Text
                    химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук ССОР 1968
j*.v - —-«Л,
>-


Рисунки лауреата международ- этом номере журнала статью к и: пути электрона и позитро- ной Ленинской премии «За ук- «Соперница спички» и заметки па в пузырьковой камере (к репление мира между народа- «Что вы знаете и чего не зпае- статье «Антимиры — наши со- ми» Жана Эффеля из серии те о зажигалках». седи?») «Сотворение мира». Читайте в На 1-й странице облож- ДА БУДЕТ СВЕТ..,.
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО- ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР II ЖИЗНЬ о 8 СТ 19E8 ИЗДАНИЯ 4-Й едакционная коллегия: . В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, . М. Жаворонков, . А. Каргин, . В. Кафтанов, Н. К. Кочетков, . И Мазур, . Д. Мельник, . И. Рабинович (ответственный секретарь), П. А. Ребиндер, . И. Рохлин (зам. главного редактора), С. С. Скороходов, . И. Степанов, . С. Хохлов, . Б. Черненко (зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль е дакци я: . Г. Володин, . Е. Жвирблис, . Д. Иорданский, . И. Коломийцева, . М. Либкин, . В. Станцо, . А. Сулаева, . К. Черникова Художественный редактор . С. Верховский Технический редактор Э. С. Язловская ы: . И. Глазунова, . И. Сорокина При перепечатке ссылка на журнал Химия и жизнь» обязательна. редакции: Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны: 135-52-29, 135-32-41, 135-63-91. Подписано к печати 2/VI1-1968 г. Т-09274. By мага 84 х 1081 к, Печ. л. G,0. Усл. печ. л. Ю.е8 ; вкл. Уч.-изд. л. 11,2. Тираж 135 000. Заказ 2476. Цена 30 коп. Московская типография JV? 2 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР, Москва, проспект Мира, 105. 12 18 19 23 24 30 38 39 40 41 42 48 52 54 60 64 66 68 70 71 79 84 86 87 90 92 93 94 Проблемы и методы современной науки Восьмой период• будет? - каким он Наука о живом Хлорелла — космическая доросль Элемент №... Гафний во- Что вы знаете и чего не знаете о гафнии и его соединениях И химия — и жизнь! О веществах — мутагенах и те- ратогенах Осторожно — пузырьки! . Обыкновенное вещество Керосин Страницы разных мнений Антимиры — наши соседи?. Интересная гипотеза - Некоторые'доводы против- Живые лаборатории Василек Наблюдения Загадка скрапи Наш календарь «Московская речь о Бутлерове» Страницы истории Патент Леблана Наши консультации Фантастика Эликсир Коффина Соперница спички Что вы знаете и чего не знаете о зажигалках Новости отовсюду Живые лаборатории Тетродотоксин Мягкие цистерны Литературные страницы Двойная спираль Клуб Юный Химик Что это такое? Сделай, посмотри и подумай! А можно сделать и так... Полезные советы и пояснения к ним Как смазывать автомобиль Советы знатока Информация Учитесь переводить Немецкий — для химиков. Французский — для химиков — Gaudeamus, еще один текст А почему бы и нет! Эволюция, информация... В. И. Гольданский Б. Коновалов Ю. М. Полежаев A. Я. Бройтман Б. Н. Доценко B. В. Станицын X. Альфвен А. С. Давыдов C. Б. Пикельнер М. Т. Мазуренко В. В. Марковников М. Филимонова А. Нурс М. Гуревич, А. Крейнин Ф. Фурман В. В. Туровский Дж. Д. Уогсон В. В. Гончаров Ю. В. Таранович Т. Н. Комровская А. Гердов
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ ВОСЬМОЙ ПЕРИОД- КАКИМ ОН БУДЕТ? 5 марта общее собрание Отделения общей и технической химии Академии наук СССР заслушало доклад «О строении восьмого периода системы Д. И. Менделеева». В нем содержались очень интересные, далеко идущие предсказания о свойствах пока еще не существующих химических элементов и о том, как должен быть построен пока еще не известный восьмой период Менделеевской таблицы. После доклада его автор, член-корреспондент АН СССР В. И. ГОЛЬДАНСКИЙ, дал интервью нашему корреспонденту В. В. Станцо. Этим интервью журнал начинает публикацию материалов к предстоящему в 1969 году 100-летию Периодического закона. Вопрос: Сегодня в менделеевской таблице 104 элемента. Все они размещены в семи периодах: трех малых, трех больших и одном— седьмом — еще недостроенном. Если этот период окажется, как предполагают теоретики, таким же, как шестой, то он закончится элементом № 118, аналогом благородных газов — «эка-радоном», как назвал бы его Менделеев. Известно, что каждый следующий шаг за уран требует все большего труда, все более сложной техники — ускорителей, источников ионов и многого другого. Скорость, с которой «растет» менделеевская таблица, становится меньше — в 1950— 1955 годах были синтезированы пять новых элементов, а за следующие двенадцать лет — только три. Поэтому первый вопрос: не оказывается ли ученый, решившийся сегодня предсказывать строение восьмого периода — периода элементов № 119 и дальше, в положении Ходжи Насреддина, взявшегося за двадцать лет обучить грамоте шахского ишака? Обучить по принципу: двадцать лет — срок большой, за это время я помру, либо шах, либо ишак. Иными словами, своевременен ли интерес к столь отдаленной трансурановой области и, если да, то почему? В. И. Гольданский: Еще несколько лет назад казалось, что вопрос о химических свойствах элементов конца седьмого и, тем более, восьмого периода — чисто схоластический. Точнее, у физиков были надежды получить изотопы еще нескольких новых элементов — примерно до № 110, но считалось, что химикам с ними будет делать нечего — слишком малыми окажутся времена жизни их ядер. Мы знаем, что и в области уже полученных трансурановых элементов время жизни (периоды полураспада) наиболее стабильных изотопов с увеличением заряда ядра уменьшается. Период полураспада самого долгоживущего изотопа плутония— примерно 75 миллионов лет, а единственного пока изотопа курчатовия — всего три десятых секунды! Экстраполируя эту закономерность в еще более отдаленную трансурановую область, полагали, что период полураспада самого долгоживущего изотопа элемента № 110 не превысит тысячных долей секунды. Следовательно, ни о каком изучении химических свойств подобных элементов не может быть, казалось, и речи — время жизни слишком мало, чтобы можно было исследовать их химическими методами. Однако химические методы становятся все более быстрыми или, как говорят, экспрессными. Смогли же радиохимики Дубны всего за десятые доли секунды и притом имея всего около десяти атомов нового элемента химически идентифицировать курчатовий, установить аналогию химических свойств этого элемента и гафния! Думаю, что в будущем появятся методы еще более «экспрессные». Они будут точно 2
и строго нацелены на характерные свойства будущих элементов. Это как при охоте на какого-нибудь диковинного зверя: капканы расставляются не по всему лесу, а прежде всего там, где появляются подобные звери. А вот определить с наибольшей достоверностью, кому он будет подобен, должны теоретики. Как — вопрос особый. Кроме того, анализ данных, накопленных еще к 1964 году, привел к реальным надеждам на то, что для элементов с порядковым номером примерно до 110 удастся, видимо, получить относительно долго- живущие нейтроноизбыточные изотопы. Периоды полураспада некоторых из них будут измеряться сутками, а не долями секунды. Но и элемент 110 (эка-платина) еще далек от восьмого периода — он завершает лишь первый из двух рядов седьмого периода. Поэтому остается вопрос, своевременен ли интерес к элементам восьмого периода, когда даже в пределах седьмого периода расширение границ периодической системы так сильно замедлилось? Обратите внимание — в последние годы то из Дубны, то из Беркли, то из других мест приходят сообщения, смысл которых сводится к следующему: новые элементы получать все труднее, но тем не менее, можно ждать «скачка» в далекую трансурановую область. Очередным открытым элементом скорее всего будет сто пятый, а следующим за ним — хронологически — с равным успехом могут оказаться и сто шестой, и 114-й, и 126-й элементы. Под этими сообщениями есть реальный — теоретический и экспериментальный фундамент. Может быть, уже в самом недалеком будущем химикам придется столкнуться с элементом или даже с элементами восьмого периода. К этим элементам у химиков должен быть теоретический «ключ». А ключ только один — периодическая система Д. И. Менделеева, ее строжайшая логика и основанное на этой логике ее дальнейшее развитие. Вопрос: Под «ключом» следует, очевидно, понимать обоснованное предположение о строении восьмого периода? Каковы взгляды ученых на этот счет? Какова ваша собственная точка зрения? В. И. Гольданский: Я совсем не убежден, что удастся получить все элементы восьмого периода. Но некоторые сверхтяжелые элементы, думаю, удастся не только синтезировать, но и накопить. Надежду на это дают «магические числа», точнее — изотопы с «магическим» числом протонов или нейтронов в ядре. Напомню — уже давно замечено, что ядра, в которых 2, 8, 20, 50 или 82 протона или нейтрона, обладают повышенной стабильностью. Эти числа и получили в физике название «магических». Магическим числам найдено объяснение. Вы знаете, что электроны в атоме распределены по нескольким оболочкам: именно строением электронных оболочек объясняются периодические изменения в химических свойствах элементов. Теория оболочечного строения ядра не так широко известна среди химиков, несмотря на то, что в 1960 году ее создатели М. Гепперт-Майер и Ф. Йенсен были удостоены Нобелевской премии. Не будем вдаваться в подробности этой теории, отметим только, что «магические числа» протонов и нейтронов отвечают случаям предельного заполнения протонных и нейтронных оболочек в ядре. Продолжая аналогию с электронными оболочками, можно было бы сказать, что для них, а следовательно и для химических свойств элементов, «магические числа» такие: 2, 10, 18, 36, 54, 86 — то есть атомные номера инертных газов, ведь именно у них внешние электронные оболочки заполнены до отказа. Почти все «магические числа» для электронов иные, чем для протонов и нейтронов. Это естественно: между внутриядерными частицами действуют иные силы, чем между ядрами и электронами... Следующими «магическими числами» протонов и нейтронов должны быть 126 и 184. Так, во всяком случае, показывают расчеты теоретиков. Следовательно, изотоп элемента № 126 с массовым числом 310 — в его ядрах по 126 протонов и 184 нейтрона — будет дважды «магическим»! Такой изотоп можно надеяться получить, например, по такой реакции: По предсказаниям ряда теоретиков, среди которых назову советского ученого В. М. Струтинского, этот изотоп должен, видимо, оказаться достаточно долгоживу- щим, чтобы можно было успеть выяснить химические свойства элемента № 126. Возможно, что менее «живучие», но все-таки доступные для химических исследований изотопы окажутся и у некоторых других элементов восьмого периода. Ско- 1* S
Точки на этой диаграмме — лых и легких, природных, ис- уже полученные изотопы (менъ- теоретически возможные изо- кусственных и еще не откры- ше 30% от возможного числа) и топы всех элементов — тяже- тых. Красной линией выделены предел устойчивости против 140Н 120Н 100 180 200 рее всего, это будут изотопы с «магическим» числом нейтронов—184. Взгляните на диаграмму. На ней по вертикали отложены значения Z — заряда ядра (порядкового номера элемента), а по горизонтали N—числа нейтронов в ядре. Точки, которыми усеяна вся средняя часть диаграммы, это изотопы, устойчивые к испусканию нейтрона (нижняя граница) или протона (верхняя граница). Цветом выделена область уже известных изотопов. Как видите, она не очень велика. Пока исследователи получили меньше 30% общего числа возможных изотопов. На этой же диаграмме проведена граница стабильности относительно спонтанного (самопроизвольного) деления ядер. Если бы не существовало оболочечных эффектов, о которых мы говорили, то в области самых тяжелых ядер эта граница представляла бы линию, близкую к горизонтали и отсекающую все изотопы с зарядом ядра больше 110—112. Оболочечные эффек- 1 ы, упрочняющие ядра в окрестностях N = 184 (и особенно, при Z = 126), создают «перешеек стабильности». Возможно также (это, правда, к восьмому периоду не имеет отношения), что некоторое расширение этого перешейка может быть и около Z = 114. Таким образом, в районах магических чисел Z = 126 и N = 184 и «полумагического» числа Z = 114 могут быть относительно долгоживущие изотопы. Насколько долгоживущие, сказать трудно. Думаю, их время жизни будет достаточным для химического исследования если и не обычными, то экспресс-методами. Теперь о концепциях. у Мнение многих ученых сводится к тому, что восьмой период будет построен так же, как шестой и седьмой периоды, то есть в нем будет 32 элемента, из которых 14 — « эка-актини д ы » — аналоги четырнадцати актинидов. Такое предположение наиболее естественно по аналогии с уже известным, в данном случае — с существующими периодами. Однако закономерности периодической J-
спонтанного деления в области сверхтяжелых элементов. В правом верхнем углу выделен «перешеек стабильности». Именно он дает надежду на то, что некоторые элементы восьмого периода удастся исследовать химическими методами системы Д. И. Менделеева, примененные к восьмому периоду, позволяют предсказать не аналогию, а напротив, отличие нового периода от всех известных. В нем должно быть 50 элементов. Чтобы пояснить, почему так, а не иначе, придется коснуться теории строения атома. А чтобы не очень усложнять картину, не будем в своих рассуждениях выходить эа рамки упрощенной модели Бора— Зоммерфельда (в действительности все намного сложнее). Итак, электроны располагаются вокруг ядра на каких-то определенных орбитах или — лучше сказать — по строго определенным оболочкам или слоям. Положение любого электрона характеризуется четырьмя квантовыми числами; в одном атоме не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа одинаковы (запрет Паули). Нас сейчас интересуют только два квантовых числа, от которых зависит распределение электронов по оболочкам (или орбитам). Это главное квантовое число, обозначаемое п, и азимутальное— 1. Главное квантовое число электрона показывает, насколько он удален от ядра; цифровое значение этого числа равно номеру оболочки, на которой находится электрон (если ближайшую от ядра оболочку считать первой, следующую — второй и так далее). Наибольшее из значений п для представленных в атоме электронных оболочек равно номеру периода, в котором находится элемент. при п = 2 у 1 могут быть два значения: 0 и 1, при п = 4 возможны уже четыре значения 1: 0, 1, 2 или 3 и так далее. Значениям 1 = 0, 1, 2, 3, 4 отвечают символические обозначения электронов на разных орбитах, как s-, p-, d-, f-, g-электроны. Как известно, каждому данному значению 1 отвечают — с учетом запрета Паули — не более чем 2B1 + 1) электронов. Так, при заданном п ^ 1 + 1 может быть два электрона с 1 = 0; шесть электронов с 1 = 1; десять электронов с1 = 2;14с1 = 3и18 электронов с 1 = 4. И соответственно — элементов! Порядок заполнения оболочек электронами строго упорядочен. Несколько лет назад советский ученый В. М. Клечковский сформулировал (а впоследствии — и теоретически обосновал) правило, согласно которому заполнение оболочек происходит в последовательности увеличения суммы главного и азимутального квантовых чисел: п + 1 = К = 1, 2, 3.„, причем при каждом данном значении величины К заполнение подоболочек идет от больших 1 и меньших п — к меньшим I и большим п. Нетрудно убедиться, что число элементов с К2 данным значением К составляет -у, если „ (К + ip К — четное число, и ^ — ПРИ нечетных К. Возьмем для примера значения К = 7и К = 8. Условие 1 =^ п — 1 оставляет при этом лишь такие возможности: 14 81 1 t Если бы, как когда-то считалось, орбиты всех электронов были круговыми, то в азимутальном квантовом числе не было бы нужды. Число 1 отражает степень вы- тянутости эллиптической орбиты электрона. От того, сколько «дозволенных» значений имеет это число, зависит, сколько разных видов орбит может быть в пределах одной (определяемой главным квантовым числом) оболочки. Правило здесь такое: число 1 может принимать любое целочисленное значение, но не меньше нуля и не больше, чем (п—1). Это значит, что Заметим, что суммы 2 + 6 = 8, 2 + 6 + + 10 = 18 и 2 + 6 + 10 + 14 = 32 равняются числу элементов второго и третьего (8), четвертого и пятого A8), шестого и седьмого C2) периодов. В элементах основных подгрупп идет заполнение s- и р-подобо- лочек, в элементах «вставных декад» — d-подоболочек, в четырнадцати лантанидах и актинидах — f-подоболочек. С появлением значения п = 7 начинается седьмой период, заключенный в рамку. А с элементов № 119 и 120 (п = 8) начинается восьмой период. 5
Так может выглядеть таблица нием восьмого и девятого пе- Д. И. Менделеева (ее «длинно- риодов периодный вариант») с добавле- пе-| риод| 1 И III IV г VI VII МП IX V 1 н Li к 1 Na 13 К 37 Rb 55 Cs 87 Fr 119" 169' ♦ "" Be if" 20 Ca 138 Sr |5G Ba 88"" Ra 120 170 ГгТ i?i" 122 172 123 173 124 174 125 175 126 176 ^ 127 177 128 178 129 179 130 180 131 181 132 182 - О — ^ПРМРНТШ — JJ - CjluWCnlDI 133 188 134 184 135 185 136 186 137 187 138 188 Ф --■■ "^- 57 La 89 Ac 139 189 58 Ce 90 Th 140 190 59 Pr 91 Pa 141 191 GO Nd 92 и 142 192 '^ >i 61 PJ 93П Npl 143] 193" f - И вот в этом периоде при К = 9 впервые появляется возможность того, что 1 = 4, то есть возможность заполнения — g-подоболочки, в которой может поместиться восемнадцать электронов. Последовательность заполнения подоболочек при К = 9 по правилу Клечковского такова: J ( IIM1JO f Irk ,Л1.ЬК .., грпнпи *'>() восемнадцати элементов (Z = 121 — 138), которые можно назвать октадеканидами (производя название от латинского слова, означающего число 18). Сходство октадеканидов между собой в смысле их химического поведения будет еще более полным, чем у лантанидов. В са- [) 7J 1U ■:>! к 1 i W J'. Как видно, во взятом в рамку восьмом периоде может уместиться 50 элементов. В дополнение к аналогам уже известных «вставных декад» (Z = 153 —162) и к эка- актинидам с Z =139 — 152 здесь впервые появляется совершенно новое семейство из мом деле, если у лантанидов отличие строения оболочек впервые оказывается сосредоточено лишь в третьей снаружи электронной оболочке (при п =4, тогда как заполнена уже б5-подоболочка), то у октадеканидов это отличие проявляется в чет^ G
14 Pu, 44* 94 i 63^ Eu 95" Am 145 1 m ц Gd Cm 146 ,196 j 65 Tb. 97"" Bk 147 197 j ЭЛЕМЕНТЫ 66 Dy 98 Cf 148 196 67 Ho 99~" Es- 149 199 j 68 Er 100 Fm; 150 j 200 69 Tm 101 Md 151 201" I70 Yb рог" ВаГ 202 ^ *--' 21 Sc зГ~ Y 71 Lu 108 j Lri 158 | 203! 22 Ti Zr 72 Hf 104 Ku 154 l 204 23 V 41 Nb 73 Та 105 155 ; 205 ^ 24 Cr W" Mo 74 w 106 156 j 206 i .25 Mn Tc 75 Re Ш": 157 ! 207 26 Fe Ru 76 Os 108'' 158 j 208 27 Co 45 Rh 77 Ir 109 159 209 28 Ni 46~" Pd 78 Pt 110 160 210 d ~ ЭЛЕМЕНТЫ 29 Cu ST" Ag 79 Au in 161 211 30 Zn 48— Cd 80 Hg 112": IK* 212 j 1 ^" В 13* Al iT" Ga 149 \jn\ TI 113 j 163 1 213 j С i*" Si if" Ge 50 j ;Sn Pb lif 164П 214 N 15 P As 51 j Sb 83 1 Bij nil 11T] 215 ' Гв" О 16 s 34~' Se 52 Те 84 Po 116 166 1 218 Is" F 17 CI 35"" Br 53 J 85 Af 117 j 1Б7" 217 [2 I He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe B6 j Rnl 118 »68| 218 1 вертой снаружи оболочке (при п = 5, когда заполнена уже 85-подоболочка). Если для лантанидов ближайшим аналогом из числа более легких элементов является иттрий, то для октадеканидов таким «образцом поведения» должен послужить актиний, их наиболее характерная валентность будет 3+ (тогда как при аналогии элемента 126 плутонию такими характерными валентностями были бы 4 + и 6 + ). Вопрос: Таким образом, получается, что 126-й элемент, на скорое открытие которого надеются физики, попадает в число этих химических «сверхблизнецов»? И если вдруг окажется, что относительно стабильные изотопы будут и у соседних элементов, то химикам придется решать тяжелейшую проблему разделения этих «сверхблизнецов»? И еще один — последний вопрос: как, по вашему мнению, должен быть построен следующий — девятый период? В. И. Гольданский: Совершенно верно, элемент № 126 будет одним из октадеканидов, и химикам, которые будут его изучать, нужно, наверное, ожидать встречи с трехвалентным металлом, очень похожим как на актиний, так и на соседние с № 126 элементы. Что же касается девятого периода, то он был бы построен так же, как и восьмой. Говорю «был бы», потому что даже самые завзятые оптимисты пока не надеются на получение ядер с зарядом более 168 со сколько-нибудь измеримым временем жизни. «Длинный вариант» таблицы Д. И. Менделеева с добавлением элементов восьмого и девятого периодов должен, по-моему, выглядеть так, как на последней диаграмме, которую я хотел бы показать читателям «Химии и жизни».
На этой микрофотографии ток хлореллы. В отличие от ния может делиться не на две, (увеличено примерно в большинства микроорганизмов а сразу на четыре, восемь, 20 000 раз) — несколько кле- хлорелла в процессе размноже- шестнадцать, трицать две v НАУКА О ЖИВОМ ХЛОРЕЛЛА- КОСМИЧЕСКАЯ ВОДОРОСЛЬ Тезис, заключенный в заголовке, подтвердить нетрудно. Для этого достаточно открыть любой взятый наугад номер журнала «Космическая биология и медицина». В каждом номере обязательно есть статьи, так или иначе связанные с Chlorella vulgaris — водорослью, широко распространенной в водоемах средней полосы. Почему космобиологи так интересуются этой водорослью? Ответ на этот вопрос дадут краткие выдержки из серьезных научных статей (опубликованных в «Космической биологии и медицине» в прошлом году) и рассказ журналиста Бориса Коновалова об одной из интересных работ советских ученых, связанной с хлореллой и космосом. ...При жизни на лунных станциях и полетах на отдаленные планеты рациональным окажется создание частично или полностью замкнутой экологической системы, некоторые компоненты которой после соответствующей переработки могут быть использованы в качестве продуктов питания. Не исключена возможность, что в таких случаях... рацион будет содержать значительный процент белков одноклеточной водоросли... ...Одноклеточным водорослям отводится роль возможного биологического регенератора газовой среды и воды, а также источника питания человека и кормления животных при построении систем жизнеобеспечения... ...В эксперименте показана возможность полного баланса газообмена человека и микроводорослей путем подбора соответствующей питательной 8
даже шестьдесят четыре части! бенно перспективной для прак- на одна из клеток в процессе Этот специфический способ раз- тического использования. В деления множения делает хлореллу осо- правой части фотографии вид- среды для водорослей и коррекции рационов питания человека в пределах физиологического оптимума. ...Изучали... влияние на живой организм пищевых рационов, в которых единственным источником белка были белки одноклеточных водорослей или сои... На хлорелльнои диете выживало больше крыс, чем в двух других группах... ^..Исследования проведены на 5 здоровых мужчинах (вес от 70 до 79 кг, возраст 24—30 лет), которые в течение 15 суток находились на контрольном рационе, 30 суток — на опытном, а затем сно- В 1966 году в одном из сибирских научно- исследовательских институтов был проведен уникальный эксперимент. Лаборантка Галина М. прожила целый месяц в герметической кабине, воздух которой обновлялся благодаря жизнедеятельности хлореллы. Созданный в этом институте культиватор был соединен с гермокабиной, и мириады клеток хлореллы поглощали поступающий из нее углекислый газ, в процессе4 фотосинтеза превращая его в кислород. Кислород, которым дышал испытатель. В том же эксперименте был замкнут и круговорот воды. В том, что именно хлорелле выпала роль возможного поставщика кислорода в атмосферу космических кораблей, нет ничего удивительного. Ведь известно, что и на Земле большую часть кислорода «производят» не высшие растения лесов и полей, а мировой океан. Восемьдесят процентов кислорода нашей атмосферы регенерируют водоросли, в том числе и хлорелла. Хлорелла — микроводоросль. Единичного представителя семейства хлореллы невооруженным глазом не увидеть. Но целые колонии хлореллы видел каждый: заросший пруд, затянутый зеленой ряской; «цветет» вода — значит, здесь почти наверняка полно хлореллы. Хлорелла отличается весьма ценным химическим составом. Почти половину ее веса составляют белки. (Напомним, что лучшие сорта бобовых содержат до 30% белков, а пшеница—18—24%.) Другая половина — это главным образом жиры и углеводы. Кроме того, в хлорелле содержится почти полный набор витаминов: А, Bi, B2, В6, В12, С, D и другие. Проведенные ранее в нашей стране опыты показали, что, меняя условия питания хлореллы, можно воздействовать на ее состав — получать, например, больше жиров или белков. ва в течение 10 суток — на контрольном рационе, последний содержал животные белки... В опытном рационе животные белки были заменены на белки хлореллы... ...На основании результатов исследований, проведенных на спутнике «Космос-110», мы пришли к выводу, что длительное (до 22 суток) воздействие космической радиации совместно с другими факторами космического полета не вызывает существенных изменений жизнедеятельности и мутационного процесса у испытанных штаммов хлореллы. Хлореллой интересуются не только в связи с космосом. В некоторых странах уже выпускают муку из хлореллы для подкормки животных, а в Японии даже делают конфеты с хлореллой — считается, что питательные вещества, содержащиеся в этой водоросли, способствуют лучшему развитию детского организма. Японский профессор X. Накамура в избытке почтения именует хлореллу не иначе как «хлорелл ьской свиньей» — за ее прекрасные питательные качества. Все это говорит о том, что к космическим полетам готовят весьма достойного представителя земной растительности. Впрочем, хлорелла уже успела побывать в космосе. Она летала туда на борту нескольких советских искусственных спутников Земли. В частности, на спутнике «Космос-110» вместе с собаками Угольком и Ветерком радиационный пояс Земли пересекали и сосуды с хлореллой — нужно было выяснить, как действует космическая радиация на развитие и размножение этой культуры в условиях невесомости... На Земле хлореллу культивируют в специальных открытых водоемах, в лабораториях ее отдельные штаммы выращивают в колбах. Для космических полетов и тот, и другой способы, естественно, непригодны. Главная заслуга ученых сибирского института в том, что они создали компактный, автоматизированный, высокопроизводительный и непрерывно действующий культиватор хлореллы, который можно считать первым реальным прообразом космической оранжереи. Но внешне культиватор хлореллы совсем не похож на оранжерею. Скорее он напоминает реактор химического завода. Хлорелла развивается в тонком, пятимиллиметровом промежутке между пла- 2 Химия и Жизнь, № 8 9
Японский профессор X. Нака- сикон выражен мура часто пользуется введен- екая свинья». С ним им самим в научный лек- екая свинья» стинами из оргстекла. В этих «жилищах», которые именуют кюветами, все время бурлят пузыри воздуха — воздуха, «побывавшего в употреблении», насыщенного углекислым газом. Кюветы, как средневековый воротник-жабо, окружают мощную ксеноновую лампу — для ускоренного фотосинтеза нужно много света. Чтобы свет не рассеивался, кюветы заключены в непрозрачный кожух с зеркальной внутренней поверхностью. Световой поток, получаемый хлореллой от «ксенонового солнца», всего в три раза меньше того, что она могла бы получить от настоящего Солнца на орбите Земли. Общая поверхность кювет — восемь квадратных метров. В кюветах всего пятьсот граммов хлореллы, но эти пятьсот граммов живого вещества способны дать кислород, необходимый для нормальной жизнедеятельности одного человека. Галина М. была не первым сотрудником института, побывавшим в «хлорелль- ной» атмосфере. До нее испытатели-добровольцы под наблюдением врачей проводили в гермокабине минуты, часы, дни. Каждый из этих опытов был по-своему важен. Они помогли усовершенствовать культиватор, аппаратуру. Но только длительный эксперимент мог дать окончательный ответ на вопрос о биологической совместимости человека и хлореллы в условиях, когда они остаются «один на один». Ведь фотосинтез идет, к примеру, и в листьях цветущей магнолии; и магнолия разлагает углекислый газ на углерод и кислород. Но в замкнутой системе человек и магнолия не уживутся. Даже если просто оставить в комнате на ночь букет магнолий, наутро встанешь с головной болью. Запах магнолии очень приятен, но газообразные и летучие вещества, создающие этот запах и выделяемые растением в воз- сем «хлорелль- биомасса хлореллы, справа — гева «хлорелль- свинья обыкновенная, поедаю- — высушенная щая «хлорелльскую свинью» дух, ядовиты. Конечно, этот пример очень грубый, очевидный. Но могут у растений быть и такие газовыделения, которые обонянием не уловить, да и приборами — трудно. Первые опыты с хлореллой показывали, что она и человек биологически совместимы, но утверждать это с полной уверенностью можно только после длительных опытов. Тридцатисуточный эксперимент сибирских ученых окончательно доказал, что человек и хлорелла абсолютно не опасны друг для друга — их газовые выделения взаимонеядовиты. Но качественная биологическая совместимость человека и хлореллы — это еще не все: о необходимости количественной гармонии в системе газообмена «человек — растение» писал еще К. Э. Циолковский: «Растений должно быть столько, чтобы их корни, листья и плоды давали столько же кислорода, сколько его поглощают обитатели жилья. Если последние поглощают более, то люди задыхаются и ослабляются, а растения оживляются от избытка углекислого газа, если менее, то людям дышится легко, но растения не имеют довольно углекислого газа и слабеют». Словом, в дальних космических полетах с использованием на борту «растительного звена» необходимо точно сбалансировать жизнедеятельность людей и растений, как это было сделано в сибирском тридцати- суточном опыте. Решая эту задачу, исследователи неизбежно сталкиваются и будут сталкиваться с двумя понятиями, двумя коэффициентами, которые в научной литературе обозначаются АК и ДК. Эти коэффициенты — своего рода КПД биологических процессов. ДК — дыхательный коэффициент, показывающий, какую часть вдыхаемого кислорода организм превращает в углекислый 10
газ. АК — ассимиляционный коэффициент; он отражает продуктивность работы растений, разлагающих углекислый газ на кислород и углерод. На оба эти коэффициента можно воздействовать. ДК человека в значительной мере зависит от соотношения жиров и углеводов в пище. При обычном питании он составляет 0,82—0,85. АК хлореллы в культиваторе оказался несколько выше 0,89. Всего несколько сотых составляла разница АК и ДК, но из-за нее каждые сутки из атмосферы кабины «пропадало» около двадцати литров кислорода: человек недодавал «сырье» — хлорелла производила меньше «продукции». На помощь пришли пищевые рационы, разработанные во Всесоюзном научно-исследовательском институте консервной промышленности. Эти рационы позволяют менять ДК человека от 0,83 до 0,93, и с их помощью испытательница сумела приспособиться к жизненному ритму растения. АК хлореллы в культиваторе автоматически поддерживался на заданном уровне. Необходимое равенство коэффициентов было достигнуто на пятнадцатые сутки эксперимента. В том же эксперименте был впервые замкнут и круговорот воды. Что это значит? Человеку вода необходима, но человеческий организм и выделяет воду, загрязненную, правда, множеством примесей — продуктов обмена веществ. Эту воду нужно регенерировать для повторного использования. И так много раз. Многие растения, в том числе и хлорелла, развиваясь в симбиозе с бактериями, способны в качестве питательной среды использовать выделения человеческого организма, окисляя их органическую часть и потребляя минеральные вещества. Эти процессы, кстати, служат основой биологической очистки сточных вод. Сибирские ученые детально исследовали закономерности переработки выделений человека водорослево-микробным «сообществом». Опыты показали, что результатом деятельности хлореллы и поселенных с ней микроорганизмов может быть достаточно быстрая и полная очистка «побывавшей в употреблении» воды. А если призвать на помощь еще некоторые физико- химические процессы, то можно получать питьевую и бытовую воду, отвечающую требованиям ГОСТа. Полный круговорот воды в системе занимает трое суток. Значит, за время эксперимента вода несколько раз обернулась через все звенья системы, включая и человека. Я спрашивал испытательницу, заметила ли она, когда вода стала необычной. — Мне показалось, да, — ответила Галя. — Знаете, стаканы вдруг сменили. И я подумала... Но потом мне сказали, чт<5 очищенную воду стали давать за несколько дней до этого. Получается, что не заметила... Это, пожалуй, лучше всего говорит о качестве «замкнутой воды». Создание большого культиватора хлореллы, проведение эксперимента продолжительностью в месяц — это прежде всего коллективный труд многих людей самых различных специальностей. Не случайно научная статья в журнале «Космическая биология и медицина», описывающая лишь один — воздушный — аспект этого эксперимента, подписана десятью исследователями — Л. В. Киренским, И. А. Терсковым, И. И. Гительзоном, Г. М. Лисовским, Б. Г. Ковровым, Ф. Я. Сидько, Ю. Н. Окладниковым, М. П. Антонюк, В. Н. Беляни- ным и М. С. Рерберг. В этом коллективе не только биологи и медики, но и физики, инженеры. Вероятно, успех дела решил именно такой — комплексный, многосторонний подход. Созданный советскими учеными автоматический культиватор хлореллы имеет огромное значение не только для космо- биологических исследований. Такого рода аппараты в принципе позволяют, видимо, организовать высокопродуктивное производство хлореллы и для чисто земных нужд. Важно и то, что принципы автоматического культивирования хлореллы можно распространить и на другие микроорганизмы. Это значит, что в недалеком будущем промышленность сможет получить автоматизированные аппараты для биосинтеза различных лекарственных средств, витаминов, белка... Это еще один пример того, как космические (или предпринятые с космическими целями) исследования обогащают земные науки и производства. Б. КОНОВАЛОВ 2* 11
72 атомный вес 178,49 число электронов в застраивающейся оболочке 5d26s2 Массовые числа изотопов: стабильных-176,177,178,179,180 нестабильного (природного)-! 74 самого распространенного- 180 Число электронов в слоях: ЭЛЕМЕНТ № ГАФНИЙ Кандидат химических наук Ю. М. ПОЛЕЖАЕВ Гафний — элемент молодой. Человечество знакомо с ним всего 45 лет. К началу двадцатых годов нашего столетия из 89 существующих в природе элементов оставались неоткрытыми только три — и среди них элемент № 72, будущий гафний. ПОЧЕМУ ЭТО ПРОИЗОШЛО? Элементы периодической системы с очень близкими химическими свойствами называют аналогами. Наиболее ярким примером химической аналогии элементов может служить сходство циркония и гафния. До сих пор не найдено реакции, в которую вступал бы один из них и не вступал другой. Это объясняется тем, что у гафния и циркония одинаково построены внешние электронные оболочки. И, кроме того, почти одинаковы размеры их атомов и ионов. Цирконий был открыт еще в XVIII веке, а гафний настолько удачно маскировался под цирконий, что в течение полутора веков ученые, исследовавшие минералы циркония и продукты их переработки, даже не подозревали, что фактически имеют дело с двумя элементами. Правда в XIX веке было опубликовано несколько сообщений об открытии в минералах циркония неизвестных элементов: острания (А. Брейт- хаупт, 1825), нория (Л. Ф. Сванберг, 1845), джаргония (Г. Сорби, 1869), нигрия (А. Г. Чарч, 1869), эвксения (К. А. Гофман и В. Прандтль, 1901). Однако ни по одной из этих «заявок» не выдали «авторских свидетельств»: контрольные опыты неизменно опровергали их. КЕЛЬТИЙ И ГАФНИЙ Д. И. Менделеев предвидел будущее открытие элемента с порядковым номе- 12
Выдающийся датский физик Нильс Бор на основе разработанной им электронной модели атома предсказал, что элемент JVe 72 будет аналогом циркония, а не лантаноидом. Эта фотография 1957 году в Дубне сделана в ром 72. Но описать его свойства с той же обстоятельностью, как свойства тоже еще не открытых скандия, германия и галлия, Менделеев не мог. Стройность периодической системы необъяснимо нарушали лантан и следующие за ним элементы. Позже Богуслав Браунер, выдающийся чешский химик, друг и сподвижник Менделеева, предложил выделить лантан и лантаноиды в самостоятельный ряд, а в основном «тексте» таблицы поместить их все в одну клетку. В 1905 году был открыт самый тяжелый лантаноид — лютеций. Впрочем, уверенности в том, что лютеций — последний и самый тяжелый из редкоземельных элементов, у большинства химиков не было. Систематические поиски элемента № 72 начались лишь в XX веке. В 1911 году известный французский химик Жорж Урбен сообщил об открытии нового элемента в рудах редких земель. В честь некогда населявших территорию Франции древних племен кельтов он назвал новый элемент кельтием. В 1922 году тоже француз А. Довилье, исследуя смесь редких земель, применил усовершенствованные методы рентгенографического анализа. Заметив в спектре две новые линии, Довилье решил, что эти линии принадлежат элементу с порядковым номером 72, и кельтий признали пятнадцатым лан- танидом. Но радость открытия была недолгой. К этому времени электронная модель атома была разработана уже настолько, что на ее основе Нильс Бор смог объяснить периодичность строения атомов, объяснить особенности и порядок размещения элементов в периодической системе. На основании своих расчетов Бор заключил, что последним редкоземельным элементом должен быть элемент № 71—лютеций, а элемент № 72, по его мнению, должен быть аналогом циркония. Экспериментально проверить выводы Бора взялись сотрудники Института теоретической физики в Копенгагене Дик Костер и Дьердь Хевеши. С этой целью они исследовали несколько образцов циркониевых минералов. Остатки, полученные после выщелачивания кипящими кислотами норвежских и гренландских цирконов, были подвергнуты рентгеноспектральному анализу. Линии рентгенограммы совпали с характерными линиями, вычисленными для элемента № 72 по закону Мозли. На основании этого Костер и Хевеши в 1923 году объявили об открытии элемента № 72 и назвали его гафнием в честь города, где 13
