо поддерживать высокий престиж науки в обществе, чтобы слава лучших умов и научных достижений страны влекла к науке способную молодежь. Очевидно, что здесь не обойдешься указом или строчкой в бюджете. Необходима согласованная работа государства и общества, чтобы остановить и повернуть вспять мутную волну антинаучных настроений в нашей стране. Ситуация тем более тревожна, что она отражает положение не только у нас, но и в мире. Пример тому — история с Глинн-Хаусом. Грустно, что даже в цивилизованной, традиционной Англии брошен на произвол судьбы этот удивительный «научный заповедник» — место, где были совершены два открытия, составившие гордость науки второй половины XX века. ...Мы покидали Глинн-Хаус вечером туманного, холодного дня. Нас провожал Питер Рич. Машина тронулась, и Питер помахал нам рукой на прощание. Он так и остался в моей памяти: грустный чернобородый человек на сумеречном фоне строгого дорического портала из серого гранита. А минуту спустя между нами и замком возникла отара овец, тупо плетущихся по парку, уже распроданному вдовой Митчела окрестным фермерам. Этих животных здесь нельзя было себе даже вообразить при прежнем хозяине Глинн-Хауса. Когда несколько лет назад в газетах промелькнуло сообщение, что в обширных болотах под Бодмином, прославленных еще Конаном Дойлом («Собака Баскервилей»), объявился гигантских размеров черный кот, нападавший на овец, я сразу вспомнил огромные желтые кошачьи глаза Митчела и его неукротимый нрав, несовместимый с самой мыслью о вечном покое. Но проза жизни и здесь взяла свое: кот оказался сбежавшей откуда-то пантерой, ее благополучно изловили и отправили в зоопарк. Глинн-Хаус, 1980г.
N-iTT
Как рождается трехмерность Е. КЛЕЩЕЙ КО ТЕРМОДИНАМИКА «ЖИЗНЕННОЙ СИЛЫ» Большинство небиологов не сомневается, что генетический код расшифрован. В самом деле, вроде бы уже нечего добавить к стройной схеме, вошедшей в учебники. На матрице ДНК ферменты синтезируют РНК, на матрицах РНК рибосомы строят белки; каждым трем нуклео- тидам соответствует одна аминокислота, и они выстраиваются в той последовательности, которая записана в гене. Чтобы цепочка аминокислотных остатков стала активным белком, способным выполнять свое назначение в живой клетке, она должна быть уложена определенным образом — спиралью, плоским зигзагом, петлями. В одной и той же полипептидной цепи могут быть использованы все эти способы. В результате формируется компактная белковая глобула. Белок способен сам восстанавливать свою трехмерную структуру, если она нарушена денатурацией. Фрэнсис Крик в 1958 г. предположил, что способность белка приобретать трехмерную структуру есть «просто функция от порядка аминокислот». Это предположение подтвердили блестящие эксперименты лауреата Нобелевской премии Кристиана Анфинсена (недавно скончавшегося). Препарат фермента рибонуклеазы, обработанный денатурирующими веществами, содержал запутанные полипептидные цепочки, сбитые в хаотические клубки. Однако через некоторое время белок самостоятельно, без каких- либо вспомогательных агентов «находил» правильную конформацию. Восстанавливалась и его ферментативная активность. Ничего мистического в этом спонтанном возникновении порядка из беспорядка не оказалось. Говоря коротко и упрощенно, нативная конформация белка — наиболее энергетически выгодная из всех доступных. Очевидно, что конформация, в которой белок будет работать, во-первых, должна быть стабильной (то есть соответствовать абсолютному или относительному минимуму свободной энергии). Во-вторых, она должна формироваться быстро. Живой организм не может ждать тысячелетиями, пока будут испробованы все возможные конформа- ции, и даже дни и часы — это слишком долго. Обычно готовый белок желательно получить в течение минут, а во многих случаях сворачивание занимает секунды. Таким образом, отбор среди поли пептидных цепей идет по трем направлениям: полезные для организма свойства, стабильность и быстрота возникновения пространственной структуры, которая обладает этими свойствами. Разумеется, о термодинамике и кинетике сворачивания белковой цепи в двух словах не расскажешь. Заметим только, что убывание энтропии в белковой глобуле (то самое возникновение порядка, которое иногда принимают за специфическое свойство живой материи) с лихвой компенсируется возросшей энтропией молекул воды, которые высвобождаются при вовлечении в структуру боковых групп поли пептидной цепи. Сегодня положение о спонтанной ренатура- ции белка остается в силе, но дополнено новыми фактами. В картину вошли ферменты — катализаторы химических модификаций, имеющих непосредственное отношение к сворачиванию белка. Одна из этих модификаций — образование и разрыв дисульфидных мостиков между остатками цистеина, стабилизирующих пространственную структуру белка. Другая — изомеризация пептидных связей остатков пролина. Эта аминокислота, единственная из всех, имеет в полипептидной цепи фиксированные цис- и транс-формы пептидной связи с соседним остатком. Кроме того, были обнаружены и изучены белки-шапероны, которые «опекают» развернутые полипептидные цепи, в частности предотвращают нежелательные взаимодействия между ними. (О шаперонах было рассказано в №7 «Химии и жизни» за 1994 г.) ЗАДАЧА О ФОРМЕ И НАЗНАЧЕНИИ Так в чем же состоит загадка? Чего мы еще не знаем и почему проблему сворачивания белков называют «расшифровкой второй половины генетического кода»? Представим себе текст (например, вот этой статьи), набранный на компьютере. В компьютерной памяти он существует как последовательность кодов, бессмысленная для человека, если он не программист. Каждому коду соот- ветстует тот или иной графический символ — буква, знак препинания. Переведенный в символы текст может быть показан на экране или распечатан, и в таком виде его прочтет любой. Точнее, любой, кто умеет читать по-русски.
Для того, кто не знает языка текста, кириллица ничем не лучше машинных кодов. Француз или японец мог бы поверить на слово русскому коллеге, что это — именно статья для «Химии и жизни» о сворачивании белков, но не мог бы прочесть об этом сам и тем более — найти опечатки или написать продолжение. Точно так же обстоит дело с генетическим кодом. У нас есть таблица соответствий между кодами — нуклеотидными триплетами и «буквами» — аминокислотами. Мы можем записать аминокислотный «текст» белка. Мы можем узнать, какую роль этот белок играет в клетке. Но определить по аминокислотной последовательности пространственную структуру белка мы не можем, не говоря уж о том, чтобы угадать функции такого белка. Человек с воображением может представить себе, какие перспективы открыло бы установление точного соответствия между порядком аминокислот в цепочке и ее формой. Но пока что Нобелевская премия за это не присуждена, а специалисты, изучающие структуру и функцию белковых молекул, находятся в положении японца, который читает и редактирует русский текст, пытаясь уяснить смысл хотя бы ключевых слов. Главная трудность состоит в том, что код «последовательность/форма» — это код нелинейный. Трехмерную структуру каждого из фрагментов поли пептида определяют не только аминокислоты, входящие в этот фрагмент. Два участка, весьма отдаленные друг от друга в линейной последовательности, оказываются сближенными в пространстве, нековалентно связанными. Их конформации взаимозависимы, и образование такой связи определенным образом влияет на общую форму полипептидной цепи. Иногда достаточно заменить или удалить одну аминокислоту, чтобы исказилась структура всего белка. А иногда удаление целого длинного участка цепи не оказывает никакого воздействия. Все как в литературе: в одном стихотворении каждое слово необходимо и незаменимо, а другое стихотворение преспокойно можно наполовину сократить. И, как в литературе, никто не знает точно, в чем тут секрет. Сегодня существует множество математических моделей и экспериментальных методик, призванных выяснить детали процесса сворачивания. Известные трехмерные структуры белков, установленные методами рентгено- структурного анализа и ядерного магнитного резонанса, собраны в базы данных, ведется их статистическая обработка. Но попытки предсказывать трехмерную структуру по аминокислотной последовательности пока не дают обнадеживающих результатов. Не исключено, что решение задачи о второй половине генетического кода просто и изящно, но до сих пор ни одно из предложенных простых и изящных решений не оправдало себя. Сам Фрэнсис Крик не так давно сказал, что задача может оказаться неразрешимой. Его мнение разделяют не все. Но, пожалуй, никто из крупных ученых не сомневается, что предстоит еще много упорной работы. Мы не беремся рассказать обо всем, что происходит сейчас в этой области. Коснемся лишь небольшого эпизода в истории одной из проблем — проблемы котрансляционного сворачивания. Этот термин обозначает весьма примечательное событие в жизни белка. До сих пор мы говорили о том, как формирует свою структуру полноразмерная денатурированная полипептидная цепь. Однако в процессе трансляции — синтеза белка на матрице РНК — не сразу возникает полноразмерный белок. Какое- то время существует незавершенная, постепенно удлиняющаяся цепочка. Ее сворачивание, появление трехмерных структур до завершения синтеза, и называют котрансляционным — сопровождающим трансляцию. БАЛЕТ НЕВЫЛУПИВШИХСЯ БЕЛКОВ Когда были расшифрованы первые пространственные структуры белков, обрисовалась интересная закономерность: многие полипептидные цепи устроены так, что их удобно сворачивать, начиная с N-конца и последовательно продвигаясь к С-концу. (N- и С-кониы белка называются так по свободным группам на них — аминной и карбоксильной.) Именно в таком направлении рибосома наращивает белок: N- конец появляется первым и пользуется относительной свободой, тогда как С-конец закреплен на рибосоме и к нему присоединяются новые аминокислотные остатки. Логично предположить, что N-конец начинает сворачиваться в пространственную структуру, не дожидаясь окончания синтеза. Появилась гипотеза о том, что какой-то N-концевой участок формирует «зародыш», необходимый для дальнейших этапов сворачивания, а С-конец может в этом помешать. (Это наверняка справедливо не для всех белков: многим из них С-конец ничуть не мешает. Некоторые белки, искусственно синтезированные в направлении от С- к N-koh- цу, ренатурируют нормально. Наконец, сущест-
вуют белки, у которых С-конец влияет на кон- формацию ранее синтезированного участка или С- и N-участки формируют относительно независимые элементы структуры.) Тем не менее весьма вероятно, что денатурированная полноразмерная полипептидная цепь сворачивается не так, как растущая цепь, закрепленная на рибосоме. Кроме того, в каждом конкретном случае важно установить, возможно или невозможно котрансляционное сворачивание. Однако эксперименты в этой области оказались необыкновенно трудными технически. Далее мы расскажем об экспериментальных методах, применяемых для изучения котран- сляционного сворачивания, и о некоторых успехах в данной области. Эта часть статьи написана на основе доклада, с которым выступил академик А.С.Спирин на ежегодной конференции по проблемам структуры и биосинтеза белков, проходившей в июне 1995 г. в пущинском Институте белка. Для того чтобы наблюдать отдельные стадии процесса (все равно, котрансляционное ли это сворачивание или ренатурация), надо «поймать» промежуточный продукт сворачивания. Как сделать, чтобы белок перестал перебирать конформации и показал, что у него получилось за отведенный промежуток времени? Один из возможных методов — специальной химической обработкой зафиксировать дисульфидные мостики между остатками цистеина. (Напомним, что эти мостики легко перебрасываются от одного остатка цистеина к другому и не столько определяют, сколько стабилизируют конформацию.) Затем можно сравнить число и расположение этих мостиков в N-концевой части полипептидной цепочки с их числом и расположением в том же фрагменте нативнои формы белка и таким образом установить, идет ли сворачивание и насколько успешно. Недостаток этого метода — длительные и сложные процедуры выделения промежуточных продуктов, которые могут привести к артефактам. К счастью, для того чтобы определить, находится ли белок в нативнои конформации, не всегда обязательно «вглядываться» в его структуру: достаточно проверить функции. Механизм, разобранный на части, работать не может. Точно так же аминокислотная цепь, вытянутая по прямой или свернутая в хаотический клубок, не обладает качествами нативного белка - не может функционировать как фермент или вступать в иные сложные взаимодействия. Таким образом, появление у растущей цепи какого-либо характерного свойства обычно означает, что формирование нативнои структуры уже началось. Каждый белок имеет неповторимые структурные особенности. В природе существует поразительное приспособление, распознающее эти особенности, — иммунная система позвоночных животных. Антитело к чужеродному белку не ковале нтно связывается с определенным небольшим участком на его поверхности. Это своего рода объявление для клеток иммунной системы: «Вот чужое». Примерно так же — в качестве «маячков», которые сами находят нужный объект и помечают его, — антитела используют в современных экспериментальных методиках. Прежде всего получают к исследуемому белку моноклональные антитела (то есть идентичные, так что каждое из антител в препарате распознает один и тот же участок поверхности). Затем, для удобства наблюдения за «маячком», прикрепляют к антителу метку — радиоактивную, флуоресцентную или же группу с ферментативной активностью, способную проводить цветную реакцию. Понятно, что если метка обнаруживается на недостроенном белке, значит, его участок, ответственный за связывание с антителом, уже сформировался — следовательно, котрансляционное сворачивание произошло. Строго говоря, у этого метода тоже есть недостаток. Антитело при связывании может само способствовать появлению нативнои конформации. Поэтому не всегда можно с полной уверенностью сказать, что сворачивание произошло бы спонтанно в отсутствие антитела. Другой метод применим для белков, которые обладают способностью связывать простети- ческие группы (например, магний-порфирино- вое кольцо хлорофилла). Белок, который удерживает такую маленькую по сравнению с ним молекулу, обязан иметь строго определенную конформацию — должны быть сближены и правильно ориентированы остатки аминокислот, ответственные за «прецизионный» захват ли- ганда. Значит, если лиганд «пойман» белком, — нативная структура начала формироваться. Сравнительно простой случай — фермент, активность которого легко наблюдать. Например, бактериальная бета-галактозидаза, один из самых популярных объектов биохимических исследований. Как и в предыдущем случае, аминокислоты в активном центре фермента должны занимать строго фиксированные позиции, так что работа фермента однозначно свидетельствует о правильной его структуре.
Но надо еще доказать, что сворачивание происходит именно до завершения трансляции, — иначе говоря, что белок, вторичная структура которого начала формироваться, еще не достроен. Рибосома перемещается по матричной РНК довольно быстро, наращивая по 5—15 аминокислот в секунду. Чтобы продлить существование промежуточной формы — незавершенного белка, связанного с рибосомой и матрицей, — надо каким-то образом «выключить» рибосому. В конце 50-х годов появилась очень удобная методика — синтез белка в бес клеточной системе, то есть в экстракте клеток или в растворе, который содержит все необходимые компоненты. Бесклеточная система достаточно управляема, и остановить работу рибосомы в ней вполне возможно — например, добавив ингибитор какого-либо взаимодействия, сопряженного с присоединением очередной аминокислоты. Еще более удобен геннойнженерныи способ- Работа рибосомы как-никак программируется матрицей — стало быть, можно запрограммировать и ее остановку. Напомним, что в генетическом коде помимо нуклеотидных триплетов (кодонов) есть три нонсенс-кодона, или стоп- кодона. Любой из них рибосома воспринимает как сигнал к окончанию синтеза — стоп-кодон запускает цепочку событий, которая ведет к высвобождению из рибосомы и поли пептидной цепи, и матричной РНК (мРНК). Во всех «правильных» мРНК за кодирующей частью следует стоп-кодон. Без него рибосома не отпустит готовый белок. А что произойдет, если подсунуть рибосоме искусственно сконструированную матрицу с таким же началом, как обыкновенная мРНК, но укороченную, без стоп-кодона и концевого кодирующего участка? Дойдя до места обрыва, рибосома зависнет, как это бывает с компьютером при ошибках чтения, — дескать, информация, нужная для дальнейшей работы, недоступна. Но неоконченная полипептидная цепь не покидает рибосому — нет стоп-кодона. Получится как бы моментальный снимок одного из этапов трансляции. Таким способом можно остановить синтез на любом аминокислотном остатке из десятков или сотен, сделав соответствующую матрицу. ДВЕ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ ПОЛИПЕПТИДОВ Совсем недавно сотрудники кафедры молекулярной биологии биофака МГУ и Института белка (Пущино) завершили серию исследований, посвященных котрансляционному сворачиванию двух белков, совершенно несхожих между собой. Один из них, глобин крови, связывает гем — так называемый «дыхательный пигмент», пор- фириновое кольцо с атомом двухвалентного железа в центре. Гем способен обратимо присоединять кислород или углекислый газ (это и происходит в живом организме: гем обменивает углекислый газ на кислород в капиллярных сосудах легких). Чтобы биологические системы могли использовать это его ценное свойство, порфириновое колечко на некоем этапе эволюции было вставлено в белковую «оправу». В предварительных экспериментах выяснилось, что глобин приобретает способность связывать гем раньше, чем его поли пептидная цепочка оказывается достроенной. Доказать это было сравнительно несложно. Дело в том, что рибосомы имеют определенный коэффициент седиментации и центрифугированием в сахарозном градиенте их можно собрать в одну фракцию. Если перед этим рибосомы уже синтезировали глобин, то гем, несуший радиоактивную метку, должен был тоже обнаруживаться в рибосом ной фракции. И это действительно происходило. Конечно, тот факт, что гем связан именно недостроенным глобином, который, в свою очередь, удерживают рибосомы, нуждался в дополнительном подтверждении. Для этого препарат рибосом обрабатывали антибиотиком пу- ромицином, губительное действие которого на бактерии как раз и связано с его способностью извлекать из рибосомы недостроенную полипептидную цепь. Добавление пуромицина вызывало освобождение гема — метка покидала рибосомную фракцию. Стало быть, удерживался гем именно на недостроенной цепи. Следующий вопрос: какова минимальная длина пептида, способного связывать гем? Сколько аминокислотных остатков, соединенных в цепочку, нужно для того, чтобы начала формироваться нативная структура или хотя бы те ее фрагменты, которые ответственны за свя- *ывание гема? Ответ на этот вопрос был получен в экспериментах с укороченными мРНК глобина. Укороченные матрицы кодировали полипептиды длиной в 34, 65, 75, 86 и 100 аминокислотных остатков, а также полноразмерную цепь, не способную покинуть рибосому (матрица без стоп-кодона). Оказалось, что полипептиды длиной в 86 аминокислотных остатков и более связывают гем, а полипептиды длиной в 75 аминокислот-
ных остатков и менее этой способностью не обладают. Всего девять шагов синтеза нужно, чтобы сформировать правильную структуру. Этот результат позволяет сделать еще одно предположение, которое касается уже не кот- рансляционного сворачивания полипептидных цепочек, а самой рибосомы. По сей день мы не можем сказать, что знаем во всех деталях, как рибосома устроена. Одна из таких деталей — внутририбосомные каналы. Некоторые факты указывают на то, что строящийся полипептид не сразу высовывается из рибосомы, а сперва попадает в особый канал внутри нее. Так, рибосома защищает ближнюю к себе часть полипептида от расщепления про- теазами. Предполагалось, что в канале помещается 30-40 аминокислотных остатков. Но в таком случае на укороченных пептидах глобина, связывающих гем, не успевает выйти из канала один из участков цепи, ответственных... за связывание гема. Как это следует понимать, пока не вполне ясно. Либо этот участок вовсе не необходим для связывания, либо, что более интересно, внутририбосом- ных каналов, к которым все уже привыкли за долгие годы их теоретического существования, на самом деле нет. Теперь история о другом белке — люцифера- зе светлячка. Это фермент, который катализирует хемилюминесцентную реакцию — взаимодействие между люциферином и кислородом в присутствии АТФ (источника энергии), вызывающее свечение, так что появление ферментативной активности можно увидеть простым глазом. Люциферазы найдены у разных биологических видов и носят это название не по структурному, а по функциональному сходству: все они дают своим обладателям возможность красиво светиться в темноте. Ферментативный центр люциферазы светлячка находится на С-конце полипептидной цепи, иначе говоря, этот участок белка синтезируется последним. Как узнать, идет ли сворачивание такого белка во время трансляции, если для появления активности трансляция должна закончиться? Бесклеточную систему, синтезирующую полипептидную цепь люциферазы, помещали прямо в ячейку люминометра. Первое слабое свечение было зарегистрировано через 18—20 минут от начала синтеза. Такое же время требуется для появления первых следов полноразмерной люциферазы. (Как изменяются размеры белковых молекул в препарате, можно установить, проводя электрофорез в полиакриламид- ном геле: подвижность белков уменьшается с увеличением длины цепи.) Такое совпадение по времени означало, что ферментативная активность появляется сразу после освобождения поли пептида из рибосомы, без какой-либо задержки. Вместе с тем денатурированной полноразмерной люциферазе, независимо от способа денатурации, нужно 14 минут, чтобы снова приобрести нативную структуру. Следовательно, сворачивание полипептидной цепи должно начинаться до окончания трансляции. Добавим, что в препарате с матрицей без стоп-кодона активности не было, но она проявилась сразу же после обработки пуромицином (то есть высвобождения полипептида). А может ли существовать люцифераза, которая становится активной еще на рибосоме? Вопрос отнюдь не праздный. Может быть, недостроенная люцифераза не проявляет активности потому, что ей недостает каЯих-то аминокислотных остатков у С-конца, или потому, что весь С-конец, закрепленный на рибосоме, не может принять правильную конформа- цию. Но есть и другая возможность: рибосома может мешать не самопроизвольной укладке цепи, а каким-то вспомогательным агентам, например шаперонам. (Какова роль шаперонов в сворачивании новосинтезированных белков, мы пока не можем сказать точно. Не исключено, что они вообще не способствуют сворачиванию, а напротив, поддерживают недосверну- тое состояние, когда это необходимо.) Чтобы проверить это, использовали искусственные мРНК, удлиненные с С-конца и без стоп-кодона. При трансляции получались белковые цепи, удлиненные на 1, 19, 21, 26 и 31 аминокислоту. Они не могли покинуть рибосому, но активный центр люциферазы по окончании синтеза оказывался отодвинутым от нее. И выяснилось, что рибосома не так уж и мешает: при удлинении на 26 и 31 аминокислоту в рибосомной фракции появлялась люциферазная активность! Итак, получены ответы на некоторые частные вопросы. Можно спрашивать дальше. Про другие белки — умеют ли они сворачиваться до завершения синтеза. Про шапероны и их предполагаемое участие в синтезе новых белков. Про каналы внутри рибосом... Вопросов пока больше, чем ответов. 49
Болезненная чувствительность к солнцу у людей часто оказывалась связанной с заболеваниями селезенки или печени. В век биохимии они получили общее название «порфи- рии» из-за повышенного содержания в организме порфиринов — пигментов, сходных по строению с гемоглобином. Порфирины образуются в кроветворных органах — красном костном мозге, селезенке, — а после гибели клеток крови выводятся через печень. Некоторое количество порфиринов присутствует в организме всегда (именно они окрашиваю! синяки в пурпурно-зелено-коричневые тона). Избыточные порфирины накапливаются в коже, и в этом случае даже короткое пребывание на солнце вызывает у человека сильные ожоги, подолгу не заживающие. Однако первое строгое описание эффекта, получившего название химической фотосенсибилизации живых клеток, было опубликовано лишь в 1900 году, и опубликовал его не медик, а протозоолог— студент мюнхенского Фармакологического института Оскар Рааб. Он обнаружил, что инфузории, окрашенные некоторыми видами красителей, прекрасно чувствуют себя в темноте, но быстро погибают на свету. Руководитель Рааба профессор Герман фон Таппайнер отнесся к студенческой работе очень серьезно и взялся за исследование эффекта, который назвал «фотодинамическим воздействием» (во избежание путаницы с сенсибилизацией фотографических пластинок). Таппайнер сразу предположил, что эффект найдет применение в медицине. Исследование было продолжено в Мюнхенской кож- вредны: опасный пигмент не экстраги- ^2 ной клинике. Обыкновенный эозин, ис- Средство от рака: свет, хлорофилл и красная кровь Е. КЛЕЩЕЙ КО НЕМНОГО ИСТОРИИ Метод лечения, о котором пойдет речь, применяется в клинической практике всего несколько лет. Однако похожий метод был известен еще в древнем мире — в Египте, Индии, Китае. В XIV веке до нашей эры была описана странная болезнь — появление на коже белых, обесцвеченных пятен, высветление волос, иногда облысение без каких-либо особых недомоганий. Лечили эту болезнь так: побелевшую кожу смазывали соком или вытяжкой из самых обычных растений — некоторых бобов, семян пастернака, листьев инжира — и затем подставляли пораженное место солнцу. В разных странах и в разные времена люди встречались с веществами, которые повышают восприимчивость живых организмов к солнечному свету. В России каждый крестьянин знал с детства, что зверобой — отрава для скота: коровы, съевшие его с травой или сеном, получают солнечные ожоги. (Заметим, что целебные отвары того же зверобоя совершенно без-
паратов, наносили на пораженное место, а затем освещали его солнцем или дуговой лампой. При этом замедлялось или останавливалось развитие заболеваний самой различной природы — таких, как сифилитическая кондилома, герпес, псориаз и даже кожные опухоли. Однако полного излечения удавалось достигнуть далеко не во всех случаях. Эозин не составил серьезной конкуренции привычным антисептическим средствам, и тем более— появившимся в середине века антибиотикам. И все же Таппайнер оказался прав. Фотосенсибилизаторы — вещества, способные направлять энергию света на разрушение вредоносных биологических объектов, от белков змеиного яда до бактерии и раковой клетки, — хоть и не стали панацеей, но в некоторых областях медицины оказались буквально незаменимы. Прежде чем мы перейдем к дальнейшей истории фототерапии, скажем несколько слов о том, чего Таппайнер не знал, — о молекулярном механизме фотодинамического воздействия. ЯД, НАСТИГАЮЩИЙ ЖЕРТВУ Чтобы понять, как фотосенсибилизатор действует на клетку, придется вспомнить учебники химии. При всех различиях молекулярной структуры разные фотосенсибилизаторы обладают одним общим свойством: они способны поглощать квант света с определенной длиной волны, своей для каждого соединения, и переходить при этом в возбужденное (синглетное) состояние. Возбужденная молекула фотосенсибилизатора либо испускает квант света (это свечение называют флуоресценцией), либо, переходя в триплетное состояние, вступает во взаимодействие с молекулами из ближайшего окружения. Первый вариант безопасен для клетки, зато второй так или иначе приводит к ее повреждению. Например, собственные фотосенсибилизаторы организма — порфирины — под действием света могут связываться с аминокислотами, например с гистидином, — так - т гы х \*
