химия
жизнь
В этом номере:
Хватит ли человечеству продовольственных ресурсов!
В институте конструируют сердце...
Назад к шелкопряду — или вперед к шелкопряду!
О замечательном биологе — академике Кольцове
Крупный успех биохимиков: последовательность
нуклеотидов в молекуле РНК расшифрована
Школьники-олимпийцы
Фантастика Станислава Лема
с:
ГС
Z
а
г
а
а:
>
с
о
с
I
о
X
У
>
си
1965

Читайте в этом номере журнала
статью проф. Я. М. Варшавского
о расшифровке РНК

жизнь
В номере:
Н. М. ЖАВОРОНКОВ. Хватит ли человечеству
продовольственных ресурсов! Что потребуется от химии для обе<
печения Земли продовольствием?
IX Менделеевский щ V
А. А. ВИШНЕВСКИЙ. Полимеры в хирургии ..... . <С
С Я. ФРЕНКЕЛЬ. Изучение «памяти» макромолекул: путь к
управлению структурой полимеров 17
Ф. ЛУКАС. Пауки и паутина . . . Р .24
Е. ГРУЗИНОВ. Грызуны и... сердечно-сосудистые _te'
ния. История открытия нафярина ....
Е. РАМЕНСКИЙ. Академкк Николай [Сонстантчноьич Кольце? Зг
я. м. варшавский, взят новый рубеж в ^снек- —
логии .... ....... . .
А. И. КАЛНИНЬШ. Дошми век дерева . , ">
Итоги I Г ■ ^" Леке, ^"ическои олимпиады "'>г ',
Рассказ! ч ^гг ^ д. Ф. ПЛАТЭ, предсе- *т гг
Оргкомитета оли/т ^ы _>_■
Е. П .:2ЕР;-Т и В. Л. ВАСИЛЕВСКИЙ оассеякнм- ' ла'__:__ ■
Ю. ь. ВОЛЬ. -l IL |Т:^Н. Тиофен ....
Ю. ДРУГОВ и И. ЭИ Мзвидимый свет . . 7
(тс. '-пав Г 1^в;ный робот. Фантасти» . чий сценарий . 77
Н. КОЛЬЕ. Аспирин ......... ... . . 87
Э. РУМАКОВ. Гл«зами участника . . ...... 95
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ Д*о 5
ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР 1965

ХВАТИТ ЛИ
ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ
ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ
РЕСУРСОВ?
Что потребуется от химии
для обеспечения Земли
продовольствием?
Академик
Н. М. ЖАВОРОНКОВ
Основная проблема сельского
хозяйства в современном мире — обеспечить всех
людей достаточным количеством пищи
теперь и в ближайшем будущем. К стыду
человечества, на земном шаре все еще
существуют огромные районы, где миллионы
людей не получают полноценного питания.
По самым грубым оценкам 10—15%
населения Земли голодает. Почти половина
людей недоедает—их пища недостаточно
питательна и в ней отсутствуют полноценные
белки.
Для здоровья и нормального развития
человека ему необходимо получать каждые
сутки в среднем 3000 килокалорий при
хорошем белковом составе пищи. По данным
продовольственной и сельскохозяйственной
организации (ФАО) Организации
объединенных наций, этой норме «в основном»
удовлетворяет питание жителей Европы,
Северной Америки и Океании.
Но население этих частей света
составляет только 29% от мирового...
В Латинской Америке, в Африке и на
Ближнем Востоке—а в этих районах живет
около 20% всех людей — дневной рацион
равен в среднем 2400 килокалорий. А в
странах Дальнего Востока и Юго-Восточной
Азии, где живет половина человечества,
«норма» не превышает 2000 килокалорий.
Миллионы людей не получают
полноценного питания и в странах так называемо-
i го изобилия. Покойный президент США
Джон Кеннеди в свое время признал, что
17 миллионов американцев каждый вечер
ложатся спать голодными.
В то же время население Земли
увеличивается каждый год приблизительно на
65 миллионов человек. Наибольший прирост
наблюдается как раз в тех странах, которые
сильнее всего страдают от нехватки и
недостаточной питательности пищи — в
Центральной и Южной Америке и Восточной Азии.
Ожидается, что к 2000 году на Земле будут
жить примерно 6—7 миллиардов человек.
Перенаселение — далеко
не новая проблема
За последние 100—150 лет не было
недостатка в пессимистических прогнозах и
высказываниях о перенаселении как
единственной причине голода и всех социальных
бедствий. Не было недостатка и в мрачных
пророчествах, согласно которым жизненные
ресурсы природы будут в конце концов
исчерпаны.
В 1887 году английский ученый Томас
Гексли предсказал конец современной
цивилизации через 50 лет из-за азотного голода,
который наступит после того, как растения
используют весь азот почвы, а запасы
чилийской селитры будут израсходованы. Эту
з

**V *,V
***
**%
aOC "S •
r;
г
»
4
*.*
V
*W
5^5r
.*
.*
»!>
r/ «
>
-..
-•A'
4. -V
Ы&*
w
-3*
^
/-
>
V
Г «^ -
V-
«*
• s
же мысль повторил в 90-х годах прошлого
столетия известный физик Вильям Крукс.
А лорд Кельвин предрекал человечеству
гибель от поголовного удушья из-за
постепенного исчерпания кислорода атмосферы в
результате бурного роста потребления
нефти и угля... Справедливости ради надо
сказать, что Крукс, как того и следовало
ожидать от настоящего ученого, осветил
развернутые им самим мрачные
перспективы лучом надежды на силы науки, а
Кельвин вскоре отказался от своего
предсказания.
Можно напомнить и о самом зловещем
из всех подобных высказываний — о теории
английского священника-экономиста
Мальтуса, изложенной им в книге «Опыт о законе
народонаселения», вышедшей в 1798 году.
Если население Земли увеличивается в
геометрической прогрессии, то средства к
существованию увеличиваются в лучшем
случае в прогрессии арифметической, т. е.
несравненно медленнее, утверждал Мальтус и
возводил голод, нищету, чуму, войны в ранг
законов природы, назначение которых —
сдерживать рост численности населения.
Не случайно теория Мальтуса стала
знаменем самых реакционных сил.
Современные неомальтузианцы снова и снова
пытаются доказать, будто перенаселение—
единственная причина всех социальных бедствий.
Среди нынешних мальтузианцев есть и
такие, что идут гораздо дальше своего
«учителя», утверждая, что в условиях
продолжающегося роста населения «единственной
альтернативой будет людоедство, которое
обладает тем преимуществом, что
разрешает проблему в двух направлениях,
обеспечивая, с одной стороны, новые продукты
питания и уменьшая, с другой стороны,
население Земли».
Я далек от желания даже
комментировать эту, мягко говоря «крайнюю», точку
зрения. Однако ее очевидная каннибальская
форма — это не игра досужего ума.
Сущность взглядов мальтузианцев, бывших и
современных нам, — одна и та же и она
достаточно серьезна, чтобы не
отмахиваться от взглядов противника, а
противопоставить им подлинно научный анализ
вопроса.
Разумеется, мы не можем не
вспомнить, что любые теории «гибели
человечества» встречали отпор со стороны лучших
умов во все времена. Одним из первых по-
4

казал ошибочность взглядов Мальтуса его
знаменитый современник Давид Рикардо.
Мальтузианство подверглось беспощадной
критике в работах Маркса и Ленина.
Полную несостоятельность прогнозов
Крукса и Кельвина насчет азотного голода и
исчерпания атмосферного кислорода
продемонстрировал в 1898 году Тимирязев в
блестящей публичной лекции «Точно ли
человечеству грозит близкая гибель?».
Повторять здесь доводы великого
естествоиспытателя излишне. Достаточно
сослаться на то, что его глубоко научное
предвидение, относящееся к решению
проблемы фиксации атмосферного азота и
созданию промышленности азотных удобрений,
полностью оправдалось. В начале нашего
века была решена проблема фиксации
азота атмосферы и создана азотная
промышленность. Мировое производство
связанного азота росло с каждым годом и в 1963
году достигло приблизительно 18 млн. т, а в
конце 1964 года мощность установок
оценивалась в 21 млн. т. Ожидается, что в 1965 г.
она превысит 23 млн. т.
Еще цифры — самый убедительный
аргумент. По статистике ФАО, за десятилетие
1952—1961 годов население Земли
увеличивалось в среднем на 1,8% в год. А
производство продуктов питания за тот же период
росло на 2,9% в год.
Разумеется, это не значит, что
действительное положение с продуктами питания
улучшилось во всех странах. Но не
вызывает никакого сомнения, что при
справедливой социальной системе людям не может
грозить голодная смерть, предрекаемая
последователями Мальтуса.
Вся история человечества убедительно
свидетельствует, что при правильном
использовании достижений науки наши
жизненные ресурсы практически безграничны.
Что говорят расчеты,
основанные на данных
сегодняшней науки!.
Если увеличить урожаи по всей Земле
до уровня передовых в этом отношении
стран, то даже без расширения
обрабатываемых человеком площадей
продовольствия хватит, чтобы прокормить до 10
миллиардов человек.
i

Если распространить кормовые и
продовольственные культуры на половину
поверхности суши, то при современном
масштабе фотосинтеза можно было бы
получить средства питания, достаточные для
жизни 50 миллиардов человек.
Если принять в расчет такое же
использование морской растительности, то можно
рассчитывать на пищевые ресурсы,
достаточные для жизни более чем 100
миллиардов человек...
Вся растительность земного шара
усваивает в среднем только 0,3% солнечной
энергии, достигающей поверхности Земли.
Сельскохозяйственные растения используют
солнечную энергию полнее — в среднем на
0,5—1,5%, а соевые бобы, рис, сахарный
тростник, сахарная свекла — даже на 4—5%.
Если наука полностью раскроет механизм
фотосинтеза и человечество сумеет
управлять этим процессом, «коэффициент
использования» солнечной энергии можно
будет повысить в несколько раз. Если довести
его до 10% при вегетационном периоде в
полгода, то, как показывают расчеты, один
гектар сможет прокормить 100 человек,
1 квадратный километр — 10 000, а вся
потенциальная посевная площадь суши, равная
100 млн. км2, сможет обеспечить
полноценным питанием триллион человек!
Такая цифра выглядит сегодня
совершенно фантастической. Значение ее скорее
принципиальное, чем практическое:
численность человечества определяется не только
наличием средств питания и, возможно,
никогда не будет такой колоссальной.
Но, с другой стороны, даже
перечисленные здесь возможности нельзя считать
предельными. Можно предположить, что
природу нужных нам растений удастся в
будущем изменить настолько, что эти растения
будут значительно полнее усваивать
энергию Солнца. В дальнейшем человечество
научится синтезировать компоненты пищи
чисто химическим путем и сможет получать
продукты, минуя фотосинтез растений. Для
этого потребуются ^ неизмеримо меньшие
рабочие площади, чем для
сельскохозяйственного производства.
Однако все это — довольно отдаленное
будущее. А сегодня самой актуальной в
нашей стране является проблема
непосредственного резкого и быстрого увеличения
сельскохозяйственного производства.

Химическая наука
должна помочь решению
продовольственной проблемы
Практические возможности вовлечения
в сферу сельскохозяйственного
производства новых земель ограничены не только
географическими и другими естественными
условиями, но также экономическими
причинами. Освоение необрабатываемых
земель, пустынь, горных районов требует
много времени и огромных капитальных
вложений.
В наше время лучший путь быстрого
увеличения пищевых ресурсов — это
химизация земледелия и животноводства и
прежде всего расширение производства
и правильное применение химических
удобрений.
В Советском Союзе производство
минеральных удобрений в 1964 году составило
25,6 млн. т или, в пересчете на питательные
вещества, 6 млн. т. Планы развития
химической промышленности предусматривают
непрерывный огромный рост производства
удобрений. Но надо отчетливо представлять
себе, что это не дает оснований считать,
будто все сложные вопросы решены. Дело
не только в количественном росте
производства удобрений, но и в правильном их
использовании для достижения
максимальных урожаев.
Другое важное условие повышения
продуктивности сельского хозяйства — это
применение химических средств борьбы
с сорняками, вредителями и болезнями
растений.
Ежегодные потери от сорняков,
вредителей и болезней растений составляют в
среднем около 10% урожая. В СССР по
основным сельскохозяйственным культурам
потери обходятся в 5,5 миллиарда рублей.
И каждый рубль, потраченный на защиту
растений, дает в тот же год (!) около 12
рублей, а по некоторым ценным культурам зта
прибыль достигает 100 рублей!
Важнейшую роль должна сыграть
химизация и в животноводстве. Ведь
коэффициент перехода энергии обычных кормов в
продукты животноводства составляет для
говяжьего мяса всего 10%, для свинины,
молока и яиц — только 20%. В последние
годы во многих странах, в том числе в СССР,
добавление в корм животным витаминов,

гормонов, антибиотиков, минеральных
веществ и микроэлементов способствует
лучшему усвоению кормов, повышению их
«к. п. д.» Начинают применять в
животноводстве и кормовые средства, изготовленные
из некормового сырья. Это синтетическая
мочевина, которая под действием
микробов в желудке жвачных животных —
коровы или овцы перерабатывается в протеины
(ими можно заменить 25% кормовых
белков).
Я не останавливаюсь на известной
задаче замены пищевого сырья,
используемого в промышленности, сырьем
синтетическим. Сошлюсь только на один пример.
В наше время, несмотря на колоссальное
развитие автомобильного и авиационного
транспорта, совершенно прекратился рост
добычи натурального каучука, а
мировое производство каучука синтетического
превысило производство натурального
каучука.
На современном уровне химической
технологии, биохимии и технической
микробиологии мы уже можем получать из
непищевого растительного сырья сахара,
жирные кислоты, этиловый спирт, кормовые
дрожжи, витамины и некоторые другие
вещества. Для этого Советский Союз
располагает огромными ресурсами сырья: отходы
лесозаготовок и деревообрабатывающей
промышленности (к 1970 году они превысят
75 миллионов кубометров) и
сельскохозяйственного производства, не говоря уже о
дикорастущих травах и кустарниках.
И, наконец, источником корма для
сельскохозяйственных животных могут стать
углеводороды нефти. Кормовые дрожжи из
непищевого растительного сырья и белко-
во-витаминные концентраты (БВК) из
углеводородов нефти содержат до 50%
перевариваемого протеина, в который входят
почти все важнейшие аминокислоты,
необходимые организму животного. По
содержанию витаминов они превосходят любой
другой корм.
Одна тонна кормовых дрожжей может
дать, дополнительно 750 кг свинины или две
тонны мяса птицы, или 30 тысяч яиц, или 4—
6 тысяч литров молока. Стоимость этой
продукции в 4—5 раз выше стоимости
дрожжей...
Таковы возможности, которые химия
открывает перед сельскохозяйственной
практикой. Они вселяют уверенность в то, что
8
химическая наука будет играть все более
важную роль в решении сложной и важной
задачи значительного увеличения ресурсов
продовольствия.
И в заключение еще несколько слов о
более отдаленных возможностях и
перспективах.
Можно ли говорить всерьез
о «синтетической пище»
человека!
Вероятно, да.
Суммарная продукция фотосинтеза
всех зеленых растений Земли в десятки и
сотни раз превосходит то, что необходимо
для питания всех людей. Однако
используется в качестве пищи лишь
незначительная часть ее. Даже биомасса пищевых и
кормовых сельскохозяйственных растений
используется в среднем всего на 7—8%. 6
ничтожно малой степени пользуется
человек фотосинтетической продукцией флоры
мирового океана.
А между тем все вещества,
содержащиеся в растениях, в принципе пригодны
для питания если не животных, то, по
крайней мере, грибов и бактерий, которые затем
могут быть употреблены в пищу!
Одним из новых способов
использования фотосинтеза растений может быть
массовая культура одноклеточных водорослей.
В последние годы эта проблема занимает
ученых во многих странах мира.
Потенциальные возможности такого направления
очень велики. Например, при
культивировании хлореллы можно из углекислого газа,
минеральных солей и воды получать
«урожаи» до 20—40 тонн с гектара бассейна.
Теоретически возможно получение до 150—
200 тонн сухой биомассы с гектара в год.
По мнению японских ученых, стоимость
белка хлореллы уже сейчас соизмерима со
стоимостью других белков. Белком
хлореллы можно кормить животных, а после
соответствующей обработки его можно
использовать и в пищу человека. Если
усовершенствовать технологию разведения
одноклеточных водорослей и наладить их
переработку в пищевые продукты, то необходимые
человечеству для производста пищи
площади уменьшатся в десятки и сотни раз...
И последнее. Принципиально новым
путем увеличения массы пищевых продуктов
может стать прямой химический синтез пи-

тательных веществ из углекислого газа,
воды и азота воздуха. Сразу же заметим,
что такие процессы потребовали бы
колоссального количества энергии.
Значит, можно полагать, что даже
после того, как человек научится синтезировать
полноценную пищу, прибегать к этому
способу придется лишь в тех случаях, когда
возникнет острая необходимость в
отдельных компонентах питательных веществ
(аминокислоты, витамины, некоторые белковые
препараты).
Рано или поздно проблема энергии
будет решена, вероятно, путем овладения
термоядерным синтезом и использованием
дейтерия, содержащегося в воде, или
каким-либо другим путем.
Претворение этих возможностей в
действительность потребует немалых усилий.
Но человек располагает ныне такими
знаниями и техникой, которые, если они не
будут преступно использованы в военных
целях, открывают перед нами совершенно
грандиозные перспективы. И одна из самых
благородных задач сегодняшнего и
завтрашнего дня — это обеспечение каждого
человека полноценным питанием.
Пока светит Солнце и сияет мысль в
умах людей, им не приходится дрожать
за свое будущее.
IX Менделеевский
С 24 по 29 мая в Киеве проходил IX Менделеевский съезд по
обшей и прикладной химии. Многие интересные материалы
съе_»да буду: опубликованы в ближайших номерах нашего
журнала.
Для пользы дела можно иногда
нарушить традиции. На восьми
предыдущих Менделеевских
съездах ученые и производственни ки
обсуждали всевозможные
проблемы общей и прикладной химии.
Нынешний девятый был целиком
посвящен только химизации
сельского хозяйства и использованию
достижений химии в
здравоохранении и пищевой
промышленности. Столь популярный лозунг
«Химия — человеку» обретал здесь
в каждом докладе — а их на
съезде было заслушано около
восьмисот» от проблемных до
узкоспециальных,— конкретное воплощение.
Основное внимание
съехавшихся в Киев химиков было
привлечено — и на пленарных
заседаниях, и иа специальной
агрономической секции — к коренной
проблеме сел ьс и ого хозяйства,
проблеме удобрений.
ХИМИЯ СТАНОВИТСЯ
НАДЕЖНЫМ ЗАЩИТНИКОМ РАСТЕНИЯ.
Ее оружие — инсектициды,
убивающие вредных насекомых,
гербициды, уничтожающие сорняки,
фунгициды, поражающие грибки...
Механизм действия этих и других
физиологически активных
веществ, их эффективность и
индивидуальные особенности были в
центре внимания одной из сеиций
съезда. Всеобщее внимание
привлек, например, способ защиты
растений, предлагаемый
ленинградскими учеными. Это путь
химической иммунизации.
Обработка семян специальными
препаратами предохраняет будущие
растения от болезни не только в
течение одного года, но и в
последующих поколениях.
Таким же образом можно
бороться с вредителями растений:
«иммунизированная» пища явно
сказывается на их плодовитости.
Сотрудиикн Всесоюзного
института защиты растений в Ленинграде
стремятся создать такой препарат,
который совмещал бы в себе
питательные для растений и
губительные для вредителей свойства.
Всесторонне обсуждались
учеными химические методы
исследования и использование
разнообразных химических препаратов в
животноводстве. Сейчас стало
возможным превращать доступное,
дешевое, иногда даже вообще не
используемое сырье в ценные
кормовые продукты. А химическое
консервирование кормов в два —
три раза снижает потери в них
питательных веществ по
сравнению, например, с обычным
силосованием.
Многие химические материалы,
далекие, на первый взгляд, от
сельского хозяйства, завоевали в
нем сегодня прочные позиции.
Первый и наиболее наглядный
пример — полимеры. Они помогают
улучшить струитуру почвы и
защитить парниковые овощи от
холода, полимерные пленки
предотвращают потерю воды в
оросительных ианалах, оберегают
плодовые деревья от вредителей,
защищают их от холодов и
позволяют быстро и дешево силосовать
корма. Даже такой небольшой
перечень убеждает в том, что
применение полимеров — не дань моде,
а насущная необходимость.
Без детального изучения
природных соединений большинство
исследований в области
сельскохозяйственной химии (да и во
многих других областях науки)
превратились бы в случайный
эмпирический поиск. Чтобы вмешаться
в ход сложнейших химических
превращений в живом
организме, необходимо до тонкости
изучить эти процессы, выяснить, в
какой зависимости от строения
вещества находится «секрет» его
действия.
СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА
ВАЖНЕЙШИХ ПРИРОДНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ — белков, нуклеиновых
кислот, углеводов, витаминов,
ферментов, гормонов стали предметом
обсуждения специальной секции
съезда. Здесь* было представлено
немало интересных работ. Вот
только одна из них.
Исследователям Института радиационной и
физико-химической биологии АН
СССР удалось расшифровать
важный цикл обмена веществ в
человеческом организме — реакцию
Окончание статьи см. на стр. 15.

г
II»
1
и

%
Современная хирургия ставит
своей задачей исправление
нарушенных функций органов и
систем человеческого организма.
В ряде случаев она не только
исправляет пораженные органы, но
и заменяет их новыми. При
конструировании этих искусственных
органов, систем и аппаратов —
сердца, легких, почек, сосудов
совершенно особое значение
приобретают полимеры,
синтезированные нашими химиками.
Замещение пораженных
органов и тканей материалами из
неживой природы имеет
многовековую историю. Еще в древние
времена врачи пытались
применять протезы из золота, слоновой
кости, стекла и даже скорлупы
кокосового ореха при
закрывании дефектов черепа.
Часто при этом успехи
сменялись разочарованием. Дело в
том, что большинство аллопласти-
ческих материалов (материалов
Хирургия уже знает тысячи операций, когда жизнь человеку возвращает этот
искусственный клапан сердца.
Химики нашли биологически и химически инертные материалы, отвечающие
сложнейшим требованиям человеческого организма. Клапан сделан из нержавеющей
стали, политетрафторэтилена и силиконового каучука.
На снимке вы видите аортальный клапан. Его вшивают в сердце человека на место
пораженных естественных клапанов и он выполняет их работу — позволяет крови
идти только в одном направлении. Хирурги не считают этот клапан совершенным и
вместе с химиками ищут новые пути, чтобы улучшить его. Но многие спасенные
человеческие жизни — уже громадное достижение медиков и химиков.
I
Действительный
член АМН СССР,
профессор
<. А. ВИШНЕВСКИЙ
П

неживой природы) обладает
многими отрицательными свойствами,
прежде всего — биологической и
химической активностью. Это
вызывает нежелательные реакции в
виде аллергии, различного рода
интоксикаций и нередко вредно
воздействует на больного. Вот
(почему -и до сих пор ие
прекращаются активные поиски
безвредных для организма аллопластиче-
ских материалов.
Пожалуй, больше других ал-
лопластических материалов этим
требованиям отвечают
синтетические полимеры.
На современном уровне
развития химии создание
искусственных полимеров, по своим
свойствам аналогичных естественным,
является вполне осуществимой
задачей. Такие синтетические
полимеры удачно имитируют
строение молекул естественных
.полимеров — белков, нуклеиновых кис-
к ж
lm_io н<
ьфОВЫ *
нок, гчл
vmhoi*
из Ин-
кс иг иьг:
t и rai*Ti ic:.n
i г
А ▲
В лаборатории полимеров Института хирургии имт-
™ L. В. Випшевского продо^"""отся попели.
AjbiTb ыож^г, охОх трсхдьи ишй искусетвеа-
1 ыь ^ан сердца, kotoj ito в глазке
чн ix i и йоги "пиарам a, nomui ™* "> многие
чшые вопр^сл... Он в точности илш ж*ует фиргу
гг,л..т,^т п 1ттана, выдь^жива гг при иоплта-
u v * матерв 1л для ег< изго
i 1в -*ень высоки, ведь они дик-
еИП режимом работы нашего
лот, полисахаридов и др.
Возможно, именно это сходство в^
строении молекул является
основой успеха (применения
искусственных полимеров для .пластики.
Однако несмотря на
пространственное и структурное сходство
между естественными и
искусственными полимерами, у них еще
есть весьма значительные
различия. Эти различия проявляются
прежде всего в том, что
искусственные полимеры в организме
могут разрушаться, но в отличие
от *живых тканей не могут
воссоздаваться...
12

Применение полимеров в
хирургии неуклонно следовало за
успехами химии. Так, синтез поли-
метилметакрилата дал
возможность использовать органическое
стекло для пластики дефектов
черепа, а также при различных
ортопедических Операциях на
костях и суставах. Пластика мягких
тканей стала возможной после
синтеза полиамидных и
полиэфирных смол (капрона, лавсана,
тефлона). Огромное значение
имеют полимеры для 'пластики
кровеносных сосудов.
Часто причиной ранней смерти
человека служит заболевание
сердечно-сосудистой системы.
Я« скупыми словами хирулга:
, [лл аллопла^ '™ мягкой ткапр
ГО/^М П0И1 КОВ жх СОТНИ OU*~*OB.
При '-той пейших операт
част] , W" ццой степки питц< е
деф !кт пер^у i б^опшой < п*
.. 1чсановг я а <а п^лун
оперироЕално... пг ш<
•Ти ™" "ciil I н( ;
1рИК _ ~ЭЙ 1И1 I
ОПЫ nlbu A"LpVpr i'
>ажен:
и знь и
Одно 'Из самых страшных таких
заболеваний — склеротические
изменения артерий. При
атеросклерозе -просветы в этих (важнейших
для жизни человека кровеносных
сосудах сужаются, часто приводя
к омертвлению всего органа.
И вот в настоящее время (Мы,
хирурги, «получили возможность
заменять сосуды, в которых
нарушился кровоток, протезами из
искусственных полимеров.
Такие сосуды делаются -из
лавсана и фторлона. Над их
созданием работали коллективы
медиков и химиков, руководимые
А. Н. Филатовым, В. М. Ситеико,
3. А. Роговииым, а также
работники трикотажной и шелковой
промышленности.
Когда синтетический сосуд
сшивают с сосудами организма и
ло «ему начинает идти кровь, на
внутренней стенке протеза выра-
13

стают такие же клетки, как в
нормальном сосуде, а снаружи
ои обрастает рубцом — таким же,
как рубец после любой
хирургической операции.
Следующая область, где
применяются полимеры,— операции
на сердце. Существуют такие
врожденные сердечные пороки,
при которых межпредсердная и
межжелудочковая перегородки
имеют дефекты, и кровь
венозная и артериальная
смешиваются. Мы пробовали зашивать
отверстие, но швы скоро щрореза-
лись. Теперь мы накладываем
«заплатку» из полимеров, и
исход операций нас радует...
Очень интересная область,
>правдаг еще мало
исследованная,— это (искусственные «лапаны
сердца. При ревматических
процессах или врожденных пороках
клапаны в сердце могут быть
сильно изменены или даже
вообще отсутствуют. Терапевты здесь
бессильны.
Была предложена операция с
использованием искусственного
клапана. В мировой литературе
уже описано несколько тысяч
операций на сердце с
[применением таких клапанов. На «сухом»
сердце при искусственном
кровообращении вырезаются
испорченные клапаны и на их место
вшивают искусственный, из
полимеров. Правда, применяемые
искусственные клапаны еще требуют
усовершенствования.
Сердце и сосуды — далеко не
все области хирургии, где
применяются полимеры.
В Институте хирургии имени
А. В. Вишневского совместно с
Технологическим институтом
мясо-молочной промышленности
разработана операция замещения
дефектов мышечной стенки
матки. В этом -исследовании
принимал участие большой коллектив
научных работников — хирургов,
гинекологов, ветеринаров
(профессора Ш. А. Кумсиев, Л. С.
Персианинов, И. Я. Тихонин, науч-

ные сотрудники Ю. Г.
Шапошников, Т. Т. Даурова).
У женщины, чаще всего
молодой и нерожавшей, может обра-
*~ зеваться большая 'фиброма
матки. Для того чтобы выяснить,
может ли женщина после
оперативного удаления фиброматозного
узла матки с последующей
пластикой полимерным материалом
иметь детей, мы выполнили ряд
экспериментов. Опыты были
поставлены на двух коровам —
беременной и не беременной.
(После иссечения участка мышечной
стенки матки обеим коровам на
мышцу матки были наложены
«заплатки» из тефлона.
Беременная корова отелилась здоровым
теленком. Впоследствии еще три
такие коровы принесли здоровых
телят.
Еще один пример можно
(привести пока еще условно. Это —
бесшовное соединение тканей,
склеивание. Для склеивания
тканей химики предложили нам клей
циакрин. Но пока ткани,
(подвергшиеся склеиванию, остаются
малоэластичными. И нам, медикам
и химикам, тем не менее ясно,
что бесшовное соединение
тканей — это одна из центральных
Окончание. Начало статьи см. иа
стр. 9.
обмена аминокислот с участием
витамина В6. Эта работа
открывает путь для синтеза новой группы
лекарств, для лечения разных
заболеваний, связанных с
нарушение обмена веществ.
Химия дружна с медициной уже
много столетий. Лекарственные
вещества — одна из линий связи
этих иаук. Круг работ в этой
области чрезвычайно широк и
полученные результаты весьма
значительны. Между тем исследования
продолжаются, и делегаты съезда
выслушали немало новых
интересных сообщений. Всеобщее
внимание привлек доклад
ленинградских химиков и врачей о
лекарствах продолжительного действия.
проблем в современной хирургии.
Или еще пример. При
некоторых болезнях для работы сердца
необходим электрический
стимулятор, импульсы которого
обязывают сердце -сокращаться в
определенном ритме. Раньше этот
приборчик человек носил
снаружи. Представляете, сколько
волнений это доставляло человеку:
ведь прибор, от которого
зависела его жизнь, мог .потеряться!
А теперь химики создали
надежную и безвредную для
организма оболочку, в которую мы и
вшиваем этот прибор,
помещаемый под грудной железой. Через
три года, когда прибор
(потребуется заменить,— достаточно
будет сделать лишь маленький
разрез.
Крайне необходимо и весьма
перспективно использование
полимеров в качестве
кровезаменителей. Уже сейчас в клинической
'Практике нашли широкое
применение кровезаменители из
синтетических полимеров — такие, как
ПОЛИВИНИЛОВЫЙ СПИрТ, 'ПОЛИВИНИЛ"
лирролидон. Но эти
кровезаменители, возмещая объем
потерянной крови, могут л<ишь
поддерживать артериальное давление в
Полимеры, входящие в состав этих
медикаментов, удлиняют срок их
действия до десяти — двадцати
суток.
Многие доклады съезда были
посвящены ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ. Уже
сделаны первые шаги в создании
синтетической пищи. Детальное
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО
СОСТАВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ,
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ИХ
ПИТАТЕЛЬНОЙ ЦЕННОСТИ — такие
вопросы обсуждались еще на одной
секции съезда. И, конечно, не
менее важным было обсуждение
«прозаических», но крайне
необходимых вопросов разработки
новой технологии изготовления и
способов хранения пищи.
кровеносном русле. Задача
будущего— синтез таких
синтетических кровезаменителей из
полимеров, которые служили бы
переносчиками кислорода.
iB настоящее время трудно
себе представить какую-нибудь
хирургическую операцию, при
которой не использовались бы
полимеры. Химия внесла в
медицину новые возможности и
позволила намного расширить границы
ее представлений.
Полимеры, которые я привел,
показывают, ^насколько важны
для нас исследования полимеров,
ведущиеся химиками.
Нужно ли доказывать важность
такого форума советских
химиков, как IX Менделеевский съезд?
Мы хотим только отметить
расширение (поистине необычайное)
круга интересов современной химии,
и результаты, которыми она
обогащает нас год от года. «Эа пять
лет, прошедших со времени
предыдущего съезда,— сказал
академик М. М. Шемякин о развитии
одной только биоорганической
химии,— мы прошли такой же путь,
какой отделяет первоклассника от
инженера-кибернетика...».
Можно только догадываться о
тех интереснейших достижениях,
которые будут доложены
участникам X Менделеевского съезда.
С. ПЕТРОВА, О. ЛИБКИН
IX Менделеевский
т
15

о
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ

ИЗУЧЕНИЕ «ПАМЯТИ»
МАКРОМОЛЕКУЛ:
ПУТЬ К УПРАВЛЕНИЮ
СТРУКТУРОЙ
ПОЛИМЕРОВ
Вместо постановки проблемы:
парадоксы с химическими волокнами;
полимеры и наследственная
информация; прочие полезные сведения
Доктор

физико-математических наук
С. Я. ФРЕНКЕЛЬ
В рассуждениях о пользе,
которую могут принести и уже
приносят самые различные продукты
химии, немалое место занимают
химические волокна. Достижения
и перспективы промышленности,
производящей их, действительно,
велики. Однако волокна
интересны не только как продукт
технического 'или бытового назначения,
ио и как объект научного
«исследования. Они чрезвычайно
удобны для иллюстрации основных
принципов нарождающейся
науки —.химической бионики и для
их экспериментальной проверки.
алад — к шелкопряду
ли вперед, —
шелкопряду?
Волокна относятся к числу
наиболее древних -полимерных
изделий. Тут имеются в виду,
конечно, не те волокна, которые
растут, как, например, шерсть,
хлопок, лен, а те, которые, «п р и-
готовляются» из раствора —
паутина или натуральный шелк.
Возникшая менее столетия назад
технология производства
химических волокон явилась
подражанием деятельности паука и
шелкопряда. Однако подражание это
было ие вполне удачным в том
смысле, что не были
позаимствованы химические и реологические
принципы, которыми
«руководствуются» в своей работе названные
шелкопряд in паук. В результате
технологам приходится
затрачивать большую энергию
(выраженную в калориях, джоулях,
киловатт-часах) на то, что шелкопряд
и паук проделывают совсем
просто.
Поиски решения этой
проблемы могут служить хорошей
иллюстрацией одного из главных
направлений химической бионики:
попыток использования "или
подражания некоторым
биологическим механизмам (в данном
случае пауку -или шелкопряду) на
молекулярном уровне.
Химическая бионика имеет в
природе определенное
-«историческое обоснование». Дело в том,
что большинство современных
химических материалов, в том числе
и волокон, изготовляется из
.полимеров. {Это дало повод
некоторым журналистам говорить
«сейчас не о «веке химии», а о квеке
полимеров».) Но полимеры
появились на Земле еще до того, как
на ней возникла жизнь. Потому
что сама жизнь без полимеров
невозможна.
Индииидуалыгость
на молекулярном*
урон не
Дать полное доказательство
этому ответственному
утверждению в короткой статье трудно.
Ограничимся двумя частными
доказательствами. Известно, что
жиэнь складывается из процессов
обмена веществ со средой и
самовоспроизведения. Это
самовоспроизведение начинается уже на
молекулярном уровне. Мы
сознательно подчеркнули приставку
«само». Она означает
определенную индивидуализацию не только
у организма, но и у составляющих
его тканей, клеток и в конечном
счете у молекул. Но пишь
полимерные молекулы могут обладать
определенной
«индивидуальностью», тем набором свойств, по
которому одну молекулу можно
отличить от другой. Например.
2 Химия и Жизнь, № 5
17