Дъердъ Хевеши — один из круп- в 1923 году открыл элемент нейших радиохимиков мира. №72 — гафний Вместе с Диком Костером он было сделано это открытие (Hafnia—латинское название Копенгагена). В этой же статье они отметили, что вещество, полученное Урбеном и Довилье, не могло быть элементом с порядковым номером 72, так как указанные ими длины волн линий рентгеновского спектра отличались от теоретических значений намного больше, чем это допустимо для экспериментальной ошибки. А вскоре сотрудники того же института С. Вернер и Г. М. Хансен показали, что спектральные линии, обнаруженные Урбеном, соответствовали линиям не гафния, а лютеция, а в спектре образцов, содержащих 90% гафния, не встречалось ни одной спектральной линии Урбена. Тем не менее споры о приоритете открытия элемента № 72 между Костером и Хевеши, с одной стороны, и французами Урбеном и Довилье с другой, продолжались еще длительное время. В 1924 году в отчете Комиссии по атомным весам было однозначно указано, что элемент с порядковым номером 72 должен быть назван гафнием, как это предложили Костер и Хевеши. С тех пор названию «гафний» отдали предпочтение все ученые мира, кроме ученых Франции, которые до 1949 года употребляли название «кельтий». В 1949 году на 15-й конференции Международного союза чистой и прикладной химии было предложено единое название элемента № 72 — «гафний». Теперь французские ученые согласились с этим названием. Таким образом, авторами открытия были окончательно признаны Костер и Хевеши. ЧИСТЫЙ ГАФНИЙ Гафний сопутствует цирконию не только в природных рудах и минералах, но и во всех искусственно полученных препаратах элемента № 40, включая и металлический цирконий. Это было установлено вскоре после открытия элемента № 72. Цирконий, отделенный от гафния, впервые в 1923 году получили Костер и Хевеши. А вместе с Янтсеном Хевеши получил первый образец металлического гафния 99% -ной чистоты. В последующие годы было найдено много способов разделения циркония и гафния, все они были сложны и трудоемки, но в то время проблема разделения циркония и гафния с практической точки зрения не представляла интереса. Она разрабатывалась преимущественно в научных целях, так как в любой из известных тогда областей применения циркония и его соединений постоянное присутствие примеси гафния совершенно не сказывалось. Самостоятельное же использование гафния и его соединений ничего особенно нового не сулило. Поэтому химия гафния развивалась медленно, а новый металл и его соединения выделялись в ничтожных количествах: до 1930 года в Европе было получено всего около 70 г чистой двуокиси гафния. ЕГО ГЛАВНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ Наш век называют атомным. Не цирконий и не гафний тому причиной, но к атомным делам они оказались сопричастны. И если с точки зрения химии цирконий и гафний— аналоги, то с позиций атомной техники они — антиподы. Вспомним коротко основные принципы получения энергии в ядерных реакторах. Источник энергии — процессы деления ядер урана-235, урана-233 или плуто- ния-239 под действием нейтронов. Тепло, выделяющееся при «сгорании» ядерного топлива, передается теплоносителю, циркулирующему через активную зону реактора. К конструкционным материалам актив- 14
Схема ядерной энергетической установки. Теплоноситель 1 на- гревается в активной зоне 2 реактора и передает полученное тепло воде 3, превращая ее в теплообменнике 4 в пар 5. Последний приводит в движение турбину б, связанную с генератором тока 7. Отработанный пар поступает в конденсатор 8, откуда вода возвращается в теплообменник. Для уменьшения утечки нейтронов и защиты персонала от излучений активная зона окружена отражателем нейтронов 9 и защитой 10. Цифрой 11 обозначены регулирующие стержни ной зоны реактора предъявляется множество требований. Из них главные — механическая прочность и устойчивость к действию теплоносителя при повышенных температурах и под воздействием ядерных излучений. Кроме того, совершенно необходимо, чтобы эти материалы захватывали как можно меньше медленных (тепловых) нейтронов, иначе цепная ядерная реакция не сможет развиваться. Для реакторов, в которых в качестве теплоносителя используется вода, цирконий вполне подходит. Но нужен цирконий без гафния. Вероятность поглощения нейтронов (в физике эта величина называется поперечным сечением захвата) измеряется в барнах. Для чистого циркония эта величина равна 0,18 барна, а для чистого гафния—105 барн. Примесь двух процентов гафния повышает сечение захвата циркония в 20 раз. Цирконий, предназначенный для реакторов, должен содержать не более 0,01% гафния. В природных же соединениях циркония содержание гафния обычно больше 0,5%. Разделить эти элементы было необходимо хотя бы ради циркония... В 1949 году в США был разработан достаточно эффективный процесс разделения циркония и гафния методом жидкостной экстракции (о сути метода будет рассказано ниже). В 1950 году этот процесс внедрили на заводе, а с января 1951 года была налажена систематическая выплавка циркония «реакторной чистоты». Гафний в форме гидроокиси, получаемой в процессе разделения, представлял собой вначале отвальный побочный продукт. Но вскоре технике потребовался и сам гафний. Ни один ядерный реактор не обходится без регулирующих стержней, с помощью которых управляют ходом ядерной реакции. Материалы регулирующих стержней, как и прочие реакторные материалы, должны быть коррозионноустойчивыми, а вот сечение захвата нейтронов должно быть у них максимальным. Когда регулирующие стержни выведены из активной зоны реактора, то нейтронов, поддерживающих цепную реакцию, становится все больше, реакция развивается. Но этот процесс нельзя пустить на самотек — реактор может превратиться в атомную бомбу. Стержни из гафния (недаром они называются регулирующими) поглощают избыточные нейтроны и, когда нужно, гасят цепную реакцию. У каждого из шести природных изотопов гафния свой «нейтронный аппетит», о размерах которого можно судить по данным таблицы. Ядерно-физические свойства изотопов гафния Hfi'4 Hfi'e Hf Hfi'8 Hf179 Hfwo Содержание изотопа в природной смеси, % Поперечное сечение захвата изотопа, барн Примерный вклад изотопа в поперечное сечение захвата природного гафния, барн ... 2,7 0,8 69,9 20,3 9,0 5,0 0,18 5,15 18,39 27,08 13,78 35,44 1500 15 380 75 65 14 15
Для экономии гафния из него делают только среднюю часть регулирующего стержня Вид верхней части реактора с крестообразным каналом для регулирующего стержня Для изготовления регулирующих стержней гафний стали применять с начала пятидесятых годов. К этому же времени относится начало бурного развития металлургии гафния. Если до 1952 года в США было произведено менее 50 килограммов двуокиси гафния, то в 1952 году выпуск металлического губчатого гафния составил уже 2,7 тонны, а в 1963 году — 59 тонн. Для изготовления регулирующих стержней пригодны также бор, серебро, сплавы кадмия с индием, некоторые сплавы серебра и редкоземельные элементы. Но гафний во многом превосходит каждый из перечисленных материалов. Эффективность гафниевых стержней со временем почти не меняется. В природном гафнии достаточно изотопов с большим поперечным сечением захвата, причем под действием облучения образуются новые изотопы с большими сечениями захвата. Вместе с тем гафний обладает хорошей механической прочностью, высокой термостойкостью и исключительной коррозионной стойкостью в горячей воде. Облучение не влияет на коррозионную стойкость гафния. Единственный его недостаток — высокая стоимость. ГДЕ ЕЩЕ МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ГАФНИЙ? Гафний — металл серебристо-белого цвета, имеющий поверхность с ярким нетускнею- щим блеском. Это качество делает его подходящим материалом для изготовления ювелирных изделий. Но к ювелирам гафний не попадает — это металл техники. Первым потребителем элемента № 72 была радиотехника. Гафний и сейчас используют при изготовлении радиоламп, рентгеновских и телевизионных трубок. Гафний успешно может применяться и в металлургии — для улучшения механических и физико-технических свойств других металлов, для получения специальных жаростойких сталей. Тугоплавкость, способность быстро поглощать и отдавать тепло делают гафний перспективным конструкционным материалом в производстве реактивных двигателей. Устойчивость к действию горячей воды, паро-воздушных смесей, жидкого натрия, щелочей, разбавленной соляной кислоты, азотной кислоты любых концентраций делают гафний перспективным конструкционным материалом химического машиностроения. Но, поскольку гафний дефицитен, обычно используют не гафниевые аппараты, а лишь тонкие гафниевые покрытия. Их получают, разлагая хлористые соединения гафния при температуре 800—1000°С. Будь гафний подешевле, он нашел бы еще много применений в других отраслях техники. А дорог он не только потому, что принадлежит к числу редких и рассеянных элементов,— технология получения этого металла сложна и трудоемка. ОТ РУДЫ К МЕТАЛЛУ Гафний входит в состав всех минералов циркония, но только циркон ZrSiCU, в составе которого 0,5—2% атомов циркония замещено атомами гафния, используется промышленностью как гафниевое сырье. Циркон очень прочный в химическом отношении минерал: нет ни одного реагента, 16
Гафниевые листы, полученные На снимке справа — катодный электролите, состоящем из 95% прокаткой из переплавленного осадок высокочистого гафния, NaCl и 5% КС1, при температур в дуговой, печи слитка полученного рафинированием в ре 1113°С которым можно было бы разложить его при температурах до 100°С. Наиболее распространенный технологический процесс получения гафния состоит в следующем. Измельченный циркон смешивают с графитом (или другим углеродсодержащим материалом) и нагревают до 1800°С в дуговой плавильной печи. При нагревании без доступа воздуха цирконий и гафний связываются с углеродом; образуются карбиды ZrC и HfC, а кремний улетучивается в виде моноокиси SiO. Если ту же смесь нагревать в присутствии воздуха, то продукты, наряду с углеродом, будут содержать азот и называться карбонитридами. Карбиды и карбонитриды охлаждают, разбивают на куски и перегружают в шахтную печь. Там при температуре около 500°С эти продукты реагируют с газообразным хлором — образуются тетрахлориды циркония и гафния. Цирконий и гафний разделяют, используя минимальные различия в свойствах соединений этих элементов. Промышленное применение пока нашли два метода: экстракционный (капиталистические страны), основанный на разной растворимости соединений циркония и гафния в ме- тилизобутилкетоне или трибутилфосфате, и метод дробной кристаллизации комплексных фторидов (СССР), основанный на различной растворимости K2HfF6 и Кг2гР6 в воде. Немного подробнее о первом методе. Смесь тетрахлоридов растворяют в воде, и в раствор добавляют роданистый аммоний NhUCNS. Этот раствор затем смешивают с метилизобутилкетоном (МИБК), насыщенным роданистоводородной кисло- 3 Химия и Жизнь, № 8 "* • той HCNS. При таких условиях соединения гафния растворяются в МИБК лучше, чем соответствующие соединения циркония, и гафний концентрируется в органической фазе. Процесс многократно повторяют и получают водный раствор соединений циркония и раствор соли гафния в органическом растворителе. Но и во втором растворе есть примесь циркония. Чтобы извлечь его, органическую фазу промывают раствором соляной кислоты, а затем экстрагируют гафний раствором серной кислоты. Из сернокислого раствора гафний осаждают в виде гидроокиси, которую прокаливанием переводят в двуокись гафния. Последнюю снова хлорируют и получают тетрахлорид гафния, который еще раз очищают возгонкой. Из очищенного тетрахлорида металлический гафний получают обычно, как и цирконий, по методу Кролля. Головку реторты с находящимся на спирали тетра- хлоридом гафния снимают и переносят в печь восстановления. В этой печи находится тигель с металлическим магнием (или смесью магния с натрием). Печь герметизируют, заполняют гелием и нагре-
вают. Магний плавится, a HfCU возгоняется. Реакция между ними приводит к образованию хлористого магния и металлического гафния, который оседает на дно и стенки тигля, образуя губку. Полученный таким образом губчатый гафний переплавляют в слитки. Это делается в вакуумных электродуговых или электронно-лучевых печах. Для приготовления гафния наиболее высокой чистоты обычный металл превращают в тетрайодид, который затем разлагают при высоких температурах. Весь получаемый в наше время гафний — это попутный продукт при производстве реакторного циркония. Если бы пришлось получать гафний в самостоятельном производстве, он был бы в несколько раз дороже. А он и так принадлежит к числу самых дорогих металлов. По последним американским данным, гафние- вый прокат в восемь раз дороже серебра. Сейчас больше 90% гафния потребляет ядерная энергетика. Поэтому когда говорят о возможностях использования гафния в других областях, то обычно добавляют эпитет «потенциальные». Скорее всего, такое положение сохранится надолго, ибо ядерная энергетика развивается очень быстро, быстрее подавляющего большинства отраслей... Видимо, так уж ему суждено — быть «атомным» металлом. И это элементу, у которого из шести природных изотопов радиоактивен только один! ЧТО ВЫ ЗНАЕТЕ И ЧЕГО НЕ ЗНАЕТЕ О ГАФНИИ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯХ УДИВИТЕЛЬНЫЙ МИНЕРАЛ Минерал тортвейтит SC2S32O7 — единственный собственный минерал редкого элемента скандия. Но тортвейтит интересен и другим: это единственный минерал, в котором гафния больше, чем циркония. Ионы этих металлов частично замещают скандий в кристаллической решетке тортвейти- та. Совершенно необычное соотношение между гафнием и цирконием объясняется тем, что значения ионных радиусов Hf4 + и Se3+ближе, чем Zr4 + и Sc3+. Поэтому ион гафния «внедряется» в кристалл тортвейтита легче, чем ион циркония. ГЕОГРАФИЯ ЦИРКОНА Содержание двуокиси гафния в цирконах обычно составляет 0,5—2,0%, но в цирконах из Нигерии оно часто превышает 5%. Поэтому нигерийские цирконовые концентраты в три раза дороже рядовых. Цирконом богаты прибрежные отмели и многочисленные наносные отложения в Австралии, США, Индии и Бразилии. Промышленные запасы циркониевых руд (по циркону и бадделеи- ту) в капиталистических странах оцениваются в 23 343 тыс. тонн, а запасы этих руд по гафнию — в 230 тыс. тонн. В 1965 году в Австралии добыто 227 тыс. тонн циркона, а в США — около 70 тыс. тонн. В сумме это составляет 95% общей добычи капиталистических стран. В Советском Союзе месторождения циркона есть на Украине и Урале. НЕИЗМЕННАЯ ПРОЧНОСТЬ Сплав тантала с 8% вольфрама и 2% гафния имеет высокую прочность и при температуре, близкой к абсолютному нулю, и при 2000°С. Он хорошо обрабатывается и сваривается. Сплав предназначен для изготовления камер сгорания ракетных двигателей, каркаса и обшивки ракет. МОЖЕТ ПРИГОДИТЬСЯ... Если вам придется иметь дело с гафнием, помните: ...компактный кусок гафния можно нагреть до высоких температур, но тонкие опилки и стружки этого металла легко воспламеняются, при их горении развиваются высокие температуры; ...пыль гафния с частицами менее 15—20 микрон может самовоспламеняться, а пылевые облака гафния взрываются; ...сам по себе гафний мало токсичен и не вредит здоровью, если только он не входит в состав химических соединений или сплавов с другими материалами, обладающими высокой токсичностью. САМОЕ ТУГОПЛАВКОЕ ВЕЩЕСТВО Это неорганический полимер, сополимер карбидов гафния и титана (HfC-4TiC)n. Он начинает плавиться только при 4215° С! 18
и химия — И ЖИЗНЬ! О ВЕЩЕСТВАХ- МУТАГЕНАХ И ТЕРАТОГЕНАХ В любой семье с нетерпением ждут рождения ребенка. Какие надежды и мечты связывают с этим родители! Каким прекрасным, умным, физически совершенным видит своего будущего сына или дочь женщина, которая готовится стать матерью! И трудно представить себе ужас матери и отца, когда выясняется, что родился ребенок, неполноценный в физическом или умственном отношении. Это огромное горе для родителей, а если таких детей рождается много, — они становятся тяжкой обузой и для государства. В 1960 году на заседании Ассоциации педиатров ФРГ демонстрировались два ребенка с врожденными уродствами — отсутствием костей конечностей, непроходимостью двенадцатиперстной кишки, опухолями верхней губы. Уже к середине 1961 года «эпидемия» таких уродств вспыхнула в самых различных районах ФРГ и некоторых других капиталистических стран Западной Европы и Америки. Жертвами ее стали сотни новорожденных. Причина этих уродств долго оставалась неизвестной. В конце концов западногерманский педиатр Ленц и австралийский врач Мак-Брайд, проанализировав множество историй бо- Кандидат медицинских наук А. Я. БРОЙТМАН лезни, независимо друг от друга пришли к выводу: уродства развиваются у детей, матери которых в течение первых трех месяцев беременности принимали один и тот же успокаивающий и снотворный препарат, выпущенный в 1958 году в Западной Германии. Этот препарат продавался под разными названиями: в ФРГ он назывался «контерган», в Англии — «ди- ставал», в Канаде — «кевадон» и «талидомид». По химическому строению это был а-(М-фтал- имидо)-глутаримид. Сразу же из многих стран начали поступать сообщения, подтверждавшие точку зрения Ленца и Мак-Брайда. Выяснилось, что талидомид, ставший к тому времени одним из самых распространенных в мире снотворных препаратов, действительно при приеме его беременной женщиной вызывает у рожденных затем детей разнообразные уродства. Самым характерным из них было полное отсутствие конечностей или их недоразвитие, при котором руки и ноги становились похожими на тюленьи ласты. Кроме того, талидомид вызывал капиллярные опухоли на лбу и верхней губе, дефекты пищеварительной системы, деформацию ушных раковин, аномалии в развитии центральной нервной системы... Разразился скандал, который заставил владельцев фармацевтических фирм снять талидомид с производства. Частота появления у детей врожденных уродств, характерных для действия этого препарата, тут же резко сократилась. И все же применение талидомида дорого обошлось человечеству. На свет появилось около 10 000 неполноценных людей, обреченных на страдания в течение всей своей жизни. Эти события привлекли внимание широких кругов ученых и медиков к проблеме тератогенного (от греческого слова «тератос» — чудовище) и мутагенного действия химических веществ и лекарственных препаратов — к вызываемым ими у человека уродствам и мутациям. С подобными фактами медицина сталкивалась уже давно. Было известно, что появлению уродств у детей способствуют некоторые гормональные нарушения у матери; такое же действие оказывает недостаток или избыток витаминов в рационе беременной женщины, ее белковое, жировое или углеводное голодание. Было доказано тератогенное действие проникающей радиации, ультрафиолетовых лучей, некоторых инфекционных заболеваний. Если, например, будущая мать пере- з* 10
болеет в первый месяц беременности корью или практически безопасной для детей краснухой, то родившемуся у нее ребенку грозят разнообразные уродства. Знали врачи и о том, что тератогенное действие оказывают некоторые химические вещества, в том числе лекарственные препараты. Однако этим данным долгое время не придавали серьезного значения. Никто даже не ставил вопроса о необходимости предварительно исследовать возможную тератогенную активность лекарств, прежде чем вводить их в практику. И лишь события, связанные с талидомидом, заставили обратить пристальное внимание на это побочное и очень опасное действие. АХИЛЛЕСОВА ПЯТА ЗАРОДЫША За последние годы были проведены сотни и тысячи исследований, посвященных тератогенному действию лекарств и других химических соединений. В многочисленных экспериментах на животных было показано, что сотни веществ могут способствовать появлению врожденных уродств у плода, если самки подопытных животных подвергаются воздействию этих веществ в течение первой трети беременности. Больше того — при определенных условиях врожденные уродства удавалось вызвать у животных с помощью чуть ли не любого вещества. Тератогенное действие оказывали, например, соединения серебра, нитриты калия и натрия; фтористые водород, натрий, калий и барий; салицилаты; галоидзамещенные кислоты; роданистый калий, аммоний, натрий, кальций, барий; анисовый, метиловый, этиловый спирты; ментол, десятки соединений ртути, рутения, таллия, урана, железа, свинца, кобальта, марганца, никеля; соединения трех- и пятивалентного мышьяка, сурьмы, бора; фенолы, амины, альдегиды, кетоны, гетероциклические соединения... При этом поражения, возникающие от различных по своей химической структуре соединений, часто оказывались очень близкими. Это заставило ленинградского ученого П. Г. Светлова предположить, что дело здесь не столько в химической природе вещества, сколько в том, когда, в какой период развития плод подвергается воздействию этого вещества. Проанализировав собственные и литературные материалы, П. Г. Светлов создал концепцию о критических периодах в развитии плода, когда его чувствительность к повреждающим!агентам резко повышается. Для зародышей млекопитающих таких периодов оказалось два: перед внедрением оплодотворенного яйца в слизистую оболочку матки и во время формирования плаценты. В эти моменты действие самых различных соединений может привести к очень резким нарушениям нормального развития плода в целом. Кроме того, для каждого органа существуют свои критические моменты развития. Например, на третьей неделе развития человеческого зародыша воздействие самых различных факторов может вызвать пороки нервной системы. К концу шестой недели начинается дифференциация головы и конечностей зародыша, и действие повреждающих агентов приведет к нарушению развития именно этих органов. После двух месяцев начинают развиваться лицо и пальцы конечностей человеческого зародыша; на 6—16-й неделях действие вредных факторов может привести к нарушениям в развитии почек... Конечно, и на более поздних стадиях беременности контакт матери с некоторыми химическими веществами тоже может вызвать неблагоприятные последствия для плода. МУТАЦИЯ — СКРЫТЫЙ ВРАГ ЧЕЛОВЕКА Химические вещества могут оказывать влияние не только на развивающиеся органы зародыша, но и на отдельные клетки, в которых возникают определенные изменения. Если они коснутся наследственного вещества клеток — молекул ДНК, содержащихся в хромосомах, то изменятся какие-либо биохимические или морфологические признаки клеток, причем такие изменения — мутации будут передаваться при делении клеток дочерним клеткам и их потомкам. Мутации могут возникать и в зародышевых клетках. Тогда у организмов, развившихся из таких клеток, появятся новые признаки — как правило, отрицательные, понижающие жизнеспособность организма. (Заметим, что определенный, очень незначительный процент мутаций может привести к появлению и полезных новых признаков: именно на этом основан процесс естественного отбора и эволюции.) Мутагенное действие химических соединений на человека может представить для человечества гораздо большую опасность, чем тератогенное: последствия его могут сказаться лишь через несколько поколений, то есть спустя десятки, а то и сотни лет. Это объясняется тем, что возникающий в результате мутаций новый признак может быть не только доминантным (проявляющимся у потомков даже тогда, когда носителем мутации является лишь один из родителей), но и рецессивным (проявляющимся лишь у тех потомков, у которых оба родителя оказались носителями мутации). Впервые данные о мутаген- 20
ном действии некоторых химических соединений появились еще в тот период развития биологии, когда ген — зародышевое начало — считался чрезвычайно стойким и изолированным от внешних влияний. Именно тогда, в 1932 году, советский генетик В. В. Сахаров показал, что если яйца плодовой мушки дрозофилы обработать раствором йода в растворе йодистого калия, то не из всех яиц развиваются мухи, а среди развившихся значительная часть обладает несколькими измененными признаками, которые и передаются по наследству. В дальнейшем оказалось, что мутагенное действие свойственно азотнокислому свинцу, сернокислой меди, иприту, фенолу, формальдегиду, уротропину, сотням других химических соединений, относящихся к самым различным классам. Химические мутагены давно и с большой пользой применяются в селекции растений и простейших организмов. Воздействуя этими веществами, например, на растения, получают множество мутаций, из которых отбирают хозяйственно полезные *. Сейчас химических веществ, оказывающих мутагенное действие на растения, бактерии и другие низшие организмы, насчитывается несколько тысяч. Это многие элементы периодической системы или их соли, а также разнообразные органические вещества. Среди них — соединения, часто применяемые человеком в его производственной деятельности; некоторые промежуточные продукты обмена веществ человека и животных или же вещества, часто употребляемые в пищу (муравьиная, уксусная, молочная, * Об одном из применений химических мутагенов было рассказано в статье В. К. Шумного и В. Д. Рудя «Вторжение в растительную клетку» («Химия и жизнь», 1966, № 8). — Ред. щавелевая, яблочная, лимонная, аскорбиновая кислоты); лекарственные вещества (пени- циллин, стрептомицин, кофеин, аспирин)... НЕ СПЕШИТЕ ПУГАТЬСЯ! Прочитав этот устрашающий перечень, можно подумать, что число врожденных уродств и наследственных заболеваний у человека должно быть огромным, особенно в высокоразвитых странах, где население постоянно сталкивается в производстве и в быту с множеством химических мутагенов. Если бы все соединения, оказавшие в эксперименте на растениях и низших животных тератогенное и мутагенное действие, обладали активностью и по отношению к человеку, то человечество находилось бы на грани вырождения. Частота врожденных уродств в последнее время, действительно, растет. Например, в Бельгии число детей с такими аномалиями за 1958—1962 годы увеличилось с 4.88 до 7,35 на тысячу новорожденных; в Италии число врожденных уродств составляет сейчас 7,6—8,5 на тысячу родившихся, во Франции — около 10, в США — более 35. Не исключено, что какая-то часть этих аномалий вызвана вмешательством химических веществ. Однако многие исследователи считают, что отчасти «виноваты» и успехи медицины. Еще сравнительно недавно нежизнеспособные дети с различными уродствами погибали до рождения или в первые месяцы жизни. Теперь они выживают, а спустя некоторое время становятся явными такие дефекты развития, с которыми врачи до сих пор встречались сравнительно редко. Но почему же, хотя число применяемых в промышленности и быту химических соединений возрастает очень быстро, генетические нарушения распространяются с заметно меньшей скоростью? Дело в том, что мутагенное действие химических соединений большинство исследователей изучает на классических объектах генетического эксперимента: дрозофиле, вирусах, фагах, одноклеточных водорослях, растениях. Тератогенное действие веществ изучается на быстро размножающихся лабораторных животных: белых мышах, крысах, кроликах, морских свинках, птицах. Очевидно, переносить полученные в таких опытах данные на человека можно не всегда. Для него твердо установлено тератогенное действие лишь трех химических соединений: талидомида, хинина и аминоптерина D-ами- ноптероилглутаминовой кислоты); в последнее время к ним прибавилось и четвертое — печально знаменитый галлюциноген ЛСД. Возможно, в процессе эволюции значительно усовершенствовались механизмы, регулирующие постоянство внутренней среды организма. Усложнился обмен веществ, появились «запасные» — параллельные цепи ферментативного обезвреживания попавших в организм чужеродных веществ. Конеч но, это не значит, что организм матери способен полностью предохранить плод от воздействия химических тератогенов. Что же касается химических мутагенов, то медицина пока не располагает фактами, говорящими о появлении у человека каких-либо наследственных изменений под действием химических веществ. Правда, наследственное вещество — ДНК в принципе устроено одинаково и у простого организма — бактерии, и у самого высокоорганизованного — человека. И у человека ДНК в тысячи раз больше, чем у низкоорганизованных 21
существ. Можно ожидать, что при непосредственном контакте его наследственного аппарата с химическим мутагеном количество мутировавших генов у него будет во много раз выше, чем у низших животных. Но проверить это путе м эксперимента на людях, разумеется, нельзя. Сейчас всеми признана опасность радиационного мутагенеза. Однако при сравнении его с химическим можно обнаружить ряд различий. В первую очередь это относится к некоторой видовой специфичности действия химических мутагенов. Например, кофеин у определенных видов бактерий и грибов вызывает мутации, на дрозофиле эффект его гораздо слабее, а о его действии на половые клетки л абораторных ж ивотных (мышей, крыс, морских свинок) разные исследователи получают противоречивые данные. Бесспорных же доказательств действия кофеина на наследственный аппарат людей вообще нет. Химические мутагены обладают, кроме того, некоторой половой и возрастной избирательностью: некоторые из них действуют преимущественно на самцов, некоторые — на самок; часть — на животных любого возраста, а часть — лишь на определенных стадиях развития. Не исключено, что химические мутагены не так опасны для человека, как радиация. Но пока это еще не доказано. КОМУ, КОГДА, ЧЕГО БОЯТЬСЯ? Опасность, которую представляют для человека химические мутагены, неодинакова для разных людей и в разных обстоятельствах. Прежде всего, различно их влияние на мужчин и женщин. Хотя созревшие половые клетки мутируют легче, чем молодые, однако мутация созревшей клетки еще не так страшна: если клетка мутирует на ранних этапах своего развития, то в результате ее последующего деления появляется большое число клеток — носителей этой мутации. У человеческого зародыша мужского пола формирование половых желеэ начинается на 3—4-й неделе развития, продолжается, по-видимому, в течение почти всего внутриутробного периода, затем затихает и вновь резко стимулируется лишь в момент полового созревания. Эти два этапа наиболее опасны для мужчин: воздействие некоторых химических соединений во время внутриутробного развития (после 3—4-й недели) или полового созревания с гораздо большей вероятностью может привести к передаче мутации по наследству. У женского зародыша поворот в сторону развития женских половых желез начинается примерно на 14-й и заканчивается на 30-й неделе. Хотя некоторые ученые с этим и не согласны, но, по-видимому, к моменту рождения все яйцеклетки уже полностью готовы и образование их прекращается: они лишь поочередно созревают. Таким образом, для человеческого зародыша женского пола самый опасный период — первая половина беременности матери. Именно в этот период будущая мать должна особенно тщательно избегать контакта с определенными химическими соединениями, в том числе с некоторыми лекарствами. НЕ ЗАБЫВАЙТЕ! Медицина и генетика пока еще не могут окончательно ответить на вопрос, при каких условиях контакт с теми или иными веществами опасен. Возможность мутагенного и тератогенного действия химических веществ на человека исключить пока нельзя. Поэтому беременным женщинам, особенно в первую половину беременности, можно принимать лекарства лишь в случае крайней необходимости и следует тщательно избегать контакта с потенциально опасными химическими продуктами. Мы должны всячески бороться и с загрязнением среды, в которой мы живем, посторонними химическими соединениями — прямыми или побочными продуктами нашей производственной деятельности. Некоторые изменения в биосфере, вызываемые ею, могут нанести непоправимый вред нашим потомкам. 22
ОСТОРОЖНО - ПУЗЫРЬКИ! Потоки воды двигают колесо турбины, насосы нагнетают воду в наши квартиры, рабочие цилиндры двигателей внутреннего сгорания охлаждаются водой... И иногда детали машин, которые омываются потоком жидкости, вдруг разрушаются. Очень часто на границе жидкости и детали понижается давление. Это может произойти, скажем, из-за сотрясения детали либо при резком увеличении скорости жидкости (что и происходит в водяных насосах и турбинах). И если давление упадет ниже давления насыщенного пара, то жидкость немедленно начнет испаряться, и в ней появятся пузырьки, заполненные паром и газами, которые прежде были растворены в жидкости. Но жидкость не стоит на месте, и когда она проходит «узкое» место, то давление вновь повышается — и тогда пар конденсируется и газы 23 растворяются. Этот процесс происходит почти мгновенно и называется кавитацией. Там, где прежде был пар и газы, теперь вакуум. И в это разреженное пространство устремляется поток жидкости. Местное давление при таком гидравлическом ударе достигает огромной величины — 2,25 • 108 кг/м2.. Понятно, что если кавита- ционный пузырек находится в непосредственной близости от детали, то ее поверхность под угрозой. Удар бывает так силен, что на поверхности детали возникают цвета побежалости — как при сильном нагреве. Как же бороться с кавитационными разрушениями? Можно, конечно, повышать прочность металла, но не беспредельно же! К тому же интенсивность разрушения уменьшается от этого ненамного. Есть два пути избавиться от кавита- ционных разрушений. Первый — самый естественный: создать благоприятные условия для движения жидкости и тем самым предотвратить кавитацию. Увы, это далеко не всегда удается сделать. Но если кавитационные пузырьки нельзя устранить, то можно заставить их отступить от стенки, и тогда их разрушительная сила будет приложена к толще воды, и это уже не опасно. Для этого используют такие вещества и смеси веществ, которые обволакивают детали тонкой пленкой. Не мешая движению жидкости, они в то же время не подпускают пузырьки к поверхности деталей. Среди таких защитных веществ — эмульсия на основе минеральных масел, различные смеси ингибиторов — замедлителей коррозии (в этом случае удается убить сразу двух зайцев). Эти вещества, как правило, недороги, а требуется их совсем немного — меньше одного процента веса жидкости. Этого количества обычно достаточно, чтобы прекратить кавитационные разрушения. А в том, что такие разрушения весьма опасны, можно убедиться, взглянув на фото цилиндровой втулки дизеля; из-за кавитации она вышла из строя в два раза быстрее, чем было предусмотрено расчетом. Инженер Б. Н. ДОЦЕНКО
Заправка горючим в воздухе (фото Ю. Королева) Я
ОБЫКНОВЕННОЕ ВЕЩЕСТВО КЕРОСИН — Писать о керосине — что может быть несовременнее! Конечно, «телегу обижать не надо, телега сделала свое», и керосин — эта «телега» нефтехимии — тоже. Но что может быть интересного и нового в этом заурядном веществе, которому даже в учебниках отведен в лучшем случае абзац?.. Публикуемые заметки призваны опровергнуть широко распространенное мнение о керосине как веществе из прошлого. Керосин заслуживает внимания хотя бы потому, что эта бесцветная с характерным (не особенно приятным) запахом горючая жидкость трижды в течение одного столетия властно вторгалась в жизнь человечества, играя в ней разные, но неизменно первостепенные роли. 1. ФОТОГЕН «Керосиновый период» — именно так в истории нефтяной промышленности называют последние четыре десятилетия XIX века. Насколько оправдано это название, можем судить по сохранившейся с того времени технической литературе. Маленькая книжица с ятями и ерами. «Нефть и что из нея получается». Автор — инженер Я. Я. Никитинский. Издана в Москве в 1880 году. На странице 28 читаем: «Переработка нефти главным образом направлена на получение именно керосина, который начал употребляться для освещения с конца пятидесятых годов и теперь идет для этой цели в громадных количествах. С каждым годом употребление керосина все более и более распространяется; это и понятно: стоит только сравнить стоимость освещения керосином и другими материалами. Стеариновой свечи... сгорает в час на 1,5 копейки, сальной свечи... на 1,2 копейки, а керосина, при такой горелке, которая светит все равно, что 6 стеариновых свечей вместе — немногим более чем на 0,3 копейки». Правда тут же, несколькими строками ниже, находим предостережение: «С увеличением употребления керосина возрастает число несчастных случаев от его воспламенения, для предупреждения которых необходимо: во-первых, уметь испытать доброкачественность керосина, и, во-вторых, — правильно сжигать его в лампах». Далее следует наставление, как испытывать и правильно сжигать керосин... Керосин ставил проблемы. Впрочем, само слово «керосин» в то время только входило в употребление. Чаще пользовались другим словом «фотоген», которое переводится как «свет рождающий». А химически фотоген был той же самой смесью жидких углеводородов нефти, кипящих при температуре от 150 до 300°С, плюс незначительные добавки органических соединений других классов — нафтеновых кислот, смол и т. д. Фотоген получали перегонкой нефти. Первый в мире нефтеперерабатывающий завод был построен в 1745 году в России, на реке Ухте. История сохранила имя его основателя — Федора Прядунова. Но не Ухтинское, а Бакинское нефтяное месторождение приобрело наибольшее значение в XIX веке. Первый нефтеперегонный завод на Апшероне появился в 1836 году. «В 15 верстах от Баку, у подножья грязного вулкана Бог-Бога и до сих пор стоят какие-то развалины, которые по преданию суть остатки фотогенного завода, на котором горный инженер Воскобойников производил перегонку нефти примерно в 1836— 4 Химия и Жизнь, № 8 25