образуется «пигмент старости» в темных пятнышках на коже рук. А для фототерапии большое значение имеет другая реакция, которую в упрощенном виде можно записать так: 3ФС + 02 -> ФС + Ю2. Образуется так называемый синглетный кислород — сильнейший окислитель, губительный для всего живого. Однако лекарство должно не только убивать болезнь, но и щадить здоровые ткани. Нет необходимости думать об этом, когда фотосенсибилизатор наносят на небольшой участок кожи. Но если нужно проникнуть глубже, хотя бы до внутреннего слоя эпителия? Фотосенсибилизатор, введенный в кровь или с пищей, попадет и в здоровые покровные ткани, и тогда солнечная ванна вместо лечения принесет вред. Это казалось настолько очевидным, что в течение нескольких десятилетий фототерапия оставалась экзотической областью дерматологии — пока для нее не нашлось новое поле применения. Еще в 20-е годы среди многих непонятных свойств раковых опухолей была отмечена их способность накапливать порфирины крови. В 1942 году немецкие исследователи Аулер и Бан- цер установили, что «чужой» гематопорфирин, введенный животному в вену, тоже накапливается в опухолях. Обогащенные гематопорфири- ном опухоли слабо флуоресцировали в свете кварцевой лампы, а через некоторое время начинали отмирать. В соседних же, здоровых тканях повреждений не наблюдалось. Идея медицинского применения лежала на поверхности, однако война помешала продолжить работу. Признанным создателем фотодинамической терапии опухолей стал американец Р.Л.Лип- сон. Правда, его с самого начала интересовало не столько лечение, сколько диагностика — возможность помечать флуоресценцией злокачественные клетки. Но перспектива «выжигать» опухоль светом без повреждения здоровых тканей, избирательно уничтожать микроочаги рака, предотвращая тем самым развитие опухолей, оказалась еще привлекательней для исследователей. Такое лекарство, введенное в кровь, само отыщет раковые клетки — все равно как если бы отрава в питьевой воде убивала только злодеев. В 1961 году Липсон предложил заменить природный гематопорфирин его более эффективным производным. Порфирин обрабатывали кислотами, затем продукт гидролизовали щелочью. То, что получалось — сложная смесь мономерных и олигомерных порфиринов, — стало известно под названием ПГП (производное гематопорфирина). ПГП оказалось перспективным средством для терапии рака. Опыты на людях дали положительные результаты. С 1974 года «окрашенную» опухоль стали освещать лазером — узким лучом высокоинтенсивного света с определенной длиной волны. В 1976 году начались клинические испытания, одним из руководителей которых был американец ТДж.Догерти, разработавший лекарственный препарат на основе ПГП. К началу 80-х в арсенале онкологии появился новый метод, дополнивший оперативную, лекарственную и радиационную терапию. Разумеется, с самого начала было ясно, что возможности этого метода ограничены. Не ко всякой опухоли можно подвести свет даже с помощью световода. Кроме того, слой перерожденной ткани должен быть не слишком толстым — не более пяти миллиметров: глубже свет просто не проникнет. (Правда, в небольшую опухоль можно воткнуть игольчатый световод и «впрыснуть» свет в глубину.) Наконец, приходится ограничивать и дозу. Хотя фотосенсибилизатор и сосредоточивается в опухолях — его там обычно в 3—5 раз, а иногда и в 10 раз больше, чем в здоровых тканях, — избыток его накапливается в коже и больной получает солнечные ожоги, как при порфирии. Но с учетом всех этих ограничений метод начал работать, и его эффективность снова и снова подтверждалась клинической практикой. Возросший интерес к фотодинамической терапии распространялся и в другие области медицины. Сегодня точно так же, как 33 века назад, лечат витилиго — нарушение пигментации кожи, о котором мы рассказали в начале статьи. До сих пор неизвестно в точности, из-за чего возникает это заболевание, но рецепт из древнего мира вполне оправдывает себя. Псорален — препарат, получаемый из растений, — наносят на кожу или дают проглотить в капсуле, а через некоторое время освещают пораженное место ультрафиолетом (псорален, в отличие от пурпурно-синих гематопорфиринов, поглощает именно УФ-свет). Что при этом становится мишенью его воздействия — тоже не совсем понятно, но после нескольких сеансов пигментация кожи восстанавливается. Похожими методами лечат экзему, дерматиты, плоский лишай. Возможно, в ближайшее время фотосенсибилизаторы найдут любопытное применение в иммунологии. Противозмеиные сыворотки, приготовленные из крови иммунизированных животных, всегда содержат немного змеиного 52
яда. Добавлять его к яду, который пострадавший и без этого получил при укусе, крайне нежелательно. А вот если перед иммунизацией животного смешать яд с фотосенсибилизатором и осветить такую смесь, белки яда теряют отравляющие свойства, но по-прежнему вызывают сильную иммунную реакцию. От животного, иммунизированного таким «обезвреженным» ядом, можно получать совершенно безопасную сыворотку. Еще одно оригинальное предложение, пока реализованное только в лабораторных условиях, — добавлять небольшие количества фотосенсибилизатора в воду: на свету вода с такой добавкой «сама» очистится от бактерий, грибков, личинок насекомых, а также от фенолов и пестицидов (которые тоже разрушает синглет- ный кислород). Однако самая перспективная, да, пожалуй, и самая интересная область применения фотодинамической терапии — это лечение рака. Именно здесь сосредоточены усилия большинства исследователей, занимающихся биологией и химией фотосенсибилизаторов. НА СВЕТУ И СМЕРТЬ КРАСНА Теоретически синглетный кислород одинаково вреден для всех структур живой клетки. Но надо учесть, что его время жизни очень мало, поэтому у молекулы фотосенсибилизатора жестко ограниченный радиус разрушения и действует она подобно пуле: результативность зависит от места попадания. Попадая в клетку, фотосенсибилизатор скапливается в липидных мембранах. С точки зрения быстрейшей гибели опухоли это неплохо. Мембрана окружает клетку, мембраны отделяют от цитоплазмы содержимое митохондрий («энергетических станций», производящих АТФ), аппарата Гольджи и лизосом («пищеварительной системы» клетки), двойной мембраной одето клеточное ядро. А длинные «хвосты» жирных кислот, входящих в состав мембран, да еще с двойными связями, — вполне подходящая мишень для окисления. Мембрана теряет прочность, в ней появляются поры. Кроме того, окисление портит мембранные белки, в том числе такие важные, как «насосы», перекачивающие ионы против градиента. Дальнейшие события предсказать нетрудно: повреждение наружной мембраны (если она повреждена основательно, на этом можно и закончить), нарушение ионного баланса, падение синтеза АТФ и смерть клетки от истощения, при больших количествах фотосенсибилизатора в окружающей среде— нарушение синтеза ДНК... Злокачественная опухоль становится участком мертвой ткани. Конечно, некроз — не самое приятное явление, но все же лучше, чем метастазы. Можно наблюдать экспериментально, как фотосенсибилизатор убивает клетку. Разумеется, не в настоящей опухоли, а в культуре клеток, которые живут на питательной среде вне организма. Такую культуру выдерживают в растворе фотосенсибилизатора (например, производного гематопорфирина), а затем облучают лазером. Для лечения рака желательно использовать фотосенсибилизаторы, поглощающие красное или ближнее инфракрасное излучение, — оно глубже проникает в ткани. Если сфокусировать луч через микроскоп, можно получить пятнышко, диаметр которого составит считанные микрометры: это гораздо меньше клетки млекопитающего. Такой «луч смерти» наводят на различные участки клетки. При высоких концентрациях фотосенсибилизатора не имеет значения, на каком участке остановился луч — сразу рвется внешняя мембрана. Меньшие концентрации позволяют клетке долго прожить под облучением, если оно не нацелено в области скопления митохондрий. Казалось бы, у раковой клетки нет никаких шансов. Подсчитано, что среднее расстояние между молекулами фотосенсибилизатора в клетках культуры может составлять всего около 0,01 мкм. А если еще учесть, что фотосенсибилизатор локализован в мембранах... Это заведомо больше, чем нужно, чтобы разорвать клетку в мелкие клочья. Но на практике определить точную концентрацию фотосенсибилизатора в клетке нелегко. Еще труднее предсказать, какова будет его концентрация в опухоли, допустим, через час после введения в вену известного количества раствора с известным содержанием фотосенсибилизатора. Какая часть его достигнет опухоли, сколько попадет внутрь клеток?.. Некоторое количество фотосенсибилизатора связывают белки плазмы крови. Поэтому вещество, отлично работающее в культуре клеток, может оказаться никуда не годным при лечении: имея высокое сродство к белкам крови, оно просто не попадет в опухоль. Что происходит с молекулами, которые все же достигли опухоли? Направляясь внутрь клетки, фотосенсибилизатор дважды преодолевает границу раздела фаз: из межклеточного пространства — в липидный бислой мембраны, 5
Ч—f— N М N ^Ч 1 ) /я) R=COOH, COO(CH2CH20) СН lb) M-Zn,A!OH,AlCl.. R=H,SO,H... 16) Общие формулы различных групп фотосенсибилизаторов: а — гематопорфирины, б — фталоцианины, в — нафталоцианинЫу г — превращение гамма-аминолевулиновои кислоты в протопорфирин IX R'=H, NHCOCH,, NH , OCHv SCKH,7 R--H, SC^H,, R-H,SC8Hl7 CH2COOH нооссн,-сн2 о«с— сн2 I + I H2NCH2-C /СН, О H2N с-амннолевулн- нпвая кислота НООС CI н2с сн2 Н2СООН- >Л>„ H2NCH2- порфобнлинотен нооо НООС" нооссн2 сн2 сн2соон уропорфириноген III *N HN- / сн2 сн2 нооссн2 сн2соон протопорфирин IX
из мембраны— в цитоплазму. Поэтому, хотя фотосенсибилизатор оседает на поверхности клеток за десятки секунд, для проникновения внутрь ему требуются часы, а для того чтобы установилось равновесие между клеткой и ее окружением, — сутки. Общая концентрация фотосенсибилизатора внутри клетки при этом становится больше, чем в среде. Противоречия тут нет: водная внутриклеточная фаза постоянно обедняется за счет связывания фотосенсибилизатора с внутренними мембранами, это и приводит к смещению равновесия. Отдельный и тоже пока не разрешенный до конца вопрос: почему, собственно, фотосенсибилизаторы избирательно накапливаются в опухолях? Интересно, что обыкновенные и злокачественные клетки, выращенные вне организма — в культуре, аккумулируют фотосенсибилизатор одинаково быстро. Селективность отчетливо проявляется лишь на уровне организма. Причину этого, по-видимому, следует искать в каких-то особенностях злокачественных тканей. Возможно, гематопорфирины просто-напросто обладают сродством к коллагенам — белкам соединительной ткани, которых много в опухоли. Это, кстати, объясняет, почему фотосенсибилизаторы накапливаются в коже. По другой версии, причина — повышенная кислотность опухолевых тканей. Ее создает продукт анаэробного окисления, характерного для опухолей, — молочная кислота, которая выбрасывается из клеток наружу. В культуре слой клеток слишком тонок и закис- ления не происходит, но в ткани рН от этого снижается заметно. Молекулы гематопорфи- рина, несущие карбоксильные группы, в кислой среде становятся нейтральными и легче преодолевают мембрану. Внутри клетки, в более щелочной среде, они снова приобретают отрицательный заряд, и мембрана не пропускает их обратно. До сих пор мы говорили только о скорости накопления фотосенсибилизаторов. Но специфический обмен веществ опухолевых тканей влияет и на активность фотосенсибилизаторов в клетке, и на скорость их выведения из опухоли. Обо всем этом написано множество статей, и до окончательной ясности еще далеко... ИЗ КРОВИ, ИЗ РАСТЕНИЙ, ИЗ ПРОБИРКИ Все исследования, о которых говорилось в предыдущей главе, проводились с порфир и нами — самыми первыми и по сей день самыми распространенными фотосенсибилизаторами. Чаще всего использовали ПГП (напомним: это продукт щелочного гидролиза эфиров гемато- порфирина). Липсон, впервые синтезировавший ПГП, поначалу считал его индивидуальным веществом — очищенным гематопорфи- рином; затем выяснилось, что это смесь мономерных и олигомерных порфиринов. Но характерно, что ПГП оказался эффективнее ге- матопорфирина именно в силу своей неоднородности: каждый компонент играет здесь свою особую роль. Так, некоторые мономеры в составе смеси сами не накапливаются в опухоли, но активно связываются с белками плазмы и тем самым повышают эффективность других компонентов. Однако препараты сложного состава нелегко стандартизировать. Отчасти поэтому, отчасти потому, что свойства ПГП и подобных ему препаратов были далеки от идеальных, в 80-е годы химики начали искать новые вещества, которые могли бы заменить известные фотосенсибилизаторы. Как к любому медицинскому препарату, к фотосенсибилизаторам предъявляют множество требований: низкая токсичность в темноте, быстрое выведение из организма без накопления в здоровых тканях, длительный срок хранения и, наконец, не слишком высокая себестоимость. Последнее — отнюдь не самое маловажное: одна инъекция импортного фотосенсибилизатора стоит сейчас сотни долларов. Простая смесь из нескольких компонентов ПГП, наиболее активно проникающих в клетки, оказалась гораздо эффективнее самого ПГП в культуре клеток, но, увы, не в организме, — это еще раз подтвердило, что некие важные компоненты работают вне клетки. Более успешными оказались опыты с синтетическими производными гематопорфиринов, содержащими фенильные группы. Гидрированные формы порфиринов (проше говоря, хлорофилл и его производные), казалось бы, самой природой предназначены на роль фотосенсибилизаторов, но, к сожалению, они дороги и плохо хранятся. На сегодня самый перспективный из них — бактериальный хлорин е6. Его модификации, малотоксичные и выводящиеся из здоровых тканей за считанные дни, могут успешно использоваться в диагностике опухолей. Особый класс фотосенсибилизаторов — предшественники порфиринов в метаболизме. Гам- ма-аминолевулиновая кислота (гамма-АЛ К) — по сравнению с порфиринами совсем простое
вещество, и синтезировать ее легко. Гамма- АЛК накапливается в клетках опухоли и там превращается в протопорфирин. В норме эта цепочка реакций регулируется по принципу обратной связи: конечный продукт тормозит образование гамма-АЛК. А если ее вводить извне, клетка сама нарабатывает огромные количества фотосенсибилизатора. У этого вещества большое будущее, возможно, и в России: Институт органической химии освоил синтез гамма-АЛК еще в 80-х. Много внимания сейчас уделяют тетраазо- порфиринам — обширной группе синтетических фотосенсибилизаторов. Они интенсивно поглощают в красной и ближней инфракрасной области и, следовательно, позволяют уничтожать более глубокие слои опухоли. Синтетическая природа тетраазопорфиринов — скорее их достоинство, чем недостаток. Выделение гематопорфирина из крови или хлорофилла из растительного сырья требует многократной хроматографической очистки, лиофи- лизации — в общем, все это гораздо дороже, чем синтез в одну-две стадии. Кроме того, в эпоху СПИДа натуральное не всегда предпочитают искусственному. Во Франции, например, несколько лет назад были запрещены клинические испытания производных гематопорфирина — только потому, что получают его из крови крупного рогатого скота. Можно назвать это излишней осторожностью, но что поделаешь: хоть инфекции редко передаются от одного биологического вида к другому, иногда это происходит — и впечатляет надолго. Из тетраазопорфиринов наиболее изучены фталоцианины. Здесь, как ни удивительно, больше всего можно рассказать про наш, российский опыт. НЕМНОГО О НАСТОЯЩЕМ И БУДУЩЕМ В нашей стране широкие исследования в области фотодинамической терапии рака проводятся с начала 90-х годов. Первым российским фотосенсибилизатором стал фотогем — производное гематопорфирина, полученное в Московской академии тонкой химической технологии под руководством профессора А.Ф.Миронова. А два года назад в распоряжение биологов и медиков поступил препарат на основе фталоцианина алюминия — фотосенс. Он был синтезирован в Научно-исследовательском институте органических полупродуктов и красителей (Государственный научный центр «НИОПИК»). Клини- Доля светового излучения, проникающего в кожу млекопитающего, зависит от длины волны. Верхняя линия - общее количество излучения, поглощенного кожей (в %); нижняя - излучение, достигшее подкожной клетчатки. Вертикальными полосами показаны пики поглощения различных фотосенсибилизаторов: 1 - тетрафенилпорфирин, 2 - фталоцианин цинка, 3 - нафталоцианин. Видно, что фталоцианин можно активировать светом на большей глубине, чем производное порфирина ческие испытания оба препарата проходили в трех научных центрах: в НИИ онкологии им. П.А.Герцена, Институте лазерной медицины и Онкологическом центре. Оборудование для облучения и диагностики разрабатывали в Институте общей физики РАН. Программы разработки новых диагностических и терапевтических методов в онкологии в 1994—1996 гг. субсидировали правительство Москвы и Министерство науки и технической политики РФ. В конце 1995 года Фармкомитет разрешил использовать фотогем для лечения рака в клиниках (а не только в специализированных центрах). Испытания фотосенса еще продолжаются. Курс лечения прошли уже более трехсот пациентов, и результаты весьма обнадеживающие. Кстати, препарат на основе фталоцианина внедряют в клиническую практику впервые — в кои-то веки мы обогнали заграницу. Воспользуемся случаем поговорить о хорошем.
Технологию получения фотосенса в НИО- ПИКе уже передали из лабораторий на опытный завод института. Синтез включает всего две стадии, а конечная стоимость препарата примерно в двадцать раз меньше, чем у ПГП. Собственно фталоцианиновое кольцо получается в одну стадию — спеканием фталонитрила с солью. Вторая стадия — сульфирование: суль- фопроизводные фталопианинов способны растворяться в воде и менее склонны к образованию «монетных стопок» — агрегатов с низким выходом синглетного кислорода. Сульфогруп- пы могут присоединяться к кольцу фталоциа- нина в разных местах, так что продукт реакции — это смесь изомеров, каждому из которых приписывается особая роль в терапии. Тетразамещенные молекулы, например, обладают повышенным сродством к стенкам кровеносных сосудов опухоли, а дизамещенные легче проникают в клетку. С точки зрения клиницистов, самое замечательное свойство фотосенса — это смещенный в красную область (по сравнению с ПГП) максимум поглощения, позволяющий глубоко проникать в опухоль. Недостаток его — сравнительно высокая чувствительность кожи к свету, которая появляется после лечения. Больным приходится долгое время прятаться от солнца, носить защитные очки, маски, смазывать открытые участки кожи специальными кремами. Идеальный фотосенсибилизатор должен был бы совмещать в себе свойства диагностического и лечебного препарата, давать флуоресценцию, видимую простым глазом, и жестоко расправляться с опухолью. Вырисовывается изящная схема. Больной не ложится в клинику, а просто приходит на прием, ему вводят препарат в вену и назначают прийти через два-три дня. При повторном визите к опухоли подводят свет. Сперва облучают светом с длиной волны, несколько меньшей, чем в максимуме поглощения, — при этом фотосенсибилизатор флуоресцирует, а синглетного кислорода образуется сравнительно немного. Отводящие световоды регистрируют флуоресценцию. Если опухоль светится ярко, а прилежащие ткани остаются темными, световод переключают на другой лазер и тут же проводят сеанс лечения. Но в жизни, как водится, пока не все так замечательно: ни фотогем, ни фотосенс не позволяют реализовать эту схему во всей ее красоте. Амбулаторное лечение часто на самом деле становится заменой стационарному. И это прекрасно: вместо ужасов «ракового корпуса» и больничной койки — визит к терапевту! А вот использовать один и тот же зонд-световод для диагностики и терапии пока не выходит. Чтобы регистрировать слабую флуоресценцию во время диагностики, приходится идти на всякие ухищрения. Необходимы световоды особой конструкции, фильтры, отсекающие возбуж- I дающий свет; само изображение опухоли строится на экране компьютера с помощью специально разработанных программ. Можно сказать, что в совершенствование метода фотодинамической терапии вносят свой вклад все естественные науки. Физики улучшают аппаратуру — «вытягивают» слабый флуоресцентный сигнал, изобретают новые методы его обработки, подбирают режимы облучения. Химики ищут новые фотосенсибилизаторы: нетоксичные, быстро выводящиеся из организма, высококонтрастные, с хорошим выходом флуоресценции и эффективно разрушающие опухоль. Медики набирают бесценный клинический опыт и находят новые области применения метода. Можно, например, совместить фотодинамическую терапию с химиотерапией (очень многообещающее направление), можно обработать светом операционное поле после удаления опухоли. Биологи придумывают новые способы преодоления мембранного барьера, изучают сложности опухолевого метаболизма. Конечно, фотодинамическая терапия — это ни в коем случае не победа над раком. Есть разновидности рака, которые не поддаются внутривенной инъекции и облучению, — например, в терминальных стадиях заболеваний, при метастазах в лимфоузлы метод может быть использован только как паллиатив. Нельзя забывать и о том, что фотодинамическая терапия лишь недавно вышла из стадии эксперимента. Но тем не менее это работающий, доказавший свою эффективность метод, который уже сегодня уменьшает количество человеческих страданий. Автор благодарит за предоставленную информацию доктора биологических наук Р.И.Якубовскую (НИИ онкологии им. П.А.Герцена), С.Г.Кузьмина (НИОПИК) н доктора медицинских наук В.В.Соколова (НИИ онкологии им. П.А.Герцена)
Копоть горящего жира Занятные события закрутились в последнее время вокруг препаратов для похудания. Одни фирмы яростно их рекламируют, другие так же страстно охаивают продукцию конкурентов и хвалят свой товар, на первый взгляд, ничем не лучший. Словом, разгорается нормальная война диких торговцев за кошельки покупателя. Смотреть бы на это со стороны и тихо радоваться, что не довелось стать участником /} сражений. Но поскольку рекламируемые средства имеют прямое отношение и к химии, и к жизни, редакция нашего журнала не могла пройти мимо и не задать вопрос: «А действуют ли эти чудо- снадобья?» Тем более, что прибыли они, как утверждают московские дилеры-дистрибьюторы, из Америки — страны незаурядных мошенников, так замечательно описанных О.Генри: многие из них делали свой бизнес на продаже «патентованных лекарств», сделанных из кипяченой водички и всего, чего Бог послал. Там же, в благословенной Америке, продефилировала перед восхищенной публикой целая вереница борцов за стройную фигуру («Химия и Жизнь» писала про это в № 8 за 1995 год). Увы, их средства избавляли покупателей не столько от излишков жира, сколько от излишков денег. Не повторяется ли эта история в России? Оставляя в стороне правовые и этические вопросы, мы решили держаться «ближе к телу» и выяснить биохимическую подоплеку действия самых рекламируемых препаратов — «Сжигателей жира». Но в научной литературе никаких сведений о них найти не удалось. Фирма, продающая супервариант «Сжигателя жира», предоставила данные о его составе, но ее медицинский консультант, «ученый с мировым именем», известным, во всяком случае, читателям популярных газет, отказался их комментировать. Мы не сумели найти в Москве никого, кто провел бы анализ препаратов и подтвердил заявленный состав Экспертиза санэпиднадзора удостоверяет только то, что они не содержат токсичных веществ, патогенных микробов, радионуклидов и прочих опасных для здоровья примесей. А органы Минздрава, проверяющие все лекарства, оказались непричастными к их появлению в продаже, потому что продавцы додумались представить свой товар не как лекарственные средства, а как пищевые добавки. (Почему-то витамины, которые могли бы претендовать на эту роль с куда большим основанием, в свое время проходили долгие и кропотливые исследования...) На наш главный вопрос ответили специалисты из кли-
ники лечебного питания Института питания РАМН. Они испытали у себя некоторые препараты из имеющихся на рынке и согласились рассказать о результатах. Ниже мы публикуем их статью и дополнения к ней, в которых биохимик на основе сведений об отдельных составляющих «Сжигателей жира» делится своими соображениями о том, как эти вещества могли бы участвовать в жировом обмене. Окончательного приговора мы не выносим: личного опыта не заменит ничто. Все желающие могут испытать действие препаратов на себе, а мы с интересом выслушаем их рассказы. Сжигатели жира: чуда не ждите, польза возможна Кандидат медицинских наук Г.Р. ПОКРОВСКАЯ, кандидат медицинских наук Ю.И ПОПОВА Ожирение — одно из самых распространенных заболеваний в странах с высоким экономическим уровнем развития. Если пользоваться этим показателем как критерием, Россию тоже следует отнести к таким странам: за последние годы число людей с лишним весом не только не уменьшилось, но даже понемногу растет. Больше это касается людей старшего возраста, но и молодые вносят свой вклад в дородность нации. Наверное, не стоило бы из-за этого волноваться, если бы ожирение не приводило к печальным и труднопоправимым последствиям. Статистика показывает, что люди с избыточной массой тела по сравнению со своими худыми сверстниками в 3 раза чаше страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями (гипертонической болезнью, атеросклерозом сосудов сердца и мозга), в 9 раз чаше маются от нарушений работы желчного пузыря и желчевыделительных путей, у 40% тучных слишком рано развивается сахарный диабет, у 80% обнаруживаются поражения опорно-двигательного аппарата (остеохондрозы, полиостеоартрозы). Люди с явным ожирением живут примерно на 12 лет меньше, чем с нормальным соотношением веса и роста. Положение усугубляется тем, что до сих пор лечить ожирение очень сложно, и результаты его, особенно отдаленные, не приносят удовлетворения ни пациенту, ни лечащему врачу. На это есть масса причин: разнообразие факторов, приводящих к развитию ожирения, сложности с выполнением рекомендаций враче и-диетологов, зависимость течения заболевания от образа жизни и психологии больных и так далее. Знакомому с мучениями худеющих понятна их надежда на чудодейственный суперпрепарат. Отчасти эту надежду поддерживают специалисты, не сдающиеся в своих поисках новых методов и средств борьбы с недугом. В последние годы большой интерес у широкой публики вызывают средства, которые за-
ни мают промежуточное положение между лекарствами и пищей — так называемые биологически активные добавки к пище (БАД). Это природные или идентичные им вещества, получаемые, как правило, из растительного, животного или минерального сырья, реже — путем химического синтеза или биотехнологическими способами. Их используют отдельно от остальных продуктов или же включают в состав пищи и напитков, обогащая организм необходимыми для жизнедеятельности соединениями или регулируя его физиологические функции. Существуют две основные группы БАД. Одни, так называемые нутрицевтики, можно с большим основанием отнести к «пище», поскольку это ее нормальные составные части: витамины и их предшественники, полиненасыщенные жирные кислоты, некоторые микроэлементы. Другие, которые называют пара- фармацевтиками, стоят ближе к лекарствам и помогают регулировать в физиологических границах некоторые функции организма. С помощью нутрицевтиков можно быстро восполнить дефицит незаменимых пищевых веществ, направленно влиять на обменные процессы, повышать устойчивость организма к неблагоприятным факторам внешней среды. К этой категории относятся добавки, позволяющие уменьшить калорийность рациона (при минимальном содержании питательных веществ они создают ощущение сытости) и регулирующие аппетит. Именно нутрицевтики нашли наиболее широкое применение при лечении ожирения. Не будет преувеличением сказать, что пищевые биологически активные добавки, предназначенные для тучных больных, составляют львиную долю поступающих на российский рынок средств для похудания. Среди них сейчас весьма популярна серия «Сжигателей жира». Некоторые из препаратов с таким названием были разработаны фирмой «Спортивные лаборатории США», другие, например «Суперсжигатель жира № 1» — фирмой «Национальная академия питания США». В клинике лечебного питания Института питания РАМН прошли клиническое испытание самые распространенные из них: «Сжигатель жира с бромелайном», «Сжигатель жира с кар- нитином», «Суперсжигатель жира с бромелайном», «Катти нг эдж», «Перфекшн», «Про- клин», «Супер Голден Сил». В состав «Сжигателей жира» и «Суперсж и га- теля жира» входят, прежде всего, ферменты двух видов: липазы, которые отшепляют жирные кислоты от молекулы жира, и протеолити- ческие ферменты, расщепляющие белки до пептидов и аминокислот (бромелайн, папайн, трипсин). Кроме того, они содержат фосфоли- пиды, аминокислоты метионин и L-карнитин, пиколинат хрома и витамины. Некоторые разновидности «Сжигателя жира» помимо этого обогащены полиненасыщенными жирными кислотами. Иными словами, в этих препаратах сконцентрированы вещества, имеющие отношение к жировому обмену, способные включаться в обменные процессы, происходящие в организме тучного больного, и отчасти восстанавливать обмен веществ, нарушенный при ожирении. Поскольку по своей сути почти все составные части «Сжигателя жира» — не мощные лекарственные средства, а составляющие обычной натуральной пищи, они воздействуют на организм мягко, постепенно. Поэтому шумные обещания рекламы «растворить залежалый жир» в организме тучного человека, к сожалению, невыполнимы. В то же время следует подчеркнуть, что эти средства небесполезны для организма, потому что восполняют недостаток необходимых ему веществ. Это особенно важно для людей, вынужденных постоянно соблюдать диету, ограниченную по калорийности и, если не принять специальных мер, дефицитную по витаминам, жирным кислотам, микроэлементам и другим важным частям пищи. У препаратов серии «Сжигателей жира» предусмотрены и другие лечебные воздействия, помимо влияния на жировой обмен. У больных ожирением вместе с нарушениями обмена жира, как правило, встречаются расстройства водно-солевого обмена. Поэтому в препараты включают компоненты с мочегонным действием. В «Каттинг Эдж», например, — хорошо известные медвежьи ушки, плоды можжевельника и другие вещества растительного происхождения, а в другие («Про-клин», «Супер Голден Сил») — порошок желтокорня, который оказывает многостороннее действие на организм человека, в том числе — активное мочегонное, легкое желчегонное и послабляющее. У желтокорня есть некоторые преимущества перед мочегонными лекарственными препаратами: если последние нередко приводят к слабости и даже обморокам, то при приеме этого растительного снадобья больные сохраняют высокую физическую активность и бодрость даже при обильном мочеотделении.