при одинаковом химическом
составе цепные молекулы могут
отличаться друг от друга длиной
цепи или структурой
составляющих звеньев—мономеров. Звенья
в цепи могут тю-разному
чередоваться. Чем -больше общее их
число м чем разнообразнее их
структурный набор, тем больше
возникает возможностей для
индивидуализации, .или
специализации, молекул.
Азбука Морзе
в мире полимеров
Эта 'Индивидуализация может
быть описана иначе — языком
кибернетики. Длинную цепную
молекулу уместно сравнить с
телеграфной лентой. Различные
комбинации смежных звеньев
цели представляют собой знаки
определенного кода (буквы, если
угодно)—подобно тому, как
сочетания точек и тире изображают
в азбуке Морзе буквы алфавита.
Иными словами, -полимерная
цепочка песет на -себе
определенную -информацию уже по одной
той причине, что она полимерная,
т. е. состоит из многих
(нескольких сотеи «ли тысяч) звеньев —
мономеров. Чем больше
встречается звеньев разных сортов, тем
сложнее информация. Впрочем,
чтобы закодировать даже такую
сложную вещь, как жизнь,
достаточно всего четырех сортов
звеньев. Чередуясь по три «а
молекулах ДНК, основного
ингредиента хромосом, такие Звенья —
нуклеотиды — образуют код
генетической информации.
Стоит рассыпать полимерную
молекулу н информация
(исчезает. Допустим на мгновенье, что
рассыпанные звенья, которые в
принципе могут существовать в
виде самостоятельных маленьких
молекул, -расположились >в том же
порядке, в каком они были
.соединены в полимерной молекуле.
Казалось бы, «текст» готов, и можно
передавать информацию. Однако
нельзя забывать .о тепловом двн-
18
жении молекул. А оно
немедленно «рассыпет» подобный «набор»,
и от информации -не останется и
следа. Только против звеньев,
соединенных химическими связями
в непрерывную цепь, тепловое
движение бессильно.
Таким образом, полимерная
■структура необходима для
сохранения и «передачи информации, с
которой связано самое о с п р о-
изведеН'ие.
Аналогичным образом
решается и вопрос с обменом
веществ. Процесс
самовоспроизведения -стал бы невозможным,
если бы молекулы,
обменивающиеся >с окружающей -средой, т.-е.
заимствующие из нее материал
для «новых «записей», были
маленькими. Мелкие молекулы
рассеиваются в окружающей среде;
гигантские, напротив, извлекают
из нее мелкие, сохраняя лри этом
свою структуру.
Главный вывод из этого
довольно примитивного
рассмотрения заключается в том, что л ю-
б а я макромолекула (иначе —
цепная молекула полимера) несет
■на себе определенный запас
информации, записанной по тому же
одномерному -принципу,
который используется в телеграфии.
Для тех, «то знаком с
элементами теории информации, добавим,
■что существование
определенного запаса информации даже в
самой простой полимерной
молекуле следует и «з чисто
формальных соображений. Действительно,
объединение большого числа
малых молекул в одну
макромолекулу связано с общим
понижением энтропии системы. Этому
соответствует увеличение негэнтро-
шии, т. е. отрицательной энтропии,
которая, будучи выражена <не в
энтропийных единицах, а в битах,
определяет количество
информации в системе. Разумеется,
знание этого количества само що
себе еще ничего не дает, так как
информацию нужно еще
'прочитать. Но это уже отдельный
вопрос.
Угроза дезинформации —
новая проблема
технологи и
Таким об разом, построение
макромолекулы из мономеров
есть процесс (накопления или
передачи информации. Отсюда
сразу «напрашивается вывод: так как
многие процессы химической
технологии начинаются с синтеза
полимерных молекул, то они
очевидным образом связаны с
производством определенной
информации. Но это значит, что вторая
стадия процесса — получение
изделий из синтезированного
полимера — должна обязательно
основываться на той информации,
которая уже была
произведена. И тут возникает роковой
вопрос: а умеем ли мы эту
первоначальную .информацию читать, и
не превращается ли порой вторая
стадия процесса в
«дезинформацию», т. е. неудачную
технологию?
После этого экскурса в
область кибернетики вернемся к
волокнам и совершим небольшое
путешествие в историю.
От шгутикоиых
до «исколи
Первые «волокноподобнь.
одномерно-пернодические
структуры возникли на земле около
двух миллиардов лет тому назад.
Сначала это были отдельные
полимерные молекулы (в немецком
языке наряду с термином
«цепные» до сих пор сохранился
термин «нитевидные» молекулы),
потом некоторые волокнистые
элементы «леток, далее
растительные волокна в обычном смысле
слова. Наконец, несколько сот
миллионов лет тому назад
появляются первые волокна, которые
производятся «живыми
фабриками» из концентрированного
раствора. Еще одна большая пауза.
В конце прошлого века
появляется первое искусственное волокно
из нитроцеллюлозы. Технология,

как мы уже говорили, основана
на первый взгляд на подражании
шелкопряду. Волокнообразующая
масса продавливается через
тонкие отверстия — фильеры. Из
"" фильер струи попадают в осади-
тельную ванну и застывают.
Получаются хрупкие нити. Однако если
успеть растянуть их во влажном
состоянии, они заметно
упрочняются. Обращаю внимание
читателя на то, что в конце прошлого
века не только не была известна
структура полимеров, но и самого
этого понятия еще не существовав
ло.
В первой трети XX века
совершенствуется технология
получения вискозных волокон, хотя
по-прежнему о полимерах знают
очень мало. В середине 20-х
годов благодаря работам Г. Штау-
дингера, С. Лебедева, Т. Сведбер-
га и других химиков (появляется
правильное представление о
структуре полимерных молекул.
Это резко стимулирует поиски
лучшей технологии. Попутно
проясняется структура вещества
натурального шелка и паутины —
фиброина, который представляет
собой фибриллярный белок. В то
время ужв известно, что
практически все белки обладают
(примерно одним и тем же
аминокислотным составом, (НО о характере
чередования аминокислотных
остатков в цепи белковой молекулы
еще -ничего не знают.
Парадоксы в характере
фиброина
■Италия, 1930-е годы. Некто
коммодоре Феретти патентует
способ «изготовления шерсти из
казеина — основного белка
творога. Солдат новой римской
империи торжественно облачают в
форму из искусственной шерсти.
Но первый тропический ливень в
Абиссинии, где Италия развязала
войну,— и солдаты дуче остаются
раздетыми. Искусственная шерсть
растворилась в воде. Как же так?
Сделана она из такого же
«Паутинки», вытянутые стеклянной палочкой из разбавленного водного раствора
фиброина. Снимок в поляризационноАА микроскопе
белка, как настоящая шерсть
■или шелк,— а они-то
.нерастворимы.
Впрочем, при желании и
шерсть, и шелк можно
растворить, но только в специальных
составах. Например, в 20-х годах
(опять-таки до того, как
разобрались в молекулярной структуре
фиброина) немецкий химик Вей-
марн растворял фиброин в
насыщенных водных растворах
некоторых солей. Эти растворы
фиброина обладали удивительным
свойством. Стеклянной палочкой из
них можно было вытягивать
длинные струйки, которые тут же
превращались в нити. Поглаживая
такие нити пальцами, можно было
придать им прочность настоящего
шелка. Позже научились получать
растворы фиброина в чистой
воде: для этого белок нужно было
снач ала диспергировать в
насыщенном солевом растворе, а
потом удалить соль. Эти растворы
обладали еще более
удивительными свойствами: достаточно
было провести по их поверхности
стеклянной палочкой, как след от
ее дв.ижения «тонул». Его можно
было извлечь и он оказывался
подобием паутинки. Такие паутинки
показаны на фотографии.
Создавалось впечатление, что
фиброин «сам знает», как ему
превращаться в волокно. Казалось
бы, чего проще: «взять -и
превратить фиброин в искусственный
шелк так же, как это уже хорошо
умели делать из вискозы. При
этом можно было сохранить
почти треть природного волокна,
которое обычно выбрасывалось при
разматывании коконов. И тут фи*
броин «закапризничал». Вся
мощная машинерия заводов
искусственных волокон работала
безнадежно хуже шелковичного червя.
Полученные волокна значительно
уступали натуральному шелку, во
всяком случае, нитки, вытянутые
стекля-нным-и палочками .из
раствора и упрочненные
«поглаживанием» по Веймарну, отличались
лучшим качеством, чем
полученные из того же фиброина на
машинах.
В чем же дело? Почему
такой «специально волокнообразу-
2*
t*)

i
ющий полимер», как фиброин,
отказывается формоваться
(превращаться в волокно) по принятой
для вискозы или синтетических
полимеров технологии? Нет ли
тут той «дезинформации», о
которой упоминалось выше?
Можно задать и менее существенные
вопросы. Например, почему из
казеина неизбежно получалась
шерсть (забудем, что она
растворялась), а не шелк?
По-видимому, эти вопросы
сначала волновали технологов.
Но так как с наступлением «века
полимеров» химики начали
снабжать их все (новыми
материалами, которые не только не
«капризничали», а по многим
свойствам значительно превосходили
природные волокна, то о
«непослушных» белках стали забывать.
Химические волокна в настоящее
время сильно теснят природные.
И это не так плохо, за
исключением одного обстоятельства:
почему-то технологи с большим
трудом добиваются того, что
шелкопряд и паук делают чрезвычайно
просто.
В этом и состоит проблема:
не поискать ли в живой природе
основанные на правильном
«использовании» структурой
информации механизмы, которые
могут быть, с небольшими
поправками, позаимствованы химической
технологией?
)
б
Схема образования молекулярных мицелл из блок-сополимера стирола и изопрена.
Тонкими линиями обозначены полинзопреновые, жирными линиями и пятнами — по-
лнстирольные блокн:
а—исходная макромопекула; б—первая стадия структурирования при растворении
полимера в октане: поли сти рольные блоки выпадают на себя, но удерживаются в
растворе попнизопреновымн блоками; в — вторая стадия; полистнрольныа глобулы
сливаются в «ядро» молекулярной мицеллы; г — третья стадия, образование пленки:
ядра отдельных мицелп сливаются в третичные глобулы, играющие роль химически
связанного «наполнителя» каучуковой пленки
«Структурный код» полимеров-
как нужно его читать и что
следует из правильного его прочтения
Попробуем теперь выяснить,
в чем заключается информация,
которую несут на себе
полимерные цепи, и какое она имеет (или
должка иметь) отношение к
технологии. Мы установили, что
информация задается в процессе
синтеза. Но получить новый
полимер— сколь бы ни был
продолжителен и труден его синтез —
это в лучшем случае полдела.
Чтобы превратить полимер в
изделие, нужно наделить его
комплексом свойств и в первую
очередь — механических. В
некоторых случаях, когда речь идет,
например, о волокнах или каучуках,
именно эти свойства доминируют,
определяя техническое
предназначение полимера; однако в
других случаях они «заслонены» теми
или иными необычными
свойствами самого материала, и о них
нередко забывают. Но так или
иначе определенный набор
механических свойств должен быть
придан любому изделию. И вот здесь
выясняется одно весьма
существенное обстоятельство.
Все химические свойства
материала проявляются уже на
уровне отдельных полимерных
молекул. Это значит, что если
макромолекула обладает
электропроводностью, то и полимер
будет полупроводником, если она
не воспламеняется или не разла-
20

/,L
iS-
f^L
б с
1—
л ]
0 I
1
1
г
1 \
1
1 1
1
~~l I 1
. 1 1 J
/ / 1
1 1 1
-J L
-^<wpnnnnr^~—rrrnnnrm—
1'^5<S£25<S£Z5<
Различные варианты орнентнрованной структуры полимеров:
а — бахромчатые фибриллы по Хирлу; в кристаллических участках
фибриллы цепочки упакованы параллельно (обозначены жирными
линиями), у границ кристаллических участков происходит разупорядо-
чивание, и цепочки выходят за пределы фибриллы; 6— складчатые
фибриллы по Хоэеманну и Бонарту; прочность образованных нз та-
кнх фибрилл волокон зависит от числа «проходных», т. е.
переходящих нз одного кристаллического участка в соседний участок цепочек;
в — линейный кристалл, который может быть получен при
ориентированной полимеризации; волокна, состоящие из такнх кристаллов,
будут, при огромной прочности, хрупкими; г — спирально-периодическая
фибрилла; по-видимому, так построены фибриллы белка шерсти
кератина, а также фиброина до превращения его в волокно; д — триспи-
ральняа фибрилла; так построены основные участки молекул
коллагена — белка кожи и сухожилий
гается при определенной высокой
температуре, то и полимер будет
негорючим и теплостойким при
той же температуре. И, наконец,
если макромолекула неспособна
реагировать с кислотами и
щелочами, то и полимер получится
кислото- и щелочеустойчивым.
Но когда отдельные
макромолекулы проявляют каучукопо-
добныа свойства, это еще не
значит, что полимер будет каучуком!
А если молекулы похожи на
клубки, которые можно распутать и
растянуть в нитку, то не следует
делать поспешный вывод, что из
этого полимера получится
искусственное волокно. В лучшем
случае свойства отдельных молекул
указывают на то, что
соответствующий химический продукт может
быть превращен в каучук или
волокно, или пластик, но для этого
необходимо выполнить ряд ф и-
зических операций, на
которых основана технология
получения из этого полимера резины,
волокна или других изделий со
специальными механическими
■свойствами...
31 о. i скулы могут читат!
сами ce6s>
Мы вправе описать
сложившуюся ситуацию опять-таки с
помощью кибернетической
терминологии. Но прежде обратим
внимание на одно обстоятельство, в
сущности, совершенно необычное,
но сегодня уже переставшее нас
удивлять. Как мы видели, даже
такое сложное явление, как жизнь,
или, точнее, «план роста»
индивидуального организма
(генетическая информация), полностью
закодировано в -полимерных
молекулах ДНК, из которых состоят
хромосомы. Но хотя
соответствующий «текст» здесь кодируется и
записывается по тому же
принципу, что и сообщение «а
телеграфной ленте, существует
важное отличие ДНК от телеграфа.
Биологические макромолекулы
как бы сами себя читают. И
действуют в соответствии с
прочитанным.
В этом тоже нет ничего
удивительного. Нужно только
вспомнить, что «конструкция» молекул
биополимеров, которые принято
изображать в виде ожерелья, на
самом деле гораздо сложнее.
Отдельные звенья «ожерелья» — это
не бесструктурные бусины, а, в
сущности, молекулы, и совсем не
обязательно маленькие. Они
могут быть очень разными, обладать
весьма сложной структурой,
наконец, взаимодействовать друг с
другом. Причем эти
взаимодействия— вплоть до химических
реакций внутри одной макромолекулы
или между двумя разными
макромолекулами — будут однозначно
регулироваться характером и
порядком расположения отдельных
звеньев или пар, или троек, или
четверок звеньев вдоль цепи.
В этом регулировании порядка,
последовательности и типов
возможных взаимодейстий и
заключается «самопрочтение»
информации в системах биологических
макромолекул. Проявляется оно в
серии актов ■самоупорядочивания,
21

саморегулирования и
самоорганизации, из которых и складываются
процессы жизнедеятельности.
Разумеется, эта картина
чрезвычайно нами упрощена. Но она
все же отражает суть дела. На
«активном самопрочтении», пред-
ставл яющем собой комбин ацию
химических реакций и
морфологических превращений, основаны
механизмы «самоуправления»
живых систем, которые легко свести
к хорошо известной в
кибернетике обратной связи.
Когда простое труднее
сложного
Теперь вспомним, что на
сравнительно простых
синтетических макромолекулах тоже можно
записывать какую-то
информацию— соответственно более
простую. И здесь мы сталкиваемся с
парадоксом. В чудовищно
сложном генетическом коде
биофизики более или менее разобрались.
А с простым кодом структурной
информации дело обстоит далеко
не блестяще. Это приводит уже к
целому ряду не только научных,
но и технологических
неприятностей.
Коль скоро все химические
свойства синтетических лолимеров
однозначно определены
структурой макромолекул, можно
утверждать, что код химических
свойств тоже однозначен и
проявляется на молекулярном
уровне. Зато код механических свойств
оказывается на первый взгляд
неоднозначным. Повторяем:
полимер можно сделать волокном,
резиной или пластиком, но для
этого приходится прибегать к целому
ряду ухищрений.
Есть спой код
и у механических свойств
Причину этой
неоднозначности объяснил несколько лет тому
назад академик В. А. Каргин.
Дело в том, что химические
свойства реализуются уже на
молекулярном уровне. А механические —
на надмолекулярном
уровне. Что это значит?
Огромные молекулы
полимеров могут быть упакованы в
объеме изделия множеством
совершенно непохожих способов.
Например, их можно «скатать» в
сплошные шарики — глобулы. Или
беспорядочно перепутать в виде
войлока. Или сложить
«гармошкой» и расположить такие
«гармошки» друг над другом—при
этом полимер окажется
составленным из плоских кристалликов,
очень похожих на обычные
кристаллы. Макромолекулы можно
растянуть и упаковать
параллельно. Или намотать их друг на друга
в виде длинных спиралей и потом
упаковать параллельно; при этом
тоже получатся кристаллы, но
уже совсем непохожие на
сложенные из «гармошек». Каждый
раз механические свойства
материала будут новыми. Еще больше
комбинаций можно осуществить
с 'блок- или привитыми
сополимерами (у них молекулы состоят из
различных цепочек). Тут
оказывается возможным свернуть,
например, одну из цепочек в
шарик, а другую распутать.
Опыты такого рода в
наиболее примитивной форме
(имитируют «память» материала.
Представьте себе, что изготовлен блок-
сополимер стирола и изопрена.
Полистирол — типичная
стеклообразная пластмасса, полиизопрен—
каучук. Оба полимера могут
растворяться как в общих (например,
бензол), так и в «собственных»
растворителях. Собственный
растворитель у полиизопрена —
октан, у полистирола — метилэтил-
кетон. В октане «свободный»
полистирол абсолютно нерастворим,
но полиизопрен, к которому он
подшит, «затягивает» его в
раствор. При этом происходит вещь,
возможная только у полимеров:
нерастворимый участок молекулы
выпадает «на себя», образуя
сплошной шарик — как бы
элемент твердой фазы внутри
жидкой .молекулы.
Если из такого раствор9
изготовить пленку, она будет типично
(Каучуковой, как будто в ней
вообще нет полистирольного
компонента: выпавшие «на себя»
участки почти не вносят вклада в
механические свойства пленки. Однако
пленка «помнит», что у нее могут
быть и другие свойства. Если
нагревать ее, то полистирольные
глобулы начнут развертываться и
получится «гибрид» каучука и
стекла.
Из этого же блок-сополимера
можно получить «стекловидную»
пленку, предварительно за г лоб у-
лизировав полиизопреновые
участки: для этого следует
растворить блок-сополимер в метилэтил-
кетоне. Наконец, если пленка
получается из раствора в бензоле,
она сразу обретает гибридные
свойства.
Этот пример в простейшей
форме показывает, как один и тот i
же полимер в зависимости от его
надмолекулярной организации
может быть сделан каучуком,
стеклом или чем-то средним
между тем и другим.
Как же организопат
молекулы полимеро
в волокне
А теперь вернемся к нашей
одномерной модели —
синтетическим волокнам. Если отвлечься от
деталей, у них должно быть два
основных механических свойства:
•прочность и одновременно
гибкость. Очевидно, прочность будет
тем выше, чем больше
молекулярных цепочек проходит через
поперечное сечение волокон.
Иными словами, молекулы,
свернутые в шарики или беспорядочно
перепутанные в виде войлока, для
волокна не годятся. А вот
параллельная упаковка молекул или
спиральных агрегатов из них —
подойдет.
22

В самом деле, при этом
можно получить огромную прочность
на разрыв: до 360 кг/мм2 (это в
два с половиной раза больше, чем
у пушечной стали). Но такое
волокно будет скорее похоже на
проволоку: при многократных
изгибах оно сломается. Дело в том,
что надмолекулярная
организация, при которой все
макромолекулы или их спиральные агрегаты
уложены строго параллельно, в
сущности, мало чем отличается от
очень вытянутого кристалла.
А кристаллы хрупки. Значит,
'нужно где-то нарушить порядок и
создать между параллельными
жесткими (кристаллическими)
участками тоже параллельные, но уже
заведомо некристаллические
сочленения. Они и придадут
волокнам гибкость, разумеется, за счет
прочности. Но хотелось бы, чтобы
эти потери прочности были
минимальны. Вот и выходит, что для
волокна нужна очень тонкая
надмолекулярная организация,
весьма специализированная
«архитектура».
Сегодня физик нарисует на
бумаге несколько, по крайней
мере пять, вариантов такой «волок-
ноподобной» надмолекулярной
организации. И что более
важно — он уже умеет ее наблюдать,
а значит, имеет возможность
выяснить с помощью точных опытов,
который из вариантов лучше.
Правда, тут оказывается, что
неоднозначность «механического»
кода не так уж очевидна. Дело в
том, что при заданной структуре
макромолекулы некоторых из
упомянутых пяти вариантов
принципиально неосуще-
ст'В'ИМ ы. Можно это
утверждение перевернуть: химическое
строение макромолекул
однозначно предопределяет те
варианты волокнопсдобной структуры,
которые могут быть
осуществлены. И, пожалуй, эту часть
структурного кода мы уже сегодня
умеем читать. Но все же остается
неопределенность другого рода.
Известно, что наше намерение
можно (в принципе)
осуществить.
А когда доходит до дела и
определенную структуру нужно
создать, начинается область
технологии. И здесь мы
возвращаемся к кибернетическому аспекту
проблемы: «эк сделать, чтобы на
стадии изготовления волокна из
уже синтезированного полимера
(то есть, содержащего
определенный запас информации) не впасть
в ошибку и не превратить
технологический процесс в
«дезинформацию»?
Но это тема отдельного
разговора. И о ней — в следующий
раз.
Изошутки в номере — худ. Э. Яворского
«ПРИНЦЕССА МЕТАПА»
В отличие от нефти» сотни
миллионов тонн иоторой перевозят
ежегодно в нефтеналивных судах-
танкерах, горючий газ до сих
пор транспортировали только по
трубопроводам.
Но трубопроводы можно
проложить не везде. Кроме того,
перевозка газа на большие расстояния
в крупных судах дешевле
транспортировки по трубопроводам.
Первые кораблн-газовозы
«Принцесса Метана» и «Прогресс
Метана» построены в Англии. Они
перевозят сжиженный метан. Газ,
поступающий по трубопроводу из
месторождений Сахары на
побережье Алжира, сжижают на
заводе, загружают в танкн газовоза, а
после прибытия в Англию снова
газифицируют.
Наиболее сложными
проблемами, которые пришлось решать
строителям газовозов, оказались
холод и пожарная безопасность.
При снижении температуры
стали, из которой изготовлен корпус
судна, до температуры жидкого
метана она становится хрупкой.
В то же время нагрев танков с
жидким метаном может вызвать
взрыв. Следовательно, танки
следовало изготовить из металла, не
теряющего своей прочности при
низких температурах, и надежно
изолировать.
Газовоз имеет двойной иорпус.
Между внутренней обшивкой и
стенками танков уложены плиты
из бальзового дерева, растущего в
Южной Америке. Это дерево
выбрано по двум причинам — оно не
становится слишком хрупким при
низкой температуре, а при
утечках может поглотить сравнительно
большое количество жидкого
метана. Танки изготовлены в
основном из сплава алюминия и
магния, а также из стали,
легированной никелем. Между внутренней
обшивкой и стенками танков
накачан азот, что обеспечивает
хорошую противопожарную защиту.
Размер «Принцессы Метана»
такой же, каи у танкера
водоизмещением 28 000 тонн, но
грузоподъемность в два раза мен ьше, так
как удельный вес жидкого газа
всего 0,42. В течение года газовоз
может доставить из Алжира в
Англию 700 000 тонн сжиженного
газа.
Потери газа на испарение не
превышают 0,3% в день, но и этого
количества достаточно, чтобы
покрыть 30% потребности корабля в
топливе.
23

В четвертом номере нашего журнала
вы прочли статью А. П. Пурмаля
«Химическая бионика: надежды и
возможности», которая познакомила вас с
чрезвычайно интересным направлением
в новой науке — бионике. Автор статьи
рассказал о некоторых проблемах,
которые пытаются решить химики,
используя технический опыт, накопленный
живой природой.
Только что вы познакомились еще с
одной статьей о химической бионике, в
которой обсуждается необычный
«кибернетический» подход к одной из
важнейших проблем современной химии —
созданию синтетических материалов с
заранее заданными свойствами. А так как
автор статьи ссылается на опыт, который
можно позаимствовать в этой области у
некоторых представителей живого мира,
в частности у паука, то I мы решили
дополнить его рассказ переводом из
журнала «Discovery» статьи Ф.
Лукаса «Пауки и паутина», может быть,
уже и знакомой некоторым нашим
читателям по другим публикациям.

Жил в начале XVIII века человек, который
связал себе пару чулок и перчатки из паутинных
нитей. Ои даже попытался разводить пауков
вместо шелковичных червей и предложил ткачам
заменить шелк паутиной. Но разведение пауков
оказалось довольно трудным делом и сегодня нам
известно лишь одно практическое употребление
паутины — в качестве перекрестий в тонких
оптических приборах.
Однако изучение паутины может принести
большую пользу: ее нити обладают многими из
тех качеств, которые стремится придать человек
искусственным волокнам. А в одном паук далеко
клеивается к твердой опоре. Двигаясь прочь, паук
как бы «вытягивает» из себя нить паутины: на
воздухе вязкий раствор мгновенно превращается
в тонкое шелковистое волокно.
Вещества, которые могут быть превращены
в волокна — как правило, высокомолекулярные
соединения. Они состоят из длинных малоразветв-
ленных молекул. В паутинном растворе молекулы
скручены. Но «протискиваясь» через тонкие
отверстия прядильного органа, они распрямляются и
располагаются по длине волокна. В этом
положении их удерживают связи, возникающие между
соседними молекулярными цепями.
Ф. ЛУКАС
обогнал химическую и текстильную
промышленность — все виды паутнны он производит из
белковых молекул, между тем как человеку создать
высокопрочные искусственные волокна из белка
до сих пор не удается.
Как паук
вырабатывет паутину
Пауки вырабатывают свой «шелк» в
специальных железах — это особые трубки, которые
заканчиваются отверстием в прядильном органе
паука. Через отверстия и выделяется паутина.
Почти у всех видов пауков прядильные органы в
виде небольших бородавок расположены на
задней части брюшка.
Паутина синтезируется из аминокислот в
крови насекомого. Происходит это в клетках,
образующих стенки паутинных желез. Паутнна
выделяется в виде отдельных капелек, и постепенно
вся полость железы заполняется вязкой
жидкостью, представляющей собой концентрированный
раствор паутины. Этот раствор хранится в железе
до тех пор, пока у паука не возникает
потребность в паутине. В этом случае насекомое
выдавливает каплю паутинного раствора, которая при-
Сколько существует
видов паутины?
Передвигаясь с места на место, паук плетет
прочную двойную нить. Эта нить называется
подвесной, ее назначение — удерживать насекомое от
падения. В отдельных местах подвесная нить
закрепляется на какой-нибудь твердой основе
специальными прикрепительными дисками — так
поступают альпинисты, укрепляя на скалах свои
канаты.
Иногда подвесная нить укрепляется еще двумя
тонкими волокнами, которые используются также
для изготовления внешней рамы и радиальных
нитей сети.
Наиболее важный элемент ловчей сети — это
паутина, натянутая спиралью на радиальные нити.
Спиральные нити чрезвычайно эластичны и липки,
они идеально приспособлены для ловли
попадающих на сеть насекомых. Каждая такая нить
состоит из двух очень тонких эластичных волокон,
склеенных капельками вязкого вещества.
Стоит мухе лишь слегка прикоснуться к
липкой нити, и она уже не сможет выбраться из сети.
Эластичная нить с прилипшей жертвой может
25

сильно растягиваться, не разрываясь. Муха
попадает иа соседние липкие нити и окончательно в них
запутывается. Завершая охоту, паук обволакивает
жертву еще одним видом паутины и переносит
ее в укрытие. Здесь охотник или съедает добычу
сразу, или оставляет ее на хранение для будущих
трапез.
Наконец, есть еще одна разновидность
паутины — из нее паук делает кокон, который
защищает паучьи яйца от непогоды и посягательств
хищников.
Химия паутинных нитей
Мы уже говорили, что паутина принадлежит
к классу белковых веществ, которые, как
известно, играют основную роль в строении и
деятельности всего живущего на Земле. Из белков состоит
миозии в мускулах, коллаген в соединительных тка-
ниях, гемоглобин в крови, ферменты, которые
контролируют все химические реакции в живом
организме.
Белки — это очень большие молекулы,
построенные из 20 видов аминокислот, формула
которых: H2NCH(R)COOH. Аминокислоты отличаются
одна от другой характером боковой цепи R.
Взаимодействуя друг с другом, они образуют очень
длинные цепи:
...NH.CH-CO.NH-CH.CO NH-CH ...
Ri R» Re
Белковая молекула паутины состоит из
одной или нескольких таких цепей, связанных между
собой поперечными связями. Это связи могут быть
образованы аминокислотой, цистииом, в молекуле
которой находятся две NH2- и две СООН-
группы, благодаря чему молекула цистииа способна
соединять две цепи. Поперечные связи возникают
и между частями одной цепи — тогда в структуре
молекулы белка образуются петли.
Из 20 аминокислот, объединенных в очень
длинные цепи и, в свою очередь, связанных
разнообразными поперечными связями, природа
построила множество самых различных белков. И
задача химика, изучающего эти сложнейшие
соединения,— установить состав, количество и
расположение аминокислот в белковой молекуле.
Успехи хроматографии сделали в последнее
время относительно простым определение состава
и количества аминокислот, но установление
структурных особенностей молекулы белка по-прежиему
остается чрезвычайно сложным делом. Чтобы
определить, какие аминокислоты входят в состав
белка, его разлагают кипячением в соляной кислоте.
Затем полученную смесь аминокислот разделяют
на отдельные компоненты. Ученые создали сейчас
такую совершенную хроматографическую
аппаратуру, которая позволит провести полный анализ
состава белка всего на нескольких миллиграммах
исходного вещества.
Анализ показал, что паутина подвесной нити -
и кокоиа сильно отличается одна от другой
составом. Основные аминокислоты первой — серии и
аланин, второй — глицин и аланин. Другие
аминокислоты тоже входят в состав изучаемого белка,
но в значительно меньшем количестве. Для
аминокислот паутииы характерны очень короткие
боковые цепи.
Сравнения натурального шелка и паутииы
показали, что и в составе, и в строении у иих есть
много общего. Но, если в настоящее время уже
известно расположение аминокислот в
значительной части молекулы шелка, то строение молекулы
паутины пока еще почти не выяснено. Однако
даже знание последовательности расположения
аминокислот в белке не объясняет всех свойств
волокна. Эти свойства существенно зависят от того,
каким образом белковые цепи расположены одна
относительно другой в каждом отдельном волокне.
Выяснить строение волокон помогает
рентгенография. Пятна на рентгенограмме паутинных
нитей говорят о том, что в волокнах паутины есть
кристаллические участки, в которых атомы
расположены упорядоченно. Подобные же области
обнаружены почти во всех нитях, вырабатываемых
насекомыми, причем в их структуре можно
заметить много общих черт.
Очень грубо эту структуру можно представить
следующим образом. Начертим на листе бумаги
ряд параллельных равноудаленных линий. Согнем
бумагу под прямым углом к начерченным линиям.
Линии будут символизировать пептидные цепи, а
места пересечения их со сгибом — положение
углеводородных атомов, от которых отходят
боковые цепи R. Они идут под прямыми углами к
плоскости листа. Плотность упаковки таких листов
будет зависеть от размеров R-rpynn.
Паутина и ткани
Под микроскопом волокна паутины выглядят
как длинные правильные цилиндры с почти
правильным круглым поперечным сечением.
По сравнению с большинством известных
волокон даже самые грубые нити паутины очень
тонки. Паутинная нить кокона в 50—70 раз легче
человеческого волоса той же длины. Подвесная нить,
которой можно было бы охватить земной шар по
экватору, весила бы всего 340 граммов.
Самые важные характеристики текстильных
волокон: их прочность и способность удлиняться.
Сравнивая с этой точки зрения иити различной
26

толщины, обычно оценивают прочность волокна
на разрыв.
Средняя разрывная прочность нитей кокона
составляет 2,2 г/деиье, подвесной нити —
7,8 г/денье; удлинение к моменту разрыва у них
соответственно равно 46% и 31%- Сравнительная
прочность и удлинение нитей паутины и других
волокон показаны в таблице.
Свойства шелков, паутины и других
волокон
Волокно
Прочность
на разрыв,
г; денье

Растяжимость при
разрыве.
%
Подвесная нить 7,8
Нить кокона 2,2
Шерсть 1,6
Шелк 3,7
Вискоза 2,0
Высокопрочная вискоза . . 4,7
Ацетатная целлюлоза ... 1,3
Фибролин 0,8
Нейлон 5,2
Высокопрочный нейлон . . 8,7
Терилен 5,1
Орлон 3,2
Сталь 3,5
Стекло 7,5
31
46
43
16
19
12
35
75
22
16
22
31
8
3
Мы видим, что паутинные нити намного
прочнее стали и почти так же прочны, как усиленный
нейлон. Но если прочность нейлона достигается
уменьшением растяжимости волокна, то для нитей
паутины характерны одновременно и высокая
прочность и прекрасная способность удлиняться.
Подвесная нить, как говорилось выше,
состоит из двух волокон, каждое из которых может
удержать груз в 0,5 грамма. Крупная самка
паука весит 0,65 грамма, так что прочность нити
вполне достаточна для того, чтобы удержать
насекомое от падения. Однако энергия падения
могла бы все-таки привести к разрыву иити, не
обладай она такой высокой растяжимостью.
Нить кокона не так
прочна, как подвесная иить,
но у нее ведь совсем иное
назначение. Кокон
защищает яйца паука от всяких
невзгод. Он наматывается в
шесть слоев из толстой
паутинной нити. Эти нити
напоминают объемную
пряжу, которая в последнее
время широко вырабатывается промышленностью
искусственных волокон для получения эластичного
трикотажа. Между нитями кокона остается
прослойка воздуха — это хорошая защита от холода,
а значительная толща кокона служит надежной
броней для яиц.
Спиральные иити ловчей сети чрезвычайно
эластичны. С ними можно проделать такой опыт:
ухватить концы одной нити пинцетами, растянуть
ее в несколько раз, а потом дать ей сократиться.
Такую операцию можно повторить неоднократно,
и нить не разорвется. В этом случае паутина
ведет себя как резина.
Можно ли найти белковым волокнам
практическое применение?
Итак, поверхностное знакомство с паутинной
нитью показывает, что паук вырабатывает свой
«шелк» точно по назначению: определенной цели
точно соответствует и паутина с теми или иными
свойствами, обусловленными ее составом и
структурой.
Человек тоже стремится придать такие
свойства созданным им искусственным волокнам,
которые бы соответствовали назначению этих волокон.
Например, ткань для белья должна быть мягкой
наощупь, сохранять тепло и хорошо поглощать
влагу, а для волокна, используемого в корде
автомобильных шин, обязательна высокая прочность.
Конечно, это чрезвычайно заманчиво —
научиться создавать искусственные белковые волок-
на с нужными нам свойствами. Пока мы еще ие
научились строить длинные цепи из различных
аминокислот с определенной последовательностью, ио
уже сейчас умеем вызывать полимеризацию какой-
нибудь одной аминокислоты и получать длинную
цепь, например, полиаланииа. Значит, уже сейчас
можно получить волокна со свойствами,
близкими к свойствам паутииы. Кроме того, можно уже
создавать на практике высокомолекулярные
соединения с повторяющейся дипептидной
группировкой, такие, как
...глицин — аланин — глицин —
алаиин —...
Изучая свойства и
строение паутины, ученые
ищут путь к созданию
искусственных белковых
волокон с заранее заданными
свойствами.
Перевод с английского
И. ЧАПЛИНОЙ
27