Керосиновая батарея одного из бакинских заводов. 1924 год I | Ш > -^ -х..рЯВЙ&' ч В" т т i^7 7. "ИГ 1837 гг.» Так говорится в изданном в 1890 году в Тифлисе «Обзоре фабрик и заводов Закавказского края». Завод Н. И. Во- скобойникова просуществовал недолго. В 1839 году он прекратил существование из-за трудностей в перевозке и. хранении перегнанной нефти и, видимо, из-за недостаточного спроса на продукцию, хотя в сутки на этом заводе получали не больше пяти пудов перегнанной нефти. И вряд ли справедливо называть этот завод «фотогенным», как, впрочем, и большой — в масштабах XIX века — завод, основанный В. А. Кокоревым в 1859 году. Первый в Баку собственно керосиновый завод был построен в 1863 году азербайджанцем Джавадом Меликовым. На этом заводе впервые в нефтеперерабатывающей промышленности были использованы холодильники, в которых конденсировались перегнанные нефтепродукты. И этот завод просуществовал недолго, но не из-за малого спроса на фотоген — он попросту не выдержал конкурентной борьбы, ареной которой уже становился Баку. Позднее крупный российский нефтепромышленник В. И. Рагозин писал: «Джавад Меликов, этот темный необразованный человек... является истинным пионером фотогенного производства на Апше- ронском полуострове. Как все люди, которыми овладевала идея, он во есяком начинании видел только средство воплотить идею, и бакинцам казался чудаком и странным человеком. Еще бы не казаться странным, когда человек не искал наживы: отдал до последней копейки все, что имел, не думая о завтрашнем дне, лишь бы достигнуть цели. В истории развития технических производств мы часто встречаемся с подобными чудаками, которые дают толчок производствам, двигают их вперед, но сами остаются не у дел и погибают в нищете и неизвестности...» Вплоть до 1900 года производство фотогена неизменно росло. Но затем в связи с развитием автомобилестроения и электротехники керосин начинает отступать на второй план, а на первый — среди всех нефтепродуктов — выдвигается бензин, тот самый бензин прямой гонки, который до 1883 года бакинские нефтепромышленники 2«
выливали в море или жгли в ямах. Позже, когда появились процессы крекинга, в бензин стали превращать даже часть получаемого керосина. Фотогена! И это громкое эффектное слово стало со временем забываться. Тем не менее, осветительный керосин и в наше время кое-что значит. Его производят и для внутренних целей, и на экспорт. Несколько лет назад в Баку даже была защищена диссертация по осветительному керосину. Аспирант из Индии Кришна Палаваджхала Венката избрал тему— «К разработке технологии производства осветительного керосина для Индии». Осветительный керосин отличается большим содержанием насыщенных углеводородов метанового ряда — от нонана СНз(СН2OСН3, кипящего при 150,8°С, до гептадекана CH3(CH2)i5CH3 с температурой кипения 302,7°С—и ароматических соединений, придающих пламени большую яркость. Слово «керосин», как и «фотоген», — греческого происхождения. «х^ро*:» по- гречески — воск. 2. НА ТРАКТОР! В 1891 году русский инженер В. Г. Шухов изобрел крекинг-процесс, который лег в основу важных методов промышленной переработки нефти — термического и каталитического крекинга. В ходе этих процессов под действием высоких температур, усиленным давлением или присутствием катализатора, молекулы тяжелых углеводородов расщепляются и превращаются в более легкие — предельные и непредельные. Например, содержащийся в керосине гексадекан Ci6H34 при крекинге распадается на октан CsHi8 и октилен CgH^. В нефтепродуктах, полученных крекингом, непредельных углеводородов всегда намного больше, чем в продуктах, полученных прямой гонкой. Сейчас крекингу подвергают самые тяжелые фракции нефти. Но было время, когда спрос на осветительный керосин сначала стабилизовался, потом стал падать, а потребности в бензине все росли. Тогда на крекинг-установки отправляли значительную часть полученного керосина. Крекинг позволил довести выход бензина до 50% первоначального веса нефти, а иногда и больше. В наши дни крекингом получают и керосин. Видите, как сложны «взаимоотношения» керосина и крекинг-процессов: они и создают и уничтожают его. К крекинг- керосиновому противоречию мы еще вернемся, а пока снова перенесемся в прошлое, в начало тридцатых годов нашего века, когда страна Советов только осваивала крекинг в заводских масштабах. Чем тогда был керосин? Академик И. М. Губкин («Учение о нефти», 1932 год): «Керосином мы пользуемся как осветительным материалом, вытеснившим из наших деревень знаменитую лучину, спутницу физической и духовной темноты деревни старой России. Кроме того, в городах им пользуются как горючим веществом для примусов и других видов горелок. В последние годы керосин нашел себе большое применение в сельском хозяйстве; в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания — в тракторах или других сельскохозяйственных машинах — керосин окончательно вытесняет из употребления историческую соху и значительно облегчает непомерно тяжелый труд крестьянина... и ведет непримиримую борьбу с кулаком». Сказано немного высокопарно, но точно. В этой же книге можно найти лучшее описание непрерывной керосиновой батареи — установки, с помощью которой из бакинских нефтей извлекали до 35% керосина. Сейчас эти батареи — прошлое нефтепереработки, их сохранились единицы, потому что трубчатые установки для непрерывной перегонки нефти намного совершеннее. Но в те годы, когда лозунгом дня был призыв «Молодежь — на трактор!» (а именно тогда было написано «Учение о нефти»), непрерывные батареи были главным производителем керосина — уже не только «фотогена», но и горючего для тракторов. Непрерывная керосиновая батарея состояла из 15—20 перегонных кубов, установленных в ряд таким образом, чтобы каждый следующий куб был сантиметров на пятнадцать ниже предыдущего и нефть могла передвигаться по системе самотеком. Прежде чем попасть в первый куб, сырая нефть проходила через подогреватель. Здесь она нагревалась до 100—120°С, и самые легкие ее фракции начинали отгоняться. Их отводили в холодильники, а нефть шла в первый куб, затем во второй, третий и так далее. В каждом следующем кубе температу- 4* 27
pa была выше, чем в предыдущем, и в каждом из них нефть «отдавала» соответствующую фракцию. Из последнего куба вытекал мазут, нагретый примерно до 300°С. Проходя по трубам подогревателя, он отдавал часть своего тепла сырой нефти. А дистилляты — парообразные нефтепродукты, полученные в каждом из кубов, конденсировались и сливались в сборники. Из первых трех-четырех кубов получали бензин разных сортов. Продукцию кубов с пятого по тринадцатый (из пятнадцати) сливали в общие емкости — так получали неочищенный керосин. В двух последних кубах собирались легкие соляровые масла. Они нужны были не только как самостоятельный продукт, их добавками регулировали качество керосина — его внешний вид, удельный вес, температуру вспышки. В полученном таким образом керосине, кроме углеводородов — предельных, непредельных, циклических, ароматических, — есть примесь нафтеновых кислот, смол, сернистых соединений. Все они, как, впрочем, и непредельные углеводороды, для керосина вредны. Не очищенный от них керосин горит коптя, а при хранении желтеет, в нем появляется осадок — непредельные углеводороды полимеризуются, смолы тоже твердый продукт, да и механические примеси не исключены. Керосину как горючему двигателей внутреннего сгорания эти примеси опасны не только потому, что дают нагар. Некоторые из них, и в первую очередь органические кислоты и сернистые соединения, способствуют коррозии металла; особенно — при высоких температурах, развивающихся в процессе работы двигателя. Поэтому керосин обязательно подвергают очистке в специальных аппаратах. Его счищают сначала крепкой серной кислотой, затем едким натром. Стадию очистки проходит и керосин, полученный в современных трубчатых установках для непрерывной перегонки нефти. Об этих установках рассказывать не будем, их описание и схема есть в школьном учебнике органической химии. 3. РЕАКТИВНОЕ ТОПЛИВО Какими только прозвищами не награждали ПО-2 — немало потрудившийся до войны и в годы войны маленький биплан конструкции Н. Н. Поликарпова. «Небесный тихоход», «кукурузник», даже «керосинка»... Последнее, кстати, совершенно не верно. ПО-2 летал на чистом авиационном бензине, а керосинкой скорее можно назвать ТУ-104 или любой другой современный реактивный лайнер. Краткая химическая энциклопедия, том IV, год издания 1965: «Наиболее распространенными топ л ивам и для реактивных двигателей являются керосиновые фракции нефти...» Этим и объясняется «крекинг-керосиновое противоречие», упомянутое в предыдущей заметке: в последние десятилетия потребность в керосине многократно увеличилась. В качестве реактивных топлив используют почти исключительно керосин прямой гонки, а на другие цели идет и керосин, полученный крекингом. Почему авиаконструкторы предпочли вдруг керосин проверенному бензину? Прежде всего потому, что для разных типов двигателей нужны разные топлива. Качество топлива для карбюраторных двигателей определяется в первую очередь октановым числом — показателем детонационной стойкости — и теплотворной способностью, которая у большинства жидких углеводородных топлив примерно одинакова. Сравнительно большая летучесть бензина для двигателей этого типа скорее подспорье, чем помеха. Реактивный двигатель, в принципе, очень прост. В камеру сгорания поступает сжатый воздух. Туда же через форсунку впрыскивается жидкое топливо. Образующаяся смесь воспламеняется и моментально сгорает, при этом развиваются температуры порядка полутора-двух тысяч градусов, и продукты горения вместе с неиспользованным воздухом приобретают огромную кинетическую энергию. Вырвавшись из камеры сгорания, они с большой скоростью выбрасываются через сопло — так создается реактивное движение. Для этих двигателей октановое число топлива уже не имеет решающего значения. Здесь важны прежде всего его физико-химические свойства, а по ним (в условиях нынешнего, по старым меркам — сверхскоростного, сверхвысотного и сверхдальнего полета) бензин «не проходит». Для реактивной авиации совершенно неприемлемо поведение бензина в условиях повышенных температур и пониженных 28
давлений. Температура кипения керосинов при нормальных условиях — от 150 до 315°С, а бензинов —от 40 до 180°С. Если бы реактивные самолеты летали на бензине, их «потолок» был бы намного ниже. Или пришлось бы сверхтщательно герметизировать баки и топливную систему, а это — усложнение конструкции, увеличение веса. При полете с большими скоростями топливо заметно нагревается. Даже при скоростях меньше скорости звука в топливных насосах и топливно-масляном радиаторе оно может нагреться до 100—120°С. Но ведь есть еще и аэродинамический нагрев— от трения самолета о воздух, и чем больше скорость, тем этот нагрев больше. При скорости, равной двум М*, температура топлива поднимается до 200—230°С. Ясно, что в таких условиях бензин — совсем не подходящее топливо. Он закипит, а результат — потери, паровые пробки в топливной системе, огромная пожароопас- ность. Низкая температура кипения бензина стала одной из причин появления авиационных керосинов. Причина важная, но далеко не единственная. К реактивным топливам предъявляются десятки требований, ГОСТ на них, напечатанный мельчайшим шрифтом, занимает несколько страниц. И всем этим требованиям удовлетворяет тщательно очищенный керосин прямой гонки с определенными присадками. Назначение присадок — улучшить то или иное из эксплуатационных свойств. К тому же, нельзя забывать об экономике. Реактивное топливо расходуется в огромных количествах. Современный реактивный двигатель за час работы «пожирает» до 18 тонн горючего! А при перегонке нефти бензина образуется намного меньше, чем керосина. Важнейший способ улучшения качества реактивных топлив — гидроочистка. Когда слышишь это слово впервые, кажется, что оно означает очистку водой — гидро... Но вода тут ни при чем: гидроочистка — процесс гидрирования, насыщения водородом. Водородом облагораживают различные соединения, содержащиеся в нефтепродуктах. Процесс этот — каталитический, он идет при температуре 300—425СС и под * М — число Маха, отношение скорости полета аппарата к скорости звука, равной при 0°С и атмосферном давлении примерно 1195 километрам в час. давлением водорода от 4 до 70 атмосфер. В ходе гидроочистки непредельные соединения, склонные к полимеризации и образованию осадка, «насыщаются» водородом и превращаются в предельные. Частично разрушаются циклические молекулы, а это тоже хорошо — ароматические углеводороды дают больший нагар, чем углеводороды метанового ряда, и их содержание не должно превышать 20—25%. В реактивных топливах, даже полученных из сернистых нефтей, не должно быть элементарной серы, ГОСТом ограничивается и содержание сернистых соединений— не больше 0,25%. Это понятно: и сера и сернистые соединения — коррозион- ноактивные вещества. В процессе гидроочистки элементарная сера и большая часть связанной серы превращается в сероводород и удаляется из топлива. Может возникнуть вопрос: почему используется керосин, а не более тяжелые нефтяные фракции? Ведь при скорости от трех М и выше аэродинамический нагрев может «вскипятить» и керосин. В этом случае приходится идти на усложнение конструкции. Можно, конечно, воспользоваться более тяжелым углеводородным топливом, хотя распылять его через форсунки намного сложнее. В гражданской авиации такое топливо пока не применяется. Есть в нашей стране топлива «расширенного фракционного состава», но они ближе к бензину, чем к дизельным топливам. Назначение этих топлив — расширить топливные ресурсы реактивной авиации. У этих топлив немало достоинств, но эталонным по-прежнему считается Т-1—реактивное топливо типа керосина. Так «фотоген» превратился в горючее для реактивных самолетов. И ракет — тоже. Известно, что в американских ракетах «Атлас» горючим служит смесь керосиновой и бензиновой фракции нефти, а первые ступени ракет «Сатурн» и «Авангард» работают на чистом керосине. Вот каков сегодня диапазон применения керосина: от примусов — до реактивного лайнера, от старинных ламп — до космических ракет. Интересно, чего у нас сейчас больше: керосиновых ламп или реактивных самолетов? Инженер В. В. СТАНИЦЫН 20
СТРАНИЦЫ РАЗНЫХ МНЕНИЙ АНТИМИРЫ- НАШИ СОСЕДИ? X. АЛЬФВЕН Рисунки Ю. КУПЕРМАНА Открытие антивещества весьма обеспокоило, я бы даже сказал — взбудоражило физиков, астрономов и некоторых других ученых. Их преследовала мысль: если существует антивещество, то для симметрии мы можем себе представить, что Вселенная состоит из равных частей вещества и антивещества. Эта идея порождала новые трудные вопросы... Не может существовать система, наполовину состоящая из вещества, а наполовину — из антивещества; эти два вида материи аннигилировали бы друг с другом. Если даже предположить, что имеются две системы — Вселенная и Антивселенная, — то что же может помешать им встретиться и уничтожить друг друга? Какой путь эволюции создал и разделил эти два вида материи? В этой статье я хочу познакомить читателей с космологической теорией шведского астрофизика Оскара Клейна. Клейн работает над нею уже несколько лет, но для большинства читателей теория будет новой, так как до сих пор она привлекала внимание лишь узкого круга специалистов. Его гипотеза мне представляется чрезвычайно интересной, хорошо обоснованной Хан пес Альфвен — профессор физики Королевского технологического института в Стокгольме. Многие годы работает в области магнитогидродинамики и физики плазмы. Его именем названы магнитогидродинамические волны («волны Альфвена»). Наиболее известные труды: «О происхождении небесной системы», «Космическая электродинамика», «Миры и антимиры». и не содержащей примеси научной фантастики. «ПРИРОДОЙ УПРАВЛЯЕТ УНИВЕРСАЛЬНАЯ СИММЕТРИЯ» Чтобы кратко изложить новую теорию и проблемы, которые она пытается решить, необходимо небольшое введение. Последние несколько столетий астрономия и физика работают в тесном сотрудничестве. Исследования строения вещества в лабораториях способствовали макроскопическому изучению строения Вселенной. Еще Исаак Ньютон исследовал законы движения и гравитации, дал точное описание солнечной системы и движения планет. Развитие спектроскопии дало возможность объяснить химический состав и физическое состояние звезд. Исследование ядерных реакций раскрыло механизм, посредством которого звезды «производят» свою энергию; выяснилась ясная и подробная картина природного термоядерного реактора, работающего внутри звезд — но, к сожалению, еще не в лабораториях! В начале двадцатого столетия физики сделали открытие, расстроившее философов и космологов, убежденных, что природой управляет универсальная симметрия. Физики обнаружили, что в то время, как единица отрицательного электрического заряда представлена электроном, единицу положительного заряда несет в себе протон, частица, в 1840 раз более тяжелая, чем электрон. 30
Гипотеза происхождения Вселенной путем «большого взрыва» объясняет наблюдаемое астрономами удаление галактик со скоростью, пропорциональной их расстояниям от наблюдателя; при этом ученые исходят из предположения, что Вселенная была создана в результате взрыва чрезвычайно плотной праматерии. Гипотеза «большого взрыва» не предусматривает существования антивещества Философы удивились. Почему положительный и отрицательный заряды должны быть связаны с различными массами? Может быть, следует считать, что одинаковые и противоположные заряды представляются одинаковыми и противоположными частицами? ПРЕДСКАЗАНИЕ АСТРОФИЗИКОВ: ВОЗМОЖЕН «АНТИМИР», А ЗНАЧИТ — И «АНТИЖИЗНЬ» Поборники симметрии оказались правы. Всемирно известный ученый Поль Адриен Морис Дирак на математической основе предсказал, что у электрона обязательно должен быть антипод с такой же массой. В 1932 году позитрон был обнаружен и идентифицирован на опыте. Последовали долгие, дорогостоящие и успешные поиски других античастиц. С помощью больших ускорителей был создан антипротон. Было установлено, что у каждой заряженной частицы, масса которой больше электронной и меньше протонной, имеется двойник с противоположным зарядом. Симметрия между частицами и античастицами стала фундаментальным принципом физики. #£ По гипотезе, предложенной шведским физиком Оскаром Клейном, предполагается, что в «начальном состоянии» Вселенная состояла из разреженного газа частиц и античастиц, который под влиянием гравитации сжимался и затем расширялся в результате давления излучения. Эта гипотеза допускает существование как галактик (черные линии), так и антигалактик (белые линии) V / :и
За античастицами, естественно, следуют антиатомы. Было высказано предположение, что комбинация антипротона с позитроном должна образовать атом антиводорода. Он, по предположениям, обладает почти теми же свойствами, что и атом обычного водорода (например, излучает свет тех же длин волн). В свою очередь, атомы антиводорода должны объединяться в молекулы антиводорода и образовывать газ с типичными свойствами обычного водорода (сжижающийся при —252°С и т. п.). Подобным же образом античастицы могут составить и все более тяжелые элементы. Антикислород при таком предположении состоит из ядра, содержащего восемь антипротонов и восемь антинейтронов, окруженного восемью позитронами. Все элементы, вплоть до урана, по этой гипотезе могут образовать «антимир», включая, в принципе, и «антижизнь». СУЩЕСТВУЕТ ЛИ АНТИВЕЩЕСТВО В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ? Несомненно, с улучшением техники ускорителей удастся перейти от создания античастиц к построению более сложных форм антивещества. Более двух лет назад физики Брукхей- венской национальной лаборатории (США) объединили антипротон с антинейтроном в антидейтрон — двойник ядра обычного тяжелого водорода. Это достижение принесло ученым большое удовлетворение, но не было для них неожиданностью. Ученые, занимающиеся космологией, начали проверять возможность существования антивещества в космическом масштабе. Оскар Клейн подошел к этому вопросу, отправляясь от двух основных предпосылок. Одна: Вселенная в целом состоит из равных количеств вещества и антивещества. Другая: ею управляют известные законы физики. А это означает, в свою очередь, что правдоподобную картину Вселенной можно получить, не постулируя новых законов природы. Здесь мы сталкиваемся с вопросом о природе развития Вселенной. Очевидно, если антивещество существует в большом масштабе, то общепринятые теории происхождения Вселенной (теория «большого Атомы и антиатомы тождественны во всех отношениях, за исключением заряда. Атомы состоят из положительно заряженных протонов (большие черные точки), отрицательно заряженных электронов (маленькие черные точки) и незаряженных нейтронов (большие белые точки). Антиатомы состоят из отрицательно заряженных антипротонов (большие черные кружки), положительно заряженных позитронов (меньшие черные кружки) и незаряженных антинейтронов (белые кружки). Антидейтрон (ядро тяжелого антиводорода) наблюдался в 1965 году сотрудниками Брукхейвенской национальной лаборатории 32
:■#*■>?; ■<*>_ *ЙЦ~* Согласно гипотезе Оскара Клейна, изначальная метагалактика представляла собой разреженную плазму, содержащую протоны и антипротоны (а, может быть, также электроны и позитроны). В начальном состоянии сферическое метагалактическое облако имело радиус примерно в триллион световых лет, а плотность была столь низкой, что частицы и античастицы практически никогда не сталкивались друг с другом A). Гравитация принуждала облако очень медленно сжиматься, до тех пор, пока оно не достигло радиуса в несколько миллиардов световых лет. На этой стадии протоны и антипротоны начали сталкиваться, образуя электромагнитное излучение B). Когда радиус облака сократился примерно до миллиарда световых лет, излучение, возникающее из протон-антипротонной аннигиляции, стало столь сильным, что радиационное давление начало превосходить гравитационное притяжение C). Затем облако начало расширяться, завершая свое разделение на области вещества и антивещества D). Этот вид радиационного взрыва лучше согласуется с физическими процессами, чем <(большой взрыв» взрыва» и теория «стационарного состояния») отпадают. Как известно, теория «большого взрыва» предполагает, что Вселенная берет начало от гипотетического исходного вещества («праматерии»), или от чрезвычайно плотного шара, состоящего из обычного вещества. Если бы наряду с веществом первоначальное ядро содержало и антивещество, оно проаннигилировало бы с самим собой; «большой взрыв» был бы слишком большим! Что же касается теории «стационарного состояния», основанной на концепции непрерывного рождения вещества, то она также не допускает рождения антивещества. Теория Клейна предусматривает, что в своем «начальном состоянии» Вселенная состояла из чрезвычайно разреженного облака газа, или, точнее, из плазмы электризованных частиц. (Назовем ее биплазмой, потому что в ней содержатся как частицы, так и античастицы.) Эти частицы — только протоны и антипротоны; но изначальное облако могло содержать также электроны и позитроны. Мы не можем сказать, откуда произош- 5 Химия и Жизнь, № 8 33
Сталкивающиеся протон и антипротон A) аннигилируют, превращаясь в быстро распадающиеся мезон и антимезон B). При этом испускаются нейтрино, антинейтрино и гамма- излучение и возникают электроны и позитроны C) ло облако биплазмы (равно как и теория «большого взрыва» не пытается объяснить, откуда взялась первоначальная прамате- рия). Мы лишь предполагаем, что облако существовало, а затем начало медленно сжиматься под воздействием гравитации. Чтобы упростить вычисления, Клейн предположил, что облако имеет форму сферы и что частицы (обычные и античастицы) распределены в нем с однородной плотностью. Облако имеет радиус, скажем, в триллион световых лет, а плотность его составляет не более одной частицы на миллион кубических метров. При такой разбросанности частицы и античастицы никогда не сталкиваются друг с другом. Когда облако сокращается до радиуса в несколько миллиардов световых лет, частицы все еще находятся далеко друг от друга, но время от времени протон и антипротон непременно сталкиваются. При их взаимной аннигиляции освобождается энергия, главным образом в виде излучения. По мере того, как продолжается сжатие, столкновения все более и более учащаются и все сильнее возрастает давление излучения. Если радиус облака сокращается примерно до миллиарда световых лет, излучение становится столь сильным, что оно преодолевает гравитационное притяжение. Облако, включающее галактики, сконденсировавшиеся внутри него к тому времени, начинает расширяться. И следствие этого — расширяющаяся Вселенная, которую мы теперь наблюдаем,. ОСКАР КЛЕЙН УТВЕРЖДАЕТ: «РАСШИРЕНИЕ ПРОИСХОДИТ ВСЛЕДСТВИЕ ВЗРЫВА» Можно сказать, что, как и по теории «большого взрыва», по теории Клейна расширение происходит вследствие взрыва; это некая разновидность радиационного (излучающего) взрыва, возникающего из-за аннигиляции частиц. Это расширение лучше согласуется с известными нам физическими процессами, чем теория «большого взрыва», которая предполагает, что вначале вещество было «упаковано» до невообразимой плотности посредством некоего процесса, выходящего за рамки нашего понимания. Концепция Клейна привлекает лишь Столкновение электрона и позитрона A) также приводит к взаимной аннигиляции и сопровождается испусканием гамма- излучения B). Аннигилирующие частицы показаны кружками 34
Явление Лейденфроста схематически показывает разделение вещества и антивещества во Вселенной. Обычно этот термин употребляется для описания поведения капли жидкости, помещенной на горячую плиту (вверху). Если температура плиты немного выше точки кипения воды, то капля испарится почти мгновенно. Если же температура плиты па несколько сот градусов выше и плита бо- статочно вогнута, чтобы вода не растекалась, капля не закипит в течение нескольких минут! Слой пара изолирует каплю от горячей плиты. Подобным же образом горячий изолирующий слой Лейденфроста мог бы быть образован на поверхности раздела между миром вещества и миром антивещества. Такой слой мог бы быть создан реакциями аннигиляции частиц с античастицами, встречающимися па поверхности раздела. Столкновения между протонами и антипротонами давали бы электроны и позитроны высокой энергии, двигающиеся по спирали вокруг линий магнит- ного поля в слое, испускающем радиоволны хорошо известные явления гравитации и образования излучения. Вычисления, основанные на теории Клейна, вполне согласуются с некоторыми наблюдаемыми особенностями нашей Вселенной (например, с соотношением между средней плотностью вещества и скоростью расширения в различных областях). Клейн называет Вселенную, в которой мы живем, метагалактикой. Она, по его мнению, включает все галактики, которые обнаружены, и, несомненно, множество других, еще не обнаруженных галактик. Согласно теории «большого взрыва», это скопление галактик, числом, вероятно, в десять миллиардов, составляет всю Вселенную. Клейн предполагает, что могут быть и другие метагалактики вне нашей. МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ПЛАЗМА В общих чертах предложенная Клейном модель развития Вселенной весьма удовлетворительна (в том смысле, что она основывается лишь на известных физических принципах и согласуется с наблюдаемыми 5* 35
Интенсивная радиозвезда, обозначенная ЗС273, может черпать свою чудовищную энергию радиоизлучения из аннигиляции материи с антиматерией в ее плотной внутренней области. Выступающая струя наводит на мысль о взрыве фактами). Теперь нам нужно подойти к решающим вопросам о том, как вещество отделилось от антивещества и каким образом они держатся отдельно, поскольку они должны образовать устойчивые миры. Ответ на первый вопрос далеко не ясен. Теория требует, чтобы в биплазме присутствовали магнитные поля — либо в начальном состоянии, либо при развитии облака. Можно предположить, что при совместном действии гравитации и электромагнитных сил, в процессе, по существу похожем на электролиз, протоны и электроны могут собраться в одних областях, а антипротоны и позитроны — в других. Еще многое предстоит прояснить в деталях этого процесса, и я не буду вдаваться в подробности неясного сейчас предмета. Второй вопрос разработан более подробно. Анализируя его, мы приходим к выводу, что возможные антимиры могли бы существовать наряду с нашим собственным видом мира даже в пределах нашей Галактики. Это заключение основано на принципе, известном под названием «явления Л ей денфроста ». Если пролить воду на горячую плиту с температурой чуть выше точки кипения, то вода очень быстро испарится. Но если температура плиты будет намного выше 100°С, а поверхность плиты — несколько вогнута (чтобы вода удерживалась, не растекаясь), то ложка воды, вылитая из нее, не выкипит в течение десяти минут. Быстрое испарение воды на поверхности раздела образует тонкий слой пара, который изолирует основную массу воды от горячей плиты. Это явление, открытое Лейденфростом, иногда создает помехи в высокотемпературных котлах... Подобным же образом вещество и антивещество могут удерживаться на некотором расстоянии друг от друга очень горячим слоем, находящимся на поверхности раздела между ними. Горячий слой возникает в реакциях аннигиляции между частицами и античастицами, встречающимися на поверхности раздела. Мы знаем, что огромные области пространства вокруг планет Солнечной системы, вокруг звезд и даже вокруг галактик заняты тонкими облаками плазмы, расположенной в магнитных полях. Пусть такая плазма граничит в космическом пространстве, скажем, с намагниченной антиплазмой, окружающей тело из антивещества. Столкновения между протонами и антипротонами будут создавать в качестве 36
конечного продукта их взаимной аннигиляции электроны и позитроны высокой энергии. Эти частицы будут двигаться по спирали вокруг линий магнитных полей и образуют чрезвычайно горячий слой би- плазмы, в которой электроны и позитроны продолжают аннигилировать друг с другом. Такой слой служил бы своего рода завесой между веществом и антивеществом и изолировал бы миры друг от друга. АНТИМИРЫ — НАШИ СОСЕДИ? Все это ставит нас перед вполне определенной возможностью того, что в астрономических масштабах антимиры могут быть даже нашими соседями. В принципе не исключено, что туманность Андромеды — галактика, ближайшая к нашей,— или даже некоторые звезды внутри нашей собственной Галактики состоят из антивещества. Как можно, глядя на звезды в ночном небе, сказать, из вещества или антивещества они состоят? Тела из антивещества испускают точно такие же спектры, как и тела из вещества... По сути дела, остается допустить, что у нас нет убедительного доказательства, состоит ли какой-либо небесный объект из вещества или из антивещества. Рассмотрим, например, Вегу, самую яркую звезду в северном полушарии. Если бы она состояла из антивещества, то по виду она ничем бы не отличалась от той звезды, которую мы видим. Кроме света, приходящего от Беги, от звезды можно получить некоторые очень энергичные лучи; но о природе этого вещества ничего нельзя сказать, так как нет способа узнать, являются ли чрезвычайно энергичные космические частицы, ударяющиеся о верхний слой нашей атмосферы, частицами или античастицами. Неужели в таком случае нет никакой возможности определить, существует ли антивещество вне нашего мира? Одна такая возможность возникает. Мы могли бы узнать, присутствует ли антивещество в космическом пространстве, обнаружив некоторое специфическое излучение из тех областей биплазмы, где вещество смешивается с антивеществом. Вполне возможно, что лейденфростовы «завесы» из биплазмы, если они существуют, настолько тонки, что излучаемой ими энергии недостаточно, чтобы обнаружить это излучение на Земле. Но поскольку метагалактика развилась из плазмы, то, согласно космологии Клейна, следовало бы ожидать, что некоторые области пространства находятся именно в этом состоянии. Какие же виды энергии излучались бы из намагниченной биплазмы, в которой происходит аннигиляция частиц с античастицами? Когда протон сталкивается с антипротоном, процесс аннигиляции создает некоторое число мезонов, мгновенно распадающихся по сложной цепочке последовательных превращений. Первоначальные части* цы за несколько микросекунд после столкновения превращаются в энергию (в виде гамма-лучей, нейтрино, одного-двух электронов и одного-двух позитронов). Начальная энергия покоя протона и антипротона составляет 1800 миллионов электронвольт (по 900 миллионов на каждый). При превращении половина полной энергии идет на излучение нейтрино. Этот вид энергии очень трудно обнаружить, и мы должны отказаться от надежды перехватить ее в значительном количестве. Четвертая часть полной энергии, возникающей из превращения, приходится на гамма-лучи. В принципе это излучение можно было бы обнаружить с помощью приборов (например, сцинтилляционных счетчиков), но его пришлось бы перехватывать только в космической лаборатории, поскольку гамма-лучи рассеиваются и поглощаются земной атмосферой, и во всяком случае лишь чрезвычайно малая доля гамма-излучения из биплазмы могла бы быть захвачена и зарегистрирована таким счетчиком. КОСМОЛОГИЯ ОТВЕТИТ НА ЭТИ ВОПРОСЫ Итак, остается последняя четверть энергии, освободившаяся при превращении, которая уносится электронами и позитронами (главным образом, в виде кинетической энергии). Энергичные электроны и позитроны будут двигаться по спирали в магнитном поле биплазмы, испуская при этом радиоволны так называемого синхро- тронного излучения. Частицы будут терять большую часть своей энергии в виде радиоизлучения. Радиоволны будут проникать через земную атмосферу и могут быть уловлены огромными антеннами радиотелескопов. Благодаря этому обстоятельству, обнаружить радиоизлучение в 10 мил- 37
лионов раз легче, чем гамма-излучение биплазмы. Итак, радиотелескопы дают наилучшую возможность обнаружить биплазму в космическом пространстве, если она существует. Они могут регистрировать такие излучающие источники, как радиозвезды. Может быть, в этом объяснение загадочных квазаров, которые излучают интенсивные радиоволны. Представляется вполне возможным, что некоторые, если не все, звездоподобные небесные радиообъекты, включая квазары, — результат аннигиляции вещества с антивеществом. Недавние теоретические вычисления Б. Бонневье, А. Г. Экспонга и Н. К. Ямданьи свидетельствуют в пользу этой идеи. Полученный этими учеными спектр радиоизлучения гипотетической намагниченной биплазмы разумно согласуется со спектрами обычных радиозвезд. Перевод с английского из журнала «Scientific American» A967, № 4) кандидата физико-математических наук В. И. ОВЧАРЕНКО Редакция попросила прокомментировать статью X. Альфвена советских ученых. Приводим их мнения. ИНТЕРЕСНАЯ ГИПОТЕЗА В статье X. Альфвена дается популярное изложение гипотезы шведского ученого О. Клейна — о возможном существовании антивещества во Вселенной. Антивещество вполне тождественно веществу по своим гравитационным свойствам и по характеру испускания электромагнитного излучения и других частиц. (В науке сейчас известно одно исключение: кривая распада весьма нестабильного, с временем жизни ~ 10~10 сек, &0-мезона немного отличается от кривой распада анти-£0-мезона.) Поэтому, изучая свет и другие электромагнитные волны, излучаемые звездой, мы не можем сказать, состоит ли эта звезда из вещества или антивещества. Следовательно, не исключено, что во Вселенной, наряду с i-алактиками, состоящими из вещества, имеются галактики, состоящие из антивещества. В настоящее время нет никаких убедительных данных, опровергающих или подтверждающих такую возможность. Некоторые ученые считают, что гипотеза о существовании антигалактик во Вселенной несовместима с гигантскими плотностями вещества, существовавшего, как предполагается, в далеком прошлом — согласно гипотезе расширяющейся Вселенной. Явление «разбегания галактик» было открыто в 1924 году американскими астрономами Э. Хабблом и А. Хьюмассоном. При некоторых предположениях о начальном состоянии такое расширение Вселенной вытекает и из теоретических вычислений советского физика А. А. Фридмана (его работы 1924 года). Расширение Вселенной в настоящее время происходит с такой скоростью, что, мысленно продолжая этот процесс в прошлое, можно прийти к заключению, что 10—14 миллиардов лет тому назад плотность Вселенной превышала плотность вещества в атомных ядрах. Однако, по-моему, весьма сомнительна законность такой экстраполяции в далекое прошлое. Есть и другое мнение: что Вселенная пульсирует и в настоящее время находится в стадии расширения. Итак, в космологии, науке о Вселенной в целом, имеется много вопросов, для ответа на которые нужны новые наблюдения (в частности, со спутников и межпланетных станций) и какие-то новые идеи и гипотезы. В связи с этим, на мой взгляд, представляет большой интерес и космологическая гипотеза, предложенная шведскими учеными. Академик АН УССР А. С. ДАВЫДОВ 38