I Согласно существующим в нашей стране регламентам, основные разновидности «Сжи- гателя жира», поступающие в нашу страну, прошли санитарно-гигиеническую экспертизу, которая подтвердила, что они не содержат никаких вредных веществ. После этого были проведены клинические испытания этих препаратов. Различные варианты «Сжигателя жира» включали в комплексную терапию больных ожирением, получавших стандартную диету с небольшой калорийностью. Контролем служили больные, получавшие ту же малокалорийную диету, но без «Сжигателя жира». Суммарные потери массы тела за месяц пребывания в клинике составили в контрольной группе 5,4% от исходного веса, у получавших «Сжигатель жира с бромелайном» — 8%, «Каттинг Эдж» — 6,3%. Судя по этим результатам, препарат оказывал некоторое полезное действие. Однако если больные ожирением в надежде на заморское средство не ограничивали калорийность своего рациона, уменьшить избыточный вес им не удавалось. Примерно то же можно увидеть при анализе биохимических показателей. Включение в диету «Сжигателей жира» усиливало благоприятное действие правильного рациона на нарушенный холестериновый обмен, повышало антиокислительную защиту организма, способствовало улучшению функции печени и желчного пузыря. Но эти сдвиги в биохимических показателях — суммарный эффект всей совокупности лечебных мероприятий, и только в таком комплексе они что-то значат, если подойти к ним с мерками математической статистики. В общем, биологически активные добавки этой серии благоприятно влияют на обмен веществ у лиц, страдающих излишним весом. Но, увы! — это вовсе не чудодейственные средства, способные самостоятельно решить проблему ожирения, как это декларируется в рекламных проспектах и некоторых средствах массовой информации. Использование их не лишено смысла: оно обогащает рацион веществами, дефицитными у большинства населения и при обычных условиях, а тем более при длительном питании низкокалорийной пищей. Однако использование биологически активных добавок без проведения всего комплекса мероприятий, направленных на снижение массы тела (в первую очередь это касается диетотерапии), не приводит к явному и длительному успеху. В поисках огня Нижеследующие заметки — взгляд биохимика, хотя и не специалиста по лечению ожирения, но человека, для которого слова «бромелайн» и «эль-карнитин» — не магические заклинания, а обозначения более или менее изученных веществ. Здесь вы не найдете описания целенаправленных исследований по применению "Сжигателей жира" в лечебном питании — в ведущих научных журналах таких сведений не оказалось. И потому мы лишь приведем некие общие сведения, вошедшие в учебники биохимии, а также собственные предположения и вопросы. И немного пофантазируем на тему о том, как компоненты «Сжигателя жира» могли бы участвовать в обмене жиров. Возможно, не все специалисты одобрят такие упражнения; ведь предположения без исследований могут завести очень далеко от истины. Но все же рискнем: уж очень горячий, прямо-таки обжигающий предмет привлек наше внимание. Главный компонент «Сжигателя жира» и его «супер»-варианта — выделенный из стеблей и плодов ананаса фермент бромелайн. (Правильнее было бы называть его бромелайном, подобно пепсину, папаину и прочим, но такое название уже прижилось в популярной прессе.) Биохимики относят его к классу протеаз, то есть гидролитических ферментов, расщепляющих белки до осколков — пептидов; к этому же классу относятся наши собственные пепсин, трипсин и химотрипсин. Похожим образом действуют и другие добавки «Суперсжигателя жира»: папаин, выделенный из млечного сока папайи, и трипсин (вероятно, из поджелудочной железы коров или свиней). Должно быть, вмещающая препарат капсула кислотоустойчива и не растворяется в желудке, иначе все ее ферменты могли бы сильно пострадать от соляной кислоты и пепсина желудочного сока. Ферменты, надо полагать, высвобождаются из оболочки в двенадцатиперстной кишке и там помогают нашим родным трипсину и химот- рипсину переваривать белки пиши. А как раз с этим организм тучного человека обычно справляется очень хорошо и сам. Зачем же тогда бромелайн и прочее? Вообще-то бромелайн — интересный, даже модный объект среди биологов и медиков. Есть, например, данные, что он может увеличивать выработку активных форм кислорода клетками крови и уменьшать боль при воспа- 61
лении. Поскольку этот фермент принадлежит к классу протеаз, он мог бы активно вмешиваться в те процессы, в которых участвуют белки, — а это огромная часть всего происходящего в организме. (О том, как с >частием белков и протеаз могут передаваться сигналы, рассказывалось в статье Е.Э.Данилиной «Скажи мне, кто твой посредник» в № 9 «Химии и жизни» за 1995 год.) Можно привести и другой пример. В модельных опытах показано, что молекулы бромелайна «объедают» белковые рецепторы лимфоцитов и их после этого не могут узнать клетки стенок кровеносных сосудов. Какие-то из этих процессов могли бы происходить и в теле человека, если бы бромелайн всасывался в кровь. Но вот этого организм изо всех сил старается не допустить. Ведь бромелайн — чужеродное соединение, антиген, который должен быть связан и обезврежен. Пунктуальности ради упомянем, что бромелайн и папаин внесены в список пищевых добавок, разрешенных к применению в Российской Федерации по категории «Улучшитель муки и хлеба, стабилизатор, ускоритель созревания мяса и рыбы, усилитель вкуса и аромата». Судя по такой характеристике, они должны подстегивать аппетит едока, превращая белки продукта в аминокислоты; нам кажется, это не совсем то, что нужно людям с повышенным и без того аппетитом... Впрочем, эти события происходят в продукте во время его изготовления, а что случается в желудке и далее, мы уже кратко описали. Чтобы закончить с бромелайном, выскажемся по поводу его более активного сородича. В одной из рекламных статей сказано, что учеными «Национальной академии питания США» был синтезирован в 10 раз более активный бромелайн. Если бы им действительно удалось химически синтезировать новую форму фермента, да еще и более активную, это потянуло бы не меньше чем на Нобелевскую премию! И все же, возможно, это просто неудачное выражение журналиста или его консультантов, в котором тем не менее есть определенный смысл. Дело в том, что природный бромелайн. как и множество других ферментов, состоит из смеси разных форм — изофер- ментов, немного различающихся по строению и активности. В одной из недавних статей сообщалось, что среди разделенных электрофорезом форм бромелайна одна более активна. чем исходная смесь, примерно в 15 раз. Если производители препарата настолько оперативны, что уже наладили выделение этой формы и получили разрешение на ее применение, то реклама недалека от истины. Еще один фермент, входящий в состав «Су- персжигателя жира», — липаза. Само ее название указывает, что она имеет отношение к обмену жиров — расщепляет их. Чего бы еще, кажется, желать? Юмор ситуации, однако, в том, что липаза расщепляет жиры не до простых компонентов, которые легко покидают организм (как углекислый газ и вода), а до жирных кислот и других, таких же энергонасыщенных соединений — моно— и диацилглицеринов, которые попадают в печень и жировую ткань, снова превращаясь гам в жиры. Вообще гидролитические ферменты «Сжига- телей жира», вероятно, действуют так же, как известные препараты «Фестал» и «Панзи- норм». Вот только лекарства эти приходится глотать тем, у кого не хватает собственных ферментов и пища плохо усваивается, а у толстяков она усваивается очень даже хорошо. Может быть, здесь есть расчет на то, что жиры и белки, быстрее расщепившись и всосавшись в кишечнике, тут же дадут сигнал о насыщении и человек раньше прекратит есть? Но обычно ожирение потому и возникает, что человек не слышит этого сигнала... Следующая супердобавка «Суперсжигателя жира» — пиколинат хрома. (Ее, кстати, нет в списке разрешенных Госсанэпиднадзором.) Это соединение состоит из двух частей. Хром — необходимый микроэлемент, участвующий в регуляции углеводного обмена; известно, например, что после введения в организм глюкозы в крови увеличивается содержание инсулина и уменьшается содержание хрома. Этот элемент как-то связан с регуляцией синтеза или действия инсулина, но как — пока не очень ясно, хотя исследования ведутся активно. А пиколинат-анион — по-видимому, только удобная упаковка для доставки хрома из кишечника в кровяное русло. Химически это вещество родственно никотиновой кислоте; оно образует с хромом комплексное соединение. Действие пиколината хрома на организм активно исследуют. Показано, что его употребление снижает уровень нейтральных жиров в крови больных одной из форм диабета, уменьшает аппетит, увеличивает продолжительность жизни крыс. Его пробуют использовать в животноводстве и спортивной медицине, но об этом рассказывать мы пока по-
временим. И еще один важный момент. Ведь хром — тяжелый металл, и его передозировка весьма опасна. Скажем несколько слов и про остальные компоненты «Суперсжигателя жира». Некоторые из них (метионин, холин, карнитин) обладают липотропным, то есть «жиродвигатель- ным» действием. Есть соблазн понять этот термин так, что упомянутые вещества помогают распроститься с надоевшей ношей жиров. Так ли это? За разъяснением обратимся к авторитетной трехтомной монографии А.Уайта и других авторов «Основы биохимии». Оказывается, липотропными называются вещества, которые предотвращают жировое перерождение печени, происходящее из-за недостатка белка в пище. Без некоторых аминокислот белка (главным образом, серина и метионина) в организме не может синтезироваться холин, а без него из жирных кислот не образуются фосфолипи- ды — совершенно необходимые компоненты клеточных мембран. Этот процесс проходит в печени, и для его нормального протекания туда все время поступают жирные кислоты. При недостатке холина они остаются неиспользованными и накапливаются, вызывая жировое перерождение печени. Это состояние излечивается не только переводом больных на рацион с достаточным количеством белка, но и добавлением в пищу некоторых веществ, например холина. Эти-то вещества и называются липотропными: они помогают главной химической фабрике нашего тела освободиться от избытка жирных кислот. К сожалению, не всегда ожирение печени вылечивается липотропными веществами: тут важна причина, а причин может быть много. Бесполезны липотропные вещества и для изгнания жиров, осевших в подкожной клетчатке, при обычном питании. А вот при соблюдении диеты, когда белка не хватает, они могут быть полезны. Наиболее мощный липотропный агент — холин; он входит и в состав «Суперсжигателя жира». Так же действует и незаменимая аминокислота метионин, поэтому богатые ею продукты (особенно нежирный творог) обязательно включают в диеты для худеющих. Метионин, кстати, продается в аптеке и в виде отдельного препарата, и в комбинации с витаминами. Это основной донор метильных групп, используемых, помимо прочего, для синтеза холина. Его обмен связан также с обменом витамина Bf2 и фолиевой кислоты, которая обратимо присоединяет и отдает метальные группы, будучи коферментом в некоторых реакциях. L-карнитин — переносчик жирных кислот из цитоплазмы клеток в митохондрии, где они окисляются до углекислого газа и воды. Он образуется из аминокислоты лизина в наших клетках, и при нормальном обмене веществ его незачем вводить в пищу. К липотропным веществам относят и инози- тол, называемый иногда витамином Вь. Как он действует, пока не очень понятно. Считается, что участвует в обмене холестерина и снижает его содержание в крови. Так же, как и холин, инозитол входит в состав фосфолипидов. Есть, однако, сомнения в том, что это вещество — необходимый компонент пищи. «Случаев инозит-авитаминоза у человека не установлено»,— сообщает по этому поводу учебник «Гигиена питания». Витамин В6 (пиридоксин) участвует, главным образом, в обмене аминокислот и родственных им кетокислот. Но он необходим и для превращений ненасыщенных жирных кислот, в частности, для образования арахидоновой кислоты из линолевой. При недостатке этого витамина возможно ожирение печени; при лечении тучности он тоже полезен. Еще в состав «Суперсжигателя жира» входят витамины: рутин и другие биофлавоноиды (все вместе они называются витамином Р) — они укрепляют стенки сосудов, препятствуют образованию гистамина, помогают при лечении цинги. Все они хороши в каких-то условиях, но к окислению жиров прямого отношения не имеют. А косвенное имеет что угодно к чему угодно... На этом поиски прекращаются. К сожалению, в «Суперсжигателе жира» не удалось найти ничего, что заставило бы «гореть синим пламенем» подкожные запасы жира, то есть позволило бы расходовать их существенно быстрее, чем с помошью диеты и упражнений. И все- таки полезные компоненты, участвующие в липидном обмене, в препарате есть. Если дополнить их волнением, вызванным чувством приобщения к «передовой американской науке» и уплатой ощутимой суммы денег, эффект может и проявиться. М.ЛИТВИНОВ
Искусственный жемчуг зубов Говорят, что протезы из металлокерамики портят оставшиеся зубы. Так ли это? О.М.БЕЛЯКОВА, Москва В наше время человек, решившийся починить свою улыбку, оказывается перед тяжелым выбором. Пластмасса или керамика, наш материал или импортный, коронка, мост или, страшно сказать, имплантат?... Как понятно из названий, металлокерамический или металл опластмассовыи протез состоит из двух материалов, двух разнородных частей: металлического каркаса и белой облицовки, керамической или пластмассовой. Металл обеспечивает протезу необходимую прочность. Оптимальное сочетание прочности, устойчивости к коррозии и безвредности дают сплавы на основе кобальта. Реже используют сплавы благородных металлов. Каркас отливают в форме, при необходимости выжигают с его поверхности оксиды (проникая в фарфоровую массу, оксиды, к примеру, хрома могут изменять цвет зуба), затем покрывают металл специальным грунтом, маскирующим его темный цвет и отвечающим за прочное соединение облицовки с каркасом. Соединить металл с керамической или пластмассовой облицовкой — задача не из легких. С пластмассами проще — их не надо обжигать при высоких температурах, и они не так подвержены растрескиванию. Для протезирования используют в основном полиакрилаты с различными наполнителями: тон кора з молотым стеклом, кварцем, аэросилом — коллоидными частицами Si02 — и другими. Кроме того, в состав пластмассовых облицовочных материалов входят добавки: инициаторы полимеризации, пигменты, стабилизаторы. Зуб или коронку формируют из пастообразной массы, которая затем полимеризуется и затвердевает. Фирма «Ivoclar» (Лихтенштейн) предлагает «горячий» метод: добавка перекиси бензоила и нагревание вызывают свободнорадикальную цепную реакцию. Более современную «холодную» полимеризацию используют немецкие фирмы «Kulzer» и «ESPE»: их пластмасса затвердевает при облучении светом с определенной длиной волны благодаря специальной фотоинициирую- щей системе. В России пластмассу для протезирования не производят, зато производят на Украине — в Киеве (фирма «Ок- сомат») и Харькове (объединение «Стома»). Фарфоровая же облицовка и в самом деле состоит из фарфора — смеси порошков полевого шпата, кварца и стекла со специальными добавками, повышающими адгезию (способность к слипанию) частиц. Протез, как любое керамическое изделие, обжигают в печи, в вакууме, да не один раз, а несколько — сначала грунт, потом слои, имитирующие дентин — основную часть искусственного зуба, — и полупрозрачный режущий край. Температура в печах 800—1300 °С, но режимы обжигов и коэффициенты линейного теплового расширения металла и фарфора подобраны так, что металл не разрывает фарфоровую оболочку — даже прочность соединения не нарушается. После примерки, когда окончательно ясно, что протез подошел пациенту, фарфор покрывают глазурью. (Бывают и материалы, которые сами приобретают глянец при последнем обжиге — в особом режиме, без вакуума.) Перед этим зуб можно подкрасить специальными красками на основе шпинелей. Ведь человеческие зубы, даже самые отличные, вовсе не белые. Но вообще-то цвет зуба, и пластмассового, и фарфорового, формируется иначе. Натуральный зуб — полупрозрачный, и его цвет создают несколько просвечивающих слоев. Искусственный зуб состоит из четырех слоев, и каждый окрашен в свой цвет. Специалисты фирмы «Vita» (Германия) разработали специальную шкалу оттенков зубных тканей и составили таблицу, которая показывает, какие именно цвета в сумме дадут нужный. «Vita» — законодатель мод в мировой ортопедической стоматологии. Керамику попроще и подешевле делают «Dentsply» (США) и уже упомянутый «Ivoclar». Из отечественных можно порекомендовать «Стомму-1» и «Стомму-2» московской фирмы МП «Стоммат» при ЦНИИТМаше. Понятно, что такое потрясающее сочетание скульптурного и художественного мастерства с тонкими технологиями дешево стоить не может ни при каком общественном строе. Цена одной «зубной единицы» из импортного фарфора — около 100 долларов, из металлопластмассы — 75 долларов. Наши, российские зубы примерно вдвое дешевле — главным образом за счет того, что технология проще. Итак, что же выбрать? Общественное мнение утверждает, что наилучшее решение — 64
импортная металлокерамика. Так оно и есть — для тех, кто не стеснен в средствах. Разумеется, у фарфорового протеза есть и свои недостатки. Может, например, отколоться кусочек. Но для ремонта протез не обязательно снимать — можно поставить пластмассовую «заплату». Вообще, если ваш врач советует поставить пластмассовый протез вместо керамического, это не значит, что он желает вам плохого. Керамика тверже натуральных зубных тканей, и поэтому протез иногда разрушает хрупкий противостоящий зуб. Только в этом смысле металлокерамика может быть вредна. Однако все показания и противопоказания может учесть только лечащий врач-стоматолог. А какие протезы ждут нас в XXI веке? (Хотелось бы верить, конечно, что нашим детям они не понадобятся, уж лучше потратиться на зубную пасту...) Пересадка трансплантатов — зубных зачатков — пока в широкую клиническую практику не вошла, но уже сейчас в некоторых стоматологических центрах ставят зубы- имплантаты — протезы на металлических штырях, вживленных в челюстную кость. Медики давно уже мечтают о протезах без металлического каркаса, чтобы были они цельными и легкими. Разработки фирмы «Vita» по керамическим протезам на основе А12Оэ пока не получили признания — технологии оказались чересчур сложными для зуботехнических лабораторий. Но тема не закрыта. Во всем мире (и даже у нас) много думают о монолитных протезах. Это, по-видимому, дело недалекого будущего. И.Я.ПОЮРОВСКАЯ, А.А ИНОЗЕМЦЕВА, ЦНИИ стоматологии Незамерзающая ледяная рыба Напишите, почему ледяная рыба — нежирная? И еще: правда ли, что у нее в крови обнаружили антифриз? Не используют ли его для сохранения донорской крови? Простому человеку должно быть ясно* как окупаются научные исследования. А то мне часто задают вопрос, зачем, собственно, нужны дорогостоящие экспедиции? Б. А. РЫСКИН, Североморск Увы, написать, почему ледяная рыба нежирная, мы никак не можем, потому что стараемся по мере возможности не грешить против истины. Эта рыба, обитающая в холодных водах Южного полушария, отнюдь не постная — содержание жира в ней 2,2%. Это, конечно, меньше, чем в палтусе A6%), атлантической сельди A9,5%) или угре C0%), но гораздо больше, чем в треске @,6%), минтае @,9%) и даже деликатесном судаке A,1%) — речь идет, разумеется, о мышцах, а не о валовом содержании жира в организме рыб. Так что не зря ледяную рыбу полюбил советский народ — причем до такой степени, что в 60-е годы наш траловый флот чуть не выловил ее всю из океана; пришлось даже вводить ограничения на промысел. С тех пор популяция ледяной рыбы восстановилась, и сейчас она снова появилась на прилавках рыбных магазинов. Что же касается антифриза в ее крови, то точно такой же антифриз присутствует в крови всех остальных животных и человека. Это соли, белки и di«v : другие высокомолекулярные вещества, водный раствор которых — а это и есть кровь — замерзает при температуре на несколько градусов ниже нуля. Если какой-нибудь моряк, не дай Бог, выпадет за борт в высоких широтах, где температура морской воды опускается до -4°С, то в его крови, тканевых жидкостях и в плазме клеток лед все равно не образуется. Они по- прежнему останутся жидкими, хотя, конечно, ему это будет уже безразлично. Ледяной же рыбе не безразлично, ибо она — животное холоднокровное и холодолюбивое, как, например, наша арктическая сайка. Тропические и даже субтропические воды служат для таких рыб непреодолимым препятствием, и поэтому они живут, не подозревая друг о друге, в холодных широтах разных полушарий. И последнее. Где это вы видели простого человека? Кажется, таких сейчас уже не осталось. По крайней мере, нам приходится иметь дело с людьми непростыми и очень непростыми. Первым объяснять, зачем нужны дорогостоящие научные исследования, не надо: они и сами знают зачем, а последним — бесполезно: они все равно останутся при своем мнении. И тем не менее — для простых людей, которые, наверное, все еще есть — мы пытаемся объяснять это в каждом номере нашего журнала. В.ИГЕЛЬГОР 65
г: :i :i u i* .♦ ■ ■ ■ ■ ■ Ура, новые пленки! i ТРИ УЗЕЛКА НА ПАМЯТЬ «Агфа», «Фуджи», «Кодак», «Полароид», «Коника».., Эти встречающиеся чуть ли не на каждом углу названия сменили ранее знакомые «Орво», «Фома», «Форте» и «Фотон», с которыми росло и набиралось мастерства целое поколение фотографов-любителей и профессионалов. Новые названия — это не только новые для нас фирмы, это и принципиально новые для нас типы пленок, с которыми (если вы еше не засунули фотоаппарат в дальний угол комода) придется вплотную познакомиться. Первое. Продаются пленки черно-белые и цветные, негативные (для печати на фотобумагу) и обращаемые (для слайдов). На упаковке всегда указывается, для каких целей предназначена пленка, а у цветных — как и раньше— это ясно из названия: «Колор» — для негативов, «Хром» — для слайдов. Хотя общий стиль цветопередачи у разных фирм различен, ее качество всегда высоко и, честное слово, не обращайте внимания на советы бывалого фотографа, который будет доказывать, что «Кодак» — это да, а «Коника» — это...» Он может искренне заблуждаться, а может и сознательно порочить конкурентов. Второе. Обработка современных цветных пленок стандартизирована сейчас во всем мире. Поэтому — независимо от фирмы — негативные пленки обрабатываются по процессу С-41, а обратимые — по процессу Е-6. Купив пленку «Фуджи» или «Агфа», вы можете без проблем отдать ее в приемный пункт «Кодак» и получить и ее и отличные отпечатка. И наоборот. Лишь изредка качество будет слегка зависеть от настройки автоматики обрабатывающих и печатающих машин, поэтому если вам жизненно важен максимально достижимый результат, предпочтите приемные пункты той фирмы, которая делала пленку. А можно ли обработать эти пленки самостоятельно? Если вы не ас фотографии, то даже с готовым набором реактивов — нельзя. Слишком жестки допуски по температуре и времени, слишком критичен режим. Угробить пленку просто, исправить — невозможно. И еще один стандартный вопрос — если если все-таки обрабатывать самому, то по какому рецепту готовить раствор? В книгах некоторых авторов приводится «полная рецептура цветных процессов», да еще с заменой редких фирменных реактивов на более доступные. Не верьте им! Ни одна фирма не раскрывала своих истинных рецептов, а то, что вам предлагают, никогда не давало не только хорошего, но даже удовлетворительного результата. Третье. С новыми пленками пришли неведомые нам ранее сервис и высокое качество всех работ. Но для достижения высокого качества конечного продукта надо использовать и фотокамеры соответствующего качества. Если у вас аппарат и экспонометр 60-х годов, они (даже если кажутся исправными) будут врать настолько, что хороший снимок получится лишь случайно. Современные автоматические камеры с точной электроникой и качественной оптикой — желательное дополнение к новым пленкам.
Фотостудия на тумбочке В одном фантастическом романе описывался вариант ада, где грешников в качестве самого жестокого наказания заставляли делать то же самое, чем они занимались всю жизнь, однако пользуясь инструментами и приемами трехсотлетней давности. Работа, которая на современном станке выполняется за минуты, занимала сутки каторжного труда. Бедные души этого не выдерживали... Сегодня мы расскажем о системной фотокамере «Polaroid МР-4+» — фотостудии и фотолаборатории одновременно. Ей нужно чуть больше квадратного метра площади, и рассчитана она на множество видов съемок прикладного характера. Результат получается немедленно («Полароид» — это мир мгновенной фотографии), от пользователя не требуется никаких специальных знаний. Нужны лишь общие фотографические навыки и четкое представление о том, что он хотел бы получить. При этом, если пользоваться светочувствительными материалами «Полароид», не нужна мокрая обработка. Даже обычное затемнение помещения не всегда обязательно. Установка «МР-4+» предназначена в первую очередь для репродукции, съемки мелких предметов, тиражирования слайдов, макрофотографии, съемки через микроскоп, а также других съемок в масштабе, близком к натуральному, или с увеличением. Однако входящую в комплект фотокамеру можно установить на обычный штатив и использовать для любых фотографических работ общего назначения. Что-то подобное этой системе каждый опытный фотолюбитель, по-видимому, хоть раз в жизни пытался создать самостоятельно, хотя бы на базе приличного увеличителя. Установка представляет собой прочную вертикальную штангу, закрепленную на устойчивом основании. По штанге передвигается фотокамера, а по бокам на поворотных кронштейнах установлены осветители. Все выполнено с профессиональной точностью, причем в одной из модификаций установки в основание вделан матовый экран для освещения объектов съемки на просвет. Блочная конструкция и большой выбор дополнительных принадлежностей делают установку необычайно гибкой. В основной комплект установки входят основание, штанга, камера, галогенные осветители, набор сменных макрообъективов, центральный затвор, светофильтры, удлинительные трубки, зеркальный видоискатель, градуированное матовое стекло и другие приспособления. Объективы с фокусными расстояниями 17, 35, 50, 75 и 135 мм позволяют с имеющимся мехом получать масштабы от уменьшения в 4 раза до увеличения в 24 раза. Адаптер для соединения камеры с микроскопом расширяет предел увеличения до возможностей последнего. В качестве дополнительных предлагаются сменные осветители — волоконно-оптические, импульсные, осевые, точечные и световые боксы. Основная фотокамера с кассетной частью, или, как говорят с холдером, «Полароид» типа 545 рассчитана на комплекты «Полароид» 4 х5 дюймов, или 9x12 см. Однако она может быть заменена на другие форматы «Полароида»: 3 1/4 х 4 1/4 дюйма, или 8,5 х 10,8 см или, наконец, 8 х 10 дюймов, или 19 х 24 см. Последний не только является максимальным стандартным форматом полароид ных снимков, но достаточно велик и в абсолютном исчислении. По сути дела это снимок уже выставочный. Он передает множество мелких деталей, удобен для анализа и очень информативен. Понимая это, изобретатель мгновенной фотографии Эдвин Ленд начинал работать именно со студийной камерой 18 х 24 см к которой приделал кассетную часть, специально предназначенную для одноэтапного (диффузного) процесса. Его первые большие портретные снимки известных американцев, продемонстрированные научной общественности в 1974 году, были настолько хороши, что сразу привели к признанию и коммерческому успеху нового изобретения. Наконец, вместо камер «Полароид» на штанге может быть установлен любой обычный фотоаппарат. Это значит, что если вы хотите воспользоваться традиционным черно-белым или цветным материалом с «мокрой» обработкой, то никаких ограничений не будет. В этом гибкость установки. Но не меньшую гибкость допускает и выбор комплектов «Полароид» или фотопленок. В большинстве случаев вы найдете нужный материал нужного формата для любой съемки. Комплекты «Полароид» позволяют получить черно-белый позитив в единственном экземпляре или с сохранением негатива, с которого затем обычным порядком можно отпечатать неограниченное количество копий. Светочувствительность таких комплектов простирается от 80 до 3000 ИСО/ АСА, а специальный высококонтрастный материал (тип 612) имеет уникальную для обычной фотографии чувствительность ИСО 20000/44\ Материалы для цветной фотографии позволяют сделать при дневном свете (цветовая температура 5500 °К) полноцветный
позитив или слайд или же снимать при свете перекальных или галогенных ламп с цветовой температурой 3200 °К. Чувствительность этих комплектов обычно от 50 до 100 ИСО. И черно-белые, и цветные комплекты различаются не только светочувствительностью, но и контрастностью, сенсибилизацией, видом поверхности (глянцевая, шелковистая). Среди цветных есть новые типы с профессиональным качеством цветопередачи (например, «Polacol- or Pro» 100), соответствующей требованиям полиграфии или любого выставочного жюри. И если еще вспомнить, что каждый полароидный снимок вы получаете в сухом и готовом виде через одну-две минуты после съемки, удобство этой системы станет особенно наглядным. Фирма предусмотрела возможность работать с цветным обращаемым форматным материалом, обрабатываемым как и все современные обращаемые пленки, по процессу Е- 6. Листовая пленка «Professional Chrome» для этой цели выпускается в формате 9x12 см для обращения как дневным, так и искусственным светом. А замена камеры на обычную предоставляет неограниченные возможности работать при любых имеющихся в продаже материалах. Гибкость системы освещения позволяет организовать практически любую световую схему. Их подробное описание может составить предмет отдельной статьи, так как от грамотного освещения зависит выразительность и насыщенность снимка информацией. А различные конструкции осветителей создают пучок света нужного размера и формы. Особенно удобен в этом отношении при съемке мелких предметов волоконно-оптический осветитель. Для репродукции рекомендуются галогенные вольфрамовые лампы, по две с каждой стороны оригинала пол углом 45° к вертикали. Для высвечивания деталей в объектах с глубокими полостями источник обычно поднимают вверх, создавая освещение, близкое к вертикальному. Односторонний скользящий световой поток выявляет структуру поверхности, а его дополнение вторым высоким осветителем создает объемное сочетание светов и теней. Нетрудно также подобрать и более сложные схемы— осевое освещение с осветителем параллельного пучка и полупрозрачным зеркалом, бестеневое освещение в световом боксе, перемещающийся световой пучок или диффузный поток с экранами и отражателями. Ведь всю картину фотограф видит на большом матовом стекле и может легко регулировать освещение. Что на практике дает такая установка в научной лаборатории или ателье бытовой фотографии? Во-первых, это значительная экономия времени. На моих глазах с обычного кода- ковского слайда за три минуты была сделана увеличенная цветная копия в формате 7,3 х 9,5 см, очень любимом нашими издательствами. Чуть более 5 минут заняло изготовление шести копий этого же слайда без изменения формата на пленке «Полахром». За три минуты мы пересняли старинную фотографию, получив окрашенный в тон сепии дубль на материале «Sepia Film». Столь же быстрой была репродукция редкой почтовой марки с заметным увеличением, съемка монеты при разном освещении и репродукция текста технической статьи. Мне показали также как фотографируются биологические образцы в натуральную величину или через микроскоп. Во-вторых, это возможность немедленно повторить съемку в случае неудачи. Ученые-экспериментаторы знают, насколько этот момент важен. Без него всегда приходится делать дубли, и в результате это оказывается не дешевле стоимости материалов «Пола- роид». В некоторых же ситуациях, например при регистрации сложного и трудно воспроизводимого опыта, ошибку вообще нельзя выразить деньгами. Можно отметить и другие случаи научной и технической съемки, когда немедленное получение готового снимка крайне желательно. Это, скажем, документальная фиксация спорной или аварийной ситуации, немедленные результаты экспресс-анализа, контроль качества микросхемы (за рубежом это целое направление применения материалов «Полароид»), съемки при быстрых изменениях условий освещения и экспозиции. Фирма отмечает еще и полезную подчас «секретность»: вам не приходится передавать уникальные результаты для обработки в другую службу или посторонним лицам. И конечно же, остаются удобство и гибкость в подготовке любых иллюстративных материалов для публикаций в прессе, докладов, лекций. Если добавить сюда специальные научные съемки вроде спектрозональных или в невидимых лучах, съемку быстрых процессов или, наоборот, растянутую во времени— цейтраферную, и приплюсовать возможности, которые открываются перед художниками, графиками, коллекционерами, оценщиками антиквариата и так далее, то эффективность системы «МР-4+» с ее профессиональным качеством и выдающейся гибкостью становится очевидной. АВ.ШЕКЛЕИН
оптэл РЕНТГЕНОВСКАЯ ОПТИКА Научно-техническая фирма ОПТЭЛ предлагает широкий выбор кристаллов- анализаторов и монохроматоров для рентгеноспектральных и рентгенеструктурных исследований. Анализаторы изготавливаются для любых рентгенооптических схем: — фокусирующие по Иоганну, Иоганссону, сферические, параболические, тороидальные и пр.; — плоские по Соллеру; — на просвет по Кощуа и Дюмонду. Область применения: 1. Рентгеновские спектрометры, микроанализаторы и дифрактометры отечественного и зарубежного производства, в частности, замена вышедших из строя анализаторов либо применение новых типов анализаторов для расширения диапазона исследуемых химических элементов. 2. Диагностика термоядерной плазмы. 3. Спектроскопия синхротронного излучения. 4. Рентгеновская астрономия. Предлагаются следующие типы кристаллов-анализаторов Кристалл LiFB00) LiFB20) LiFD20) Gc(lll) GcB20) Кварц A011) Кварц A010) Кварц A120) Кварц A340) Si(lll) SiB20) PET iRbAP КАР 2d. 1 4,027 2,848 1 848 6,532 4,0 6,687 8,509 4,91 2,36 6,26 3,825 8.74 26,12 26,62 Макс, размер, мм 200x60 200x60 200x60 150x50 150x50 200x50 150x50 150x50 60x30 60x30 60x30 Определяемые химические элементы от Са до Ри (гг Ti ли Ри от Sn до Ри Р, S, С1 от Са до Ри от А1 до Ри Р, S, С1 от Са до Ри от AI до Sc от F до Na от О до Na Для анализа химических элементов в мягкой области рентгеновских спектров от Be до Mg предлагаются высокоэффективные многослойные синтетические анализаторы с межплоскостными расстояниями Bd) от 45 до 200 ангстрем. Фирма ОПТЭЛ: 190031, РФ, г. Санкт-Петербург, ул. Гороховая, д. 49. Телефон: (812K10-65-89, телефакс: (812K10-33-90. 69
«Уж если ты разлюбишь»... н. соколов Многие ли из вас могут похвастаться абсолютным владением каким-нибудь иностранным языком? Не думаю. Наша школа, а тем более вуз, за исключением разве что сугубо филологических, прививали только отвратен ие ко всему иноязычному. Ну что вы вспомните из своих познаний, допустим, в английском языке? Пару фраз, вроде «Good morning» или «My name is Nick». Обычно на этом все и заканчивается. А без знания иностранного языка сегодня ох как трудно. Даже то, что напечатано на обертке от «Сникерса». не прочтешь! Компьютер, как вы прекрасно понимаете, от рождения иностранец. И разговаривать с ним, хотите вы этого или нет, поначалу всегда приходится на английском языке. В предыдущих публикациях нашей рубрики мы как могли постарались рассказать о том, как общаться с ним по-русски: заставили клавиши воспроизводить на экране русские буквы, приспособили программы проверки орфографии к вашим любимым редакторам, — но не коснулись по крайней мере еще одной из его уникальных способностей: ваш компьютер может стать и прекрасным учителем иностранного языка. И не только своего родного — английского, но и любого другого, даже китайского, стоит только обзавестись соответствующим программным обеспечением. ПЕРСОНАЛЬНЫЙ ДЖИНН Знаете ли вы, что почти все купленные вами книги, где описываются те или иные программы, — не что иное, как переведенные на русский язык файлы «Help», которые уже есть в вашем компьютере? Загляните в соответствующий каталог — ну, хотя бы в
■M!._ , _l тот, где прячется ваша операционная система DOS. Там есть файл, который называется help.com. Он вызывает на экран целую книгу, листая которую вы можете получить подробнейшую информацию обо всех командах вашей операционной системы и соответствующим образом ее настроить. Да вот беда, вся эта информация написана по-английски. Что делать? Можно воспользоваться, например, книгой Кирилла Финогенова «MS-DOS» — дословным переводом этого «хелпа». Можно взять англ о- русс кий словарь по информатике и вычислительной технике и, листая на экране это руководство, переводить слово за словом. Занятие не из приятных. А ведь о вас уже давно позаботились. Сегодня существует несколько весьма удобных компьютерных словарей, отыскивающих в англоязычных руководствах нужные слова и даже фразы и моментально выводящих на экран их перевод. Самый старый на моей памяти компьютерный словарь назывался «Джинн». Его лексикон ограничивался только компьютерной тематикой. Но какое счастье и удивление вызывало моментальное появление на экране русского слова взамен английского! Сегодняшние же словари не ограничиваются чисто компьютерными терминами. Например, только англо-русский словарь по общей лексике, входящий в состав программного комплекса LINGVO, выпускаемого фирмой «Бит», содержит 50 тысяч слов. Но это только один словарь, а таких в LINGVO более двадцати, и не только англо-русских. Если вы продолжаете работать в DOS и только собираетесь переключиться на Windows, то электронный словарь LINGVO — отличное подспорье для вас: он работает как в DOS, так и в Windows. Так что если в каком-нибудь английском тексте встретилось незнакомое слово, смело вызывайте LINGVO! LINGVO для DOS запускается из командной строки командой lingvo. Чтобы моментально перевести слово с экрана, нажмите комбинацию клавиш CTRL + Т, стрелками подведите появившийся прямоугольничек к нужному слову и нажмите клавишу ENTER. На экране появится карточка с переводом. Если искомое слово не в первой форме, то LINGVO выведет на экран список наиболее близких по написанию слов, из которых можно выбрать подходящее. Чтобы просто заглянуть в словарь, достаточно нажать комбинацию клавиш CTRL + G. Приведу остальные комбинации клавиш, вызывающих ту или иную функцию LINGVO: CTRL + INS — скопировать выделенный в словаре текст в буфер; CTRL + Р — вставить содержимое буфера в редактируемый текст с позиции курсора (при дезактивированной программе LINGVO); ENTER — перевести слово, выделенное в окне заглавных слов; CTRL + ENTER — сквозной поиск по словарям; TAB — поочередно активировать все окна против часовой стрелки; SHIFT + TAB — то же в обратном направлении; ALT + N — установить в качестве текущего следующий словарь из списка подключенных; ALT + Р — установить в качестве текущего предыдущий словарь из списка подключенных; ALT +I — получить информацию о словаре; ALT + С — закрыть все окна кроме активного; ESC — закрыть окно и активировать окно, которое было активным до этого (при закрытии последнего окна LINGVO дезакти вируется); FI0 — вставить «закладку», то есть дезактивировать LINGVO с сохранением последнего переведенного слова; FI — получить справку. Как видите, все очень просто. Тем более что программа LINGVO снабжена прекрасной документацией. LINGVO для Windows практически ничем не отличается от своего аналога для DOS, если не считать некоторых несовпадений в комбинациях клавиш для вызова тех или иных функций программы. ВВЕДЕНИЕ В КОНТЕКСТ Красный попутай в синих штанишках — фирменная иконка электронного словаря КОНТЕКСТ, созданного программистами фирмы «Информатик». Этот словарь позволяет переводить с английского языка на русский и обратно не только слова, но и устойчивые словосочетания, фразеологизмы, идиомы. Уникальное свойство КОНТЕКСТа — знание морфологии русского и английского языка. Благодаря этому программа узнает и переводит английские и русские слова в любой форме. Профессиональный комплект словарей КОНТЕКСТа включает англо-русские и русско-английские словари общеупотребитель-
ной лексики с фонетической транскрипцией C5 тысяч слов и выражений), компьютерных терминов A2 тысяч слов и выражений), коммерческих терминов (8 тысяч слов и выражений), а также большой словарь A50 тысяч слов и выражений). Кроме того, вы можете подключить словарь трудностей английского языка, в котором разобрано более тысячи типичных ошибок и сложных языковых ситуаций, и словарь, содержащий более 30 тысяч синонимов русских слов и выражений. В большинстве словарных статей КОНТЕКСТа даются уточняющие толкования, стилистические пометы и примеры использования того или иного слова и словосочетания. Пользоваться КОНТЕКСТом ничуть не сложнее, чем LINGVO, а в некоторых случаях, возможно, и проще. Например, в КОНТЕКСТ включены макрокоманды, позволяющие использовать его как функцию текстовых процессоров Microsoft Word for Windows версий 2.0 и 6.0, a также Lotus AmiPro версии 3.0. Благодаря этому в меню текстового редактора появится клавиша вызова вашего персонального переводчика, нажав на которую, вы моментально получите на экране перевод слова или целой фразы из вашего текста. Впрочем, если вы активировали попугая, то переводить тексты с помощью КОНТЕКСТа можно из любого приложения Windows. Для этого выделите мышью слово в тексте и нажмите комбинацию клавиш CTRL + ALT + INS: перед вами тут же появится окно с переводом. Интересно и то, что в специальном окне фраз можно посмотреть, какие вообще словосочетания с нужным словом есть в словаре. Пожалуй, единственный недостаток КОНТЕКСТа — солидный объем: около 15 Мбайт пространства на вашем винчестере. Но за удобства надо чем-то расплачиваться! А ЕСЛИ НИ БУМ-БУМ? Словарь — это хорошо. А вот как быть тем, кто абсолютно не знает никакого иностранного языка? И тут компьютер может вам оказать добрую услугу. Надо только обзавестись персональным переводчиком — программой, которая сама переведет ваш текст. Вот некоторые из них: PARS 3.00 — разработка харьковской фирмы «Лингвистика'93» (перевод с русского языка на английский и наоборот; существуют версии, работающие с украинским и немецким языками); SILOD — детище отдела прикладной лингвистики Российского государственного педагогического университета в Санкт-Петербурге; MULTIS — система, предлагаемая АО «ЭЛ-КО» (способна автоматически определять язык документов и имеет англо-русскую, французско-русскую, португальско-русскую, испано-русскую, итальянско-русскую и русско-английскую версии); GTS Global link — американский электронный переводчик, а также совсем недавно появившийся переводчик Socrat — совместная разработка российских компаний «АйТи» и «Sarma». У всех этих программ есть свои преимущества и недостатки. И все-таки лидером среди персональных переводчиков является STYLUS! STYLUS существует на рынке программного обеспечения уже более шести лет. Первые версии этой программы были известны под названием ПроМТ. В STYLUS for Windows версии 2.01 вы сможете переводить с английского и немецкого языков на русский и обратно. Мощные генеральные словари (более 1 500 000 словоформ) и подключаемые специализированные словари (по деловой корреспонденции, аэрокосмической и нефтедобывающей промышленности, программному обеспечению, математике, медицине, экологии) обеспечивают весьма корректный перевод. И все-таки не надо обольщаться: техническую документацию или деловое письмо программа переведет легко, а вот художественного перевода вам с ее помощью не получить. Все будет вроде бы понятно, но как-то не так. И тем не менее одним нажатием кнопки мыши вы сделаете то, на что даже квалифицированному переводчику понадобятся часы. Перевод стандартной страницы текста займет у вас не более пяти секунд. Немного повозившись с программой, вы сможете настроить ее на перевод текстов определенной тематики, а также пополнять и корректировать собственные словари слов и словосочетаний. И вскоре вы заметите, что программа стала умнее: меньше спотыкается на незнакомых словах, корректно строит фразы. Кстати, пополнять словарный запас STYLUS можно из LINGVO или КОНТЕКСТа: программы в среде Windows могут работать практически одновременно. И еще одна весьма удобная возможность STYLUS — вы сможете как бы встроить его в
любой текстовый редактор и, организовав динамическую связь, переводить текст непосредственно, допустим, из Word for Windows. Посмотрите, как справился STYLUS с переводом фрагмента документации по Windows: «То make this document easier to read, you can enlarge the Write window to its maximum size. To do so, click the Maximize button in the upper-right corner of the window. Or open the Control menu in the upper-left corner of the Write window (press ALT+SPACEBAR), and then choose the Maximize command». «Чтобы делать этот документ более легким для чтения, Вы можете увеличивать окно Записи к максимальному размеру. Чтобы делать так, нажмите кнопку Maximize в правом верхнем угле окна. Или открытый меню Управления в левом верхнем угле окна Записи (нажмите ALT + ПРОБЕЛ), и затем, выбирают команду Maximize». Конечно не без корявости, но вполне сносно. Обычно, программы-переводчики я проверяю на шекспировском «Быть или не быть...». Однако этим современный STYLUS уже не проймешь. Поэтому я решил позабавить вас переводом другого произведения великого англичанина. Перед вами — оригинальный текст 90-го сонета Шекспира. Then hate me when thou wilt; if ever, now; Now, while the world is bent my deeds to cross, Join with the spite of fortune make me bow, And do not drop in for an after-loss: Ah, do not, when my heart hath 'scaped this sorrow Come in the rearward of a conquer'd woe; Give not a windy night a rainy morrow, To linger out a purposed overthrow. If thou wilt leave me, do not leave me last, When other petty griefs have done their spite, But in the onset come: so shall I taste Al first the very worst of fortune's might; And other strains of woe, which now seem woe: Compared with loss of thee will not seem so. А это подстрочник, созданный STYLUS: Тогда ненавидьте меня когда thou wilt; если всегда, теперь; Теперь, в то время как мир изогнут (склонен) мои дела, чтобы пересечься, Присоединиться со злостью благосостояния делают меня поклоном, И не бросать! в за после того, как —потерю: Ah, делайте не, когда мое сердце hath 'scaped это горе Входит назад conquer'd woe; Дайте не ветреной ночью дождливый morrow, К linger из ниспровержения purposed. Если thou wilt оставляют меня, не оставьте меня последним (прошлым), Когда другие мелкие печаль сделали их злость, Но в начале прийдите: так буду я, вкус В первом сам хуже всего благосостояния мог бы; И другие напряжения woe, который теперь кажутся woe: По сравнению с потерей thee не будет казаться так. Понятно? Винить STYLUS в корявости не стоит. Вы и сами, пользуясь словарями, вряд ли перевели бы лучше, тем более что язык Шекспира звучит для англичан примерно так же, как для нас стихи Антиоха Кантемира. Например, woe — на поэтическом языке «горе», а morrow — «завтрашний день». Scape же — старинная форма слова escape — «ускользать». Поэтому тем, кто не собирается переводить поэтические тексты, могу только посоветовать читать сонеты Шекспира в прекрасных переводах Самуила Яковлевича Маршака. Уж если ты разлюбишь, — так теперь, Теперь, когда весь мир со мной в раздоре. Будь самой горькой из моих потерь, Но только не последней каплей горя! И если скорбь дано мне превозмочь, Не наноси удара из засады. Пусть бурная не разрешится ночь Дождливым утром — утром без отрады. Оставь меня, но не в последний миг, Когда от мелких бед я ослабею. Оставь сейчас, чтоб сразу я постиг, Что это горе всех невзгод больнее, Что нет невзгод, а есть одна беда — Твоей любви лишиться навсегда.