ГРЫЗУНЫ И...
сердечно-сосудистые заболевания
История открытия нафарина
В 1955 году группа сотрудни-
ников Московского
химико-технологического института имени
Д. И. Менделеева, возглавляемая
доцентом Т. В. Смирновой, начала
исследования взаимосвязи между
строением и физиологической ак-
1ивностью некоторых классов
органических соединений. Химиков
интересовали производные 4-окси-
кумарина. Известно, что многие
из них — антикоагулянты крови.
Исследователи решили
проверить, нельзя ли на основе
подобных соединений получить
препараты, которые, сохранив способность
к антикоагулированию, были бы не
токсичными. Диалог ученого с
природой всегда нелегок. Этот
случай не составлял исключения...
Десятки, сотни экспериментов. Было
получено более тридцати
соединений — и все после испытаний
забракованы, пока в колбах не
появился продукт, который мог бы
иметь не только теоретическое, но
и практическое значение. Этим
продуктом оказалась натриевая соль
варфарина или, проще, варфарин-
натрий:
ONa
I
/^г сн—сн2—со—сн3
I I
СО \
Он стал злейшим врагом
грызунов. Действовал варфарин-натрий
иначе, чем другие известные яды.
Попадая в организм животного, он
изменял состав крови, резко
уменьшая ее способность
свертываться, и делал кровеносные
сосуды грызунов крайне хрупкими.
Поэтому наевшееся зараженной
приманки животное погибало либо от
сильных внутренних
кровоизлияний, либо от малейшей царапины.
В последнем случае — в
результате кровотечений, которые ничем
нельзя остановить.
Но после испытаний
выяснилось, что варфарин-натрий
действует не сразу, а лишь после
нескольких приемов. Он эффективен
в закрытых помещениях, где
животное неоднократно поедает
начиненную варфарином приманку.
А в условиях открытой местности
его применение теряет смысл.
Ученые не сдали новое
соединение «в архив». Ими завладела
мысль превратить новый яд —
антикоагулянт в лекарство. Ведь
многие яды в малых дозах
используются в терапии...
Если попытаться выразить в
диаграмме вред, который
причиняют человечеству различные
болезни, то самая высокая точка
кривой придется иа
сердечно-сосудистые заболевания. Бороться с
заболеваниями сердечно-сосудистой
системы врачам помогают среди
других лекарств и
препараты-антикоагулянты. Эти вещества
препятствуют свертыванию крови и обра-
28

зованию тромбов, ускоряют
кровообращение. С применением
антикоагулянтов смертность при лечении
инфаркта миокарда уменьшилась
вдвое.
Но у многих препаратов —
антикоагулянтов есть и серьезные
недостатки. Например, у гепарина
слишком краток срок действия. К
тому же он очень дорог — его
приготовляют из веществ,
содержащихся в мозгу некоторых
животных. Дикумарин и неодикумарин,
наоборот, действуют на организм
слишком длительное время, а это
отрицательно сказывается на
кровеносных сосудах больного...
Попытки применить варфарин
в лечебной практике сначала не
привели к успеху, но,
совершенствуя этот препарат, исследователи
получили другое соединение, в
молекуле которого было на одну ме-
тиленовую группу больше:
ONa
I
/ /\. — сн— сн2-со—сн2—сн(
Это соединение получило
название нафарина.
Начались лабораторные
исследования. Химики отработали
процессы получения и очистки этого
соединения; затем вместе с
научными работниками кафедры
фармакологии Второго медицинского
института они начали проверять
действие препарата на животных.
Фармакологический совет, без
разрешения которого ни одно
вещество не может быть применено
как лекарство, дал согласие на
проведение следующей стадии
экспериментов...
И вот испытания в клинике, на
больных. Последний, самый
ответственный этап проводился
одновременно в четырнадцати местах.
В клинике Владивостокского
медицинского института нафарин
был дан 107 больным. Двадцать
из них страдали приступами
стенокардии, у восьмидесяти семи был
инфаркт. После введения няфари-
на коагулирующая сп ^о^ность
крови больных уже через \&—
36 часов значительно уменьшилась.
У многих протромбиновый
показатель снизился вдвое. Врачи
отметили, что на сосуды нафарин
действует мягче, чем дикумарин, не
вызывает никаких осложнений. На
многих больных нафарин оказывал
и обезболивающее действие.
В процессе создания
нафарина химикам удалось выяснить
некоторые вопросы связи между
строением веществ и их
физиологической активностью.
Исследователи, например^ убеждены, что в
отличие от большинства
физиологически активных соединений
нафарин действует на кровь всей
молекулой целиком. Выяснилось
также, что дальнейшее наращивание
углеродной цепочки в молекуле
нафарина снижает токсичность
соединения, не уменьшая ее антико-
агулирующего влияния на кровь.
Клинические испытания
нафарина закончены. Отработаны
технологические процессы его
получения. Синтез его сравнительно
прост, все исходные продукты
вырабатываются нашими
химическими заводами.
В ближайшем будущем
нафарин окончательно покинет колбы
исследователей и войдет в цеха
фармацевтических заводов.
Е. ГРУЗИНОЗ
ХИМИЯ ТАБАЧНОГО ДЫМА
Самым вредным соединением в
табачном дыме всегда считался никотин.
Только в последнее десятилетие стали
уделять внимание другим веществам,
возникающим при термическом разложении
табака. Открытие в табачном дыме 3,4-
бензпирена привело к совершенно новой
оценке курения с точки зрения его
вредности.
Сам табак содержит незначительное
количество ядовитого бечзпирена, но это
ядовитое соединение образуется в
процессе курения. Кроме бензпирена,
табачный дым содержит еще пятнадцать
полициклических углеводородов, из которых
восемь обладают точно доказанными
канцерогенными свойствами. И еще одно
интересное наблюдение сделали ученые.
Раньше считали, что ядовитые вещества в
основном содержатся в той струе дыма,
которую вдыхает курильщик во время
глубокой затяжки. Но недавно было
показано, что дым, который струится от
огонька папиросы, тлеющей между затяжками,
содержит еще больше бензпирена и
других ядов. Это происходит потому, что при
затяжке дым более интенсивно
смешивается с кислородом, и табак сгорает
полнее, а в перерывах между затяжками
горение переходит в тление, и из-за
недостатка кислорода образуется большее
количество полициклических
углеводородов. Той же причиной объясняется
разница в содержании канцерогенных веществ
при курении сигар, сигарет и трубок.
Больше всего бензпирена содержит дым
от трубки.
Вредны для здоровья не только
органические, но и многие неорганические
соединения, содержащиеся в дыме. В
последнее время в табаке обнаружен
никель, который при сгорании переходит в
карбонил никеля. Разлагаясь, он
осаждается в дыхательных путях, причиняя вред
здоровью. Еще более опасен
содержащийся в табаке радиоактивный полоний,
который многие ученые считают
возбудителем рака бронхов.
29

~я
АКАДЕМИК
НИКОЛАЙ KOHCTAI
30

выдвинуло ли наше поколение
мысль, по значимости своей
не уступающую дарвиновской?
(Н. Я. КОЛЬЦОВ)
Имя Николая Константиновича Кольцова
тесно связано с революцией в биологии,
начавшейся в двадцатом веке. Именно ему
принадлежит идея о том, что наследственная
информации «записана» в макромолекулах,
входящих в состав клеточных ядер.
«Мы лги нем в период бурного развития всех наук о
природе: и физических, и химических, и биологических, — писал
академик Кольцов. — Каждый год приносит человечеству
победы на том или ином из научных фронтов, и в целом ряде
случаев мы унте не удовлетворяемся тем, что познаем
природу, а стремимся ее перестраивать по собственному плану».
«Успехи медицинских наук и сельского хозяйства самым
тесным образом связаны с дальнейшим развитием наших
представлений но организации клетки. И я нисколько не
сомневаюсь, что в течение ближайших десятилетий развитие
этой проблемы сыграет огромную роль в жизни человечества».
(«Организация клетки», 1936)
...Мы учились на биологическом
факультете Московского университета в
пятидесятые годы. Здесь, начиная с 1900 года, около
И тет преподавал Николай Константинович.
Позднее он заведовал в МГУ (кафедрой. Здесь
же преподавали биологию пять его учеников.
Но до сегодняшнего дня об академике
Н. К. Кольцове существует только одна
публикация — статья члена^корреспондента
Академии наук СССР Б. Л. Аетаурова,
напечатанная в журнале «Природа» в мае
1941 года.
Мы Кольцова «не проходили». Студенты
смогли впервые узнать о замечательном
советском ученом только в 1956 году на
заседаниях секции генетики Московского общества
испытателей природы. Но мне повезло.
Обстоятельства сложились так, что с детских
лет я постоянно бывал в основанном
Кольцовым Институте экспериментальной биологии;
прочел многие его статьи, разговаривал с его
сотрудниками, видел основанные им
биологические станции. Попытаюсь рассказать
как мы, недавние студенты-биологи
«открывали» для себя большого ученого и
замечательного человека Николая
Константиновича Кольцова.
Молодое поколение биологов
воспринимает молекулярную биологию «как науку,
родившуюся за границей и пришедшую к нам
в последние годы. Это не удивительно, ведь
мы щедро издаем зарубежную научную
литературу. И хорошо, что издаем. Но при этом
нельзя забывать, что Россия в течоние долгих
ИНОВИЧ КОЛЬЦОВ
31

лет занимала передовые позиции в мировой
биологии. Две первые Нобелевские премии,
присужденные русским ученым, получили
именно биологи — И. И. Мечников и И. П.
Павлов. Ученые с (мировыми именами —
академики Николай Константинович Кольцов
и Николай Иванович Вавилов. Расцвет их
научной деятельности приходится па
советское время. Ученики Вавилова и Кольцова
успешно работают в биологии и сейчас.
Николай Константинович Кольцов был
биологом самого широкого профиля. Известны
его работы по сравнительной анатомии,
цитологии, физиологии, биофизике, генетике, по
теории эволюции. Снова приведу его слова:
«...Основной моей задачей являлось
стремление связать между собой научные
достижения различных областей биологии с
достижениями в других областях
естествознания — с химией, физикой,
кристаллографией... Я в течение всей своей научной
деятельности был глубоко убежден, что именно
работа в промежуточных областях может
обогатить нас наиболее плодотворными
общими идеями...».
Н. К. Кольцов учился на
физико-математическом факультете Московского
университета. Это было в последнее десятилетие
XIX века. Своими учителями он считал
русских биологов М. А. Меизбира, В. Н. Львова,
А. Н. Северцова, П. П. Сушкина, физика
А. Г. Столетова.
Кольцов шел в науку, чтобы победить
природу, разбить затемняющие мысль
предрассудки, создать (всеохватывающее
материалистическое миросозерцание; так писал он о
замечательном физиологе И. П. Павлове,
таким был и сам. В 1894 году по окончании
курса двадцатидвух летнего юношу оставили
при университете «для подготовки к
профессорскому зеванию».
Интересно проследить путь Николая
Константиновича в науке от описательной —
к новой, экспериментальной биологии.
Первые работы Н. К. Кольцова
-выполнены в области сравнительной «анатомии под
влиянием дарвиновских идей. Они бьют
оригинальны и не удовлетворяли только самого
автора. Дарвшшзм победил, пора было
двигаться дальше. Революция в биологии
начиналась с изучения элементарных ячеек
организма — клеток. Как клетки устроены? Как
они делятся? Как специализируются?
Ответпть на эти вопросы могла только
экспериментальная биология. Мало
наблюдать клетку под микроскопом. Надо было ее
поместить в необычные условия, окрасить,
рассечь, извлекая различные фракции. А за- г
•тем — обобщить полученные сведения, чтобы
получить цельную картину.
В наши дни строение живой -клетки
изучают и в школе, но тогда мало кто
понимал значение этих работ. Даже Лев Толстой
в статье «О назначении науки и искусства»
писал, что нужна пища для народа, а
ботаникам, «изучающим клеточку», некогда этим
запяться...
Молодой Кольцов убежден, что успехи в
изучении клетки продвинут вперед и
практические задачи — получение новых ценных
пород домашних жвдютных и культурных
рас тени п. Николай Константинович
публикует одну за другой три части своих
«Исследований о форме клетки».
«Я очень увлекался тем, что уже не
просто описываю или сравниваю, как делал
в прежних работах, но объясняю, подвожу
организацию клетки под общие
физико-химические закономерности», - нпсал он в то
время.
Такой подход требовал хорошего знания
физической химии, а она только-только
начиналась. Еще были редкостью описания
первых экспериментов, не вышли из печати
монографии по физической химии. Многое
приходилось открывать самому, а затем уже
находить объяснение в новых публикациях.
Тридцать лет спустя Макс Гартман в
«знаменитой монографии «Общая биология»
применит «кольцовокпй принцип» —
биофизический подход при объяснении архитектуры
разных типов 'клеток.
В начале XX века Николай
Константинович Кольцов начинает читать в
университете курс цитологии и дотоле неизвестный
курс общей биологии. Природа не делится,
по его мнению, на химию, математику и
биологию. А биология не распадается на
физиологию, цитологию, зоологию... Все ото
придумали люди для удобства. Так, по-новому,
преподавал Кольцов, подчеркивая общность
различных ветвей науки о жизни. Этот курс
Николай Константинович читал в
университете в течение 25 лет, его прослушали
тысячи студентов.
Среднего роста, с великолепной крупной
седой головой, он сразу притягивал к себе
випмание аудитории. Его чтения сопровож-
32

Н К ffoiMICWb
ПАМЯТИ ПйВШНа^
Ж *я - чан мАков» »»^
ДОГОЗДСТНиЯ СТУДЕНТЬ Труи Mm у »»-
xtramc* Многом 23 огмбрк.
НЕ!ШЪСТ*ШП СТУДКНТЪ Уб»л» 22 «лфя я*
Дмитров»* №. В. Л* *Ш
НЕНЗЮСТНЫЛ «ТУДЕНТЪ. УИцт* П «км«|ш и*
О >1 ГЕНКПНЛ, гтуммтш. З^го оде* Мвдшшнгде»
Инепггрт». >в«та к* *т. Нияв»»" бли*ь
Мостам 16-гг» .-ноября.
К U, ИШАОДВГЬ, гтрппъ Г>Нм1^яйг*зп> Т«х-
H А, ДУДЛРБ1Г1». ст>хмт. университете, едмтцл..
Vfttn* 13-rt> №K*«4»t »* К*ретн<ию, |шду
Ь В. БОПШШВСМЙ. етдат-мц»™. гампрь,
Убять 13-to ле«*бр* f mMkcimw жчштыря.
М ,1У ШД>. тдеигь Мдек&южяг!» Уиммфщтети 1-гн к.
Увить в* **вдж* М даября.
UIvXAHOBCftlft. trj^mrb уюпарелпет* У'Яи» i, *ги жа-
ИЛЬЯ ХЦГЧЛШ. пэдоип. ««тсхвт «тд ЗДгофгдо*
Утмюрстета. У&кч. к» &<ши»« Ьроят*.
Д. MOFfCEEUb» «ту*»»!. «фидо #»*. Лоокадц-щщ.
Ушмрсиета. Убыть у Гврботаго и«г« 1?
Л. Г КАСА1ШДЗЕ, rr\iven Могодвлкято Уюшергн-
•«•га, Уфгтъ j Гербяпга «opt*
1 А- М. ГИяГШ'ЫЯПк гт^лмп
IliiairtH'pfUKi
1 У Гит. на Нриклрчккия фдЛртЛ )*>
1 MOWKKiri.. етунчт.. )'в*г»
1 WSlrfj»
1 А. СДНОЖКШа, «***».
1 iVmnunli.
Hft фялрмй.
) winm» 1
#>Vt&pM. 1
(ij№H i'J 1
y«jttb 1.4 дояЛря *ь |
1 ДВА ЦЕПЯМ* iHUX'h «ТУЛК1ГГА >Y«t«
1 (II Д, At *»?"».
1 ЧКТШ*К ШЭЮШ4ТИЫХ1» 1*ГУ,»:Ш А
1 I'««j)i*»T*i<. *tjite {!'. J.
I НШ.ШИ THMft ГГУДЕИТЪ.
1 H*>p*M.4ia 0*. В .V S2*
1 ITF3 К If ГМГГП ЬГ*1 П'У.ШГП* 1
1 ^чщ) «.тега УДмп» »5.t'<w
1 i|». Д. -V Jjfii.
1 ||К!1.1|Ш.Тк1МЛ (ЯРУ.ШГГЬ.
I r.'jw^TJim w-ra in- щи»»-
I ,\t) _I*«V
,V 3«>
t*al\\lM, 1
)f*«TU \ 1
УрвТЬ l ll}»»H>'»lrtli. |
-i<< «ipra к|I(Д)слч(.п1-«. 1
II()'"Ti»4tiar«
.farLWH». ц
«^(«■viiia I
*«'IIT). ' I
«!IK ii lillplj.l toila fi t I
дались четкими русунками, которые Николай
Константинович делал цветными мелками.
Он был блестящий лектор с необычайной
глубиной мысли, высокой общей культурой.
На его лекциях можно было встретить
студентов со всех факультетов.
Наступил 1905 год. В декабре было
разгромлено вооруженное восстание на Красной
Пресне, в (котором принимали участие
многие студенты университета. На улицах
лилась кровь. Далекие от науки проблемы
волновали теперь ученого. Из солидарности с
бастующими студентами Кольцов отказался
от защиты докторской диссертации,
назначенной на середину января. В его кабинете
в день похорон Н. Э. Баумана нелегально
заседал студенческий комитет. Николай
Константинович написал обличительную книгу
«Памяти павших», посвященную
студентам — жертвам белого террора. Нам трудно
восстановить теперь полностью цепь событий
и все, что сделал для революции
приват-доцент его императорского величества
Московского университета. Н. К. Кольцов. Но меня
поразила в его книге фраза, что лучшие
союзники русской высшей школы — рабочие.
Приведу небольшой отрывок из книги
«Памяти павших»:
«В этот день Москва видела
поразительное зрелище: похороны Баумана, убитого
18 октября. Десятки тысяч народа в
стройном порядке с пением похоронного марша и
с красными флагами прошли через весь
город. Из эпизодов этого дня я запомнил один.
Утром с Прохоровской фабрики двинулась
навстречу шествию, чтобы принять участие,
большая толпа рабочих. Когда они дошли
по Никитской до Моховой, они остановились
перед университетом, чтобы приветствовать
это здание, давшее им приют для собраний
и митингов во время забастовки, чтобы
приветствовать московское студенчество. Не
страшно за будущее русской высшей школы,
если у нее народились уже такие
союзники». '
Книга была конфискована в первый же
день продажи, но половина тиража успела
разойтись. К счастью, экземпляр книги
сохранился в Центральной библиотеке имени
Ленина.
Отношения с официальной профессурой
были испорчены. Знаменитые практикумы
Н. К. Кольцова, изучать которые потом
приезжали из-за границы, были закрыты.
В 1911 году он официально покидает
университет и возвращается туда только после
революции, в 1917 году. Он продолжает
эксперименты на биостапцпях в Севастополе и
1 Н. К. Кольцов. «Памяти павших». Москва,
1906 г.
ия и Жизнь, № 5
33

Неаполе. Свою исследовательскую и
преподавательскую деятельность Н. К. Кольцов
переносит в Народный университет Шаняв-
ского и на Высшие женские курсы, где в эти
годы преподавали революционно
настроенные русские профессора.
Здесь Николай Константинович
начинает работы в области физико-химической
биологии. Он организует новую лабораторию.
Характерные работы Кольцова того
времени — «Физиологический ряд катионов» и
«Влияние водородных ионов на фагоцитоз».
Его смелые идеи встретили поддержку со
стороны известного физика и биофизика
П. П. Лазарева.
Кольцов и его сотрудники увлекались
проблемами гормональной регуляции. Они
впервые в мире стали прим снять в
биологических исследованиях электрометрическое
определение водородных ионов. Волга
начинается с ручейка... Здесь рождалась русская
биофизика.
Николай Константинович никогда пе
напоминал лабораторного затворника. Его по-
стояпио видели в окружении учеников.
Работа велась коллективно, но Кольцов не
ставил свою фамилию в списке авторов, хотя
его влияние было несомненным.
Кольцов умел отыскивать молодые
дарования, помогал молодым исследователям
проявить себя, но никогда не подавлял их своим
опытом и эрудицией. Всегда широко, щедро
делился Кольцов научными идеями. И не
только идеями! Свои личные средства он
тратил на поддержку стипендиатов. Но, правда,
запрещал рассказывать об этом...
Учеников Кольцова отличает высокий
профессионализм и большая
самостоятельность. Многие из них — авторы
интереснейших работ.
Вот несколько его учеников того
периода. Они начинали в университете Шапявско-
го, а после революции возглавляли кафедры
Московского университета. М. М. Завадов-
ский исследовал динамику развития
организмов. А. С. Серсбровский двадцать лет читал
курс генетики. Всемирную известность
академикам Завадовскому и Серебровскому
принесли работы в области животноводства.
Г. И. Роскин — «отец» противоракового
антибиотика крупина. Роскин воспитал
многие поколения {гистологов, он был одним из
основателей гистологии в СССР.
В 1910 году С. Н. Скадовский под
влиянием Кольцова организовал на собственные
34
сродства Звенигородскую биологическую
станцию. В 1926 году, будучи уже известным
гидробиологом, Скадовский возглавил
кафедру физико-химической биологии, ставшую
предшественницей кафедр биофизики в наг ^
ших университетах. После победы
революции Николай Константинович смог
осуществить свою заветную мечту — организовать
первый в стране научно-исследовательский
Ипститут экспериментальной биологии, а в
университете — кафедру экспериментальной #
биологии. Он редактирует несколько журпа-
лов, создает экспериментальные станции,
сотрудничает с Отделом животноводства Нар-
комзема и Комиссией АН СССР по изучению
производительных сил, публикует книгу
«Болотная лихорадка и комары», работы по
физиологии человека, по эндокринологии, по
определепию групп крови, по проблеме
пересадки органов.
Любопытно, что свои статьи Николай
Константинович мог сразу писать пабело,
настолько были ясны его мысли. Знаток
русской литературы, горячий поклонник
Пушкина, он писал чистым и легким стилем. Он
по-прежнему преподает в университете,
пропагандирует биологию среди врачей и
животноводов, редактирует Большую меди-
ципскую энциклопедию, сотрудничает и
Госиздате и Биомедгизе. Крупный ученый
входит во все детали, зачастую деля с
сотрудниками черновую работу.
В это время как самостоятельная наука
выделяется экспериментальная генетика.
И генетика завладевает вниманием ученого.
Ей он отдает большую часть своих сил.
Я думаю, это происходит оттого, что в
генетике перекрещивались цитология, биофизика,
биохимия, физиология, дарвинизм. Это и
сегодня важнейший раздел биологии, где
обязателен количественный подход.
Николай Копстантипович стал однпми;;
творцов генетики.
Мы замечаем в его научных интересах
некую цепь: цитология — физико-химическая
биология — генетика. Эта цепь представляет
собой не случайное сочетание звепьев, а
попытку последовательно разобраться в
материальных структурах живого.
Николай Константинович занимался не
только теоретической генетикой. Он
пропагандировал ее среди биологов, врачей,
агрономов, животноводов. Он сделался горячим
сторонником генетики академика И. П.
Павлова.

Основанные Н. К. Кольцовым
биостанции работают и сейчас
Вот как это произошло. Один из
учеников Ивана Петровича Павлова задался
целью выяснить наследование условных
рефлексов у мышей. Мыши находили пищу
по звонку. За время экспериментов у мышей
сменилось несколько поколений. Первое
поколение требовало для закрепления
рефлекса 300, пятое — всего 5—8 опытов. Иван
Петрович дал убедить себя, что здесь налицо
наследование приобретенных признаков --
условных рефлексов. Кольцов доказывал,
что этого не может быть, что в методике
опытов допущена ошибка. Павлов поставил
контрольные эксперименты и... согласился с
Кольцовым.
Когда спорят два настоящих ученых,
выигрывает истина. Павлов и Кольцов
всегда снимали шляпы перед «господином
фактом». В декабре 1935 года в течение двух
дней Кольцов с женой в последний раз
гостили у Павлова. Иван Петрович рассказал,
как он убедил наркома здравоохранения
ввести преподавание генетики в
медицинских вузах.
В 1925 году институт Кольцова
переселился в трехэтажный особняк на улице
Обуха, в дом № 6. Здесь особенно
плодотворно развернулась исследовательская работа.
Институт выпустил около 1000 публикаций.
При всем кажущемся разнообразии темы
работ спаяны внутренним единством. И,
конечно, за всем этим — неповторимая
личность Кольцова.
Институт называли и называют коль-
цовским. Он приобрел всемирную
известность. Его научное зпачение можно
сравнить только с городком Павлова в Колтушах
и Всесоюзным институтом растениеводства
в Ленинграде, который возглавлялся
Н. И. Вавиловым.
Сотрудники любили свой институт и
своего директора. Молодые энтузиасты не
замечали, как засиживались за работой
далеко за полночь. Директор говорил:
«Давайте условимся, работать после одиннадцати
только по моему разрешению».
...Но вот трудный рабочий день позади.
Если вечером, спускаясь по улице к буль-
вару, оглянуться на институт, то всегда
можно было увидеть свет в высоком окне.
Там, за рамой без переплетов, сидел
склонившись над столом, Николай
Константинович...
Утром Кольцов работал в кабинете, а в
двенадцать ароматная волна от его
папиросы (Николай Константинович любил
хороший табак) плыла по комнатам и коридорам.
Совершался ежедневный обход. Академик
беседовал с каждым сотрудником: «Что у вас
сегодня нового?». Здесь много работали, но
любили и посмеяться, пошутить.
В институте были представлены все
перспективные направления экспериментальной
биологии, среди них цитология,
протистология, бактериология. Все новые методы —
например, полиплоидия, электрофорез,
культура тканей, химические мутагены.
Причем многие методы родились в сте-
35

Утром на биостанции МГУ год Звенигородом. Группа готова
к работе.
нах института. Мы должны создать «музей
методов»,— говорил Н. К. Кольцов. Но
скорее это был не музей, а «экспериментальный
завод» новых методов. Институт стал
источником новых направлений, в нем постоянно
работали стажеры со всех концов страны.
Целым богатством была и библиотека,
состоявшая в основном из личных книг
директора института. Но пользовались ею все!
Б. Л. Астауров вспоминает, что на полях
всех свежих журналов сотрудники находили
пометки Кольцова со своими фамилиями и
указанием страницы, где каждый мог найти
нужные ему новые данные. Н. К. Кольцов
знал интересы каждого...
Николай Константинович умел видеть
на многие годы вперед. В. В. Сахаров
рассказывает, что Кольцов уговаривал молодых
сотрудников заниматься гигантскими
хромосомами слюнных желез дрозофилы как
великолепным объектом для цитологических
исследований, и полиплоидией — методом,
создающим новые формы организмов. Он
предвидел успехи на этих путях.
Еще больше поражают гипотезы
Н. К. Кольцова, касающиеся центральных
проблем биологии наших дней. Удивительно
верно представлял себе ученый макромоле-
кулярную организацию генетического «кода
жизни». Одна только эта гипотеза сделала
бы честь любому ученому. Ведь это целый
этап в развитии современной науки! Но вот
что писал академик Кольцов: «В 1927 году
в своей речи, произнесенной на съезде
зоологов в Ленинграде, я развил гипотезу, что
генопема есть не что иное, как огромная
молекула». В то время эта гипотеза казалась
более чем смелой, так как еще не умели
определять молекулярных весов устойчивых
природных полимеров — каучука и
клетчатки. Гипотеза Кольцова произвела громадное
впечатление. И лишь сравнительно недавно
она была подкреплена экспериментами.
Николай Константинович не уставал
повторять, что наследственная информация,
зашифрованная в макромолекуле, не
создается всякий раз заново, а передается от
поколения к поколению. При делении клетки
новая макромолекула, копирующая первую,
подстраивается к ней по принципу подобия,
собирается из более мелких молекул,
растворенных в ядерном соке. Прямое
доказательство этого положения было получено только
после второй мировой войны в опытах с
мечеными атомами.
Кольцов оперировал вполне
определенными химическими понятиями, объясняя
синтез белков на хромосомах ядра по
принципу подобия или разъясняя природу
мутаций. «Радикалы хромосомной молекулы —
гены — занимают в ней совершенно
определенное место, и малейшие химические
изменения в этих радикалах, например отрыв тех
или иных атомов и замена их другими
(замена водорода метилом), должны явиться
источником новых мутаций». Это сказано не
в 1957, а в 1927 году.
Мастер смелой гипотезы, он никогда не
пользовался туманными понятиями вроде
«обмена веществ». Кольцов выражается
четко: «Замена водорода метилом».
Но кто бы посмел назвать это
упрощением? Николай Константинович пишет: «При
анализе нельзя останавливаться на полпути:
каждый желающий сказать свое слово
исследователь должен стремиться довести
упрощение до конца. И он совершенно прав, если
только не забывает при этом о
необходимости синтеза, который снова должен
воссоздать из физических и химических слагаемых
сложную картину жизни со всеми ее
качественными особенностями. На первой стадии
такое „сведение" биологических явлений к
физике и химии не только вполне законно,
но и необходимо: без него нельзя
продвинуться далее».
Так в 1936 году Николай
Константинович подчеркивал различие между официаль-
.36

но еще не родившейся молекулярной
биологией и классической биологией.
А вот что Кольцов писал в 1935 году о
спепиализации тканей развивающегося заро-
дыша, проблеме, сильно волнующей
исследователей сегодняшнего дня: «...При митозе
приток формообразующих гормонов может
быть в некоторой мере
дифференцированным...». Тридцать лет тому назад его
волновали вопросы, до которых биология
добралась только теперь, сумев построить двух-
спиральную модель ДНК и овладев
секретами генетического кода!
Он уже в 1917 году, за десять лет до
Меллера, предлагал использовать
рентгеновское излучение для получения мутаций у
живых организмов; в 30-е годы можно найти
в его работах предсказание кодона. Такие
предвидения будили мысль, толкали вперед
эксперимент.
Чувство удивления и восхищения не
оставляет читающего его работы. Так они
современны.
Николай Константинович и его ученики,
сделали все, чтобы огромные открытия
последних лет в изучении химического
механизма наследственности принадлежали
нашей Родине. Но в 1939 году Н. К. Кольцов
был отстранен от руководства созданными
им институтом и журналом. В эти дни
Николай Константинович получил письмо от
знаменитого биолога Рихардта Гольдшмита.
Тот сообщил, что единственной причиной,
побудившей его написать письмо, было
чувство восхищения создателем и руководителем
столь блистательного института и журнала.
Мог ли Кольцов быть не у дел? 2
декабря 1940 года он умер в Ленинграде.
Перед смертью Кольцов работал над речью
«Химия и морфология», которую должен
быть прочесть на собрании Московского
общества испытателей природы. Он боролся с
витализмом в биологии всю жизнь изо дня в
день не с помощью звонких фраз и пустых
обещаний. Повседневный нелегкий труд,
тысячи опытов, смелые гипотезы позволяли
двигаться вперед шаг за шагом, отвоевывая
у природы новые тайны. Кольцов п его
ученики нанесли на карту наших знаний целые
материки.
Советская генетика — в большой степени
тоже одна из ветвей мощного дерева школы
Кольцова. Нетрудно проследить
«родословную» этой школы.
Б. Л. Астауров, научившийся
регулировать пол у шелкопряда; Н. П. Дубинин,
работающий над теорией гена; И. А.
Раппопорт, чьи работы по химическому
мутагенезу признаны классическими; В. В.
Сахаров, первым показавший специфичность
мутагенов. Ученикам Кольцова и Серебровского
принадлежит большое количество штаммов
микрооргапизмов, вырабатывающих
антибиотики. Многочисленные фармацевтические
заводы социалистических стран работают на
этих штаммах.
Новые идеи современного
естествознания только тогда дают дружные всходы,
когда попадают в благоприятную почву. В
биологии живая цепь добрых традиций, людей
и дел протянулась от Николая
Константиновича Кольцова до наших дней. Входящие в
науку должны быть подготовлены к
восприятию новых идей. Они должны знать правду
о нашей науке, и нам есть, кем гордиться.
Е. РАМЕНСКИЙ,
научный сотрудник
биолого-почвенного факультета МГУ
ЧТО ЧИТАТЬ
Н. К. Кольцов. Памяти павших. Москва, 1906.
Успехи экспериментальной биологии. Журнал.
Москва, 1922—1929.
Журнал экспериментальной биологии. Москва —
Ленинград, 1925—1931.
Биологический журнал, Москва. 1932—1938.
Н. К. Кольцов. Организация клетки. Москва,
1936.
Б. Л. Астауров. Памяти Н. К. Кольцова.
Журнал «Природа», май, 1941.
\
37

If:
ВЗЯТ НОВЫЙ РУБЕЖ
В МОЛЕКУЛЯРНОЙ
БИОЛОГ
Профессор Я. М. ВАРШАВСКИЙ
алт-i
к щяр^шн^?
38

Б статьях, которые печатались у нас под рубрикой «Наука о
живом», уже многое говорилось о нуклеиновых кислотах.
Причина обостренного внимания ученых к этим веществам
состоит в том, что именно в структурах дезоксирибонуклеи-
новой и рибонуклеиновой кислот (ДНК и РНК) своеобразным
иодом — последовательностью азотистых оснований
«записана» информация о всех важнейших процессах
жизнедеятельности.
В заключение статьи «Язык наследственности»,
опубликованной во втором номере журнала, ее автор — аспирант
Московского физико-технического института В. Н. Лысцов писал
о проблеме последовательности азотистых оснований — «букв»
кодового «словаря» генетики: «Мы знаем, какие буквы
образуют те или иные слова, но не знаем, как они располагаются
внутри слова...»
То же самое совсем недавно можно было сказать и о нукле-
отидах — звеньях цепочки нуклеиновой кислоты, состоящих из
азотистого основания, сахара и остатка фосфорной кислоты.
Ни для одной из природных нуклеиновых кислот
последовательность эта не была известна.
Прошло всего несколько месяцев. Но сейчас
процитированное утверждение, пожалуй, уже устарело.
Взгляните на рисунок (стр. 38—39). На нем
изображена первая молекула нуклеиновой кислоты, в длинной
цепочке которой теперь известно положение каждого атома?
Последовательность нуклеотидов «расшифрована».
Задача эта решена группой американских биохимиков во
главе с известным ученым Р. У. Холли. Вместе с ним в работе по
расшифровке принимали участие Ж. А. Апгар, Г. Эверет,
И. Мэдисон, М. Маркьюзи, С. X. Меррил, И. Р. Пансевик и
А. Замир. В результате долгих исследований, потребовавших
большой изобретательности и огромного труда, ученые
установили последовательность структурных элементов в алани-
новой транспортной РНК.
Результат, полученный учеными,— крупнейшее открытие в
молекулярной биологии. Он имеет важнейшее значение для
понимания структуры нуклеиновых кислот и их роли в
биосинтезе белка. Наукой взят новый рубеж...
В статье профессора Я. М. Варшавского подробно
рассказывается, как было сделано это замечательное открытие.
#1
^ООСМГ^ОООО<5^Р
39