НЕКОТОРЫЕ ДОВОДЫ ПРОТИВ Сторонники гипотезы существования антимиров исходят из предположения: если симметричны свойства частиц и античастиц, то должен быть симметричен и мир, то есть в нем должно быть одинаковое число частиц и античастиц. Между тем, это вовсе не обязательно. Состав вещества зависит не только от свойств частиц, но и от так называемых начальных условий. Например, свойства органических молекул симметричны относительно молекул, являющихся их зеркальным отражением; при лабораторных реакциях те и другие появляются в равных количествах. Но в живых организмах встречаются белковые соединения только «левой» ориентации, а симметричные «правые» молекулы отсутствуют. Значит, асимметрия мира, преобладание обычного вещества, не противоречит симметрии свойств частиц. Вопрос о существовании антивещества должен быть решен наблюдениями, общих соображений здесь явно недостаточно. Пока нет ни одного прямого до- ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! БЕЗ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ Сорбиновую кислоту — превосходное бактерицидное средство — получеют обычно взаимодействием кротонового альдегида с ке- тоном, веществом токсичным и взрывоопасным. Есть и другие способы, но все они либо дороги, либо опасны. Работники Новокуйбышевского филиала Научно-исследовательского института синтетических спиртов и органических продуктов задались целью получить сорбиновую кислоту из доступного и нетоксичного сырья. Эта цель была достигнута так: конденсацией кротонового альдегида с ацетоном получили кротонилиден- ацетон, а его обрабатывали ги- казательства существования в природе античастиц, кроме тех, которые рождаются при столкновениях космических лучей высокой энергии или в ускорителях. Правда, нет и уверенных данных, опровергающих существование антивещества... Один из наиболее чувствительных методов, с помощью которого можно искать антивещество,— это наблюдение 7~лУче^» рождающихся при аннигиляции. Если даже антивещество находится не в разреженном газе, а в плотном, например в отдельных звездах, то и здесь происходит обмен между звездой и окружающим газом, например выброс газа из звезды. Если же окружающий газ — обычное вещество, то должна происходить аннигиляция, будут образовываться f-лучи. Другой аргумент против значительного количества антивещества в Галактике дают космические лучи. Они проходят в Галактике большие расстояния и отражают усредненный состав источников этих лучей. Из соврет похлоритом натрия. В результате получилась сорбиновая кислота с сильным бактерицидным действием. Выход кислоты — до 90%. «Журнал прикладной химии», 1967, № 5 НИКЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ Применение при никелировании только растворов хлоридов, как известно, дает непластичные осадки темного цвета. Однако при использовании таких растворов производительность технологического процесса очень велика, и это сулит большие экономические выгоды. Изучение влияния переменно* менных данных о космических лучах следует, что античастиц гораздо меньше, чем обычных частиц, хотя нельзя исключить некоторую примесь античастиц, особенно для более энергичных космических лучей, которые изучены хуже. Таким образом, в Галактике нет большого количества антивещества, хотя точность наблюдений пока недостаточна, чтобы исключить его совсем. Опровергнуть предположение о целой Галактике из антивещества труднее, хотя и здесь могут быть процессы аннигиляции газа, захватываемого Галактикой из окружающего пространства. Конкретный расчет таких процессов провести нельзя, не зная структуры магнитных полей и других параметров. Пока еще нельзя ни доказать, ни опровергнуть гипотезу об антивеществе. Но за его существование нет никаких свидетельств, а против — есть некоторые доводы. Доктор физико-математических наук С. Б. ПИКЕЛЬНЕР го тока на процесс никелирования в растворах хлоридов показало, что на качество покрытия заметно влияет частота тока. Так, при высоких частотах (порядка 400 циклов в секунду и более) осадки никеля в полностью хлорированной ванне становятся мягкими и пластичными (удлинение более 34%)- При низких частотах (ниже 100 циклов в секунду) осадки получаются тверже, но зато они сильнее блестят. «Electroplating and Metal Finishing», 19GG, № 6 ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ 30
ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ВАСИЛЕК Цветок василька — популярнейший элемент орнамента в народных вышивках. Большей частью мастерицы изображают его вместе с колосьями ржи, и это не случайно: василек — злостный сорняк на ржаных и пшеничных полях. Ярко-синие цветки на фоне золотистой ржи — не только красочная картина; они означают, что поле сильно засорено. То, что мы принимаем за цветок василька, — это целое собрание цветков, соцветие- корзинка. Цветочки, собранные в корзинке, неодинаковы. Те, что снаружи, имеют форму воронок с остро вырезанными краями, без пестика и тычинок. Эти-то ярко-синие цветочки — основная прелесть василька, в них содержатся и его лекарственные вещества и пигменты. А внутри корзинки— цветы маленькие, скромные, но для самого василька они гораздо важнее, потому что именно в них находятся пестики и тычинки. Завязь расположена у самого основания цветка. После оплодотворения на ее месте образуется плод — семянка. Семянка василька по форме немного напоминает ржаное зерно, только очень блестящее, гладкое и на верхушке снабженное небольшим хохолком из белых волосков. На первый взгляд может показаться, что этот хохолок служит «парашютом» для полета семени, как, например, у одуванчика. Но для этого хохолок василька слишком мал, и служит он не для полета, а для «ползания». Хохолок — основной орган передвижения семянок. Намокая, он сокращается, а высыхая — удлиняется. Волоски же хохолка имеют направленные в одну сторону зазубрины, которыми они упираются в неровности почвы. При сокращении или удлинении волосков семянка движется в сторону, противоположную направлению зазубрин. Василек — однолетнее растение. После цветения и плодоношения он погибает. При уборке хлебов часто скашиваются и его корзинки со зрелыми семянками. Они настолько тяжелые, что не отвеиваются и остаются в семенном зерне — поэтому-то с засорением полей васильком так трудно бороться. Название цветка часто связывают с человеческим именем. Как рассказывает народная легенда, был у матери единственный сын по имени Василь. Его околдовала и погубила русалка — он превратился в цветок, цветом своим напоминающий глубокую воду. Латинское же название — Centaurea — дал васильку Карл Линней в честь мифических полулюдей-полулошадей. Мудрейший из кентавров Хирон знал силу многих целебных трав, в том числе и василька, и исцелял многих героев мифов. Целебными свойствами у василька обладают краевые ярко- синие цветки, которые и собирают в июле—августе. В их лепестках содержится синее красящее вещество цианин (C27H3|Oi6), относящееся к группе антоцианинов. Это большая группа растительных пигментов синего, красного или фиолетового цветов, представляющих собой соединения Сахаров с основными носителями красящих свойств — антоцианидинами (производными бензопирилия). Антоцианины образуются в тканях многих растений; особенно много их накапливается в тканях, поврежденных, например, низкой температурой, — этим объясняется красный цвет осенних листьев. Антоцианины имеют важное значение в жизни растения: они задерживают ту часть светового спектра, которая не поглощается хлорофиллом, придают цветам и плодам привлекающую насекомых окраску и т. д. Содержит василек и глюкозиды. В народной медицине василек в виде настоя на водке, принимаемого с горячим чаем, считается средством от простуды, потогонным и противолихорадочным. Отвар его пьют от сердцебиения, как мочегонное и употребляют в виде примочек при воспалении слизистой оболочки глаз. Рукопись XVII века «О перепущении вод» указывает на василек и как на средство от бородавок: «Емлем семя ва- сильково толчено, присыпаем к бородавицам, тако корень из них вытянет и их истребит, потом николи же не растут на том же месте». Научная медицина применяет цветки василька как легкое мочегонное в виде настоя и чая (чайную ложку реза ных цветков заваривают в стакане кипящей воды, настаивают 20 минут, охлаждают и процеживают. Принимают по четверти стакана 3 раза в день за 15— 20 минут до еды). Василек также входит в состав сборных мочегонных чаев. Вот один из них (рецепт профессора Н. Г. Полякова): листьев толокнянки—3 части, цветов василька —■ 1 часть, корня солодки — 1 часть; столовую ложку смеси заливают стаканом кипятка, настаивают до полного охлаждения, процеживают и принимают по столовой ложке 3— 4 раза в день. М. Т. МАЗУРЕНКО, Главный ботанический сад АН СССР На вклейке: васильки — черноголовый (справа), синий (в центре) и перистый (слева) 40
•*;v,3r^:r г. *
НАБЛЮДЕНИЯ ЗАГАДКА СКРАПИ Какие только удивительные существа не попадают время от времени на рабочий стол зоолога: летающие рыбы и нелетающие птицы, отроду безногие ящерицы и двухголовые телята! Впрочем, кажущиеся курьезами находки — не монополия зоологов. Они достаются и ботаникам. И даже микробиологи с изумлением убеждаются, что среди микроорганизмов есть, например, любители смазочных масел и каучука. Однако, для биохимика, исследующего химический состав этих диковин, все они — всего лишь вариации одной и той же биологической машины, в которой роль важнейших деталей исполняют белки и нуклеиновые кислоты. Ведь до самого последнего времени не было известно ни одного живого существа, тело которого не содержало бы этих важнейших компонентов живого. И вот загадка скрапи! Скрапи — возбудитель тяжелого заболевания нервной системы овец и коз. Обнаружили скрапи недавно, стали изучать, и опыты принесли данные, ни с чем известным прежде не сообразующиеся. Исследователи из-за них не могут решить, например, можно ли называть скрапи организмом, ибо этот «агент» обладает свойствами, необычными для любого другого живого существа. Размер «элементарной инфицирующей частицы» скрапи поразительно мал: ее диаметр всего семь миллимикрон, то есть приблизительно в тысячу раз меньше, чем диаметр бактериальной клетки и в несколько десятков раз меньше, чем диаметр обычной вирусной частицы. Косвенными методами рассчитано, что молекулярный вес частицы скрапи около 140 000. Выращивать скрапи на культуре клеток ученые до сих пор еще не умеют. Для этого они используют мозг живых лабораторных животных, в котором возбудитель скрапи может размножаться. Выделить препарат частиц скрапи до сих пор никому не удалось. Частицы возбудителя скрапи обладают прямо-таки феноменальной устойчивостью к действию агентов, разрушающих белок и нуклеиновые кислоты: доза ультрафиолета с длиной волны 254 миллимикрона в 5 • 104 эрг/мм2, которая полностью инакти- вирует бактерии и фаги, совершенно на скрапи не действует. Гамма-излучение инактивирует скрапи на 60% только при гигантской дозе— 2,5 мегарада. Именно результаты этих опытов и заставляют сомневаться в том, содержат ли частицы скрапи нуклеиновые кислоты и белок — ибо молекулы белка, ДНК и РНК должны бы разрушаться от лучевого воздействия. А если скрапи не содержит нуклеиновых кислот, как же в таком случае живет и размножается этот странный организм? Ведь ученым пока не известен механизм размножения, идущего без участия нуклеиновых кислот и белка... Может быть скрапи — это инфекционный, способный к самовоспроизведению полисахарид?.. И это — далеко не все вопросы в «загадке скрапи». И кстати, скрапи, по-видимому, не единственное исключение в природе. Ученые полагают, что инфекционные факторы, аналогичные скрапи, вызывают тяжелое поражение нервной системы, известное под названием болезни куру, а также рассеянный склероз. (По материалам журнала «Nature») На е клейке вы видите причудливые создания неживой природы — так называемые «химические водоросли». Их нетрудно вырастить и дома — для этого нужны лишь какой- нибудь стеклянный сосуд (годится и обычный стакан), бутылочка силикатного клея и по несколько кристалликов хлористых солей кальция, никеля, кобальта, марганца... Если эти кристаллики бросить в раствор силикатного клея в воде, то через некоторое время каждый из них прорастет. Кальций даст белые, никель — зеленые, кобальт — фиолетовые, марганец — розовые ростки. Разумеется, такие «водоросли» не имеют ничего общего с настоящими, они растут благодаря особому физико-химическому явлению — осмосу (см. стр. 80) 6 Химия и Жизнь, № 8 41
15 сентября 1968 года исполняется 140 лет со дня рождения Александра Михайловича Бутлерова A828-1886), выдающегося русского химика, создателя теории строения органических веществ.. В 1887 году, вскоре после кончины Александра Михайловича Бутлерова, состоялось заседание Русского химического общества, на котором Владимир Васильевич Марковников произнес яркую речь, посвященную памяти своего учителя. В 1950-е годы, работая в архиве Академии наук СССР, доктор химических наук Ю. С. МУСАБЕКОВ обнаружил в фонде И. А. Каблукова большую неизвестную рукопись, озаглавленную «Московская речь о Бутлерове». На расшифровку текста, написанного неразборчивым почерком, с многочисленными вставками и исправлениями, понадобились два месяца напряженной работы... Изучение содержания, сличение почерков, сопоставление с опубликованными материалами позволили установить, что найденная рукопись не принадлежит перу академика Каблукова, что это — автограф речи Марковникова о Бутлерове. Яркая и своеобразная речь Марковникова безусловно относится к лучшим произведениям о Бутлерове. Предлагаем вниманию читателей сокращенный текст этого произведения. & 11828с! «МОСКОВСКАЯ РЕЧЬ О БУТЛЕРОВЕ» s 'W1 1968% ...У меня нет необходимых данных для полного биографического очерка, и я могу начать лишь почти исключительно с того времени, когда счастливая для меня судьба поставила меня в близкие к нему отношения сначала как ученика, а потом как ближайшего сотрудника и даже как товарища по науке. Начало моего близкого знакомства с Александром Михайловичем совпадает с началом того периода его научной деятельности, когда появились его пер- Полный текст «Московской речи о Бутлерове» напечатан в «Трудах Института истории естествознания и техники». 1956, т. 12, М., Издательство АН СССР. вые труды, обратившие на него внимание ученых. На моих глазах совершался его рост от совершенно неизвестного профессора самого восточного провинциального университета до звезды первой величины на горизонте европейской науки. Я не могу ничего сообщить о первых годах его преподавания в Казанском университете, но уже ко времени начала моего студенчества в этом Университете, то есть в 1857 году, он пользовался репутацией одного из лучших профессоров... Его ясное изложение, облеченное в форму простой, но изящной живой речи, чуждой всяких замашек искусственного ораторского красноречия, постоянно привлекало в его аудиторию многочисленных слушателей, с полным вниманием, но без особого напряжения следивших за его лекциями... Кроме внутреннего содержания лекций Александра Михайловича и способа их изложения, в его пользу подкупала самая наружность профессора. Перед нами являлся молодой, полный жизни лектор, с внешними манерами столь же живыми и изящными, как и его слово. Некоторая сдержанность, которая замечалась все-таки в нашей аудитории, совершенно исчезала, когда он был в лаборатории. Здесь он являлся не только добрым и хорошим учителем, который всегда готов был выслу- 42
Александр Михайлович Бутлеров A828—1886) Владимир Васильевич Марков- никое A838—1904) шать вопрос и дать ответ каждому из практикантов, но он был как бы товарищем всех работающих. Он не прочь был выслушать или сам рассказать какой-нибудь анекдот, и его искренний, звонкий смех покрывал всех остальных. Услышит, бывало, он студента, напевающего тихонько какой- нибудь романс, следя за фракционированной перегонкой, и сейчас же с другого конца лаборатории начинает подпевать своим несколько сиплым тенором. Словом, работая в лаборатории, мы чувствовали себя как дома, совершенно свободными. Но прирожденный Александру Михайловичу такт невольно передавался и всем окружающим, и чувство свободы и непринужденности никогда не переходило границы. В его лаборатории не было места панибратству и вульгарности, а работы каждого шли также своим чередом, хотя в лаборатории царило веселье. Первая его работа относится к 1852 году; в ней описывается действие осмиевой кислоты на некоторые органические соединения: сахар, камедь, дубильную кислоту, салицин и индиго... Работа с осмиевой кислотой, очевидно, сделана под влиянием Клауса, бывшего в то время профессором химии в Казанском университете... Клаус тогда уже приобрел себе известность своими исследованиями семейства платиновых металлов и открытием между ними нового металла рутения, найденного им в уральской платиновой руде. Это был тип немецкого ученого старого времени; человек не только добросовестно, но с увлечением занимавшийся наукой и исследованием местностей, прилегающих к Казанской губернии, но отличавшийся некоторыми добродушными странностями и необыкновенной рассеянностью. После химии любимым его занятием была ботаника, а затем карты. По сохранившимся еще в мое время преданиям, он занимался как бы запоем. То он сидел почти безвыходно в лаборатории над своими исследованиями, причем имел привычку, по рассказам Бутлерова, при растворении платиновых руд в царской водке мешать жидкость прямо всеми пятью пальцами и определял крепость непрореаги- ровавших кислот на вкус. Потом он вдруг бросал лабораторию и с таким же увлечением начинал ботанизировать в окрестностях Казани или же целые дни играл в карты со своим приятелем... Таков был учитель Александра Михайловича, и таковы были условия, при которых он начал свое первое знакомство с химией. Это отсутствие правильной химической школы и направления руководящего профессора, очевидно, было причиной того, что Бутлеров в области экспериментальных исследований не сразу попал на ту дорогу, кото- 6* 43
рая была ему более симпатична. Молодой ученый, как показывают его первые работы, чувствовал более склонности к органической химии, которая уже в то время начала быстро развиваться, представляя обширное поле как для лабораторных исследований, так и для теоретических спекуляций... В это время кафедру технологии в Казанском университете занимал Н. Н. Зинин, впоследствии сотоварищ Бутлерова по Академии наук. Он читал также и органическую химию, но только одним математикам. Зинин, как известно, работал исключительно по органической химии и тогда уже пользовался европейской известностью за открытую им реакцию превращения нитросоединений в искусственные щелочи... Влияние Зинина на химическое развитие Бутлерова несомненно... ...Период научной жизни Бутлерова со времени окончания им курса в Университете до 1857 года совпадает с концом периода отчуждения русской науки от западной... Для многих... это время известно только по рассказам, и большинство уже забыло, как жил культурный русский человек 30-х, 40-х годов и начала 50-х годов, успокаиваемый признаками внешней силы своего отечества и не замечая, как он все более и более покрывался плесенью... Нам объясняли... что русскому человеку нечего брать примера с иностранцев. У нас все хорошее есть дома, а чего недостает — можно получить из-за границы или выписать иноземного мастера; за деньги он все сделает. Мы были убеждены, что это правда. Но чтобы мы как-нибудь нечаянно не оглянулись на Запад, его завесили от нас непроницаемой завесой. Попасть за границу было делом почти сверхъестественным. Это удавалось только очень богатым больным, да и то каждый раз с особого разрешения. К чему привел такой взгляд на... незыблемые основы российского государства, всем известно. Вот с Запада начинает надвигаться на Россию туча, но мы не чувствуем ее приближения. Мы так давно жили в удушливой, спертой атмосфере, что тяжесть атмосферного давления перед бурей переносилась нами совершенно спокойно... Высокая стена, отделявшая Россию от Европы, сразу была разрушена. Теперь нам постоянно твердили: смотрите на Запад, дома вы ничего не найдете, кроме мерзости запустения. Привыкши слушаться команды, мы повернули налево кругом, и нашим заспанным глазам представилась неясная туманная картина культурного Запада. Помогла горю наша литература. Она быстро установила перед нами свои камеробскуры и начала показывать ряд интереснейших картин в два света. Все, что изображало жизнь Запада, освещалось ярко, цветисто, а рядом с этим для контраста показывались картины из русской жизни, где все уродливое при вечернем освещении давало еще более крупные тени. Особенно привлекательно была выставлена западная наука, и мы устремились к ней со всем пылом юношеской страсти, тем более, что сзади нам в догонку раздавались тысячи голосов: помните, что вы далеко отстали! Спешите наверстать упущенное время. Когда тут было разбирать и осматриваться, и мы упивались идеями этой науки, не успевая отличить созревшее от незрелого с привычной нам самоуверенностью, что русский желудок все переварит. Однако он оказался обыкновенным желудком и не переварил сразу массу пищи, внесенной в него после предварительного голодания... Бутлеров был одним из первых русских молодых ученых, воспользовавшихся возможностью ознакомиться ближе с наукой... Он поехал за границу уже с таким запасом знаний, что ему не было надобности доучиваться, как это делало большинство потом командированных за границу. Ему нужно было видеть, как работают мастера науки, проследить зарождение и войти в тот интимный круг идей, которым легко обмениваются ученые при личных разговорах, но очень часто держат их при себе и не делают предметом печати. С основательным запасом научных знаний, и притом владея совершенно свободно французским и немецким языками, ему не трудно было стать на равную ногу с молодыми европейскими учеными и благодаря своим выдающимся способностям избрать свое верное направление... Продолжая свои исследования производных метилена... до 1862 года... Бутлеров... исследует действие открытого им триок- симетилена на различные вещества и получает сахароподоб- ное тело метиленитан и очень интересную кристаллическую щелочь — гекса метилена мин, открывает синтетический способ перехода от метилена к этилену и его гомологам и доказывает, что при действии йодоформа на алкоголят натрия рядом с йодистым метиленом образуется также этиломолоч- ная кислота. Уже на этих работах выразилась характерная черта, замечаемая во всех его остальных исследованиях, — выяснить во всех мельчайших подробностях ход изучаемой реакции, не пренебрегая так называемыми побочными продуктами. Без сомнения, лично для себя он поступил бы выгоднее, не занимаясь подробностями, потому что, перейдя к другим 44
Отрывок из автографа В. В. Марковникова $м4л1/ •4rt***jwr* Л*,- . •<Л,Ы+.1Л.У1 е . U А^и&'Ъ- Г • -> '9$7¥**~yr Job $ / • ,Г -fax* ,„4„ y^J^U/J f.J^.jfiC. Г^,т^ * »* ~y.TJ,., /f^» S?  ^ лА^^У<у/^ ^A, ^«*?V»" -^ Л^* ,»>.» i ,-«$A. _y~ ж .*> * Jt -X? ^ <r.. *tf if v^^^auX л ч*£ ***Д^.**к /Z*L~~~ ******** y^-^w^w^ вопросам, имел бы возможность заявить себя большим числом вновь открытых соединений, но он поступал так вполне сознательно, ибо в разъяснении частностей нередко скрывается путь к правильному объяснению вида реакции, и мы, его ученики, должны только благодарить за данный нам пример не увлекаться погоней за новыми соединениями. Другая характерная черта, проходящая по всем работам Бутлерова, состояла в том, что он всегда стремился к изучению реакций при таких условиях, которые бы оказывали наименьшее влияние на их конечные результаты. Бутлеров стремился сам и учил нас изучать реакции, по возможности устраняя побочные влияния, осложняющие и замедляющие конечный результат. В 1867 году экспериментальные работы Александра Михайловича не выходят еще из той области, в которую он вступил в 1857 году, но по мере того, как его теоретические воззрения более и более расширялись и вступали на самостоятельный путь, он в методах лабораторных исследований является более оригинальным... Молодой казанский химик... продолжает все глубже и глубже вдумываться в догматы своей химической веры, сравнивает ее с прежними учениями и их видоизмененными современными остатками, осматривается в массе ежедневно появляющихся новых открытий и все более и более убеждается, что пророки, которых он слушал, смотрят на сущность химических явлений односторонне, и вот результатом его размышлений является новая теория. В 1861 году Александр Михайлович едет на съезд немецких естествоиспытателей в Шпейере и там в химической секции читает свою статью под скромным названием «Нечто о химическом строении тел». Он начинает прямо с заявления, что теоретическая сторона науки не соответствует более ее фактическому развитию и мы не можем уже довольствоваться объяснениями, которые дает типическая теория. Нужно было иметь достаточно смелости в то время, чтобы сказать, что многие вновь открытые факты указывают на справедливость иных взглядов Берцелиуса, тогда уже всеми оставленных... 45
Как ни полезны были отдельные разъяснения и указания на способ применения теории к различным отдельным группам органических соединений, но отсутствие последовательного проведения ее через всю органическую химию, без сомнения, сильно задерживало ее распространение. Мы, непосредственные ученики Александра Михайловича, не чувствовали этот недостаток, но он явственно замечался у большинства других химиков. Чтобы помочь этому, Бутлеров решает написать учебник в этом направлении. Таким образом появилось в 1864 году его «Введение к подробному изучению органической химии». Это не учебник в обыкновенном смысле, а конспект подробной органической химии, предназначенный для лиц, уже знакомых с фактической частью науки. Мы, конечно, не можем не гордиться, что у нас, на нашем родном языке, появилось впервые подробное изложение учения, которое в течение четверти столетия продолжает оказывать такие блестящие услуги науке... Русских химиков было тогда очень мало. В 1867 году «Введение» издано в Лейпциге на немецком языке. Перевод был сделан в Казани преподавателем Земледельческого училища Решем... Прожив два года в Германии и ознакомившись со многими химиками, я убедился, как было необходимо такое издание. Только немногие усвоили тогда новые взгляды во всем их объеме, и мне не раз приходилось слышать от людей, составивших уже себе имя в науке, такие вопросы, которые объяснялись Александром Михайловичем в его элементарном курсе студентам... Наш очерк ученой деятельности Александра Михайловича был бы не полон, если бы мы не сказали ни слова о том, что сделано им для практического преподавания химии. Химическую лабораторию в Казани Александр Михайлович получил в весьма примитивном состоянии. Ее рабочее помещение состояло только из одной залы в семь окон. В ней было два изразцовых стола, большая печь для прокаливания, горн, песчаная баня и две переносные калильные печи. Вот и все устройство для работ. Тут велись научные исследования, здесь же приготовлялись опыты для лекций, мылась грязная посуда, а за невысокой перегородкой была каморка для знакомого многим казанским студентам старика-служителя Гаврилыча, который по вечерам пускал е ход свою «лабораторию» — тер для продажи нюхательный табак. Студенты работали на окнах. Газу не было. Нагревание шло спиртовыми лампами или углями, а когда приходилось делать органический анализ, то примащивались кое-как на печке для каления. Но не красна изба углами, красна пирогами. В Москве и Петербурге лаборатории были гораздо лучше, однако лишь из Казани вышло открытие рутения, и замечательное исследование Клауса над платиновыми металлами, и классические работы Зинина с искусственным получением анилина и нафтиламина, положившими впоследствии начало громадной промышленности анилиновых красок, — работа, о которой знаменитый Гофман сказал, что ее одной достаточно, чтобы вписать имя Зинина золотыми буквами в историю науки. При такой же обстановке вел свои первые работы и Александр Михайлович. Пример весьм а поучительный, до наглядности ясно показывающий, что при всякой, самой неблагоприятной обстановке можно работать с пользой для науки, если есть желание. Не верьте, если какой-либо ученый вам скажет, что он поставлен в такие условия, что не может работать. Это говорит человек, не имеющий внутреннего побуждения к работе. Благоприятных условий нужно искать прежде всего в себе самом. Немногим была лучше обстановка казанской лаборатории, когда выходящие из нее исследования впоследствии доставили ей почетное место в Европе... Преподавательский талант, искусство экспериментатора, самостоятельная разработка основных теоретических вопросов науки — все это вместе не могло не выразиться особенным влиянием как на учеников Александра Михайловича, так и на других русских химиков. Все они без изъятия признают, что Бутлеров создал самостоятельную школу русских химиков, которая признает его своим главой... Такого широкого значения не имел еще ни один из его предшественников, и если принять во внимание число его учеников и его последователей, то он должен по справедливости считаться отцом русской химии. Ему главным образом обязаны мы тем, что, несмотря на многие неблагоприятные условия для науки в России, несмотря на то, что Запад продолжает смотреть на все русское со значительной долей презрения, русская химия успела в четверть века занять место выше химии многих государств Запада, гордящихся своей древней культурой... В бытность его в Казанском университете, когда имя его достаточно было известно химикам всей Европы, в России его знала только Казань да сравнительно небольшой кружок его учеников, и в 1864 году, когда Петербургский университет искал себе второго профессора, он обратился за этим в Германию. Было бы, однако, ошибочным думать, что эта не- 46
которого рода замкнутость являлась последствием индифферентизма. Будучи искренним и глубоким патриотом, он не мог оставаться равнодушным к крупным явлениям последнего тридцатилетия русской жизни. Это было бы даже совершенно не согласно с его живой, впечатлительной натурой. Но, интересуясь окружающим, иногда возмущаясь некоторыми его явлениями, он чаще всего умел найти в себе основы, если не для примирения с тем, что он находил ненормальным, нехорошим, то по крайней мере для объективного к нему отношения. Но своими коренными, принципиальными убеждениями он никогда не поступался. Тут он оставался твердым и непоколебимым и готов был выступить один против толпы... Независимость своих мнений он готов был отстаивать хотя бы перед целым светом, когда, НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ ■ ХЛОРИСТЫЙ КАЛЬЦИЙ НЕ ПРИ ЧЕМ Я учусь в IX классе. При проведении опыта по получению углекислого газа при действии сопя- ной кислоты на мел на мой костюм попала смесь продуктов реакции (хлористый кальций]. Ничто не помогает в удалении этих зловредных пятен. СаС03 + 2HC1 =- Н2С03 + СаС12 НаОСОз Сдавал костюм в химчистку, и вновь вернули. Просьба к вам, объясните, пожалуйста, какие есть средства, чтобы вывести пятна от хлористого кальция. С уважением к вам И. С. УЛИТИН К сожалению, мы вынуждены огорчить вас: пятно на костюме по его убеждению, вопрос имел серьезное значение. Нужно иметь много силы воли, чтобы решиться выступать публично с мнением, идущим в совершенный разрез с убеждениями всего общества, убеждениями, которые слагались и утверждались традиционно в течение многих веков. На зто могут пойти или бездарная поверхность, обладающая достаточным запасом самомнения, или же люди, всесторонне и зрело обдумавшие как то, что они решают проповедовать, так и то, что проповедь будет разрушать. Для последних шаг этот мыслим только при полном, искреннем убеждении своей правоты и несомненной пользы их учения для человечества... В этой решимости подвергнуться всевозможным оскорблениям, в готовности жертвовать своей популярностью и славой ученого из-за своих убеждений нельзя удалить не удастся, так как оставлено оно не хлористым кальцием. СаС1г — безопасное и растворимое в воде вещество, если бы дело было в нем, то удалить такое пятно было бы проще простого — промыть ткань горячей водой. Но, видимо, в ваших опытах соотношение мела и кислоты не было эквимолекулярным, и избыток кислоты, подействовав на краситель ткани, изменил его окраску. Не исключено, что в дальнейшем ткань на этом месте начнет крошиться и на месте пятна образуется дырка. Это произойдет, если избыток кислоты был слишком большим и кислота разрушила волокна. Вам не остается ничего другого, как тщательно промыть это место теплой водой с мылом, не прибегая к сильному трению, и в будущем быть осторожнее. также не признать высоко благородной черты... Я не знаю, в какой мере удалось мне нарисовать отчетливый облик незабвенного моего учителя... Писал я зто и, глядя на его портрет, думал: все зто слова, слова, а ты, наш милый, дорогой... чувствуешь ли, знаешь ли ты, какую скорбь и горе оставил ты нам, уйдя преждевременно в тот мир, о котором ты так часто размышлял? Что нам делать, чтобы почтить достойно твою память? Если оценят тебя вполне — поставят памятник. Но памятники суть удовлетворение земного тщеславия; они для потомства. Чтобы доставить тебе удовольствие, мы постараемся подражать тебе в твоей глубокой преданности науке и правде. ■ ЧЕМ КРАСИТЬ КОФТУ ИЗ СИНТЕТИКИ Уважаемая редакция! Убедительно прошу вас написать мне,'какими красителями можно перекрасить изделия из шерстеза- менителей (орпона, нитрона]. С уважением М. КОЛКОВ, гор. Ош, Киргизская ССР Отвечает кандидат химических наук Ю. Д. ЗЛАТОПОЛЬСКАЯ Изделия из полиакрилонитриль- ных волокон — нитрона и орло- на — красят и перекрашивают ка- тионными красителями (астразо- нами). К сожалению, в розничную продажу эти красители не поступают, поэтому нужно сдавать изделия из синтетики на фабрики крашения и химчистки. НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ 47
3*1s*»V **/': ffSSrw w*W=c»*' -<ЁМ ***** — }чЛ у№* Л 'л S-Wt -«ЯГ*. -te» j£f)eecSr|3 i^HHAi - -co n w СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ $! (Й ПАТЕНТ ЛЕБЛАНА M. ФИЛИМОНОВА Рисунок Ю. ВАЩЕНКО ПАСМУРНЫМ И ВЕТРЕННЫМ был этот январский день в Париже, Мокрый снег заставлял щурить глаза, ветер лез в рукава пальто, и люди, шедшие за гробом, засовывали руки поглубже в карманы. Надпись на могиле была короткой — самоубийце не полагалось эпитафий: «Никола Леблан. 6 декабря 1742 — 16 января 1806». Имена великих всегда рождают у нас определенные ассоциации. Произнесите «Исаак Ньютон» — и любой школьник начнет загибать пальцы: первый, второй и третий законы механики, закон всемирного тяготения, и еще бином. Имя Леблана известно далеко не всем, но если назвать его человеку, хоть немного знакомому с историей химии, он непременно вспомнит о соде. Конечно, нельзя утверждать, что вся жизнь Никола Леблана была посвящена соде. В кратких сведениях о нем, разбро- 48
санных по энциклопедиям и историческим очеркам, упоминаются и другие работы. Упоминаются — и не более того. Сода прославила имя Леблана. И она же привела его к самоубийству. Франция нуждалась в соде, как ни одна страна в мире. Знаменитое марсельское мыло, неповторимые французские ткани, стекло — это требовало огромных количеств соды. Из Египта ее привозили арабские купцы, это была добротная озерная сода, и стоила она немало. Не слишком чистый продукт получали и в самой Франции: жители побережья жгли морские растения и из золы выщелачивали соду. Но все равно ее не хватало; полученную из водорослей соду ввозили из Испании — на 2—3 миллиона франков ежегодно. Зато во Франции было много соли, которую испокон веков добывали из моря, извлекали из соляных источников в Мозеле и Провансе. Если бы превратить ее в соду!.. ...1736 год. Установлено различие между содой и поташом. Становится очевидным, что от соли до соды — один шаг. Анри Луи Дюамель пытается сделать этот шаг. Но он идет окольным путем, и полученная им сода обходится слишком дорого. 1775 год. Промышленники жалуются на нехватку соды, миллионы франков ежегодно уплывают за границу. Парижская Академия наук объявляет, что человеку, который предложит выгодный способ получения соды из поваренной соли, будет вручена премия в двенадцать тысяч ливров. Химики-профессионалы и дилетанты ставят один неудачный опыт за другим. Кажется, премия останется неврученной... 1789 год. Задача решена! Придворный врач герцога Орлеанского Никола Леблан получил искусственную соду. Однако сенсации в научном мире не произошло. Было неподходящее время для научных сенсаций— шел первый год Великой французской революции. О ЖИЗНИ ЛЕБЛАНА до этого события известно мало. Он учился в Хирургической академии в Париже и получил основательную химическую подготовку — с давних пор химия работала на медицину. Его учителями были хирург Пьер Брасдор и известный химик Гийом Франсуа Руэль. Вероятно, Леблан был неплохим медиком, если его держали при дворе герцога Орлеанского — то был второй, после королевского, двор Франции. Химические опыты Леблана поощрялись — видимо, герцог Орлеанский надеялся когда-нибудь извлечь выгоду из работ своего врача. И он был близок к этому. Получением соды из соли Леблан занялся лишь в 1787 году. Он был уверен, что вторым компонентом реакции должен быть уголь. Опыты не принесли успеха. Возможно, Леблан бросил бы их вообще; к тому же по ходу дела вместе со своим помощником Мишелем Дизе он нашел остроумный и дешевый способ получения свинцовых белил. И вдруг судьба улыбнулась ему. В «Journal de Physique» появляется статья Деламетри, в которой излагается предложение Дюамеля — получать соду из глауберовой соли и угля. Это нисколько не противоречило условиям конкурса— ведь глауберову соль тогда получали из поваренной! Леблан ставит опыт, и — вновь неудача: по способу Дюамеля на первой стадии получается не сода, а сернистый натрий. Однако Леблан уверен, что разгадка рядом. Быть может, сернистый натрий — это еще одна ступенька? И теперь осталось ввести какую-то углекислую соль... Мел! Тогда растворимую соду легко будет отделить от нерастворимого остатка — сернистого кальция. Ставится опыт с мелом — и сода получена! Леблан не хочет приписывать удачу себе одному. «Я сообщил Деламетри,— пишет он,— что его замечаниям я обязан этим первым успехам»... Он готов поделиться славой — и возможными доходами — со своим ассистентом Дизе. Но до прибылей пока еще далеко. Предстоит все проверить, найти оптимальные количества веществ, наивыгоднейшие режимы. Эта работа отнимает год и потом, уже столетие спустя, все еще вызывает удивление у химиков: рецепты и режимы оказались настолько исчерпывающими, что соду из глауберовой соли продолжают делать почти в точности «по Леблану» целый век! По сути дела, это был первый не кустарный, а воистину промышленный процесс в химии. Отсюда, наверное, и пошла наука, называемая «химической технологией». ...ЛЕБЛАН ОТСЫЛАЕТ в патентное ведомство описание своего способа. Дизе просит выдать ему патент на свинцовые белила. Оба они — деловые люди, и у нота- 49