Почта, только электронная Доступ к миллионам компьютеров по всему миру в режиме реального времени — это великолепно, спору нет. Но не стоит огорчаться, если пока — в силу причин технических или финансовых — вам недоступен этот сервис. Ведь главный ресурс Интернета — это люди, а не машины или файлы. А возможность общаться с любым пользователем Интернета вам откроет электронная почта. Строго говоря, электронная почта — это не обязательно интернетовская услуга. Есть немало компьютерных сетей, которые не поддерживают протоколы Интернета, но прекрасно позволяют обмениваться электронными посланиями со всем миром. Между прочим, за 1994 год по электронной почте в мире было передано 776 миллиардов сообщений, а в 1995 году их число перевалило далеко за триллион. А ЗАЧЕМ? Этот вопрос, несомненно, возникает в первую очередь, когда человека агитируют попробовать что-либо новое. У каждого, имеющего опыт работы с электронной почтой, есть своя любимая история, доказывающая преимущества нового вида связи. Суть, как правило, сводится к тому, что электронная почта быстрее, надежнее и удобнее. Выигрыш в скорости действительно бесспорен и колоссален. Конечно, время доставки письма может довольно сильно различаться, в зависимости от того, какие именно поставщики услуг предоставляют вам и вашим корреспондентам доступ к электронной почте. Так письмо, отправленное с вашего персонального компьютера в России, достигнет адресата в любой точке планеты в лучшем случае через несколько секунд, а в худшем (и очень редком) — через несколько часов. Неудивительно, что пользователи электронной почты называют ее на своем жаргоне просто почтой, а традиционный вид связи величают snail mail (по-нашему — «черепашья почта»: в английском улитка — такой же эталон скорости, как черепаха — в русском). Надежность электронной почты выглядит особенно привлекательно в российских условиях, где пропажа корреспонденции (в первую очередь, международной) — событие отнюдь не чрезвычайное. Пропажу электронного письма где-то в сети можно отнести скорее к скандальным происшествиям. Поэтому, отправив свою статью в редакцию научного журнала по электронной почте, можно уже не тревожиться, что она сгинет по дороге или придет промокшая, мятая и нечитаемая. Что касается удобства, то здесь все не так просто: ведь у каждого есть на этот счет свое представление. Конечно, если вы работаете на компьютере с текстами, то вам понравится получать электронные письма, которые освободят вас от набивки или сканирования. С другой стороны, иногда эскиз, рисунок или схема гораздо больше проясняют суть дела, чем две страницы словесных описаний. Здесь мы подходим к самому большому ограничению электронной почты — ее неспособности без дополнительных ухищрений передавать что-либо, кроме голого текста. Это было не очень заметно, пока электронная почта служила в основном для обмена служебными записками. Но росло число пользователей, становились разнообразнее их запросы. К тому же все больше распространялись разные прикладные программы, сохраняющие свои файлы отнюдь не в текстовом формате. Электронная почта не позволяла пересылать их без искажений, и такую ее особенность никак нельзя было отнести к удобствам. Проблема, к сожалению, оказалась серьезной — все системы обработки и пересылки электронной почты предполагали, что письмо всегда представляет собой просто текст. Сейчас есть два способа, позволяющих обойти эту проблему. Во-первых, пользователи Интернета могут посылать по почте только записочки, а все нетекстовые файлы (например, графику, программы или файлы электронных таблиц) передавать другими средствами. Именно для обмена файлами произвольного формата в масштабах всего Интернета служит протокол FTP (File Transfer Protocol). FTP позволяет перемещать файлы не просто между дисками и каталогами одного компьютера, но между любыми компьютерами в Интернете. Это решение, при всем своем удобстве, возможно только для пользователей Интернета, да и то не все они имеют право размещать свою информацию на FTР-серверах. И уж тем
более невозможно связаться с помощью FTP с компьютерами за пределами Интернета. Поэтому появился другой способ обходить жесткие ограничения электронной почты на тип пересылаемого сообщения. Были разработаны специальные программы-кодировщики, которые любой произвольный файл превращают в текстовый. Конечно, сам по себе получающийся «текст» человеку не прочесть, но это и не нужно. Файл, закодированный в виде вполне бессмысленного текста, прекрасно передается по электронной почте в любые сети. Получившему его адресату остается только запустить декодирующую программу и обработать послание с ее помощью. В результате исходный файл будет воссоздан в первозданном виде. Программ такого типа было создано много. На сегодня наиболее популярны и распространены два метода: uuencode/uudecode и MIME, причем последний — стандарт Интернета. Знать названия этих программ (и иметь их на своем компьютере!) очень полезно любому пользователю электронной почты. Полезно знать и плату за преобразование файла в текстовый вид: в ходе кодирования объем файла возрастает раза в полтора. Современные почтовые программы выполняют операции кодирования и декодирования автоматически и незаметно для пользователя. Автору письма надо лишь указать имя файла, а программа сама приведет его в пригодный для отправки вид и вставит в письмо. Пользователям более старых программ приходится выполнять эту операцию вручную. С ЧЕГО НАЧАТЬ? Допустим, вам захотелось попробовать самому пообщаться с миром посредством электронной почты. Хотя бы потому, что сейчас некоторые благотворительные фонды охотно дают небольшие гранты на создание электронных коммуникаций. Что нужно для начала? Во-первых, конечно, компьютер. Подойдет, наверное, любой. Ведь вам не нужны сложные программы подготовки текста — прекрасно сгодятся «Лексикон» или «Нортон». Дальше советую найти в вашем городе те организации, которые предлагают услуги электронной почты. Это могут быть местные фирмы или представительства больших российских сетей. Помимо самого доступа к почте, такие фирмы предоставят и необходимое про- грамное обеспечение для вашего компьютера — оно разное для работы с разными поставщиками услуг. Свяжитесь по возможности с несколькими фирмами, сравните цены и условия, сделайте выбор. Далее, вам понадобится соответствующее оборудование: телефонная розетка неподалеку от компьютера, модем и программа для работы с ним. Какой именно модем покупать — советовать заочно очень сложно. Лучше прислушаться к мнению экспертов выбранной вами сервисной фирмы. Замечу только, что совершенно необходимо, чтобы модем поддерживал коррекцию ошибок аппаратно, с помощью встроенных прямо в него алгоритмов. Если вам начнут объяснять, что к модему для этой цели прилагается специальная программа, — не тратьте свое время и деньги, будьте уверены, что вам пытаются сбыть сильно залежалый товар, к тому же совершенно не приспособленный для отечественных шумящих линий связи. Кроме того, полезно знать, что современные модемы обеспечивают передачу данных со скоростями 14400 бит/с и выше (цена очень сильно зависит от скорости). Любые более медленные модемы уже стары. Это не означает, что они ни на что не годятся, для работы с почтой такие модемы часто прекрасно подходят. Просто имейте в виду, что они очень дешевы (уж не дороже 50 долларов). Не позволяйте продавцам нажиться на вашей неопытности. ПИКТОГРАММЫ ЭМОЦИЙ Благодаря своей скорости электронная почта часто больше похожа на живой диалог, чем на сухую переписку. Это сказывается и на стиле электронной корреспонденции — часто он весьма неформален даже при серьезном содержании. Однако в неформальной беседе очень важна интонация. Представьте себе, что у вас спрашивают: «Ты ведь работал когда-то с Ивановым? Он тут ко мне просится, как думаешь, потянет?» А вы отвечаете: «Иванов? Да он — талант!» И как, скажите, такой ответ расшифровать? В зависимости от интонации и выражения вашего лица эта фраза может совсем по-разному оценивать деловые качества Иванова. А если диалог состоялся по электронной почте?
Находчивые программисты давно придумали систему кодирования эмоций пишущего. Она немедленно стала общепринятой в электронной переписке и известна под названием smilies. По-русски можно сказать — «рожицы». «Рожицы» — это сочетания обычных букв и символов стандартного шрифта, которые следует воспринимать как пиктограммы человеческого лица в разных эмоциональных состояниях. :-) Вот классический и наиболее популярный пример. Наклоните голову налево (или поверните журнал правым полем вниз). Видите широкую улыбку? Эта пиктограммка как раз улыбку и означает. А вот рожица со скорбно опущенными уголками губ символизирует огорчение... >( Этих двух примеров, как правило, оказывается достаточно, чтобы человек ухватил суть дела и оценил возможность столь удобной эмоциональной раскраски электронного послания. Люди изобретают самые разные рожицы, про них написаны целые книжки, а сочетание латиницы и кириллицы открывает новые захватывающие перспективы для российских творцов. Для практики попробуйте угадать, что за эмоции или интонации выражают следующие рожицы: ;-) >\ 8=() ;,„( %-0 В электронной почте прижились и свои специфические аббревиатуры, причем они успешно перекочевали из английского в чисто русскоязычную переписку российских пользователей. Некоторые сокращения полезно знать с самого начала работы в электронной почте. Например: AFAIK (As Far As I Know) — насколько я знаю; ASAP (As Soon As Possible) — как можно скорее! BTW (By The Way) — между прочим; 1MHO (In My Humble Opinion) — по моему скромному мнению; RTFM (Read The Fucking Manual) — прочти же руководство, так тебя и перетак! Кандидат физико-математических наук Андреи СЕБРАНТ asebrant@glasnet.rw 000 «РОСЧЕРК-1» официальный представитель Шосткинского завода химреактивов (г.Шостка) предлагает на продажу: химические реактивы и особо чистые вещества техническую продукцию (гидрохинон, парахинондиоксим, ацетон, растворители 646,647, марганец сернокислый и т.д., более 30 позиций); эфиры; препараты для медицины (более 20 наименований); красители, применяемые в аналитике; растворители; спирты; кислоты; заказные реактивы (более 200 наименований); фиксаналы; прочую продукцию (анилины, лактоза, галактоза, мальтоза, манит, диоксан, тимол, нафтиламин, ферроанимин и т.д.). С заявками обращаться по адресу: 105203 Москва, 14-я Парковая, д. 8/58; тел./факс @95) 965-21-60, 465-21-60. ОРГАНИЗАЦИЯ предлагает со склада в Москве следующие ХИМРЕАКТИВЫ Калий едкий ЧДА Окись цинка Аммоний надсернокислый Тиомочевина Ч Щавелевая кислота Муравьиная кислота А так же красители для меха: УРЗОЛ и ПИРОКАТЕХИН Услуги посредников оплачиваются. Телефоны: @95) 308-44-91, 308-44-93; тел./факс 308-18-80.
К о* ■ Vr ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ? 1Д \VUl^V{MJh VJ<Y?K\*J)\ В наше время математика проникла во все основные области знания. С ее помощью не только решают задачи, но, что еще важнее, формулируют разные законы и закономерности, в частности химические. И уж если ты решил воспользоваться языком точной науки, делай это грамотно. К сожалению, именно этой грамотности часто и не хватает. В литературе по химии можно встретить такую формулировку закона Гей-Люссака: «Объемы вступающих в реакцию газов при одинаковых условиях относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных соединений как простые целые числа». Однако, например, при сгорании одного объема бутана С4Н10 образуется четыре объема оксида углерода С02: С4Н10 —> 4С02, но ни одно из чисел, входящих в отношение 1:4, не является простым: 1 и 4 — это взаимно простые числа (так называются натуральные числа, наибольший общий делитель которых равен 1; напомним, что 1 — это и не простое и не составное число). Поэтому для четкой формулировки этого закона слова «простые целые» можно заменить одним словом — «натуральные» (или «взаимно простые»). Часто в пособиях по химии для поступающих в вузы закон кратных отношений формулируется так: «Если два элемента образуют между собой несколько соединений, то весовые количества одного элемента, соединяющиеся с одним и тем же весовым количеством другого, относятся между собой как небольшие целые числа». Рассмотрим два углеводорода ^п^2п и CnH2n+2, B которых натуральное число п может быть и большим, а тогда члены отношений 2п: Bп+2) = п:(п+1) будут большими. По этой причине и в формулировке закона кратных отношений слова «небольшие целые» следует заменить на «взаимно простые». В литературе по химии можно встретить утверждение, что для вывода молекулярной формулы вещества обязательно нужно знать его относительную молекулярную массу. Но рассмотрим такую задачу. Хлорпроизвод- ное предельного углеводорода имеет относительную молекулярную массу
237. Массовый состав этого соединения следующий: CI — 89,9%, С — 10,1%. Найдите его молекулярную формулу (Я.Л.Гольдфарб и др. Сборник задач и упражнений по химии. М.: Просвещение, 1987). Исключим из условия этой задачи указание на то, что относительная молекулярная масса производного равна 237. Тогда на основании оставшихся данных приходим к выводу, что производное состоит из углерода и хлора, так как 89,9% + 10,1% = 100%. Вещество, о котором идет речь в задаче, не может быть производным предельного циклического углеводорода, формула которого CnCI2, поскольку массовый состав такого соединения (С — 14,5%, CI — 85,5%) отличается от соответствующих данных в условии задачи. Следовательно, вещество — хлорпроизводное предельного углеводорода нециклического строения, а потому его формула должна иметь вид: CxCI2x+2. Теперь для определения х достаточно составить уравнение [12х + 35,5 Bх+2)] 0,101 = 12х (в левой части этого уравнения — масса углеводорода, умноженная на долю углерода, — масса углерода в молекуле), откуда х = 2 и C2CI6 — молекулярная формула производного. Итак, приведенное выше утверждение некорректно. Его следует сформулировать так: если задана относительная молекулярная масса вещества, то по его простейшей формуле (в которой индексы при элементах — взаимно простые числа) молекулярная формула определяется однозначно. И здесь принятый в математике способ формулировки теоремы помогает четко сформулировать нужное утверждение. А.Ф.ХРУСТАЛЕВ СисрЬлк vdDpOXh В конце прошлого столетия к тому времени уже всемирно известный химик Д.И.Менделеев получил задание российского правительства найти рецепт пороха для отечественных тяжелых орудий. С этой целью ученый отправляется во Францию, где тогда производился лучший в Западной Европе порох. Дмитрию Ивановичу было разрешено побывать на главном пороховом заводе. Сопровождал знаменитого химика и£ ^-
французский офицер. Д.И.Менделееву показывают патроны, позволяют держать их в руках. На вопрос Дмитрия Ивановича, может ли он взять несколько патронов, сопровождающий офицер с галльским остроум ием ответил: «Пожалуйста, но за разглашение военной тайны мне придется пустить себе пулю в лоб». Складывалась критическая ситуация: найти состав пороха путвм прямого анализа оказалось невозможным. Оставалось одно: раскрыть секрет другим способом. И великий химик его находит. Для этого ему нужны были исходные данные, с помощью которых уже математически можно было определить процентный состав пороха. Заметив, что к основному пороховому заводу ведет железнодорожная ветка, снабжавшая сырьем только этот завод, и засев за статистические отчеты о поставках исходных компонентов заводу, Менделеев находит, сколько на него поступает за год эфира, серной и азотной кислот, хлопка. Далее, предполагая, что все сырье идет на изготовление основного продукта, он делает необходимые расчеты и таким образом находит массовый состав пороха. Так что, как видите, и анализ бывает разным. ПОЧТА КЛУБА В этом выпуске Клуба Юный химик мы обсуждаем ваши письма, такие разные и, казалось бы, не связанные друг с другом. Но их объединяет одно - все они написаны людьми, читающими и любящими «Химию и жизнь». Тх tf& 0ОО1Л*Й4М)ОЯ/и/1Л. ТКЛЛХЛО 3е Описание этого опыта нам прислал Сергей ХАРИТОНОВ из города Нелидово Тверской области. В большой стакан налейте 500 мл воды и добавьте немного (около грамма) FeCI3 или Fe2(S04K, затем прилейте несколько миллилитров концентрированного раствора красной кровяной соли K3[Fe(CNN] и, в последнюю очередь, — небольшое количество раствора щавелевой кислоты. Перемешайте раствор и разлейте его в два стакана. Один уберите в шкаф, а другой поставьте на солнечное место. Вскоре раствор, стоявший на свету, окрасится в синий цвет, поскольку под действием солнечных лучей Fe3+ восстановится до Fe2+, которое и даст синее окрашивание с красной кровяной солью. А в темноте реакция не идет. Кстати, можете поэкспериментировать с другими мягкими восстановителями. Какие из них восстанавливают Fe3+ только на свету? IM HML К
Профессор Кубанского аграрного университета И.К.ЦИТОВИЧ в своем письме выражает беспокойство по поводу низкой культуры речи многих химиков. А начинать воспитывать ее надо смолоду. Казалось бы, какая разница, произнесешь ты термин так или эдак? Все равно тебя поймут. И.К.Цитович считает, что культура речи — часть общей культуры ученого. Кстати, вопрос вовсе не такой простой, как вы думаете. В обычных учебниках по химии ударения в терминах не ставят. А юные химики, встречаясь с новым словом, вряд ли заглядывают в словарь, чтобы узнать, как его надо правильно произносить. К тому же старые вузовские профессора произносят многие слова так, как было принято во времена их молодости. Да и вообще у химиков есть свой жаргон, и, разговаривая на нем постоянно, многие забывают, как правильно звучат химические термины. Как бы то ни было, даже химики, работающие в редакции, удивились, увидев, как надо верно произносить некоторые слова. Проверили по словарю — прав Игорь Константинович. В слове «металлотермия» ударный слог — «тер». Методы анализа ампе- рометрия, гравиметрия, фотометрия, поляриметрия, перманганатометрия и другие подобные слова произносят с ударением на слог «мет», равно, как и «стехиометрия». В словах «атомный», «комплексный», «киноварь» ударение на первом слоге. Слово «энтальпия» имеет ударение на втором слоге, а слово «энтропия» — на третьем. «Аллотропия» — ударный слог предпоследний. Слово «каучук» произносится только с ударением на последнем слоге... Красивые, симметричные молекулы не могут не радовать глаз химика. Попробуйте представить себе бензольное кольцо, с каждым атомом углерода которого соединена карбоксильная группа. Это вещество называют меллитовой кислотой и получают обычно окислением гексаметил- бензола. А вот Эдуард ГАЛЯМОВ из Уфы синтезировая меллитовую кислоту, взяв в качестве исходного компонента графитовые электроды от старой батарейки. В колбу с обратным холодильником Эдуард насыпал мелкоизмельченный графит и добавил концентрированную азотную кислоту. Реакционную смесь нагревал в течение часа, затем слил находящуюся в колбе жидкость с непрореагировавшего графита и охладил. Выпал осадок желтого цвета, который Эдуард отфильтровал и перекристаллизовал из спирта. После кристаллизации получились белые игольчатые кристаллы, плавящиеся при 288 °С. (Такая температура плавления соответствует меллитовой кислоте.) Эдуард Галямов считает: такой син- Клуб Юный химик
тез меллитовой кислоты можно считать убедительным доказательством того, что графит состоит из плоских параллельных слоев, образованных правильными шестиугольниками. Кроме своей красивой формулы мел- литовая кислота ничем не интересна. В залежах бурых углей встречается алюминиевая соль меллитовой кислоты в виде минерала, называемого «медовым камнем» [C6(COON]AI218Н20. В майском номере журнала за 1995 год была напечатана статья Михаила ВИКУЛИНА из Коломны «История с растворимостью» и комментарий к ней. Напомним, что речь шла о связи растворимости солей щелочных металлов (автор рассмотрел хлориды и нитраты) с радиусами катионов и анионов. Используя данные, которые легко найти в справочниках по химии, Михаил обнаружил несколько интересных закономерностей. Продолжая размышлять о том, как связана растворимость солей с их физико-химическими свойствами, М.Викулин прислал новое сообщение, в котором делится своими находками. Вот выдержки из его письма. «Величину растворимости q обычно принято выражать в граммах растворяемого вещества, которое образует насыщенный при данной температуре раствор в 100 г растворителя. Но как тогда сравнивать между собой растворимость разных веществ? Лучше выражать растворимость безразмерным числом, показывающим, сколько молекул растворителя приходится на одну молекулу (или ионную пару) растворенного вещества в насыщенном растворе. Назовем это число молекулярной растворимостью (MS). Для водных растворов MS пересчитывается по формуле MS = 5,55 M/q, где величина q выражена в граммах безводного вещества на 100 г воды в насыщенном растворе, М — молекулярная масса. Очевидно, на величину MS влияют два фактора: энергия кристаллической решетки и суммарная поляризуемость слагающих соль ионов». К письму была приложена таблица с рассчитанными значениями MS. К сожалению, автор не указал, какими справочниками он пользовался, но значения MS для некоторых солей отличаются от рассчитанных по данным из «Справочника химика», том III, M.: Химия, 1964, с.179-227. Подход М.Ви- кулина кажется интересным, поэтому ниже мы приводим таблицу, в которой для каждой соли указаны три значения: в первой строке — растворимость q (г/100 г воды) при температуре 20°С (если значения при 20°С в справочнике не было, оно для некоторых солей определялось графически путем интерполяции данных для других температур — обычно от 0 до 25°С), во второй строке — энергия кристаллической решетки в единицах кДж/моль, в нижней строке — округленное значение «молекулярной растворимости» MS, которую М.Викулин предложил в качестве меры растворимости. Все величины взяты из «Справочника химика», Клуб Юный химик
кроме растворимости фторида рубидия («Справочник по растворимости», (М.: изд-во АН СССР, т.1, кн.1,1961). Следует напомнить, что чем больше MS, то есть чем больше молекул воды приходится на одну молекулу соли в насыщенном растворе, тем меньше растворимость этой соли. Вот какие данные получились для рассмотренных М.Викулиным 20 галогенидов щелочных металлов. Li Na К Rb Cs F 0,27 1029,0 534,0 4,28 908,0 54,0 94,9 803,0 2,7 300,0 774,0 1,9 573,0 745,0 1,5 CI 83,2 837,0 2,8 35,9 764,0 9,0 34,4 699,0 12,0 91,1 682,0 7,4 186,5 657,0 5,0 Br 160,4 791,0 3,0 90,8 713,0 6,3 65,2 642,0 10,1 108,0 630,0 8,5 112,0 623,0 10,6 1 165,0 741,0 4,5 179,3 676,0 4,6 144,5 618,0 6,4 160,0 604,0 7,4 75,0 589,0 11,8 q E MS q E MS q E MS q E MS q E MS Рассматривая таблицу, можно сделать много интересных наблюдений. Так, энергия кристаллической решетки различается у разных солей не очень сильно: максимальное значение (у UF) отличается от минимального (у Csl) менее чем в два раза. В то же время растворимость солей и величина MS различаются намного сильнее — в десятки, а иногда и в сотни раз. Очевидно, что растворимость зависит не только от энергии кристаллической решетки, но и от энергии, выделяющейся при гидратации ионов в процессе растворения. А энергия гидратации рассматриваемых однозарядных ионов очень сильно зависит от их природы и прежде всего — от радиуса (поэтому энергия гидратации коррелирует с поляризуемостью иона). Так, суммарная энергия гидратации ионов Li+ и I значительно больше энергии кристаллической решетки иодида лития; в результате процесс растворения этой соли экзотермический (тепловой эффект 62,4 кДж/моль при очень большом избытке воды), а ее растворимость велика. С другой стороны, суммарная энергия гидратации ионов Li+ и F меньше энергии кристаллической решетки фторида лития; растворение этой соли идет эндотермически — с поглощением тепла C,2 кДж/моль), а растворимость LiF, как мы видели, очень мала. И еще одно интересное наблюдение, которое можно сделать, разглядывая таблицу. Если для каждого щелочного металла пометить максимальные значения MS его солей (оно соответствует наиболее плохой растворимости), то окажется, что, начиная с натрия, минимумы располагаются на диагонали, закономерно переходя от фторида натрия к иодиду цезия. Возможную причину этого явления следует искать в соотношении размеров катиона и аниона: наиболее прочные кристаллические решетки образуют ионы с близкими радиусами. Более подробно энергетика растворения солей обсуждалась в статье «История с растворимостью». И последнее замечание. Растворимость вещества зависит не только от энергетических факторов (энергии кристаллической решетки и энергии гидратации ионов), но и от изменения энтропии при образовании раствора. Однако этот вопрос слишком сложен, чтобы его можно было обсудить с помощью элементарных понятий, как говорится, на пальцах. Обзор писем подготовили Клуб Юный химик
Тайна спонтанных взрывов Доктор химических наук О.Ф.ШЛЕНСКИЙ ВОСПОМИНАНИЯ ОЧЕВИДЦА Взрывы надолго врезаются в память очевидцев. Более сорока лет назад на лекции по общей химии профессор В.П.Скворцов демонстрировал нам, тогдашним первокурсникам, свойства взрывчатого вещества — йодистого азота. А в памяти этот взрыв был как будто вчера. ...Медленно отворяется дверь справа за лекционной кафедрой. Из-за нее выходит седовласый помощник профессора в черном лабораторном халате. Его движения необычно осторожны и плавны. В правой вытянутой руке он осторожно несет перед собой длинный шест, на конце которого укреплен лист картона, на нем видно тем но-крова вое пятно йодистого азота размером с цветок подсолнуха. В левой руке — тонкая и длинная, как удочка, камышинка. Все замерли, гробовая тишина. Ассистент, как в замедленном кино, шествует к кафедре и становится перед ней, вытягивая подальше от себя шест. Медленно поднимает камышинку и ее тонким концом едва касается красного пятна. Раздается оглушительный взрыв. Огромная аудитория на двести человек заполняется клубами серого дыма. Из него, как снег из облака, падают какие-то белые хлопья. Когда дым рассеивается, мы видим профессора и ассистента, которые наслаждаются произведенным эффектом. Не было ни бикфордова шнура, ни электрического провода — обычных атрибутов взрывников, — ни удара... Теория горения и взрыва относится к наиболее разработанным разделам химической физики. Что в общем-то и понятно. К сожалению, спрос на такие разработки был всегда. Есть известные работы Н.Н.Семенова и Д.А.Франк- Каменецкого по физике и химии взрывов. И все же, как отмечено в учебнике К.К.Андреева и А.Ф.Беляева «Теория взрывчатых веществ», причины многих взрывов остаются до сих пор неясными либо не получили исчерпывающего объяснения. Например, почему йодистый азот взрывается, по словам К.Андреева, даже при «прикосновении бородки птичьего пера». Почему при вакуумировании до 0,1 мм рт.ст. йодистый и хлористый азот взрываются без какого- либо повышения температуры, р-формы азидов свинца и ртути взрываются, когда их кристаллы образуются из водных растворов (также без нагрева), а кристаллы азида двухвалентной ртути взрываются при охлаждении. Подчеркнем, что речь идет не о каких-то экзотических фактах, а о жизненно важной проблеме — надежности и безопасности в обращении с веществами, которые взрываются, казалось бы, по совершенно случайному поводу и без видимого повода. Известно, например, что нитроглицерин имеет стандартизованную температуру вспышки 200П-205°С. Но при падении груза на каплю нитроглицерина она может взорваться, хотя температура в капле повышается всего на два-три градуса. Почему же она взрывается? Сто лет назад один человек не стал дожи-
даться, пока ученые разберутся во всех причинах случайных взрывов. Добавив в нитроглицерин кизельгур, Альфред Нобель получил сравнительно безопасный динамит. У норвежца были личные причины искать безопасности взрывчатых веществ: его брат Эмиль погиб в результате случайного взрыва. ДЕТЕКТИВНЫЕ ПАРАЛЛЕЛИ Есть некоторое сходство между работой детектива и исследователя. И в том, и в другом случае профессионалы ведут поиск истины, спрятанной под различными масками. Но в отличие от криминалистов естествоиспытатели имеют дело с равнодушной и безразличной к человеку природой. Как отмечал А.Эйнштейн, «природа не злонамеренна». Это облегчает поиск. Используя детективные приемы и незлобивость природы, попытаемся построить цепь логических рассуждений, чтобы отыскать виновника спонтанных взрывов. Начнем с улик, присущих взрыву. Отправная точка поиска, непременное условие всякого взрывного явления, — это наличие энергии, без нее нет и взрыва. Причем речь идет не об энергии вообще (ее много, например, и в куске льда), а о свободной энергии Гиббса AG. В системе должен быть запас свободной энергии AG. Помимо этого, необходим некий спусковой крючок, нажатие на который с ничтожно малым усилием вызвало бы сброс энергии с верхнего уровня на нижний. Причем нагрев этим спусковым крючком быть не может, иначе возникает тривиальный, хорошо изученный тепловой взрыв. Так что энергия воздействия, приводящего к взрыву, должна быть сопоставима по величине с механической. Таковы немногие нехитрые улики искомого злоумышленника. НО ПРЕЖДЕ ОСВОИМ ТЕРМИНОЛОГИЮ Внезапное освобождение энергии системы при слабых воздействиях называют в физике потерей устойчивости равновесия, которую иллюстрируют схемой, показанной на рис. 1. При нагреве вещества выше температуры начала разложения его состояние становится метастабильным, как у шарика в лунке B), приподнятого на AG. Края лунки соответствуют активационному барьеру, который шарику необходимо преодолеть, чтобы скатиться вниз. Очевидно, что чем ниже бортик лунки, тем легче вытолкнуть из нее шарик. Поставьте себя на место злоумышленника взрыва, и вы поймете, как велик соблазн вос- / Состояния безразличного A), метастабильного B)у устойчивого C) и неустойчивого D) равновесия 9