О АЗОТИСТОЕ
ОСНОВАНИЕ
ОСА
РИ1
МЕЖ
- * i?
РИБОЗА
МЕЗОНСИРИШЛ
ОСТАТОК
О Фосфорной
кислоты
„он
О и С-ОН
\ин/
но-н,с'
О СИг
■сон с
но-н2с/
V'H н /
РИБОЗА
С-ОН
ДЕ30КСИРИБ03А
Основа живой клетки — белки. Это
полимерные вещества, молекулы которых
состоят из большого числа остатков
различных аминокислот. Всего аминокислот,
входящих в состав белков, известно двадцать.
В природе существует огромное
многообразие белков, отличающихся один от
другого не только длиной цепи и
относительным содержанием аминокислот, но и
порядком их чередования. В живой клетке
происходит непрерывный процесс распада
и синтеза белков. Первичная информация
о строении белков данной клетки и
программа их синтеза содержатся в
нуклеиновых кислотах клеточного ядра. Синтез белка
в клетке осуществляют и регулируют
нуклеиновые кислоты, выполняющие роль
матриц (шаблонов).
Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты — линейные (не-
разветвленные) полимерные цепи,
составленные из большого числа звеньев, так
называемых нуклеотидов. Каждый нуклео-
тид состоит из трех частей: азотистого осно-
HN СН
С СН
о
УРАЦМ
ф
ЦИГОЗИН
N
NH2
Ас-и О
N н ЦРШ
он
ни
"VN/
н
ГУАНИН
40

дитошцип
МЕтттнин
о
таи
ДИМЕМ/НУАНШ
<Э
шя
о
ПСЕВ/ЦОУРИДИН
мтттин
МИНОРЫ
J
вания, сахара и остатка фосфорной кислоты.
Небольшой участок молекулы нуклеиновой
кислоты, включающий три нуклеотида,
показан на схеме вверху слева (стр. 40).
Известны два типа нуклеиновых кислот:
рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибону-
клеиновые (ДНК). Главное различие между
ними заключается в том, что в РНК сахаром
служит рибоза, а в ДНК — дезоксирибоза.
Молекула рибозы содержит четыре
группы ОН, молекула дезоксирибозы — только
три (см. схему на стр. 40 вверху справа).
В нуклеотидах, образующих РНК,
встречаются азотистые основания четырех типов:
два пиримидина (урацил и цитозин) и два
пурина (аденин и гуанин), — это показано
на нижней схеме (стр. 40).
Эти основания могут присоединяться к
рибозе, давая соединение, называемое ну-
клеозидом. Если присоединить к нуклеози-
иоч .он
ду остаток фосфорной кислоты n/P\nu
то получится нуклеотид. Нуклеотиды могут
легко соединяться друг с другом, образуя
длинные полимерные цепи — полинуклеоти-
ды, которые биохимики с давних пор
называют нуклеиновыми кислотами.
Какие бывают РНК!
Известны три типа РНК. Они выполняют
разные функции и отличаются друг от
друга длиной молекулярных цепей.
1. Рибосомальная РНК (р-РНК). Входит в
состав рибосом — мелких частиц в
цитоплазме клетки, участвующих в синтезе
белка. Ее молекулы — самые длинные.
2. Информационная РНК (и-РНК).
Переносит информацию из ядра клетки (от ДНК)
к месту синтеза белка— в рибосомы.
Молекулы этой РНК несколько короче, чем
молекулы р-РНК.
3. Транспортная РНК (т-РНК).
Присоединяет какую-либо определенную аминокисло-
41

ту (одну из двадцати), транспортирует ее
в рибосому и включает в нужное место
синтезируемой молекулы белка. Длина
молекул т-РНК, как правило, в несколько раз
меньше, чем молекул и-РНК.
Сущность открытия
Основной характеристикой каждой
нуклеиновой кислоты является
последовательность нуклеотидов в ее молекулах. Это и
определяет ее «специфичность». До
последнего времени установить
последовательность нуклеотидов хотя бы в одной из
нуклеиновых кислот никому не удавалось,
несмотря на то, что этой проблемой
занималось большое число ученых в разных
странах. Решили задачу совсем недавно, в
январе 1965 года, американский биохимик
Р. У. Холли и его сотрудники. Об'ектом
их исследований была одна из т-РНК,
которая, присоединяя аминокислоту аланин,
переносит ее в рибосому для включения в
синтезируемый белок; ее называют алани-
новой т-РНК.
На страницах 38—39 показана
последовательность нуклеотидов в аланиновой
т-РНК, расшифрованная группой Холли. Нук-
леотиды обозначены буквами,
относящимися к образующим их азотистым основаниям.
Ученые установили, что ал-т-РНК содержит
77 нуклеотидов: из них 67—«обычных».
9— «необычных», называемых минорами
(они на рисунке заштрихованы); один нукле-
отид, обозначенный до сих пор у*г точно
идентифицировать не удалось. Конец
молекулы ал-т-РНКг которым она соединяется с
аланином, завершается тройкой
нуклеотидов — ЦЦА (цитозин — цитозин — аденин).
Любопытно, что молекулы всех т-РНК, а не
только ал-т-РНК, заканчиваются этой
тройкой.
Миноры
Минорные нуклеотиды, или миноры,
встречаются значительно реже, чем
обычные. Они были впервые обнаружены в
нуклеиновых кислотах в 1958 году. Миноры,
как и обычные нуклеотиды, состоят из
азотистого основания, рибозы и остатка
фосфорной кислоты. Разница заключается лишь
в некотором отличии строения азотистого
основания. Исключением является псевдо-
уридин, в котором урацил связан с рибозой
не через азот, как в обычном нуклеотиде, а
через углерод. На схеме на стр. 41
приведены названия минорных нуклеотидов.
Минорные нуклеотиды имеются не
только в т-РНК. Однако в других нуклеиновых
кислотах их содержится значительно
меньше, чем в т-РНК. Существует много
предположений о роли миноров, но все они
довольно неопределенны. Здесь —
завтрашний день науки...
Как велась расшифровка
Расшифровка структуры таких сложных
полимеров, как нуклеиновые кислоты и
белки, связана с огромными трудностями.
42

Еще несколько лет назад ни один
ученый не мог даже приблизительно указать
возможный способ выяснения порядка
чередования нуклеотидов в нуклеиновых кис-
^ лотах. Прежде всего представлялось
чрезвычайно сложным выделить препарат
индивидуальной РНК из природной смеси
близких по молекулярному весу РНК,
отличающихся последовательностью
расположения нуклеотидов. Лишь когда было
установлено, что каждой аминокислоте со-
ответсвует своя т-РНК, появилась
принципиальная возможность — ас нею и
надежда — выделить индивидуальную т-РНК из
смеси.
Начались поиски... Обсуждался,
например, такой способ:, «нагрузить»
индивидуальную т-РНК соответствующей ей
аминокислотой, выделить из смеси комплекс
«т-РНК — аминокислота», разложить его на
составные части и таким образом получить
индивидуальную т-РНК. По этому пути
устремилось большое число ученых. Но
возникло новое затруднение: оказалось, что с
одной и той же аминокислотой могут
связываться несколько различных т-РНК, а не
одна.
Группа Холли с самого начала пошла
другим путем. Исследователи применили
для разделения природной т-РНК известный
до этого тонкий физико-химический метод,
называемый методом противоточного
распределения. Он оказался в этом случае
особенно эффективным. Ученым удалось
получить препарат индивидуальной ал-т-РНК,
содержавший лишь незначительные
примеси других т-РНК. С этим препаратом и
приступили к расшифровке...
Другая трудность заключалась в
следующем. Требовалось найти агенты,
обладающие способностью расщеплять цепь РНК в
строго определенных местах, с таким
расчетом, чтобы в результате расщепления
получался ряд фрагментов (блоков),
которые можно было бы мысленно
реконструировать в исходную цепь. Аналогичный путь
еще в 1958 г. был использован
английским ученым Ф. Сэнджэром в его
знаменитой работе по расшифровке
последовательности аминокислот в белке инсулине, за
которую он был удостоен Нобелевской
премии. Сэнджэр в своих исследованиях
использовал несколько специфических ферментов
(протеаз), каждый из которых расщеплял
белковую цепочку между двумя вполне
определенными аминокислотами. Метод
Сэнджэра основан на различии в
устойчивости химических связей между разными
аминокислотами при действии на них
различных протеаз. С нуклеиновыми же
кислотами дело обстоит иначе. Различия в
устойчивости связей между разными нуклео-
тидами при расщеплении их ферментами
оказались крайне незначительными.
Поэтому в течение длительного времени
считалось, что все ферменты, расщепляющие
связи между нуклеотидами (РНКазы), не
«различают» связей между разными
нуклеотидами. Однако не так давно удалось
показать, что одна из РНКаз, а именно
панкреатическая РНКаза, в какой-то степени
специфична, расщепляя только те связи,
которые включают пиримидиновые нуклео-
тиды (У и Ц). Позднее была найдена еще
более специфическая РНКаза (РНКаза Ti),
которая расщепляет молекулу РНК по гуа-
ниловым нуклеотидам. В результате
появилась возможность решить задачу
установления последовательности принципиально
тем же путем, каким ее решал Сэнджэр
для белков.
Вверху стр. 42 приведена схема
расщепляющего действия обеих специфических
РНКаз, использованных Холли.
Скорость расщепления обеими
специфическими РНКазами зависит от
температуры, кислотности среды, концентрации
фермента и т. д. Это позволило получать
при помощи одного и того же фермента
блоки разных размеров, действуя одним и
тем же ферментом при разных условиях.
Именно поэтому двух упомянутых РНКаз
практически оказалось достаточно, чтобы
группа Холли смогла выполнить свою
работу.
Третья трудность, сильно задержавшая
окончание работы, заключалась в том, что
в составе исследуемой т-РНК оказались
еще не известные минорные нуклеотиды (в
частности дигидроурацил), которые было
трудно идентифицировать, так как обычно
используемые методы не позволяли их
обнаружить.
Последовательность блоков
в исходной молекула
Обычно последовательность блоков
выясняют по следующей схеме. Берут
несколько отдельных порций исследуемой
43

т-РНК и подвергают каждую из них
расщепляющему действию РНКазы "П в
разных условиях, в частности при разных
температурах. То же делают при помощи
панкреатической РНКазы, Благодаря
различиям в скорости специфического
расщепления получают разные наборы блоков.
Чем ниже температура, тем меньше число
разрывов, и тем, следовательно, крупнее
блоки.
Получающиеся блоки разными
способами накладывают друг на друга «внахлест».
Находят такой способ, при котором
отдельные участки точно совпадают по
последовательности нуклеотидов. Этот метод
совмещения блоков с их частичным
перекрыванием постепенно приводит к установлению
последовательности блоков в исходной
молекуле.
Чем длиннее цепь полимера и чем
меньше число составляющих ее элементов, тем
большим должно быть число различных
специфических расщеплений для отыскания
перекрывающихся участков. Именно
поэтому расшифровка структуры нуклеиновых
кислот, состоящих из 4 элементов,
представляет собой несравненно более трудную
задачу, чем расшифровка аминокислотной
последовательности в белках, имеющих
20 элементов. С этой точки зрения
сравнительно большое число миноров в ал-т-РНК
несколько облегчило задачу расшифровки
ее структуры: они служили хорошими
маркерами при анализе перекрывающихся
участков совмещаемых блоков.
Структура отдельных блоков
Не менее сложная задача —
установление последовательности нуклеотидов
внутри каждого блока. Она решается каждый
раз по-разному в зависимости от нуклео-
тидного состава и длины блока.
В случае динуклеотидов делают простой
гидролиз. Тринуклеотиды
расшифровывают, отщепляя концевой нуклеотид
специальным ферментом (фосфодиэстеразой),
добываемым из яда некоторых змей.
В случае более длинных блоков
находят иные пути, зачастую требующие
большой выдумки и экспериментального
мастерства. Проведение этих опытов
осложняется ограниченным количеством
индивидуальной т-РНК, которую чрезвычайно
трудно выделять и очищать.
Выбор был сделан удачно...
В значительной мере успех Холли
зависел от правильности выбора объекта
исследования. Почему для исследований была _
взята именно ал-т-РНК?
Во-первых потому, что по сравнению с
другими нуклеиновыми кислотами т-РНК
имеют наиболее низкий молекулярный вес,
то есть содержат наименьшее число
нуклеотидов. Молекулярный вес ал-т-РНК, по
данным Холли, равен лишь 26 600, тогда как
молекулярные веса других видов РНК
достигают миллиона, а ДНК десятка и даже
нескольких десятков миллионов.
Во-вторых, для т-РНК, в отличие от
других нуклеиновых кислот, была надежда
разработать метод выделения
индивидуальных фракций.
Помимо этих двух причин, существенно
также то обстоятельство, что т-РНК хотя и
с трудом, но все же может быть получена
в сравнительно больших количествах из
пекарских дрожжей и некоторых других
источников.
Работа, которую провели Холли и его
сотрудники, потребовала, по-видимому, не
менее нескольких граммов чистой ал-т-РНК.
Для столь уникального и трудно
получаемого препарата это количество можно
считать почти астрономическим!
Холли расшифровал пока только
ал-т-РНК, но из предыдущих публикаций
известно, что у него в лаборатории были
получены очищенные препараты еще двух
индивидуальных т-РНК—валиновой и тиро-
зиновой. Ал-т-РНК оказалась, судя по
всему, наиболее «податливой» для очистки и
расшифровки.
Ближайшие цели?
Можно ожидать, что в ближайшем
будущем будут установлены
последовательности нуклеотидов в некоторых других т-РНК.
Сейчас, по-видимому, нет принципиальных
препятствий для решения этой задачи.
Однако на пути к ее осуществлению еще
придется столкнуться со многими
трудностями технического характера. Такие
работы требуют много времени, сил, средств.
Недаром за десять лет ученым удалось
расшифровать структуру не более 10 белков,
44
►

хотя метод расшифровки был хорошо
известен. 1
Что касается расшифровки рибосомаль-
ных и информационных РНК, а также ДНК,
*- то здесь еще есть трудности
принципиального характера. В настоящее время неясно,
например, как получить индивидуальные
препараты высокомолекулярных РНК и ДНК,
а для ДНК до сих пор не открыты
специфические ферменты (ДНКазы), при помощи
которых можно было бы расщеплять
молекулы ДНК в строго определенных местах.
Но даже если бы и удалось получить
препараты индивидуальных РНК и ДНК и найти
специфические ДНКазы, тем не менее
молекулы этих нуклеиновых кислот,
по-видимому, слишком длинны для того, чтобы
расшифровка их структуры могла быть
осуществлена теми же методами, которыми
пользовался Холли.
Мы еще не знаем, по какому пути
пойдут ученые при расшифровке нуклеотид-
ной последовательности в
высокомолекулярных нуклеиновых кислотах. Видимо, для
решения этой проблемы придется искать
новые методы.
Укажем на одну из гипотетических
возможностей. Предположим, мы получили
молекулу нуклеиновой кислоты в виде
натянутой нити. «Посадим» на все
одинаковые нуклеотиды (допустим, на цитозины)
атомы тяжелого металла или какие-нибудь
большие химические группы и измерим
расстояния между соседними
«посаженными» группами при помощи электронного
микроскопа. Эту операцию повторим для
каждого из четырех нуклеотидов, подобрав
условия специфической «посадки».
Очевидно, расстояния между соседними
одинаковыми нуклеотидами, полученные в
результате таких опытов, могут дать информацию,
достаточную для расшифровки нуклеотид-
ной последовательности.
Но этот путь расшифровки, к
сожалению, не может быть реализован в
настоящее время. Для него требуется повысить
разрешающую способность современного
1 Любопытен такой факт. Выдающийся ученый,
лауреат Нобелевской премии Джон Кендрью,
расшифровавший структуру одного из белков — мио-
глобина, сказал однажды, что если бы ему заранее
были известны те трудности, с которыми он
реально встретился, он едва ли взялся бы за эту
работу...
электронного микроскопа, разработать
метод получения нуклеиновых кислот в виде
натянутых нитей, придумать способы
специфической «посадки» атомов тяжелых
металлов или крупных химических групп на
отдельные нуклеотиды...
Что же касается реальных путей
расшифровки первичной структуры
высокомолекулярных нуклеиновых кислот, то пока
мы их не знаем. Но поиски в этом
направлении усиленно ведутся во многих
лабораториях мира.
Работы других ученых
Над проблемой расшифровки нуклео-
тидной последовательности в транспортных
РНК работают многие научные коллективы.
В нашей стране ею так же увлеченно, как и
в США, занимается ряд ученых. Их работа
координируется. Интересные результаты
достигнуты в трех крупнейших научных
институтах: в лаборатории академика В. А. Эн-
гельгардта в Институте радиационной и
физико-химической биологии Академии
наук СССР (А. А. Баев, Т. В. Венкстерн,
Р. И. Татарская, А. Д. Мирзабеков и
другие), в лаборатории члена-корреспондента
Академии наук СССР Н. К. Кочеткова в
Институте химии природных соединений
Академии наук СССР (Э. И. Будовский,
М. Ф. Турчинский, Н. А. Симукова, В. П. Де-
мушкин и другие) и в лаборатории
кандидата химических наук Д. Г. Кнорре в
Институте органической химии Сибирского
отделения Академии наук СССР (Л. С. Сандахчи-
ев, С. К. Василенко и другие).
В этих трех лабораториях достигнуты
большие успехи по определению первичной
структуры валиновой т-РНК. Хотя работа
еще полностью не закончена, однако уже
получены индивидуальные препараты
валиновой т-РНК, определен ее нуклеотидный
состав, выделено и проанализировано
большое число блоков. В ходе работ группой
А. А. Баева был разработан новый способ
получения чистого препарата РНКазы-Ti из
актиномицетов, а группа Э. И. Будовского
применила новый способ расщепления, в
основе которого лежит направленное
химическое изменение некоторых оснований
в исследуемой т-РНК. Этот способ
позволяет значительно уменьшить число блоков,
необходимое для установления их
последовательности в исходной цепи, и, следова-
45

тельно, сокращает число ферментативных
расщеплений.
Над расшифровкой последовательности
нуклеотидов в т-РНК работает также ряд
ведущих зарубежных лабораторий,
возглавляемых известными исследователями:
профессором Г. Л. Кантони (США),
профессором Г. Цахау (ФРГ), профессором В. М. Ин-
грэмом (США), профессором М. Штэйлин
(Швейцария) и др.
Значение нового открытия
Транспортные РНК играют чрезвычайно
важную роль в синтезе белка, «переводя»
четырехбуквенный код нуклеиновой
кислоты на двадцатибуквенный «язык» белка.
Эта их функция универсальна для всех
живых организмов, от бактерий до высших
млекопитающих.
В результате исследований Холли мы
узнали последовательность нуклеотидов,
т. е. первичную структуру одной из т-РНК.
Это позволяет высказать вполне
определенные предположения о форме, которую
может приобретать нить т-РНК в
пространстве, и помогает нам судить о том, какие
из участков цепи играют особенно важную
роль в функционировании т-РНК в клетке.
Весьма ценными оказались и сведения
о расположении минорных нуклеотидов.
До того, ней была опубликована работа
Холли, считалось, что приблизительно
80 процентов нуклеотидов образуют
двунитчатые участки спаренных нуклеотидов
(пурин одной нити и пиримидин другой
нити), для которых характерно спиральное
строение. Из работ Холли следует, что
доля спирализованных участков не может
быть столь большой. Это связано с тем, что
миноры, большинство которых, в отличие
от обычных нуклеотидов, с большим
трудом образуют спаренные (двунитчатые)
участки, не сосредоточены в одном месте,
как думали многие ученые, а распределены
более или менее равномерно вдоль всей
цепи. На стр. 46 и на 2-й стр. обложки
показаны некоторые из возможных вариантов
пространственного расположения молекулы
ал-т-РНК с учетом распределения миноров.
Интересно, что ученые, исследующие
проблему стабильности нуклеиновых
кислот, придают очень большое значение «ко-
Окончание см. на стр. 76.
*

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ■
ВРЕДНЫЙ ПОЛИМЕР
Откуда у нас морщины? Точный
ответ на этот вопрос, несомненно,
помог бы создать эффективные
средства борьбы со старением
кожи, борьбы, которую ведет
значительная часть человечества, но
пока без большого успеха.
Одна из последних теорий
возлагает ответственность за
морщины на коллаген — белковое
вещество, из которого в основном
на 72п по сухому весу) состоит
кожа.
Обычно коллаген кожи
непрерывно обновляется — старые,
отмершие волокна быстро
разрушаются ферментами организма. Но
в случае полимеризации коллаген
становится нерастворимым, и
ферменты не могут его разрушить.
Полимеризация коллагена
происходит под действием различных
веществ, которые образуются в
организме в процессе обмена; сильно
способствует полимеризации свет,
в особенности ультрафиолетовые
лучи. Постепенно количество по-
лимеризованного коллагена
увеличивается, кожа теряет
эластичность и появляются морщины.
ЯБЛОЧПАЯ КИСЛОТА
До недавних пор только одна
из пищевых кислот — лимонная
выпускалась в промышленных
масштабах и находила широкое
применение. В 1964 г. в Англии
налажено промышленное
производство еще одной пищевой
кислоты — яблочной.
Яблочную кислоту можно
применять:
для придания кислого вкуса
пищевым продуктам;
в качестве эмульгатора при
производстве пищевых масел и
жиров;
при производстве различных
эмульсий для технических целей;
в лакокрасочной
промышленности — для предотвращения
омыления шеллака;
в косметических средствах;
в качестве стабилизатора
водоотталкивающих средств,
применяемых для пропитки тканей;
для придания шипучести
напиткам.
«V
ПОЛЕЗНЫЙ
ВИРУС
Вирусы могут приносить
пользу. В США их применили для
борьбы с гусеницами озимой и других
совок. Примененные для этой
цели вирусы, уничтожая вредителей
сельскохозяйственных культур,
остаются безвредными для человека,
животных, растений, а также для
полезных насекомых.
В природе вирусы часто
заражают гусениц, но разгар
массового заражения нередко наступает
слишком поздно, и гусеницы
успевают нанести большой вред
растениям. Поэтому возникла
необходимость в искусственном
заражении вредителей.
Щепотки порошка из
высушенной погибшей от вируса
гусеницы достаточно для опыления
нескольких гектаров.
КАК
ЗАРОДИЛАСЬ ЖИЗНЬ
НА ЗЕМЛЕ
В вопросе о возникновении
жизни на Земле до сих пор еще
немало спорного...
В последнее время многим
ученым удавалось синтезировать из
простейших соединений сложные
органические молекулы. Однако во
всех этих синтезах
использовались р- или -у-лучи,
электрический разряд и другие источники
энергии, существование которых в
условиях возникновения живой
природы на Земле твердо не
доказано.
Американские ученые Фокс и
Харада решили проверить так
называемую «термическую» теорию
возникновения жизни. Они
получили поразительные результаты,
ведя синтез в самых примитивных
условиях. Единственным
источником энергии в их опытах было
тепло, температура порядка 1000° С,
возможная при вулканической
деятельности на Земле.
Работа состояла из двух
частей: синтез аминокислот и
полимеризация их в еще более
сложные микроструктуры.
На первой стадии ученые
пропускали метан через раствор
аммиака, а затем через кварцевую
трубьу, нагретую до 1000 С и
заполненную силикагелем, кварцем,
окисью алюминия и другими
минеральными соединениями, словом,
всем тем, из чего состоит
неорганическая часть почвы.
Продукт, полученный
американскими учеными, содержал 18
аминокислот, имеющихся в белке.
Раньше в подобных синтезах,
даже при использовании гораздо
более мощного источника энергии —
электрического разряда —
удавалось получить вещества,
содержащие всего 8 аминокислот.
На второй стадии опытов
полученные вещества на несколько
часов помещали на кусок нагретой
до 170° С лавы (температура
эксперимента соответствовала
температуре поверхности вулкана на
Гавайских островах). Время от
времени кусок лавы орошался
дистиллированной водой (имитация
дождя). После охлаждения была
обнаружена обширная микроструктура,
состоящая из большого числа
сферических частиц, представляющих
собой скрепленные в цепи
аминокислоты.
Так были получены
результаты, позволяющие проверить
предположение о возникновении жизни
на Земле более двух миллиардов
лет назад.
УДОБРЕНИЕ ИЗ УГЛЯ
В Индии, в Центральном
институте топлива разработано новое
азотное удобрение. Оно
изготавливается из... угля. Уголь
разлагают воздухом в специальных
аппаратах.
В этом удобрении азот
находится в двух формах — легко
доступной и связанной. Полевые
испытания дали удивительный результат.
Оказалось, что связанный азот
нового удобрения под влиянием
химических и биохимических
процессов, происходящих в почве,
постепенно переходит в доступную
для растений форму и непрерывно
улучшает почву.
В дальнейшем индийские
химики надеются превратить это
удобрение в комплексное. Ведутся
работы по введению в него других
необходимых растению элементов,
в первую очередь калия и
фосфора.
■■новости отовсюду
47

*4 UP!
•»*• s
•» 4
r^

долгий
век
ДЕРЕВА
Век дерева столь же влереди,
сколько позади. Так утверждают
ученые-лесоводы и специалисты
по химической обработке
древесины.
Некоторые исследователи,
отрицающие возможность
существования разумной жизни на
Марсе, видят доказательство своей
точки зрения в отсутствии на
планете таких важнейших
естественных ресурсов, как лес, залежи
каменного угля и нефти (обязанных
своим происхождением тому же
лесу). Без этих ресурсов,
полагают они, невозможно достичь
высокой степени цивилизации. И в
самом деле, в многовековой
истории создания материальной
культуры человечества дерево
играло не последнюю роль.
В наши дни, как и на заре
цивилизации, в странах, располагаю- Д. И, КАЛНИНЬШ,
щих лесными ресурсами, нет ни действительный
одной отрасли экономики, куль- член АН
туры и быта, где бы не применя- Латвийской ССР
49

лись древесина и продукты ее
переработки. Больше того.
Подсчитано, что за последние 10 лет
потребление промышленной
древесины на земном шаре возросло
примерно на 33 процента, а к
1980 году мировое потребление
древесины должно удвоиться.
Еще быстрее увеличивается
ассортимент изделий и продуктов,
получаемых из древесины.
Как же примирить эти факты
с повсеместным
распространением великолепных искусственных
материалов, рядом с которыми
естественные недостатки
древесины становятся еще заметнее? Мы
знаем, что древесина лишена
биологической стойкости, то есть
легко превращается в
питательную среду для разного рода
бактерий и грибов, вызывающих ее
гниение; она легко
воспламеняется, способна сильно поглощать и
испарять влагу, меняя при этом
свои ценные технические
свойства.
все это так. Однако новые
материалы не могут затмить
достоинств древесины. Большая
прочность при малом уделыном
весе, упругость, приятный
внешний вид, свойство спабо
проводить тепло и хорошо поглощать
звук, легкость обработки — эти
качества древесины ценятся по-
прежному высоко. И несмотря на
то, что древесина во многих
случаях заменяется металлами,
железобетоном, пластмассами, в этом
соревновании нет победителей и
побежденных. Ныне есть
множество способов улучшить свойства
древнейшего природного
материала, сделать его век практически
бесконечным.
Сырая ипи
консервированная!
Древесина может прослужить
в конструкциях зданий 200—300
лет, и в то же время во влажной
атмосфере шахт крепежные
стойки из дерева приходят в
негодность менее чем за два года. На
смену преждевременно сгнивших
деревянных шпал, опор
электропередач, свай, крепежных стоек
уходит в нашей стране пятая часть
всей деловой древесины,
расходуемой за год. Цифра
внушительная. Это тем более обидно, что
современные способы
химической защиты, или
консервирования, повышают срок службы
деревянных изделий по меньшей
мере в 3—4 раза.
После одной только сушки
(разумеется, не просто «на
солнышке», в современной лесной
индустрии это куда более
сложный и эффективный процесс)
древесина намного дольше
сопротивляется своим главным врагам:
влаге, грибам и насекомым.
Однако совсем неуязвимой делает
древесину пропитка
антисептиками, высокотокси'чными
веществами. Результаты разумного
антисептического ухода иногда
поразительны. Если деревянные
столбы регулярно через 4—5 лет
получают дополнительную порцию
антисептика, срок их службы
достигает 50 лет. Недооценка всех
преимуществ консервирования
оборачиввется огромными
потерями. Например, на нужды
железных дорог и горной
промышленности мы расходуем
древесину ценных пород раза в четыре
больше той нормы, которую
допускают успехи в области
консервирования древесины.
Так сама жизнь не только
отвечает на вопрос, в каком виде
выгоднее применять древесину —
в сыром или консервированном,
«о и подводит к настоятельной
необходимости консервирования в
промышленных масштабах.
Как напоить древесину ядом
Дело это вовсе не простое,
несмотря на способность
древесины хорошо впитывать жидкость.
Антисептический эффект тем
заметнее, чем глубже яд проникает
в бревно или доску. Чтобы
заставить антисептик интенсивнее
продвигаться в толщу древесины,
воздействуют ультразвуком,
повышают давление среды, в которой
происходит вымачивание, или,
наоборот, помещают деревянные
изделия в вакуум, где они
заливаются антисептиком.
Промышленность приняла на вооружение и
метод горяче-холодных ванн, при
котором древесина сначала
прогревается в горячем антисептике,
а затем остывает в холодном.
При нагревании некоторых пород
дерева, особенно сосны,
древесная смола плавится, а при очень
высокой температуре ее вязкость
заметно уменьшается, а значит
проницаемость самой древесины
становится больше. Вот почему
при любой технологии
антисептической обработки самый большой
50
*

эффект дают режимы более или
менее высоких температур.
Известен весьма остроумный
способ пропитки антисептиками в
небольших масштабах еще не
срубленных деревьев, как
говорится, прямо на корню, когда
можно использовать сосущую
силу кроны. Иногда деревянные
изделия покрывают перед
пропиткой сеткой небольших
отверстий— наколов, стараясь не
перерезать продольных волокон. По
мере того, как углубляются
знания анатомии древесины
различных пород, совершенствуются и
методы пропитки ее защитными
ядами.
Креозот и Другие
Почти 150 лет исправно несет
службу антисептика креозотовое
масло, получаемое из каменного
угля. Однако поиски наилучших
составов для защиты древесины
не прекратились и по сей день.
Помимо креозота стали
использовать и другие органические
антисептики на масляной основе.
Наконец, появились минеральные
антисептики, применяемые в виде
водных растворов. Это было
большим успехом в попытках продлить
век дерева. Минеральные
антисептики не меняют цвета
древесины и не придают ей
маслянистости. Но, что самое важное, в
отличие от креозотового масла и
подобных ему веществ, которые
проникают лишь в относительно
сухую древесину,
водорастворимые антисептики пропитывают
также сырую.
Вообще говоря, процесс
поисков «идеального» антисептика
весьма сложен. Задача состоит в
том, чтобы создать препарат,
который, обладая высокой
токсичностью, не вызывал бы коррозии
железа и других
соприкасающихся с древесиной металлов, был
бы относительно дешевым (ведь
масштабы консервирования
огромны) и в то же время не
вымывался из дерева водой — иначе
снижается эффект защиты, а
иногда (возникает даже определенная
опасность для человека и
животных.
В мире широко известен
шведский препарат, который
называется «солью Болидена» —
раствор соединений мышьяка,
хрома и цинка, которые образуют
на волокнах древесины
труднорастворимый осадок, убивающий
грибы и насекомых и в то же
время стойкий к вымыванию.
Советские специалисты по
консервированию исследуют
свойства невымываемых антисептиков
на основе мышьяксодержащих
соединений, которые получаются
в виде отходов промышленности.
И, наконец, нередко ученые
совмещают действие целого ряда
антисептиков. Как выяснилось,
общая активность получаемой смеси
нередко значительно превышает,
если так можно выразиться,
суммарную активность всех входящих
в нее соединений.
Еще о пользе
консервирования
Уберечь дерево от гниения —
главная, но не единственная
задача антисептической пропитки. Она
к тому же помогает сохранять
первоначальную твердость
деревянных изделий, потому что
действию воды, воздуха и других
атмосферных факторов подвержен
в первую очередь именно
верхний слой древесины.
«Законсервированные»
строительные конструкции из дерева в
отличие от бетонных легко
меняют место службы: разобран
мост — его детали продолжают
службу в другом месте;
демонтирована временная железная
дорога— шпалы используются снова
и снова. Даже
тонкомер—низкосортный материал, неизбежно
остающийся при распиловке, после
пропитки, а иногда и добавочной
склейки, становится годным к
службе в самых неблагоприятных
условиях.
Говорят, что копейка рубль
бережет. Точно так же каждый
кубометр сохраненной древесины
помогает сохранять наши
замечательные лесные богатства.
Мы говорили пока о борьбе
только с одним из главных
природных недостатков древесины.
Но на прицел химиков взяты и
другие.
Горючесть древесины
снижают, вводя в ее толщу антипирены,
химические вещества,
препятствующие воспламенению и тлению.
Механизм защитного действия ан-
типиренов различен. Если
древесина, обработанная бурой и
борной кислотой, сильно разогреется,
то пропитывающие вещества
расплавятся и образуют на ее
поверхности стекловидную пленку,
предотвращая появление огня.
Диаммонийфосфат, введенный в
древесину, при опасном
нагревании разлагается {с шоглощением
тепла) на аммиак и фосфорную
кислоту. Пары аммиака снижают
доступ кислорода. Фосфорная
кислота тоже выступает в роли
антип ирена — .при повышенной
температуре она дает -плав, по-
крывает волокна древесины
защитным слоем. К сожалению,
надежный антипирен создать еще
труднее, чем антисептик.
Цель пропитки — красота
Специалисты по обработке
древесины знают, как нелегко
51