риуса оформляется договор об участии в грядущих прибылях: Леблану — три пятых прибылей за соду, Дизе — три пятых за белила. Описания способов переданы в надежные руки нотариуса Бришара: можно быть уверенным, что они не попадут к конкурентам. Нужно найти человека, который рискнул бы вложить деньги в предприятие Леб- лана и Дизе. Такой человек нашелся — им был герцог Орлеанский, сменивший свой пышный титул на скромное, но зато революционное имя — Филипп Эгалите — «Филипп Равенство». Жаркие выступления королевского кузена против аристократов, демонстративная перемена имени позволили ему сохранить богатство даже после того, как король Людовик лишился головы. (Впрочем, год спустя за организацию контрреволюционного монархического заговора гражданина Эгалите тоже отправили на гильотину.) Но пока голова Орлеанского еще на его плечах, и бывший герцог согласен дать двести тысяч ливров на постройку фабрики. Правда, он требует, чтобы эти деньги вернулись ему из первой же чистой прибыли, а в дальнейшем ему должны отчислять от прибыли десять процентов. Сверх того гражданин Эгалите требует 9/20 от оставшихся прибылей — столько же, сколько достанется Леблану вместе с Дизе. Остальное — некоему гражданину Ше, представителю герцога и управителю фабрики. Леблан согласен на эти условия. Наконец-то он сможет получать постоянный доход, сможет заняться наукой — не для заработка, а для самой науки. По его расчетам выходит, что фабрика даст не меньше миллиона франков ежегодно, и его доли хватит ему с избытком. Фабрику решено строить в Сен-Дени, близ Парижа. Движимый патриотическими чувствами, Леблан предлагает назвать ее «Франсиада». Он безусловно патриот, гражданин Леблан. Он не скрывает своих симпатий к революции. Он умеет красиво и убежденно говорить и в то же время остается деловым человеком. К тому же его познания весьма обширны. И поэтому Леблана назначают администратором департамента Сена. Это — хлопотная должность, к тому же не приносящая никакого дохода, но Леблан польщен, он принимает ее с благодарностью. 25 сентября 1791 года Леблану выдан патент на «способ превращения глауберовой соли в соду». Вот что было написано в патенте: «Между железными вальцами превращают в порошок и смешивают следующие вещества: 100 фунтов безводной глауберовой соли, 100 фунтов чистого известняка (мела из Медока), 50 фунтов угля. Смесь обрабатывается в пламенной печи, рабочие отверстия закрываются, и начинается нагревание: вещество поступает в виде кашеобразного плавня, пенится и превращается в соду. Во время сплавления массу следует часто перемешивать, причем пользуются железной кочергой, лопаткой и т. д. На поверхности расплавленной массы вспыхивает множество огоньков, похожих на пламя свечи. Как только это явление начинает исчезать, операция закончена...» ФАБРИКА БЫЛА ПУЩЕНА, первые партии соды быстро разошлись. Но Леблану не суждено было разбогатеть... После казни Филиппа Эгалите гражданин Леблан получает взволнованное письмо от управителя фабрики гражданина Ше. Работа на фабрике остановлена, оборудование описано. Как имущество предателя, аристократа герцога Орлеанского, фабрика подлежит конфискации. Это — тяжелый удар для Леблана, но он готов смириться с этим — интересы революции превыше личных выгод, он сам не раз говорил об этом. И кроме того, у него есть патент, а сода всегда будет нужна; даже если ему не удастся устроить свое производство, он сможет продать патент. Леблан не знал, что главный удар — впереди. Удар, от которого ему уже не оправиться. В феврале 1794 года Комитет общественного спасения издает приказ: «...все граждане, которые занимаются переработкой морской соли по патентам или без таковых, обязаны в течение двух декад сообщить Комитету свой способ производства, а также в каком количестве и с какого срока они могут поставлять соду». Леблан без колебаний передает свой патент Комитету, хотя и понимает, что отрезает себе последний реальный путь к богатству. Что поделаешь — отечество в опасности! Для пороха нужна селитра, а ее делают из поташа. Поташ необходимо заменить содой — где это только возможно. Поташ нужен для пороха. Отечество в опасности! 50
Из тридцати способов, представленных Комитету общественного спасения, способ Леблана был признан лучшим. И поэтому патент был аннулирован. Отныне каждый мог делать соду по Леблану. Каждый, у кого была фабрика. Нет, Комитет не хочет причинить вред гражданину Леблану. Заслуги гражданина Леблана перед революцией, его общественная деятельность весьма похвальны. Его химические знания заслуживают высокой оценки, они могут быть полезными Франции. Леблана назначают управляющим селитряным и пороховым заводом в Парижском арсенале. Это почетно и дает средства к существованию. Но сода, эта проклятая сода, которой отдано столько сил... Если бы он мог опять заняться содой! Сравнительно благополучное существование продолжалось недолго. После термидора к власти пришли новые люди. Они относятся к Леблану с подозрением — слишком уж рьяно он распинался в своих симпатиях к этим якобинцам из Комитета общественного спасения. Леблан отстранен от управления заводом. Он уходит с обременительной и неоплачиваемой должности администратора департамента. Он живет скромно, почти бедно — и все еще не теряет надежды заняться содой. Леблану предлагают место профессора естественной истории коллежа в Альби. Он отвечает: «Господин ректор, к сожалению, знания мои недостаточны...» Если бы ему предложили наладить содовое производство! Глупые люди, они опоздают, ведь ему уже под шестьдесят! К власти приходит прихрамывающий артиллерийский генерал. Корсиканец обещает Франции великое будущее. Он поощряет развитие мануфактур. Леблану возвращают фабрику и несколько тысяч франков компенсации. Но как с такой жалкой суммой восстановить производство! Другие фабрики работают по способу Леблана, но не его собственная — слишком поздно пришла эта помощь. В лучшем случае ее хватит год—другой прокормить семью... Последние годы Леблана проходят в бедности и безвестности. Для соседей сначала он — просто старик с причудами, а потом—«господин Леблан, тот самый, который покончил с собой». Могила его затерялась, а вскоре и старое кладбище, на котором он был похоронен, перестало существовать, там появились дома — Париж расширялся. Тридцать лет спустя после смерти Никола Леблана благодарные потомки поставили ему в Париже бронзовый памятник. НО ЗЛОКЛЮЧЕНИЯ С ПАТЕНТОМ Леблана не кончились и после смерти его владельца. В 1810 году бывший соратник Леблана— Мишель Дизе помещает в «Journal de Physique» статью, в которой утверждает, что истинным автором способа Леблана был не Леблан, а он, Дизе. Девять лет спустя он вновь заявляет о своем авторстве; он требует, чтобы способ получения соды называли «способом Дизе». Тяжба длится много лет после смерти Леблана. Последнее прошение в Академию зять Дизе направил в 1855 году. Разбор неясных, полувековой давности обстоятельств, приведших к открытию «способа Леблана», был поручен крупнейшему химическому авторитету—Ж. Б. А. Дюма. В своем докладе 31 марта 1856 года Дюма доказал несостоятельность притязаний Дизе, и дело «Дизе против Леблана» было закрыто. Впрочем, еще в начале нашего века раздавались отдельные голоса в защиту Дизе, против «плагиатора» Леблана. Только очень малочисленны и слабы были эти голоса... А ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ПРИНЯЛА открытие, не интересуясь, кто был подлинным его автором — Леблан или Дизе, или кто-то третий. Так подчас читатель не раздумывает, жил ли на самом деле человек по имени Гомер, или автора «Илиады» звали как-то иначе — пусть об этом спорят историки и искусствоведы. Пусть расставляют точки над «i». Лишь бы «Илиада» была написана. Как бы то ни было, способ Леблана жил. Он вошел во все курсы химии и химической технологии — сначала как практическое руководство, потом как классический образец. На смену ему пришел способ Сольве, более дешевый, легкий, лаконичный. Сейчас вряд ли где-нибудь пользуются способом Леблана. И в то же время, наверное, без него развитие химической промышленности затормозилось бы — ведь он породил множество сопутствующих производств, скажем, хлора и белильной извести. Этот способ достойно сделал свое дело и достойно ушел со сцены. 51
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ КАШИ ■ НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО СИНТЕТИКА Для проклеивания лодочной обшивки применяется водостойкий клей ВИАМ-БЗ, которого практически нет в продаже. Каким доступным материалом можно его заменить! Нельзя ли использовать имеющуюся в продаже бы- стровяжущую синтетическую смолу для приклеивания линолеума, например ЕХ-78! Горячо мечтающие построить катамаран и прилагающие к этому мыслимые и немыслимые усилия Р. и Г. Тумаркины, Новосибирск. Действительно, весьма популярный клей ВИАМ-БЗ трудно достать. Но его без ущерба для дела можно заменить другими смоляными клеями, такими, как, например, БФ, ФР-12, КБ-13. Но вовсе не обязательно использовать синтетические клеи. В любительском судостроении неплохо зарекомендовал себя казеиновый клей марок В-107 или В-105. Этот клей готовят следующим образом. 100 весовых частей порошка казеинового клея растворяют в 200 весовых частях воды, постепенно засыпая порошок в воду, и смесь тщательно перемешивают не менее 30 минут. В ней не должно быть комков порошка. «Живет» этот клей в течение 3—4 часов, а затем густеет. Предупреждение: не добавляйте воду, когда клей уже размешан— он будет клеить хуже. Стойкость к воде казеинового клея можно значительно увеличить, если добавить в готовый раствор клея портланд-цемент (марки 200 и выше) в количестве 75 весовых частей на 100 весовых частей казеинового порошка. Засыпав цемент, раствор вновь перемешивают до полной однородности и выдерживают в покое 5—10 минут; после этого клей готов к употреблению. У клея для линолеума марки ЕХ-78 и других клеев такого рода невысокая устойчивость к нагрузкам, поэтому их нельзя рекомендовать для изготовления лодочных обшивок. ■ СВЕРХУ ВНИЗ — И СНИЗУ ВВЕРХ Ученик 9-го класса средней школы из Москвы В. Гольдмахер спрашивает: «Известно, что в основной подгруппе периодической системы элементов активность металлов увеличивается сверху вниз. Ответьте, пожалуйста, почему в побочных подгруппах (в I, II, VI, VII] активность металлов увеличивается снизу вверх». Отвечает И. А. БУЛГАКОВА Нарастание металлических свойств элементов сверху вниз характерно лишь для основных подгрупп периодической системы. В побочных подгруппах активность металлов заметно не изменяется, а в некоторых случаях даже нарастает снизу вверх, например, в I и II. Объясняется это тем, что элементы основных и побочных подгрупп отличаются один от другого; электронные оболочки их атомов имеют различное строение. Покажем это на примере I группы периодической системы, где в побочной подгруппе активность элементов возрастает снизу вверх по ряду: Au—Ag—Си. Химическая активность металла определяется ионизационным потенциалом соответствующего элемента, который характеризует энергию связи внешнего электрона в атоме. Этот потенциал зависит от электронной структуры атома и расстояния от ядра до внешней электронной оболочки (эффективного атомного радиуса). Главную подгруппу I группы составляют щелочные металлы. При переходе от лития к цезию (сверху вниз) увеличивается число энергетических уровней в атоме. При этом атомный радиус возрастает от 1,55 до 2,75 А; это вызывает падение первого потенциала ионизации и, как следствие, рост химической активности. В побочной подгруппе при переходе от меди к золоту число энергетических уровней тоже увеличивается, но на этот раз действие возрастающего (от + 29 до +79) заряда ядра преобладает над взаимным отталкиванием электронов наружных оболочек; происходит как бы уплотнение упаковки энергетических уровней. Поэтому эффективный атомный радиус существенно не изменяется A,25—1,45 А)г и валентный электрон золота оказывается менее подвижным, чем валентный электрон меди. Другими словами, первый ионизационный потенциал меди ниже, чем золота; это и говорит о ее более высокой химической активности. ■ ПОЧЕМУ ИДЕТ ПРОЦЕСС В сентябрьском номере журнала «Химия и жизнь» за 1966 год в разделе «Хотите подготовиться к экзаменам получше!» упоминалось о том, что при изготовлении «печатных» радиосхем медную пленку вытравливают раствором хлорного железа, и была приведена соответствующая химическая реакция. Однако читатели вновь обратились к нам с просьбой рассказать об этом: ведь согласно ряду напряжений металлов медь — менее активный металл, чем железо, и непонятно, почему идет процесс. На этот вопрос отвечают А. В. АЛЕКСИНСКИЙ, старший преподаватель кафедры химии Ярославского государственного педагогического института им. К. Д. У шине кого и ассистент той же кафедры Н. Н. РУНОВ. €сРастворение» медной пластинки в растворе хлорного железа объясняется протекающими при этом окислительно - восстановительными процессами. Как известно, на- 52
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИЙ НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ НАШИ правление таких реакций определяется легкостью отдачи электронов атомами или ионами; количественно эта способность характеризуется нормальными окислительными потенциалами <р** При этом следует помнить, что восстановителями всегда служат атомы или ионы с меньшими потенциалами окисления (разумеется, при условии, что в ходе процесса атом или ион действительно отдает электроны). Вот два примера. ПРИМЕР 1. Пойдет ли реакция между медью и раствором хлорного железа: FeCb + Си—»- ? Может оказаться, что согласно ряду напряжений металлов эта реакция не должна идти. В действительности же процесс идет, причем образуются ионы двухвалентного железа и двухвалентной меди: Fe3+ + Cu° - Fe2+ + Cu2+. К этому же выводу можно прийти и чисто теоретическим путем. Составим таблицу окислительных потенциалов: Си° — 2е —> Си2+ I восстановитель Fe3+ -f- е —> Fe2^ окислитель <pCu°/Ci]2+ = + 0,34 в <pFe3+/Fe2+ = ^ 0,771 в Система Cu°/Cu2+ имеет меньший потенциал; кроме того, Си0 может проявлять восстановительные, a Fe3+ — окислительные свойства. Поэтому процесс должен идти, что и наблюдается в действительности. Естественно, при этом не происходит нарушения ряда напряжений металлов. ПРИМЕР 2. Пойдет ли реакция, если в раствор хлористого железа поместить медь: FeCfe + Си—»? Чтобы ответить на этот вопрос, составим, как и раньше, таблицу окислительных потенциалов: * См. «Краткая химическая энциклопедия». Издательство «Советская энциклопедия», М., 1964, т. Ill, стр. 584. Fe2* — е —> Fe3+ I восстановитель Fe2+ -f 2e —> Fe° окислитель Cu° — 2е —> Cu2+ восстановитель Си0 — е—>Си* восстановитель <pFe2+/Fe34"=+0,771 в <pFe2+/Fe° = — 0,44 в ¥Сис/Си2+ = + 0,34 в <pCu°/Cu^ = + 0,153 в Мы видим, что в данном случае среди систем, способных быть восстановителями (Fe2+/Fe3+, Cu°/Cu2+, Cu°/Cu+)( нет систем с потенциалом, меньшим потенциала единственной системы — окислителя Fe2+/Fe° (—0,44 в). Это значит, что такая реакция не пойдет, что и подтверждается на опыте. Эти примеры еще раз показывают, что «нарушений» в ряду напряжений нет: все зависит от направления окислительно-восстановительного процесса, от степени окисления атомов или ионов. ■ ...С ПОЛЯ ВОН! ...Я работаю начальником резер- вуарных парков нефтеперерабатывающего завода. Одна из проблем, стоящих перед нашим цеховым коллективом,— борьба с травой в парках. Ее много. Как боремся! Срезаем ее. Вырывать с корнем нет смысла, ибо и времени уйдет уйма, и результатов не достигнем: вырастет вновь... Помогите советом: как избавиться от травы! Б. ЧИНДЯЕВ, Ферганская обл., ст. Алты-Арык По просьбе редакции на вопрос тов. Б. Чиндяева отвечает сотрудник Главного ботанического сада АН СССР Г. П. ПРОКОФЬЕВА. Полностью уничтожить растительность на длительное время — сложная проблема. Трудность ее решения объясняется, в частности, большим разнообразием видов сорняков, типов почв, метеорологических условий. Среди сорняков есть легко поддающиеся уничтожению гербицидами однолетники и очень устойчивые к гербицидам многолетние растения с глубоко залегающей корневой системой. Для уничтожения однолетних сорняков можно с успехом использовать контактные гербициды, например роданистый натрий. Это может быть или сухая соль E0— 60 кг действующего вещества на гектар) или отходы серного производства коксогазовых заводов (в них содержится в растворе 5—6% NaCNS, расход — около 1 л/м2). Обработку нужно проводить в сухую погоду. Можно использовать также и трихлораце- тат натрия (доза 100—120 кг/га). Рабочим раствором в этом случае необходимо смочить всю растительность, подлежащую уничтожению, а еще лучше внести гербицид с осени или рано весной, чтобы использовать имеющуюся в почве влагу зимних осадков. Для борьбы с глубоко укореняющимися сорняками можно рекомендовать опрыскивание препаратом 2,4-Д (натриевой, аминной солью или эфиром). Обработка проводится в период бурного роста сорняков. Дозы: для солей — 2—2,5, для эфиров — 1,5—2 кг действующего вещества на гектар. Эфиром 2,4-Д нельзя пользоваться, если поблизости есть деревья или кустарники. Поскольку обработка 2,4-Д уничтожит только широколистные сорняки, то для уничтожения злаков хорошо совместить ее с применением далапона (8—10 кг действующего вещества на гектар). Такую обработку для большего эффекта можно провести дважды за лето. Уничтожить нежелательную растительность можно также с помощью атразина, монурона, фену- рона, диурона A0—15 кг/га), хотя действие их сильно зависит от того, будут ли вскоре после их применения выпадать осадки. Все эти гербициды вы можете получить в местных организациях службы защиты растений Министерства сельского хозяйства СССР или в отделениях «Союз- сельхозтехники», 53
ФАНТАСТИКА ЭЛИКСИР КОФФИНА Ален НУРС Открытие обнародовал доктор Чонси Патрик Коффин. На ежегодном собрании американских врачей-клиницистов Коффин сделал свое заявление «под занавес», чтобы оно оглушило присутствующих наподобие разорвавшейся бомбы. Сила взрыва превзошла самые смелые ожидания доктора Коффина. Уходя из зала, он вынужден был пробиваться сквозь толпу репортеров. Но не всех привела в восторг бомба доктора Коффина. — Это идиотство!—завопил на другое утро в лаборатории молодой доктор Филипп Доусон. — Неужели ты сам не понимаешь, что натворил? А что ты нас продал и предал, я уж и не говорю! Он стиснул в кулаке газету с речью Коффина и размахивал ею, как саблей. — «Доклад о вакцине для лечения насморка, открытой Ч. П. Коффином и др.!» Так и сказано—«и др.»! А ведь идея-то моя! Мы с Джейком восемь месяцев бились головой об стенку, а ты взял и жульническим манером заявил о нашем открытии во всеуслышание на год раньше времени! — Помилуй, Филипп. Я-то ожидал, что вы оба придете в восторг! Должен сказать, заявление было сделано превосходно — выразительно, четко, кратко. Все хлопали, как сумасшедшие! А посмотрели бы вы на Андервуда!.. — А репортеры? — прервал Филипп и обернулся к смуглому человечку, молча сидевшему в углу. — Джейк, ты видел утренние газеты? Этот жулик не только присвоил наше открытие, он еще бесстыдно рекламирует его на всех перекрестках! Доктор Джейкоб Майлз виновато покашлял. — Филипп так волнуется потому, что это, и правда, преждевременно, — сказал он Коффину. — Ведь у нас почти не было клинической проверки. — Вздор! — Коффин свирепо глянул на Печатается с сокращениями. Полностью рассказ будет опубликован в сборнике «С улыбкой», выходящем в издательстве «Мир».
Филиппа. — Еще месяц и Андервуд нас бы опередил. Хороши бы мы тогда были! Да и сколько же можно проверять! Вспомни, Филипп, какой у тебя был отчаянный насморк, когда ты сделал себе укол? А с тех пор ты хоть раз чихнул? — Нет, — буркнул Филипп. — А ты, Джейкоб? Был у тебя с тех пор насморк? — Нет, нет. Ничего похожего. — Ну, а те шестьсот студентов? Или я что-то путаю? — Нет, все правильно, 98% излечились от явных симптомов насморка за двадцать четыре часа. И ни одного рецидива. Просто чудо. Правда, прошел только месяц... — Месяц, год, сто лет! Было шестьсот отменнейших насморков, а теперь — ни единого чиха! — Толстяк Коффин так и сиял. — Ну-ну, господа, будьте же благоразумны! Мы не смеем становиться на пути Прогресса! Мы одержали величайшую победу, мы покорили насморк! Мы попадем в историю! И уж тут-то во всяком случае он оказался прав. Они и впрямь попали в историю. Насморк не признает ни сословных барьеров, ни государственных границ, ни классовых различий: дипломаты и горничные равно чихают, сопят и шмыгают носами. В ветренные осенние дни в американском сенате ораторы прерывают речи по самым животрепещущим вопросам, дабы высморкаться. Другие болезни могут свести в могилу. Обыкновенный насморк мучает миллионы и упорно не поддается самым отчаянным попыткам его обуздать. Но вот в дождливый ноябрьский день гигантские заголовки возвестили с газетных полос: КОФФИН НАВЕКИ ПОКОНЧИЛ С НАСМОРКОМ! «НЕТ БОЛЬШЕ КАШЛЯ»,— УТВЕРЖДАЕТ ОДИН ИЗ АВТОРОВ ОТКРЫТИЯ! ДЫШИТЕ СВОБОДНО! ОДИН УКОЛ — И ВЫ НИКОГДА БОЛЬШЕ НЕ ЧИХНЕТЕ! В медицинских кругах новое средство назвали полицентрической антивирусной вакциной Коффина для верхних дыхательных путей, но газеты окрестили его просто эликсиром Коффина. Крупнейшие газетные знаменитости расписывали, как после многолетних неудач доктору Ч. П. Коффину и др. удалось выделить культуру истинного возбудителя насморка и определить, что это не одиночный вирус, а скорее полицентрический вирусный комплекс, поражающий слизистые оболочки носа, горла и глаз и способный изменять их молекулярную структуру. Как доктор Филипп Доусон выдвинул гипотезу, что вирусный комплекс можно победить при помощи антитела, способного на время «заморозить» комплекс, дабы человеческий организм успел собрать все силы сопротивляемости и избавиться от непрошенного «гостя». Расписывали мучительные поиски этого антитела, инъекции галлонов вируса в бока готовых к услугам собак, которые не страдают насморком и потому со скукою, но покорно переносят испытания, — и, наконец, успех!.. Однако не прошло и недели после доклада, как даже Коффин начал подумывать, не хватил ли он через край: лабораторию стали осаждать толпы чихающих и кашляющих мучеников, требуя прививки. Семнадцать фармацевтических фирм прислали своих представителей к Коффину со сметами и цветными диаграммами. Из Вашингтона за Коффином прислали самолет, конференции затягивались далеко за полночь, а в двери неумолчным прибоем стучались страждущие. Первая партия вакцины появилась через двадцать три дня. И всю ее, точно алчная губка, за какие-нибудь три часа жадно впитало изнемогающее от насморка человечество. В Европу, Азию и Африку помчались сверхскоростные самолеты, неся на борту драгоценный груз, миллионы иголок вонзились в миллионы рук, — и, громогласно чихнув в последний раз, человечество вступило в новую эру. Но были и неверующие, — без них нигде не обходится. — Божешь уговаривать бедя сколько угоддо, —хрипло твердила Элли Доусон, упрямо тряся белокурыми кудряшками,— бде все равдо де дадо дикаких уколов. — Ну почему ты такая неразумная, — с досадой говорил Филипп. — Вот уже два месяца тебя не отпускает этот насморк. Ты же не можешь ни есть, ни дышать, ни спать... — Де дадо бде дикаких уколов, — упорствовала Элли. — Но Элли... — Де дадо бде, де хочу я дикаких уколов! — завопила она, уткнувшись ему в плечо. 55
Филипп обнял жену, поцеловал в ухо и ласково забормотал что-то. Нет, все бесполезно, подумал он с грустью. Элли не жалует науку, для нее что прививка от насморка, что от оспы — одно и то же. — Ладно, детка, никто тебя не заставляет. Но ты из-за этого насморка, верно, совсем потеряла обоняние. Вылила на себя столько духов, что и у быка голова закружится. — Филипп утер ей слезы и улыбнулся. — Ну-ну, приведи себя в порядок. Пойдем обедать к Дрифтвуду? Говорят, там подают превосходные отбивные.., Филипп открыл глаза и сел на постели, дико озираясь. В окно струился слабый утренний свет, внизу в кухне Элли звенела посудой. Ему казалось, что он задыхается. Он вскочил и уставился на туалетный столик Элли. Черт возьми, кто-то, наверно, пролил целый флакон духов! От тошнотворно- сладкого зловония кружилась голова. Филипп замигал, дрожащей рукой зажег сигарету. Спокойно, без паники, — сказал он себе, затянулся и судорожно закашлялся: едкий дым обжег ему горло и легкие. — Элли! Надрываясь от кашля, он кинулся в прихожую. Запах горящей спички превратился в едкую вонь, будто тлел палый лист. Филипп с ужасом уставился на сигарету и отшвырнул ее. — Элли! Кто-то поджег дом! — Ду что ты, глупый, — донесся снизу голос Элли. — У бедя просто подгорели гредки. Филипп кинулся вниз по лестнице. В нос ударил острый прогорклый запах горящего жира и одуряющий запах перекипевшего кофе. — Неужели ты не чувствуешь, какая тут вонь? На плите негромко, многообещающе булькал автоматический кофейник. На сковородке шипела и сверкала яичница, подсыхали на бумажном полотенце ломтики ветчины. Все дышало невинностью и покоем. Филипп осторожно отнял руку от носа, и... едва не задохнулся. — Ты что, в самом деле не чувствуешь, какая тут вонь? Поди-ка сюда на минутку. От Элли так и несло ветчиной, кофе, горелыми гренками, но больше всего духами. — Ты уже душилась сегодня? — До завтрака? Да ты сбеешься! Филипп помотал головой. — Постой, постой. Должно быть, мне все это просто кажется... Слишком много работал, нервы шалят. Он налил себе кофе, добавил сливок, положил сахару. Но от кофе разило так, будто оно недели три кипело в грязной кастрюле. Запах был какой-то искаженный, отвратительно преувеличенный. Он заполнил всю кухню, обжег Филиппу горло, и слезы хлынули у него из глаз. И тут перед Филиппом забрезжила истина. Расплескав кофе, он задрожавшей рукой отставил чашку. Духи. Кофе. Сигарета... — Шляпу, — задыхаясь выговорил он.— Дай шляпу. Мне надо в лабораторию. По дороге ему становилось все хуже и хуже. Во дворе его едва не стошнило от запаха сырости и гнили. Соседский пес испускал благоуханье целой собачьей своры. День выдался сырой, дождливый, и в автобусе стояла духота, как в раздевалке для спортсменов после труднейших состязаний. Рядом плюхнулся мутноглазый субъект, и Филиппу разом припомнилось, как студентом он ради заработка чистил чаны на пивоваренном заводе. — Пррекррассссное утро, док? — выдохнул мутноглазый. Он еще, вдобавок, позавтракал чесночной колбасой! Филиппа замутило, и со стоном облегчения он вывалился из автобуса у ворот лаборатории. На лестнице он встретил Джейка — тот был бледен как полотно. — Привет, — еле выговорил Филипп. — Отличная погода. — Да-а, — ответил Джейк. — Погода отличная. А ты... э-э... как ты себя чувствуешь? — Отлично. — Филипп с напускной деловитостью открыл инкубатор, где хранились колбы с вакциной. Но тотчас вцепился в край стола так, что побелели суставы. — А почему ты спрашиваешь? — Просто ты сегодня неважно выглядишь. Они молча уставились друг на друга. Потом, точно по сигналу, взглянули в дальний конец лаборатории, где за перегородкой помещался кабинетик Коффина. — А шеф уже пришел? — Он там, у себя. И дверь запер. — Придется отпереть, — сказал Филипп. 56
Доктор Коффин отпер дверь и, попятившись, прислонился к стене, лицо у него было серое. В кабинетике разило патентованным средством, каким хозяйки освежают воздух в кухне. — Нет, нет, сюда нельзя, — пискнул Коффин. — Даже не подходите. Я не могу с вами сейчас разговаривать. Я... я занят. Срочная работа... — Рассказывай! — рявкнул Филипп, поманил Джейка в кабинетик, запер за ним дверь и повернулся к Коффину. — Когда это у тебя началось? Коффин дрожал как осенний лист. — Вчера, сразу после ужина. Я думал, задохнусь. Встал и всю ночь бродил по улицам. Господи, какая вонь! — А у тебя, Джейк? — Сегодня утром. Я от этого проснулся. — И у меня сегодня утром, — сказал Филипп. — Но я не понимаю! — завопил Коффин. — Кроме нас, видно, никто ничего не замечает! — Пока не замечает, — сказал Филипп. — Не забывайте, мы первыми сделали себе прививку. У Коффина на лбу выступили капли пота. В глазах его ширился ужас. — А как остальные? — Я думаю, нам надо придумать что- нибудь сногсшибательное, да поживее, — сказал Филипп. — Да что же это за напасть! — закричал Коффин. — Всюду вонь невыносимая.1 Вот ты, Филипп: ты утром курил сигарету, я ее и сейчас чувствую, даже глаза слезятся. Если бы я не знал вас обоих, голову бы дал на отсечение, что вы неделю не мылись... Все запахи, сколько их есть на свете, вдруг точно взбесились... — Ты хочешь сказать, усилились, — поправил Джейк. — Духи все равно пахнут приятно, только чересчур резко. То же самое с корицей, я нарочно ее нюхал. После этого у меня полчаса текли слезы, но пахло-то все-таки корицей. Сами запахи не изменились. — А что же тогда изменилось? — Очевидно, наши носы. — Джейк в волнении зашагал по комнате. — Вот возьмите собак. У них насморка не бывает, а ведь они, в сущности, живут только обонянием. Да и другие животные, вся их жизнь зависит от чутья и ни одно никогда не страдает хотя бы подобием насморка. Этот вирус поражает только приматов и более всего проявляет себя именно в человеческом организме. — Но откуда эта гнусная вонь? У меня давным-давно не было насморка... — В том-то и соль! — продолжал Джейк. — Почему у нас вообще есть обоняние? Потому, что в слизистой оболочке носа и горла имеются тончайшие нервные окончания. Но там же всегда живет и вирус. Испокон веку он гнездится в тех же клетках, паразитирует на тех же чувствительных тканях и притупляет наши обонятельные нервные окончания, так что они никуда не годятся. Неудивительно, что прежде мы почти не чувствовали никаких запахов! Эти несчастные окончания просто не способны были что-либо чувствовать! — А потом мы взяли и уничтожили этот вирус,—сказал Филипп. — Нет, не уничтожили. Мы только отняли у него хитроумнейшую механику, при помощи которой он защищался от сопротивляемости человеческого организма. Целых два месяца после укола наш организм вел борьбу с вирусом не на жизнь, а на смерть и сокрушил захватчика, который сидел в нас с самого зарождения приматов. И вот, впервые за всю историю человечества, эти изуродованные нервные окончания начинают функционировать нормально. — Господи! — простонал Коффин. — Неужели это только начало? — Это еще только цветочки, — пообещал Джейк. — Ягодки впереди. — Что скажут об этом антропологи? — задумчиво молвил Филипп. — То есть? — Возможно, когда-то в доисторические времена произошла единичная мутация. Крохотное изменение — и одна линия приматов стала уязвимой для этого вируса! И быть может, поэтому человеческий мозг стал так развиваться и совершенствоваться, и самое существование человека, когда он утратил остроту обоняния, стало до такой степени зависеть от его разума, а не от мускульной силы, что он возвысился над прочими приматами. — Ну, теперь он получил ее обратно и не возрадуется! — простонал Коффин. — И я полагаю, — сказал Джейк, — он первым делом кинется искать виноватого. Оба, Филипп и Джейк, посмотрели на Коффина. — Ну-ну, ребята, бросьте дурака валять, — сказал Коффин, и его опять затрясло.— Мы все трое заварили эту кашу. Фи- 57
липп, ведь ты сам говорил, что идея-то была твоя! Не бросишь же ты меня теперь. Зазвонил телефон. — Доктор Коффин, — залепетала перепуганная секретарша, — звонил какой-то студент, он... он сказал, что едет к вам... — Я занят, — завопил Коффин. — Никаких посетителей! Никаких телефонов! — Но он уже едет! Он говорил... что разорвет вас на куски своими руками... Коффин швырнул трубку. Лицо у него стало серое. — Они меня растерзают! Филипп, Джейк, да помогите же! Филипп вздохнул и отпер дверь. — Пошлите кого-нибудь в морозильник, пусть принесут всю охлажденную культуру, какая есть. И добудьте пяток привитых обезьян и несколько десятков собак. — Но что ты собираешься делать? — Понятия не имею, — отвечал Филипп. Но придется нам снова научиться насморку, даже ценою жизни. Они орошали себе слизистые носа и горла таким количеством активнейшего вируса, что всякий нормальный человек уже до самой смерти не отделался бы от насморка. Они смешали культуру шести различных видов вируса, полоскали этой вонючей смесью горло и поливали ею себя и каждую привитую обезьяну. Без толку. Они вводили сыворотку себе внутримышечно и внутривенно, в руку, в ягодицу, под лопатку. Они ее пили. Они в ней купались. А насморк им не давался. — Наверно, мы подходим к делу не с того конца, — сказал однажды Джейк. — У нас сейчас максимальная сопротивляемость. Необходимо ее сломить. Стиснув зубы, они ринулись по этому пути. Они голодали. Не спали по нескольку суток кряду. Разработали безвитаминную, безбелковую и бессолевую диету, их еда вкусом напоминала переплетный клейстер, а пахла и того хуже. Работали в мокрой насквозь одежде и хлюпающей от воды обуви, выключали отопление и распахивали настежь окна, хотя уже настала зима. Потом снова и снова опрыскивали себя активным охлажденным вирусом и, как чуда, ждали, чтобы засвербило в носу. Но чуда не было. Изобретатели сидели туча тучей и глядели друг на друга. В жизни они не чувствовали себя такими здоровяками. Вот только запахи. Все трое надеялись, что со временем притерпятся, но не тут-то было. Напротив, они начали ощущать даже такие запахи, о каких прежде не подозревали,— ядовитые, до отвращения приторные, запахи, от которых они, согнувшись в три погибели, кидались к раковине. Они пытались затыкать себе нос, но запахи просачивались через любую затычку, и к обеденному столу бедняги шли, как на пытку. Они с устрашающей быстротой теряли в весе, но простуда их не брала. — По-моему, вас всех надо посадить в сумасшедший дом, — сердито сказала Элли Доусон зимним утром, вытаскивая посиневшего, дрожащего Филиппа из-под ледяного душа. — Вы совсем рехнулись. — Ты не понимаешь!—простонал Филипп. — Нам необходимо простудиться. — Да зачем? — взорвалась Элли. — Вчера в лабораторию нагрянули три сотни студентов. Они говорят, что запахи доводят их до исступления. Они уже не выносят общества даже лучших друзей. Если мы им не поможем, они разорвут нас в клочки. Завтра они придут опять, и с ними еще триста. И ведь- это — те шестьсот, с которых мы начинали. А что будет, когда еще пятнадцать миллионов обнаружат, что собственный нос не дает им житья? — Он содрогнулся. — Ты видала газеты? Люди уже рыщут по городу и принюхиваются, как ищейки. Вот когда выясняется, что мы поработали на совесть. Мы бессильны, Элли. Эти антитела слишком хорошо делают свое дело. — Так найдите какие-нибудь дряньти- тела, которые с ними справятся, — туманно посоветовала Элли. — Ну что за глупые шутки... — А я вовсе не шучу! Мне все равно, как вы это сделаете. Мне только нужен мой прежний муж, чтоб не фыркал на мою стряпню и не лез под ледяной душ в шесть часов утра. — Я понимаю, тебе тяжко, — беспомощно сказал Филипп. — Но как нам быть — ума не приложу. В лаборатории он застал Джейка и Коф- фина; бледные и злые, они совещались. — Больше у меня ничего не выйдет, — говорил Коффин. — Я вымолил у них отсрочку. Я пообещал им все на свете, кроме разве своей вставной челюсти. Встретиться с ними еще раз я просто не могу. 58
— У нас осталось всего несколько дней, — мрачно возразил Джейк. — Если мы ничего не придумаем, мы пропали. Филипп вдруг ахнул. — Мы просто безмозглые ослы, — сказал он. — С перепугу совсем перестали соображать. А ведь дело проще пареной репы. — О чем ты говоришь? — разозлился Джейк. — Дряньтитела, — ответил Филипп. — Боже милостивый! — Да нет, я серьезно. Сколько студентов мы можем завербовать в помощники? Коффин судорожно глотнул. — Шестьсот. Они все тут под окном и жаждут нашей крови. — Отлично, давай их сюда. И еще мне нужны обезьяны. Но только обезьяны простуженные, и чем хуже, тем лучше. — Да ты сам-то понимаешь, что делаешь?— спросил Джейк. — Нисколечко, — весело отвечал Филипп. — Знаю только, что такого еще никто никогда не делал. Но, может, пришло время держать нос по ветру и идти, куда он поведет.^ Бумеранг возвращался к исходной точке. Все двери в лаборатории были забаррикадированы, телефоны отключены. В ее стенах шла лихорадочная деятельность. У всех троих исследователей обоняние обострилось нестерпимо. Даже маленькие противогазы, которые смастерил Филипп, уже не защищали их от непрестанного артиллерийского огня удушливых запахов. Прибывали полные грузовики обезьян. Обезьяны чихали, кашляли, плакали и сопели. Пробирки с культурой вируса переполняли инкубаторы и громоздились на столах. Каждый день через лабораторию проходило шестьсот разъяренных студентов; они ворчали, но покорно засучивали рукава и разевали рот. К концу первой недели половина обезьян излечилась от насморка и уже не могла снова его заполучить; другая половина снова простудилась и никак не могла избавиться от насморка. Филипп с мрачным удовлетворением это отметил. Через два дня он ворвался в лабораторию сияющий, под мышкой у него болтался щенок с необычайно грустной мордой. Такого щенка еще свет не видывал. Он сопел и чихал. Он явно страдал отчаянным насморком. .Далее настал день, когда Филиппу ввели под кожу каплю молочно-белой жидкости, изготовили вирус для распыления и основательно оросили ему нос и горло. Потом все уселись и стали ждать. Прошло три дня, а они все еще ждали. — Идея-то была великолепная, — угрюмо заметил Джейк и захлопнул пухлую тетрадь с записями. — Только ничего не вышло. — А где Коффин? — Три дня назад свалился. Нервное расстройство. Ему все мерещится, что его вешают. — Что ж, видно, чему быть, того не миновать,— вздохнул Филипп.— Рад был поработать с тобой, Джейк. Жаль, что все обернулось так печально. — Ты сделал все, что мог, старина. — Да, конечно... Филипп умолк на полуслове, глаза у него стали круглые. Нос сморщился. Он разинул рот, всхлипнул, — давно угасший рефлекс медленно оживал в нем — поднял голову, воспрянул и... Филипп чихнул!.. Он чихал минут десять без передышки и даже посинел. Он стиснул руку Джейка, а из глаз у него ручьями текли слезы. — Да придцип был совсеб простой, — говорил Филипп, когда Элли ставила ему горчичники и подливала горячую воду в ножную ванну. — Адтитело противостояло вирусу, и дуждо было дайти такое адтитело, которое противостояло бы дашебу адтителу. Он чихнул и со счастливой улыбкой накапал в нос лекарство. — А сумеют они поскорее его приготовить? — Приготовят к тобу вребеди, когда людяб уже девтерпеж будет сдова заполучить дасборк, — сказал' Филипп. — Но есть одда загвоздка... — Загвоздка? — переспросила Элли. — Это даше довое зелье отличдо действует, даже чересчур,—печально сказал Филипп. — Кажется, от этого дасборка бде уже де избавиться до сабой сберти. Разве что бде удастся дапустить да это адтитело еще какое-дибудь противоадтитело... Перевела с английского Э. КАБАЛЕВСКАЯ 59