пользоваться таким слабым местом системы: подкопать, убрать бортик — и дело сделано, шарик внизу! Есть и другой путь — повысить температуру. При нагреве высота горки AG становится больше, края бортика ниже. Наибольшей температуре, при которой еще существует вещество (ее называют температурой спинодали), соответствует остроконечная вершина D). На ней шарик может сохранять равновесие только теоретически. Достаточно ничтожного воздействия, тепловой флуктуации, чтобы шарик упал вниз. По-научному — перешел в лабильное (неустойчивое) состояние. ИДЕМ ПО СЛЕДУ Теория взрывов для газов разработана детально. Но нас интересуют конденсированные вещества. Так вот, если в газах реакция протекает в объеме, то в твердых телах — по поверхностям кристаллов и иных твердых частичек, в жидкостях — по поверхностям пузырьков, образуемых продуктами распада. Реакция начинается на так называемых центрах нуклеации. Ими могут стать различные дефекты поверхности, трещины, царапины. Реакция распространяется из этих центров со скоростью, определяемой скоростью собственно химической реакции кх (см. рис. 2). Однако обычно экспериментатор имеет дело с общей скоростью превращения во всем образце (это понятно, ведь регистрируют обычно измене- Разрез твердой частицы, в которой протекает реакция на поверхности в гетерогенных ядрах ние массы образца или объем выделившихся газов). Естественно, эта общая скорость будет зависеть и от собственно скорости химической реакции кх, и от числа начальных центров нуклеации. Где же тут искать виновника спонтанных взрывов? На число начальных центров нуклеации мы повлиять вряд ли можем. Скорость кч зависит от природы вещества, температуры, давления. На нее нельзя воздействовать механически. Ведь любая подводимая к веществу механическая энергия мала по сравнению с энергией химических связей. Значит, должно быть что-то еще, что сильно зависит от механических воздействий и делает погоду. Известно, что в процессе гетерогенной реакции могут образовываться новые центры нуклеации. Может быть, здесь есть зацепка? От чего будет зависеть частота нуклеации? Прежде всего, для любого физико-химического процесса нужно преодолеть потенциальный барьер. Для процесса нуклеации он равен работе образования нового зародыша (она максимальна, если последний имеет сферическую форму). Маленькие зародыши «схло- пываются» за счет сил поверхностного натяжения. И только если зародыш случайно окажется довольно большого размера (называемого критическим), он будет устойчив или даже сможет расти. Так вот, энергия поверхностного натяжения сопоставима с энергией механического воздействия. Допустим, без механического воздействия форма зародыша определяется только силами поверхностного натяжения и близка к сферической. Мы деформируем среду — меняется форма зародыша. А ведь для деформированного зародыша критический объем меньше, да и работа образования не так велика. Значит, если мы скрутим, сплющим или растянем образец, то возрастет частота нуклеации, а с ней вместе — общая скорость химической реакции. Можно ли сказать, что виновник найден и пойман за руку? Пожалуй, рановато, нужны доказательства его вины, а это можно сделать путем анализа, путем расчетов. ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ВИНЫ ОБВИНЯЕМОГО Ну буду утомлять вас формулами. Но нетрудно подсчитать, как следует деформировать вещество, чтобы температура спинодали стала равной комнатной и произошел взрыв. Тем-
Неровности внешней поверхности кристаллического вещества при большом увеличении пература спинодали нитроглицерина — примерно 533 К (немного выше температуры его кипения). А при деформации всего в 22% эта температура станет близкой к комнатной. Таким образом, если на каплю нитроглицерина упадет груз, возникшие в ней сферические зародыши деформируются, частота нуклеации возрастет и скорость реакции разложения станет такой, как при вспышке. В результате — разогрев, и далее в полном соответствии с теорией теплового взрыва. Число зародышей при этом резко возрастает, они возникают уже не только на поверхности, но и во всем объеме вещества. Такие выводы находят экспериментальное подтверждение в опытах с перегретыми ме- тастабильными жидкостями. Слабые удары, встряхивание жидкости, действие заряженных частиц, ультразвука вызывают спонтанную нуклеацию. Причем чем выше температура, тем слабее может быть роковое воздействие. Вакуумирование не изменяет форму зародыша, но увеличивает их размеры, поскольку при низком давлении больше свободная энергия Гиббса AG. С другой стороны, всестороннее сжатие высокими давлениями увеличивает работу образования зародышей, и скорость разложения замедляется. В опытах Бриджмена при давлении в 100 000 атм. был стабилен тротил. В то же время стоило добавить к давлению сдвиговое напряжение, как взрывались вовсе не взрывчатые вещества, например сахар. Цепочка логических рассуждений позволяет поймать за руку виновника спонтанного взрыва и при «прикосновении бородки птичьего пера» (рис. 3). Если птичье перо зацепило один из выступов кристалла, он подвергся действию изгибающего момента. У его подножья, в точ- in ке А, возникают растягивающие напряжения. Нетрудно подсчитать по формулам сопротивления материалов, что при высоте выступа I мм, толщине 0,1 мм и силе F всего 0,001 Н (то есть 0,1 грамм-силы) растягивающее напряжение станет больше, чем при вакуумировании этого взрывчатого вещества до 0,1 мм рт.ст. (При таком давлении взрывается йодистый азот.) Температура спинодали станет меньше комнатной температуры, и в точке А у подножья выступа произойдут потеря устойчивости и реакция. Возбужденная тепловая волна со скоростью движения фононов распространится по всему образцу, и мы услышим, как прогремит взрыв. Для тех, кто любит простые и короткие формулировки, физическая природа спонтанных взрывов такова. Под действием внешних и внутренних сенсибилизирующих факторов возрастает частота гомогенной (спонтанной) нуклеации. Микрозародыши возникают не только на поверхности, но и в объеме вещества. Зародыши докритических размеров становятся критическими и безудержно растут. Эволюция отдельного зародыша напоминает поведение до предела надутого воздушного шарика, который лопается от попытки придать ему другую форму. Резко возрастает площадь реакционной поверхности. В результате кратковременной реакции и выделения энергии температура скачком повышается до конечного значения, зависящего от теплоты реакции, и происходит то, что описано выше, в главе «Воспоминания очевидца». Итак, мы нашли «злоумышленника» — им оказалась частота нуклеации. Но попутно мы сделали один вывод, очень важный для науки о взрывчатых веществах. Дело в том, что часто во взрывчатые вещества добавляют сенсибилизаторы или, наоборот, флегматизаторы. О том, как подбирать нужную добавку, написаны целые тома. Здесь важно очень и очень многое: например, добавка может поглощать тепло, влиять на степень измельчения взрывчатки, на содержание в ней газов и так далее. Так вот, можно учитывать еще один фактор. Будет хорошо, если флегма- тизатор повысит поверхностное натяжение, а сенсибилизатор — понизит его. 8",
II jr bV A IT JD 49 J» V if -Ты m .... , *S*vr . . •.-■•'->. 8M£ ahMa/UkOjYStiC, An* шить frbi/*n<. ■чгрАбсси."^£"\Г~ ШкМ, /JOS* doC'-bXjCo,* Z,J0V 4- ""ЯР** It. ^У
Огни потешные РАКЕТЫ С ЦВЕТНЫМИ ЗВЕЗДОЧКАМИ Итак, вы хотите запустить фейерверочную ракету. Как сделать для нее двигатель — вы уже прочитали в предыдущем номере. Теперь о звездочках цветного пламени — так называют фейерверочные изделия, которые под действием пороховых газов выбрасываются из ракеты после старта, воспламеняются и сгорают. Время горения звездочек зависит от высоты их полета и составляет примерно 1—3 секунды. Основные принципы разработки составов звездочек описаны в «Химии и жизни», 1996, № 1. Помните, что звездочки должны быть достаточно прочными, чтобы не разрушиться при выбросе. Для наших ракет мы используем звездочки диаметром 10 мм и длиной 10—15 мм. Вам понадобится горючий клей (декстрин и т.п.), он-то и придаст звездочкам необходимую механическую прочность. Сухой клей B—5% в пересчете на сухую массу горючей смеси) можно добавить в смесь заранее, жидкие клеи — непосредственно перед формованием. Звездочки, не содержащие металлических порошков, лучше готовить на водорастворимых клеях, яркие звездочки с порошками магния и алюминия — на нитроклее. Обязательно проверьте, не окрашивает ли пламя сам клей. Иначе все ваши усилия сделать разноцветные огни пойдут насмарку. Необходимые клеи можно сделать и самим. Например, из целлулоида — пластмассы, состоящей в основном из нитроцеллюлозы, можно изготовить нитроклей. Набухать и растворяться целлулоид будет в течение нескольких суток. Из доступных растворителей относительно безвреден этилацетат, гораздо вреднее ацетон. Не следует применять для приготовления нитро- клея растворители для нитрокрасок и лаков N 646 и N 647, которые содержат труднолетучие и очень вредные для здоровья ароматические углеводороды. Если вы пользуетесь готовыми нитроклеями (как правило, это бесцветные водостойкие клеи с характерным запахом растворителя), разбавляйте их этилаиетатом. Очень удобно использовать в качестве клея порошок перхлорвиниловой смолы, поскольку она растворима в зтилаиетате (и ацетоне). В этом слу- Окончание. Начало в № 1, 1996 чае перед формованием звездочек порошок смеси достаточно смочить растворителем. Теперь заготовьте тонкостенные (в один слой) бумажные стаканчики нужного вам размера (повторю, что мы использовали цилиндрики диаметром 10 мм и высотой до 15 мм), наклейте их торцом на полоску бумаги. Обычно на полоске размером 2 х 16 см размешается вертикально 6—8 стаканчиков. Не забудьте проверить, окрашивает ли пламя клей для бумаги. Для работы с каждым из цветных составов заготовьте отдельную неглубокую посуду емкостью 10—20 мл. Не забудьте сделать надписи, так как внешне смеси для различных цветов пламени почти не различаются. Приготовьте из сухой смеси для одного цвета массу с консистенцией густой сметаны. Если вы используете сухой водорастворимый клей или порошок растворимой перхлорвини- ловой смолы, добавляйте, помешивая, маленькими порциями воду или этилацетат. Помните: растворимый клееобразующии компонент набухает не сразу! Заполните густой массой бумажные стаканчики, следя за тем, чтобы не оставалось пустот. Если исходная смесь приготовлена с металлическими порошками, вставьте в стаканчик воспламенитель так, чтобы он выступал из густой смеси на 2—3 мм. Впрочем, воспламенитель можно для надежности ставить во все смеси. А делают его так. К стандартной смеси примешайте 4—5% магниевых опилок. Затем к полученному составу добавьте густой нитроклей и скатайте из получившейся массы палочки толщиной около 3 мм. Эти палочки, пока масса не высохла, разрежьте на куски длиной 7—8 мм. Не забывайте помечать заполненные стаканчики надписями или соответствующими красками. Звездочки на нитроклее диаметром 10 мм и высотой 15 мм сохнут двое-трое суток, на водном клее — пять-семь суток. Высушенные стаканчики с готовыми звездочками оторвите от бумажной полоски, на которой они стояли. Убедитесь в том, что готовые звездочки горят не более трех секунд — в противном случае от них могут пострадать зрители фейерверка. Теперь у нас готовы почти все компоненты фейерверочной ракеты. Между зарядом твердого топлива и звездочкой должен находиться вышибной заряд, который отделяет звездочку от ракеты после сгорания топлива. Для такого заряда можно использовать тщательно растертую смесь стандартного состава. Действие ее будет более эффективным после фануляции, в
результате которой из полуфабриката — мякоти — получается настоящий черный порох. Я советую не увлекаться производством гранулированного продукта — 50 г его будет достаточно для нескольких десятков ракет. Перед грануляцией тщательно разотрите стандартную смесь, добавьте к ней 1% (по сухой массе) водорастворимого горючего клея, снова перемешайте. Растирайте, понемногу добавляя воду, пока при надавливании на комки не появится влажный блеск. Затем разложите эту массу на водонепроницаемую подложку слоем 2—3 мм, утрамбуйте ее. Масса должна медленно сушиться при температуре не выше 40 2—3 суток. Потом аккуратно раздробите в ступке полученную лепешку, не растирая. Чтобы выделить гранулы размером 0.5—1 мм. нужны сита. Раздробленную лепешку просейте, например, последовательно через два сита с размером отверстий 1.0 и 0.5 мм. Нужная фракция останется на сите 0,5 мм. Более крупные кусочки снова аккуратно раздробите и еще раз просейте, более мелкие (менее 0,5 мм) можно использовать для повторного гранулирования. Когда будете испытывать гранулированный порох, не забывайте, что радиус зоны, не содержащей горючих предметов, должен достигать 5 м, так как возможен выброс горящей гранулы. Испытывайте гранулированный продукт в очках! Если у вас есть заготовленные и просушенные двигатели, стопины, звездочки и гранулированная смесь для вышибного заряда, можно собирать фейерверочную ракету. На верхний открытый конец твердотопливного двигателя наклейте тонкую (в один слой) бумажную трубку (см. рис.1). Ширина бумажной полоски, то есть высота трубки, — около 15 мм. Из этой ширины 5 мм должно приходиться на корпус двигателя, 5 мм — на звездочку и 5 мм — на разрываемый вышибным зарядом промежуток. Засыпьте в трубку гранулированную смесь так, чтобы осталось 5—6 мм до верхнего края. Намазанную клеем звездочку вставьте в трубку запалом к вышибному заряду. Не забывайте, что клей, соприкасающийся со звездочкой, не должен окрашивать пламени! Нельзя, например, пользоваться при монтаже звездочки силикатным клеем. После монтажа звездочки приклейте к двигателю полоской бумаги или привяжите ниткой рейку-стабилизатор. Стопин в сопло лучше вставлять перед самым стартом. Длина стопина 6—7 см. Общая масса снаряженной ракеты не должна превышать 9 г. Еще раз Фейерверочная ракета: 1 — звездочка, 2 — воспламенитель звездочки, 3 —- соединительная бумажная трубка, 4 — вышибной заряд, 5 — картонный корпус двигателя, 6 — заряд твердого топлива, 7 — рейкастабилизатор, 8 — коническая полость, 9 — стопин Реактивная вертушка: 1,2,3 — двигатели, 4 — переходные стопины, 5 — зажигательный стопин, 6 — ось вращения
вспомните правила техники безопасности, и — успешных стартов! При запуске в ветреную погоду учтите, что относительно тяжелая ракета со звездочкой стремится лететь против ветра из-за давления воздуха на легкий хвост. ИСКРИСТЫЕ ФОНТАНЫ (ФОРСЫ) Не выбрасывайте корпуса неудачно сделанных и отработанных двигателей — они еще могут послужить в искристых фонтанах. Заполните их искристой смесью, состоящей из стандартной с добавкой 15—20% крупного угля A — 1,5 мм) и 2—3% чугунных опилок. Помните, что белые ветвистые искры дает именно чугун, а порошок железа и стали с низким содержанием углерода сгорает, образуя тускло-красные искры. Корпуса наполняйте сухой смесью, плотно ее утрамбовывая. Потом закройте корпус бумажной пробкой на клею, проколите сквозь сопло коническую полость глубиной 15—20 мм. Корпуса с икристой смесью устанавливайте соплом вверх и поджигайте стопином, вставленным в сопло. Удобно привязать корпуса к небольшим колышкам, которые забиты в грунт. Фонтаны с углем и чугуном горят красиво в сумерках или в темноте. Если у вас есть достаточно много корпусов с фонтанной смесью, то надо продумать, как красиво расположить их и в каком порядке поджигать. Ведь только из одних фонтанов можно составить красивый фейерверк. Как и во всех других случаях, не полагайтесь на то, что сделанный по описанию фейерверк будет работать строго по прописи. Проверяйте работу всех своих изделий до выступления. «ОГНЕННЫЕ КОЛЕСА» (ВЕРТУШКИ) Те же стандартные корпуса можно использовать для очень эффектных вращающихся фейерверков. Двигатели закрепите по периметру жестяной пластинки, вращающейся вокруг расположенной в центре горизонтальной оси. Для корпусов описанных выше размеров пригодна использованная жестяная крышка от стеклянной банки (рис. 2). Топливо двигателей «вертушки» должно сгорать медленнее ракетного, но быстрее фонтанного. Поэтому для него вам понадобится добавить к стандартной смеси до 25% крупного угля и до 2% чугунных опилок. Наполнять корпуса для двигателей вертушек следует влажной смесью на клею. Размер конической полости — такой же, как у ракетного двигателя. Чтобы вертушка крутилась дольше, соединяйте двигатели стопинами последовательно, как показано на рис.2. В конце работы двигателя возможен тормозной импульс за счет выброса газов в открытый конец. Дабы этого не произошло, заткните открытые концы бумагой на клею, вставив предварительно стерженек. Когда клей высохнет, удалите стерженек — получите канал для стопина. Диаметр этого канала — не более 3 мм. После успешного испытания вертушки можно улучшить эффект, закрепляя недалеко от сопла первого двигателя цветную звездочку увеличенной длины, наполненную относительно медленно горящим составом. Такие звездочки («бенгальские свечи») можно использовать и как самостоятельные элементы фейерверка. Длина их может достигать 15—20 см при диаметре 10 мм, время горения — несколько минут. Горение стандартной смеси замедляют, к примеру, хлорид аммония или парафин. Допустим теперь, что у вас есть все перечисленные изделия. Возникает вопрос: как все это поэффектнее подать зрителям? Предлагаю такой сценарий. Сначала, для привлечения внимания, можно запустить одну-две ракеты, затем — несколько фонтанов, после этого включите комбинации вертушек с фонтанами и цветными свечами. В конце фейерверка — массовый запуск ракет. Заранее установите все держатели для вертушек и фонтанов, направляющие трубки для запуска ракет монтируйте позади всего фейерверка (по отношению к зрителям) группами по три-пять штук. Расстояние между группами — 15—20 см. Лучше, если все ракеты заранее установлены в направляющих, так как паузы на перезарядку могут слегка ухудшить общее впечатление. К ФЕЙЕРВЕРКУ ВСЕГДА ГОТОВЬТЕСЬ ЗАРАНЕЕ. СПЕШКА В ПОСЛЕДНИЕ ДНИ И ЧАСЫ НИ К ЧЕМУ ХОРОШЕМУ НЕ ВЕДЕТ: не загораются недосушенные изделия, взрываются пересушенные (с трещинами), из- за отсутствия маркировки неравномерно распределены цвета звездочек. Короче, если вам предлагают послезавтра сделать фейерверк, а у вас нет запаса готовых изделий, — лучше отказаться, чем позориться. В.В.ЗАГОРСКИЙ
Съезд любителей фейерверко Съезд любителей фейерверков, называемый по-научному «XXI международный пиротехнический семинар», состоялся в Москве с II по 15 сентября 1995 г. Надо сказать, что благодаря мощной поддержке военно-промышленного комплекса движение любителей фейерверков в нашей стране хорошо организовано. В увесистом сборнике трудов — доклады более 200 авторов, более 1100 страниц убористого текста на английском и русском языках. Участников-нелегалов было гораздо больше: официальное участие сдерживала необходимость платить вступительный взнос, и не маленький. Так что многие приезжали только слушать доклады и участвовать во встречах. Было немало зарубежных гостей, в их числе известные специалисты в области не только пиротехнических устройств, но и горения и взрыва. Семинар проходил в высотном здании Президиума РАН, куда просто так не попадешь. А поэтому организовали все по высшему классу: синхронный перевод (причем микрофоны не шепелявили), слайды, видеофильмы, а одно из заседаний было устроено в Сергиевом Посаде под Москвой. И конечно, программа предусматривала фейерверк. Одна из главных задач подобных собраний — установить прямые контакты с зарубежными учеными и представителями фирм, которые приехали в Москву за тем же. Эта цель, несомненно, была достигнута, чему в немалой степени способствовали пышные обеды и перерывы с кофе и сладостями в залах Президиума, весьма для этого приспособленных. Были приветственный и прощальный банкеты, неофициальные приемы и прочее. Причина столь пышной встречи в том, что, как вы дога- > ' * И У/Uv
дываетесь. на семинар приехали не столько любители фейерверков, сколько представители ученого мира ВПК разных стран и ракетчики. Не случайно среди спонсоров семинара числятся Государственный комитет по оборонной промышленности РФ, Российская академия ракетных и артиллерийских наук, Научный совет по горению РАН и другие подобные организации. Многих участников волновали вовсе не увеселительные проблемы, а новые составы порохов, новые технологии. Академика Б.П.Жукова, известного специалиста в этой области, живо заинтересовала американская технология разделки боевых ракет и другой военной техники. Видимо, раньше таких вопросов у наших ракетчиков не возникало: ракеты, отстоящие на боевом дежурстве многие годы, просто взрывали и закапывали. Теперь учимся у других, как извлекать из них мирную пользу. А польза, оказывается, есть: например, из ракетных порохов получают хорошие удобрения. Делились опытом по расснаря- жению боеприпасов и наши специалисты из Самарского университьета. Много внимания было уделено сугубо научным вопросам, но все же наибольший интерес вызывали достижения в военной области, а пиротехнический семинар был только хорошим поводом для встречи специалистов разных стран, озабоченных проблемой: как можно выше, как можно дальше, как можно сильнее. Такие встречи раньше не были мыслимы у нас вообще. Докладчиков с темой «Разработка нового класса топлив управляемого горения» за встречу с иностранцами немедленно упекли бы в тюрьму, а теперь — пожалуйста, оформи только акт экспертизы, который никому читать неохота. Другой пример. В сборнике докладов можно прочитать, что в ГосНИИ «Кристалл» (г.Дзержинск) разрабатывают взрывчатые гетерогенные смеси, содержащие тротил, гексоген, перхлорат аммония, или узнать, чем занимаются в Арзамасе-16 под Нижним Новгородом, можно найти адрес ЦНИИ химии и механики, где создают новые ВВ. Раньше за такую информацию могли дать и «вышку». Но организаторы семинара В.И.Пепекин и Ю.В.Фролов ходят на свободе и. говорят, скоро собираются за границу как ни в чем не бывало. Но зато и нашим специалистам не нужно копаться в секретных донесениях и изданиях с грифом «секретно» и «ДСП», а если что — подойди к мистерам Кэмпбеллу и Нола- ну из Лондона и выясни, что тебе непонятно в их работе по взрывным устройствам. Ну, а как же собственно любители фейерверков? Что, о них совсем уже и позабыли? Ничуть. Процентов десять докладов относилось к фейерверкам; тут и техника безопасности, и новые составы цветных огней, и безопасная одежда технологов-пиротехников. В Англии многие торжественные события отмечают фейерверками, специальность пиротехника относится к высокооплачиваемым. Вы можете, например, заказать фейерверк к своему дню рождения, свадьбе и другим торжественным дням, только обязательно нужно получить разрешение. Правила техники безопасности стандартизированы: расстояния, заряды, составы должны быть безопасными. Можно отметить недостаток семинара — отсутствовали дискуссии. На конференциях такого уровня обычно бывает дискуссионный круглый стол, для которого предусмотрено время в программе. Обычно от желающих выступить отбоя не бы-
вает, и тогда здорово достается тому, кто допустил оплошность в своем выступлении. Во время семинара возможности выступить с критикой не было, поэтому каждый докладчик чувствовал свою полную непогрешимость. Редакция попросила декана инженерного химико-технологического факультета РХТУ им.Менделеева профессора А.П.Денисюка рассказать о некоторых наиболее интересных, на его взгляд, докладах семинара. На мои взгляд, интересны магнитогидродинамические установки (МГДУ), созданные на основе твердых топлив. Им был посвящен доклад академика РАН Б.П.Жукова. В установках происходит прямое преобразование потенциальной химической энергии пороха в электрическую энергию. Для МГДУ потребовалось создать специальные плазменные пороха, электропроводность продуктов сгорания которых в 10 — 15 тысяч раз выше, чем у обычных порохов. применяемых в артиллерийских системах и ракетных двигателях. Действие МГД-ге- нератора основано на законе электромагнитной индукции: в электропроводящем газе, образовавшемся при горении пороха и движущемся в поперечном магнитном поле, индуцируется электродвижущая сила. Такие установки дают мощные электромагнитные импульсы в течение 2—10 секунд, а кроме того, еще и мобильны. Поэтому их используют для зондирования глубинных слоев земной коры. Так можно заблаговременно получать информацию о землетрясениях. Или, например, искать полезные ископаемые на больших глубинах B0-150 км). Безусловно, никого не оставит равнодушным проблема борьбы с пожарами. Ее решают с помощью самых различных методов и веществ. Но знаете ли вы, что пожар можно погасить с помощью пороха или пиротехнических смесей? Для этого используются так называемые аэрозольобразующие составы (АОС). Сгорая, они дают мелкодисперсные твердые частицы (размером около 1 мкм), которые обрывают цепные реакции, протекающие, когда на воздухе горят органические вешества. При объемном пожаротушении (в различных помещениях, складах) эффективность использования генераторов, снаряженных АОС, очень высока. Для гашения очага пожара требуется всего 30 —50 г аэрозольобразу- ющего состава на кубометр защищаемого объема, в то время как для наиболее широко использующихся до последнего времени хлорфторуглеводов (хладонов) эта величина в 3— 10 раз выше. Но это только одно из преимуществ АОС. Другое заключается в том, что продукты сгорания АОС, в отличие от хлорфторуглеводоро- дов. не оказывают разрушающего действия на озоновый слой Земли. АОС должны иметь возможно более низкую температуру горения — как правило, не более 1300 К, — давать экологически чистые продукты сгорания, устойчиво гореть при атмосферном давлении. Решению этих сложных проблем были посвящены доклады В.Н.Емельянова с соавторами из НИИ прикладной химии и нашей группы из РХТУ им. Д.И.Менделеева. Можно порадовать и любителей фейерверков. В Казанском технологическом университете под руководством проф. Ф.П.Мадякина разработали составы с насыщенными цветами пламени самых разных оттенков, составы периодического излучения и искристо-пламенные составы. Последние дают цветное пламя и форс (фонтан) искр, светящихся более пяти секунд. Красивое зрелище! Еше мне показалась интересной возможность использовать взрыв для синтеза ультрадисперсных порошков, в частности технических алмазов. Реакция образования алмазов происходит во фронте детонационной волны, распространяющейся со скоростью 7000—9000 м/с, в уникальных условиях: давление 200—300 тысяч атмосфер, температура около 4000 К. В докладе коллектива авторов из Гос- НИИ «Кристалл» был проведен детальный анализ образования алмаза в такой детонационной волне, рассказано о композициях, при взрыве которых наблюдали наибольший выход алмаза. Новые возможности пиротехники раскрыты и в докладе А.Г.Мержанова с сотрудниками (Институт структурной микрокинетики РАН). Речь идет об экологически чистых тепловых источниках кратковременного действия на базе порошковых смесей. Эти смеси горят, не образуя газов, то есть имеют «твердое» пламя, температура которого может достигать 6000 К (смесь СЮ„ AI и С). Топливные смеси не портятся при хранении, постоянно готовы к использованию. Работают такие источники относительно недолго — одну—пять минут. Но они могут быть необходимы в аварийных ситуациях. В заключение я хотел бы обратить внимание школьников, которые интересуются процессами горения, взрыва, разработкой различных энергетических составов. Если вы хотите в будущем профессионально заниматься этими интереснейшими вопросами — поступайте к нам. на инженерный химико- технологический факультет РХТУ им. Д.И.Менделеева!