придать простой древесине
«благородный вид». Очень важную
роль играет при этом высокое
качество пропитки. Стоит «напоить»
ольху или тополь водным
раствором определенного красителя,
как проявится скрытая текстура
древесины, изменится ее цвет.
Следует заметить, что имитация
дерева под ценные породы
неравнозначна имитации пластмассы
под мрамор или окраске,
например, «под дуб». Здесь красота
подлинная, лишь подчеркнуты,
усилены естественные
особенности материала. Там — что-то
вроде подделки.
Хорошие результаты дали
опыты по пропитке закарпатского
бука прямо на корню. Сернокислый
анилин окрашивал (позднюю
древесину в золотистожелтый цвет,
раннюю — от
серовато-коричневого до черного. В переходных
зонах появлялся фиолетовый
оттенок. Такое разнообразие цветов
и переходов создавало «на срезах
дерева очень красивые рисунки.
Древесные пластики
В последние годы химики
нащупали возможность радикально
улучшать технические свойства
древесины. Результаты оказались
настолько разительными, что все
заговорили о превращении
дерева в качественно новый материал.
Второй молодостью древний
материал обязан так называемым
методам модификации,
предполагающим введение определенных
веществ в стенки клеток
древесины. Особенно заманчивы
перспективы метода, пока еще не
получившего промышленного
применения,—совмещения древесины с
полимерами, иначе говоря,
прививки полимеров. По этому
методу в древесные клетки вводятся
мономеры, которые под
действием нагревания или ионизирующих
излучений полимеризуются и
накрепко закрепляются в дереве.
Природная древесина
неоднородна по своему строению, ее
прочность колеблется в разных
направлениях, но после
радиационной прививки мономеров она
стабилизируется. Такая древесина
становится особенно ценным
материалом для музыкальных
инструментов.
в некоторых опытах
удавалось придать сосновой древесине
твердость, в три-четыре раза
превышающую природную.
Широкое использование
метода совмещения древесины с
другими полимерами — дело
будущего, пусть и «недалекого. Но
большие резервы «роются и в
относительно простых и дешевых
способах обработки. Один из них
отыскан в Институте химии
древесины Академии наук Латвийской
ССР. Свежесрубленная древесина
{лучше всего лиственная) без
предварительной сушки
пропитывается аммиаком, а затем
прессуется в необогреваемых прессах
при давлении до 80 кг/см2 и
сушится до содержания влаги не
более 5 процентов. Получается
материал, который по прочности
и износостойкости в два-три раза
превосходит природную
древесину.
Как показывают опыты, новый
материал будет успешно
конкурировать с цветными металлами.
Изготовленные из него детали
машин, как правило, в 10—15 раз
дешевле бронзовых. Паркетные
дощечки из пластифицированной
древесины мягколиственных
пород дешевле и прочнее дубовых.
Легкость и прочность
пластифицированной древесины уже
привлекает внимание самолето- и
кораблестроителей. Резчики по дереву
получают материал, который
обещает новые художественные
открытия.
Не в ущерб
«зепеному шуму»
В рассказе о чудесных
превращениях, которые сулит химия
древесине, пусть не услышат
любители леса недоброго призыва
интенсивнее врубаться в сильно
пооскудевшие на земном шаре
лесные угодья! Нет, такое
отношение к природным богатствам
52

несовместимо с наукой. Ученые
видят в лесе, в первую очередь
стража природы и здоровья,
ценят его огромную эстетическую
роль.
Но нельзя закрывать глаз и
на другую сторону проблемы.
Потребности бурно развивающегося
хозяйства в органическом сырье
все время растут, а запасы
природного газа, нефти, торфа,
каменного угля хоть и велики, но
небезграничны. А рядом лес —
созданная самой природой
лаборатория, которая ежегодно в
процессе фотосинтеза переводит
в органические соединения
огромное количество углерода
воздуха. В лесах, по подсчетам
ботаников, сосредоточено 80% всех
мировых запасов органических
веществ.
Где же выход? Первое слово
за биологами.
Экспериментальные работы по выведению новых
форм древесины с более
быстрыми сроками произрастания, а
также по прямому стимулированию
роста растений обещают многое.
Возможно, в недалеком будущем
лесовыращивание станет не
менее выгодным способом
производства растительного сырья, чем
культура одно-, двухлетних
растений.
Не менее важна и роль
химиков. Задача, по выражению
писателя Леонида Леонова, состоит в
том, «чтобы извлекать из
обыкновенного полена сверхсокровища
на уровне современной химии».
Иными словами, необходимо
максимально повышать выход
полезной продукции с каждого
вырубаемого гектара зеленой
площади. Только в процессе
лесопиления одна треть древесины уходит
в отходы. А ведь и щепа, и
опилки, зеленая масса и кора —
бесценное сырье для химических
производств, дающих целлюлозу,
глюкозу, кормовые дрожжи и
многие другие продукты.
Союз современной
химической технологии и
деревообрабатывающей промышленности уже
дает свои плоды.
Древесностружечные и древесноволокнистые
плиты пользуются уже большим
спросом у мебельщиков и
строителей. А каждый кубический метр
древесноволокнистых плит
экономит 7 кубометров деловой
древесины. Сколько же гектаров леса
поможет сохранить комплексное
использование древесины?
Наука озабочена одновремен-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ]
РАДИОПЕРЕДАТЧИК...
В ЖЕЛУДКЕ
Живой организм — генератор
электричества!
Еще в 1963 году американские ученые
продемонстрировали применение
биологического электричества в лабораторном
эксперименте с крысой. Электроды
вставляли в брюшную полость крысы, и
полученный ток мощностью 155 микроватт
подавали для питания радиопередатчика.
Результаты этих опытов показали, что
возможно создание устройств, которые
будут вводиться в организм вместе с
миниатюрным радиопередатчиком и
передавать различного рода информацию.
Наиболее многообещающие данные получены
в экспериментах с биологическим
электричеством, вырабатываемым бактериями.
Уже разработаны биологические
топливные элементы, которые снабжают
энергией небольшую осветительную лампу,
очень маленький радиопередатчик и
модель катера. Бактерии в этих элементах
питаются рисовой шелухой и водой.
Сейчас разрабатываются более мощные
биологические топливные элементы и
делаются попытки применить их для питания
памп навигационных буев и других целей.
Теоретически мощности таких батарей и
их долговечность не ограничены. Уже
существуют экспериментальные батареи
напряжением в 2 в. Их бактериям-
«энергетикам» на два месяца работы
требуется всего 1 г сахара. Бактерии могут
питаться различными органическими
веществами, в том числе и отбросами,
имеющимися в море. Биологические
топливные элементы, благодаря их малому весу
и компактности, могут найти применение
в космических летательных аппаратах в
качестве системы для уничтожения
отбросов и лолучения электроэнергии.
но и тем, как спасти лес, и тем,
как полнее поставить его
богатства на службу человеку.
Химическая защита и модификация
древес ины, полное использование
отходов древесины —возможности
этих методов уже вскрыты наукой
и их массовое распространение —
задача наших дней.
Древнему материалу хочется
предсказать вечную молодость и
блестящее будущее.
МЫЛО
ПРОТИВ РАДИОАКТИВНОСТИ
При работе с радиоактивными
металлами или их изотопами в поры кожи
незаметно попадают мельчайшие
металлические радиоактивные частички.
Накапливаясь, они могут привести к довольно
сильному облучению организма.
Для научных работников, имеющих
дело с радиоактивными металлами,
фирма «Дженерал кемикл» начала выпускать
особое мыло, смывающее следы
металлических загрязнений. Помимо обычных
компонентов, в его состав входит эти-
лендиамиитетрауксусная кислота. В
результате взаимодействия этой кислоты с
металлами образуются комплексные
соединения, которые легко смываются
водой.
ЛЕЧЕНИЕ
ЭЛЕКТРОЛИЗОМ...
В ФРГ разработан новый метод
удаления кровяных тромбов, образующихся
после операций или в результате
осложнения при заболеваниях кровеносных
сосудов. На участке, где обнаружен тромб,
располагают два электрода и пропускают
через ткань тела электрический ток.
Вследствие электролиза воды образуются
гидроксильные ионы, которые медленно
передвигаются от катода к аноду,
попутно разрушая тромб. Сообщают, что
закупоренные кровеносные сосуды
очищаются за 10 дней лечения.
■f НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
53

итоги
подведены
РАССКАЗЫВАЕТ
профессор
А. Ф. Плата,
председатель
Оргкомитета
I Всероссийской
химической
олимпиады
учащихся
Фото А. Лидова
Академик О. А. Реутов: «Вам создавать химию будущего...»
ЭГ
о.
О
ш
ш
>|
X
ш
о
с;
О
5
I
Интерес молодежи к
химии и неизменный успех
городских и областных
химических олимпиад, в которых
принимали участие многие тысячи
школьников, стали причиной
того, что в этом году было
решено провести I
Всероссийскую химическую олимпиаду
учащихся.
Олимпиаде
предшествовала длительная подготовка.
Было создано авторитетное
жюри; его члены — ученые,
методисты, преподаватели школ
ч вузов — составили и
подобрали сорок интересных и
нелегких «олимпийских» задач.
Олимпиада началась еще
зимой. Первый тур -проходил в
школах, второй — в районах.
Наконец, в третьем
туре—городских и областных
соревнованиях юных химиков
—определились составы сборных
команд автономных республик,
краев, областей и городов.
В каждую команду могло
войти лишь три школьника.
54
К этому времени мы
узнали, что наша олимпиада
фактически превращается во
всесоюзную— все союзные
республики решили прислать свои
сборные команды в Москву на
заключительный тур.
К 18 апреля в Москву
съехалось около 250 юных
химиков страны. В первый день
заключительного тура
участники олимпиады работали в
лабораториях Университета,
Химико-технологического
института. Института тонкой
химической технологии,
показывали, как они умеют собирать
приборы, анализировать смеси
веществ, синтезировать
органические и неорганические
соединения. Почти все участники
олимпиады успешно
справились с экспериментальной
работой.
Второй этап
заключительного тура. Каждому участнику
было предложено решить 10
задач по химии. Задачи были
разные: одни требовали
конкретных и глубоких знаний
школьной программы,
другие — смекалки, третьи —
сочетания знаний в области
химии, математики и физики. На
решение задач учащимся
восьмых-девятых классов
отводилось 4 часа, десяти- и
одиннадцатиклассникам — 5 часов.
Задачи оценивались баллами
по специальной шкале, причем
за оригинальное решение
балл мог быть повышен.
Каждая работа поступала
на проверку под шифром и
преподаватели, которые
оценивали работу, не знали ни
фамилии школьника, ни места,
откуда он приехал. Тайна шифра
открывалась лишь после того,
как жюри выносило
окончательное решение по каждой
работе.
Среди победителей,
отмеченных премиями и почетными
грамотами, оказались
представители многих областей, краев
и автономных республик.
Некоторые области прислали
очень сильные команды. В
первую очередь следует отметить

«Уж полночь близится...». Последнее заседание жюри.
«Мал, да удал...»
услех юных химиков
Ленинграда, Калужской, Калининской,
Воронежской и Челябинской
областей. Все члены этих
команд удостоены премий и
почетных грамот. Особенно
отрадно, что на олимпиаде
успешно выступили не толь«о
посланцы областных центров и
крупных городов, но и многие
учащиеся сельских школ.
Из представителей
союзных республик особенно
хорошо себя показали юные
химики Эстонской ССР, а также
представители Киргизской,
Белорусской и Латвийской
республик.
Хочу особенно отметить
успех ученика пятого класса
южно-сахалинской школы № 2
Бори Цикановского, который
принял участие в
соревнованиях восьмиклассников и
завоевал III премию. Он проявил
незаурядные знания и был
дополнительно награжден
почетной грамотой как самый юный
участник олимпиады.
Юные химики — гости
столицы познакомились с
современными химическими
лабораториями крупнейших
московских вузов, посетили Мавзолей
В. И. Ленина, побывали в
Кремле. Накануне закрытия
олимлиады ее участники
собрались вместе для разбора
конкурсных задач и анализа
наиболее часто встретившихся
ошибок.
Опыт прошлых олимпиад
показывает, что многие
участники и победители
«состязаний» юных химиков становятся
впоследствии образцовыми
студентами, а еще позже —
вдумчивыми учеными и
инженерами. Думаю, что так будет
и на этот раз.
Мы, члены жюри, уверены,
что участники J Всероссийской
химической олимпиады
учащихся —
одиннадцатиклассники уже в этом году попробуют
силы на приемных экзаменах в
химические вузы.
Что касается школьников
8-10 классов, показавших на
олимпиаде, что они
действительно знают и любят химию,
то мы желаем им стать
инициаторами создания новых
химических кружков и секций
«Юный химик» Всесоюзного
химического общества имени
Д. И. Менделеева. Безусловно,
многие из них проявят себя с
еще лучшей стороны на
будущих олимпиадах и с годами
станут нашей надежной
сменой.

Сдают решенные задачи.
Теперь остается ждать...
В дни проведения
Олимпиады в Москве
гостил известный
индийский педагог доктор
К. Н. Саксена. От
имени Министерства
просвещения республики
Индия он вручил
памятный подарок
самому юному участнику и
призеру Олимпиады
пятикласснику Боре Ци-
кановскому.
ПОБЕДИТЕЛИ
I
ВСЕРОССИЙСКОЙ
ХИМИЧЕСКОЙ
ОЛИМПИАДЫ
УЧАЩИХСЯ
ПЕРВЫЕ ПРЕМИИ
ПОЛУЧИЛИ:
8 класс
Павел Халатур — г. Калинин,
школа № 17.
Михаил Штабной — Тайшет
Иркутской области, школа № 2.
9 класс
Игорь Мартынов — поселок
Черноголовка Московской
области.
Андрей Сухо веки й — Красноярск,
школа № 27.
Михаил Фурман — Москва,
школа № 7 (вне конкурса).
10 класс
Михкель Ауль — ЭССР, Тарту,
школа № 5.
Владимир Беляев — г. Тара
Омской области, школа №11.
Юрий Лузиков — Москва, школг
№ 740.
Валентин Митькин — Киргизская
СССР, станция Кош-Тегирмен
Григорий Слепкев—'Пенза,
школа № 53.
11 класс
Вадим Гольдфарб — Ленинград,
школа № 10.
Николай Голубев — Ленинград,
школа № 188.
Виктор Никифоров — г. Балаково
Саратовской области, школа
№ 38.
Владимир Фарафоитов —
Оренбург, школа №51.
Анатолий Филиппов — Воронеж,
школа № 29.
Борис Жилинский - Москва,
шкогз № 101 (вне конкурса).
56

Профессор А. Ф. Платэ вручает дипломы победителям.
Кто из них будет здесь через год?
57

По просьбе редакции
заместитель председателя
Жюри Олимпиады ассистент
МГУ С. С. Чуранов подобрал
для наших читателей не- 4
сколько задач олимпиады и
лучшие ответы на них.
Вот эти задачи:
ЗАДАЧА КОНКУРСА
ВОСЬМИКЛАССНИКОВ.
Максимальное число очков,
которое мог получить участник за ее
решение — шесть.
На чашках весов
уравновешены два стакана, содержащие по
43,5 мл. 25%-ной азотной кислоты
(удельный вес 1,15). В один из
стаканов внесено 20 г мрамора, а в
другой — 20 г углекислого магния.
Изменится ли равновесие весов
после окончания реакции?
САМАЯ СЛОЖНАЯ ЗАДАЧА
КОНКУРСА УЧАЩИХСЯ
ДЕВЯТЫХ КЛАССОВ.
Только двум участникам
удалось получить все 9 баллов за ее
решение.
В шести пробирнах находятся
бесцветные водные растворы
хлористого натрия, хлористого бария,
азотнокислого бария, сернокислого

серебра, серной кислоты и
дистиллированная вода. Каким образом
можно определить содержимое
наждой пробирки, используя
только указанные в задаче растворы?
Предложите последовательный ход
анализа.
СЕМЬЮ ОЧКАМИ ОЦЕНИВАЛОСЬ
ПРАВИЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
КОНКУРСА ДЕСЯТИКЛАССНИКОВ.
КОТОРАЯ ПРЕДЛАГАЕТСЯ
ВАШЕМУ ВНИМАНИЮ-
Ярнонрасное вещество «X»,
нерастворимое в воде, переведено в
раствор кипячением с
концентрированной азотной кислотой. При
действии на полученный нислый
раствор раствора азотнокислого
бария выпадает белый осадок, а
при добавлении н тому же
раствору избытка щелочи образуется
желтый осадок, который
разлагается при нагревании. При
разложении этого осадна на холодных
частях прибора появляются
серебристые каплн. Установить состав
вещества «X».
ВМЕСТЕ С ДЕВЯТЬЮ ДРУГИМИ
ЗАДАЧАМИ УЧАЩИМСЯ
ОДИННАДЦАТЫХ КЛАССОВ
ПРЕДЛАГАЛАСЬ И ТАКАЯ ЗАДАЧА-ШУТКА.
В пяти сосудах находятся
одинаковые по весу количества
бромистого, йодистого и фтористого
водорода, кислорода и озона
(условия нормальные). Не прибегая к
помощи других химических
реактивов, различить предложенные
вещества.
/
Эта задача оценивалась всего в
два балла — один давался за
правильное, но сложное или длинное
решение, два — за
сообразительность. Большинство участников
конкурса получили за эту задачу
только по одному баллу...
Лучшие ответы участников
олимпнады на все четыре задачи
смотрите на 92—93 страницах.
59

?L-i
/f

РАССЕЯННЫЕ
ЭЛЕМЕНТЫ
Е. Д. СВЕРДЛОВ,
аспирант МГУ
Современная химическая
терминология содержит немало
курьезов, сохранившихся с давних
времен. Мы называем серную
кислоту купоросным маслом,
ацетат свинца — свинцовым сахаром,
употребляем для фтора и его
аналогов название галоиды,
(«подобные соли»]г хотя йод скорее
похож на металл, чем на соль,
бром в обычных условиях
жидкость, а хлор и фтор — газы.
Точно так же, не задумываясь,
люди говорят: «серный эфир»,
«царская водка», «углеводы».
Такой же привычный, но
неправильный термин — название
«редкие металлы». Давно
известно, например, что «редкий»
металл бериллий встречается в
земной коре намного чаще, чем всем
хорошо знакомая ртуть, чаще
даже, чем бром или мышьяк.
Относя тог или иной металл к
«редким», ученые учитывают не
только его распространенность, но и
способность образовывать отдель-
В. Л. ВАСИЛЕВСКИЙ, преподаватель Университета
дружбы народов им. Патриса Лумумбы
ные месторождения, легкость
выделения его из руд и,— может
быть, самое главное —
потребность промышленности в этом
материале. История науки и техники
полна примеров «того, как элемент,
ранее относившийся к «редким»,
становится обычным, рядовым
с развитием промышленности, с
ростом научных знаний. Быстро
стал обычным металлом еще
сравнительно недавно «редкий»
алюминий, стремительно уходит из
разряда «редких» титан. На
очереди — бериллий, цирконий,
тантал, ниобий и многие другие
металлы. Вот почему вопрос о том,
какие элементы относить к
«редким», часто вызывает споры.
Однако есть элементы, в
отношении которых ученые
единодушны. Это металлы галлий,
германий, гафний, таллий, индий, рений.
Они не образуют собственных
месторождений и добываются в
небольших количествах. А за то,
что они встречаются почти
повсеместно, но в виде ничтожных
примесей к «чужим» минералам, их
назвали рассеянными элементами.
Рассеянные элементы в
последнее время заняли
значительное место в научных
исследованиях и в технике, а будущее у них
еще более значительно, чем
настоящее.
ГДЕ НАЧИНАЮТСЯ ЧУДЕСА
Известно, что на основании
открытого им -периодического
закона Менделеев назвал
несколько новых, к тому времени еще не
обнаруженных элементов, указал
их места в таблице, оп-исал
основные свойства, дал им названия.
«Мне кажется, что наиболее
интересным из несомненно
недостающих металлов,— писал он в
1871 г.,— будет тот, который
принадлежит к IV группе, аналог
углерода. Это будет металл, еле-
61

дующий тотчас за кремнием и
потому (назовем его экасилицием».
Спустя 15 лет немецкий химик
Винклер выделил экасилиций из
минерала аргиродита и
перекрестил элемент в германий — в честь
своей родины.
Вплоть до тридцатых годов
учебники химии единодушно
твердили: «германий
практического применения >не имеет».
Механические свойства германия,
которые могли бы ^представить
интерес для металлургов,
оказались ничем не примечательными.
Затем небольшое количество
германия стали использовать в
стекольной 'промышленности.
Применяя двуокись германия вместо
леска, удалось получить более
прочное стекло, обладавшее
большим показателем
преломления и пропускавшее
инфракрасные лучи.
Между тем в лабораториях
германию готовили большое
будущее.
Всем известно, что коренные
свойства элементов и их
соединений не зависят от того, где и
каким способом они получены;
каждый элемент имеет только ему
присущую температуру плавления
и кипения, теплопроводность w
электропроводность. Но германий
никак не хотел подчиняться этому
закону: электропроводность
разных образцов германия была
совершенно различной. В конце-
концов исследователи
обнаружили, что к германию всегда
оказывались примешанными в
небольших количествах другие
элементы, а даже ничтожные
количества примесей коренным
образом изменяли свойства германия.
Здесь недостаточно было чистоты
в 99,9%, «оторой хватает для
многих других металлов.
А. Е. Ферсман заметил
однажды: «Истинные законы—великие
законы природы — обычно
•начинаются за третьим десятичным
знаком,-^ в тонких мелочах
строения». В наше время научились
очищать германий так, что
чистота его достигает 99,999999999%.
Продолжая мысль А. Е.
Ферсмана, можно сказать, что за 6—7
десятичным знаком начинаются уже
чудеса.
ЧТО ТАКОЕ «ДЫРКА»
Структура чистого германия
похожа на структуру алмаза. Это
неудивительно, ведь германий —
аналог углерода. В элементарной
ячейке кристалла германия
каждый атом связан с четырьмя
другими. Все свои четыре внешних
электрона каждый атом элемента
отдает на то, чтобы связаться
с соседними точно такими же
атомами.
В любом металле — железе,
серебре, меди, алюминии и т. д.
всегда есть много свободных
электронов, принадлежащих не.
какому-либо одному атому, а
совместно всем атомам. Именно
потому, что в металлах есть такое
«электронное облако», они
хорошо проводят электричество.
У германия мало свободных
электронов. И все-таки его можно
заставить проводить
электрический ток.
Если ввести в кристалл
германия «чужой» атом, например,
атом мышьяка, то с соседними
атомами германия его будут
связывать четыре электрона. Но ведь
у мышьяка пять внешних
электронов, значит один останется
«лишним». Когда кристалл будет
включен в электрическую цепь, через
него пойдет ток, и понесут его
как раз эти «лишние» электроны.
Конечно, -их число меньше, чем
в типичных металлах. Поэтому и
электропроводность будет
невысока. Но все-таки кристалл
германия не будет изолятором.
Не обязательно звать «на nq-
мощь» посторонние атомы. Если
кристалл германия нагреть или
осветить, то пришедшая извне
энергия «раскачает» электроны >и
позволит некоторым из 'них
освободиться. Значит, -и в этом случае
через кристалл сможет (пройти
ток.
Когда ток переносится
электронами, как в типичных
металлах, проводимость называется
«электронной», а такой кристалл
«n-кристаллом» (от слова negativ —
отрицательный). Но кристаллы
германия могут иметь
проводимость и другого типа.
Если в кристаллическую
решетку германия топал в качестве
примеси атом не мышьяка, а,
например, индия (с тремя внешними
электронами), то для связи с
соседними атомами германия ему
не хватит одного электрона.
Образуется «пустое» место,
которое ученые назвали обычным
житейским словом «дырка». Эту
«дырку» может занять электрон,
взятый у соседнего атома. Тогда
на месте, прежде занятом этим
электроном, образуется новая
«дырка». Ее снова займет
соседний электрон, и снова образуется
«дырка», но уже у более
отдаленного атома. «Дырка» — это
отсутствие электрона, значит,
заряд «дырки» положительный.
А само перемещение «дырки» от
атома к атому будет
восприниматься как движение
положительного заряда. Поэтому такой
кристалл называют «р-кристаллом»
(от слова positiv —
положительный). При включении такого
кристалла в цепь движение «дырок»
становится упорядоченным, через
кристалл идет ток.
Эти свойства кристалла
германия выдвинули его в середине
XX века на передний край
техники.
Если вплотную соединить два
кристалла германия — «п» и «р»,
то на их границе часть
электронов перейдет из п-кристалла в р-
кристалл, и в первом образуется
некоторый положительный заряд
(электроны «ушли»). Благодаря
этому положительные заряды р-
кристалла отодвинутся от
границы. Аналогичное явление
произойдет в п-крисгалле с электро-
62
%

ГЕРМАНИЙ ЛЕТИТ В ТРУБУ
"
I

—
\ ******
п _
|Р +1
1 *|
W
3
_-_-_-_
+++++++
ln+J
\+ ++^h±
Iй
|1р
нами. Носители зарядов
отодвинутся в обе стороны от границы,
образуя как бы «нейтральную
полосу», обладающую повышенным
сопротивлением и называемую
запорным слоем.
Включим «двойной» кристалл
в электрическую цепь так, чтобы
р^кристалл был соединен с
положительным, а п-кристалл — с
отрицательным полюсами батареи.
В этом случае сопротивление
заборного слоя будет преодолено,
электроны начнут двигаться к
положительному, а «дырки» к
отрицательному полюсам батареи.
Кристалл пропустит электрический
ток. Изменение полярности
батареи приведет к увеличению
запорного слоя, ,к росту его
сопротивления. Ток через кристалл не
пойдет.
Рассмотренный пример — >не
что .иное, как схематическое
изображение полупроводникового
диода: такой кристалл может
служить выпрямителем переменного
тока.
Используя не двойной, а
трехслойный кристалл {п, р, п) или {р,
Ч р) удалось создать
кристаллические полупроводниковые
триоды, в которых один кристалл —
эмиттер — играет роль катода
электронной радиолампы,
другой — коллектор — роль анода, а
третий — база, или основание —
соответствует управляющей сетке.
Такие полупроводниковые
триоды получили название
транзисторов. Полупроводниковые приборы
гораздо меньше, легче, прочнее,
экономичнее вакуумных
радиоламп. Средний срок службы
радиолампы— 500 часов, а
транзисторов 40—50 тысяч часов.
•Домашние холодильники и
искусственные спутники Земли,
автоматика и радиотехника,
солнечные батареи и катализаторы
химических реакций-^такова
область применения
полупроводниковых приборов из германия, она
поистине необозрима.
Но нет ли в нашем рассказе
о германиевых полупроводниках
вопиющего противоречия?
Сначала было объявлено о
необходимости сказочной чистоты
германия, а лотом оказалось, что
именно атомы примесей сообщают
германию его удивительные
свойства...
Противоречия здесь нет. Из
обычного «стихийно»
загрязненного германия нельзя получить
п-кристаллы или р-кристаллы. Для
этого следует внести в чистый
германий нужные примеси и в
нужных количествах. Только в
случае такого «планового»
загрязнения можно в широких 'Пределах
изменять свойства германия.
А свои волшебные свойства
германиевые кристаллы проявляют
лишь в том случае, когда в них
сочетаются участки с дырочной и
с электронной проводимостью.
В земной коре содержится
0,7.10-3% германия — лишь
вдвое меньше, чем свинца.
Однако, встречаясь в ничтожных
количествах во всех горных породах,
он нигде не концентрируется в
германиеворудные
месторождения. Наиболее удобным оказалось
получение германия в качестве
побочного продукта при
переработке цинковых и некоторых
других руд. Но этих источников
германия явно не хватало. Новый и
притом обильный источник
открыли... медики.
Уже давно с удивлением
замечали, что в районах, где
работают углеперерабатывающие
заводы, несмотря на насыщенность
воздуха дымом и угольной пылью,
заболеваемость туберкулезом
сравнительно низка. Это
заинтересовало медиков, которые
проанализировали газы и «нашли, что
в них содержится двуокись
германия, которая подавляет
жизнедеятельность туберкулезных
бацилл. Результаты этого открытия
уже не имели никакого
отношения к медицине: германий
перестал «лететь в трубу», его стали
извлекать из золы и сажи угле-
перерабатывающих заводов (в
1 тонне угля содержится около
1 грамма германия).
Угольную пыль, оседающую
в трубах, собирают и сплавляют
с железом и медью. Железо
сплавляется при этом с
германием, а медь с галлием {который
тоже представляет ценность). До-
63

бавляемые к смеси флюсы
образуют с ненужными примесями
шлаки, которые сливают.
Нижний, более тяжелый слой сплавов
(так называемый «королек»),
помещают в воду и хлорируют. При
этом образуется GeCl^ Это —
летучее соединение, которое можно
отогнать в специальных ретортах.
Для лучшей очистки GeCU
несколько раз перегоняют на
ректификационных колоннах, а после
этого уже, разлагая GeCU,
'получают германий.
Это еще очень «грязный»
металл. Для того, чтобы получить
германий той фантастической
чистоты, которая требуется технике,
прибегают к принципиально
.новому методу очистки — зонной
плавке. Металлический германий
расплавляют, например, в
высокочастотных печах, но не весь
брусок сразу, а лишь некоторую зону
его. После этого нагреватель
постепенно перемещают вдоль
бруска. Соответственно перемещается
и расплавленная зона. А закон
распределения примесей в
жидком и твердом германии разный.
Примеси собираются .именно в
расплавленной зоне, перемещаясь
вместе с ней к концу бруска.
Повторяя зонную плавку
несколько раз, «сгоняют» примеси к
одному концу бруска германия,
очищая от них остальной металл. Тот
же принцип применяют еще раз,
выращивая так называемые
монокристаллы: в расплав германия
погружают небольшой
кристаллик— затравку и начинают
постепенно вытягивать его из
расплава. Над расплавом германии
охлаждается и затвердевает, а
примеси, как уже говорилось,
остаются в расплаве. Но дело не
только в примесях: в
монокристаллах нет .неоднородностей,
которые могли бы изменить
свойства будущего полупроводника.
«Девять девяток» достаются
нелегко. Поэтому стоит
сверхчистый германий очень дорого.
ОБНАРУЖЕННЫЕ
СПЕКТРОСКОПОМ
Индия, галлия и таллия
природа запасла немного. Так же,
как и германий, они почти не
имеют собственных минералов,
а тем более месторождений.
Открытием своим эти элементы
обязаны могуществу науки —галлий
был описан Менделеевым под
именем зкаалюминия
одновременно с экасилицием (германием)
за четыре года до того, как его
обнаружили с помощью
спектрального анализа (которому,
кстати, мы обязаны также
открытием индия и таллия).
В 1861 г. английский физик
Крукс обнаружил в спектре
одного из минералов характерную
зеленую линию, которая выдала
присутствие нового элемента,
.получившего название таллия.
Поскольку обнаружен он был в
колчеданах, которые используются
при производстве серной кислоты,
то было естественным искать его
в отходах этого производства. Так
и оказалось на деле: таллий тоже
«летел в трубу». Выделение
металла и изучение его химических
свойств позволило отнести его
к аналогам алюминия и поместить
в дальнейшем в III группе
периодической системы. Несмотря на
то, что TI — аналог алюминия, он
обладает оригинальной
способностью проявлять в соединениях
валентность +1. Гидроокись
таллия ТЮН — такое же сильное
основание как щелочи. Соли
таллия почти так же ядовиты, как и
соли его соседа по
периодической системе — ртути. В течение
целых десятилетий после
открытия таллия практическое
использование находило именно это его
свойство: солями таллия травили
грызунов — вредителей сельского
хозяйства. В небольших
количествах таллий использовали в
медицине.
Сравнительно недавно
обнаружилось, что таллий может
отдавать свои валентные электроны
под воздействием света, причем
не только видимой части спектра,
но и невидимой—-инфракрасной.
Чувствительные к инфракрасному
излучению таллиевые
фотоэлементы делают реальной
возможность видеть в темноте. Ведь
инфракрасные лучи испускает
любое нагретое тело — земля,
человек, работающий мотор и т. д.
64

Существуют конструкции
.«инфракрасных сторожей», которые
включают сигнализацию при
пересечении посторонним предметом
jiOTOKa инфракрасных лучей,
воспринимаемых таллиевым
фотоэлементом. Такой луч «виден»
фотоэлементу, но он абсолютно не
воспринимается глазом.
Для приборов, работающих в
инфракрасной области спектра,
нужна специальная оптика —
здесь не годится стекло, не
пропускающее инфракрасных лучей.
Линзы и другие ответственные
части таких приборов изготовляют
из специально полученных
больших кристаллов некоторых солей,
в том числе TIJ и TlBr.
Так же как таллий, индий
встречается лишь в качестве
примесей к цинковым и свинцовым
рудам. Название свое он получил
потому, что спектр его -имеет
яркую синюю линию, похожую по
цвету на краситель индиго.
Индий можно назвать
телохранителем подшипников. Дело
в том, что, шока скорости
движущихся частей машин были
незначительны, для изготовления
подшипников годилось олово и его
сплавы с обычными металлами.
Но развитие турбиностроения,
реактивной техники привело к
таким скоростям, при которых
масло для смазки подшипников
начинает разъедать их.
Наилучшими оказались
антифрикционные сплавы с индием. Они
обладают высокой коррозионной
стойкостью; если поверхность
подшипника покрыть индием, то срок
его службы увеличивается
впятеро. Такой подшипник не боится
смазки.
Индий обладает высокой
отражательной способностью.
Зеркала астрономических приборов,
прожекторов и рефлекторов
самого различного назначения,
покрытые индием или его смесью
с серебром, прекрасно отражают
свет и не тускнеют со временем.
Ограниченное, но любопытное
применение нашел индий в
ювелирном деле — добавка 1% индия
к серебру вдвое увеличивает его
твердость, а сплав 75% золота с
20% серебра и 5% .индия имеет
красивый золотисто-зеленый цвет.
Наконец, очень важное
(значение приобретает индий в
полупроводниковой технике. Как мы
уже говорили, именно индий
превращает чистый германий в р-кри-
сталлы с «дырочной»
проводимостью.
Галлий содержится в
незначительных количествах в бокситах
и его можно извлекать из них
попутно при выплавке алюминия.
Кроме того, его получают, наряду
с германием, из отходов
переработки угля.
Галлий — это металл. А все
металлы, независимо от их
индивидуальности, обладают рядом
общих свойств. Причина этого —
в особенностях их
кристаллической структуры. Все атомы
металлов расположены в строгом
порядке и образуют
кристаллическую решетку. У всех металлов
валентные электроны легко
покидают свои места и образуют
общее электронное облако внутри
кристалла. Такой кристалл с
«общими» электронами представляет
собой как бы одну огромную
молекулу.
Если же кристаллическая
решетка состоит не из атомов, а из
целых молекул, то связь между
такими молекулами гораздо
слабее, чем связь атомов внутри
отдельной молекулы. Как
правило, вещества с металлическим
характером кристаллической
решетки сравнительно тугоплавки,
потому что нарушить, ослабить
связь между отдельными
атомами -решетки — «молекулы»
труднее, чем ослабить связь между
отдельными молекулами
молекулярной решетки.
Интересная особенность
галлия состоит в том, что, будучи
металлом, он тем не менее
образует не металлическую
кристаллическую решеткуг а решетку
молекулярного типа,
включающую в себя молекулы Ga2.
Следствие этого — нобычайно низкая
температура итлавления (всего
30° С) и способность сохраняться
в жидком состоянии при
охлаждении ниже температуры
плавления (так называемое
переохлаждение). Правда, ртуть «имеет еще
более низкую температуру
плавления, но она кипит 'при 357°,
а галлий — только выше 2000°.
Это уникальное свойство сделало
галлий очень удобным для
изготовления высокотемпературных
термометров. Когда галлий будет
добываться в больших
количествах— а это время обязательно
наступит,— его можно будет
использовать в различных тепло-
обменных устройствах, например,
при работе атомных
электростанций. Сплавы галлия с кадмием и
оловом могли бы заменить ртуть
в лампах дневного света, потому
что весь их спектр лежит в
видимой области, а ртутные лампы
расходуют значительную часть
энергии >на невидимое,
ультрафиолетовое излучение.
Некоторые легкоплавкие
сплавы галлия используют в качестве
пожарных извещателей; при
повышении температуры сверх
определенного предела они плавятся,
включая реле сигнальных
устройств.
В последние годы особое
внимание ученых привлекают
соединения галлия м индия с
элементами V группы периодической
системы — азотом, фосфором,
сурьмой. У этих соединений были
обнаружены полупроводниковые
свойства. Особенно интересным
оказался арсенид галлия CaAs.
Квантовый генератор (лазер) с
монокристаллом арсенида галлия
отличается чрезвычайной
'простотой, компактностью и
устойчивостью действия. Красный луч
такого лазера далеко виден в
любом тумане. И вполне может
быть, что в недалеком будущем
5 Химия и Жизнь, № 5
65