СОПЕРНИЦА СПИЧКИ «Солдат достал огниво и огарок, но как только ударил по кремню, высекая огонь, дверь распахнулась, и перед ним предстала собака с глазами, как чайные чашки, та самая, которую он видел в подземелье.» Ганс Христиан Андерсен «Огниво» Удивительное все-таки огниво отобрал у ведьмы андерсеновский солдат. Стоило служивому высечь искру из кремня, как перед ним появлялось чудище и выполняло все его желания — как финансового, так и сердечного характера. Обладатели современных зажигалок используют кремень и огниво для решения более скромных задач: прикурить, зажечь газовую плиту. А все-таки есть в этом какой-то отдаленный намек на колдовство: повернул колесико — и горит огонь... Впервые человек сознательно добыл огонь трением двух кусков дерева. Занятие это требовало времени и изрядного терпения (ни того, ни другого людям не хватало на более высоких ступенях цивилизации). Техническая мысль наших предков не дремала. Где-то на грани каменного и же- G0
лезного веков люди научились высекать огонь. После длительного господства огнива и кремня, в середине прошлого века наступила пора господства спичек: огонь вновь стали добывать трением. Казалось бы спичкам ничто не угрожает. Но уже спустя полвека огниво и кремень опять дали о себе знать — появились зажигалки. Так, совершив многовековый путь по спирали исторического развития, оба древнейших способа добычи огня пришли в новейшую историю. И теперь вряд ли футурологи возьмутся предсказать, зажигалкой или спичкой будет пользоваться курящая часть человечества (если таковая сохранится) в двухтысячном году... Какой из двух способов лучше? Существуют две точки зрения, крайними выразителями которых являются коллекционеры зажигалок и спичечных этикеток. Утверждают, что зажигалка по экономическим соображениям курильщику выгоднее. Давайте прикинем. Коробок спичек стоит копейку, зажигалка— около трех рублей. Если считать, что коробка спичек хватает дня на два — на три, и отбросить дополнительные расходы на кремни и бензин, зажигалка начнет давать «экономический эффект» через 2—3 года после ее приобретения. За это время она либо потеряется, либо у ее хозяина возникнет непреодолимое желание купить новую. Говорят, зажигалки сохранят от вырубки целые осиновые рощи. Но зато этот второй древнейший способ получения огня в современной интерпретации требует немалого количества дефицитных цветных металлов и топлива. Словом, плюсы и минусы уравновешены... Массовое распространение зажигалок связано с трагическими обстоятельствами: миллионы пуль были выпущены в первой мировой войне, и на полях сражений остались миллионы стреляных гильз... Так и дошла до наших дней без особых изменений конструкция гильзы-зажигалки. В большую гильзу вставлена другая, поменьше. В ее донышке — отверстия для фитиля и трубки с пружинкой, подпирающей кремень. Зубчатое колесико высекает из кремня искру. Искра зажигает пары бензина над фитилем. Три главные детали современной зажигалки: колесико, кремень, фитиль — в точности соответствуют своим доисторическим прототипам: огниву, кремню и труту. Сколько кремния в кремне для зажигалки? Этот вопрос в большом почете у устроителей разного рода викторин. Судя по каверзности вопроса, ответ на него должен гласить —* нисколько. И этот ответ верен. Настоящий кремень — минерал желто- бурого цвета, близкий родственник опала, ничем не напоминает кремни, которые продаются в табачных киосках. И разница отнюдь не ограничивается внешним видом. Минерал кремень состоит из молекул окиси кремния и воды. А в составе камешка для зажигалки чего только нет: сталь, медь, магний, окись алюминия, хлористый натрий, сплав горючих и хорошо поглощающих кислород металлов — алюминия, магния, церия — и никаких следов кремния и его соединений. При ударе огнива (или, если хотите, по старинке — кресала) — будь то бесформенный кусок железа или стальное насеченное 01
колесико со строго определенной стандартом твердостью по Роквеллу — от кремня, естественного или искусственного, отрываются раскаленные трением мельчайшие частицы — искры. Горючие металлы, входящие в состав искусственного кремня, облегчают образование искр. По техническим условиям Рижской фабрики ювелирных изделий, выпускающей камешки для зажигалок, из сотни ударов по кремню по крайней мере 75 должны быть успешными. Уважение к современной технике не позволяет нам думать, что у древних результаты были лучше. Вспомните, сколько дуэлей закончилось безрезультатно из-за осечки кремневых пистолетов! Впрочем, такие казусы случаются и с зажигалками в стиле модерн. После заливки свежей порции бензина, из зажигалки час — другой никак не удается извлечь огня. Если камешек мокрый, между огнивом и кремнем появляется как бы слой смазки — трение становится жидкостным. С таким же успехом можно чиркать о коробок горелой спичкой. Создатели новых зажигалок в своих конструкциях не раз пытались уйти от второго древнейшего способа добычи огня. Электрическое воспламенение выглядит куда современней. В такой зажигалке нет ни огнива, ни кремня. Если нажать на кнопку, к фитилю подходит тонкая нихро- мовая проволочка. Электрический ток батарейки раскаляет ее, и пары бензина воспламеняются. И все-таки электрическое воспламенение не привилось: кресало и кремень — проще. Из-под колесика зажигалки выскочил пучок искр. Полдела сделано. Но искра — это еще не огонь. Искры в «зажигалках» древних падали на трут: сухую траву или мох. Мох тлел, и от него поджигали лучину. Много позже стали пользоваться легко воспламеняющимися тканями, паклей, специально обработанным и пропитанным селитрой древесным грибом-трутовником. Фитиль современной зажигалки — это трут несколько иного рода. Дело в том, что он не горит. Более того—лучшие фитили делают вовсе из негорючего материала: асбестового или стеклянного волокна (хотя и обычный хлопчатобумажный фитиль служит совсем неплохо). Негорючий фитиль в зажигалке, по сути цела,— бензопровод. А «топливный насос», который гонит по нему топливо,— это капиллярные силы. Поэтому главное качество фитиля — высокая капиллярность. Например, в одном квадратном сантиметре асбеста больше сотни миллионов пор. Итак, по капиллярам фитиля топливо поднимается навстречу искре. Но зажечь жидкое топливо не удастся даже очень мощным пучком искр. Горят его пары. Значит, на кончике фитиля нужно создать благоприятные условия для испарения. Специалисты тепловых двигателей не могут обойтись без параметра а, коэффициента избытка воздуха. Определяют а по простой формуле: _ ёвОЗД. &ГО11Л. *-* в которой ёвозд. и &топл. — это весовые расходы воздуха и топлива, a L — стехио- метрический коэффициент, показывающий теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного грамма топлива (для бензина L около 15). Закономерности, действующие в цилиндре двигателя или сопле ракеты, распространяются и на зажигалку. Если горит бензин, коэффициент а должен быть в пределах 0,6—1,5. В этом случае горение устойчиво и эффективно. Фитиль чуть-чуть выглядывает из корпуса зажигалки. Площадь испарения мала, и воздуха в смеси оказывается больше, чем нужно. Если пламя появится, то оно будет неустойчивым, беспокойным, начнет тлеть фитиль. (Между прочим, и в стеариновой свече фитиль горит потому, что твердое топливо не может быстро поступать в зону горения.) Попытаемся исправить положение и вытянем фитиль на 1,5—2 сантиметра. Ста- G2
Схема бензиновой зажигалки Электрическая бензиновая зажигалка с воспламенителем- сопротивлением Эажигалка с двухкамерным «топливным баком». ло еще хуже. Сколько мы не высекаем искр, пламени нет. И пользующийся спичками приятель с ехидной улыбкой лезет в карман за своим безотказным коробком. Увеличив поверхность фитиля, мы ускорили диффузию паров бензина. Восходящие потоки топлива сами сбивают образующееся пламя. А если чуть-чуть убрать фитиль, то пламя получится жирное, коптящее: воздуха не хватает, и реакции горения идут не до конца. (Кстати, не стоит радоваться, если зажигалка горит слишком ярко. Яркость пламени связана с присутствием продуктов неполного сгорания топлива. Прикуривая от такой зажигалки, можно изрядно закоптить себе лицо.) Если нее вытащить фитиль на 2—3 миллиметра (у зажигалок с ветрозащитной скобой — на 4—5 миллиметров) и разлохматить его кончик, коэффициент ос окажется в нужных пределах. Зажигалка будет работать безотказно, и ее хозяин сможет свысока поглядывать на приверженцев спичек. Но и хорошо отрегулированный фитиль не гарантирует владельца зажигалки от неприятностей, если топливо подобрано неправильно. Как и двигателю автомобиля экстра-класса, зажигалке нужен бензин самых лучших сортов. Лучше всего пользоваться авиационными бензинами (например, Б-70) или бензином «галоша». Низшие сорта бензина менее летучи, их пары горят на самой поверхности жидкости. Подвод воздуха затруднен, пламя коптит. Не рекомендуем впадать и в другую крайность: пользоваться легколетучими топливами — эфиром, ацетоном, спиртом. Они слишком интенсивно испаряются, пламя срывается с фитиля, да и одной заправки хватит не больше чем на день. Владельцы зажигалок, склонные к самостоятельным исследованиям, часто пытаются подобрать многокомпонентную топливную смесь. Не стоит. Чистый бензин с высоким октановым числом — вне конкуренции. Заправка зажигалки топливом занимает не больше трех минут. И все-таки больше ценятся зажигалки с емким «топливным баком». Чтобы удержать бензин, прибегают к самым различным ухищрениям. Обычно корпуса зажигалок набивают ватой. Хорошо хранит топливо чистый речной песок. Если «топливный бак» зажигалки закрыт пробками с резиновыми прокладками, 03
а фитиль плотно прикрыт колпачком, бензина может хватить на неделю — полторы. Но техническая мысль приверженцев второго древнейшего способа идет дальше. Недавно появились зажигалки, «топливный бак» которых состоит из двух камер. В одной из камер бензин хранится свободно, как в баке автомобиля. В другой камере — фитиль. В эту рабочую камеру по мере надобности пускают топливо. И еще одно новшество. Чтобы плотно закрывать фитиль, когда зажигалка не работает, используют «плавающую» конструкцию. Если зажигалка закрыта, фитиль утоплен, и потери драгоценного топлива исключены. Таким образом, удается еще на два-три дня отдалить заправку. Ну а если заправка даже раз в две недели вам тоже в тягость, остается только приобрести газовую зажигалку. По конструкции она похожа на бензиновую, только внутри нее вместо бензина хранится под давлением до 8 атмосфер сжиженный газ — бутан или смесь пропана с бутаном, а вместо фитиля — миниатюрный газовый редуктор, которым можно регулировать высоту пламени. Газовую зажигалку заправляют один раз в месяц, а то и в два. Переход на газовое топливо — явление прогрессивное и в большой энергетике. Для владельца зажигалки это означает, что отпадают заботы о «наладке» фитиля, можно, наконец, почувствовать истинный аромат табака, не приправленного парами бензина. Приверженцы первого древнейшего способа меняют коробок спичек по необходимости, когда спички в нем кончаются. Зажигалки меняют из-за благородной страсти &«*> Газовая зажигалка к коллекционированию. Действительно, зажигалки — прекраснейший объект для коллекционеров. Есть зажигалки — работяги, которые горят на любом ветру. А есть салонные красавицы, у которых главное — туалет, отделка. Есть настольные зажигалки-великаны и зажигалки-гномы, которыми без лупы пользоваться затруднительно. Есть зажигалки-куклы, зажигалки- шкатулки и зажигалки-оружие. Есть зажигалки с музыкой, с часами и с собственным освещением. А спички, если отбросить этикетку, так похожи друг на друга... М. ГУРЕВИЧ, А. КРЕЙНИН ЧТО ВЫ ЗНАЕТЕ И ЧЕГО НЕ ЗНАЕТЕ О ЗАЖИГАЛКАХ ■ Идея электрического воспламенения паров топлива отнюдь не нова. В 1770 году была изобретена электрическая зажигалка, в которой струя водорода воспламенялась от искры электрофорной машины. Теперь выпускают вполне современные искровые электрические зажигалки. Химическая батарейка заряжает конденсатор. Стоит нажать кнопку на корпусе зажигалки, как электрический разряд проскакивает между двумя электродами и воспламеняет струю бутана. Батарейка напряжением 22,5 вольта позволяет прикурить 50 000 раз. ■ Истории добычи огня известны и пневматические зажигалки. Они получили (правда, довольно ограниченное) распространение в средние века. Пневматическая зажигалка состояла из цилиндра, на дне которого помещался трут, и металлического поршня. При быстром сжатии воздуха под поршнем трут нагревался и начинал тлеть. ■ Полтораста лет назад появи- 64
лась зажигалка, которая вошла в историю добычи огня под названием «водородное огниво Дебе- рейнера», хотя никакого огнива в ней не было. Взгляните на рисунок слева. Когда кран закрыт, серная кислота реагирует с цинком. Выделяющийся водород скапливается под колпаком и своим давлением вытесняет оттуда кислоту. Обыкновенный аппарат Киппа. Если открыть кран, то газ из колокола попадет на губчатую платину — прекрасный катализатор окисления водорода. Водород вспыхнет. Никакой искры не нужно. Не правда ли, удобно? Впрочем, у «огнива» Деберейнера есть два существенных недостатка. Во-первых, прикуривая от него, можно взорваться. А, во-вторых, не всякий рискнет носить в кармане серную кислоту. ■ Столетиями охотники за пушниной в северных районах нашей страны отправлялись на промысел с трутоношей, своего рода зажигалкой. Трутоноша — это войлочный мешочек с комплектом вещей, необходимых для разжигания костра: трут, кремень, огниво, деревянная чашка с расплавленной и застывшей селитрой. ■ В семействе зажигалок особняком стоят зажигалки автомобильные. Их можно найти, например, на «Волгах», «Москвичах». Патрон с нихромовым нагревателем вставляется в специальное гнездо и подключается к автомобильному аккумулятору. Когда нагреватель нагреется докрасна (а на это требуется 10—15 секунд), он автоматически выталкивается из гнезда. Для такой зажигалки нужен мощный источник энергии: ведь сила тока в нагревателе достигает 8 ампер. ■ Если у газовой зажигалки быстро иссякает запас топлива, следует поискать место утечки газа. Опустите зажигалку в стакан с водой и отметьте место, откуда выделяются пузырьки газа. Течь можно ликвидировать залив отверстие эпоксидным клеем. Не обязательно выбрасывать зажигалку, если в ней кончился газ, а устройство для перезарядки конструкцией не предусмотрено. Сейчас в некоторых мастерских по ремонту зажигалок в корпуса вклеивают или впаивают заправочные клапаны. ■ Многие хозяйки, зажигая газовую плиту, предпочитают пользоваться не спичками, а специальными механическими или электрическими зажигалками. Механическая зажигалка — это огниво и кремень, а электрическая — конденсаторный разрядник, питающийся от электросети. Понятно, что в таких зажигалках не предусмотрен запас топлива: топливная часть зажигалки — сама плита. Рисунки С. ДОНСКОЙ Фото Е. СМИРНОВА tf|yffllllHIMlWI»/ffiil//f»fHiiiBi»MinmMiiiimiiniiM\UllJm№ 05
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА ПРИРОДНОМ ГАЗЕ В журнале «Technology Week» A967, № 7) напечатано сообщение о разработке топливных элементов для прямого преобразования химической энергии природного газа в электрическую. В основе действия таких установок лежит реакция окисления метана кислородом воздуха; при этом образуются вода и углекислый газ. Воду можно использовать для различных бытовых нужд, а углекислый газ выбрасывается в атмосферу. Загрязнение воздуха углекислым газом при этом в десять раз меньше, чем при выработке того же количества электричества обычным путем. Предполагается создать высокоэкономичные установки (с КПД примерно 70%), обеспечивающие энергией весь комплекс бытовых приборов, включая установку для кондиционирования воздуха. Такие установки различной мощности, вероятно, будут применяться в жилых помещениях, магазинах, на фабриках. Существующая газовая сеть без особой перегрузки должна обеспечить питание этих элементов. НЕ ГОРИТ, НЕ ГНИЕТ В журнале «Сельское хозяйство России» A968, № 3) помещена статья, авторы которой сообщают, что работники Гузерипль- ского леспромхоза построили цех, выпускающий «арболит». Так был назван материал, в состав которого входят: древесина из отходов, цемент, металл, хлористый кальций и вода. Компоненты смешивают в бетономешалке, затем смесь помещают в металлическую форму и уплотняют катками вибрационного стана. После 20 часов «дозревания» плита готова, и кран вытряхивает из формы готовую стенную панель. Новый строительный материал не горит и не гниет. Арболит легко можно распилить и обработать другими режущими инструментами. Строители утверждают, что дома из арболита будут прочными и долговечными. КАЛЬЦИЙ ПРОТИВ КАРИЕСА Сейчас уже хорошо известно, что добавление фтора в питьевую воду резко снижает заболеваемость неприятной болезнью — кариесом зубов. Недавние исследования д-ра Р. Харриса (Австралия) показали, что сохранению зубов может способствовать не только фтор, но и сахарозофосфат кальция. Несколько лет назад выяснилось, что добавление его в корм на 80% уменьшает порчу зубов у крыс. После этого длительный эксперимент был проведен на людях. В течение года в пищу 1400 детей в возрасте от 5 до 17 лет добавляли 1 % сахарозо- фосфата кальция (с примесью фосфата кальция). В результате заболеваемость кариесом снизилась на 25—40% —лишь ненамного меньше, чем при добавлении в воду фтора! Между прочим, сахарозофос- фаты естественного происхождения входят в состав многих продуктов питания, содержащих углеводы; но современная технология пищевой промышленности такова, что в процессе обработки эти соединения теряются. ПРОТИВ НАГАРА г Во время работы двигателя в камере сгорания оседает нагар. Постепенно слой его становится толще. Это снижает мощность мотора, увеличивает расход топлива. Например, испытания двигателя Д-54 показали, что нагар толщиной в 3 мм — причина уменьшения мощности на 15% и увеличения расхода топлива на 20%. До сих пор нагар удаляли вываркой деталей в щелочных растворах и выжиганием в печах, но специалисты считают, что эти методы недостаточно эффективны. Как сообщает журнал «Техника в сельском хозяйстве» A968, №2), проведены опыты по очистке деталей в расплавленной при температуре 450°С смеси химических веществ, содержащей едкий натр, натриевую селитру и хлористый натрий. Пока идет очистка, расплав, залитый в специальную ванну, бурлит; прекращение бурления — знак окончания процесса. Вся операция занимает от 2 до 10 минут. Вместе с нагаром удаляются другие загрязнения, например накипь и продукты коррозии, а также краски и полимерные покрытия. Очищенные детали можно даже паять. Оказалось, что такая очистка дешевле ранее применяемых методов. Но этот расплав пригоден только для обработки изделий из черных металлов. ВОЗДУШНО-ЦИНКОВЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ Американцы испытали воздушно- цинковые аккумуляторные батареи для транспортных машин емкостью 7—14 квт-ч и готовятся в 1968 году испытать батареи емкостью 50-—100 квт-ч. В начале 1970 года должны быть получены промышленные образцы. Такая батарея состоит из четырех элементов напряжением по 1,5 в каждый. Положительный электрод представляет собою пластину цинка, а отрицательный — пористую никелевую пластину, через которую компрессором нагнетают воздух. Между электродами с помощью насоса циркулирует электролит—водный раствор едкого кали. При разрядке цинк соединяется с кислородом воздуха, отдавая электроны во внешнюю цепь, а окись цинка отделяется и накапливается вне элемента. При зарядке происходит обратный процесс. Средняя рабочая температура 93°С. Благодаря высоким энергетическим показателям пары цинк — кислород, их малому удельному весу и отсутствию тяжелых конструктивных деталей, воздушно- цинковые батареи по энергоемкости на единицу веса примерно в 6 раз превосходят свинцово-кис- лотные батареи. Применяя эти батареи, удается примерно в 5 раз увеличить запас хода электромобиля. Ожидаемый срок службы батареи — не менее трех лет (не менее 1000 циклов полной разрядки). Утверждают, что электромобиль с этими батареями по экономичности можно сопоставить с автомобилем, расходующим 2,4 л топлива на 100 км пробега. ЧТОБЫ РАСЩЕПИТЬ МОЛЕКУЛУ ВОДОРОДА... Энергия, необходимая для расщепления молекулы водорода, рассчитана давно и составляет 0,33 электрон-вольта. По сообщению журнала «Science News Letter» A966, № 16), недавно эта ве- 06
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ личина подтверждена прямыми измерениями. Для опыта был построен специальный ускоритель ядер дейтерия, разбивавших молекулы водорода на атомы. При энергии пучка меньше 0,33 электрон-вольта атомарный водород обнаружен не был. Он появлялся только тогда, когда энергия становилась выше этого порога. Следовательно, физики хорошо умеют рассчитывать прочность молекулы водорода, и 0,33 электрон-вольта — это действительно энергия, необходимая, чтобы ее разрушить. ПЛЮС НА ПЛЮС Сочетание хорошего с хорошим не всегда дает ожидаемый результат. Скажем, если попытаться скрестить огурец с морковью, то нет гарантии, что не получится гибрид с корнем огурца и морковной зеленью... Впрочем, такой пессимистический пример нельзя считать правилом. Вот подтверждение противоположному: специалисты японской фирмы «Убэ цикон» смешали две хорошо известные синтетические смолы — поликарбонатную и сополимер акрило- нитрила, бутадиена и стирола (так называемую смолу ABS). В результате получена пластмасса ци- колой-800 с весьма высокой ударной прочностью. Предполагается, что ее удастся использовать в деталях машин, работающих на удар. Считая это предположение реальным, фирма планирует построить цех, выпускающий цико- лой-800. И ВСЕ-ТАКИ: НЕТ ЛИ ЖИЗНИ НА ВЕНЕРЕ! Когда советская автоматическая станция «Венера-4» передала на Землю не вызывающую сомнений информацию о составе вене- рианской атмосферы и об условиях на поверхности планеты,— все надежды найти на Венере жизнь, казалось, рухнули. Однако не только любителям научной фантастики, но и многим ученым, видимо, не хочется расставаться с мыслью о возможности существования на Венере хоть каких-нибудь живых существ. Новую гипотезу о жизни на Венере, учитывающую последние научные данные, выдвинул известный американский геохимик У. Ф. Либби. Он предположил, что из-за очень малой скорости вращения планеты в ее атмосфере почти не происходит горизонтального перемешивания. Благодаря этому температура поверхности, на экваторе, превышающая 280°С, может у полюсов опускаться даже ниже нуля. Из этого следует весьма заманчивая возможность существования полярных ледяных шапок и пресноводных ручьев и озер у их подтаивающих границ. А это — идеальные условия для развития жизни. И те ничтожные количества кислорода, которые все-таки содержит, по данным «Венеры-4», венерианская атмосфера, вполне могут оказаться продуктом жизнедеятельности живущих там фотосинтезирую- щих организмов. СИЛОН — БЕЗОПАСЕН Чехословацкие врачи из города Брно исследовали результаты имплантации силоновых сеток (силон — материал, аналогичный нашему капрону). Выяснилось, что через три года после операции силоновые нити начинают рассасываться в организме, причем этот процесс заканчивается довольно быстро. Опыты ставились на крысах и морских свинках, а затем, после того как были получены обнадеживающие результаты, исследование провели на людях в клинических условиях. Как сообщает журнал «Neo plasma» A967, № 5), из этих опытов можно сделать вывод, что, по-видимому, не следует опасаться применения силона в хирургии (конечно, в том случае, когда материал не содержит остаточного мономера). ПЕПЛОБЕТОН В Магаданской области, на Северном Кавказе и в других районах нашей страны геологи находят богатые залежи сыпучего порошка, окрашенного во все оттенки от снежно-белого до серого. Это — вулканический пепел, все, что осталось от когда-то клокотавших здесь древних вулканов. Состав порошка — главным образом обломки и пыль вулканического стекла. Как сообщает журнал «На стройках России» A968, № 3), научные работники из Магадана установили, что, смешав 75% вулканического пепла с портланд-цементом, можно получить прекрасный строительный материал — пеплобетон. Испытания нового вида бетона показали, что он легок и морозостоек. Замечательное свойство пепла — в присутствии извести и при температуре 100°С он химически связывает гипс с образованием большого количества гидросульфо- алюминита кальция, а это увеличивает прочность и плотность бетона. Кроме того, пеплобетон декоративен и дешев. ВОДОСТОЙКИЙ ПАРКЕТ Журнал «Деревообрабатывающая промышленность» A968, № 2) сообщает, что сотрудники Новомосковского филиала Института азотной промышленности разработали способ изготовления плит из древесной стружки с водостойким покрытием, которые будут применяться для покрытия полов и ни в чем не уступят паркету. Водостойкое покрытие в основном состоит из отходов химических производств: отходов- отсевов поливинилхлоридной смолы, отходов производства ди- метилтерефталата и фталатного пластификатора. До недавнего времени эти вещества просто сжигались. Технология изготовления плит такова: водостойкую смесь заливают в металлический поддон, затем туда же засыпают древесную стружку. После холодной подпрессовки сверху тоже накладывают слой водостойкого покрытия. Полученная таким образом плита поступает в горячий пресс, где при температуре 150—160СС и давлении 15— 17 кг/см2 ее обработка заканчивается через 9—10 минут. Полы, покрытые такими плитами, не надо шпаклевать перед окраской. 67
Структура тетродотоксина ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ТЕТРОДО ТОКСИН Ф. ФУРМАН ...УЖИН ОТДАЙ ВРАГУ 8 сентября 1774 года шлюп капитана Джеймса Кука стоял на якоре у одного из островов Новой Каледонии в южной части Тихого океана. Экспедиция открыла зтот остров несколько дней назад. После обеда корабельный писарь выменял у туземца неизвестную рыбу, и Кук попросил приготовить ее на ужин. К ужину были приглашены два натуралиста — члены экспедиции Дж. Р. Форстер и его сын Джордж. Позднее Кук записал в своем журнале: «Описание и зарисовка рыбы заняли много времени, стало поздно; на ужин были поданы только икра и печень. Оба Форстера и я едва прикоснулись к пище. В 4 часа утра мы почувствовали страшную слабость, потеряли осязание. Я почти совсем перестал отличать тяжелые предметы от легких: кружка с квартой воды и перо казались мне одинаково тяжелыми. Утром один из офицеров, евший накануне внутренности рыбы, был найден мертвым». Впоследствии, сопоставляя отчет капитана Кука и описание рыбы, сделанное Форстерами, удалось установить, что они ели ядовитую рыбу — дутыш (Другое ее название фахак). Съели они, к счастью, немного, а потому отделались довольно легко. Науке известно около 40 разновидностей рыбы, описанной Куком. У разных народов она называется по-разному. Английские названия — надутая (puffer-fish), шаровидная (globe- fish), набухшая (swell-fish), рыба-баллон (balloon-fish) — связаны с тем, что если ее потревожить, она сильно раздувается. На Гаваях эти рыбы называются макимаки, в Индонезии — блазер, в Испании — бо- тете, а в Японии — фугу. Эта рыба, так же как и все другие представители грозного семейства Tetrodontoidei, ядовита в течение всего года (хотя количество яда в зависимости от времени года меняется). «ВОДКА РИСОВАЯ — ЧУДО, И ВКУСНА СЫРАЯ РЫБА...» Японцам фугу известна очень давно. В «Истории Японии», изданной в 1927 году, английский ученый Энгельберт Кзмфер писал: «Фугу считается рыбой ядовитой. Местные жители знают, что если есть плохо очищенную или недостаточно тщательно промытую рыбу, то можно очень сильно отравиться; известно много случаев со смертельным исходом. Но, несмотря на опасность, японцы не могут откавать себе в таком изысканном, по их мнению, блюде». В 1957 году в Японии было зарегистрировано 176 случаев отравления рыбой фугу, 90 из них привели к смертельному исходу. Было замечено, что чаще всего болезненные симптомы появлялись тогда, когда человек заедал горячее сакэ (рисовую водку) семенниками фугу. В семенниках фугу обычно яда не содержится (так же как и в спинке рыбы, из которой приготавливается национальное японское блюдо «фугу сашими» — ломтики слабо обжаренной рыбы, выложенные причудливым узором в виде цветов и птичек), но после того как выпито сакэ, бывает трудновато отличить семенники от заведомо ядовитых икры и печени. Кроме того, знатоки утверждают, что небольшое количество печени фугу придает некоторым блюдам особенно пикантный аромат, и ради этого пренебрегают опасностью. 68
УТОЛЯЮЩИЙ БОЛЬ Множество смертельных исходов при отравлении рыбой фугу заставило уже очень давно японских ученых заняться ее изучением. В 1883 году Иоши- зуми Тохара из Токио попытался получить яд фугу в чистом виде. Добытый препарат он назвал тетродотоксином. Сейчас известно, что даже в наиболее тщательно приготовленных препаратах японского исследователя содержалось только 2% чистого яда. Но даже этот тетродотоксин Тохара врачи вскоре стали использовать как болеутоляющее средство. Тохара был даже выдан в 1913 году на этот препарат американский патент. Но только в 1950 ходу двум японским ученым — Акиро Иокоо из Иокогамского университета и Кио- суке Тсуда из Токио — удалось, наконец, получить чистую кристаллическую форму тетродо- токсина. ПАРАЛИЧ У ГОЛОВАСТИКОВ В 1932 году американский ученый В. Твитти занимался пересадкой тканей, ставя опыты на саламандрах и тритонах. Для своих опытов он использовал тритонов, в изобилии появляющихся весной на холмах, окружающих Стэнфордский университет, где Твитти тогда работал. Эти тритоны размножаются в озерах и речушках. Круглые скопления их яиц прикреплены к потонувшим веточкам или просто лежат на дне водоемов. Твитти пересадил глаз и часть почки эмбриона тритона головастику полосатой саламандры. Он с удивлением обнаружил, что головастики впали в паралитическое состояние, которое не проходило много дней. Проделав множество очень удачных опытов, Твитти пришел к выводу, что паралич был вызван сильным ядом, содержащимся в яйцах и тканях эмбрионов тритона. Несколькими годами позднее из эмбрионов тритона удалось этот яд выделить. И несмотря на то, что в полученном тогда препарате содержался всего 1% яда, когда его вводили подопытным животным, результат неизменно был один — смерть. В 1941 году было установлено: смерть наступала потому, что этот яд нарушал передачу нервных импульсов. Дальнейшие исследования были проведены только после войны, когда стали доступными эффективные методы очистки и разделения органических веществ — такие, как хроматография и электрофорез. Наконец, в 1962 г. из эмбрионов тритона удалось получить чистую кристаллическую 4юрму яда. 1 мг полученного препарата было достаточно, чтобы умертвить 7000 мышей. Яд был назван та- рихатоксином по названию вида тритонов Та rich a toroso, из которых он был впервые выделен. Тарихатоксин не был белком. Действие его было похоже на действие тетродотоксина, полученного из рыб. А когда стали сравнивать оба яда, стало ясно, что тарихатоксин и тетродотоксин — одно и то же вещество. Это подтверждали и инфракрасные спектры, и спектры ядерного магнитного резонанса, и хроматограммы. Крысы, мыши, золотые рыбки и другие подопытные животные одинаково болели и гибли при введении обоих токсинов. Ни тот, ни другой препарат на тритонов никак не действовал. Таким образом, выяснилось: биологически совершенно отличные друг от друга рыбы и тритоны содержат один и тот же яд — тетродотоксин. Биологи считают, что и тритоны, и рыбы вырабатывают яд для защиты от хищников. Но остается непонятным, почему только один подотряд рыб и одно семейство земноводных выделяют именно тетродотоксин. Тетродотоксин представляет? собой мелкие бесцветные кристаллики, растворяющиеся в слабых растворах кислот. Крепкие кислоты и щелочи разрушают яд. Эмпирическая формула тетродотоксина — СцН17Ыз08. В 1964 году после многих лет бесплодных попыток была наконец установлена структурная формула яда. Тетродотоксин оказался слабым основанием. Близкого сходства со строением других веществ не обнаружено. Симптомы отравления тетродотоксином: через 10 минут после еды появляется потеря осязания и ощущение покалывания в онемевших губах, языке и внутренней полости рта. Пострадавший чувствует общую слабость, немеют руки, наступает паралич грудных мышц. Кровяное давление понижается, пульс становится слабым и учащенным. Смерть может наступить через 30 минут. Тетродотоксин уже нашел применение в научных исследованиях. Способность его блокировать нервные сигналы используется для изучения принципов работы нервной системы. Кроме того, ученые полагают, что тетродотоксин (сам непригодный для обезболивания, потому что, введенный в определенное место, не локализуется в нем, а проникает в другие ткани, отравляя их) может быть моделью для создания новых высокоэо^фективных анестезирующих средств. Сокращенный перевод с английского Д. ОСОКИНОЙ 69
МЯГКИЕ ЦИСТЕРНЫ В. В. ТУРОВСКИЙ Рисунок Е. ГОЛЬДИНА Поскольку жидкость своей формы не имеет, а принимает форму сосуда, куда ее налили, то сосуд наверняка должен иметь форму самостоятельную. Твердую. Вполне определенную. Так уж повелось. Правда, известно было, что вино можно хранить в кожаных мешках-бурдюках, а воду в крайнем случае носить в резиновых или брезентовых ведрах; однако в более серьезных случаях используют достаточно жесткие бутылки, ведра и, наконец, цистерны. Железная бочка-цистерна — одно из основных средств наземной перевозки жидкостей. Идут по рельсам железные колбасы-составы, идут по дорогам цистерны-автомобили. Идут туда, идут... А вот обратно идут пустые. Порожняком. Ведь в цистерну не насыплешь уголь или руду. И наоборот — пришел состав угля на завод синтетического бензина. А обратно? Бензин тоже не нальешь в товарные вагоны. Это очень неудобно. Хорошо бы одним поездом везти уголь на завод, а бензин с завода, кислоту на завод — удобрение с завода... Задача вроде и не хитрая. Налил нефть в мягкую оболочку-цистерну, привез на место, освободил от жидкости, свернул поаккуратней, положил в угол товарного вагона — и вези обратно любой груз. Однако на деле все оказалось гораздо сложней. Из чего делать эти мягкие цистерны? Из резины? Оказалось, что резина — не совсем подходящий материал: тонкую стенку сделать — лопнет, сделать толстую, литую —- во-первых, дорого, во- вторых, такую цистерну не свернешь и в угол не положишь. Помогли комбинированные синтетические материалы. Стенку цистер- удобнее параллелепипед. Крепить цистерну можно за кольца, которые «заварены» внутрь материала. А можно применять сетки из тонких синтетических канатов. Можно, наконец, канаты «заварить» в швы, а их свободные концы привязать к кузову или платформе, когда цистерна полная. А когда цистерны делают из четырех слоев. Внутренний слой, обращенный к жидкости, — из материала, стойкого к этой жидкости. Второй слой — высокопрочная полимерная ткань (например, из вискозы или нейлона). Третий слой — резиновый. А чтобы резина от жары и мороза не трескалась, снаружи ее покрывают защитным слоем из неопрена. Общая толщина такой стенки очень невелика — до 2,5 мм. Цистерна может быть любой 4юрмы. Скажем, для перевозки в кузове грузовика или на железнодорожной платформе на пустая, ее свернут и свяжут этими же канатами. Стоит такой мягкий контейнер в 10 раз дешевле жесткой цистерны. Автомобили же для их перевозки удобно делать с высокими бортами. Сольется жидкость из цистерны, боковые борта повернутся на петлях внутрь кузова и лягут на пустой контейнер сверху, образовав платформу для сухих грузов. В заключение следует отметить, что контейнер емкостью 9 000 л весит от 73 до 145 кг. (По материалам журнала «Commercial motor») 70
ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ ДВОЙНАЯ СПИРАЛЬ Джеймс Д. УОТСОН Одна из первых рентгенограмм ДНК, полученных в лаборатории М. Уилкинса (Я начал забывать Мориса, но никак не ту фотографию ДНК, которую он демонстрировал в Неаполе. Ничто не могло вытеснить у меня из головы мысль о том, что это, возможно, и есть ключ к раскрытию секрета жизни. Вдохновляли меня и слухи о том, что Лайнусу Полингу удалось частично разрешить проблему строения белков. В Женеве я встретился со швейцарским специалистом по фагам Жаном Вэйглем, который только что приехал из Штатов и перед отъездом побывал на докладе, где Лайнус и объявил о своем открытии. Доклад Полинга был не лишен свойственных ему драматических эффектов. Слова лились с такой легкостью, как будто он только и делал всю жизнь, что выступал со сцены. Его модель была скрыта за занавесом почти до самого конца доклада, когда он гордо раскрыл свое последнее творение. И тогда Лайнус начал с горящими глазами объяснять специфические особенности, придававшие исключительную красоту этой его модели — ос -спирали. Этот спектакль, как и все сенсационные выступления Полинга, привел в восхищение присутствовавшую на лекции студенческую молодежь. Не было в целом мире человека, подобного несравненному Лайнусу. Это сочетание громадного ума и заразительной улыбки было неотразимо. Однако несколько коллег-профессоров смотрели на это представление со смешанными чувствами. Созерцание Лайнуса, который метался вокруг демонстрационного стола и жестикулировал наподобие фокусника, собирающегося вытащить из шляпы кролика, ущемляло их самолюбие. Насколько легче было бы это воспринимать, прояви он хоть немного смирения! Даже 71 Продолжение. Начало в № 7 за 1968 год.