Малое предприятие «АлЪМШШб» предлагает проведение молекулярно-биологических работ по экспрессии генов (кДНК): —создание бактериальных и дрожжевых штаммов-продуцентов интересующего белка; —выделение белка из клеток штамма-продуцента с минимальной модификацией целевого белка; —получение мутантных белков; —получение РНК-транскриптов in vitro; —идентификация взаимодействия белка с возможными белками-партнерами. Вы можете также приобрести лабораторное оборудование для молекулярно-биологических и биохимических исследований: прецизионный программируемый термостат «ЦиклоТемп-5», рН-метр-милливольтметр рН-150, механические и электронные микродозаторы, микроплашечные ридеры и прибор для отмывки плашек. микроцентрифуги, оборудование для тонкослойной хроматографии и электрофореза, лабораторную мебель, вытяжные и ламинарные шкафы, кварцевые спектрофотометрические кюветы, моноклональные антитела. I ^ 119899 Москва, Воробьевы горы, Московский государственный университет, Лабораторный корпус «А», тел/факс @95) 939-31-72. КА/ производит СКТБ «ТЕХНОЛОГ» химические продукты, композиционные материалы, изделия: 1. Полиазотистые гетероциклы — имидазолы, триазолы, тетразолы, оксадиазолы, конденсированные системы. 2. Нитро- и сульфопроизводные ароматического ряда (пикриновая и стифниновая кислоты, сульфосалициловая и нитробензойные кислоты, их соли, фуксин, аминогуанидинсульфат и другие). 3. Дневные люминисцентные водо- и жирорастворимые красители. 4. Полиуретановые клеи. 5. Защитные материалы от рентгеновского и гамма-излучения индивидуального и общего назначения. 6. Генераторы аэрозольного пожаротушения для закрытых помещений. 7. Абразивные и чистящие материалы 8. Пиротехнические средства. Организация и проведение фейерверков. BQ О Б >> S •7 Я X! BQ н о о Б S X £ 3 ° о V о. Я п Санкт-Петербург, телефоны: (812) 100-22-53, 100-23-10 ОР •ГАНИЗАЦця предлагает со склада в Москве следующие ХИМ РЕАКТИВЫ Калий едкий ЧДА Тиомочевина Ч Окись цинка Щавелевая кислота Аммоний надсернокислый Муравьиная кислота А так же красители для меха: УРЗОЛ и ПИРОКАТЕХИН Услуги посредников оплачиваются Телефоны: @95) 308-44-91 308-44-93 Тел./факс: @95) 308-18-80
ч)
Доля правды Главы из книги Доктор химических наук Ю.Я.ФИАЛКОВ, Киев 1. Надежная фирма «Кальбаум» слишком хороший индикатор 1945-й год. 86-я мужская средняя школа г.Киева. Седьмой класс. Начинаем изучать химию. Преподаватель — Вениамин Иосифович Пере- льман, именуемый в просторечии Виньосичем и добродушно отзывающийся на это обращение. Рост — метра полтора, сильно хромает: последствие фронтового ранения. Человек редкой доброты, которую камуфлирует выражением свирепой люти, всеми, и им в первую очередь, игнорируемой и всерьез не принимаемой. Отступление: где-то в конце 60-х, уже в ранге профессора, я читаю лекцию учителям города. Через некоторое время после начала слышу, что мой голос сопровождают какие-то непонятные звуки. Оказывается, в третьем ряду всхлипывает Виньосич, расчувствовавшийся от того, что из семени, брошенного им в ниву образования, взошли не только сорняки. Прерываю лекцию, иду к своему первому учителю химии, и под аккомпанемент растроганного сморкания пожилых учительниц мы обнимаемся и целуемся. Однако не всегда наши отношения были такими идиллическими. Все четыре года, какие мы учили химию, у меня в классе была непременная общественная обязанность — сводить до минимума время, отводимое на опрос. Достигалось это примитивным, но весьма действенным способом. Еще на подходе к классу Виньосич упреждал: — Фиалков, нет вопросов! — А вот и есть вопросы, Виньосич! ~- А я тебе говорю — нет вопросов! — Как же нет, когда есть? — Фиалков, ты у меня как пуля вилетишь! Диалог занимал несколько минут — тех самых, благодаря которым один-два страдальца, ничего против Виньосича не имеющие, но химию ненавидящие, так сказать, изначально, избегали неминуемых двоек. Но все это было потом, а в 45-м году, приступив после четырехлетнего военного перерыва к учительству, Вениамин Иосифович сильно переживал из-за того, что самую вещест псиную из наук — химию — он должен иллюстрировать только доской и мелом (через много лет у Не- рнста я прочел определение «Kreidchemie» — «меловая химия»). В тот первый послевоенный учебный год все химическое достояние Виньосича составляла подобранная где-то в Германии банка с каким-то индикатором фирмы «Кальбаум». Для школьной химии такая роскошь была ни к чему. То есть, может быть, и пригодилась бы, но много ли радости от зубочистки из пера колибри, коли на обед и хлеба-то нет? Тем сильнее обрадовался учитель, когда я с помощью отца-химика раздобыл и принес в пробирке с керосином полграмма металлического калия. Виньосич сразу засуетился и объявил по этажам, что завтра всем классам, от седьмых до десятых, надлежит собраться в нашем 7-м «Б», чтобы созерцать впечатляющий опыт — взаимодействие щелочного металла с водой. Насчет впечатлений Виньосич не обманул. Хлеба в 45-м было мало. Тем больше мы любили зрелища. Поэтому назавтра в нашем классе собралась чуть ли не сотня послевоенных переростков. Сидели на полу. На партах. На плечах тех, кто сидел на партах. На плечах тех, кто сидел на плечах тех, кто сидел на партах. И так далее — лишь чуть не доставая до потолка. Виньосич, охваченный волнением артиста на премьере, взял принесенную из дома суповую тарелку с водой, захватил пинцетом калий и перестал дышать. — Не видно!!! — заорала пирамида, колыхавшаяся гроздьями рук и ног. Виньосич поискал, что бы такое подставить под тарелку, и приспособил для этого банку с кал ьбаумо веки м индикатором. Затем разжал пинцет, калий упал в воду и юрко забегал по ее поверхности, полыхая фиолетовым огоньком. Сборище извергло стоустый вопль, под напором которого выделяющийся водород, по-видимому, перестал диффундировать в воздух, если только тому, из чего состояла атмосфера 7-го «Б», можно было присвоить это почетное звание. Тем не менее водород изловчился, каким-то образом нашел необходимый кислород и взорвался, разнеся вдребезги банку с индикатором.
Башня, состоявшая из свидетелей торжества химических законов, с радостными кликами развалилась, ее составляющие перемешались с пылью реактива, и после небольшого радостного переполоха обнаружилось, что всё и все перемазаны в добротно-изумрудный цвет. Всемирно известная фирма оправдала свою репутацию. Отмыть индикатор водой оказалось невозможно. И спустя полчаса торговки соседнего со школой Бессарабского рынка, удивить которых было трудно, оторопело матерились и крестились, созерцая отару ярко- зеленых огольцов, низвергавшуюся вопящим потоком по Кругло-Университетской. Когда я, пугая прохожих футуристической раскраской физиономии, прибежал домой, мама заплакала и принялась драить меня дефицитным стиральным мылом. Но фирма «Кальбаум» брала деньги за свой товар не зря. Чем больше мыла на меня шло, тем интенсивнее я изумрудел: окраска индикатора в щелочной среде усиливалась. Только вечером отец навел порядок, протерев меня тряпочкой, смоченной в уксусе, и вернув тем самым в белую расу. Но из всех родителей позеленевших учащихся химиком был только мой отец. Поэтому, придя на следующий день в школу, я увидел, что ее осаждают взволнованные мамаши, каждая из которых держит за руку пронзительно- зеленого отпрыска. Родительницы не скрывали желания линчевать Перельмана здесь же, на школьном дворе, причем немедленно. Чада же, напротив, не скрывали глубокого удовлетворения от события, сулящего по меньшей мере несколько дней воли и развлечений. Кровожадность родительского корпуса усугублял сам мечущийся Виньосич, который, к сожалению, не знал, как укротить хитрый немецкий индикатор. Когда несколько лет спустя я прочитал, что нет ничего практичнее хорошей теории, мне прежде всего вспомнилась история с реактивом фирмы «Кальбаум». Воздвигнувшись над толпой, я поведал ей рецепт обесцвечивания и тут же убедился — в первый, но далеко не последний раз, — что пророков в своем отечестве не привечают. Мамаши дружно пообещали, что, конечно, попробуют сбрызнуть сыновей, как уже подзабытую в те времена селедку, уксусом, но если это не поможет и выяснится, что химик заразил их неведомой хворобой, то они вернутся, чтобы расправиться и с учителем, и с этим паршивцем, который тут их дурит... ...Еще раз восхищусь фирмой «Кальбаум»: три года спустя, когда перед праздниками мы мыли в классе полы, разлитая вода становилась ярко-зеленой, вызывая у моих одноклассников к химии если не любовь, то во всяком случае уважение. УС НАРКОМА С медной стружкою ОНО Выделяет газ NO. Цинк же с ней (ты слышишь?) Газ дает, в котором дохнут мыши. Ну, а натрий с ним (так, так!) Порождает аммиак. И не знать тебе покоя, Пока не скажешь, что это такое! Из рукописи «Задачника по неорганической химии в стихах», присланной самотеком в Министерство образования Украины. Последние две строки — рефрен .повторяющийся во всех задачах. (Курсив мой. — Ю.Ф.) Осень 51-го. Прохожу практику в Институте органической химии украинской Академии наук. Стиль работы в ИОХе тогда (не знаю, как сейчас) был своеобразным. Сходились где- то к полудню. Работать начинали далеко не сразу: слонялись по комнатам, курили, гутари- ли о химическом и нехимическом. Раскачивались только часам к двум. А в девять вечера в лабораториях вовсю кипела работа, сосредоточенная и всерьез увлеченная. Расходились ближе к полуночи, неохотно. Однажды вечером двое молодых втащили в лабораторию увесистую банку вроде тех, из которых позже, в относительно сытые застойные времена, в сельских магазинах продавали вразвес сгущенное молоко. На банке значилось: «Натрий «ч», 5 кг». Заглянувший из находившегося в соседнем коридоре Института физической химии Глеб Пантелеймонович Миклу- хин покачал головой и процитировал фразу из известного анекдота: «И это все мне одному?» Вокруг банки заклубилась дискуссия. Народ предлагал, сомневался, опровергал, сочувствовал, иронизировал. Проблема заключалась в том, что для текущей работы требовалось граммов сто металла. Что делать с остальной массой, хранившейся в банке, было непонятно:
натрий — не железо, его на воздухе не оставишь. Открывали банку консервным ножом, как кильки. Обыкновенным столовым ножом отколупали нужный кусок натрия. Отрезанный шмат поместили в пустую склянку и тут же принялись за то, о чем, конечно, следовало позаботиться заранее: искать керосин, чтобы залить натрий для предотвращения его контакта с воздухом. Заимствовать керосин из открытой жестянки не представлялось возможным, так как там его едва хватало на то, чтобы прикрыть оставшийся монолит. Нашли то, что искали, быстро. Но дальнейшее следует предварить кратким комментарием. В тот год академические лаборатории были забиты немецкой химической посудой фирмы «Кальбаум», которую вывезли из Германии, по- видимому, в счет репараций. Такой посуды я больше никогда не встречал и, боюсь, уже не встречу. Банки и бутылки все были с притертыми пробками, на которые сверху надевались притертые же стеклянные колпачки. Картину этого капиталистического разврата дополняли вытравленные на каждой посудине матовые этикетки с уже выведенным на них названием реактива — для того, значит, чтоб не шкрябать легко стирающимся карандашом или, что уж совсем скверно, приклеивать хлипким клеем бумажку, которая не только мгновенно смывается, но и отлетает даже от слабого сквозняка. Да будет мне, прожившему химическую жизнь в обстановке суровой реактивно-посудной нищеты, прощено восторженное низкопоклонство, которое, вероятно, проскальзывает в описании этой иноземной роскоши! А теперь вспомним поговорку: «Что русскому здорово, то немцу смерть» — и, вспомнив, вывернем ее наизнанку. Банка, на которой большими четкими буквами было вытравлено «KEROSIN», попалась на глаза быстро. Керосин был, судя по виду, самого поганого сорта — бурый и неочищенный. Но в данном случае было не до сенти- ментов. Этот керосин быстро плеснули в склянку с отрезанным ломтем натрия, и... Банка засветилась каким-то нереальным светом: такое сияние излучают летающие тарелки в третьесортных фантастических фильмах. Раздался чей-то вопль: « !!! Там же азотка! Концентри-и-и-и-рованная!!!» Из банки поднялся огненный шар, который повис в воздухе, шипя с какой-то блатной интонацией. Все присутствовавшие при этом одновременно очутились в коридоре — видимо, продиф- фундировав сквозь стену, так как за прошедшие микросекунды осуществить подобную акцию обычным путем было невозможно. Раздался глухой удар и не такой уж громкий взрыв. Сильно запахло уксусной кислотой и аммиаком — сочетание, если верить учебникам химии, невозможное. Но, с другой стороны, учебники утверждают, что натрий с керосином не взаимодействует, а тут... Подождав какое-то время, наиболее отчаянные из сотрудников отворили дверь и заглянули в лабораторию. Помещение было заполнено непробиваемо плотным дымом. Распахнули окно, и дым тяжелыми грязными кусками стал вываливаться на мокрую от ноябрьского дождя Владимирскую улицу (тогда еще. кажется, улицу Короленко). Реконструировать предысторию событий не представляло труда. Кто-то — кто именно, установить не удалось, да особенно и не доискивались, — приготовив азотную кислоту, по концентрации близкую к абсолютной (продажная — это около 60%, а 100%-ную приходится готовить специально), пристроил ее в кальбаумовскую посуду. То ли не нашлось банки с надписью «Salzpetersaure», то ли этот неизвестный был нетверд в немецком — установить не удалось. Скорее же всего, он, не утруждая себя филологическими изысканиями, залил кислоту в первую попавшуюся склянку. Судьба, щедрая на гримасы, не преминула подсунуть ему банку с надписью «К EROS IN». Шутка судьбы оказалась злой. Абсолютная азотная кислота очень неустойчива и разлагается, выделяя бурые оксиды азота. Растворяясь в кислоте, они придают ей неаппетитную окраску, из-за чего кислота начинает смахивать на скверный керосин. Но керосин химически инертен, почему и используется, в частности, для защиты натрия от химически агрессивного воздуха. Азотная же кислота, к тому же концентрированная, с натрием образует композицию, по сравнению с которой тол с взрывателем — всего лишь карнавальная шутиха. Самое удивительное, что материальный ущерб от случившегося оказался не таким уж
большим. Вмятина на потолке — там, где набиравший первую космическую скорость кусок горящего металла столкнулся с потолком и потерял эту скорость; дырка в лабораторном столе, куда упал летящий в обратном направлении натрий; лопнувшая от соприкосновения с пламенем бутыль с уксусной кислотой. Все это создало дымовой коктейль, клубы которого сейчас выходили через распахнутое окно. Когда выяснилось, что ничего катастрофического не произошло, наступила нервная разрядка — с шумом, смехом, подначивани- ем. Веселье подогрели реактивом из банки, на которой с целью конспирации и предохранения от слесарей значился только показатель преломления — «1,3611». Наскоро ликвидировав последствия случившегося, все высыпали на ночную улицу, беззлобно препираясь по поводу того, кто именно возглавлял рысистые испытания мчавшихся по коридору паникеров. На улице мы принялись прощаться, договорившись, что незачем отягощать институтское начальство сообщением о взбесившемся натрии. Можно было расходиться, но... Завлабораторией почему-то застыл с перекошенным от ужаса лицом и взором, устремленным ввысь. Проследив за направлением его взгляда, каждый из нас тоже замер. Дело внезапно приняло нехороший, а вернее, предельно скверный оборот. Был канун октябрьского праздника. По этому случаю на фасаде академического здания, как и на всех других казенных сооружениях, была вывешена галерея портретов членов Политбюро, возглавляемая генералиссимусом. Беда заключалась в том, что химический туман, вывалившийся из нашего окна, попал на находившийся аккурат под ним портрет наркома путей сообщения, или кем там тогда был этот ракалия, — страшного Лазаря Моисеевича Кагановича. Химическая атака выкрасила левый ус наркома в такой цвет, по сравнению с которым растительность Ипполита Матвеевича Воробьянинова после известной процедуры в дворницкой показалась бы образцом высокой моды и хорошего вкуса. Кроме того, дым привел левую часть сановного подбородка в состояние неаккуратной небритости. В те веселые времена в Ведомство попадали и за меньшее, чем диверсия по отношению к Поясному Портрету Члена Политбюро. Мы, понятно, вернулись. Сели и оч-ч-чень призадумались. До рассвета надо было ликвидировать следы нашей контрреволюции— и, главное, провернуть это незаметно. Вернуть малиновому усу «железного наркома» первобытную черную масть можно было сравнительно легко: все-таки здесь собрались органики, для которых сотворить необходимую краску не составляло труда, что они и доказали, смешав анилин с перманганатом. Но оставалось непонятно, как до этого проклятого уса добраться: портрет по размерам значительно превосходил окно, и втянуть Лазаря в лабораторию было невозможно. К счастью для нас, в два часа ночи на Владимирской не было никого. А посмотреть было на что. Двое дюжих дядек держали за ноги недоросля, который, вися вниз головой, мазал краской ус наркома. Страстотерпцем- акробатом, выполнявшим эту эквилибристику, был пишущий эти строки, поскольку из всех заговорщиков мужского пола оказался самым легким. Завершив перекраску, мы даже при неверном свете уличного фонаря увидели, что тот благородный колер, который мы придали левому усу Лазаря, диссонирует с правым усом, который тоже надо перекрашивать. В конце концов дело было сделано, в результате чего, даже не углубляясь в этнографию, можно было понять, что евреи пришли с Востока, — об этом явственно свидетельствовали усы железнодорожного наркома, особенно жгучие по сравнению с потускневшими от осенней мороси усами тихого вурдалака Молотова. Возиться с подбородком члена Политбюро мы не стали, так как уже занимался вялый октябрьский рассвет, да и неясно было, что тут можно сделать. Однако эта деталь не так уж выделялась, и решено было наркома не брить. Спасло нас триединство везения, знания и, конечно, молчания, которое я здесь, спустя без малого полвека, впервые нарушаю. А «он» («она», «оно»?) с натрием и впрямь выделяет аммиак! Но все же лучше узнать это из «Задачника в стихах». Окончание следует
Каждый год лаборатории всего мира анализируют миллионы образцов: пищевые продукты, воду, почву, сырье, геологические и биологические объекты и многое другое. Для определения в них элементов методами атом- но-абсорбпионной или атомно- эмиссионной спектрометрии, фотометрии или электрохимии, необходимо, как правило, сначала растворить пробу. В последние годы приборы стали настолько совершенны, что позволяли получить точные результаты за считанные секунды, тогда как подготовка проб к анализу до недавнего времени оставалась длинным и трудоемким процессом, занимающим основное время анализа. Это заставило ученых заняться поиском более быстрых и совершенных способов растворения (разложения, если проба содержит органические соединения) образцов. Большой шаг вперед был сделан в 1975 году. Оказалось, что в аналитических целях можно использовать энергию микроволнового (СВЧ) излучения, поскольку оно ускоряет растворение веществ различной природы в десятки раз. Широкое применение этого метода в лабораториях началось в 1985 году, когда американская фирма «СЕМ Corporation» выпустила первую специализированную систему для микроволнового разложения. Предложенный фирмой подход позволил соединить высокую нагревательную способность энергии микроволнового излучения с преимуществами закрытых систем. Использование герметичных сосудов позволяет устранить неконтролируемые потери элементов в виде летучих соединений, присутствующих в пробе или образующихся при растворении, а также существенно уменьшить расход реагентов. Часто именно это задает нижнюю границу определяемых концентраций и не позволяет использовать все возможности Микроволновая революция высокочувствительных приборов. И наконец, микроволновые системы с закрытыми сосудами, наряду с другими преимуществами, приближают условия работы к условиям «чистой комнаты». Сосуды, которые используют в системах фирмы «СЕМ», изготовлены из пластиков фирмы «Du Pont». Они не поглощают излучения и химически стойки (для разложения можно использовать сильные концентрированные кислоты и их смеси). Эти качества сосудов сочетаются с их прочностью и надежностью (максимальное разрешенное давление — 40 атм.). Система позволяет постоянно контролировать давление и температуру внутри сосудов в процессе подготовки проб и обеспечивает несколько степеней защиты. Это гарантирует полную безопасность персонала, использующего микроволновое излучение и работающего с высокоагрессивными средами при повышенных температурах и давлениях. Микроволновые системы для разложения используют сегодня в тысячах лабораторий мира. Произошла настоящая революция в подготовке к анализу геологических объектов, образцов растительного происхождения, биологических проб, нефтепродуктов. Отработаны методы микроволновой подготовки проб, в том числе в потоке с использованием роботизированных и полностью автоматизированных систем, незаменимых при анализе радиоактивных и других потенциально опасных объектов. Россия захвачена «микроволновой революцией» с конца 80- х годов, когда появились первые работы, выполненные в модифицированных бытовых печах. С 1990 года в Москве появились первые лабораторные микроволновые системы фирмы «СЕМ», а сейчас их уже используют десятки лабораторий. Научно-технический совет Гос- комсанэпиднадзора России рекомендовал использование продукции фирмы СЕМ своим службам. Между тем микроволновое излучение быстро проникает в другие области химии, технологии и промышленности. Появились специализированные системы для быстрого газофазного гидролиза протеинов при аминокислотном анализе, муфельные печи со скоростью разогрева 1200 С за 5 мин., системы для ускоренной сушки, органического синтеза, экстракции органическими растворителями, а также сверх-производительные, полностью автоматизированные системы для разложения в потоке, в корне меняющие процедуру химического анализа. В России интересы фирмы «СЕМ Corporation» представляет компания «CCS Services». Помимо поставки микроволнового оборудования, его установки и обслуживания эта компания предлагает помощь в его освоении, организует консультации, обучение персонала, разрабатывает методические руководства для подготовки разных объектов. Несомненно, многие аналитики будут рады отказаться от многочасовых рутинных операций на электроплитке в громоздком вытяжном шкафу и приобщиться к «микроволновой революции». Любую дополнительную информацию можно получить по адресу: CCS Services 121359 Москва, ул. Маршала Тимошенко, 19. Тел.: @95) 149-58-42, 926-59-43, факс 564-80-52.
Замороженные Героя известного французского фантастического фильма разморозили через сто лет, и он был приятно удивлен происшедшими переменами в жизни. Каковы же сейчас реальные возможности замораживания клеток, органов и целых людей, есть ли у нас шанс порадоваться картинам будущего? Увы, пока специалисты хорошо умеют замораживать только половые клетки и ранние зародыши животных и человека. Но и этого может оказаться достаточно для того, чтобы через много лет вырастить из них целый организм. Хранить клетки в жидком азоте при температуре -196°С можно практически неограниченное время. Например, клетки злокачест-венной опухоли, взятые еще в 1952 г. у одной женщины (вскоре после этого скончавшейся) и хранящиеся в таких условиях, до сих пор полностью сохранили жизнеспособность и после оттаивания продолжают расти и делиться, что позволяет использовать их для научных исследований. Во всем мире существуют специальные хранилища — криобанки, где сохраняют замороженную сперму сельскохозяйственных животных. Есть и криобанки для замороженных эмбрионов — первый такой банк для консервации эмбрионов чистых и мутантных линий лабораторных мышей был создан в 1976 г. в Англии. Из хранящихся там 8-кле- точных эмбрионов после размораживания больше чем в половине случаев вырастают полноценные мыши. Много специализированных криобанков существует и в России — в них хранятся свыше 2000 клеточных линий и гибридом, необходимых для биологии, медицины и сельского хозяйства. Это позволяет с минимальными затратами предотвратить потерю уникального генофонда — и природного, и созданного в лабораториях (мутантных, трансгенных, маркированных клеточных штаммов). Экспонаты таких коллекций служат для приготовления вакцин, диагностикумов и других медико-биологических препаратов, а также высокоспецифичных тест-систем для экологического мониторинга. Можно хранить в криобанке в замороженном виде и ранние зародыши и гаметы человека. Сенсацией конца XX века стало создание методов, позволяющих сохранять в таких условиях женские яйцеклетки, а при необходимости оттаивать их и оплодотворять. Сперма для оплодотворения тоже может храниться в замороженном виде. Таким способом в мире родилось уже 50 тысяч «детей из пробирки». Экспериментально установлено, что само по себе переохлаждение до субнулевых температур не вызывает повреждения клеток. Главное, что им грозит при замораживании, — это образование в них кристалликов льда, что вызывает механическую денатурацию макромолекул, обезвоживание и деформацию клеток. Вероятность и характер кристаллизации воды в клетке зависят в первую очередь от скорости охлаждения клеточной суспензии. Чаще всего клетки подвергаются повреждениям в критической температурной зоне, когда выделяется латентное тепло кристаллизации. Чтобы как можно быстрее эту зону миновать, нужно весьма точно контролировать замораживание и регулировать скорость охлаждения. Для этого созданы специальные программные замораживатели — они подают в холодильную камеру строго дозированные количества жидкого азота в соответствии с заложенной в установку программой. Режим замораживания зависит от природы биологического объекта и состава среды, в которой находятся клетки. У разных их типов разная устойчивость к замораживанию и, соответственно, своя оптимальная скорость охлаждения. До недавнего времени для замораживания спермы применяли криозамораживатель модели «Ice Cube 1810», разработанный австрийской фирмой «SY-Lab» для программного замораживания компонентов крови, сердечных клапанов, небольших органов и кожи. Прибор способен за несколько минут заморозить одновременно более тысячи ампул с биоматериалом или несколько пакетов с компонентами крови. А ведь бывает нужно охладить всего-то несколько заполненных спермой капилляров размером не больше стержня для шариковой ручки.