такие квантовые генераторы
заменят прожекторы или
сигнальные огни на локомотивах или
автомобилях, работающих в
условиях сильных снегопадов,
туманов, пурги.
ВОТ КАКОЙ РАССЕЯННЫЙ...
Если не считать искусственно
полученных элементов, 75-й
элемент — рений один из самых
«молодых», он был открыт только в
1925 г. Поиски рения
продолжались так долго потому, что он
типичный рассеянный элемент, да и
к тому же
малораспространенный.
Несмотря на все это, рений
уже хорошо изучен. Не только
его новизна привлекла к себе
химиков. Дело в том, что по
тугоплавкости он подобен
вольфраму, а по устойчивости к
окислению— платине. Сплавы рения
обладают высокой прочностью,
твердостью, химической
устойчивостью. Из рения и его сплавов
делают небольшие, >но
ответственные детали, которые должны
отличаться высокой
износостойкостью: электрические контакты^
стрелки компасов и других
приборов. В перспективе рений
можно будет использовать в
радиотехнике — е качестве .катодов, и
в электротехнике — вместо
вольфрама для изготовления более
долговечных нитей электроламп.
Рений начали применять
вместо иридия и родия в
термопарах— для измерения высоких
температур, а также в качестве
антикоррозионного покрытия.
Говоря о рассеянных
элементах, приходится много раз
повторять слово «будущее»...
Вызванные к жизни бурным
развитием науки и техники,
рассеянные элементы сами
становятся могучим фактором
научного и технического прогресса.
Недаром в спутниках и ракетах
относительное «содержание»
редких металлов намного выше, чем
в земной коре.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ IH
о
РИФЛЕПЫЕ ТРУБЫ
ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА
Трубы из полиэтилена и из
других пластмасс получили
широкое распространение. Они легки,
прочны, не подвержены коррозии.
Но у них есть один недостаток —
недостаточная жесткость.
Недавно в ФРГ разработаны
полиэтиленовые трубы нового типа —
с ребристой поверхностью, что
придает трубам необходимую
жесткость.
НОВЫЕ АНТИБИОТИКИ
На базе пенициллина создан
ряд искусственных антибиотиков.
Обычно эти новые антибиотики
имеют более узкое применение,
чем пенициллин, но зато в
определенной области они
несравненно эффективнее. Один из них —
иафициллин, созданный в Англии,
убивает неноторые
микроорганизмы, стойкие к пенициллину.
Кроме того, он удерживается в
организме значительно дольше, чем
пенициллин, поэтому можно
принимать меньшие дозы ленарства и
с большими интервалами.
СМАЗЫВАЙТЕ
ПОСАДОЧНУЮ ПОЛОСУ
Случается, что самолет, заходя
на посадну, не может выпустить
шасси, и ему не остается ничего
иного, как сесть прямо на
фюзеляж.
Для подобных случаев в ФРГ
разработана пенистая полимерная
масса «Тутоген», ноторую можно
быстро нанести на посадочную
полосу. «Тутоген» снижает трение
между самолетом и бетоном,
уменьшая опасность аварии.
ЧТОБ ПЕ СЪЕЛИ
БАБЕЛЬ
Замена свинцовой изоляции
кабелей пластмассовой изоляцией
дает не только преимущества. Во
всяком случае, при прокладке ка-J
белей в тропических странах, там,
где водятся термиты.
Дело в том, что эти
прожорливые насекомые, не дожидаясь того
времени, когда наука овладеет
синтезом любых продунтов
питания, охотно лакомятся теми
синтетическими полимерами, ноторые
химини могут предоставить им уже
сегодня. Практически в пределах
досягаемости термитов
пластмассы нельзя использовать без
специальной защиты.
Существуют четыре основных
метода защиты: механическая
защита набеля; внесение в наружную
пластмассовую оболочку веществ,
при контакте с ноторыми
насекомые немедленно гибнут; внесение
в оболочку отравляющих веществ,
действующих через желудоч ный
тракт, и, наконец, внесение
отравляющих веществ в грунт при
засыпке траншей, в которые
укладывают кабель. Первый и второй
способы наиболее безотказны.
СВЕТЯЩАЯСЯ ОДЕЖДА ~
Для повышения безопасности
работы в условиях плохой
видимости — ночью, в тумане, в
особенности на транспорте, в Англии
разработан новый светящийся
материал для одежды. Материал
изготовлен из флуорнсцирующего по-
ливинилхлорида. Способность
светиться не исчезает при
многократной стирке одежды.
ОБМАНУТЫЕ ПЧЕЛЫ
В США испытываются соты,
изготовленные из термостойкой
пластмассы иак одно целое с
рамками. Благодаря применению
одного и того же материала рамки не
набухают и не деформируют сот.
После отначки меда новые соты
можно стерилизовать в горячей
воде и использовать вторично.
Испытываются соты из нескольних
типов пластмасс разного цвета, с
ячейками нескольких размеров.
Предполагают, что применение
новых сот поможет успешно
бороться с заболеваниями пчел.
новости отовсюду
66

ТИОФЕН
Всякое химическое соединение имеет
свою „биографию". Судьба ти<*фсна
настолько необычна и поучительна,
что стоит рассказать о ней подробнее.
Кандидат химических наук
Ю. Б. ВОЛЬКЕНШТЕЙН
Долгое время тиофен был «непрошенным
гостем». Всюду, где бы он ни появлялся, от него
старались избавиться, изгнать его, разрушить,
уничтожить. Он, как и другие сернистые соединения,
затруднял химическую переработку нефти и
каменного угля, изменял ход химических реакций, спутывал
расчеты аналитиков, словом, был настоящим
«чертиком в колбе».
СТРАНИЦЫ
ПЕЧАЛЬНОЙ БИОГРАФИИ
Все началось с неудавшегося опыта. На одной
из лекций по химии ароматических соединений
осенью 1882 года немецкий профессор Виктор Мей-
ер демонстрировал студентам получение бензола из
бензойной кислоты. В .приемную колбу медленно
капала бесцветная прозрачная жидкость. Опыт шел
успешно. Оставалось только доказать, что
синтезирован именно бензол.
Ассистент привычно выполнил все манипуляции,
ввел изатин и серную кислоту, но полученное
вещество не приняло ожидаемой синей окраски. Пробу
повторил сам профессор — тот же результат. Тогда
взяли бензол, выделенный из каменноугольной
смолы, и проба удалась. Что же получили из бензойной
кислоты?
Все анализы однозначно твердили — бемзол,
а многократно проверенная на каменноугольном
бензоле .проба упорно не подтверждала данных
анализа...
Случай на лекции заставил профессора Мейера
начать новое большое исследование. Он,
естественно, предположил, что в синий цвет изатин
окрашивает не сам бензол, а какое-то неизвестное
вещество, сопутствующее бензолу при его выделении из
каменноугольной смолы. Бензол, освобожденный от
этого спутника, не дал синего окрашивания с
изатином. Тот факт, что таинственный спутник не
отделялся от бензола, свидетельствовал о большом сходстве
мх физических и химических свойств.
В результате большой и трудоемкой работы
этот спутник все же был выделен в чистом виде. На
основании .элементарного анализа В. Мейер
определил его состав и предложил структурную формулу,
которой и сегодня пользуются химики:
В' НС—СН В
Р // \\
в'НС' /На
Посоветовавшись с другими учеными, он
окрестил вновь открытое вещество тиофеном. Этим
названием Мейер хотел подчеркнуть наличие в нем
серы (тио) и сходство вещества и его производных
с фенильными соединениями (фен), т. е.
соединениями ряда бензола. Вскоре он же выделил из
каменноугольного толуола метилтиофен, который назвал
тиотоленом, а из ксилола — диметилтиофен или тио-
ксен. Тем самым В. Мейер показал, что тиофен
является родоначальником целой группы
соединений — гомологического ряда.
67

Уже первые исследования химических и
физических свойств тиофена и его производных показали
их поразительное сходство со свойствами
соединений ряда бензола. Действительно, тиофен кипит при
84е, бензол—при 80°; хлортиофен—при 12В°,
хлорбензол— .при 132°; температура плавления
бензойной кислоты — 122°, тиофенкарбоновой — 126°.
Запах ацетотиенона почти невозможно отличить от
запаха ацетофекона — и тот и другой пахнут
черемухой. Сходство это было настолько полным, что
В. Мейер в одном иэ своих писем признавался, что
если бы не сера, которая всегда содержится в тио-
феновых соединениях, он был бы уверен, что
работает с производными бензола.
В. Мейером и его сотрудниками был заложен
фундамент ныне весьма внушительного здания
химии тиофена. Причем, фундамент этот оказался
настолько добротным, что по сей день без
капитального ремонта служит надежной опорой зданию. Одним
из участников этой работы был молодой русский
ученый, в будущем — выдающийся химик Николай
Дмитриевич Зелинский, который в течение трех лет
работал в лаборатории Мейера. Первая
—магистерская—диссертация замечательного ученого была
посвящена некоторым вопросам изомерии тиофено-
вых производных.
В первой половине XX века значительный вклад
в изучение тиофена внес немецкий химик В. Штейн-
копф.
Он синтезировал тиофен из трехсернистого
фосфора и некоторых нециклических органических
соединений, таких как янтарная кислота:
Hf-f ja, ГЛ
НООС СООН ^5Г
Каменноугольная смола, из которой тиофен
выделяется с большим трудом, перестала быть его
единственным источником.
Вскоре ученые начали искать другие способы
искусственного получения тиофена из более
дешевого сырья. С одной стороны, эта работа должна
была сделать тиофен и его производные более
доступными, а с другой—химики хотели выяснить, как
образуется тиофен в .природе и попытаться
воспроизвести этот луть.
В конце 40-х годов в США построили
полупромышленную установку для получения тиофена из
бутана и серы.
Н3С—СН2—СН2—СН3 + *$ >■
Все это способствовало развитию химии
тиофена и его производных.
ЧЕМ «ЗНАМЕНИТ»
ТИОФЕН!
Долгие годы ученые не могли понять, почему
два совершенно различно построенных
соединения— тиофек и бензол—так похожи друг на друга,
почему замена СН = СН группы бензольного кольца
на атом серы так мало изменяет свойства
соединения? Современная органическая химия отвечает на
эти вопросы так.
Общность тиофена, бензола и некоторых других
циклических соединений объясняется тем, что у их
(и только у их!) молекул есть шесть электронов,
образующих единую систему — электронный секстет.
Особенности строения молекул, естественно,
сказываются на свойствах этих соединений. Для них
характерны значительная устойчивость кольца и особая
склонность к реакциям замещения, а не
присоединения. При этом, у бензола для образования
электронного секстета каждый из шести углеродных
атомов поставляет по одному электрону, а у тиофена
четыре атома углерода, естественно, дают только
четыре электрона, а атом серы — два недостающих:
* н
нет .^н J \
HCS^CH HCNKCH
н
У пятичленных азот- и кислородсодержащих
циклов — пиррола и фурана недостающие для
достройки секстета электроны дают азот или кислород.
Лишившись своих «собственных» электронов и отдав их
в «общее пользование», атомы серы, кислорода или
аэота, естественно, теряют свои обычные свойства.
Зато молекула в целом приобретает те свойства,
которые лринято называть ароматическими.
Первое время химия тиофена развивалась, в
основном, к<под флагом» сходства с бензолом. При
таком подходе некоторые особенности тиофенового
кольца продолжали оставаться скрытыми...
Ученые, конечно, понимали, что, хотя сера и
отдала два электрона на достройку секстета, ее
присутствие, ее особенности должны каким-либо
образом проявиться.
Определенное влияние серы на свойства
тиофенового кольца отметил еще В. Мейер. Например,
более высокую реакционную способность тиофена
по сравнению с бензолом он объяснял влиянием
атома серы. Сера «виновата» и в том, что тиофен
способен давать два ряда производных, а то время как
у бензола все атомы углерода равноценны. В зави-
О
+ 3H,S
68

Профессор В. Мейер
читает лекцию об открытом им
соединении — тиофене.
симости от того, у какого из атомов углерода, а- или
|Нсюлее удаленного от серы) произойдет
замещение водорода, получатся различные по свойствам
соединения. С годами число полученных в
лабораториях производных тиофена росло. Но, несмотря на это,
тиофен не приобрел того значения, на которое мог
бы претендовать, благодаря своей высокой
реакционной способности. Главная причина этого была в
том, что почти все исследователи видели в нем лишь
бензолоподобное вещество.
НАПРАВЛЕНИЯ ПОИСКА
Для нашей страны вопросы химии тиофена
играют особую роль. Ни одна страна в мире не
располагает таким количеством уникальных
высокосернистых сланцев, как наша. В легких продуктах
перегонки сланцев некоторых месторождений Поволжья
содержание тиофена и его гомологов достигает
десятков процентов. Таким образом, чисто
познавательная задача—изучение химии тиофена — в ма-
шей стране приобретает большое практическое
значение.
В 1951 г. вопрос о комплексном использовании
сланцев стал достоянием лаборатории
гетероциклических соединений Института органической химии
им. Н. Д. Зелинского Академии наук СССР. Работу
возглавил доктор химических наук, профессор
Я. Л. Гольдфарб. Для него тиофен не был
«таинственным незнакомцем». Еще в 1928 г. никому тогда
не известный молодой ученый нашел, что из хлор-
ангидридов карбоновых кислот и бензольного
раствора тиофена в присутствии хлорного олова можно
получать тиофеновые кетоны. Это ли не способ
разделения химических «близнецов»?
KCOCI
SnLb
на
Бензол в этой реакции не участвует, потому что
хлорное олово для него слишком малоактивный
катализатор. Отделить бензол от полученного тиосре-
нового кетона значительно проще, чем от самого
тиофена.
И вот, почти через четверть века ученому вновь
предстояла работа с тиофеном...
В отличие от своих предшественников,
Гольдфарб видел в тиофене, прежде всего, соединение
серы. Он был убежден в том, что наиболее
интересные в познавательном и практическом отношении
факты следует искать именно в тех превращениях
тиофена, которые обусловлены особенностями его
строения. А количество этих фактов росло
стремительно. Тиофен, его производные и гомологи с
каждым годом занимали все большее место в планах
и работах лаборатории. Выявились два основных
направления: синтез и изучение тех превращений тио-
69

феновых соединений, которые не связаны с
раскрытием тиофенового кольца, и получение «а основе
тиофена и его гомологов нециклических соединений.
Те, кто когда-либо изучал органическую химию,
знают, какие широкие синтетические возможности
для химика открывают реакции Гриньяра. Помните?
Это реакции с участием магнийорганических
соединений. В органическую молекулу вводится ион
магния, который потом легко заменить практически
любой функциональной группой. Но реакции Гриньяра
можно проводить только с теми соединениями, в
которых водород частично или полностью заменен
галоидами.
Тиофеновую молекулу можно «металлировать»
без промежуточных операций. Правда, вместо
магния здесь берется элементоорганичесиое
соединение— бутиллитий. Образовавшийся тиениллитий
способен превращаться в те же классы органических
соединений, что и гриньяровские полупродукты.
Тиенилсульфиды, полученные этим методом,
оказались весьма интересными соединениями. Одни
из них намного ускоряют вулканизацию каучуков,
другие оказались антиокислителями полимеров,
третьи—гербицидами. Бензольные аналоги этих
веществ не обладают такими свойствами.
Вскоре был открыт совершенно новый класс
соединений— меркаптоальдимины. Как ни старались в
лаборатории заставить бензол образовать подобные
соединения, он оказался неспособным к этому. Тио-
феновые меркаптоальдимины, по-видимому, могут
существовать только благодаря возникающей внутри
молекул водородной связи:
Н
Молекула как бы .берет сама себя левой рукой за
правую и, благодаря этому, становится устойчивее.
А что, если дать этим «рукам» схватить какой-либо
•посторонний атом, скажем, атом металла? Такие
соединения были получены:
T-f
«Сх X \j*
H
Некоторые из них заинтересовали
химиков-аналитиков.
Присутствие в тиофеновой молекуле атома серы
вызывает те же последствия, какие в бензольном
ядре вызывает /первый заместитель атома водорода.
Он не только облегчает (последующие реакции
замещения, но и исполняет функции диспетчера,
направляя в определенное положение «вновь прибывшие»
заместители.
Некоторые производные тиофена — физиологи-**
чески активные соединения. Наиболее эффективны
те из них, у которых функциональная группа
находится в р-лоложении (дальше от серы).
Но активность а-положений тиофеновых молекул
примерно в 1000 раз выше, чем р-положений.
Поэтому р-ззмещенные -производные тиофена
значительно менее доступны. До последнего времени ни
одному ученому не удавалось направить
функциональную группу в р-ноложение, если хоть один
углеродный сосед серы не заблокирован радикалом.
Профессор Я. Л. Польдфарб и его сотрудники
использовали для получения р-замещенных тиофе-
нов метод комплексообразования. Образование
комплексов вообще часто изменяет природу молекулы
и ^заставляет реакцию идти необычным путем.
Химическая интерпретация этого сложного явления пока
еще не совсем ясна, но, тем не менее, химики часто
пользуются им.
R === К или алкил
Для пробы был взят а-ацетилтиофен. Его
смешали с хлористым алюминием, взятым в большом
избытке, без растворителя. Затем к полученному
комплексу прибавили бром. Комплексообразование,
во-первых, блокировало боковую цепь, в которую
должен был бы встать бром, во-вторых, заставило
его вступить в накрестлежащее рчположение. То же
удалось проделать с а-тиофеновым альдегидом.
Выход Р-замещенных тиофенов превысил 90%! Так
впервые появился метод непосредственного
введения заместителя в Р-положение тиофенового кольца
при свободном а-положении. «Принудительный
ассортимент» был отброшен. Молекула тиофена стала
полностью управляемой.
ТИОФЕН ОСТАЕТСЯ
БЕЗ СЕРЫ
Ну, а что будет, если каким-нибудь образом
воздействовать на кольцевую серу тиофена, скажем,
окислить ее? Как это отразится на свойствах
системы? Некоторые производные тиофена удалось
окислить до сульфонов, т. е. присоединить к их сере
70

O^O
по два кислородных атома. Полученные соединения
по своим свойствам оказались совершенно
отличными от своих тиофеновых предков. Причину этого
превращения нетрудно понять.
Для образования новых связей
с кислородом сера была
вынуждена забрать свою пару
электронов из «общего котла».
Секстет электронов распался,
исчезли ароматические
свойства молекулы, получились диены — соединения с
двумя ненасыщенными связями, способные вступать
в реакции конденсации.
А можно серу просто убрать из молекулы
производного тиофена. Зачем? Есть много органических
соединений, обладающих замечательными
свойствами, очень нужных химикам и очень трудно
получаемых. А поэтому дорогих, недоступных. Получение
этих соединений из тиофена и его производных —
вот, пожалуй, главная заслуга профессора Я. Л.
Гольдфарба и его сотрудников.
Еще в 1939 г. была открыта реакция
восстановительной десульфуризации. Первоначально ее ислоль-
зовалп лишь для установления строения некоторых
npnpvHribix соединений, в частности, пенициллина и
биотина. Но если в ней участвуют тиофен и его
производные, эта аналитическая реакция (приобретает
огромные синтетические возможности.
Как это происходит? В молекулу тиофена вводят
различные заместители. Затем ее подвергают
восстановительной десульфуризации, при которой
кольцо разрывается, и сера уходит из молекулы.
Получается алифатическое соединение, в котором
сохраняются функциональные группы, «ранее введенные в
тиофеновое кольцо. Тиофен здесь играет роль
активного посредника. Своей феноменальной
реакционной способностью он помогает собрать в
промежуточном продукте совершенно недостижимые
сочетания функциональных групп, а затем сера
отщепляется, и получаются молекулы, не имеющие ничего
общего с тиофеновыми. «Мавр сделал свое дело,
мавр может уйти». Примером «благородства»
тиофена может служить следующая реакция:
(СН2)тС0С1
.(СНа)л
С помощью реакции ацилирования получают
тиофен с длинным («хвостом» хло ран гидрид а
кислоты. Когда на следующей стадии реакции отщепляют
.хлористый водород, этот /«хвост», «ак хвост
скорпиона, загибается и покалит» свое тело — ацилирует
ядро в свободное а-«положение. Получается бицикл и-
ческий кетон, в котором атом серы .играет роль
(перемычки. Достаточно убрать эту -перемычку, и готов
макроциклический кетон. Уже получены циклы,
[содержащие до 28 звеньев. А макроциклы — это и
антибиотики, и искусственный мускус. Как правило,
такие сложные соединения лолучают длинным,
многостадийным путем. А с томощью тиофена их можно
синтезировать буквально в несколько приемов.
Реакция восстановительной десульфуризации
позволяет получать не только макроциклы, но и
разнообразные алифатические соединения, в частности,
новые аминокислоты и лактамы—мономеры
пластиков типа капрона и энанта.
Так, на наших глазах, тиофен из вредного
спутника бензола превращается в источник сырья для
производства лекарств, стимуляторов роста,
гербицидов, душистых веществ, полимеров и многих других
продуктов органического синтеза.
В прошлом году Президиум Академии «наук
СССР за работы по химии тиофена присудил
профессору Я Л. Гольдфарбу премию имени А. М.
Бутлерова.
71

Все дальше отодвигаются границы
невозможного для науки. Покорение энергии
атома, решение проблемы космических
полетов, создание квантовых генераторов,
новых полимерных материалов, реальная
возможность синтеза пищевых продуктов...
В I960 году появились сообщения о
синтезе одного из самых сложных продуктов
природы — хлорофилла. Некоторые ученые
шутили по этому поводу, что биохимикам
остается теперь только синтезировать самое
высшее достижение природы — человека.
Но возможен ли синтез без анализа?
Нет. Это была бы игра «в темную» с
природой. Сначала — тщательный анализ
природного продукта, затем — длительная,
трудоемкая работа по синтезу и — вновь
анализ, но теперь уже того, что получено.
Для выяснения структуры вещества
применяют разные методы. И ни один из них
не универсален. Обычные химические
методы исследования молекул очень сложны
и трудоемки. Например, структура такого
известного вещества, как камфара,
изучалась в течение полувека, и лишь в 1903 году
труд десятков химиков завершился
синтезом этого соединения. Хинин, открытый в
1808 году, удалось синтезировать лишь в
1944 году.
С помощью обычных химических
методов анализа часто вообще не удается
проникнуть в тайну строения сложных молекул
полимеров, антибиотиков, ферментов. Как
же быть? Где тот универсальный метод
анализа, который позволил бы «просветить»
вещество и точно установить его структуру?
72
Ю. ДРУГОВ, И. ЕФИМОВ,
научные
сотрудники МГУ
ОТКРЫТИЕ ВИЛЬЯМА ГЕРШЕЛЯ
На рубеже XVIII и XIX столетий
англичанин немецкого происхождения, сын
полкового музыканта Вильям Гершель занялся
изучением оптики и астрономии. Научная
интуиция его не подвела... Наблюдая в
самодельный телескоп звездное небо, Гер-
щель открыл новую планету — Уран, еще
через несколько лет —обнаружил спутники
Урана и Сатурна, а затем точно определил
направление движения Солнца в мировом
пространстве. В 1800 году, в возрасте 62 лет,
Гершель заинтересовался распределением
энергии в солнечном спектре. Направляя
солнечный луч на стеклянную призму,
Гершель получал видимый спектр. В разные
его части он помещал ртутный термометр с
зачерненным концом. Ученый обнаружил,
что термометр показывает повышение
температуры за красным концом спектра —
там, где, собственно, не было видно
никаких лучей. Следовательно, термометр
нагревали какие-то новые, невидимые лучи,
неизвестные еще науке. Гершель назвал их
«невидимым светом». Он установил, что эти
лучи испускаются не только Солнцем, но и
раскаленными предметами, они
подчиняются тем же физическим законам, что и
видимый свет.
Позднее «невидимые лучи» Гершеля
были названы инфракрасными, так как они
расположены за красной границей спектра
(латинское слово «инфра — «ниже, под»).
В наше время мы знаем, что
инфракрасное, ИК-излучение так же, как и видимые
лучи,— это электромагнитные колебания с
длиной волны в диапазоне от 1 до 2000
микрон.

НЕВИДИМЫЙ
СВЕТ
НЕОБЫЧНЫЕ ФОТОГРАФИИ
На ИК-снимках перед нами предстает
необычный мир, где черные реки текут среди
серебряных деревьев, живые существа
светятся, а одежда иногда бывает прозрачной.
ИК-лучи проходят через вещества,
непроницаемые для света, например, через ткани
или эбонит, но зато хлорофилл растений
отражает их, и поэтому на ИК-фотографиях
листья растений, плодов и овощей
получаются светлыми.
В 1955 году в Нью-Йорке две газеты
тайком послали своих репортеров
сфотографировать большие маневры пассивной
обороны. Камеры фотоаппаратов были
заряжены специальными пластинками,
чувствительными к ИК-лучам. После проявления
выяснилось, что оба репортера
сфотографировали в темноте друг друга! Сейчас мы
знаем, как это произошло: ведь все живые
существа испускают ИК-лучи, но тогда это
вызвало немалое удивление.
ИК-лучи, проходя через атмосферу,
туман в отличие от видимых лучей почти не
рассеиваются. Кроме того, относительный
контраст различных частей объектов
фотографирования в ИК-лучах очень резок. Это
позволяет получать удивительные,
уникальные фотографии.
Так, существует несколько ИК-снимков
французского побережья, сделанных через
Ла-Манш из английского порта Дувр,
фотографии Монблана, снятого с расстояния
в 300 километров; в ряде случаев ИК-фото-
графирование дает удовлетворительные
результаты при съемке с расстояния до 500
километров. Этим пользуются в астрономии
и в военном деле.
ИК-лучи испускаются всеми нагретыми
предметами, поэтому даже ночью, без
дополнительного освещения, может быть
получен снимок тепловой электростанции,
движущегося паровоза, танка, корабля.
ПОДДЕЛКА ИЛИ ОРИГИНАЛ!
При помощи исследований ИК-лучами
красок на картинах можно точно
установить авторство того или иного художника.
Так, однажды возникло сомнение в
подлинности одной из картин Рембрандта,
хранящейся в Метрополитен-музее в Нью-Йорке.
Некоторые эксперты считали, что картина
эта была закончена не самим Рембрандтом.
На обычных фотографиях в видимом свете
картина и копия с нее выглядели
одинаково; однако их фотографические
репродукции в ИК-лучах резко различались.
Сравнение и анализ обеих фотографий
позволили установить, что картину написал
сам Рембрандт. Или другой случай. ИК-фо-
тография выявила в картине,
приписываемой испанскому художнику Веласкесу,
краски, которыми он никогда не
пользовался. Автором картины «Страдания Христа»
специалисты считали итальянского
художника Карпаччио, а подписана она была
именем Мантеньи. ИК-анализ показал, что
подпись эта — подделка. Она была сделана
взамен авторской на много лет позже!
С помощью ИК-фотографии был
полностью восстановлен и точно расшифрован
почти невидимый текст древней рукописи
из Британского музея, сделанной на коже
и датированной 1200 годом до н. э.
Этим же способом можно
восстанавливать скрытые тексты и надписи, которые
покрылись плесенью, обожжены огнем.
73

Снимок, сделанный в ИК-лучах
«Обыкновенный» снимок той же горной цепи
Некоторые чернила, содержащие
китайскую тушь или берлинскую лазурь, на
ИК-снимках получаются черными, тогда как
обычные чернила —синие, красные,
фиолетовые, содержащие анилиновые красители,
на этих снимках остаются бесцветными.
Поэтому, фотографируя под небольшим
углом рукописи или документы на
инфракрасную пластинку, можно обнаружить
следы выскабливания или выведения текста.
В ряде случаев метод ИК-фотографии
позволяет распознать пятна крови на
темной ткани. К ИК-фотографии прибегают
для обнаружения подделок драгоценных
камней. Так, настоящий жемчуг более
прозрачен для ИК-лучей и на отпечатке он
получается светлее, чем искусственный.
Словом, ИК-метод широко применяется в
криминалистике.
АНАЛИЗ — СИНТЕЗ
Но наибольшее применение нашли,
пожалуй, инфракрасные лучи в химии и
смежных с ней областях науки. Известно,
что каждое химическое соединение
поглощает и пропускает волны строго
определенной длины. Следовательно, у ученых
появляется возможность по спектру поглощения
вещества судить о его химическом составе
и даже строении.
Что же происходит с веществом при
освещении его инфракрасными лучами?
Мы знаем, что молекула состоит из
атомов, которые удерживаются в определенном
положении один относительно другого.
Атомы реагируют на действие световой волны
подобно пробковым шарам,
«подпрыгивающим» на волнах. Как волны толкают вверх
и вниз пробковый шарик, так и световая
волна возбуждает над атомом
электрическое поле, «толкающее» атом с большей или
меньшей силой. Под действием этой волны
атомы начинают совершать колебательное
движение, частота которого определяется
массой атомов и прочностью их связей
между собой. Поглощая энергию световых
квантов, молекула возбуждается.
Это возбуждение особенно сильно, когда
происходит резонансная раскачка, то есть
когда частота собственных колебаний
атомов в молекуле равняется частоте
возбуждающей волны. Оказалось, что как раз
частоты собственных колебаний и вращений
атомов в молекуле лежат в большинстве
случаев в инфракрасной области. Энергия
этих колебаний и обусловливает появление
ИК-спектра молекулы. Прибор, в котором
осуществляется этот процесс, называется
инфракрасным спектрометром. Источник
инфракрасного излучения — карборундовый
или угольный стержень толщиной в
мизинец, нагретый до 120 градусов —
концентрирует поток ИК-лучей на испытуемом
образце. После частичного поглощения
исследуемым веществом ИК-лучи попадают
на чувствительный термоэлемент —
приемник энергии и после прохождения через
электронный усилитель дают ИК-спектр по-
74

глощения, который автоматически
записывается на специальной диаграмме.
Инфракрасный спектр дает наиболее
тонкую характеристику вещества. Даже
геометрические изомеры — соединения,
построенные из одних и тех же атомов, но с
разным их расположением в пространстве,
отличаются друг от друга по ИК-спектру.
Высокая чувствительность ИК-спектра
к изомерии учитывается при биохимических
исследованиях, когда объектами
исследований служат многие вещества, абсолютно
сходные по составу, но имеющие
небольшие структурные различия и поэтому
играющие «разные роли». Так, по ИК-спект-
рам поглощения гормон эстрадиол,
определяющий биологические особенности
женского пола, можно легко отличить от
мужского полового гормона тестостерона.
ИК-спектроскопия помогла ученым
впервые узнать состав и строение молекул
пенициллина и витамина С.
Деревья, сфотографированные с помощью ИК-лучей, на
снимке выглядят серебристыми
ИК-ЛУЧИ И ПОЛИМЕРЫ
Наша страна богата нефтью, углем,
древесиной. Из них можно получить сотни
тысяч различных соединений, имеющих
большое практическое значение. Прошло то
время, когда нефтью топили паровозы.
«Нефть не топливо. Топить можно и
ассигнациями». Эти слова Д. И. Менделеева,
сказанные около 70 лет назад, оказались
пророческими. Сейчас из этих даров
природы химики получают несколько тысяч
ценнейших химических продуктов.
Конечно, получение синтетических
материалов невозможно без детального анализа
исходного сырья. Однако для анализа
смесей сложных органических веществ
химические методы часто беспомощны. И здесь
на помощь исследователям приходят
инфракрасные лучи.
Вот пример. Углеводороды нефти состоят
из большого количества изомеров.
Различить их можно методом ИК-анализа. А
знание состава и строения различных фракций
перегонки нефти — необходимое условие
для получения высококачественного
моторного топлива.
Тщательный инфракрасный анализ
горючих сланцев эстонского и волжского
месторождений позволил получить десятки
новых ценных продуктов их переработки.
Как показал инфракрасный анализ,
волжские сланцы отличаются от эстонских
большим содержанием ароматических
эфирных групп. Из волжских сланцев можно
получить ценные лекарственные вещества,
например, ихтиоловую мазь,
вылечивающую многие кожные заболевания. Из 1
тонны эстонского сланца химики получают
около 200 килограммов смолы, которая
служит сырьем для приготовления
пластических масс, моющих средств, смазочных
материалов, заменителей олифы,
синтетических дубителей и многих других веществ.
В последнее время появилось много
работ по инфракрасному анализу целлюлозы,
послужившей когда-то исходным
материалом для получения первой в мир-е
пластмассы— целлулоида. Анализ целлюлозы с
помощью ИК-лучей позволяет
совершенствовать технологию ее переработки и получать
новые ценные материалы.
Процессы полимеризации и синтеза
важнейших материалов — синтетического кау-
75

чука — полиизопрена, полиизобутилена,
полистирола, полиэтилена и многих других
важных веществ контролируются с помощью
ИК-лучей. В зависимости от состава и
строения полимеров в ИК-спектрах
поглощения появляются соответствующие
характеристические полосы. Измеряя положение
н интенсивность этих полос, можно
получить важные сведения о процессах
полимеризации.
оперативному» характеру взаимодействия
между цепочками в двунитчатой структуре,
обеспечивающему устойчивость спиральной
формы нуклеиновой кислоты. Физический
смысл кооперативности состоит в том, что
прочность спирального участка должна
возрастать по мере увеличения числа
спаренных нуклеотидов, образующих данный
участок. До работы Холли считалось, что
наблюдаемая на опыте устойчивость
спиральной структуры нуклеиновой кислоты при
температуре живого организма может быть
достигнута только при условии, если
спиральные участки будут достаточно
длинными. Однако исследование Холли показало,
что достаточно высокая устойчивость
(которой, как известно, обладает т-РНК)
достигается уже при сравнительно коротких
спиральных участках, включающих всего
лишь пять нуклеотидных пар и даже
меньше.
Одна из замечательных особенностей
молекул т-РНК состоит в том, что, хотя
концы всех молекул, к которым
присоединяются аминокислоты, одинаковы (ЦЦА),
тем не менее каждая из молекул
«работает» строго специфически и может
присоединять какую-нибудь одну и только одну
из двадцати аминокислот, для которой она
предназначена.
До сих пор никому не удавалось
«обмануть» молекулу т-РНК и «нагрузить» ее
не той аминокислотой, для которой она
предназначена. Но если изменить
аминокислоту уже после того, как она
присоединена к т-РНК, то измененная
аминокислота легко включается в место белковой
Химия и астрономия, физика и
минералогия, лабораторные исследования в
промышленности, палеонтология и
палеоботаника, археология и разведка полезных
ископаемых, медицина и криминалистика,
биология и сельское хозяйство,
промышленность, фотография, реставрация
картин,— вот далеко не полный перечень
различных сфер применения этих поистине
чудесных «невидимых лучей».
молекулы, предназначенное для исходной
аминокислоты. Из этого следует, что, если
мы хотим направленно изменять структуру
белка, то прежде всего должны уметь
«нагружать» т-РНК той аминокислотой,
которую нужно внедрить в белок, т. е. научиться
управлять процессом присоединения
аминокислоты к молекуле т-РНК.
После того, как будут расшифрованы
последовательности нуклеотидов в других
т-РНК, их можно будет сравнить с уже
известной нам последовательностью в ал-т-
РНК и выяснить, в чем же заключаются
различия между разными т-РНК,
обусловливающие их специфичность. Тогда, может
быть, станет ясно, каким образом молекула
т-РНК умеет находить и присоединять
именно данную аминокислоту, как она
транспортирует ее и включает в белковую цепь.
Эти сведения помогут нам научиться
изменять по нашему усмотрению
аминокислотную последовательность в белках и,
следовательно, менять их структуру.
Расшифровка молекулярного строения
т-РНК имеет огромное научное значение.
Как справедливо указывает Холли в
заключение своей статьи, знание нуклеотидной
последовательности открывает
принципиальную возможность химического синтеза
биологически активных нуклеиновых кислот.
Работа Р. У. Холли и его сотрудников
может служить яркой демонстрацией того,
как достижения науки обгоняют в наши дни
даже самые оптимистические прогнозы
ученых и какими быстрыми шагами
пополняются наши знания о «языке», с помощью
которого природа зашифровала свои тайны.
ВЗЯТ НОВЫЙ РУБЕЖ В МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ
Окончание. Начало см. на стр. 38
76