Лайнус Полит а-Спираль — структура белковой цепи, предложенная Полин- гом и Кори. Пунктирными линиями показаны скрепляющие спираль водородные связи между пептидными группами если бы он понес абсолютную бессмыслицу, студенты все равно не заметили бы этого, загипнотизированные его безмерной самоуверенностью. Немало его коллег спокойно дожидалось того часа, когда он сядет в лужу на чем-нибудь серьезном. а -СПИРАЛЬ — это конфигурация, которую под действием внутримолекулярных водородных связей принимает остов молекул большинства белков: Ri R* Ra R4 ...—NH —Ce—CO —NH —Ce —C0-... Вследствие стереохимических закономерностей пептидные группы —СО—NH—, соединяющие между собой отдельные аминокислотные остатки в молекулу белка, являются плоскими, и изгиб цепочки происходит в месте сочленения этих групп с остатками аминокислот при атоме углерода, обозначаемом С«. На пять витков ос-спирали приходится 18 таких групп, плоскости которых параллельны оси спирали. Высота о одного витка — 5,6 А, диаметр спирали — 10,1 А. Форма спирали стабилизируется системой водородных связей—С = 0... Н—N—, параллельных ее оси и соединяющих между собой пептидные группы, принадлежащие к разным виткам спирали (первую — с пятой, пятую — с первой и девятой, и т. д.). 72
Жан не мог сказать, насколько верной была «-спираль Лайнуса. Он не был специалистом по рентгенокристаллографии и не мог профессионально оценить эту модель. Его более молодым товарищам, занимавшимся структурной химией, а-спи- раль представлялась очень милой. Поэтому они склонялись к мнению, что Лайнус все же прав. А если так, то ему снова удалось свершить дело исключительной важности. Тогда он — первый человек, высказавший нечто несомненное относительно структуры столь важной в биологии макромолекулы. Однако Жан мог лишь сообщить, что описание а -спирали будет скоро опубликовано. Геометрия пептидной группы. Цифры показывают углы между валентными связями и их длину в ангстремах МЕТОДИКА, использованная Л. Полингом, состояла в построении точных пространственных моделей молекулы с учетом углов, образуемых валентными связями, и длин этих связей. Для установления возможной конфигурации полипептидной цепи, составляющей основу молекулы белка, этот метод был применен Полингом впервые. Если при таком моделировании принять во внимание некоторые особенности структуры белков, известные из эксперимента, то реально возможными оказываются всего несколько структур. Из них а -спираль наилучшим образом соответствует экспериментальным данным, полученным для многих белков. 73 К моему приезду в Копенгаген там уже был получен из Штатов журнал со статьей Лайнуса. Я быстро прочел ее и тут же перечитал снова. Большинство выражений было мне непонятно, и я уловил только общий смысл его аргументации, не имея возможности судить, насколько она убедительна. Ясно было лишь одно — написана статья блестяще. Через несколько дней пришел следующий номер журнала, содержавший еще семь статей Полинга. И снова стиль его был великолепен и полон риторики. Одна из статей начиналась словами: «Коллаген—очень интересный белок». Это навело меня на мысль о том, как мне начать ту статью, которую я напишу о ДНК, если решу проблему ее строения. «Гены очень интересны для генетиков» — фраза наподобие этой сразу же покажет, что я мыслю иначе, чем Полинг. Vr/ / х еперь я начал думать о том, где бы мне научиться расшифровывать рентгенограммы. Калифорнийский технологический не подходил — Лайнус был слишком велик, чтобы тратить время на обучение математически недоразвитого биолога. Быть снова отвергнутым Уилкин- сом мне тоже не хотелось. Таким образом, оставался только Кембридж, где, как мне было известно, некто по имени Макс Пе- рутц интересовался структурой биологических макромолекул, и особенно молекул белка гемоглобина. Поэтому я написал Луриа о своем новом увлечении и попросил его, не сможет ли он сделать так, чтобы меня приняли в эту кембриджскую лабораторию. Совершенно неожиданно оказалось, что это вовсе несложно. Вскоре после получения моего письма Луриа встретился с сотрудником Перутца Джоном Кендрью, совершавшим длительную поездку по Соединенным Штатам. К счастью, Кендрью произвел на Луриа благоприятное впечатление. А тут еще оказалось, что в кембриджской лаборатории нехватает людей, и Кендрью как раз подыскивал кого-нибудь, кто мог бы вместе с ним изучать белок миоглобин. Луриа заверил его, что я прекрасно подойду, и тут же сообщил мне эту приятную новость. Герман Калькар во всем пошел мне навстречу. Было отослано письмо в Вашингтон, в котором он целиком и полностью
Джон Кендръю поддерживал изменения в моих планах. В то же время и я написал в Вашингтон письмо с сообщением о том, что результаты моих опытов по биохимии репродукции вирусов были в лучшем случае не блестящи. Я заявил, что намерен отказаться от КЕНДРЬЮ, Джон Каудери (р. 1917) —английский физик. В 1939 окончил Кембридж, изучал кинетику химических реакций, в 1949 защитил докторскую диссертацию. Был первым сотрудником созданной в Кавенди- шевской лаборатории биологической группы во главе с М. Иерутцем, которая впоследствии выделилась в самостоятельную Лабораторию молекулярной биологии. Там он и работает до сего времени. Основная область научных интересов Кендрью — рентгеноструктурные исследования строения кристаллических белков. В период, описываемый Уотсоном, Кендрью только начинал длительную работу, посвященную изучению пространственной структуры белка миоглобина. В 1957 году эта1 работа завершилась построением модели молекулы традиционной биохимии, которая, по моему мнению, неспособна объяснить, как работают гены. Но зато, сообщал я, теперь я знаю, что ключ к генетике даст нам рент- генокристаллография. Я просил одобрить мое намерение перейти в Кембридж с тем, чтобы работать в лаборатории Перутца и научиться кристаллографическим исследованиям. Вполне естественно, что я никак не ожидал отрицательного ответа. Но через десять дней после моего отъезда в Кембридж Герман переслал мне печальное известие, которое пришло на мой копенгагенский адрес. Университетские власти не одобрили моего перехода в лабораторию, к работе в которой я никоим образом не подготовлен. Мне было предложено пересмотреть свои планы, поскольку я не компетентен в области кристаллографии. Правда, университетские власти не возражали бы, если бы я решил перевестись в лабораторию клеточной физиологии Кас- персона в Стокгольме. Я написал Луриа письмо с просьбой меня выручить. Он мог, должным образом разъяснив мое решение, добиться пересмотра вопроса. Сначала было похоже на то, что его вмешательство может образумить начальство. Я приободрился, получив от Луриа письмо, в котором говорилось, что положение можно будет исправить, если мы проявим смирение. Мне нужно было написать в Вашингтон, что главной причиной моего миоглобина с разрешением 6 А, которая два года спустя была уточнена до разреше- о ния 2 А. В 1962 Кендрью был за это исследование удостоен Нобелевской премии по химии, которую разделил с М. Перутцем. Сейчас Кендрью ведет большую работу, популяризируя достижения молекулярной биологии. Он выступает с лекциями, издает монографии, редактирует всемирно-известный «Журнал молекулярной биологии». 74
решения перевестись в Кембридж было присутствие там английского биохимика Роя Маркхэма, который работает в области вирусов растений. Я пришел к Марк- хэму и сообщил ему, что у него может появиться идеальный ученик, который никогда не будет занимать место в его лаборатории своими экспериментальными установками. Маркхэм отнесся к этому очень спокойно и воспринял мою затею как прекрасный пример свойственного американцам неумения себя вести. Тем не менее он согласился участвовать в этой чепухе. Заручившись уверенностью, что Маркхэм не будет поднимать шума, я написал длинное смиренное письмо в Вашингтон, указывая на ту пользу, которую смогу извлечь из общения одновременно с Пе- рутцем и с Маркхэмом. В конце письма я счел наиболее честным официально объявить, что нахожусь в Кембридже и останусь там вплоть до принятия решения. Однако в Вашингтоне не оценили моей откровенности. Я это понял, когда ответное письмо опять-таки было отправлено в лабораторию Германа, в Копенгаген. Университетские власти, сообщалось в нем, рассматривают мое дело и о принятом решении я буду извещен. При таком положении было бы неосторожно получать деньги, которые все еще продолжали поступать на мое имя в Копенгаген в начале каждого месяца. К счастью, перспектива года бесплатной работы над ДНК была неприятной, но не безнадежной. Стипендия в 3000 долларов в год, которую я получал в Копенгагене, втрое превышала бюджет состоятельного датского студента. Даже если мне пришлось бы оплатить два модных костюма, недавно купленные сестрой в Париже, то у меня все равно осталось бы 1000 долларов — вполне достаточно для годичного пребывания в Кембридже. Помогла мне и моя квартирная хозяйка, выгнавшая меня после неполного месяца пребывания у нее на квартире. Главным моим преступлением было то, что я не снимал ботинки, приходя домой после 9 часов вечера, когда ее муж ложился спать. Кроме того, я время от времени забывал о строжайшем запрете спускать в туалете воду в эти же часы и, что хуже всего, выходил из дому после десяти часов вечера: в это время в Кембридже все закрыто, а следовательно, мое поведение было явно подозрительным. Выручили меня Джон и Элизабет Кендрью, предложившие за пустяковую плату маленькую комнатку в своем доме на Теннис Корт Роуд. Она была невероятно сырая и отапливалась только допотопной электрической плиткой. Тем не менее я с радостью принял это предложение. моего самого первого дня в лаборатории мне стало ясно, что я еще долго не покину Кембридж. Уехать отсюда было бы полным идиотизмом: я сразу же открыл для себя, насколько приятно разговаривать с Фрэнсисом Криком. Мне повезло: я обнаружил в лаборатории Макса человека, знающего, что ДНК намного важнее, чем белки. Более того, для меня было большим облегчением то, что мне не придется тратить все свое время на изучение рентгено- структурного анализа белков. Наши беседы за лэнчем быстро свелись к рассуждениям о том, как же соединяются между собой гены. Через несколько дней после моего приезда мы уже знали, что нам следует предпринять: идя по пути Лайнуса Полин- га, одержать над ним победу его же собственным оружием. В результате Джон Кендрью очень скоро понял, что я едва ли смогу помочь ему выяснить строение миоглобина. Поскольку ему не удавалось вырастить большие кристаллы миоглобина лошади, он поначалу надеялся, что мне в этом больше повезет. Однако было легко понять, что мои лабораторные манипуляции были неудачными. В известной степени я даже почувствовал облегчение: если бы я добился успеха, Джон мог бы засадить меня за съемку рентгенограмм. Таким образом, ничто теперь не мешало мне проводить по меньшей мере несколько часов в день в разговорах с Фрэнсисом. Непрерывно думать было слишком трудно даже для него, и он частенько, зайдя в тупик со своими уравнениями, принимался расспрашивать меня о фагах. В иные моменты Фрэнсис пытался вдолбить мне факты из области кристаллографии, обычно доступные пониманию только при старательном чтении специальных журналов. Особенно важно было познакомиться с доводами, необходимыми для того, чтобы уразуметь, каким образом Лайнус Полинг пришел к своей ос-спирали. Скоро я усвоил, что успех Полинга был 75
делом простого здравого смысла, а не результатом каких-то сложных математических выкладок. В его рассуждениях иногда попадались уравнения, но в большинстве случаев и их можно было заменить словами. Ключом к удаче Лайнуса послужило его доверие к простым законам структурной химии, а-Спираль была открыта не простым созерцанием рентгенограмм; главный фокус состоял в том, чтобы задать себе вопрос: а какие же атомы рядом с какими предпочитают сидеть? Основными рабочими инструментами были не бумага и карандаш, а набор молекулярных моделей, похожий на детский конструктор. Мы не видели никаких препятствий к тому, чтобы не попытаться подобным же образом решить проблему ДНК. Для этого нужно было только сконструировать набор молекулярных моделей и начать играть ими — при известном везении могла получиться и спиральная структура. Любая иная конфигурация оказалась бы куда сложнее. Раздумывать о сложностях, не убедившись в том, что не годится простейший ответ, было бы непростительной глупостью. Если бы Полинг так искал трудностей, он никогда ничего не добился бы. ^—* ^-^ ачиная с первых же наших разговоров мы исходили из того, что молекулы ДНК содержат очень большое МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МОДЕЛИ, которые собирают из моделей отдельных атомов, позволяют провести первый грубый анализ возможных конфигураций полимерной цепочки. Модели атомов делают из пластика или из дерева таким образом, чтобы их можно было различными способами соединять между собой в соответствии с тем, какие валентные и вандерваальсовы связи может образовывать данный атом, каковы длина и направление этих связей. Форма и размер атомных моделей подбираются таким образом, чтобы при сборке из них моделей молекулы получались нужные валентные углы и межатомные расстояния. Молекулярные модели можно также строить из шариков и стержней. В определенных местах шариков просверливают от- 76 число нуклеотидов, соединенных в регулярную линейную цепь. И здесь наши рассуждения были частично основаны на соображениях простоты. Хотя химики-органики из соседней лаборатории Александра Тодда считали, что именно таким и должно быть расположение нуклеотидной основы молекулы, они все еще были очень далеки от того, чтобы химическим путем установить идентичность всех связей между ними. Но если бы это было не так, то мы не могли понять, как же в таком случае молекулы ДНК могут складываться в кристаллические агрегаты, изучаемые Морисом Уилкинсом и Розалинд Фрэнклин. Поэтому мы решили, пока не зайдем в тупик, считать строение сахаро-фосфатного скелета весьма регулярным и искать такую спиральную трехмерную конфигурацию, при которой все группы этого скелета имели бы одинаковое химическое окружение. Мы сразу же поняли, что строение ДНК может оказаться более сложной проблемой, чем о.-спираль. В «-спирали одна полипептидная цепь сворачивается в спираль, удерживаемую водородными связями между группами этой же цепи. Морис, однако, сказал Фрэнсису, что диаметр молекулы ДНК больше, чем это было бы, если бы в ней имелась только одна поли- нуклеотидная цепь. Это заставило его считать, что молекула ДНК представляет собой сложную спираль, состоящую из нескольких полинуклеотидных цепей, завернутых одна вокруг другой. Если это так, верстия, что позволяет располагать связи- стержни под нужными углами. Длина же стержней изображает в соответствующем масштабе длину связей. По-видимому, первоначально Уотсон и Крик работали именно с такими моделями.
Отрезок цепи ДНК, содержащий четыре нуклеотида с различными азотистыми основаниями АДЕ НИН О Н I I *ЦИТОЗИН —I л« о = р—о —сн, . ЧиЛ н I Г н фОсфлтНА/) ГРУППА САХАР /ДЕЗОКсиРИБОЗА/ У н I Г н Г о -/-V—• ^ / 0=Р — О — СН2 W н ГП н ? н НзсЛ |=р— о—сн2 . "О тимин NH lAfl то прежде чем всерьез приниматься за построение модели, нужно заранее решить, как соединены эти цепи друг с другом: водородными связями или через отрицательно заряженные фосфатные группы. Положение усложнялось еще и тем, что НУКЛЕОТИДЫ — составные части молекул нуклеиновых кислот, соединяющиеся друг с другом в цепочку — полинуклеотид — эфирными связями. Каждый нуклеотид состоит из фосфатной группы, сахара (в молекуле ДНК — дезоксирибозы) и какого- либо из четырех азотистых оснований: аде- нина, тимина, гуанина или цитозина (в чередовании этих оснований по длине цепи ДНК и записана вся генетическая информация организма). в ДНК обнаружено четыре типа нуклеоти- дов. В этом смысле строение молекулы ДНК не совсем регулярно. Правда, эти четыре нуклеотида не очень отличаются друг от друга: в каждом из них содержатся те же сахар и фосфат, и различия зависят ПОЛИПЕПТИД — полимер, состоящий из аминокислотных остатков, связанных друг с другом пептидными связями. Полипептидами являются и белки, молекулы которых обычно составлены из большого числа остатков 20 различных аминокислот, чередующихся в соответствии с генетически определенными закономерностями, чем и определяется функция того или иного белка в живом организме. 77
лишь от азотистых оснований — либо пу- риновых (аденина и гуанина), либо пири- мидиновых (цитозина и тимина). Но поскольку в связях между нуклеотидами участвуют только фосфаты и сахара, нагие предположение о том, что все нуклеотиды соединены в единое целое однотипными химическими связями, оставалось в силе. Поэтому при постройке моделей мы должны были исходить из того, что сахаро- фосфатный скелет имеет строго регулярное строение, а основания неизбежно расположены весьма нерегулярно (если бы последовательность оснований была везде одинаковой, то и все молекулы ДНК были бы одинаковыми, и не существовало бы того разнообразия, которое должно отличать один ген от другого). Хотя Полингу и удалось построить а-спираль, почти не прибегая к рентгено- структурным данным, он знал об их существовании и до некоторой степени их учитывал. На основании таких данных было быстро отсеяно множество возможных пространственных конфигураций полипептидной цепи. Точные рентгенографические данные помогли бы и нам быстрее продвинуться в работе с более сложной молекулой ДНК. Простой просмотр ренгенограмм ДНК избавил бы нас от многих ошибок на первых же шагах. К счастью, в опубликованной литературе уже была одна более или менее приличная рентгенограмма. Она была сделана за пять лет до этого английским кристаллографом У. Т. Астбери и могла быть использована в качестве отправного пункта. Правда, имея гораздо лучшие рентгенограммы кристаллической ДНК, полученные Морисом, мы могли сэкономить от шести месяцев до года трудов. Однако нельзя было не считаться с тем неприятным фактом, что они все- таки принадлежали Морису. Не оставалось ничего иного, как вступить с ним в переговоры. К нашему удивлению, Фрэнсису без особого труда удалось уговорить Мориса приехать в Кембридж на выходной. И нам не стоило больших усилий убедить его, что структура представляет собой спираль. Это была не просто самая очевидная догадка. На летней конференции в Кембридже Морис демонстрировал рентгенограммы ДНК, где явно отсутствовали рефлексы на меридиане, и его коллега теоретик Алекс Стоукс сказал ему, что это возможно в случае спирали. Исходя из этого, Морис подозревал, что ДНК — спираль, состоящая из трех полинуклеотидных цепей. Однако Морис не разделял нашей уверенности в том, что полинговские модели помогут нам быстро разрешить проблему структуры,— по крайней мере до тех пор, пока не будет накоплено достаточно рентгенографических данных. Вместо этого значительная часть нашей беседы была посвящена Рози Фрэнклин. Там возникли новые трудности. Теперь она настаивала на том, чтобы Морис вообще не занимался рентгенографией ДНК. Пытаясь прийти с Рози к какому-нибудь соглашению, Морис заключил с ней очень невыгодную сделку. Он передал ей все хорошие препараты кристаллической ДНК, которыми пользовался в своих первых работах, и согласился ограничить свои исследования другой ДНК, которая, как потом выяснилось, не кристаллизовалась. Дело дошло до того, что Рози даже перестала информировать Мориса о своих последних результатах. Он мог узнать, как у нее обстоят дела, не раньше, чем через три недели, в середине ноября, когда Рози должна была докладывать на семинаре о своей работе за последние полгода. Вполне естественно, что я обрадовался, когда Морис пригласил меня на ее доклад. Впервые у меня появилась настоящая причина немного заняться кристаллографией: я обязательно должен был понять то, о чем Рози будет говорить. Продолжение следует УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ! В следующем номере журнала будут объявлены: ПОБЕДИТЕЛЬ НАШЕГО КОНКУРСА НА КОНКУРС (премия—пишущая машинка «Москва»); ПОБЕДИТЕЛИ ВИКТОРИНЫ КЛУБА ЮНЫЙ ХИМИК 1967/68 УЧЕБНОГО ГОДА (премии — годовые подписки на «Химию и жпянь>>); ИТОГИ ЗАОЧНОЙ ЧИТАТЕЛЬСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ PJ68 ГОДА, подведенные с помощью быстродействующей электронно-счетной машины БЭСМ-2.
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК что это ТАКОЕ? (Ответ на стр. 83)
СДЕЛАЙ, ПОСМОТРИ И ПОДУМАЙ! СДЕЛАЙ Итак, вы приготовили раствор силикатного клея, налили этот раствор в стеклянный сосуд (например, обычный стакан), бросили на дно кристаллики хлористых солей кальция, никеля, кобальта, марганца и ждете — что получится? * ПОСМОТРИ Сначала вы не заметите ничего особенного. Быть может, вы сначала даже разочаруетесь. Но вот пройдет пять, десять, двадцать минут — и вы увидите, что упавшие на дно кристаллики как бы ожили: из них начали тянуться ростки разноцветных «водорослей». Эти «водоросли» растут, ветвятся; они ведут себя так, как если бы они были живыми. ПОДУМАЙ Давайте подумаем. Простой здравый смысл (хотя им и надо пользоваться весьма осторожно: например, квантовая механика противоречит этому самому «здравому смыслу»!) подсказывает нам, что химические водоросли нельзя назвать истинно живыми: можно не сомневаться, что в этом случае мы наблюдаем явление, лишь формально напоминающее явление жизнедеятельности. Ведь еще в XIX веке Луи Па- стер доказал невозможность самозарождения жизни. Но в чем же состоит сущность этого явления? Попробуем рассуждать логически. В раствор силикатного клея мы поместили кристаллики хлористых солей кальция, никеля, кобальта, марганца... Силикатный клей — это концентрированный водный раствор силиката натрия Na2Si03. С упомянутыми выше солями это вещество должно реагировать следующим образом: * См. предыдущий номер нашего журнала и цветную вклейку в этом номере. — Ред. СаС12 4- Na*Si03 = CaSi03 + 2NaCl, NiCl2 4- Na2Si03 = NiSi03 + 2NaCl, CoCl2 + Na2Si03 = CoSi03 + 2NaCl, MnCl2 + Na2Si03 = MnSi63 + 2NaCI. Если посмотреть в таблицу растворимости, то можно подметить, что образующиеся в результате этой реакции силикаты практически нерастворимы в воде: на поверхности кристалликов должна образоваться нерастворимая в воде пленка. Но такие нерастворимые пленки образуются и в других случаях. Например, не растворяется же в воде алюминиевая кастрюлька, хотя алюминий очень энергично реагирует с водой. Его надежно защищает с поверхности прочная пленка окисла. Итак, вроде бы два одинаковых случая: первый — когда на поверхности кристаллика соли возникла нерастворимая пленка силиката, и второй — когда на поверхности возникла нерастворимая пленка окисла А наблюдаемые при этом явления совершенно различны... В чем тут дело? Если «водоросли» растут, то это значит, что на пленку нерастворимой соли изнутри действует какая- то сила, разрывающая ее, в результате чего реагирующие компоненты вновь приходят в соприкосновение. Какова природа этой силы? Но выясним сначала, откуда вообще под пленкой нерастворимого силиката может появиться вода. Вот мы внесли в раствор силиката натрия кристаллик хлористого кальция; этот кристаллик, естественно, тотчас же начал растворяться. Но как только хлористая соль оказалась в растворе, она тут же прореагировала с силикатом натрия и окутала кристаллик плотной нерастворимой оболочкой. Далее, рассуждая теоретически, мы можем допустить четыре возможности. 1. Образовавшаяся пленка совершенно непроницаема ни для молекул растворителя, ни для молекул растворенного вещества (именно такая пленка и образуется на поверхности изделия из алюминия). В этом случае реакция быстро прекратится. 80
Осмос. Растворитель из внешнего сосуда необратимо пере- ходит через полупроницаемую' перегородку в сосуд с раствором. Давление в сосуде повышается, и пленка натягивается Осмос. В результате необратимого перехода растворителя уровень жидкости в сосуде с раствором повышается. Предельная высота столба жидкости характеризует осмотическое давление раствора 2. Образовавшаяся пленка в равной мере проницаема как для молекул растворителя, так и для молекул растворенного вещества. В этом случае реакция пройдет до конца, причем процесс будет идти от поверхности в глубь твердой фазы (примерно так же железные детали затонувших кораблей могут проржаветь насквозь, но при этом сохранить свою первоначальную форму). 3. Образовавшаяся пленка проницаема лишь для молекул растворенного вещества, но не пропускает молекул растворителя. Такая реакция будет идти так же, как и между двумя твердыми телами (практически реакция не идет). 4. Образовавшаяся пленка проницаема лишь для молекул растворителя, но непроницаема для молекул растворенного вещества. Если это так, то сквозь нее может проникнуть растворитель; если растворитель придет снова в соприкосновение с кристалликом, то этот кристаллик начнет растворяться; если он начнет растворяться, то концентрация растворителя (не удивляйтесь: нам ведь ничто не мешает говорить не только о концентрации растворенного вещества, но и о концентрации растворителя) по одну сторону перегородки, внутри оболочки, станет в конце концов меньше, чем его концентрация снаружи. А так как два раствора различной концентрации, приведенные в соприкосновение друг с другом, непременно должны самопроизвольно смешаться, то растворитель будет как бы стремиться уравнять концентрации по обе стороны оболочки. В результате отого внутри оболочки должно создаться избыточное давление. Но это пока что лишь умозрительные заключения. Чтобы убедиться в их справедливости, поставим эксперимент. Возьмем стеклянную банку, доверху наполним ее концентрированным раствором сахара, затянем ее горло куском целлофана и опустим в большой сосуд (например, ведро) с чистой водой. И спустя некоторое время пленка вздуется пузырем! Поступим иначе. Нальем раствор сахара в стеклянную трубку, нижний конец которой также затянут целлофаном и опущен в чистую воду. В этом случае, так как сосуд не замкнут, уровень жидкости внутри него поднимется. Повторяя этот опыт с одним и тем же раствором при одной и той же температуре, можно отметить, что каждый раз устанавливается одна и та же разность уровней; меняя концентрацию, можно отметить, что эта разность уровней (точнее — давление столба жидкости) прямо пропорциональна числу молекул растворенного вещества, содержащихся в единице объема раствора; меняя температуру, можно обнаружить, что эта величина также прямо» пропорциональна абсолютной температуре. Примерно таким же путем к этим же выводам пришел еще в прошлом веке немецкий ботаник В. Пфеффер. Открытое им явление получило название осмоса, а возникающее избыточное давление — осмотического давления. Пленки же, обладающие способностью пропускать только молекулы растворителя, но не мо- 81
лекулы растворенного вещества, получили название полупроницаемых перегородок. Теория осмоса удивительно изящна: уравнение, связывающее осмотическое давление с концентрацией раствора и температурой, для разбавленных растворов ' неэлектролитов имеет тот же вид, что и уравнение состояния идеального газа. Физический смысл этой взаимосвязи состоит в том, что осмотическое давление раствора равно давлению, которое то же самое вещество имело бы в том случае, если бы оно при той же температуре и в том же самом объеме находилось в газообразном состоянии (закон Вант-Гоффа). Опыт, с описания которого мы начали рассказ об осмосе, лишь эффектная демонстрация. Но подобный же опыт — правда, производимый несколько иным образом и в иных масштабах — имеет важнейшее практическое значение. Очень часто при возведении зданий приходится сталкиваться с большими трудностями, так как грунт на месте предполагаемого строительства оказывается недостаточно прочным; строить обычными методами на таком грунте нельзя; рано или поздно фундамент осядет и здание разрушится. И очень долгое время у строителей был один лишь выход: под слоем слабого грунта надо было «нащупать» прочные породы, способные выдержать вес сооружения. А если такую опору не удалось найти или же она залегает слишком глубоко? Вообще отказаться от строительства? Выход из этого положения нашли химики. Еще в тридцатые годы советские строители начали использовать так называемый метод химического упрочнения Рост химических водорослей (этот опыт часто называют «садом химика») обычно наблюдают так: в раствор силиката натрия бросают кристаллики солей, дающих в ре- грунта. В самой идее, в принципе, нет ничего особенного: чтобы закрепить слабый грунт, в него вводят растворы двух веществ, дающих в результате реакции нерастворимую в воде соль. Эта соль и скрепляет между собой частички грунта, делая его плотным и прочным. Один раствор ввести в грунт не так уж трудно — его можно просто туда закачать. Но как теперь ввести в грунт другой раствор? Ведь как только эти растворы придут в соприкосновение, образуется нерастворимое соединение, и путь новым порциям реагента прекратится... А что если использовать для этой цели реакцию между силикатом натрия и, например, хлористым кальцием? Грунт, пропитанный силикатом натрия, будет выполнять роль реакционного сосуда: если ввести в него в нескольких точках концентрированный раствор СаС12, то из этих точек во все стороны начнут расти веточки химических водорослей. Эти веточки, представляющие собой нерастворимый силикат кальция, будут обволакивать частички грунта и скреплять их между собой. Именно этим методом укреплен грунт под многими московскими зданиями, например зданиями по улице Кирова; советские инженеры предлагают использовать его для сохранения знаменитой «падающей башни» в Пизе; благодаря этому методу оказалось возможным построить буквально на песке одно из крупнейших сооружений современности — Асуанскую плотину. К таким неожиданным по своему масштабу и значению результатам может привести размышление над опытом, осуществленным в предельно простых условиях с помощью простейшего и доступнейшего оборудования. зультате реакции с силикатом нерастворимые соединения. Но такое оформление опыта имеет свои неудобства. Силикат натрия обладает способностью разрушать А МОЖНО СДЕЛАТЬ И ТАК 82
ЧТО ЭТО ТАКОЕ? (См. стр. 79) стекло, и посуда становится непригодной для дальнейшего использования; его растворы тяжело фильтруются, а в мутном растворе «водоросли» выглядят не так эффектно. Вместе с тем первые опыты по выращиванию химических водорослей делались иначе: кристаллики соли меди бросали в раствор желтой кровяной соли; при этом образовывалась полупроницаемая перегородка из железистосинеродистой меди. Получалась так называемая искусственная клетка Траубе. Можно было предположить, что полупроницаемая перегородка (а следовательно, и осмотическая ячейка) возникает во всех случаях, когда в растворе образуется нерастворимое соединение. С этой целью мы исследовали различные реакции образования нерастворимых солей и во многих случаях получали красивые устойчивые водоросли. Эти водоросли — родные сестры «клеток Траубе». Все эти опыты очень легко воспроизвести; для этого в раствор одной соли бросают кристаллик (или несколько кристалликов) другой соли. Какие именно надо брать соли и какой концентрации раствор готовить — указано в таблице. Профессор П. Н. ФЕДОСЕЕВ, доцент Р. М. ЛАГОШНАЯ На фотографии, помещенной на стр. 79, изображены пузырьки воздуха, выделившиеся из холодной водопроводной воды и осевшие на стенках стакана после того, как вода нагрелась до комнатной температуры. Это происходит потому, что растворимость газов, в отличие от растворимости подавляющего большинства твердых веществ, с повышением температуры уменьшается. Интересно, что если бы вода была абсолютно чистой, а стенки стакана — идеально гладкими, то эти пузырьки не появились бы. Дело в том, что для образования пузырька нужно еще, чтобы в воде содержались частички пыли, микроскопические пузырьки воздуха и т. д., а на стенках стакана были бы мельчайшие неровности, царапины. Именно в этих «зародышевых центрах» и происходит выделение газа из пересыщенного раствора. 83
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ КАК СМАЗЫВАТЬ АВТОМОБИЛЬ Инженер В. В. ГОНЧАРОВ Под вашим окном стоит новенький белый (голубой, розовый, синий...) автомобиль. Ваша многолетняя вера в лотерею принесла наконец плоды. Вы автовладелец со всеми вытекающими из этого прелестями и заботами. Для того чтобы автомобиль поехал, необходимо залить в бак бензин, в радиатор — воду, сесть за руль и... Однако, если не проверить специальным щупом, есть ли в двигателе масло, поездка может печально закончиться за ближайшим перекрестком. Трущиеся детали необходимо смазывать— это утверждение элементарно. Поэтому автор не собирается выдать за откровение мысль о том, что автомобиль также нужно смазывать. Мы лишь хотим объяснить, зачем его смазывать и как. Но прежде чем рассказывать о том, как уменьшать трение, стоит сказать несколько слов о нем самом. Трение бывает сухим и жидкостным. Различие между ними установить очень просто. Попробуйте прокатиться в башмаках по сухому полу. Этот опыт не увенчается успехом. Чтобы не ставить под угрозу здоровье читателя, не станем экспериментировать жидкостным трением, а процитируем отрывок из рассказа Куприна «Лимонная корка». «Сюлливан мелкими и частыми шажками понесся назад, спиной к барьеру. Но вдруг он как-то нелепо взмахнул руками и грузно упал на землю, на правый бок. — У меня, кажется, сломана нога,— сказал он. — Это пустяки. Но поглядите, на это..., вот на это. Один из секундантов нагнулся и поднял с досок эстрады маленькую, растоптанную боксерским башмаком, скользкую корочку от лимона». Из лимонной корочки, попавшей иод боксерский башмак, вытекло совсем немного жидкости; но ее было достаточно^ чтобы трение из сухого перешло в жидкостное. Это стоило герою Куприна сломанной ноги. При сухом трении мелкие неровности трущихся поверхностей задевают друг за друга и препятствуют их взаимному перемещению. Если же их разделяет слой жидкости, то трение происходит не между самими поверхностями, а между частицами жидкости. Конечно, это будет только в том случае, если жидкость не выдавится из зазора и поверхности не коснутся друг друга. Но как это сделать? Посмотрим, что происходит в простейшем автомобильном узле — подшипнике скольжения. (В двигателе приходится смазывать большей частью именно такие узлы, например шатунные и коренные подшипники. Кстати, их выход из строя приводит к вполне ощутимым финансовым и нервным затратам.) Взгляните на первый рисунок. Когда вал: не вращается, он спокойно лежит в подшипнике. Масло выдавлено в обе стороны, и вал касается подшипника в точке контакта (конечно, в действительности это не точка, а линия). Когда вал начнет вращаться, масло* будет увлекаться неровностями вала и подкачиваться под него. Чем быстрее вращается вал и чем больше вязкость масла, тем толще так называемый масляный клин под валом. Трение стало жидкостным — вал как бы плавает на масляном клине. Заметим, однако, что если масло слишком вязкое, то сильно возрастает внутреннее трение его частиц, и подшипник может перегреться. С другой стороны, слишком жидкое масло не образует масляного клина на малых и средних оборотах двигателя;. 84
-Смазка подшипника скольжения. Слева — вал неподвижен. Справа — вал вращается, образуется масляный клин 2 Активные группы молекул смазывающего вещества взаимодействуют с ионами на поверхности металла. Углеводородная часть молекулы, имеющая вид длинной нити, ориентируется по вертикали. Молекулы образуют «лес» на поверхности металла, причем корнями служат активные группы. Это и есть ориентированный слой молекул. Поверх первого слоя ориентируется второй, за ним третий — и так 400 — 500 слоев это приводит к сухому трению, неприятные последствия которого очевидны. Как известно, в двигателе не одни только вращающиеся детали. Поршни, например, движутся возвратно-поступательно. В этом случае между внешней поверхностью поршневых колец и стенками цилиндра находится лишь тонкий масляный слой, толщина которого зависит уже не от вязкости масла, а от его маслянистости (способности масла образовывать на поверхности молекулярный слой, препятствующий возникновению сухого трения). Механизм образования этого слоя очень сложен и связан с электростатической ориентацией молекул масла на поверхности металла. В несколько упрощенном виде это показано на рис. 2. Так как в подшипниках двигателя теряется до 10% полезной работы, которая переходит в тепло, смазка должна охлаждать эти узлы. Поэтому через подшипники масло прокачивают насосом. Масло «работает» в двигателе в очень тяжелых условиях. Стекая тонким слоем по горячей поверхности поршня, попадая на стенки камеры сгорания, оно разлагается, и в результате появляются нераствори- 85