Сейчас фирма приступила к выпуску недорогих переносных фризеров «CryoCell», предназначенных специально для заморозки капилляров со спермой и яйцеклетками. Вес устройства вместе с заполненным жидким азотом дьюаром всего 9 килограммов. Скорость охлаждения в них отслеживает и регулирует микропроцессорная система управления с содержащейся в энергонезависимой памяти программой емкостью до 20 шагов. Программирование операции просто и доступно всем. Замороженные клетки можно пересылать и на большие расстояния, например в австрийский или швейцарский криобанк. Для этого их помещают в специальный транспортный дьюар, которому не страшна тряска. А когда клетки понадобятся — пусть даже это будет много лет спустя, — они проделают обратный путь (причем часть их на всякий случай, чтобы полностью исключить утрату генетического материала, будет оставлена в крио- банке). А дальше все очень просто: образец, например, вашей спермы за 5—7 минут разморозят — и... еще через год-другой ваш потомок «из пробирки» будет весело резвиться на обновленной, экологически чистой планете. Конечно, потомок — это не совсем вы, но все равно приятно! Доктор биологических наук В.Т.КАКПАКОВ, кандидат технических наук С.Б.МОИСЕЕВ < i 13 Управляемые компьютером морозильные камеры и охлаждаемые жидким азотом кельвинаторы для хранения компонентов крови, костного мозга, сердечных клапанов, роговиц, зародышей и других клеточных материалов. Полностью оборудованные банки крови. Большие емкости, газификаторы низкого давления, резервуары для хранения и транспортировки жидких газов (N2, 02, Аг, С02), рефрижераторы, дьюары и низкотемпературные (криогенные) установки фирмы ХАРСКО ТЕЙЛОР/УОРТОН (США-Германия). Быстродействующий бактериологический анализатор БакТрак 4100 для обнаружения микроорганизмов, контроля стерильности и т.д. Лаборатории для определения пористых материалов и порошков. 5V-LAB® Б> CryoCell 1200 СИ-ЛАБ Пуркерсдорф, Австрия SY-LAB VERTRIEBSGESELLSCHAFT М.В.Н., Hans-Buchmuller-Gasse 5, А-3002 Purkersdorf, Austria TeL D3) 22 31 22 52, fax D3) 22 31 21 93 Московское представительство: 117049 Москва, Крымский вал, д.4, под.2у кв.28. Тел.: @95) 238-77-51, 238-27-35, факс 238-29-35. / К I 1Э
РОНИиС - точка роста Ростов-на-Дону — город пронзительных блондинок и коротко стриженых крепких мужчин, осетрины под лимоном, легендарного рынка, храма Христа Спасителя в миниатюре и... РОНИиСа. Под этим загадочным сокращением скрывается уникальное предприятие — Ростовское объединение носителей информации (а что означают еще две лишние буквы — «иС» — станет ясно из дальнейшего). В отличие от осетров, которых испокон веку ловили на Дону, и ростовского базара, который едва ли моложе 250-летнего города, история РОНИиСа насчитывает всего пять лет. Правда, какие это были годы! 1990—1995 — время развала отечественной промышленности и экономического спада На этом фоне тем более удивительными кажутся устойчивые темпы роста промышленного производства РОНИиСа, которые вызывают уважение и даже зависть. «Носители информации», которые выпускает РОНИиС — это попросту аудиокассеты. Вот цифры за пять лет: 1990 г. — 26 тысяч кассет, 1991 г.— 780 тысяч, 1992 г.-2800 тысяч, 1993 г. — больше 7000 тысяч, 1994 г.— 25 000 тысяч, 1995 г. — около 50 000 тысяч! Полагаю, комментарии излишни. За исключением одного — как это удалось? Евгений Ильич Ладик, главный идеолог и организатор дела, считает, что успех обеспечило стечение обстоятельств. В 1985 году он принял хронически отстающий Ростовский кирпичный завод. За первый же год заводу удалось вырваться в передовики, получить переходящее знамя обкома партии и занять место на Доске почета. Но тут перестройка стала набирать обороты: отменили централизованное распределение фондов и ресурсов, быстро распалась снабженчес- ко-сбытовая система, а слова «самофинансирование», «самоокупаемость» и, наконец, «выживание» стали реальностью. В новых экономических условиях кирпичный завод в центре Ростова шансов на выживание не имел, надо было налаживать параллельное производство. И тогда директор завода предложил начать выпуск магнитофонных аудиокассеты — настоял и пробил это дело. Выбор был не случаен: Ладик, увлеченный меломан и профессиональный потребитель такого рода продукции, хорошо представ-
лял себе конъюнктуру рынка, особенности потребительского спроса, рейтинг западных и отечественных фирм-производителей кассет. А о том, с чего все это начиналось, напоминают буквы «иС» в названии — «и строительство». Конечно, первые кассеты, выпущенные в 1990 году разве что не на коленке, не отличались хорошим качеством и особенным дизайном. Но спрос на рынке был столь мощным, что позволил предприятию первые годы работать с 400- 500%-ной рентабельностью. Вырученные деньги были немедленно вложены в расширение производства, улучшение качества и разработку современного фирменного дизайна. Деньги начали «работать» — появились новые цеха, современное оборудование, а с конвейера стали сходить такие симпатичные и надежные кассеты, что западные производители теперь уже могли позавидовать их качеству и особенно внешнему виду. В 1994 году акционеры РОНИиСа получили по акциям 400% дивидендов, а в прошлом году выплата составила 1200%. Никаким пирамидам Мавроди и не снятся такие дивиденды, приносимые созидательным, хотя и самоотверженным трудом. А кроме того, дивиденды измеряются ведь не только деньгами. Наверное, это понимали и влиятельные государственные чиновники, поддержавшие дело Ладика на первых порах, — глава областной администрации В.Ф.Чуб, председатель Комитета РФ по химической и нефтехимической промышленности В.П.Иванов и член правительства России B.C. Евсюков. В результате выиграли очень многие: РОНИиС создал в Ростове около трех тысяч рабочих мест, не считая строителей (а стройка там идет непрерывно)., на которых исправно выплачивают вполне приличную по здешним меркам зарплату. Но и это не все. РОНИиС предоставил — фактически, а не фиктивно — работу инвалидам (890 человек), в том числе и глухонемым. Причем рабочие места их для большего комфорта сосредоточены в отдельных помещениях, а на работу их возят специальным транспортом. По мнению Ладика, успех его предприятия во многом связан с тем, что он занимается своим любимым делом, которое пришлось ко времени. Думаю, сюда надо добавить чрезвычайную работоспособность Е.ИЛадика, отдающего РО- НИиСу все свое время, разумную и точную инвестиционную политику и постоянное отслеживание конъюнктуры рынка и потребительских интересов. Что бы там ни говорили, личность играет свою заметную роль в истории. ПРОИЗВОДСТВО ПО-ЕВРОПЕЙСКИ В Ростов-на-Дону мы попали в незапланированные выходные по случаю Дня Конституции. Однако цеха работали, и руководство было на месте. Административный корпус бывшего кирпичного завода, похоже, находится в состоянии хронического ремонта. Никакой роскоши — ни радиотелефонов, ни серебряных подносов с кофе, ни фонтанов с цветами, ни накачанной охраны. Отсутствие этих атрибутов новорусских офисов здесь никого не смущает — не до того, работы много. К тому же лицо фирмы не здесь, а в цехах. И, скажу вам, лицо это не стыдно показать. Деньги, вложенные в расширение производства, превратились в аккуратные кирпичные корпуса, где светло, тепло и белым-бело: все стены, потолки и коммуникации выкрашены в белый цвет. Начинка корпусов — новейшее оборудование из Германии, Швейцарии, Италии и России. Все работает, кругом чистота — только белые машины и синий пол. Сделать кассету не просто. Одних деталей в ней 15 штук, не считая ленты: два сердечника, два ролика, две клипсы для закрепления ракорда на ролике, металлический экран из пермалоя, защищающий от помех, антистатическая фиксирующая прокладка из лавсана и пять маленьких винтиков для сборки корпуса. В цехах РОНИиСа делают только корпуса из полистирола и полиформальдегида и прокладку из лавсановой ленты. Все остальные комплектующие, включая магнитную ленту, покупают за рубежом — в Италии, Корее, Германии... Выбор диктуют качество и цена. Скажем, винтики из Италии в несколько раз дешевле наших, нижегородских, а на РОНИиСе борются за каждый цент. Полистирол до недавнего времени привозили из Омска и Шевченко — устраивали и качество, и цены. А теперь российское сырье стало дороже импортного, поэтому полимер для корпуса РОНИиС уже покупает за рубежом. В пластмассовом корпусе кассеты воплощается все ноу-хау РОНИиСа, связанное и с функциональными свойствами, и с дизайном. Сейчас на поток поставлены шесть видов кассет, в работе еще два. Различаются они внешним видом: есть совершенно прозрачные разных оттенков, есть прозрачные лишь наполовину, есть глухие с узкими прозрачными окошками. Мне были не
очень понятны такие изыски: ведь каждый новый вид кассеты — это новая пресс-форма. Но я оказалась неправа: существует негласное соревнование между фирмами за лучший и самый необычный дизайн корпуса. Последней модели РОНИиСа зарубежные партнеры даже аплодировали: она похожа на дорогие очки в тоненькой оправе. Как ни странно, потребители кассет падки на такие штучки, а это значит, что работа по дизайну выполнена не зря. Еще одна изюминка продукции РОНИиСа скрыта в пластмассовой коробочке для кассет: все грани футляра закруглены, как бы зализаны, поэтому он приятно лежит в руке, а кроме того, нет проблем с открыванием коробочки: специально под пальцы сделаны полукруглые углубления. И думать не надо — футляр раскрывается как будто сам собой, причем плавно, без щелчка и хруста. Все это могут оценить настоящие любители и профессионалы. И еще особенность, отличающая кассеты РОНИиСа от прочих: только здесь ухитрились разместить на очень небольшой и тщательно оберегаемой от любого вмешательства поверхности блока магнитной головки свое фирменное название. Это не просто ради выпендрежа: теперь крайне трудно подделать продукцию РОНИиСа или подсунуть в фирменный футляр «неродную» кассету. Технологическая цепочка не так уж сложна. В святая святых — инструментальном цехе — делают металлические формы для каждой модели корпуса, которые устанавливают в немецкие литьевые машины «Mannesmann Demag». Половинки корпусов выскакивают из машин, как горячие пончики, и попадают на карусель, где на них запрессовывают необходимые фирменные элементы — название, голограммку и прочее. Затем половинки отправляются на другой участок, где на их внутреннюю поверхность с помощью электрического разряда прикрепляют лавсановую прокладку. Потом к половинкам пристраивают сердечники, ролики, закрепляют на них с помощью клипсы ракорды (все это автоматизировано) и соединяют обе половинки пятью маленькими винтиками из желтого или черного металла, в зависимости от дизайна. Спрашивается, зачем эта лишняя операция — ведь можно пластмассовые половинки попросту сварить? Действительно, кассеты со сварными корпусами (те, что делают в Китае) на 10—12% дешевле. Но и на винтики есть свой резон. Во-первых, лента в корпусе может по разным причинам оборваться, и, чтобы ее склеить, надо залезть в корпус. Кассету со сварным корпусом в таком случае можно сразу выбросить — починить ее не удастся. А во-вторых, наши российские потребители удивительно любопытны — им дай только что-нибудь разобрать и собрать без особой надобности. Так что винтики — опять же дань потребительским интересам. Следующий этап — заправить в кассету магнитную ленту. На РОНИиС приходит корейская лента шириной 33 сантиметра. На специальных станках ее режут и перематывают на пластмассовые сердечники. Автомат-манипулятор подцепляет на блоке магнитной головки ракорд, вытягивает его, из пустой кассеты, разрезает, подклеивает кончик магнитной ленты, наматывает на ролик в кассете необходимый метраж, потом обрезает ленту и склеивает ее с другим ракордом. Происходит все это в считанные секунды, кассеты подаются непрырывно. а сама машина напоминает маленькое однорукое живое существо. Теперь дело за малым: еще один автомат вкладывает кассеты в футляры и заваривает их в яркую полипропиленовую упаковку. Это сохраняет товарный вид и свойства продукта: футляр с кассетой, заваренные в полимерную пленку, надежно защищены от царапин и пыли. Такую упаковку, конечно, не одобряют «звукари» — так называют на РОНИиСе людей и фирмы, которые пишут на кассеты музыку. Их понять можно — ведь приходится вручную вскрывать каждую упаковку. Но и они не ропщут: качество искупает все неудобства. Кстати, о качестве. Кассеты РОНИиСа контролируются в соответствии с международными правилами. Брак при комлектовке составляет пока две-три кассеты на тысячу — на порядок больше, чем у зарубежных компаний, и РОНИиС разрабатывает комплекс мероприятий для контроля качества. Но тем не менее товар на складе не залеживается. Даже в праздничный день у склада собралась небольшая очередь грузовых машин, желающих забрать продукцию. И это приятно. ЗАВТРА, ПОСТРОЕННОЕ СЕГОДНЯ Удастся ли РОНИиСу удержать свои позиции завтра? Не помешают ли конкуренты, не подведут ли поставщики-смежники, не произойдет ли насыщение рынка? Что касается отечественных производителей кассет в Казани, Красноярске,
Переславле-Залесском, то они, похоже, отстали навсегда. А западные производители вынуждены были признать в РОНИиСе полноправного преуспевающего соседа на рынке — ведь половина продукции Ростова расходится за рубежом. Товар конкурентоспособен, надежен, отпускная цена невысока — около 2000 рублей за кассету. Сегодня предприятие работает с 15—20%-ной рентабельностью и старается удерживать цену, чему, кстати, на российском рынке помогает фиксированный валютный коридор. Что же касается поставщиков, то это проблема серьезная. Непрерывное круглосуточное производство РОНИиСа не терпит перебоев с поставками. Ситуацию надо все время держать под контролем. Е.И.Ладик решает проблему своеобразно. Возникла проблема с печатью и поставками фирменных вкладышей в футляр — и РОНИиС покупает контрольный пакет акций ростовского издательства «Малыш» (чем обеспечивает работу его четыремстам сотрудникам); появилась потребность делать свою магнитную ленту — и РОНИиС становится совладельцем «Атомкотломаша», где планирует оборудовать цех под новое производство; появилось желание сделать цех тиражирования, чтобы самим заполнять кассеты записями, — и РОНИиС покупает завод при ростовском НИИ технологии машиностроения. Может быть, создание столь обширного натурального хозяйства, дающего возможность работать на полном самообеспечении, теоретически не совсем разумно, но это теория. В реальных же российских условиях нет другого способа обеспечить непрерывность производства. Несколько слов о перспективах сбыта. Десять лет назад годовая потребность в аудиокассетах в СССР составляла 400—500 млн.штук, в России — около 250 млн. Думаю, сегодня эта потребность вдвое больше. И даже если на долю импортных касет на российском рынке приходится около 60%, для РОНИиСа места еще много. Впрочем, можно и импортный товар потеснить. Конечно, рано или поздно рынок в России насытится, и дело не только в этом. Появляется новая техника, которая требует новых носителей информации. Но для РОНИиСа не страшно и это: в ближайшее время будет пущен цех по производству видеокассет — новейшее оборудование уже установлено. На подходе — цех по производству компакт-дисков. Впрочем, невозможно в одной статье рассказать обо всех проектах РОНИиСа. Можем только пообещать читателям, что подробно расскажем о производстве и видеокассет, и компакт-дисков, когда с конвейера сойдут первые образцы продукции. Получается, что РОНИиС живет не одним днем, а создает мошный задел на будущее. И все будет хорошо, если позволят внешние условия, диктуемые государством. Для нормальной работы РОНИиСу, как и всем нам, нужны стабильность и грамотная политика правительства, стимулирующая отечественных производителей. И здесь, по мнению Е.И. Ладика, в коренном пересмотре нуждается система налогообложения. Сегодня она одинкова и для производителя, и для торговца, и для банкира. Но нельзя ставить на одну доску промышленника, который вкладывает огромные ресурсы и усилия в производство, содержит большое хозяйство, дает рабочие места, несет ответственность за качество продукта, — и торговца, который хороший товар может продать без хлопот в считанные дни. Сегодня же и те и другие платят одинаково — с оборота. Е.И. Ла- дик считает, что промышленники должны платить налоги только с прибыли. Кроме того, система налогообложения должна стимулировать производство товаров народного потребления первой необходимости, поэтому здесь тоже надо по-разному подходить к производителям хлеба или кассет (худо-бедно несущих духовную пищу, каково бы ни было ее качество ) и, скажем, бриллиантовых колье. Для тех, кто делает предметы первой необходимости, условия должны быть более щадящими. Очень может быть, что скоро РОНИиС превратится в мощный российский концерн, который составит славу отечественной промытленности.- Лишь бы Евгений Ильич не разлюбил свое дело, ведь «не отрекаются, любя» (строчку из песни Пугачевой привожу не случайно: он — поклонник творчества Аллы Борисовны, а также оркестра Ричарда Клейдермана). А читателям рекомендую покупать только кассеты РОНИиСа. В Москве это можно сделать в магазине-салоне на Мясницкой — в доме, где находится Комитет РФ по химии. Специальный корреспондент «Химии и жизни» Л.СТРЕЛЬНИКОВА, Москва — Ростов-на-Дону
Конец эпохи Ачексанлр А И НО СКОМОРОХИ Больно он к вину приклад исты и, этот лапотный мужик, больно хитрый, больно благостный, больно вредный на язык. Белобрысо-рыже-сивою, непроглядной вширь и вглубь, языкатою Россиею скоморохи держат путь. Мужичок — и глянуть не на что! в бубен лупит и орет. До красна, до слез, до немощи надрывается народ. Хохот рушится обвалами, ходит книзу головой и приказными подвалами, и прогнившею избой. Скачет в пляске скоморошечьей в безобразных лоскутах разноцветной точкой крошечной на червленых куполах. Мужичонка ходит гоголем под веселый перепляс: «Под рогожей и под соболем воши общие у нас!..» Кончит петь. Согнется в поясе. И такое вдруг сболтнет, что подумать даже боязно... Вот бедовый чертоплет! Люди медленно расходятся, трут, смеясь, глаза и рты... Отсмеялся? Успокоился? А над чем смеялся ты? Понял? То-то! ...А на площади тоже сгрудился народ. Люду русскому попроще бы представление пойдет. Над толпой — помост неструганный, «Ну-ка спой нам, скоморох!..» Колыхается зазубренный бердышей чертополох. «Гей. дружиннички вы царские! Гей вы, каты-мастаки!..» «Рвите, клещи христианские, нечестивы языки!..» «Будут рожи корчить зря еще!..» «Будут помнить! Будут знать!..» На Руси, ну как на кладбище, — тишь да Божья благодать. Разговелись водкой рыльники: «Ежли пить, так до утра!..» В кабаке гудят дружинники, как шмелиная нора. Торжествуют нынче, празднуют, под безумный пьяный рев потрясают связкой красною скоморошьих языков. «Эх вы, дурни языкатые!..» «Умный знает, да молчит!..» «Языкатых сплавить к катам бы, а немой — и пьян и сыт!..» «Вот как болтунов-то этих мы подметем с Руси сполна, то-то будет благолепие! То-то будет тишина!..» Под покровом черной полночи точат косы мужики. А пока — ликуйте, сволочи! Рвите! Рвите языки! ±
БАТАЛЬНАЯ ЗАРИСОВКА ТЫСЯЧА И ОДНА НОЧЬ На серых штыках колыхается серое небо. Сырые шинели, плюмажи и ранцы горбом. Ахейцы шагают по топкой границе Эреба И желтую глину расхлябанным мнут сапогом. Косматые Парки стояли у самого шляха. Разбитая фура кренилась под мелким дождем. На паперти куталась в черный платок Андромаха И медленно пела на странном наречье своем. Троянская глина и пушки, увязшие в глине. В троянском тумане штыков дождевая игра. И в гром, в горизонт, в грохотанье угрюмых Эриний Идут кивера, кивера, кивера, кивера... 1988 — Так чем же завершилось дело? — О царь, финал уж недалек... Над медной лампой потемнелой Трепещет желтый лепесток. Все слушает. С последней лаской Ушла вечерняя заря. Свернулась ночь арабской сказкой, Как женщина у ног царя. Крылатый джинн застыл на крыше В лиловой лунной полосе. Бесшумен взмах летучей мыши Над силуэтом медресе. И сам Аллах, Творец великий, Строкою замер на стене Наедине с сереброликой, С Поэзией наедине. И так всегда. И без подсказок. И поступь верная легка. Жемчужной вереницей сказок Скользят ненужные века. А нам все так же мало надо... Огонь светильника дрожит... — Так что же дальше, Шахразада? И Шахразада говорит.
ДАРЫ ВОЛХВОВ Памяти О.Э.Мандельштама 1 Стихи на губах — святые дары В ладонях Волхва. И глазом горнт на фоне гари Его голова. Лишь глазом косит и дальше идет, И трость на руке. Ни слова — в обход. И прерван полет В чужом кулаке. В чужом кулаке — святые дары! — Крошатся слова. И черной луной на пике зари— Его голова. ЭПОХА ВОДОЛЕЯ Астрологи уверждают, что мы живем в переходную эпоху: между Рыбами — эпохой христианства— и Водолеем— эпохой всеобщего единения. Мы вступаем в Эпоху Братства, словно в море вступает слепой. Нам положено оступаться, падать в хлещущий, злой прибои. Падать, но подниматься снова. Спотыкаясь, дрожа, боясь, мы вступаем в иное Слово, в новый, непрозвучавший Глас. Льется кровь, стучат пулеметы, дым стоит над моей землей, но уже неизвестный Кто-то поманил нас: «Иди за мной». В яслях — пусто. Пастухи проспали. Свет Звезды растаял в небесах. Муж с женою ослика седлали, Уходили, отрясая прах. Но один какой-то, задыхаясь, Прибежал и пал в пустом хлеву, В чем-то исповедуясь и каясь И кому-то вознося xeajry. И когда уже смолкали трубы, И когда совсем не стало труб, Он стихи выплевывал, как зубы, Из разбитых дароносиц—губ. Мы идем. Тяжела дорога. Давят плечи грехи отцов. Но колени единого Бога мы обнимем в конце концов. Прозревая, дрожа, смелея, каждый, кто не совсем погиб, под созвездие Водолея перейдет из-под мудрых Рыб. Мы разучимся врать и драться, мы привыкнем прощать врагов, чтоб дойти до Эпохи Братства через краткие пять веков. 1994 Провода и крыши. Утро. Полутьма. Ничего не слышат Мертвые дома. Родовые корчи Сотрясают мать. В горло крик вколочен, Зубы не разнять. Задрожат на стеклах Прежние слова. И возникнет в окнах Силуэт Волхва. Месяц чист и тонок. Крыши. Провода. Закричит ребенок — И взойдет Звезда. 1989 -г*—«г-
ДОРОЖНОЕ Эпоха близится к концу. Стучат колеса. Пахнет глиной. Седая баба с хворостиной бежит наперерез мальцу. Мальчишка с визгом убегает налево, вбок, за переплет... Конец эпохи настает. Вагон колотит и качает. За грязно-пепельным окном— сады, мычание коровье и легкий признак нездоровья на всем. На всем. На всем. На всем, На перепачканных цистернах, на полустанках и мостах, как привкус пыли на устах, лежит печать прощальной скверны. Клубком свернувшись, спит во чреве эпохи новой эмбрион. Еще не представляет он себя ни в радости, ни в гневе— ни в чем. Ни в чем. Закончен круг, а новый круг еще не начат, и Зодиак не обозначит, как бесполезен наш испуг. Но сжатые поля огню мы предаем, как в век минувший. И пал, за поездом бегущий, сжирает желтую стерню. А рельсы тянутся вперед. А мы — ни хороши, ни плохи. Мы просто пасынки эпохи, конец которой настает.
J ^ '"'<■//
ЛИТЕРАТУРНЫЕ wiPAHhL-4 Заведующему секцией аквариумистики и террариумистики И-ского зоопарка Омару Б. от служителя той же секции Михаила С. Дружеская записка Дорогой Омар! Вчера, когда я подогревал воду для маленького крокодила, то нечаянно его сварил. То есть я оставил кипятильник включенным, а меня в это время позвали кормить большого питона. Ну, ты знаешь, питон линяет и от этого бросается на все, что шевелится, и поэтому мы меньше чем впятером к нему в клетку не входим. Так вот, пока мы там возились с этой гадюкой, вода в ванне закипела и крокодил сварился. Ведь бока у ванны гладкие, а крокодильчик маленький, и вылезти оттуда он не смог. В общем, крокодильчик разварился, и я его на всякий случай положил в холодильник, чтобы не портился. Будь добр, выручи меня, Омар, и никому про это не рассказывай. Твой друг и шурин Михаил С. От заведующего секцией аквариумистики и террариумистки Омара Б. рабочему той же секции Михаилу С. Милый родственник! Будь проклят тот день, когда я познакомился с твоей сестрой! Знал бы я, когда женился, с какой бандой связываю свою жизнь, — повесился бы в тот же час! Осел! Это каким же надо быть идиотом, чтобы сварить живого крокодила?! Такое в кошмарном сне не приснится! Слава Богу, что не все ваши родственники работают в зоопарке. Да, слава Богу. Иначе вы живо превратили бы его в римский амфитеатр. Моритури те салютант, Цезар! Скотина! Никому не рассказывай про крокодила и учти: помогаю тебе в последний раз. Господи! Вы меня до могилы доведете! От заведующего секцией аквариумистики и террариумистики Омара Б. директору И-ского зоопарка Докладная записка Дорогой шеф! Не хотелось портить Вам настроение, но вынужден Вас огорчить. Кубинский крокодильчик, которого мы получили два месяца назад, вчера внезапно пал в нашей секции. Внешний осмотр трупа ясно указывает на болезнь тропического происхождения. В связи с этим, шеф, смею напомнить, что я не раз запрашивал дополнительные средства и штат для профилактики болезней в секции. Крокодила придется списать, а в секции я. с Вашего позволения, приму дополнительные меры карантина. Заведующему секцией Омару Б. от служителя той же секции Михаила С. Дружеская записка Спасибо тебе большое, Омар, но ты напрасно намекаешь, будто этого крокодила я сварил нарочно, чтобы от лишней заботы избавиться. Правду сказать, крокодил хотя и маленький был, но страшно кусачий. Но я на него зла не держал. А работа у нас в секции такая нервная, что иной раз про разную ерунду, вроде кипятильника, забываешь. Ты попробуй, например, королевскую кобру насильно накормить или того же бенгальского удава в шерстяное одеяло закутать, как того инструкция требует. Попробуй! Эта гадина, удав, даже казенное одеяло глотает, а ты потом отвечай! В общем, не работа, а одно недоразумение. А тут еще зарплата такая, что к честному труду совсем не стимулирует. Хорошо еще, что ты у меня начальник, а то ушел бы я с этой работы, давно бы ушел. Спасибо тебе большое еще раз. Тебе ведь с этим крокодилом что-нибудь придумать — раз плюнуть. Потому что ты у нас шибко ученый и за это тебя вся наша родня сильно уважает. Твой друг и шурин Михаил
От директора зоопарка главному бухгалтеру зоопарка Служебная записка Петрович! Тут у нас в террариуме подох крокодильчик с Кубы. Подготовьте все бумаги и спишите его к чертовой матери! Надеюсь, у Вас все в порядке. Мы всегда гордились нашей бухгалтерией! Директору зоопарка от главного бухгалтера Служебная записка Дорогой шеф! Списать этого крокодила, конечно, можно, хотя и непросто. За него кошмарные деньги в валюте уплачены. Надо бы позвать специалистов со стороны и заактировать смерть. Сумма уж больно велика. Крокодиловая кожа, говорят, сейчас дорогая. А за нами уж дело не станет. От директора Н-ского зоопарка директору НИИ ихтиологии Официальное письмо Привет, коллега! Что-то давненько я Вас не видал на озерах. Утиная охота нынче в самом разгаре. Утки летят валом, и все жирные, как на подбор. Наш общий знакомый X. рассказывает, что в эти выходные у него один селезень потянул на три кило шестьсот. Хотя он и врать горазд, но я ему верю. Он говорит, что настрелял бы вдвое больше, если бы до этого хлебнул вдвое меньше. Ха-ха! Так что не теряю надежды встретиться с Вами в выходные. Вечером — выпивка и преферанс. Намечается неплохая компашка. Так что до встречи. Кстати, тут у нас крокодильчик недавно помер. Не могли бы Вы — в духе, так сказать, сотрудничества и коллегиальности — прислать какого-нибудь спеца по рыбьим болезням? Ведь что рыбы, что крокодилы — все одно, холоднокровные. До скорой встречи на озерах! Ваш друг директор зоопарка Директору зоопарка от директора НИИ ихтиологии Официальное письмо Добрый день, коллега! Неужели селезень потянул на три шестьсот? Что-то не верится, надо бы проверить. Думаю, в субботу свидимся. Да, я тут послал нашего специалиста осмотреть вашу дохлую черепаху. До скорой встречи. Салют! Директору Н-ского зоопарка Докладная записка и акт ветосмотра Нами, ветеринарным врачом зоопарка Борисом А. и ведущим специалистом НИИ ихтиологии Иваном К., в присутствии заведующего секцией аквариумистики и террариумистики зоопарка Омара Б., было произведено вскрытие и ветосмотр внутренних тканей павшего крокодила, относящегося к виду Аллигатор Каймани. Все патологоанатомические признаки (распад тканей, размягченный костяк) неопровержимо свидетельствуют о тропической болезни, вызываемой вирусом гиппотрагус. Павший крокодил, очевидно, заразился вирусом еще у себя на родине, в Центральной Америке. Два месяца, прошедшие с момента заражения до гибели, следует признать инкубационным периодом, что тоже очень характерно для течения заболевания. К сожалению, сделать срез тканей для последующего исследования под микроскопом не представляется возможным ввиду их крайней рыхлости и размягченности. Кроме того, в процессе исследования обращено внимание на бледный цвет мышечной массы, что свидетельствует о некоторой анемии. В связи с этим заведующему секцией ак-
вариумистики и террариумистики рекомендовано увеличить норму витаминов в рационе животных и ввести в секции двухнедельный карантин. Труп крокодила ввиду крайней степени разложения уничтожен в нашем присутствии. Необходимо заметить, что вирус гиппотрагус в нашей стране обнаружен впервые, и честь этого незаурядного открытия в равной мере принадлежит специалистам Н-ского зоопарка и НИИ ихтиологии. Подписи Приказ по зоопарку В связи с падением дисциплины среди сотрудников зоопарка, проявившимся в целом ряде случаев в фактах заноса инфекции извне, и для предупреждения подобных случаев ПРИКАЗЫВАЮ: 1. Объявить строгий выговор сторожу зоопарка Василию М. Замечено, что в последнее время Василий М. часто появляется на работе в нетрезвом виде. 2. Предупредить сторожа Василия М., что в случае повторения подобного к нему будут приняты еще более строгие меры, вплоть до увольнения с работы. Подпись: директор зоопарка Директору Н-ского зоопарка от главного бухгалтера Петровича Служебная записка Слава Богу, мы его списали, шеф! Волокиты, правда, было много, но мы живо управились. Все-таки умеем еше работать! А на будущее лучше уж нам с этой заграничной живностью совсем не связываться, шеф. В научный ветеринарный журнал Сопроводительное письмо Просим опубликовать нашу статью «Первый случай обнаружения вируса гиппотрагус в нашей стране» A7 страниц, три фотографии, две диаграммы, одна таблица, библиография — 35 названий.) Подписи: директор зоопарка, директор НИИ ихтиологии, ветврач зоопарка Борис А., ведущий специалист НИИ ихтиологии Иван К., завсекцией аквариумистики и террариумистики Омар Б., главбух Петрович Заведующему секцией аквариумистики и террариумистики Омару Б. от служителя той же секции Михаила С. Дружеская записка Дорогой Омар! Мы туг вчера обмывали со сторожем Васькой его последний выговор и говорили, какой ты у нас умница. Но в это самое время, оказывается, свет в нашей секции отключили и поэтому, понятно, компрессоры в аквариумах тоже не работали. А когда мы с Васькой кончили обмывать и пришли в секцию, то в большом аквариуме с африканской фауной несколько рыбок уже плавали брюхом кверху. Но мы сразу же включили аварийное электроснабжение, так что подохло всего-навсего только пятнадцать штук. Я всегда думал, что эти африканские рыбки очень нежные и к нашим условиям непривычные. Васька мне лично помогал завести мотор и вылавливал дохлых рыбок. Это у него уже двенадцатый выговор в текущем году. Так что, будь добр, дорогой Омар, придумай что-нибудь, чтобы стоимость этих рыбок на меня не повесили. Они, наверно, тоже дорогие, и мне совсем не светит платить за них. А для тебя придумать что-нибудь — раз плюнуть. С уважением, твой шурин и друг Михаил.
Уважаемые господа! Приглашаем вас принять участие в Международном конгрессе и Технической выставке «ВОДА: ЭКОЛОГИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ» A7—21 сентября 1996 года) Организаторы выставки: Комитет РФ по водному хозяйству, Министерство строительства РФ, Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ, ММП «Мое водоканал», ГП «Водоканал С-Петербурга», АО «СИБИКО Интернэшнл». Тематика конгресса: — ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ — ВОДОСНАБЖЕНИЕ — ВОДООТВЕДЕНИЕ И ОЧИСТКА СТОКОВ — ВОДОПОДГОТОВКА — МОНИТОРИНГ ВОД — РЫНОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ В ВОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ — ИНВЕСТИЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ В ВОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ — МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО — ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО И ПРАВО — КОНВЕРСИЯ И ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО Параллельно с Конгрессом, по традиции, будет проходить Специализированная техническая выставка «ECWATECH,96», на которой отечественные и зарубежные производители в области водного хозяйства смогут продемонстрировать свою продукцию, товары, услуги и технологические новинки. Главные направления выставки: технологическое оборудование; экологически чистые и водосберегаюшие технологии; водоизмерительные и регулирующие приборы и аппаратура; информационно-управленческие системы. кЛРЕС СЕКРЕТАРИ^. Тел./факс: @95) 207-63-60,207-64-75,975-48-08. E-mail: @ SIBICO.MSK.RU.
АОЗТ «ТЕТРАХИМ» предлагает вам смазочные материалы всемирно известного французского концерна «ЭЛФ» («ELF»). Фирма «ТЕТРАХИМ» — генеральный агент «ЭЛФ» по распространению промышленных смазочных материалов Продукцию фирмы «ЭЛФ» на территории России отличает высочайшее качество, надежность и долговечность. Именно поэтому ее используют предприятия всего мира. Даже большинство команд-участниц гонок Формула 1 отдают предпочтение смазочным материалам «ЭЛФ». Масла от «ЭЛФ» применяют для уменьшения трения и износа важных узлов деталей машин и механизмов, для защиты их от коррозии или очистки трущихся поверхностей от загрязнений, то есть везде, где применяются обычные смазочные материалы. Промышленные смазочные материалы фирмы «ЭЛФ» могут удовлетворить самым разнообразным требованиям: масла для смазки компрессоров и турбин, шарниров и редукторов, масла для смазки движущихся частей станков, работающих с большой нагрузкой, трансформаторные масла и многие другие. Все они работают в агрессивных средах, в широком диапазоне температур и имеют большой срок службы. Полную информацию можно получить в АОЗТ «ТЕТРАХИМ»: 125047, Москва, Миусская пл.> д.9. Тел.: @95) 978-83-00, 973-10-05, 972-48-07. Факс: @95) 973-10-05, 978-95-15. М^ ВЕКТОН поставка продукции химической промышленности заказные химические реактивы химические технологии Телефон: (812) 234-07-27, 534-12-20. Тел./факс: (812) 234-19-50, 535-09-95. За дополнительной информацией просим обращаться по адресу: 197376 Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова 12. Адрес для писем: 195220 Санкт-Петербург, а/я 284.