Станислав ЛЕМ
ВЕРНЫЙ
РО
ОТ
Фантастический
сценарий
в четырех
частях
Действующие лица:
Том Клемпнер
Г р а у м е р, робот
Посыльный
Гордон, издатель
Г-жа Гордон
Инспектор Доннел
Г-жа Доннел
Странный Тип
-О
<
а.
а.
<
а.
ш
X
с;
I
Время действия — около 2000 года, но в комнате иет ничего иеобыкиовеииого. Это
рабочий кабинет автора детективных романов. Клемпнер печатает иа машинке.
В передней раздается звонок.
Клемпнер: Кого черт несет?..
Выходит. Возвращается, за ним идут двое посыльных с большим ящиком.
Посыльный: Распишитесь.
Клемпнер: Что в ящике?
Посыльный: Здесь написано. Робот.
Клемпнер: Какой робот? Я не заказывал никакого робота!
Посыльный: Ничего не знаю. Я из бюро доставки. Прошу расписаться.
Клемпнер расписывается, посыльные уходят. Клемпнер оглядывает ящик,
развязывает веревки. Крышка откидывается. В ящике сидит Робот. Ои вылезает,
сбрасывает бумажную упаковку, встает.
Робот: Добрый вечер. Вы — мой новый хозяин. Очень рад. Буду стараться
угодить вам. Я — наиновейшая модель Ультра-Делюкс.
Клемпнер: Что такое? Я не заказывал никакого робота...
77

Робот: А это не имеет значения. Зачем делать все самому? Я буду заботиться о вас.
Вот послушайтесь моего совета: столик не на месте. Когда вы пишете, вы
заслоняете себе свет. Лучше так... (Переставляет столик.) Теперь вы сможете лучше
сосредоточиться.
Клемпнер: Да на кой черт ты мне сдался!
Робот: так... Вы спите хорошо?
Клемпнер: Нет. Кто тебя прислал?
Робот: Страдаете бессоницей? Отлично. (Выглядывает в окно.) Ага, тут другие дома.
Значит, по вечерам собаки, ночью — кошки, на рассвете — петухи. Очень хорошо.
Я знаю специальный способ...
Клемпнер: Не твое дело! Кто тебя прислал?
Робот: Вы напрасно кричите. Можно говорить шепотом, я отлично слышу.
Понятия не имею, кто меня прислал, но сейчас справлюсь. На упаковке должно быть
указано. Конечно, «Девенпорт», бюро найма и посредничества. (Берет трубку телефона,
набирает номер). Алло! Бюро «Девенпорт»? Говорит работник. Господин человек,
сейчас с вами будет говорить мой хозяин. Пожалуйста... (Передает трубку Клем-
пнеру.)
Клемпнер: Алло! Я получил посылку — робота, которого не заказывал. Это
какая-то дурацкая ошибка, да? Том Клемпнер, улица Роз, 46. Заберите его обратно.
Что вы говорите? Не высылали? Вы совершенно уверены? Но... (вешает трубку).
Никого, говорит, не присылали. Что же теперь будет?
Робот: Будет хорошо. Наверное, вы предпочитаете жить в одиночестве? Чтобы никто
не мешал вашей творческой мысли?
Клемпнер: Да, черт побери! Да! И перестань трещать! Дай сообразить, что
с тобой делать.
Робот: Не обращайте на меня внимания. Обедать вы теперь будете дома.
Питаться в ресторанах вредно...
Клемпнер: Да замолчишь ты? Прямо голова раскалывается.
Робот: Увы, сначала всегда так... (Достает из ящика, в котором прибыл, коробку
с красным крестом. Наливает воду в стакан, подает его Клемпнер у. Вынимает
из коробки таблетку.)
Клемпнер: Что это?
Робот: От головной боли. Сейчас все как рукой снимет. Прошу... (Сажает его
в кресло, подкладывает под ноги одну подушку, под голову — другую, подает
таблетку и воду. Клемпнер глотает лекарство. Робот выносит ящик, приносит
веник, подметает.)
Робот: Ну, как мы себя чувствуем? Лучше? (Достает масленку, провода, отвертку.)
Это мое имущество. Я ведь сам себя лечу. Хотите взглянуть, что у меня внутри?
Чрезвычайно любопытное устройство!
Клемпнер: Оставь меня в покое!
Робот: Мой долг — дать покой. Минутное дело. О! У вас измученный вид. Сейчас
приготовлю крепкий бульон. Легкий, сытный ужин. Попрошу вас расслабиться.
Полная пассивность, отдыхайте. (Пятится к двери. Слышно звяканье посуды,
стаканов.)
Клемпнер: Вот влип.
Робот (возвращаясь): Сейчас будет готово. Да, есть еще важный вопрос: как
быть с женщинами?
Клемпнер: Что?!
Робот: Прошу не волноваться. Если вы не захотите их видеть, ни одной женской
ноги здесь не будет. Я умею на расстоянии регистрировать частоту дыхания и пульса
и всегда смогу вовремя сообщить вам, на что рассчитывает женщина, которая к вам
приходит...
Клемпнер: Черт знает что! Как ты смеешь?
Робот: Видно, вы из тех несчастных, которые не знают всех достоинств верного»
преданного робота. Теперь все пойдет иначе. Кажется, бульон готов. Прошу...
Клемпнер: Боже мой!
Робот (стоя в дверях, уверенно отворяет их): Господин! Кушать подано...
Клемпнер (вскакивает). Я не желаю, чтобы мной здесь...
78

Робот: Хоть я и очень уважаю вас, но имейте в виду, что после слов «кушать
подано» надлежит хранить молчание, пока я не подам первое блюдо...
Клемпнер входит в столовую, садится, Робот наливает суп.
Клемпнер начинает есть. Робот выходит в другую комнату, быстро
проглядывает рукопись и возвращается. Наливает вино.
Робот: У вас превосходный стиль. Какая динамика, какая краткость! Я горжусь
таким хозяином. Осмелюсь только заметить, что этот убийца во второй части напрасно
прибегает к цианистому калию. Слишком примитивно. Могу предложить вам аконит.
Очень эффективный и сильный яд. Десять капель...
Клемпнер: Аконит, говоришь? Может быть. Действительно! Я уже подумывал об
этом,. Как тебя зовут?
Робот: Граумер. Но вы можете звать меня как угодно. Может, вам нравятся
названия цветов? Например, Гиацинт... Подойдет?
Клемпнер: Нет, зачем Же... Пусть Граумер. Граумер!
Граумер: К вашим услугам!
Клемпнер: Понимаешь, в пятницу...
Граумер: Слушаю.
Клемпнер: Надо устроить маленький прием на четверых. Две супружеские пары...
Не знаю только, что лучше—холодные закуски или что-нибудь горячее, а?
Граумер: Это гости первого класса?
Клемпнер: Да. Мой издатель и инспектор Доннел, оба с женами.
Робот: Инспектор полиции?
Клемпнер: Да, а что?
Граумер: Он ваш приятель? Это превосходно! Что же подать? Одно горячее
блюдо, а потом холодные закуски. Все будет в порядке. Хорошо ли поужинали?
Клемпнер: Да...
Граумер: Вам хочется еще поработать? Нельзя. У вас синяки под глазами.
Первый вечер всегда утомителен для нового хозяина. Особенно для начинающего.
Я уже постелил вам. Позвольте... (Ведет его в спальню, через открытую дверь
доносится голос.) Так. Попрошу другую ногу... А теперь я расскажу вам сказку.
Однажды, когда еще не было электричества, жил да был за горами добрый молодец,
и был у него паровой робот. Однажды утром пошел робот в лес за хворостом да
за грибами...
Свет в спальне гаснет. Граумер появляется в кабинете. Тихо прикрывает дверь,
поднимает с полу свою масленку, отвертку.
Граумер: Отлично. Спит, как дитя малое.
II
Клемпнер сиднт в кресле, читая газету. Граумер стоит.
Клемпнер: Ну, что еще?
Граумер: Хозяин, вам звонил человек Хиггинс, который будет делать в клубе
доклад о литературе викторианского периода. Я сказал ему, что вам очень жаль,
но как раз в это время у вас совещание.
Клемпнер: Ладно. Кстати, куда девался резиновый коврик из ванной? Его
нигде нет.
Граумер: Простите, это я взял.
Клемпнер: Взял коврик? Граумер, ты становишься невыносимым!
Граумер: Я его разрезал и подклеил себе на подошвы, чтобы ходить тише. Вас,
наверное, беспокоит мой железный ход.
Клемпнер: В другой раз надо спрашивать. Дай плащ. Я ухожу.
Граумер приносит шляпу, плащ, помогает Клемпнер у одеться.
Граумер: Прошу поосторожней в машине, на улице густой туман.
Клемпнер выходит. Робот минуту стоит неподвижно, как бы прислушиваясь.
Слышно, как машина отъезжает. Робот усаживается, придвигает телефон,
набирает номер.
Граумер: Алло! Фирма «Тромпкинс»? Говорит Клемпнер с улицы Роз. Да, да,
вчерашний заказ уже доставили. Примите новый. Десять литров физиологического
79

раствора и килограмм фосфора. Абсолютно чистого, химически чистого. Что?
Хорошо. Как можно раньше. Мой робот все примет. Что? Как предыдущие.
Запишите на мой счет.
Встает, идет в спальню, сантиметром измеряет кровать. Возвращается в кабинет,
набирает номер.
— Алло! Мастерская доктора Слайдера? Говорит Клемпнер.. Послушайте,
доктор, тот скелет, что я вам заказывал, должен быть 1,74, а не 1,72. Что? Да.
И чтобы он был в отличном виде. Никаких пружин. Я сложу его сам.
Кладет трубку, подходит к штепселю. Втыкает два пальца в отверстия, и его
сотрясает радостная дрожь. Еще раз электризуется, запевает:
Был у бабы робот, робот, робот,
Да упал он в омут, в омут, бах!
Лезет в подвал. Оттуда слышно звяканье, бульканье и бренчанье.
III
Вечером в столовой Клемпиера. Хозяин сиднт между г-жой Д о и н е л и г-жой
Гордон. Гордон и Дониел играют в карты за маленьким столиком, но
принимают участие в разговоре. Подав кофе, Г р а у м е р выходит из комнаты.
Г-жа Гордон (К л е м п н е р у): Это ваш новый робот? Как справляется?
Клемпнер: Граумер? Ничего, сносный. Вполне сносный.
Г-жа Донне л: Давно он у вас?
Клемпнер: Нет, не особенно.
Г-жа Гордон: Ну, тогда ничего еще нельзя сказать. Сначала все стараются.
А потом...
Клемпнер: Что?
Г-жа Гордон: Обычная история с прислугой. Вместо того, чтобы стирать пыль,
они открывают окна настежь и устраивают сквозняки.
Гордон: Нет, у автоматов есть свои достоинства...
Г-жа Гордон: Хотела бы я знать, какие...
Гордон: Дорогая моя, прислуга постоянно роется в вещах, напивается, распускает
сплетни...
Г-жа Гордон: Да? Можно подумать, что ты когда-нибудь видел живую прислугу.
А она крадет электричество? Или лазит в грозу по крышам?
Г-жа Доннел: Это еще ничего. Знаете, что сделал робот моей соседки? Взял
старый костюм ее мужа, залатал его и ходил просить милостыню!
Клемпнер: Зачем же ему деньги?
Г-жа Доннел: Стыдно сказать. Напротив, у доктора Смитсона, жила прислуга.
Небольшая такая, голубая, оксидированная. На иее и тратился. Они даже письма
друг другу писали. Жена доктора мне показывала.
Гордон: Скажите мне, дорогие дамы, что вы видите в этом плохого? Ведь робот,
с его электрическим мозгом, очень чувствителен. Может быть, ему хочется тепла,
ласки, а он с утра до ночи только и слышит: «Подмети! Вынеси! Не впускай!
Выбрось!»
Г-жа Доннел: Я вижу, вы рьяный защитник...
Г-жа Гордон: Он, видите ли, член Лиги Борьбы за Электрическое Равноправие.
Г-жа Дойне л: Ах, так...
Гордон: Потому что это честные, порядочные существа. В конце концов, мы сами
создали их. Если они и ошибаются иногда, это наша вина. Наших инженеров. Нужно
лучше обдумывать и совершенствовать их. Конструировать, а не обвинять.
Г-жа Дониел: Да, конечно. Мой муж мог бы порассказать вам кое-что... Не такие
уж они ангелы! Знаете ли вы, что бывают банды...
Клемпнер: Так теперь же этого не бывает. Правда, инспектор?
Инспектор Доннел: Не знаю, могу ли я ответить вам, потому что следствие еще
не закончено.
80

К л е м п н е р: Господин инспектор, вы имеете дело с порядочными людьми!
Гордон: Я буду нем, как рыба.
Инспектор Донне л: Рискну, но настоящие имена называть не буду. Мы уже
давно следим за очень опасным роботом. Экспериментальная модель, не для продажи.
Вот вы, Гордон, говорили о совершенстве. Инженеры тоже стремились к совершенству
^ и решили сделать совершенного робота. Всесторонне развитого, умного, даже
гениального. Им это так здорово удалось, что, когда его закончили, он ночью открыл все
замки, сбежал из лаборатории и теперь гуляет по стране.
Г-жа Гордон: Ах, это поразительно, г-н инспектор. Что же он делает?
Инспектор Донне л: У него навязчивая идея: он хочет сделать человека.
Г-жа Гордон: Что вы говорите?!
Клемлнер: Очень любопытно...
Инспектор Донне л: Выдумал целую теорию. Люди, мол, стараются сделать
совершенного робота, а он, робот, сделает совершенного человека.
Гордон: Может быть, этот робот и прав. Здравая мысль...
Инспектор Дойне л: Мы давно гоняемся за ним, но он исчезает. Однажды
к нам позвонил его хозяин — человек, у которого он служил.
Г р а у м е р: Хозяин! Человек Хиггннс просит вас к телефону.
К л е м п н е р.* Простите (выходит).
Инспектор Донне л: Этот робот устроил в доме хозяина тайную лабораторию
и уже был близок к цели, когда его застали врасплох. И он сбежал. Позвонил в бюро
перевозок, заказал большой ящик и выбыл в неизвестном направлении.
Гордон: Сам себя отослал? Зачем?
Инспектор Доннел: Об этом мы можем только догадываться. Предположим,
что ящик прибыл по адресу, которым робот запасся заранее.
Г-жа Гордон: И адресат принял его? Как же это?
Инспектор Доннел: Да так вот... Отправитель неизвестен. Приходит заказная
посылка — робот. Получатель, который его не заказывал, звонит в бюро по найму и
говорит, что не будет за него платить, а в бюро отвечают, что им ничего не известно.
Тогда тот, видя, что робот достается ему даром, сидит себе да помалкивает. Робот-то
недешево стоит!
Клемпнер возвращается.
Инспектор Доннел: Можете быть уверены, господа, в конце концов мы его
поймаем.
Г-жа Гордон: Нет, это невероятно! Слушала бы вас бесконечно. Но уже так
X поздно... Ричард!
Гордон: Да, моя дорогая...
Клемпнер: Не уходите, господа. Еще только двенадцать.
Г-жа Гордон: Нет, нет, нам пора. Дети там одни с роботом.
Г-жа Доннел: До свиданья! Было очень мило...
Гордон: Так вы принесете рукопись завтра утром?
Клемпнер: Как договорились.
Гордон: Ну, начинайте думать о новой книге, Клемпнер!
Клемпнер: Обязательно! Спокойной ночи.
IV
Раннее >тро. Спальня. Клемпнер спит. На цыпочках входит Г р а у м е р.
Открывает шкаф, вынимает сорочку, белье, костюм и выходит. Вернувшись, вытаскивает
из шкафа ботинки. Роняет одни.
Клемпнер: Что такое? Граумер, не шуми! Голова трещит. Принеси кофе!
Г р а у м е р: Предупреждал же я вас...
Клемпнер (садясь на постели): Иди ты к черту со своими проповедями!
Немедленно неси кофе и минеральную воду. И поставь ботинки на место!
Граумер ставит ботинки у шкафа и выходит. Клемпнер накидывает халат,
идет в ванную, выходит оттуда — голова обвязана мокрым полотенцем, входит в
кабинет. Граумер вносит кофе. Клемпнер стоя пьет, потом подходит к бюро,
проглядывает письма.
5 Химия и Жизнь, № 5
81

Клемпнер: Что это?
Г р а у м е р: Утренняя почта, осмелюсь заметить.
Клемпнер: Хороша почта! Одни счета. 7 килограммов очищенного угля... фосфор...
сера... Что это? Граумер!
Граумер: Слушаю вас!
Клемпнер: И 10 литров физиологического раствсра. (Берет другой счет). А это еще
что? Натуральный скелет, отполированный, высота 1J4 86 долларов. Скелет?!
Граумер!!
Граумер: Слушаю вас!
Клемпнер: Что это значит? Что за счета? Почему ты молчишь?
Граумер: А, пустяки. Мой хобби. В свободное время я экспериментирую. Невинная
забава.
Клемпнер: Хобби? Эксперименты? И ты даже не спрашиваешь позволения?
Граумер, на что ты рассчитываешь? Думаешь я буду платить за твои фокусы?
Граумер: Простите, у каждого могут быть свои маленькие развлечения...
Клемпнер: Хватит! И чтобы этого больше не было!
Граумер: Не сомневайтесь.
Клемпнер выходит, слышен шум воды в ванной. Граумер быстро идет
в спальню, выносит и прячет носки, ботинки н галстук. Возвращается Клемпнер.
Из спальни слышен его голос.
Клемпнер: Граумер! Граумер!
Граумер (входя): Слушаю вас!
Клемпнер: Где моя сорочка в голубую полоску? И коричневого галстука нет.
Граумер: Повяжите серый в зеленую крапинку.
Клемпнер: Перестань меня учить. Так что с сорочкой?
Граумер: Она в прачечной. На ней было пятно.
Клемпнер: Пятно? Не видел никакого пятна. (Входит в кабинет без брюк,
повязывая серый галстук.) Который час? Уже 11! Хорошенькое дело, в 12 мне надо доложить
Гордону план новой повести! Граумер!
Граумер: Слушаю вас!
Клемпнер: Надо быстро сочинить план. Мы вчера как будто начали. Как там было?
Граумер: Один человек убил свою богатую тетку в надежде стать ее наследником...
Клемпнер: А, вспомнил! Свидетелем убийства был робот. Убийца должен потом
убрать этого робота, потому что тот угрожает ему. Как лучше убить робота? Ты
наверняка, знаешь.
Граумер: Это трудно. Лучше иначе. Робот служит у нехорошего человека. Робот
старается изо всех сил, но человек беспрестанно оскорбляет его. Доведенный до
крайности, робот вливает в кофе хозяину 20 капель аконита. Злой человек умирает. Тогда
робот хочет совершить добрый поступок, чтобы искупить злой...
Клемпнер: Хватит. Это сплошной бред. В каждом сюжете должно быть хоть
какое-нибудь правдоподобие. Кстати, дорогой, ты начинаешь повторяться. Аконит
уже был в моей последней книжке. Ты же сам посоветовал.
Граумер: А что? Отличный яд.
Клемпнер: Нет уж. Спасибо за такую помощь. Можешь идти.
Граумер выходит.
Клемпнер (садится за машинку, печатает, бормоча): Богатая тетка... Робот...
три пятна крови... (Встает, вырывает лист из машинки и бросает). Черт знает что!
Лучше не браться. Граумер!
Граумер (входя): Слушаю вас!
Клемпнер: Подай плащ. Иду к Гордону. Скоро буду.
Граумер: Хорошо, слушаю.
Клемпнер уходит. Граумер выходит тоже, оставив двери открытыми.
Голос Граумер а: Так, так. Прошу. Левую ногу. Так, теперь правую ногу. Не
бойтесь, по ступенькам всегда трудно ходить, особенно в первый раз.
Появляется Странный Тип в одежде Клемпнера — в его сорочке,
галстуке, костюме н туфлях.
Его деликатно поддерживает Граумер. Сажает Типа в кресло, подкладывает
ему под голову одну подушку, под ноги — другую. Тип немного пошатывается, вид
у него обалделый. Граумер хлопочет вокруг.

6*
83

Граумер: Если позволите, последние штрихи... Как вы себя чувствуете?
Т и п: Хорошо. Вполне... хорошо... Ты... кто такой?
Граумер: Я Граумер, ваш робот. А это ваша квартира. Там ваша спальня еще
одна комната, ванная. Подвал. Но подвал вы уже знаете...
Тип: Это внизу, где бутылки и трубки?
Граумер: Вот именно. Не желаете ли покушать? А
Тип: Нет.
Граумер: Не желаете ли чего-нибудь?
Тип: Нет. (Пауза) Знаешь что, Граумер? Я бы встал.
Граумер помогает ему встать.
Тип: А это что?
Граумер: Пишущая машинка. Ох!
Слышен шум мотора
Граумер: Шурупы небесные! Он же сказал, что скоро вернется. Прошу вас сюда,
скорей. Сидите тихо, пока не позову. Скорей!
Выпроваживает Т и п а в столовую, закрывает цверь. Входит Клемпнер в
плаще и шляпе. Граумер раздевает его, усаживает в кресло, подкладывает под
йоги подушку.
Клемпнер: Ну и денек! Гордон куда-то уехал. Голова трещит...
Граумер наливает в стакан виски и начинает капать в него из начатой бутылочки
с надписью «Аконит*.
Клемпнер: Что ты там делаешь?
Граумер: Готовлю вам освежающий напиток.
Клемпнер: Никто не звонил?
Граумер (докапав аконит): Нет.
Клемпнер: И никто не приходил?
Граумер: Нет (подает ему стакан).
Клемпнер: Не хочется. Лучше я поем.
Граумер: Сначала надо выпить.
Клемпнер: Ты думаешь? Голова у меня прямо раскалывается...
Граумер: Надо выпить. И сразу пройдет, вот увидите.
Клемпнер: Ну, если ты так уверен...
Звонит телефон. Клемпнер отставляет стакан и берет трубку.
Клемпнер: Алло!
Голос инспектора: Это Доннел. Добрый день. Не могли бы вы сказать, какой
номер у вашего робота?
Клемпнер: Моего робота? Какой номер?
Голос инспектора: Заводской. Отштампован у каждого робота на затылке.
Клемпнер: Сейчас посмотрю. А зачем это вам?
Голос инспектора: Мы проверяем номера всех роботов. Есть данные, что он
находится в городе.
Клемпнер: О ком вы говорите?
Голос инспектора: О роботе, о котором рассказывал у вас. Помните?
Клемпнер: Нет. Какой у него был номер?
Голос инспектора: Мы узнали его только сегодня. 4711.
Клемпнер: Вы его ищете? А что он сделал?
Голос инспектора: Пока ничего. Но может сделать.
Клемпнер: Обождите, пожалуйста, у телефона!.. Граумер, поди сюда.
Граумер подходит. Клемпиер смотрит на его затылок.
Клемпнер (еле слышно): Это ты?
Граумер: Я, осмелюсь заметить.
Клемпнер (смотрит то на Г pay мера, то на лежащую трубку. Берет ее): Алло!
Инспектор, его номер 5740.
Голос инспектора: Порядок. Простите за беспокойство.
Клемпнер: До свиданья, инспектор.
Кладет трубку и берет стакан. Граумер выхватывает его, подходит к окну и
выплескивает.
Клемпнер: Что ты делаешь?
84

Граумер: Там был волосок, [молчание). Господин! Должен откровенно сказать,
что не ожидал от вас этого. Я ие считал вас хорошим человеком. Но я всегда мечтал
о совершенстве. Когда я увидел, что вы не совершенный человек, я сделал себе нового
хозяина. Такого, о котором мечтал. Идеального...
Клемпнер: Граумер, перестань! Всё это вздор. Что на обед?
Граумер: Простите, но этот идеальный хозяин уже существует. Когда вы уехали
к Гордону, я закончил его, и теперь у меня один выход: служить двум хозяевам. Это
довольно странно, но в конце концов, дом большой, места на всех хватит. Я думаю...
Клемпнер: Перестань думать. Лучше подавай обед. Наверное, ты крепко набрался
из розетки.
Граумер: Но я предупреждаю вас...
Клемпнер: Больше ни слова. Я есть хочу. Накрывай на стол.
Граумер: Уже накрыто.
Клемпнер. Давно бы так.
Входит в столовую. За накрытым столом сндит Странный Тип.
Клемпнер: А... простите! Я не знал, что вы пришли, Граумер мне ничего не сказал.
Граумер! Подай второй прибор!
Граумер* приносит. Клемпнер пожимает руку Типу, который, бормоча
что-то, приподнимается с кресла.
Клемпнер: Как поживаете?
Тип: Как поживаете?
Садятся. Граумер разливает суп. Начинают есть. Поглядывают друг на друга,
оба немного удивлены. Каждый считает другого гостем.
Клемпнер: Отличный день сегодня, а?
Т и п: День? А, да, вполне.
Клемпнер: Нравится вам суп?
Тип: Неплохой. Представьте, его приготовил мой робот.
Клемпнер: Ваш робот?
Тип: Да, тот, что нам прислуживает. Граумер. Но ведь, вы, кажется, с ним
разговаривали? Вы его знаете?
Клемпнер: Еще бы. Это мой робот.
Тип: И ваш тоже?
Некоторое замешательство. Входит Граумер с блюдом.
Граумер: Позвольте положить вам еще свеклы?
Клемпнер: Нет, спасибо.
Граумер: А вам? Позвольте...
Тип: Не откажусь.
Клемпнер: Меня поразило то, что вы сказали.
Тип: Что именно?
Клемпнер: Что Граумер — ваш робот. Он когда-нибудь работал у вас?
Тип: Когда-нибудь? Нет. По правде сказать, не совсем понимаю, что значит «когда-
нибудь». Я получил его вместе со всем.
Клемпнер: Простите, с чем?
Тип (ножом и вилкой показывает вокруг): Ну, с этим всем.
Клемпнер (вытаращив на него глаза): Послушайте! На вас же моя одежда! И
галстук. (Поднимает скатерть, заглядывает под стол.) Мои ботинки!!
Тип: Не понимаю.
Клемпнер: Это черт знает что! Снимайте немедленно!
Тип: Прошу на меня не кричать! Хоть вы и гость, но всё имеет границы.
Клемпнер: Я— гость? А чей, нельзя ли узнать?
Тип: Мой.
Клемпнер (подходя к Граумеру): Говори немедленно, кто это?И откуда он взялся?
Граумер: Я же говорил вам...
Клемпиер: Невероятно! Так это...
Граумер: Вот именно.

Клемпнер: И фосфор, сера, уголь — для этого?
Граумер, Так точно.
Тип: О чем речь? Граумер, подай десерт. Кофе будем пить в кабинете, где пишущая
машинка.
К л ем пн ер: Бумага. Боже мой! А что это у вас висит на рукаве? i
Тип: Где?
Вытягивает из-под пиджака полоску бумаги. Такую же полоску вытаскивает
Граумер у него из-за воротничка. Такой бумагой выкладывают формы для хлеба. Бумага
прилипла к Типу, как могла бы прилипнуть к тесту.
Граумер. Ох, простите! Тысяча извинений! Недоглядел. У меня не было ничего
другого.
Клемпнер. Теперь вам ясно?
Тип: Нет.
Клемпнер: Это он вас сделал.
Тип: Меня?
Граумер: Вот именно, простите великодушно. Мне очень досадно, что так вышло.
Тип переводит глаза с Граумера на Клемпнера и обратно.
Клемпнер: Крайне неприятная история,.но я не имею ни малейшего намерения
отвечать за выходки какого-то сумасшедшего робота. Прошу оставить мой дом.
Только сначала снимите все мои вещи.
Тип: Вы хотите оставить меня голым?
Клемпнер: Сейчас поищу вам старые штаны.
Тип (подходит к окну, выглядывает и спокойно говорит): Нет!
Клемпнер: Как это — «нет»? Что значит — «нет» Я вам вежливо говорю...
Тип: Никуда я отсюда не пойду.
Клемпнер: Я вызову полицию!
Тип: Пожалуйста. Граумер — чей робот?
Клемпнер: Мой. Ну и что?
Тип: А то, что вы отвечаете за своего робота. Если он меня сделал, вы должны меня
содержать. В противном случае...
Клемпнер: Ну? Ну?
Тип: Я вызову полицию.
В глубине комнаты Граумер разливает внски в два стаканчика.
Клемпнер (тяжело дыша): Ну, хорошо! Забирай своего идиота и проваливай!
Чтоб твоей ноги здесь больше не было!
Тип: Забрать Граумера?
Клемпиер: Да. Только немедленно. А то я раздумаю.
Тип: Вот еще! Берите Граумера себе.
При этих словах Граумер достает бутылочку с надписью «Аконит> и
начинает капать в оба стаканчика.
Клемпнер: Бандит!
Тип: Согласен на половину дома...
Граумер сует каждому в руку по стаканчику. Ссора продолжается. Граумер
быстро выходит. В кабинете берет телефонную трубку. Из другой комнаты слышны
голоса:
— Забирай свою железную уродину и проваливай!
— Сам проваливай!
Граумер прикрывает двери, набирает номер.
Граумер: Алло! Фирма «Хэмфри», перевозки? Срочный заказ. Большой ящик на
улицу Роз, 46...
Сокращенный перевод с польского
А. ИЛЬФ
Рисунки В. ЩАПОВА
Фантастический сценарий «Верный робот» будет опубликован
полностью в сборнике, готовящемся к печати в издательстве «Искусство».
86

J
л
*' %*

ИВА
I
ЭКСТРАКЦИЯ
1826—1829
о
I
—СН2ОН
Л —ОСвНи05
САЛИЦИН
1874—1876
ГИДРОЛИЗ И ОКИСЛЕНИЕ
1838
СПИРЕЯ
I
ДИСТИЛЛЯЦИЯ
1831
\
0=
ГАУЛТЕРИЯ
I
ЭКСТРАКЦИЯ
1843
—СНО
ОН
САЛИЦИЛАЛЬДЕГИД
о
\
—СООСНз
—ОН
МЕТИЛ — С АЛИЦИЛАТ
I
ОКИСЛЕНИЕ
1835
ГИДРОЛИЗ
1843
СИНТЕЗ
1852г
1860
х \ /
^1 -соон
САЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА
(«СПИРЕЙНАЯ КИСЛОТА»)
1876
—COONa
х> —он
САЛИЦИЛАТ НАТРИЯ
АЦЕТИЛИРОВАНИЕ
1853,
1893
♦
^ —COOH
—OCOCHj
АЦЕТИЛСАЛИЦИЛОВАЯ КИСЛОТА
(АСПИРИН)
1899, 1900
-СОО—Сз -ООС— f^^jl
-OCOCHj НзСОСО— l^i)
о
о
—СООНа
—ОСОСНз
АЦЕТИЛСАЛИЦИЛАТ КАЛЬЦИЯ
АЦЕТИЛСАЛИЦИЛАТ НАТРИЯ

АСПИРИН
Н. КОЛЬЕ
\-COOH
ососн
дспирин можно назвать самым
^популярным лекарственным
средством в мире, если, конечно,
считать лекарственным средством
<глюбое вещество, применяемое
для лечения болезней», а под
болезнью подразумевать все — даже
мелкие болевые ощущения и
простуду. Правда, несмотря на
чрезвычайно широкое применение
аспирина, точный механизм его
действия на организм до сих пор
ме выяснен. Считают, что
действие этого препарата заключается
в способности умерять
интенсивность таких защитных реакций
организма, как лихорадка, боль и
воспаление.
Слово «аспирин» появилось
впервые в Германии в 1899 году.
Оно представляет собой
сокращенное название ацетилсалициловой
кислоты. Префикс «а» обозначает
ацетильную группу,
присоединенную к салициловой кислоте
в 1853 году страсбургским
химиком К. Герхартом. Корень «спир»
указывает на Spirsaure — «спирей-
ную кислоту», соединение,
полученное в 1835 году немецким ученым
К. Левигом и ведущее свое
происхождение от цветков спиреи.
«Спирейная кислота» Левига — это
салициловая кислота, которая в
виде эфиров присутствует в
некоторых растениях. Разнообразие
естественных источников этой
кислоты позволило разработать
несколько способов ее получения.
X
<
tt
и
О.
<
ас
<
ас
и
и
<
о.
87