мые в масле вещества. Они образуют известный всем шоферам нагар. Накапливаясь на стенках камеры сгорания, нагар уменьшает ее объем. При этом увеличивается степень сжатия двигателя, что, в свою очередь, может привести к взрывному характеру сгорания рабочей смеси — детонации. Отлагаясь в канавках поршневых колец, нагар мешает кольцам прижиматься к стенкам цилиндра. Это ведет к потере мощности и перерасходу масла, которому теперь ничто не мешает попадать в камеру сгорания и сгорать там. Кроме того, в процессе работы масло в двигателе окисляется, образуются различные кислоты, альдегиды, смолы. Поэтому моторное масло принято менять гораздо чаще, чем масло в других агрегатах автомобиля. И это несмотря на то, что в систему смазки включены фильтры, удаляющие твердые примеси. Но в автомобиле смазывают не только двигатель. Между ним и колесами есть целый ряд подшипников, шестеренок и валов (все вместе они называются трансмиссией). Удобно, конечно, что и в коробке передач, и в заднем мосту все время ровная и не очень высокая температура. Кожухи (картеры) этих механизмов герметичны, масло не загрязняется 'нагаром, не разбавляется топливом. Но зато зубья шестерен соприкасаются друг с другом по тонкой линии, и давление достигает огромных величин. Для того чтобы предотвратить непосредственный контакт зубьев (другими словами— избежать сухого трения), в эти агрегаты необходимо заливать масло, обладающее возможно большей маслянистостью. Поэтому-то свойства трансмиссионных масел (нигролов) отличны от свойств моторных масел. Вязкость их выше. А для создания устойчивости пленки в них добавляют поверхностноактивные вещества: сернистые, хлористые или фосфористые соединения. Хорошо, когда масло есть куда залить. А как сделать, чтобы оно держалось там, где нет резервуаров-картеров, скажем, в сочленениях рулевых тяг или шкворнях? В этих случаях применяют так называемые консистентные масла. Это обычное минеральное (полученное из нефти) масло, загущенное до такой консистенции, что оно может сохранять приданную ему форму. Загустителем обычно бывает мыло, в большинстве случаев полученное омылением синтетических жиров. От того, каким мылом загущена смазка, зависят ее свойства. Если на смазываемый узел автомобиля действует вода, но находится он не в горячем месте, то его смазывают маслом, загущенным кальциевым мылом. Это известный всем автомобилистам солидол. Лучшими солидолами считают те, которые загущены кальциевыми мылами жирных кислот, входящих в состав натуральных жиров. Их называют жировыми солидолами. Однако синтетические солидолы ненамного уступают жировым. Если в солидол добавить графитный порошок, то получается графитная смазка, незаменимая при смазке рессорных листов. Она не боится воды и прекрасно держится на незащищенных поверхностях. Наиболее нагруженные узлы (такие, как ступицы колес) смазывают специальной жировой тугоплавкой смазкой 1-13, загущенной смесью натурального кальциевого мыла с натриевым. Такая смазка образует поверхностную пленку при температурах до 115°С и не допускает сухого трения. Мы коротко рассмотрели, как и чем смазывают автомобиль. Для чего? Да в основном для того, чтобы лишний раз напомнить, что правильно . и аккуратно эксплуатируемый (а это значит правильно и аккуратно смазываемый) автомобиль никогда не преподнесет своему владельцу никаких неприятных сюрпризов в дальней дороге. СОВЕТЫ ЗНАТОКА Если вспомнить, что поверхность подшипников в двигателе сделана из легкоплавкого сплава, то нетрудно представить себе, к чему может привести применение масла с не подходящими для этого двигателя вязкостью и прочими свойствами. Поэтому не стоит следовать примеру некоторых автолюбителей, старающихся достать для своей машины «экзотические» масла. Напомним, что в двигатель «Запорожца» заливают масло ДСп-11 летом и ДСп-8 зимой, в двигатель «Москвича-408» — масло АС-8 (кстати говоря, лучшее на сегодня советское автомасло) и в двигатель «Волги» летом масло марки СУ, а зимой АСп-5 или АКп-5, а в крайнем случае, смесь 70% масла СУ с 30% масла АУ. 86
Давление масла в системе смазки двигателя — один из главных показателей его нормальной работы. Каждый водитель с первых же дней должен выработать привычку регулярно поглядывать на масляный манометр. Рано или поздно эта привычка сослужит ему добрую службу. Для того чтобы избежать интенсивного образования нагара, необходимо следить, чтобы температура воды в двигателе была не ниже 80—90°С и зимой и летом; кроме того, нельзя заставлять двигатель долгое время работать на холостом ходу. Сильный расход масла и синий дым из глушителя говорят, к сожалению, о необходимости замены поршневых колец. Черный дым — о том, что необходимо отрегулировать карбюратор на более бедную смесь. Имеющим терпение автолюбителям можно посоветовать после первых 500 километров пробега нового автомобиля масло не менять, а слить его, в горячем виде профильтровать через фильтровальную бумагу и залить вновь. Дело в том, что на заводе в двигатель заливают масло высшего качества. За 500 километров оно не успевает утратить своих свойств и лишь загрязняется продуктами первоначального износа, которые несложно отфильтровать. После того как вы обкатаете свой автомобиль согласно заводской инструкции, постарайтесь первые восемь — десять тысяч километров не заставлять его работать с полной нагрузкой (в основном имеется в виду скорость). Это продлит век двигателя до капитального ремонта. Среди автомобилистов бытует мнение, что масло в двигателе можно не менять, а ограничиться более частой сменой фильтра тонкой очистки. А масло, мол, и так будет обновляться при доливках. И все же этот принцип пригоден только для изношенных двигателей, в которых расход масла повышен и частая его доливка действительно успевает обновить все масло раньше, чем оно станет непригодным для эксплуатации. Если масло в двигателе настолько потемнело, что сквозь него не проглядываются метки на масло- измерительном щупе, то его необходимо сменить в любом случае, независимо от того, насколько изношен двигатель. Запомните, что ни под каким видом нельзя заменять гипоидное масло обычным трансмиссионным. Этим вы выведете из строя гипоидную главную передачу буквально за несколько минут. При отсутствии зимнего трансмиссионного масла можно пользоваться смесью 85—90% летнего масла и 15—10% зимнего дизельного топлива. Многие специалисты считают, что все сочленения передней подвески и ступицы передних колес лучше всего смазывать смесью 60—70% смазки 1-13 и 40—30% трансмиссионного масла. Ступицы колес в этом случае должны иметь безупречные сальники! Смазка сочленений передней подвески— очень нудное дело, особенно если нет смотровой ямы: очень уж хочется поскорей вылезти из-под машины. Но следует помнить, что каждый узел необходимо шприцевать до тех пор, пока из него не начнет выдавливаться чистая смазка. ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ' ИНФОРМАЦИЯ и и и X X Выставка: «Анестезиология и реанимация». Сентябрь. Павильон «Здравоохранение СССР». Передвижная выставка: «Защитное лесоразведение». Сентябрь. Харьков. Конференция: «Обеспечение взрывобезопасно- сти воздухоразделительных установок». Сентябрь. Павильон «Химическая промышленность». Семинары: «Очистка промышленных сточных вод на предприятиях целлюлозно- бумажной промышленности». Сентябрь. Павильон «Химическая промышленность». «Автоматизация и механизация работ в системе государственной агрохимической службы». Сентябрь. Павильон «Земледелие». Школа: «Электроэрозионная обработка деталей». Сентябрь. Павильон «Машиностроение». 87
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ х е X о ас х < 3 ш со О U ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ. Сентябрь. Киев. (Украинское Научно-техническое общество радиотехники и электроники им. А. С. Попова). СОВЕЩАНИЕ ПО МЕХАНИЗМАМ И КИНЕТИКЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ. Сентябрь — октябрь. Минск. (Институт физики твердого тела и полупроводников АН БССР). 6-Е СИБИРСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО СПЕКТРОСКОПИИ. Сентябрь. Томск. (Сибирский физико-технический институт). 2-Е МЕЖВУЗОВСКОЕ СОВЕЩАНИЕ ПО ФИЗИКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, ПОСВЯЩЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЮ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ. Сентябрь. Томск. ВЫЕЗДНАЯ СЕССИЯ НАУЧНОГО СОВЕТА ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ. Сентябрь. Владивосток. (Дальневосточный филиал Сибирского отделения АН СССР). КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ВОДОЕМОВ БАССЕЙНА ВОЛГИ. Сентябрь. Тольятти. (Институт биологии внутренних вод АН СССР). СИМПОЗИУМ «ПРОБЛЕМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ СПОРТИВНОЙ ТРЕНИРОВКИ». Ужгород. Сентябрь. (Научный совет по специальной и прикладной физиологии АН СССР). СЕМИНАР ПО АВТОМАТИЗАЦИИ СОДОВЫХ ПРОИЗВОДСТВ И ПРОИЗВОДСТВ ХРОМОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ. Сентябрь, Славянск. (Всесоюзное объединение содовой промышленности, НИОХИМ). ПОЛУЧЕНИЕ ЭПОКСИСОЕДИНЕ- НИЙ, ПОЛИМЕРОВ И ХИМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ. Сентябрь. Донецк. (УкрНИИПЛАСТМАСС). ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС В ПРОМЫШЛЕННОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН. Сентябрь. Курск. (Всесоюзный научно-исследовательский институт искусственного волокна). СОВЕЩАНИЕ ПО ОБМЕНУ ОПЫТОМ ПО НАУЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ТРУДА В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Сентябрь. Воскресенск. (НИИТЭХИМ). ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Сентябрь. Чирчик. ш о. I- U л X с[ О о. < X СОВЕТСКО-ИНДИЙСКИЙ СИМПОЗИУМ ПО ХИМИИ ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. Сентябрь. СССР, Ташкент. 4-Й МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС ПО ЭФИРНЫМ МАСЛАМ. Сентябрь. СССР, Тбилиси. 4-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ИССЛЕДОВАНИЯМ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОД. Сентябрь. Чехословакия, Прага. 11-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ХИМИИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. Сентябрь. Израиль, Хайфа. 12-Й МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС ПО ВИНОГРАДУ И ВИНУ. Сентябрь. Румыния, Бухарест. КОНГРЕСС ПО АНЕСТЕЗИОЛОГИИ. Сентябрь. ГДР, Берлин. 4-Й ЕВРОПЕЙСКИЙ СИМПОЗИУМ ПО ТЕХНОЛОГИИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. Сентябрь. Бельгия, Брюссель. МЕЖДУНАРОДНАЯ ВЫСТАВКА И КОНГРЕСС ПО ЛАБОРАТОРНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ И АВТОМАТИКЕ В ХИМИИ. Сентябрь. Швейцария, Базель. МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС ПО ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ, ХИМИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ И АВТОМАТИКЕ. Сентябрь. Чехословакия, Брно. 3-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО СВИНЦУ. Сентябрь. Италия, Венеция. 27-Й МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС ПО ФАРМАЦИИ. Сентябрь. ФРГ, Гамбург. 5-Й МЕЖДУНАРОДНЫЙ СИМПОЗИУМ ПО ХРОМАТОГРАФИИ И ЭЛЕКТРОФОРЕЗУ. Сентябрь. Бельгия, Брюссель. 3-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ И СИЛИКАТАМ. Сентябрь — октябрь. ГДР, Веймар. 17-Й МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС ПО АВИАЦИОННОЙ И КОСМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЕ. Сентябрь. Швеция, Стокгольм. X X В ближайшее время выходят в издательстве «Химия»: К. ДЕЙ, Д. СЕЛБИН. Теоретическая неорганическая химия. 2 р. 19 к. Е. И. МИХАЙЛОВ, Б. В. ДЕНИЩУК. Основы автоматизации и механизации кислородного производства. 1 р. А. К. БАБКО, А. Т. ПИЛИПЕНКО. Фотометрический анализ. Общие сведения и аппаратура. 1 р. 83 к. С. Я. ПШЕЖЕЦКИЙ. Механизм и кинетика радиационно-химических реакций. 2 р. 09 к. Е. В. СМИДОВИЧ. Технология переработки нефти и газа, часть 2-я. Деструктивная переработка нефти и газа. 1 р. 01 к. 88
«ЗЕМЛЯ И ВСЕЛЕННАЯ» «Земля и Вселенная» — так называется один из новых научно-популярных журналов Академии наук СССР, ровесник и сосед «Химии и жизни». Подписавшись на журнал «Земля и Вселенная», вы будете постоянно получать самые новые и интереснейшие сведения о нашей планете, о космических экспериментах вблизи Земли и других небесных тел, о тайнах мироздания. В год выходит 6 номеров журнала. Стоимость годовой подписки — 1 р. 80 к. 89
УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ НЕМЕЦКИЙ- ДЛЯ ХИМИКОВ МОДАЛЬНЫЕ ГЛАГОЛЫ Автор любого произведения, в том числе и сугубо научного, не только высказывает свои мысли, но и проявляет попутно свое отношение к тому, о чем он говорит. Он может выражать свое отношение и к высказываниям других людей, становясь на нейтральную позицию, проявляя известную долю сомнения либо вовсе снимая с себя ответственность за достоверность сведений. Самое распространенное средство для передачи отношения автора к высказываемым мыслям — это модальные глаголы. Их смело можно отнести к псевдопростым словам (см. «Химию и жизнь», 1967, № 3). Кбппеп, diirfen, mogen, wollen, so И en, mussen, lassen часто переводят, не учитывая их многозначности и способности включаться в состав сложных сказуемых. Полагая, что читатель знаком с особенностями спряжения модальных глаголов в различных временах и с их основными формами, перечислим кратко их значения. Кбппеп — мочь, быть в состоянии (в силах), быть способным, иметь (получать) возможность, уметь. В сочетании с инфинитивом этот глагол может выражать будущее время. Man kann das erreichen — «Этого можно достичь (в настоящем или будущем)». В сочетании с инфинитивом I и II глагол кбппеп выражает предположение и переводится словами: (вполне) возможно, вероятно, наверное, может быть. Если употреблен инфинитив I, то предполагаемое действие сказуемого относится к настоящему времени, если инфинитив II — то к прошедшему. (Это, кстати, справедливо для всех модальных глаголов, кроме lassen). 89. Diese Aiiiiahme kann richtig sein. «Возможно, (что) это предположение правильно». Предыдущая статья из цикла «Немецкий — для химиков» была напечатана во втором номере журнала за этот год. 00. Der muiiokline Hydrargillit kann nur «lurch einen Gitterumbau aus dein Bayerit eiitstanden sein. «Моноклинный гидраргиллит возник, вероятно, лишь благодаря рекомбинации решетки из байерита». Diirfen — сметь, иметь право (разрешение). Этот глагол вместе с отрицанием выражает категорическое запрещение: «man darf nicht» — нельзя; ни в коем случае не следует; не + русское повелительное наклонение. Man darf nicht liberhit- zen — «Ни в коем случае нельзя перегревать». Durfte (имперфект конъюнктива) может выражать предположение и переводиться словами: кажется, очевидно, возможно, по-видимому, и т. п., а также вводными словами: я думаю (полагаю), мне представляется. 91. Die erreichten Temperaturen diirften 300" С iiborschritten haben. «Достигнутые температуры, очевидно, превышали 300°С». Косвенное приказание, пожелание, лросьба выражаются презенсом конъюнктива глагола mogen (moge) в сочетании с инфинитивом. Тогда mogen может стоять и на первом месте. 92. Moge ein anderer Yerfasser zu Worte kommen. «Пусть слово возьмет другой автор (Предоставим слово другому автору)». Вот еще несколько примеров перевода других форм глагола mogen. 93. Jch moehte hier nur noch auf einen nicht unwichtigen Fall hinweisen. «Здесь я хотел бы указать еще лишь на один немаловажный случай». 94. Das mag richtig sein. «Возможно {допустим), что это правильно». 93. Das mag richtig gewesen sein. «Возможно (допустим), что это было правильно». 90. Man erlialt verschiedene Reaktionsprodukte, von denen einige techuisch interessant sein mogen. «Получают различные продукты реакций, часть которых может представлять технический интерес». ОО
Wollen: хотеть, желать, стремиться, намереваться, собираться, начинать. Этот глагол вместе с инфинитивом выражает намерение с оттенком желания, намерение, уходящее в будущее. 97. Wir wollen zunachst den einfacheren Fall untcrsucheii. «Рассмотрим сначала более простой случай» (см. также пример 3 в № 2 журнала за 1967 г.). Побуждение, приглашение к совершению действия, требование, просьба выражаются формой wollen wir + инфинитив (см. пример 2 в том же номере). В бессоюзных условных придаточных предложениях встречаются сочетания wollen wir + инфинитив, so.., — если мы стремимся сделать что- либо, то...; или will man..., so...—если стремятся что-либо сделать, то... Wollen -f- инфинитив I или II может передавать сомнение или ссылку на чужое недостоверное высказывание. 98. Ег will diese Erscheinung friiher beobachtet habcn. «Он утверждает, что наблюдал это явление ранее». Sollen — быть должным, обязанным, надлежать, следовать. Sollen + инфинитив имеет значение будущего времени с оттенком обязательности. 99. Tin folgeiulen sollen neue Oxydationsmittel betrachtet werden. «Ниже будут рассмотрены новые окислители». Нужно оговориться, что глаголы sollen и wollen с инфинитивом выражают будущее время лишь в том случае, если в самом предложении или в широком контексте есть указание на будущее время (например, временное наречие), а также, когда невозможно даже подозревать значение долженствования или желания. 100. Uber die Eigeiisehaften und Reaktionen der N-SuHinilsuIfonamide soil im weiteren berichtet werden. «О свойствах и реакциях N-сульфинилсуль- фонамидов будет сообщено в дальнейшем», lm weiteren — обстоятельство, четко указывающее будущее время. Sollen + инфинитив I или II может означать также ссылку на чужие слова. При переводе такого сказуемого вводятся дополнительные слова: говорят (утверждают), что будто бы; судя по имеющимся сведениям; по-видимому; как утверждают. 101. Legierungen mil Pt sollen sich fur Diisen zur Gewinnung л on Glasfasern bewahrt haben. «Сплавы платины, по имеющимся сведениям, оказались вполне пригодными для фильер, предназначенных для производства стеклянного волокна». В бессоюзных условных придаточных предложениях глагол sollen играет формальную роль. Перевод таких предложений начинается словами «если», «в том случае, когда». 102. Sollte die Losung nicht absolut klar sein, so muft man die Unreinheiten absitzen lassen. «Если раствор не абсолютно прозрачен, нужно дать отстояться примесям». Miissen: быть должным (вынужденным), необходимым; выражает осознанный долг, внутреннее побуждение, неизбежность действия или состояния. Man mufl означает: нужно, необходимо, надо, неизбежно. Miissen + инфинитив I или II выражает уверенное предположение. Такое предположение относится не к сказуемому, а к содержанию всего предложения. В отличие от sollen (ссылка на чужие слова) miissen выражает предположение, основанное на объективных признаках; поэтому при переводе вводят такие слова, как «наверное», «несомненно», «безусловно» и т. п. 103. Wird ein Кбгрег mit ultraviolettem Lichl bestralilt, so ladet er sich pusitiv auf. Da er vorher neutral war, muJ3 er negative Ladungstrager, also Elektronen, abgegeben haben. «При облучении ультрафиолетовыми лучами тело заряжается положительно. Поскольку прежде оно было электрически нейтральным, то очевидно (следует предположить), что при этом оно отдает отрицательные заряды — электроны». Lassen; давать возможность, позволять, разрешать, допускать, велеть, заставлять. Этот глагол в сочетании с некоторыми другими глаголами образует своеобразные устойчивые обороты, например folgen lassen — демонстрировать, показывать; berechtigt erscheinen lassen — давать право, давать основание, и многие другие. Составное сказуемое sich lassen + инфинитив выражает пассивную возможность, то есть возможность совершения действия над чем-либо. 104. Bis her war man stets der Ansicht, daft sich Oxosynthesen mit Propylen nur in flussiger Phase durchfuhren lassen. «Прежде всегда считалось, что оксосинтезы с пропиленом можно проводить только в жидкой фазе». В заключение отметим, что в научной и технической литературе модальные глаголы употребляются весьма часто и не только «в чистом виде», но и в различных хитросплетениях; сложные случаи, кстати, встречаются значительно чаще, чем это хотелось бы начинающим переводчикам... Старший преподаватель Кафедры иностранных языков АН СССР Ю. В. ТАРАНОВИЧ 91
ФРАНЦУЗСКИЙ АЛЯ ХИМИКОВ СТРУКТУРА ПРЕДЛОЖЕНИЯ И ПРЯМОЕ ДОПОЛНЕНИЕ Мы без всякого затруднения воспринимаем предложения типа хрестоматийного Pierre bat Jean — «Пьер бьет Жана», и понимаем, что при перестановке имен получится обратный смысл — «Жан бьет Пьера»: во французском предложении функция прямого дополнения определяется положением существительного после глагола, которое оно дополняет. Если мы, пробегая глазами французское предложение, сосредоточиваем наше внимание прежде всего на подлежащем и сказуемом, то следующим важнейшим этапом в раскрытии структуры, а следовательно, и содержания, будут поиски существительного — прямого дополнения,— конечно, если глагол употреблен в переходном значении, то есть к нему можно поставить вопрос «кого? что?». Указания на переходность глагола можно найти в словаре — это литеры vt (verbe transitif — переходный) и vi (verbe infransitif — непереходный). Заметим, что иногда в словарной статье о переходном глаголе указывается и его непереходное значение, но такие случаи редки (например, fondre: vt — расплавлять, vi — таять, плавиться). В технической литературе есть и противоположная тенденция — превращать преимущественно непереходный глагол в переходный путем придания ему так называемого фактитивного значения, при котором глагол означает не само действие, выраженное его основой, а другое действие, имеющее целью осуществление первого в отношении какого-либо объекта: faire fondre — расплавить, то есть заставить расплавиться; faire bouillir — вскипятить; faire bruler — сжечь, зажечь; и даже faire chauffer — нагреть (от chauffer, vi — нагреваться, хотя есть и глагол chauffer, vt — нагревать). Таким путем образуют переходные глаголы и от чисто непереходных: faire tomber — столкнуть, заставить падать; faire entrer — ввести; faire sortir — вывести и т. д. Итак, найдя по словарю значение глагола и удостоверившись, что он переходный, мы должны искать его прямое дополнение, как бы далеко от него оно ни стояло. Самый верный признак прямого дополнения — отсутствие перед ним предлога и его положение после дополняемого глагола. Надо заметить, что прямое дополнение может относиться не только к личным формам глагола, но и к инфинитиву, причастию, деепричастию, если они употреблены в переходном смысле. Например: Enfin, il ne faut pas demander а се genre d'appareils un tonnage important.— Наконец, нельзя требовать от аппаратов этого типа большой емкости. 92 Научившись видеть переходность глагола и связи с ним прямого дополнения, находящегося «на любой дистанции», иногда даже после придаточного предложения, — мы должны обратить внимание еще на один факт. В технических текстах очень часты замены прямого дополнения местоимениями 1е, la, les, en. Эти местоимения ставятся до глагола, и есть опасность принять такую пару местоимения с глаголом за артикль с существительным, чего надо тщательно избегать. Например: Dans le sol ce nitrificateur I'oxyde en donnant I'acide azotique. Слова I'oxyde при невнимательном чтении можно принять за существительное «окисел», однако по положению в предложении ото глагол-сказуемое с прямым дополнением «его» (из предыдущего контекста ясно, что подразумевается аммиак). К местоимениям-дополнениям нужно быть очень внимательным: их строгое предглагольное положение не нарушается ничем, даже отрицательной частицей пе. «Беспредложность» прямого дополнения иногда затемняется частичным артиклем — об этом также надо помнить. Например: L'air renferme du gaz carbonique et de la vapeur d'eau.— Воздух содержит углекислый газ и водяной пар. Постепенно осваиваясь со строем французского предложения, можно научиться легко воспринимать смысл высказывания, даже не владея разговорной речью. И одна из самых главных задач при этом — научиться распознавать в предложении прямое дополнение. Для практики предлагаем вам, используя наши советы, самостоятельно перевести следующие предложения. 1. Le ehlorure de sodium clonne avec I'acide sul- furique du sulfate de sodium et de I'acide chlor- hydrique. 2. On range en generate sous le litre «Broyeurs par choc» tons les apparcils travaillant par chocs, a graiule vitesse, et appeles aussi desintegrateiirs. 3. Puisque le ehlorure de potassium to urn it la potasse aux vegetaux Pagriculture Tempi oie com me engrais. 4. Si on opcre par voie catalytique, on obticnt en memc temps une amine secondaire. 5. On pent envisager dans un avenir rapproche i'applicatioii de eel appareil en inclustrie iliimiqiie. 6. Quanl au fer, une combustion lente le ronge peu a peu et le transforme en rouille. T. H. КОМРОВСКАЯ, старший преподаватель Московского института химического машиностроения
«GAUDEAMUS», еще один текст В № 1 нашего журнала за 1968 г. были напечатаны ноты и подстрочный перевод текста старинного студенческого гимна «Gaudeamus igikir». Читатель журнала М. ПЫШНЫЙ из Ярославской области прислал «для любителей и энтузиастов» студенческих песен стихотворный перевод гимна. Стихи написал поэт и переводчик А. И. Ма- шистов. Предлагаем их вашему вниманию. 4. Лишь наука на земле Светит людям вечно. Славься тот, кто дружен с ней, Беззаветно служит ей В жизни быстротечной! Для веселья нам даны Молодые годы! Жизнь пройдет, иссякнут силы, Ждет всех смертных мрак могилы- Так велит природа! Девушкам родным хвалу Воздадим по праву! Слава женам, матерям, Их заботливым сердцам, И трудам их — слава! 2. Где те люди, что до нас Жили в мире этом? В преисподнюю спустись, Ввысь на небо поднимись - Не найдешь ответа. 6. Пусть цветет из года в год Родина святая! Слава тем, кто нас ведет Неустанно все вперед, Путь нам озаряя! 3. Короток наш век, друзья, Все на свете тленно. В час урочный все живое Злая смерть своей косою Губит неизменно. Пусть сомнений злобный дух Нам сердца не гложет! Прочь унынье, прочь вражду, Слава миру и труду, Слава молодежи!
А ПОЧЕМУ БЫ И НЕТ! ЭВОЛЮЦИЯ, ИНФОРМАЦИЯ... А. ГЕРДОВ Рисунки Ю. ВАЩЕНКО Будущий человек! Какой он? Забраться бы в машину времени и двумя руками повернуть скрипучий рычаг управления. Вперед до отказа! Или пообедать поплотней, поцеловать жену и заснуть эдак на пару тысяч лет. Только спать так долго вряд ли получится. И машины времени нет. Недавно беседовал со специалистом по этой части. Не обещает. Поэтому пока единственный способ заглянуть вперед — это... оглянуться назад. Проследить путь эволюции человека с самого начала и, не останавливаясь, продолжить его в своем воображении в грядущее. Древние обезьяны превратились в человека не от хорошей жизни. Оледенение. Бананы перемерзли. Джунгли поредели. Вот и пришлось слезать на землю, хватать палку и учиться разводить костры. Ну, а если бы обезьянам «повезло»? Не было бы никакого оледенения и было бы полное изобилие продуктов тогдашнего потребления? Стали бы обезьяны в этой фантастической обстановке «умнеть в человека»? А попади первобытные люди неожиданно в необыкновенную страну, где ни забот, ни горестей,— стали бы они, скажем, изобретать колесо? Не стали бы. Отрицательная эмоция — результат противоречия между средой и человеком. Сигнал: надо или среду менять, или меняться самому. И, пожалуй, количество и сила отрицательных эмоций людей и определяют в какой-то мере темпы развития человечества. Человек, как, впрочем, и любое живое существо на Земле, — биологическая информационная машина, устройство для получения анализа и обработки информации о среде, в которой он существует. (Впрочем, человека, как и любое другое существо, можно было бы еще назвать биологическим двигателем, который с отличным коэффициентом полезного действия превращает химическую энергию горючего — пищи — в механическую энергию, в движение.) Именно обработка, анализ информации у человека приобрели качественно отличную форму. Человек сумел обрабатывать информацию совершенно новым способом. Он научился думать. И обмениваться мыслями. Служащий для этого механизм физиологи называют второй сигнальной системой. Как уже было сказано, этот способ и механизм появился у наших предков от «плохой» жизни. Настолько плохой, что 94
старые способы обработки информации о среде уже не очень годились. Среда менялась сравнительно быстро, поток информации, который необходимо было усваивать и перерабатывать, чтобы выжить, рос, и предки не справлялись с ним. Надвигался информационный кризис, грозивший им гибелью. Именно тогда, в почти безвыходной ситуации, в потоке отрицательных эмоций, в условиях жесточайшего отбора и был найден единственный, но удивительно универсальный способ резкого увеличения информационной емкости системы. Объединение! Объединение информационных функций людей в одну единую информационную систему. Этапы этого процесса можно проследить. Первый этап. Возникновение первых примитивных информационных кодов — сигналов. Создание информационных линий на их основе. Как строится линия связи? Для передачи информационных кодов используется мимика (утрированная, усложненная гримаса); освободившиеся от ходьбы передние конечности помогают объяснить необходимое, только иногда добавляется крик или стон. Информационная емкость системы уже значительно расширена. Теперь уже вожак может популярно объяснить оптимальный, с его точки зрения, способ поимки мамонта и отдать соответствующие команды членам стай (или племени). А мать может поведать сыну про самый неудачный способ охоты, который испробовал его отец. Накапливаются знания. Объем информации растет, как падающий с горы снежный ком. Усложняется, совершенствуется система кодов — вторая сигнальная система. Умнеет человек. Стоп! Вот, наконец, мы и ответили на тот вопрос, с которого начали цепь рассуждений. Одно из главных противоречий человека и среды — противоречие между растущим количеством информации, подлежащей обработке, и ограниченной информационной способностью человека. Что же ограничивает эту способность? Степень информационного единства отдельных людей. Несовершенство линий связи между ними. С этой точки зрения эволюция человека есть развитие, совершенствование информационных линий между людьми. То есть развитие, совершенствование языка. Когда накопившуюся информацию уже невозможно было передавать языком жестов, человечество заговорило. Начался второй этап эволюции. Теперь информационная линия стала много совершенней. Ночь, отсутствие прямой видимости уже не могли помешать беседе. Начал бурно расти словарь человека. Рос словарь, росла информационная емкость системы — люди умнели. Появляется письменность — возможность хранить информацию вне человека. Развивается техника, искусство. Линии связи необычайно совершенствуются. Книги, радио, телевидение. Но снежный ком информации превращается в лавину, неотвратимо несущуюся на людей. Мы живем в период, когда на человечество надвигается новый информационный кризис. Черты этого кризиса видны уже сейчас. Человеческий мозг уже давно не вмещает всю информацию, накопленную людьми. Но чтобы хоть на шажок отодвинуть границу познанного, нужно дойти до этой границы, И единая цельная наука о мире рвется на части: химия, физика, биология. Но части растут со сказочной быстротой, и снова их приходится рвать: органическая химия, электрохимия, радиофизика... И все равно, чтобы дойти до границы непознанного даже внутри такой «маленькой науки», приходится идти долго, очень долго. Информационная ограниченность порождает поток отрицательных эмоций — человек безуспешно бьется над загадками природы. Не хватает знаний. Не хватает жизни. Скорость роста количества информации значительно превышает скорость роста интеллектуальных возможностей человека. Все трудней каждый следующий шаг по пути познания. Существующая система информационных линий становится тормозом эволюции, прогресса. Требуется значительно большая информационная близость, большее информационное единство. Требуется новый язык. Нам почти так же трудно угадать, каким он будет, как людям, разговаривавшим на языке жестов, было трудно угадать наш, звуковой. Как можно представить себе качественно более совершенный, чем сейчас, способ передачи информации от одного человека к другому? Опять с привлечением органов чувств, скажем, по запаху? Значит, снова промежуточное кодирование? Но такая линия связи не лучше существующей. Что же 05
тогда остается? Передача без привычных органов чувств. Без трудоемкого промежуточного кодирования и декодирования. Стало быть, непосредственная передача мысли, образа, идеи? Однако как-то не очень верится, что человечество сумеет развить в себе некие телепатические способности, да еще настолько, чтобы с успехом заменить такую гибкую и совершенную вещь, как язык. И не похоже, чтобы развитие современных людей было связано с биологической перестройкой организма. Известен другой путь. Когда человечество почувствовало настоятельную потребность летать, оно не стало выращивать крылья, а построило воздушный шар, самолет, ракету. Биологически человеческий организм меняется слишком медленно. Значительно медленнее, чем растет информационная лавина. Не успеют люди стать телепатами. Много проще и быстрее решить задачу построения необходимых информационных линий техническими методами. Более того, сейчас, видимо, просто нельзя рассматривать порознь биологическую эволюцию человека и технический прогресс. Это теперь две стороны одного и того же процесса. Как же будет выглядеть человечество на этом фантастическом этапе эволюции? Может быть, будут вживлять в мозг системы электродов, соединенных с миниатюрными радиопередатчиками? Может быть, электроды и не понадобятся, а достаточно будет надеть на голову что-то вроде «информационной тюбетейки»? Видимо, техника установления непосредственных связей будет меняться, совершенствоваться. Может быть, вначале эти связи будут временными, устанавливаемыми по желанию абонентов. Потом — постоянными. А еще позже станут общими, коллективными. Установив такую связь, люди получат возможность как бы объединить умы, т. е. в конечном счете стать как бы одним человеком. Знания человечества станут знаниями каждого. Только «каждого» на каком-то этапе эволюции уже не будет. Неизбежно логическое завершение процесса — полное информационное слияние людей. Человечество станет единым «многоклеточным» организмом с единым мозгом. Составной частью этого мозга будут, вероятно, вычислительные и памятные машины, а может быть, и гигантский вычислительный центр — склад информации, соединенный со всеми людьми постоянно действующими связями. И организм этот будет представлять собой новый вид эволюции жизни на нашей планете, новый венец природы, назвать который, вероятно, можно «homo col- lectivus». Может быть, объединить сразу всех людей окажется сложным и нецелесообразным, и сначала таких информационных организмов будет много. Они будут создаваться городами и планетами. «Гомо коллективу с» — Москва. «Гомо коллективус» — Одесса! И, вероятно, точно так же, как в свое время остались в первичном океане одноклеточные организмы, останутся в будущем и просто «гомо сапиенс» — просто люди, по каким-либо причинам не пожелавшие надеть информационную тюбетейку. Стать человеком — клеткой «гомо коллективус» будет означать стать в некотором смысле бессмертным. Ведь смерть можно рассматривать как гибель информации. Человек прошел жизнь, накопил массу ценной информации, и вместе с его мозгом все это бесследно пропадает. Может быть, в этом и состоит ужас, противоестественность и, наконец, нецелесообразность смерти. Но как только человек подключит свой мозг к колективному мозгу «гомо коллективус», его информация станет информацией «гомо коллективус» и наоборот. Человек станет почти богом. Коллективным богом. Ну, а кто же откажется быть богом? А почему почти? Да потому что у «гомо коллективус» по ходу эволюции тоже появятся свои заботы, горести. Своя информационная неудовлетворенность. И они тоже, наверное, будут смертны. Только цикл их жизни, вероятно, будет неизмеримо больше жизни людей- клеток. А что будет потом? Предвидеть это, по- видимому, сможет уже только «гомо коллективус». (Если ему вдруг тоже захочется пофантазировать — так, как фантазировали здесь мы.) От редакции. Напоминаем читателям, что раздел «А почему бы и нет?» был начат в свое время в апрельском номере. И если публикация из этого раздела покажется вам странной, убедительная просьба: отнеситесь к ней критически, даже если номер журнала не апрельский!
Издательство «Наука» Цена 30 кип. Индекс 71050 Карта Атлантического океана и его течений выглядит безобидно. Но именно течения могут разнести радиоактивные загрязнения, внесенные в океан атомными бомбами с упавшего у берегов Гренландии американского военного самолета. О необходимости предотвратить радиоактивное заражение Мирового океана говорится в статье А. Ф. Плахотника «Океан должен быть чистым!» в следующем номере журнала. Другие материалы сентябрьского номера: элемент JV° 51 — сурьма, «Химия в кастрюле», «Жизнь в магнитном поле», литературные страницы, Клуб Юный химик.