Всероссийское акционерное общество «Нижегородская ярмарка» к 100-летию Всероссийской промышленно-художественной выставки проводит 111 Международную выставку ПРИГЛАШАЕМ ПРОДЕМОНСТРИРОВАТЬ оборудование и новые технологии для различных химических производств: ХИМИЧЕСКИЕ ТОВАРЫ НАРОДНОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ: нефтепереработка; органический синтез; ■ производство хлора и хлорсодержащих продуктов; неорганические продукты; химические реактивы, высокочистые вещества и катализаторы; ■ синтетические смолы, пластические массы и стеклопластики; ■ химические волокна и красители; лакокрасочные материалы. химическая продукция разнообразного профиля; продукты бытовой химии; изделия из пластмасс и полимерных пленок; - химические средства защиты растений; химические волокна; фильтры для очистки воды; парфюмерно-косметическая продукция. Ждем ваши заявки по адресу: 603086 Нижний Новгород, ул .Совнаркомовская 13, Главный ярмарочный дом, ВАО «Нижегородская ярмарка». Контактный телефон: (8312) 44-04-11, 44-18-83. Факс: (8312) 44-34-04, 44-01-46. Директор выставки Уваров Павел Васильевич. Московское представительство: тел. @95)915-05-35, факс 915-75-62, Фирма Адрес и банковские реквизиты просит зарегистрировать участником выставки «Химиндустрия» и предоставить в аренду м2 выставочной площади Оплату гарантируем Директор Гл. бухгалтер 28 октября— 1 ноября 1996 года. Главный ярмарочный дом
КАЛЕНДАРЬ ВЫСТАВОК ХИМИЧЕСКОГО НАПРАВЛЕНИЯ НА 1996 год 13—16 февраля 1996 года, Новосибирск. СИБХИМ-96, СИБПЛАСТМАСС-96 - шестая международная выставка химических продуктов, оборудования, сырья, новых технологий для химической промышленности, производства пластмасс, полимерных и синтетических материалов, резины. • станки и оборудование для химической промышленности • сырье для производства пластмасс • пластмассы • фармацевтика •лесохимия • продукты неорганической химии • волокна • удобрения и химикаты • научные и технические разработки • справочная литература, каталоги СИБСТЕКЛО-96 — третья международная выставка стекольной, керамической и фарфоровой промышленности • листовое и автомобильное стекло • теплоизоляционные материалы • строительные стекло мате риалы, стекловата • огнеупорные материалы • изделия из стекла, керамики, фарфора • хрусталь • строительно-санитарное оборудование из стекла и фаянса, изделия из свинцового стекла для оправ драгоценных камней, люстр, бус • оптическое стекло • оборудование для производства стекла и стекло мате риалов СИБКОЛОР-96 — вторая международная выставка лаков и красок. • новые технологии • оборудование для производства лаков и красок •лаки и краски • товары бытовой химии Россия, 630099 Новосибирск, ул. М.Горького 16. Тел.: C832) 10-28-93, 23-78-54, 23-77-33, 10-09-05, факс 23-63-35. 19—22 марта Азиа-Хим-96, Азия-Пластмасс-96, Азия-Колор-96, Азия-Стекло-96. Выставочная фирма: Сибирская Ярмарка, Азиатская Ярмарка. 480091 Казахстан, Алма-Аты, ул. Гоголя 86, офис 133. Тел.: C272) 32-29-49, 32-46-51. 9—12 апреля Кузбасс-Химия-96, Кузбасс-Лак-96, Кузбасс-Пластмасс-96, Кузбасс-Стекло-96. Выставочная фирма: Сибирская Ярмарка, Кузнецкая Ярмарка. 650620 Кемерово, ул.Весенняя 5, комн. 319, 321. Тел.: C842) 36-49-36, факс 36-86-16. 3—6 сентября Байкал-Нефтехимия-96. Выставочная фирма: Сибирская Ярмарка, Байкало-Амурская Ярмарка. 664015 Иркутск, бул.Гагарина 40, комн.302. Тел.: C952) 34-33-09. 10—13 сентября Омск-Хим-96, Омск-Пластмассы-96, Омск-Резина и Каучук-96, Омск-Стекло-96, Омск-Колор-96. Выставочная фирма: Сибирская Ярмарка, Транссибирская Ярмарка. 644099 Омск, ул.Партизанская 2, ком. 19,20 Тел.: C812) 22-61-87, 24-22-88, 24-24-04, 24-23-05, факс 24-32-61. 17—20 сентября Приморье-Химия-96, Бытовая химия Приморья-96, Приморье-Резина и Пластмассы-96, Приморье-Стекло, Фаянс, Керамика-96, Приморье-Лаки и Краски-96. Выставочная фирма: Сибирская Ярмарка, Тихоокеанская Ярмарка. 690091 Владивосток, ул. Пологая 66, офис 310. Тел./факс: D232) 25-51-96, 26-77-54. 22—25 октября Томск-Химия-96, Томск- Пластмасс-96, Томск-Лаки и Краски-96. Выставочная фирма: Сибирская Ярмарка, Северная Ярмарка. 634004 Томск, ул.Кирова 4. Тел.: C822) 22-33-33, факс 22-61-49. 12—15 ноября Красноярск-Химия-96, Красноярск-Пластмасс-96. Выставочная фирма: Сибирская Ярмарка, Северо-Азиатская Ярмарка. 660112 Красноярск, пр. Металлургов 20, ком. 208. Тел./факс C912) 24-21-50. 16—19 декабря Краски и Лаки-96, Чистка-96. Выставочная фирма: Сибирская Ярмарка, РусьЭкспо. 121002 Москва, Плотников пер. 19. Тел./факс @95) 244-09-34.
\- ■llSh.'^i Изобретения Дедала Этот мифический искусник на все руки первый понял, что реклама — верный путь к сердцу инвестора. И всегда ладил с го- мерами. За что они превозносили его поделки и затеи. Кабы не их талант, никто из нас не слыхал бы ни про лабиринт для Минотавра, ни про клубок ниток для Ариадны, не говоря уже о крыльях из перьев и воска. Дедал дожил до наших дней и делится сейчас идеями исключительно с инноватором Дэвидом Джоунсом. Тот его идеи и в «Nature» излагает, и в солидной «Guardian», а с позапрошлого года выводит и на наши просторы через подписчиков журнала «Monthly Nature». А еще в 1985 г. издательство «Мир» выпустило книгу Д.Джоунса «Изобретения Дедала». Надеясь привлечь к Дедалу внимание широких масс инвесторов и меценатов, мы публикуем описание нескольких его изобретений в области медицины, пока еще неизвестных нашим читателям. В предисловии к книге указано, что «примерно 17% изобретений в том или ином виде были восприняты всерьез, запатентованы, реализованы...». Так что «сказка — ложь...» А упоминаемая ниже фирма «КОШМАР» — это «Компания по Осуществлению Широкомасштабных Актуальных Разработок», которая и занимается внедрением изобретений Дедала. КАК СТАТЬ ЛЮБИМЫМ Одно из самых грустных обстоятельств в жизни человека — спрос на любовь гораздо выше предложения. От этого происходят объявления страждущих в газетах, романы про любовь, философия, художественное творчество, обожаемые домашние животные и преступность. Говорят, что художник запоздало добивается любви и одобрения, недобранных в детстве. А дети из распавшихся семей, кого преждевременно лишили любви, становятся со временем головорезами и вандалами. Задумавшись над этим, Дедал припомнил удивительный психиатрический синдром беспредметной тревожности. Страдающий им встревожен не чем-то определенным — он просто встревожен. Многие преисполнены уважения к себе, даже если уважать их особо и не за что. И все завидуют необъяснимой славе тех известных личностей, которые ничем конкретно не прославились: они просто знамениты. Вот и остается, говорит Дедал, научиться прививать детям беспредметную возлюбленность — ощущение того, что ты любим или был возлюблен, не кем- то конкретно, а вообще. Проблема эта, кажущаяся духовной, на самом деле может оказаться биохимической. Простейшие анестезирующие средства влияют на работу мозга. Анксиоли- тики и транквилизаторы способны побеждать темные силы неведомого и вызволять из пут навязчивых идей. Поэтому биохимики фирмы «КОШМАР» занялись поиском молекулярной основы возлюбленности. Они дотошно изучают
мозг юных хулиганов, погибших от ножа или пули дружков, и сравнивают с мозгом тех счастливых и стабильных граждан, кто тоже, пусть и менее заслуженно, не избежал несчастных случаев со смертельным исходом. Биохимики надеются набрести при этом комплексном сравнении на вещество, которое приносит человеку онтологическую безмятежность, ощущение того, что ему довелось быть возлюбленным. Созданный в результате исследований препарат «возлюби н» будут вводить в Т-лимфоци- ты самого ребенка, а потом возвращать эти клетки в организм — так можно будет переправить препарат через гематоэнцефалический барьер. Приобретенное в итоге перманентное чувство беспредметной возлюбленности и самоценности станет пожизненной прививкой от преступлений. Делать прививку надлежит заблаговременно: идеально — при разъезде родителей, но уж никак не позже первой судимости. Конечно, возлюбин окажется дорог, но затраты на его производство окупятся массовым закрытием департаментов полиции и социальных служб. Целый класс их клиентуры превратится в стабильных, до пота лица самодовольных, артистически бездарных граждан. ВНУТРЕННЯЯ ПАНАЦЕЯ «Не забывайте принимать таблетки», — твердят врачи; однако многим из нас даже это не по силам из-за забывчивости. Преодолеть эту трудность позволяет вживленный имплантант, непрестанно выделяющий лекарство в кровоток. Дедал вплотную занялся развитием этой идеи. Ему припомнилось, что человечество где-то на треть состоит из хозяев кишечных червей. Многие о том и не догадываются. Некоторые ленточные черви никак не проявляют своего присутствия в кишечнике, разве что снижают эффективность пищеварения. Яйца ленточных червей временами даже продавались в качестве пилюль, вызывающих похудание. Даже самые простые из червей выделяют весьма сложные молекулы вроде ингибиторов ферментов, которые мешают хозяину переварить паразитов. Из-за них хозяин хуже переваривает и все остальное — вот вам и секрет похудания. Многие фармацевтические препараты, само собою разумеется, — те же ингибиторы ферментов. Поэтому, надеется Де-
дал. можно так преобразить червя, что тот окажется способным выделять фармацевтические препараты по нашему заданию. Внедрите его в кишечник, и он тут же развернет производство нужного лекарства, автоматически и бесперебойно действующее до скончания века. Червей многих пород удается культивировать «ин витро», очишенными от сопутствующих микроорганизмов. На колонию червей сотрудники фирмы «КОШМАР» воздействуют сейчас всем арсеналом средств генной инженерии, чтобы склонить эти создания вырабатывать самим или занимать у других гены синтеза различных лекарств. Конечным результатом будет создание фармацевтически совершенных кишечных червей. Фармацевты ахнут от восторга. Теперь одной пилюли (подслащенного яйца червя) хватит и при самых стойких симптомах. Черветерапия идеальна для таких недугов, как шизофрения и туберкулез, требующих весьма длительного медикаментозного лечения. А разносимая червями контрацепция предохранит и самых беспечных дам от сплошных беременностей, мешающих скрашивать скуку жизни. Можно даже довести эту методику до почти полного автоматизма. Прекраснее всего острицы процветают и плодятся в условиях городской антисанитарии, запущенности и скученности. Запустите в такие трущобы контрацептивных остриц, и они тут же повсеместно расплодятся, снижая уровень рождаемости по всему микрорайону. Когда плотность населения достаточно спадет, наступит социальная регенерация, санитарные условия улучшатся, поголовье остриц сократится. Это простое и изящное творение социальной инженерии вызовет, само собою разумеется, ливень поносных слов и наказов муниципальным властям. Может быть, Дедала даже вынудят улучшить породу уже внедрившегося червя-диверсанта: изъять ингибиторы пищеварения из его яиц. Яйца будут перевариваться хозяином червя, что будет препятствовать расширению ареала. ДАВЛЕНИЕ НА ТРАНСПОРТЕ Многим гоночным автомобилям придается «отрицательная подъемная сила»: обтекающий воздушный поток прижимает их к трассе, увеличивая сцепление шин с дорожным покрытием. Дедал доводит эту идею до завершенности. Его новый «всосмобиль» оборудован массивным вытяжным вентилятором, всасывающим воздух из-под транспортного средства. Дополнительная сила, прижимающая всосмобиль к дороге, может превышать его собственный вес. Поэтому он в состоянии сцепиться с вертикальной стенкой и даже двигаться вверх дном по потолкам. В проекте вывернут наизнанку принцип действия традиционных судов на воздушной подушке. Вентилятор всосмобиля потребляет незначительную мощность: достаточную силу гарантирует разряжение всего в 0,02 атмосферы, а «юбка», обрамляющая всосмобиль и скользящая по дороге, ограничивает паразитный приток воздуха. Обычно вентилятор нагружен весьма умеренно, лишь бы поддержать притяжение, при котором шины всосмобиля надежно сцепляются с дорогой. При разгоне, торможении и на поворотах он всасывает воздух сильнее, чтобы избежать проскальзывания. А в аварийных ситуациях он способен так присосать автомобиль, что тот как бы вмуровывается в дорогу. Чтобы поддержать сцепление на мокрых и обледенелых дорогах, присасываться следует весьма решительно. Но перед обширными лужами и в глубоком снегу вентилятор может вместо всасывания воздуха начать его нагнетать вниз. Всосмобиль приподнимается и пусть медленно, но безопасно продолжает путь уже как судно на воздушной подушке. Во всем блеске всосмобиль проявляет себя на вертикальных и обращенных вниз поверхностях. Чтобы удержать его, вентилятор трудится на всю катушку. Зато тогда всосмобиль в своей стихии и в неприступнейших горах, и на самых крутых спусках и подъемах. Автодороги на эстакадах сразу удвоят пропускную способность за счет движения по нижней, оборотной стороне; потоки всосмобилей хлынут по целине стен и перекрытий дорожных туннелей. Пожарные всосмобили и «скорые всоспомоши» смогут взбираться вверх по стенам небоскребов. Проблемы возникнут на слабых и разбитых дорогах. Нехорошо засасывать крышки канализационных люков и булыжники мостовых. Опасны также последствия внезапных «глотков воздуха» из канав и глубоких выбоин. На такой случай Дедал предусмотрел резервную вакуумную камеру с непрерывной откачкой воздуха. КАК УМЕРИТЬ ПЬЮЩУЮ НАТУРУ Алкоголь — из тех приятелей, что предают. Многие к нему набиваются в товарищи, ценя
его талант поднимать настроение, но запойный пьяница рискует серьезно расшатать организм. Как ни странно, даже самый непреклонный трезвенник подвержен действию алкоголя — ведь тот производится в кишках млекопитающих кишечными бактериями, ежедневно выделяющими в наш кишечник до 30 г алкоголя. Мы этого не замечаем, потому как наша печень поглощает едва сочащийся поток эндогенного спиртного. Страстных алкоголиков, преданных идее, до печенок возмутит, сколь неразумно расточается ресурс: им вовсе ни к чему постоянно пребывать в незаметном подпитии. Кабы удалось прикрыть внутренние «винзаводы» и всю эту дозу влить в себя за несколько глотков, а не цедить целые сутки, весь залп спиртного тут же употребится на дело упоительной интоксикации. Ухватившиеся за идею биохимики «КОШ- МАРа» методично подбирают антибиотик избирательного действия: пора очистить наши организмы от бактерий-самогонщиков, затаившихся в кишках. Пробные соединения уже вовсю опробуются на подопытных животных: игривые котята становятся степеннее, а у морских свинок возрастает коэффициент интеллекта. Возможно, что все эти создания постоянно подпаиваются самодельным алкоголем. После доводки до кондиции «внутрезвину» обеспечен самый радушный прием в каждом доме. Любители спиртного смогут безмятежно едва ли не удвоить потребление. Пивовары и виноторговцы смогут едва ли не удвоить сбыт. Но всего приятнее, что внутрезвин придаст невиданную остроту размышлениям на трезвую голову. С прекращением внутренней ферментации развеются алкогольные пары, туманящие рассудок от рождения до самой смерти. Это придаст всем нам невозмутимую ясность мысли, глубину проникновения в суть вещей и взвешенность суждений. Внутрезвин обогатит нашу умственную жизнь двояким манером: уменьшится опасность напиться пьяным и откроется возможность в первый раз протрезветь. По материалам журнала «Nature» и газеты «Gardian» подготовил В. И. ЧУРБАНОВ Юмор между прошлым и будущим. ПРЕДЛОЖЕНИЕ - Давайте не будем врагами! Не будем делить ничего! Давайте мы сдружимся с вами! - Давайте! А против кого? ПОКОЯ НЕТ Нам ждать покоя Следует едва лн: Еще не всю страну Разворовали. НА ДУШУ НАСЕЛЕНИЯ Спасаем вновь страну свою могучую С мечтой о чуде и о воскресении, А чье-то счастье и благополучие Опять легли на душу населения. КАША Вновь заварили кашу, и опять Живем, от несваренья погибая. И снова эту кашу расхлебать Не в состоянье наши расхлебай. СЕЛЬСКАЯ НОВЬ Ничего понять не может Председатель сельсовета - И в окне его рассветном Зажигается свеча: То ль «Калашников» грохочет За околицею где-то, То ли в степь идут коровы. Позвонками грохоча? В.Н.ОРЛОВ Автор живет в Симферополе. Два раза публиковался в нашем журнале.
Пишут, что... Jf Землетрясение на Южных Курилах было предсказано. Академик В.И.Кейлис-Борок, кандидат физико-математических наук В.Г.Кособоков. «Наука в России», № 5 (сентябрь-октябрь). Нефтегорская трагедия на Сахалине как-то затмила собой землетрясение на Южных Курилах, случившееся 4 октября 1994 года. А между тем это было сильнейшее в мире землетрясение после Индонезийского 1977 года, его магнитуда составила 8,3, а интенсивность — 10—12 баллов. И, в отличие от многих других, оно было предсказано еще за два года до того сотрудниками Международного института теории прогноза землетрясений и математической геофизики Российской Академии наук. Сделать это позволил разработанный авторами статьи новый подход к прогнозу землетрясений, основанный «на идеях современной нелинейной динамики с ее концепциями хаоса и самоорганизации». Суть этих идей состоит в том, что землетрясение подготавливается не столько в самом его очаге, сколько на огромной окружающей территории и представляет собой результат коллективного поведения целых блоков литосферы. А значит, для предсказания землетрясений нужно следить за сейсмическими событиями-предвестниками в масштабах целых обширных регионов. По образному выражению одного из авторов, «если вы хотите изучить агрессивность стада слонов, то лучше всего делать это, наблюдая за их коллективным поведением, а не синтезировать из психики каждой особи». Как сказано в статье, за 10 лет существования метода с его помощью удалось предсказать, кроме Южнокурильского, Спитакское землетрясение в Армении A988), землетрясения в Лома-Приета A989) и в районе Коста- Рики и Панамы A991), сейсмический удар в Ландерсе A992), а также мощнейший толчок на острове Гуам A993), хотя землетрясений подобной силы там никогда не бывало и, как считали многие специалисты, они в принципе невозможны. Конечно, говорить о том, что проблема предсказания землетрясений наконец-то решена, еще рано: метод все же основан на гипотезе, — однако приведенные в статье доказательства выглядят убедительно. Совсем другого рода — гипотеза, изложенная в статье кандидата биологических наук И.Э.Лалаянца и С.С.Озерова «СПИД и иммунологический парадокс» в предыдущем, 4-м номере журнала: здесь предлагается не столько новый рабочий инструмент, сколько необычный взгляд на известные факты. Речь идет о СПИДе. При этом заболевании вирус отключает механизмы иммунитета, в результате чего организм теряет способность сопротивляться инфекциям. Авторы обращают внимание читателей на то, что само по себе отключение иммунного ответа организма — явление в живой природе далеко не уникальное. Нечто подобное происходит, например, в организме любой беременной женщины: ведь развивающийся плод генетически наполовину ему чужероден и в этом смысле мало чем отличается от инфекционного начала, однако материнские иммунные системы его не атакуют! Если разобраться в том, почему и как это получается, — возможно, и в механизмах заболевания СПИДом многое станет яснее. Глубоководные осьминоги: тесные контакты странного рода. Доктор биологических наук К.Н.Несис. «Природа», №11. А вот в этой статье описано явление, наоборот, совершенно уникальное. Настолько, что на первый взгляд оно кажется просто невероятным. Однако д-ру К.Несису можно верить, да и первоисточник, которым он пользовался, солиден — статья в журнале «Nature». Авторы ее, гидронавт-наблюдатель и ученый, опустившиеся на подводном аппарате «Ал- вин» на глубину около 2500 м западнее Галапагосских островов, на протяжении целых 16 минут наблюдали на морском дне спаривание двух осьминогов. Само по себе это бы еще ничего — подумаешь, дело житейское...
I '441' Но «всмотревшись, они поняли, что оба осьминога были самцами и притом двух совершенно разных видов. По размеру они различались примерно как такса и сенбернар, и активным был как раз малыш». Такого еще никто не видывал! Исследователи сняли пикантную сцену видеокамерой, и тут же приведен кадр из получившегося подводно-по- рнографического фильма. Кадр, надо сказать, отменного качества — не хуже, чем в журнале «Андрей». Так где же родина Ганибала? Магистр филологических наук Д.Гнамманку (Париж). «Вестник Российской Академии наук», № 12. Статья напечатана под несколько преждевременной, на наш взгляд, рубрикой «200 лет со дня рождения А.С. Пушкина»: как известно, родился он всего 197 лет назад. Посвящена же она проблеме происхождения знаменитого предка поэта — «арапа Петра Великого» Абрама Петровича Ганибала. Кстати сказать, писать его фамилию следует через одно «н»: второе вписал в нее муж дочери Абрама Петровича и автор его первой биографии немец Роткирх — только для того, чтобы возвести род своей супруги к великому карфагенскому полководцу. В той же биографии Роткирх написал, что его тесть происходил «из Абиссинии». Этому указанию придал особое значение занимавшийся той же проблемой известный русский антрополог академик Д.Н.Анучин: считая негров «полудикарями и полуварварами», он не допускал и мысли, что в жилах поэта могла течь их кровь, и доказывал, что предки Пушкина происходили из эфиопов — народа совсем другого корня. Автор же статьи в «Вестнике» доказывает, что под «Абиссинией» в XVIII веке (когда писал Ганибалову биографию Роткирх) в Европе понимали почти всю Африку, от Красного моря на востоке до царства Конго на западе и от Египта на севере до Лунных гор на юге. В собственноручных бумагах Ганибала, касающихся его африканского детства, упоминается лишь один конкретный населенный пункт — принадлежавший его отцу-князю город Ла- гон. Его искали в современной Эфиопии, но там удалось обнаружить только какую-то деревушку с похожим названием. Автор же статьи, обстоятельно изучивший историческую географию Черной Африки XVII—XVIII вв., доказывает, что укрепленный город Логон, или Лагон, находился южнее озера Чад и был действительно столицей княжества (а с 1790 г. — султаната). Теперь это — север Камеруна; оттуда, стало быть, и происходит род великого российского поэта. Юбилей «ЗНАНИЕ - СИЛА». «Знание — сила», № 12. Всего год с небольшим, в конце 94-го, отмечала свое 30-летие «Химия и жизнь». У «Знания — силы» юбилей посолиднее — 70 лет, а если каждый год последнего «переходного» десятилетия, проходившего для научно-популярных журналов в обстановке, приближенной к боевой, считать, как полагается, за три, то и все 90 набегут... Впрочем, почему считать боевым только последнее десятилетие? Сражаться приходилось всегда и за все. И с общими для всех «неблагонадежных» журналов противниками — Отделом пропаганды ЦК и Главлитом, и с персональными супостатами каждой редакции — ведомствами, под крышей которых издавались журналы. Издателем «Знания — силы» долгое время был Госкомитет по профтехобразованию, рамки которого журнал в 60-е годы, конечно, далеко перерос. И в 1968-м над ним разразилась гроза. Удивление берет, когда читаешь приведенный в журнале тогдашний донос на него в ЦК: точь-в-точь такие же доносы писали полтора десятилетия спустя и на «Химию и жизнь» — тот же суконный язык, те же демагогические, нелепые в своей непрофессиональности обвинения... И приятно видеть, что в числе «оправдательных документов», представленных в ЦК редакцией «Знания — силы» — их перечень приведен в журнале, — был и отзыв «Химии и жизни», которая тогда еще не успела заработать себе репутацию сеятеля крамолы. От всей души поздравляем с юбилеем коллег из «Знания — силы», с которыми нас вот уже 30 лет связывает крепкая боевая дружба! Л.ДМИТРИЕВ
Часть больше целого Что будет, если червяка разрезать на две части? Правильно, два червяка. А если разрезать на части белковую молекулу, например инсулин? Нет, двух инсулинов, конечно, не получится. Но один из фрагментов сохранит такую же активность, какая была у целой молекулы. На основе такого фрагмента в Институте биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова создали синтетический препарат для лечения сахарного диабета — заменитель полноразмерного инсулина. Его назвали «Ибохин». Природный инсулин человека состоит из двух полипептидных цепей, общая длина которых — 51 аминокислота. Активному участку такой молекулы точно соответствует рукотворный «короткий инсулин» — синтетический пептид из 13 аминокислотных остатков. Его синтез очень эффективен (выход близок к 100%), и продукт получается чистым. Это очень важно, потому что применяемый сейчас препарат инсулина из поджелудочной железы свиней всегда содержит примеси. К тому же организм может «не признать» свиной белок и отторгнуть его, а «Ибохин» не вызывает побочных иммунологических реакций. Активность «короткого инсулина» не ниже, чем у используемых сейчас препаратов, а затраты на его промышленное производство должны быть намного меньше. Вот случай, когда часть оказывается больше целого... В. КУЗЬМ ЕН КО
Машинка «Зенгера» Опечатки в заголовке заметки нет: «Зингер» сам по себе, «Зенгер» сам по себе. Последняя фирма — одно из многочисленных нынешних ТОО. и писать о нем не стоило бы, если бы не одна оригинальная разработка этого товарищества. О ней представитель «Зенгера» доложил на конференции, состоявшейся в сентябре прошлого года в Петербургском НИИ электрофизической аппаратуры. Как написано в тезисах конференции, машинка «Зенгера» предназначена для сжигания биологических отходов с помощью мощного ускорителя электронов и устроена весьма просто: ускоритель, реакционная камера, механизм для перемещения сжигаемого объекта, термо- и радиационная изоляция, устройство для вентиляции камеры сгорания и очистки выходящих из нее газов, высоковольтный и каскадный генераторы. Все комплектующие детали серийного производства, так что выдумывать и делать заново ничего не нужно. Если разместить машинку «Зенгера» на двух автомобилях: камеру сжигания и сам ускоритель — на «конвертированном» военном тягаче для запрещенных ныне ракет средней и малой дальности, а электростанцию на грузовике, то получится этакий походно-полевой крематорий, сокращенно — ППК. Это не черный юмор, а действительное предназначение машинки «Зенгера». Как говорили в кулуарах конференции, производительность ППКотВПКв несколько раз выше, чем обычного, на газу от Газпрома. Есть ли заказчики у ТОО «Зенгер» и кто эти заказчики, — пока коммерческая тайна. Если они есть, то не надо быть семи пядей во лбу, чтобы догадаться, кто это. И. П.
Учредители журнала: lr\ оеп^ 5^t ilOmb- ^^Ч^^^-Г* ■ ^~ А.Я.ГОЛЬДФАЙНУ, Невиномысск: Сейчас редко кто клеит обои самодельным клейстером, однако даже при использовании патентованных заграничных клеев лучше все-таки придерживаться золотого правила старых мастеров: пока клей полностью не высох, в помешении недопустимы сквозняки и перепады температуры. Л.А.КОТОВУ, Пермь: Один из наших редакторов потратил лучшие годы своей жизни на сравнительные испытания обувных подковок из разных металлов и керамики и установил, что подковки из W, Mo, Tat Nb, Ti истирались слишком быстро, из керамики 22ХС и А995 — крошились, а лучше всего проявили себя подковки из твердого вольфрамо-кобальтового сплава, износ которых составлял меньше I мм в год. А.КИРСАНОВУ, Санкт-Петербург: Как явствует из названия, « Тройной ооеколон» состоит из трех групп компонентов: натуральных эфирных масел (лавандового, апельсинового, гераниевого, корианрового), синтетических душистых веществ (изоэвге- пола, дифенолоксида, цитраля, терпинеола и др.) и растворителя (из-за которого данный одеколон и ценится любителями); в этот список надо бы включить еще и воду, но тогда пришлось бы назвать одеколон «четверным». З.З.БАРАНОВУ, Москва: Закрепить краску на линяющем «пуховике» можно попробовать таким способом: на полчаса замочить его в ванне с теплой водой, потом добавить туда бихромата калия и уксусной кислоты (так. чтобы их концентрация в ванне была примерно 1—3%), подержать в этом растворе 20 минут, тщательно прополоскать и, расстелив на полу, высушить, не забывая время от времени поколачивать пуховик палочкой, чтобы пух в нем не свалялся; ванну потом можно помыть «Персолью». М.И.КРИВОЩЕКОВОЙ, Москва: Против очередной озоновой дыры, которая благодаря средствам массовой информации возникла на сей раз над Москвой, есть только одно средство — разместить огромное количество скопившихся в городе «ксероксов» па верхних этажах зданий, и тогда образующийся при их работе озон, в 1,62 раза более плотный, чем воздух, накроет столицу плотным одеялом. Компания "РОСПРОМ", Московский Департамент образования. Институт новых технологий образования, Компания "Химия и жизнь" Зарегистрирован в Комитете РФ по печати 17 мая 1996г. per. №014823. Издатель: Компания' Химия и жизнь" Номер подготовили: И.о. главного редактора Л.Н.Стрельникова Зам.главного редактора А.Д.Иорданский Главный художник А.В.Астрин Зав. редакцией Е.А.Горина Редакторы и обозреватели: В.М.Адамова Б.А.Альтшулер Л.А.Ашкинази Л.И.Верховский В.Е.Жвирблис Ю.И.Зварич Е.В.Клещенко М.Б.Литвинов А.Е.Насонова Н.Д.Соколов С.А. Петухов В.К.Черникова Художникн:А.Атавина. В.Долгов, П.Перевезенцев, Е.Силина, Е.Станикова, С.Тюнин. Верстка: Е.Алексеев Производство: Т.М.Макарова Реклама и информация: В.В.Благутина Распространение: В.И.Егудин Цветоделение: ТОО"КомпьютерПресс" Отпечатано в типографии ТОО "Офсет принт Москва" Тираж 8000 Подписано в печать 21.07.97 Адрес редакции (для корреспонденции: 109004 Москва, Нижняя Радищевская 10. Институт новых технологий образования. Письма, направленные по адресу журнала "Химия и жизнь", также будут переданы по назначению. Телефоны для справок: 230-79-45, 238-23-56.
Здесь мы живем 1 Около 7000 галактик изображены в сферической системе координат. Полярная ось направлена к зрителю, в начале координат расположена Земля. Для удобства рассматривания показаны лишь галактики, находящиеся вблизи от экваториальной плоскости ■+ такие, £ to Ч .. что их полярный угол отлича- еддо?) % v ется от 90 град, не более чем на 0,2 радиана A1,4 град.). Млечный Путь не позволяет проводить наблюдения в двух вертикальных конических областях («зонах избегания») в центре карты. Данные из The CfA REDSHIFT CATALOGUE, _^ -— Version Feb. 1992 HUCHRA J.P.,GELLER M.J., CLEMENS СМ., TOKARZ S.P., MICHEL A.Harvard Smithsonian Center for Astrophysics А.А.Веденов 2 Рельефная карта Москвы Смотреть в двухцветные очки из №10
РОНИиС RONEeS ПРЕДСТАВЛЯЕМ АУДИОКАССЕТЫ NR-60 Прочный корпус из прозрачной пластмассы изготовлен с высокой точностью; Высококачественные детали кассеты, прокладки и лентолрижим обеспечивают равномерное движение ленты при записи и воспроизведении; Ракорд обладает чистящим эффектом для магнитим \ головок магнитофона; Импортная Магнитная лента типа IEC — 1 (Fe20,) обеспечивает надежную качественную запись звуки в широком диапазоне частот с низким уровнем шуми. СЛУШАЙТЕ ХОРОШУЮ МУЗЫКУ НА ХОРОШИХ КАССЕТАХ! ПРОДУКЦИЯ RONEES * - ЭТО ВАШЕ ХОРОШЕВ НАСТРОЕНИЕ! Аудиокассеты мирового класса RONEeS : г NR г7м< :тов-на-Дону (8632) 32-69-90; сква (торговое представнтельс i фирменный магазин