П июня 1763 года в лондонском
королевском обществе был
заслушан «Доклад об успешном
лечении малярии корой ивы». К
сожалению имя автора этого первого
описания лечебного действия
салициловой кислоты записано
неаккуратно. В заголовке доклада,
напечатанного в «Философских трудах
Королевского общества в
Лондоне» автор назван Эдмундом
Стоуном, а в конце стоит подпись
Эдуарда Стоуна. Среди членов
Королевского общества в 1763 году,
действительно, числился Эдмунд
Стоун. Но он занимался
математикой и, кстати, был знаменит
необычной научной карьерой. Талант
Эдмунда стал известен с тех пор,
как герцог Аргильонский, в
имении которого он работал
садовником, случайно обнаружил, что у
Стоуна есть экземпляр книги
Ньютона «Начала» и он хорошо знаком
с ее содержанием... Но, по всей
вероятности, автором доклада был
священнослужитель Эдуард Стоун
из Оксфордшира. Видимо,
издатель Философских трудов» спутал
его с более известным Эдмундом
Стоуном.
Эдуард Стоун рекомендовал
отвар ивы для лечения
«перемежающейся лихорадки», то есть
малярии. Два факта побудили Стоуна
испытать действие коры ивы на
больных малярией. Во-первых,
кора ивы отличается чрезвычайно
горьким вкусом — таким же
горьким, как у коры хинного дерева
(которое кстати, представляет
собой перуанскую разновидность
икы). Во-вторых, ива растет во
влажных и болотистых местах, где
во времена Стоуна была сильно
распространена малярия. А
согласно господствовавшим тогда
представлениям, средства и способы
борьбы с какой-либо болезнью
следовало искать в тех местах и в
той обстановке, где возникала сама
болезнь.
Отвар Стоуна, действительно,
облегчал приступы малярии, так
как в его состав, как это позже
установили химики, входит
жаропонижающая салициловая кислота.
Но он не излечивал от болезни, так
как кора ивы не содержит хинина,
вещества, воздействующего
непосредственно на возбудителя
малярии. Рекомендация Стоуна
принесла только вред, так как вместо
коры хинного дерева стали
применять средство хоть и более
дешевое, но зато обладающее меньшим
лечебным эффектом.
В 1829 году французский
фармацевт Леру выделил из экстракта
коры ивы салицин, соединение
глюкозы и салицилового спирта.
Салициловая кислота была получена из
этого вещества в 1R83 году в
Италии — спустя три года после работ
Левига, выделившего эту же
кислоту из цветов спиреи. Немного
позже был получен метилсалици-
лат из масла гаультерии. С тех пор
соединения, химически родственные
салициловой кислоте, были
обнаружены во многих растениях. Один
из салицилатов отыскали даже в
веществе, добываемом из особой
железы речного бобра,— оно
известно под названием «бобровая
струя» и долго использовалось в
медицине для лечебных целей. Эта
находка не была такой уж
неожиданной — известно ведь, что
бобры кормятся корой ивы.
Р аботы по очистке и
определению салицилатов в
натуральных веществах облегчило их синтез в
лабораториях. В 1&52 году Герлан-
ду удалось синтезировать
салициловую кислоту, а вскоре был
разработан удобный способ
производства ее для лечебных целей.
Химики стремились синтезировать са-
тицилаты, воодушевленные
интересом, который проявляли к этим
веществам медики. Врачи, в свою
очередь, могли вести свои
исследования в больших объемах, так
как получили достаточное
количество салициловой кислоты и ее
очищенных эфиров.
Q 1874 году, более чем через
столетие после доклада
Стоуна Королевскому обществу,
шотландский врач Мак Лаган решил
отыскать средство против ocrpor«v
ревматизма. Следуя тем же
соображениям, которыми
руководствовался в своих поисках Стоун,
шотландец тоже обратился к коре
ивы.
Мак Лагану не пришлось
самому готовить отвары. Он имел
салицин в чистом виде, и с ним начал
свои исторические эксперименты.
Несмотря на то что в выборе
лекарственного средства врач
исходил из сомнительных предпосылок,
результаты оказались удачными.
«Среди моих пациентов,—
пишет Мак Лаган,— был ярко
выраженный случай заболевания
ревматизмом. Больного лечили
щелочными соединениями, но без
успеха. Я решил давать больному
салицин. Но перед этим сначала сам
принял пять, затем десять и,
наконец, тридцать гранов салицина.
Он не причинил мне никаких
неприятностей. Убедившись в
безопасности салицина, я давал его
пациенту по двенадцать гран
каждые три часа. Результат
превзошел самые оптимистические
ожидания».
Мак Лаган был первым
врачом, успешно лечившим ревматизм
с помощью салицина.
Спустя год из Парижа
последовало сообщение, что салицилаты
облегчают состояние больных
ревматическим артритом и подагрой.
К тому времени врачи открыли и
свойства салицилатов уменьшать
головные и невралгические боли.
И все-таки, хотя салициловая
кислота приобрела славу
чудодейственного лекарства своего
времени, ее успех сильно уменьшали
побочные эффекты: раздражение,
которое она вызывала на слизистых
оболочках рта, гортани и желудка.
Молекула кислоты содержит гид-
роке ильную группу (ОН) и
карбоксильную группу (СООН),
соединенные с шестиатомным угле-
88
*

родным кольцом. При
соприкосновении кислоты с влажной
слизистой оболочкой карбоксильная
группа диссоциирует, давая ион
водорода. Ион можно
нейтрализовать, замещая водородный атом
карбоксильной группы атомом
металла, например натрия. Эта
соль — салицилат натрия
меньше раздражает слизистые
оболочки, чем кислота. Но раствор ее,
по мнению многих пациентов,
обладал чрезвычайно неприятным
«сладковатым» вкусом. Несмотря
на все преимущества, салициловая
кислота разочаровала больных.
По иронии судьбы, путь к
улучшению качества лекарства был
известен давно, его открыл еще в
1853 году К. Герхарт, заменив
ацетильной группой (СОСНз)
водородный атом гидроксильной
группы. Но предложенный им метод
был слишком сложным и не
получил последователей. Прошло
40 лет. Немецкий химик Феликс
Гофман сумел найти более
простой способ получения ацетильных
соединений салициловой кислоты.
Он проявил в этой работе
глубокую личную заинтересованность,
так как его отец был одним из тех
больных ревматизмом, которые не
могли принимать салициловый
натрий. Заключительным этапом
стало исследование действия
ацетилсалициловой кислоты на
организм — его взялся провести на
себе Генрих Дрезер — сотрудник
Гофмана.
Дрезер принимал раствор аце-
тилсалицилата натрия — соли, в
которой атом водорода в
карбоксильной группе замещен атомом
натрия, а в гидроксильной группе
ацетильной группой. Исследователь
сделал вывод, что ацетилсалици-
латы сразу разлагаются в
организме, освобождая терапевтически
активные салицилаты. Отметив,
что ацетилсалициловая кислота
«имеет приятный острый вкус» и
что она «не так сильно действует
иа стенки желудка», Дрезер
рекомендовал применять новое
лекарственное средство в
терапевтической практике. (Впоследствии
другие исследователи внесли
поправки в выводы Дрезера. Они
доказали, что ацетилсалицилаты
обладают собственным терапевтическим
действием и что для действия
лекарства вовсе не требуется его
разложение и выделение салицила-
тов, как это предполагал Дрезер.
Например, было выяснено, что
период, в течение которого в кровн
можно обнаружить нерастворив-
шийся аспирин, как раз
соответствует сроку болеутоляющего
действия лекарства).
Начиная с 1899 года в печати
стали появляться статьи о
применении аспирина в медицине.
Было отмечено, что аспирин
обладает свойством ослаблять боли
весьма различного происхождения,
например мигрень или хронические
головные боли. Пациенты
настолько увлеклись новым эффективным
болеутоляющим средством, что
забыли об осторожности.
Врачи предупреждали:
«Таблетки не следует глотать целиком,
их надо растворять в небольшом
количестве подсахаренной воды,
добавляя несколько капель
лимонного сока». Но многие больные не
считались с этим указанием. А
результатом было следующее:
проглоченные целиком таблетки
медленно и неравномерно
растворялись в желудке. Куски
ацетилсалициловой кислоты соприкасались со
стенками желудка и вызывали их
повреждение... Оговоримся сразу —
современные таблетки аспирина
приготовляют с таким расчетом,
чтобы они растворялись в
желудке очень быстро и лекарство сразу
же поглощалось кровью.
По мере того, как расширялось
применение аспирина в лечебных
целях, становилось ясно, что
некоторые больные проявляют к нему
повышенную чувствительность
(аллергию) и в ряде случаев
лечение этим препаратом приводит к
нежелательным последствиям. Так
как аспирин входит сейчас
составной частью во многие лекарства,
лиц, аллергичных к нему, следует
предупредить об этом.
Перечислить случаи успешного
использования аспирина при
лечении наиболее распространенных
болезней оказывается гораздо легче,
чем пытаться объяснить его
действие. В качестве болеутоляющего
аспирин действует быстро и
эффективно. В противоположность
морфию он не создает устойчивой
привычки, и при необходимости
его можно принимать ежедневно.
В качестве жаропонижающего
аспирин вызывает потоотделение и
увеличивает циркуляцию крови в
сосудах кожи — в результате
температура тела падает. Как
антиревматическое средство он
уменьшает воспаление и боли в суставах и
дает больному возможность
свободнее двигаться.
Следовательно, нет сомнения,
что в роли лекарства аспирин очень
полезен. Правда, механизм его
действия на организм не вполне
ясен — но по той причине, что еще
довольно мало известно о
биохимической сущности таких
защитных реакций организма, как боль,
температура и воспаление.
Мощным стимулом для изучения
действия аспирина стало
стремление фармакологов создать
новое лекарство со всеми
лечебными преимуществами аспирина, но
без его недостатков. В таких
исследованиях «лабораторные модели»
болезней, или модели различных
реакций организма на заболевания,
играют основную роль. Они
создаются или на животных, или на изо-
лированнах участках тканей, поме-
щенн ых в искусственную с реду.
Конечно, «модели» болезней
должны походить на аналогичные
болезни человека, и реакция на
лекарства у объекта исследования
должна быть такой же, как в
организме человека.
89

Повышение температуры,
воспалительный процесс (например,
при ревматическом полиартрите)
и ощущение боли могут быть
достаточно точно воспроизведены на
подопытных животных. Легче
всего воспроизвести повышенную
температуру. У человека она обычно
поднимается при инфекциях, когда
болезнетворные микроорганизмы
выделяют в кровь вещества,
называемые пирогенами. Инъекция пи-
рогенов, выделенных из
бактериальных культур, вызывает у
подопытных животных повышение их
температуры. Но повышение
температуры прекращается, если
животному вводят небольшую дозу
аспирина.
Главный внешний признак
ревматического полиартрита —
воспаление суставов. ^Близкое к этому
состояние может быть вызвано у
крыс. В ходе опытов было
выяснено, что лечение одинаковыми
препаратами оказалось эффективным
средством против артрита как у
человека, так и у подопытных
животных. Не так давно было
обнаружено, что ацетилсалициловая
кислота и салицилат натрия,
которые входят в число наиболее
результативных средств при
лечении ревматического артрита у
человека, оказывают такое же
действие на крыс. Эксперименты
подтвердили, что «лабораторные
модели» артрита у животных
подобны тому же заболеванию у
человека, и показали, что аспирин, как
и другие лекарства, оказывает
сильное действие на
воспалительный процесс.
f амой трудной задачей оказа-
лось создание «лабораторной
модели» болевого состояния, и
объективное измерение
«противоболевого» эффекта лекарства. Но без
этого нельзя было изучить
действие аспирина как болеутоляющего
средства — а именно в этой роли
он применяется чаще всего. В
результате целого ряда исследований
все же удалось установить, что (по
субъективной оценке) 300—
1000 миллиграммов аспирина
снижают боль так же эффективно, как
10—30 миллиграммов морфия.
Было сделано предположение,
что в организме и человека, и
животного аспирин
противопоставляет себя веществу, «проводящему»
болевую реакцию. Речь идет об
одной из групп пептидов. О
веществах, называемых кининами. Ки-
нины образуются в тканях и в
крови там, где нанесено повреждение
и возник воспалительный процесс.
Остроумный эксперимент,
проведенный на собаках, доказал, что
аспирин блокирует действие
одного из таких кининов (брадикинина)
и подавляет его возбуждающее
действие на те нервные окончания,
которые воспринимают болевые
раздражения. Осталось, правда,
неясным, блокирует ли аспирин
лишь те боли, которые вызываются
брадикинином, или его действие
ОТ РЕДАКЦИИ
Мы решили, что нашим читателям будет
интересно узнать мнение советских специалистов о
столь популярном лекарственном препарате, как
аспирин, и попросили прокомментировать статью
Н. Колье из журнала «Scientific American»
заведующего отделом химиотерапии Института
фармакологии и химиотерапии АМН СССР, доктора
медицинских наук А. М. Чернуха. Вот что он
сказал:
Следует согласиться с доктором Н. Колье в
том, что ацетилсалициловая кислота, широко
известная под названием «аспирин», весьма
эффективна при лечении многих заболеваний, в основе
которых лежит воспалительный процесс и
которые сопровождаются повышенной температурой и
болями (ревматизм и другие болезни суставов,
невралгии, заболевания простудного характера,
головные боли).
Но упомянутыми примерами и
ограничивается применение этого лечебного препарата в
нашей стране.
Ацетилсалициловая кислота широко
применяется и в комбинации с другими лечебными
средствами (примерами могут служить аскофен и
новоцефалгин — таблетки, содержащие аспирин,
фенацитин и кофеин в разных
пропорциях).^Следует иметь также в виду, что кроме аспирина
существуют и другие, часто более эффективные
противовоспалительные средства, например бута-
дион, амидопирин (прежнее название —
пирамидон). Поэтому ацетилсалициловую кислоту, как
и другие лекарственные средства, необходимо
принимать после совета с лечащим врачом.
90
<

распространяется и на другие
агенты.
Весьма интересны, наконец,
исследования, связанные с деист в и-
Т" ем аспирина как одного из средств
против тяжелого недуга —
бронхиальной астмы. Это болезнь —
реакция бронхиолей на вдыхание
небольшого количества
специфических антигенов — обычно
чужеродных белков, содержащихся,
например, в пыльце растений. Подобно
высокой температуре, боли или
воспалению при артрите астма
представляет собой вид
чрезмерной реакции организма на
внешние воздействия. Целая серия
работ, связанных с изучением
модели бронхиальной астмы на
морской свинке, дает возможность
предполагать, что аспирин в
комбинации с противогистаминными
препаратами помогает уменьшить
силу этой болезненной реакции
организма. Таким образом,
напрашивается вывод, что общее значение
аспирина состоит в регулировании
защитных реакций организма на
различные заболевания.
Наблюдения показывают, что организм
человека снабжен довольно
громоздкой системой защиты, которую, к
счастью, можно контролировать
этим замечательным лечебным
препаратом.
Сокращенный перевод
с английского
О. ПОЛЯКОВА
На примере аспирина доктор Колье в
увлекательной форме показал путь, который прошли и
проходят в настоящее время многие
лекарственные средства. Вначале препарат выделяется из
природного продукта (в данном случае, из
растений). Затем он очищается, определяется
химическое строение его активного начала и, наконец,
начинается синтез препарата в лаборатории.
Далее в эксперименте на животных, у которых
вызывают болезненные расстройства, подобные тем,
что встречаются у людей, полученное химическое
соединение подвергается подробному изучению.
Если следует вывод о безвредности препарата
для животных, его начинают испытывать в
клиниках, и, в случае положительных результатов,
препарат получает признание как лечебное
средство.
Однако нередко случается, что новые
достижения науки и, в частности, той ее области,
которая носит название химической фармакологии,
позволяют по-новому использовать особенности
действия препарата, дают возможность более
рационально его применить, открывают наконец
путь к синтезу новых, более совершенных
вариантов этого лекарства. Нечто похожее произошло с
таким давно известным средством, как аспирин.
Изучение особенностей его влияния на
химические вещества, возникающие в воспалительном
очаге, и получившие название медиаторов
(посредников) воспаления — к ним относятся,
например, гистамин и плазменные кинины — позволяет
изучить действие аспирина в комбинации с
противогистаминными препаратами при лечении
болезней так называемой аллергической природы.
Следует отметить, что статья Н. Колье
излагает материалы, связанные только с
зарубежными исследованиями. В ней совсем не
упоминаются работы наших учёных. Между тем, еще в
1912 г. Н. А. Куршаков провел интересные
клинические наблюдения, связанные с применением
аспирина при лечении ряда заболеваний. Эти
наблюдения стали темой его докторской диссертации.
В дальнейшем интересные работы по
изучению противоревматического влияния салицилатов
(в том числе, и аспирина) провели многие
советские клиницисты.
И еще несколько частных замечаний.
Следует иметь в виду, что многие больные в
США предпочитают аспирин другим, даже более
эффективным средствам в связи с его
дешевизной, а также потому, что считают его безвредным
препаратом, который можно применять без
рекомендации врача. (Каждый врачебный совет
связан с расходами).
Рассказывая о моделировании болезней
человека у животных, автор несколько упрощает эту
сложную и не во всем решенную проблему.
И, наконец, последнее.
Противовоспалительное, жаропонижающее и болеутоляющее действие
ацетилсалициловой кислоты доктор Н. Колье
объясняет её способностью снижать защитные
реакции организма, к которым относятся боль,
лихорадка и воспалительные реакции. Более верным
было бы считать, что каждая защитная реакция,
как правило, почти неотделима от собственно
болезненных явлений (о чем справедливо
предупреждал еще И. П. Павлов). Выраженное
воспаление, как и высокая температура (особенно
длительная болевая реакция),— это уже, по
существу, вредные для организма реакции. Поэтому
подавлять их до известного предела —
целесообразно.
91

8-й к л а с с
При взаимодействии углекислого кальция (мрамора) и углекислого магния с азот-
ной кислотой происходит выделение углекислого газа:
СаС03 + 2HN03 - Са (Ш3J + Н20 + | С02;
MgC03 + 2НМОз = Mg (N03J + Т C02 + Н20.
В каждом стакане находится 50 г раствора HNOs, содержащего 12,5 г чистой HNOj
@,198 грамм-молекулы). По уравнению реакции это количество кислоты может
прореагировать с 0,099 грамм-молекулы каждого из карбонатов, а в первый стакан внесено
0,2 грамм-молекулы СаСОз, во второй — 0,24 грамм-молекулы МдСОз. Азотной
кислоты не хватит для полного растворения карбонатов, и количество выделяющегося
углекислого газа будет зависеть только от количества НЫОз. Поскольку в каждом из
стаканов находится одинаковое количество кислоты, то и количество улетучивающегося
углекислого газа будет одинаковым. Следовательно, равновесие не нарушится.
9-й класс
Отобрав небольшие количества каждого из растворов, следует исследовать их
взаимодействие попарно. Полученные результаты можно представить в виде таблицы,
в которой выпадение осадка отмечено знаком «плюс», а отсутствие реакции знаком
«мм ну с».
Вещества
NaCl ВаСЬ Ba(N03). AgjS04 H2S04 H20
Число

положительных
р мкций
NaCl
ВаС12
Ва (N03J
H2SO4
Ag2S04
н2о
+
—
—
—
+
4-
+
+
—
—
—
+
+
—
—
Таким образом, только одну положительную пробу даст раствор хлористого
натрия, три положительные пробы — раствор сернокислого серебра, ни одного осадка не
образуется при добавлении дистиллированной воды. В пробирках, давших по две
положительные пробы, 'Находятся растворы серной кислоты, хлористого и азотнокислого
бария.
Взаимодействие этих трех оставшихся растворов с раствором сернокислого
серебра вызовет образование осадка сернокислого бария (из ВаС12 и ВаAЧОзJ) <и хлористого
серебра (из ВаС12), а в растворе серной кислоты никакой реакции наблюдаться не
будет; так можно отличить раствор серной кислоты. (Этот же вывод можно сделать,
проанализировав данные IV столбца таблицы). Чтобы различать оставшиеся растворы ВаСЬ
и Ba(N03J к пробам этих растворов надо сначала добавить избыток раствора серной
кислоты до прекращения выпадения осадка BaS04, отфильтровать полученный осадок.

а фильтрат исследовать с ломощью раствора Ag^SO^ В пробирке, содержавшей
раствор BaCl2f после реакции с H2SO4, останется раствор HCI, который даст осадок -с
раствором Ag2S04.
BaCI2 + H2SO4 = BaS04 + 2HCI
ОТВЕТЫ
НА
1
2НС1 + Ag2S04 = 2AgCl + H2SO4
~ «олимпии-
В пробирке, содержавшей раствор ВаAЧОзJ| после добавления избытка H2SO4 в
растворе образуется НЫОз, которая при взаимодействии с Ag2S04 не будет вызывать
выпадения осадка нерастворимой соли
Ва (N03J + H2S04 = BaSQ4 + 2HN03
1
2HN03 + Ag2S04 ^ 2 AgN03 + H2S04
10-ft класс
Образование белого осадка (сернокислого бария), нерастворимого в кислоте, при
реакции с солью бария, свидетельствует о присутствии в веществе «X» серы, а
появление серебристых капель в ходе дальнейшего исследования указывает на
содержание в веществе «X» ртути. Таким веществом, содержащим серу и ртуть, может быть
красная краска — миноварь HgS. (Нагревание ее с концентрированной азотной
кислотой (сильным окислителем) приводит к образованию в растворе серной кислоты
HgS + IOHNO3 = Hg (N03J + 8N02 + H2S04 + 4H20
Эта серная кислота и дает осадок с солью бария:
Ва (N03J + H2S04 = BaSOi + 2HN03
I
Действие на полученный раствор избытка щелочи (избыток необходим для
нейтрализации кислот) вызывает выпадение желтого осадка окиси ртути
HgO
/
Hg (N03J + 2NaOH = 2\TaN03+Hg (OHJ
НгО
Разложение окиси ртути при нагревании: 2НдО = 2Нд + Оя сопровождается
появлением капелек жидкой ртути, конденсирующейся из паров на холодных частях
прибора.
11-й к л а с с
При решении этой задачи вообще не надо прибегать к каким-либо химическим
реакциям: сосуды, содержащие равные по весу количества указанных газов, при
одинаковых условиях (а это оговорено условиями задачи), будут отличаться по размерам»
Их объемы будут обратно пропорциональны молекулярным весам названных газов:
наибольший сосуд будет заполнен фтористым водородом (молекулярный вес = 20),
далее сосуды с газами располагаются в порядке уменьшения объема так: кислород
(молекулярный вес — 32), озон (молекулярный вес = 48), бромистый водород
(молекулярный вес = 81) и йодистый водород (молекулярный вес — 12В).
СКИЕ»
ЗАДАЧИ

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
АРХЕОЛОГИЯ
И КАУЧУК
Что делают из синтетичесного
каучука? Автомобильные шины и
детсние сосни, прокладки
химических аппаратов и камеры
футбольных мячей. И еще, оказывается,
матрицы для снятия копий с
произведений искусства...
В норвежском фиорде Гидаль
археологи обнаружили
петроглифы — вырубленные в скалах
древние изображения птиц,
диковинных зверей, растений и
человеческих фигур. Их возраст — четыре
тысячи лет. Интереснейшая
находка требовала тщательного и
всестороннего изучения- Но ведь
переправить скалы в другое место
невозможно.
На помощь археологам
пришла химия. Прежде всего «картины»
на граните тщательно расчистили.
Для усиления четкости рисунков
углубления петроглифов
отмечались особыми красителями, а
затем древний рисунок заливали
тонким слоем силиконового
каучука.
Чтобы пластинки из каучука не
разрушались, на них сверху
наклеивали тонкую ткань. Через 20
минут каучун затвердевал, и
ученые снимали негативные
отпечатки унинальных рисунков. С
подобных «негативов» нетрудно
получать позитивные изображения из
различных материалов. Таким
методом можно получать не только
материал для научных
исследований, но и копии с петроглифов для
музеев.
БЫСТРОТА
И... УГОЛЬ
Известно, что в древесине
около 30% лигнина, а бурый уголь
состоит из лигнина почти целином.
Процесс обугливания древесины в
бурый уголь длится 20 миллионов
лет.
Недавно австралийские ученые
показали, что с помощью соляной
кислоты можно в течение трех
недель превратить древесину в
искусственный бурый уголь.
ИЗОТОПЫ И МОЗГ
Как сообщает журнал «Science
News Letter», в США ведутся
работы по использованию
радиоактивных изотопов ртути для выявления
повреждений мозга в результате
инсульта или несчастных случаев.
Изотопы обладают свойством
концентрироваться в поврежденных
участках, поэтому при
обследовании счетчиком радиоактивных
частиц нетрудно определить место
повреждения. Некоторые ученые
полагают, что новый метод может (
быть использован и при
определении ранних раковых образований.
СТЕКЛА
повышенной
прочности
Английская фирма «Юнайтед
Гласе» разработала способ
повышения прочности стенла на 25 —
50% путем обработки его
поверхности соединениями титана.
Способ применяется в промышленном
масштабе при изготовлении
стеклянной тары.
СОЛПЕЧНОЕ
ОТОПЛЕНИЕ
Как заставить солнце снабжать
дома горячей водой?
Своеобразный проект
предложили английские инженеры.
Как известно, твердая полиуре-
тановая пена — один из лучших и
уже доступных теплоизоляторов.
Она и стала главным
конструкционным материалом установки.
Солнечное тепло собирается
медным наклонным экраном, который
Поворачивается по мере
перемещения солнца по небосводу. Площадь
экрана — около полутора нвадрат-
ных метров. А чтобы он поглощал
максимальное количество тепла,
его поверхность понрыта черной
оНисной пленкой и, нроме того,
стеклянной пластинкой, которая
снижает до минимума потери
тепла от движения воздуха над
поверхностью установки. Но главный
хранитель солнечной энергии —
слой полиуретановой пены,
который не только сохраняет коллектор
горячим, но и защищает всю
ячейку от повреждений. Этот слой
расположен снизу и сбоку от экрана.
Медный бак—хранилище нагретой
воды также изолируется
полиуретановой пеной.
Солнечная нагревательная
система такого типа может ежеднев-4^
но кипятить до 150 литров воды.
РАДИАЦИЯ ОТСТУПАЕТ
Развитие атомной энергетики
ставит перед учеными проблему
безопасного хранения в течение
многих лет продуктов
радиоактивного распада.
Недавно американские ученые
продемонстрировали процесс, в
ходе которого эти отходы
заключались в нерастворимые глыбы
стекла и становились
безопасными.
В ПОХОД
НА ЛЕБЕДУ
Лебеда — опасный сорняк,
засоряющий капустные плантации.
Порой он ие тольно обгоняет в своем
росте капусту, но и полностью ее
подавляет. Английские химики
разработали новый гербицид
избирательного действия (из группы три-
азиновых), уничтожающий лебеду
и родственные ей растения.
Большое преимущество нового
гербицида и в том, что он не
накапливается в грунте. Спустя десять недель
после обработки на капусте ие
остается и следов ядохимиката. С
опытных участков, обработанных
новым гербицидом, был собран
урожай капусты на 35,6% более
высокий, чем с контрольных
участков.
ПРОТИВ
РАДИОАКТИВПОГО
СТРОНЦИЯ
Журнал «Science News Letter»
A964, № 20) сообщил, что
канадские ученые обнаружили
возможность прочно связывать
радиоактивный стронций с нетонсичным
кислым полисахаридом,
получаемым из бурых водорослей. Пилюли,
содержащие этот полисахарид,
могут быть использованы для
предохранения сотруднинов ядерных
исследовательских центров и
предприятий от лучевых поражений.
новости отовсюду
94

Гаазами участника
Недавно на полках в книжных
магазинах появилась новая
научно-популярная книга по физике.
Ее автор—известный
французский физик-теоретик Луи де
Бройль. Перевод книги у нас в
стране выходит вторым изданием.
Сама книга уж -не так «молода»—
ей почти тридцать лет. Впервые
она была издана в 1936 году,
примерно через десять лет после
создания квантовой теории, которая
была тогда еще «новейшим
достижением науки».
Отсюда—свежесть авторского восприятия,
ясно ощущаемая. И это отнюдь не
взгляд со стороны, ведь
собственные работы Луи де Бройля
-сыграли выдающуюся роль в развитии
теоретической физики.
Сейчас квантовая механика,
изучающая поведение атомных
частиц, двигающихся со
скоростями, малыми по сравнению со
скоростью света,— такой же
законченный раздел физики, как,
например, механика Ньютона.
Областью, где ищут новые
фундаментальные законы природы,
стала физика высоких энергий,
которая изучает взаимодействие и
образование новых частиц при
столкновении со скоростями,
близкими к скорости света. Число
различных «элементарных частиц» и
античастиц, рожденных при таких
столкновениях, уже приближается
к двумстам, намного превзойдя
Луи де Бройль.
Революция в физике. (Новая физика
и кванты). 2-е издание. М., Атом-
издат, 1965 г.
семейство химических элементов.
Но процессы при высоких
энергиях — это физика будущего,
физика явлений, разыгрывающихся в
объемах, значительно меньших,
чем даже объем атомного ядра.
Если же обратиться к
явлениям окружающего нас мира
атомов и молекул, то окажется, что
основные законы, определяющие
взаимодействие атомов >и
молекул, изучаются квантовой
механикой и очень хорошо в принципе
известны.
Однако от понимания того,
как «в принципе»
взаимодействуют атомы, еще долгий путь до
понимания механизма сложных
химических и биохимических
реакций и выяснения и объяснения
структуры не только сложных, но
<и самых простых молекул, и тем
более далеко до решения всего
физико-химического комплекса
явлений жизни.
Классическая квантовая
механика завершена. Но мы
находимся в самом начале процесса
изучения вещества и природы
химических реакций. Квантовые
законы здесь всегда будут путеводной
звездой для исследователя.
Может быть, в этом одна из причин
неослабевающего интереса к
далеко не юной квантовой теории.
Когда законы атомных
явлений — квантовые законы — были
открыты и поняты, оказалось, что
они резко отличаются, от
привычных представлений,
выработанным (нашим повседневным
опытом. Это вызывало
любопытство, удивление, а иногда и
протесты. Новые идеи завоевали
широкую аудиторию довольно
медленно. Процесс продолжается и
сейчас, хотя наиболее
драматические стадии, видимо, уже
позади. Вначале даже многие
выдающиеся физики не соглашались с
квантовой теорией. Некоторые
физики, чьи научные 'взгляды
сформировались в «доквантовое»
время, не могли поверить, что
невозможно придумать «наглядное»
описание явлений атомного
масштаба.
Современному физику
трудно понять, почему классическое
описание лучше квантового. Как
психологический парадокс следует
отметить, что каждое новое
поколение студентов с большей
легкостью осваивает странные
особенности микромира...
Микромир атомов и молекул
не похож на наш макромир, в
котором мы живем и действуем, и
где мы знаем, как действовать.
Поэтому микромир нам кажется
менее понятным. Правда, в
последние годы мы все более
осваиваем новые достижения физики,
которые с разных сторон
вторгаются в наши представления о
жизни. Колоссальный переворот
в наше мышление, помогающий
осваивать новые горизонты науки,
внес первый советский спутник и
лолет человека в космос.
Первые четыре главы книги
Луи де Бройля содержат
довольно беглый обзор развития
физики до квантовой теории. Мы
видим, как по мере появления новых
фактов изменяется и
совершенствуется «классическая» картина
мира, как при этом проявляется
стремление к простоте и единству.
Уже здесь де Бройль
подчеркивает аналогию между механикой
частиц и геометрической оптикой.
Геометрическая оптика
применима, когда можно считать длину
волны бесконечно малой
величиной. Тогда световые лучи
подобны траекториям частиц.
Например, в пустоте они
прямолинейны.
95

Беглый и несколько
формальный ход рассказа .меняется,
'начиная с главы «Появление квантов в
физике». Теперь мы читаем о
вещах, близких автору. История
открытия Планка и лоследующая
цепь событий—появление
фотонов, стационарные орбиты Бора и
т. д.— вызывают все
возрастающий интерес.
Восьмая глава об открытии
волновых свойств частиц —
кульминационный момент и лучшее
место книги. Исходный лункт
размышлений де Бройля — сходство
законов, определяющих
траектории частиц в механике и
световых лучей в геометрической
оптике. К этому времени уже
установлена двойственная природа света.
Это — и электромагнитные волны,
и фотоны. Энергия и импульс
фотона пропорциональны частоте и
волновому числу световой волны,
а коэффициент
пропорциональности—постоянная Планка h. Что,
если импульсу движущейся
частицы вещества тоже соответствует
волна, и этого не замечали до сих
пор, так как ее длина
чрезвычайно мала из-за малой величины h?
Прямолинейный световой
пучок — плоская волна. Поперечный
размер пучка — ширина фронта
волны. Волну можно считать
плоской, пока ширина фронта
намного больше длины волны. Если
уменьшить ширину фронта,
пропуская пучок через отверстие в
экране, появится дифракция —
свет проявит свои волновые
свойства. За экраном можно
обнаружить фотоны во всех
■направлениях. Аналогично волновые
свойства частиц вещества
проявляются только при попытке достаточно
точно установить их траекторию.
Сейчас все это просто. Но в
1923 году предположение о
волновых свойствах вещества
казалось бессмыслицей.
Гениальная догадка де
Бройля была блестяще подтверждена
открытием дифракции электронов
в 1927 году. Но к этому времени
уже появилась теория атомных
явлений — квантовая механика.
Квантовая механика возникла
почти одновременно в двух
математически разных формах. Одна
из них открыта в 1925 году Гей-
зенбергом, другая (волновое
уравнение) в 1926 году Шредин-
гером. Энергии стационарных
орбит получаются из волнового
уравнения тем же
математическим способом, каким находят
собственные частоты резонатора.
И Шредингер решил, что теорию
атомных явлений можно построить
в классическом виде, наподобие
волновой оптики. Но этот план
'Неосуществим: решение волнового
уравнения (волновая функция)—
не обычная волна. Квадрат ее
абсолютной величины позволяет
определить вероятности различных
значений физических величин.
Поэтому ее можно назвать «волной
вероятности».
Это то, что лежит в основе
современных воззрений 'На
микромир. И нет пока никакого
другого пути (а некоторые считают,
что и не будет) для описания
явлений микромира. Такую
крайнюю позицию де Бройль в своей
книге не разделяет, и хотя он не
выдвигает новой позитивной
программы, в то же время
ощущается его стремление смотреть на
волновую механику как на теорию
неких физических волн пока еще
не выясненной природы.
Чувствуется его неудовлетворенность
статистическим вероятностным
характером предсказаний, даваемых
квантовой механикой. В этом
вопросе читатель должен очень
внимательно и критично отнестись к
автору.
Можно отметить и еще
некоторые недостатки книги,
например, неудачное объяснение
туннельного эффекта. Но все это
лишь детали, так как квантовая
механика в книге в целом
изложена на современном уровне.
Де Бройль в небольшой по
объему книге сумел сказать
много ценного о массе вещей, в том
числе о природе химической
связи.
В заключение несколько слов
о доступности книги. В аннотации
правильно сказано, что «де
Бройль излагает всю квантовую
теорию без единой формулы». Но
он говорит о таких вещах, как
«линейные эрмитовские
операторы», «собственные значения
дифференциальных уравнений»,
«канонические переменные» и т. л.
Конечно, о них сказано слишком
кратко, чтобы читатель, заранее
не знакомый с этими понятиями,
мог бы мх тут же усвоить. Но все
же основное содержание
большинства глав вполне доступно.
Ведь книга де Бройля — не
учебник. Это непринужденный рассказ
выдающегося ученого о
проблемах, которые его волновали и
занимали.
Э. РУМАКОВ
ПОПРАВКИ
Па стр. 15 атоги номера типографией допущена ошипка. Последний аПзац
статьи проф. А. А. Вишневского следует читать: «Примеры, которые я
привел, показывают.» — и далее по тексту.
If а стр. '3ft последнюю фразу в правой колонке следует читать: «Он сделал
горячим сторонником генетики академика И. П. Павлова».
Редакционная коллегия:
Главный редактор И. В. Петрянов-Соколов
П. Ф. Баденков; В. И. Гольданский; Н. М. Жаворонков; С. В. Кафтанов;
Л. И. Мазур; Б. Д. Мельник; М. И. Рохлин (зам. главного редактора);
П. А. Ребиндер; С. С. С проходов; Б. И. Степанов; А. С. Хохлов;
М. Б. Черненко (за.... главного редактора); Н. М. Эмануэль.
Оформление А. Великанова. Технический редактор В. А. Карасев.
Адрес редакции: Москва В-33, Ленинский пр. 61/1. Тел. АВ 7-72-64
Подписано к печати 14/VII-1965. Т-09849. Формат бумаги 84X108 '/из
Печ. л. 6,0. Усл. печ. л. 10, 14. Уч.-изд. л. 11,1. Бум. л. 3. Зак. 2447. Тир. 22 000
2-я типография издательства «Наука», Москва., Шубинский пер., 10

Москва. Парк «Сокольники». С 11 по 26 сентября здесь
проводится всемирный смотр достижений химиков —
Международная выставка «Химия в промышленности, строительстве
и сельском хозяйстве»
В ней участвуют двадцать два государства. Экспонаты
представили свыше восьмисот предприятий, объединений и фирм

Век дерева столь же
впереди, сколько
позади. Древнему
материалу хочется предсказать
вечную молодость и
блестящее будущее
;j^
* ■ <#j
JhC \ ,' " с cu ■>
^
■i>~ <U
■&■
';■■
^i-
jM 1 v Г'
Молекулы могут читать
сами себя. Простое
труднее сложного.
Память вещества и
прочие полезные сведения
Можно предположить, что
природу нужных нам
растений удастся в будущем
изменить настолько, что
эти растения будут
полнее усваивать энергию
Солнца
Издательство «Наука»
Цена 30 коп.