Text
                    химия
жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР
1967
История советских полупроводников
О порядке в природе
Золото по рецептам алхимиков
Что такое листопад
Филолог спорит с химиком
Путь к бессмертию?


:н*-"Щ Всемирно известная скульптурная группа «Рабочий и колхозница» Веры Игнатьевны Мухиной явилась триумфом не только советского искусства, но и советской науки и техники. Читайте в этом номере журнала очерк «Стальное рукопожатие» и заметку «На заре она розовая, в грозу грозовая...».
№ 9 СЕНТЯБРЬ 1967 ГОД ИЗДАНИЯ 3-й ХИМИЯ и жизнь ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР 1917 * 1967 1917 • 1967 Элемент №... Словарь науки Проблемы и методы современной науки Полезные советы и пояснения к ним Живые лаборатории Наука о живом Фантастика А почему бы и нет! Научный фольклор И химия — и жизнь! Учитесь переводить Клуб Юный химик Фотолаборатория Советуемся с читателями Полезные советы и пояснения к ним 6 8 17 18 24 25 27 28 30 37 41 42 45 46 54 57 61 64 65 66 69 70 80 85 88 Так рождалась промышленность полупроводников Из биографии элемента № 32 Стальное рукопожатие :<На заре она розовая, в грозу грозовая...» Золото — без философского камня, но по рецептам алхимиков Атомный или атомный Мнение химика комментирует филолог Наши консультации Новости отовсюду О порядке в природе Чернила, которые в то же время не чернила Дикая роза Сибири Листопад Комментируют научные сотрудники Главного ботанического сада АН СССР Вторая стадия Путь к бессмертию? Как Ньютон открыл закон всемирного тяготения «Внимание, ядохимикаты!» Английский — для химиков Что это такое? Расшифруйте молекулу нуклеиновой кислоты сами Химические профессии: лаборант Рожденные ползать Автография Анкеты вернулись в журнал Плащ-невидимка 91 Наши консультации. Медузомицет — чайный гриб 92 Gaudeamus! 96 Разные разности Н. П. Сажин В. Цукерман В. И. Кузнецов В. В. Пигулевский А. В. Суперанская В. Ф. Джуринский Г. П. Тафинцев Л. В. Азарова Л. В. Рункова, И. В. Плотникова Р. Яров И. С. Филимоненко Дж. Э. Миллер А. Л. Пумпянский И. В. Петрянов М. С. Иоффе Б. М. Медников Л. Я. Крауш С. Астахов М. Г. Воронков, B. Б. Лосев C. М. Мартынов В. Батраков На обложке: Глаз кинокамеры заглянул внутрь специальной плавильной печи, в которой рождается сверхчистый полупроводниковый материал
1917 1967 Наше время получило немало громких названий: «Век космоса», «Век атома», «Век биологии», «Век полимеров». Ну и конечно — «Эра полупроводников». Конечно — потому, что полупроводниковые материалы стали основой основ счетнорешающих устройств — «мозга» современной техники, ее «органов чувств» — фотоэлементов и радиоаппаратуры, ее «нервов» — электронных приборов управления. В создании и развитии этого важнейшего научного и технического направления наших дней немалая роль принадлежит советским ученым и инженерам. В нынешнем году за выдающиеся заслуги в области создания отечественной металлургии редких металлов и полупроводниковых материалов отмечен высоким званием Героя Социалистического Труда академик Н. П. САЖИН. Наш корреспондент Ю. Бережной побывал в гостях у Николая Петровича и попросил его рассказать о том, как рождалась в нашей стране металлургия ультрачистых веществ. Вот запись этого рассказа. Академик Н. П. САЖИН ТАК РОЖДАЛАСЬ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ Впервые о германии я услышал в 1914 году, на лекции академика Николая Семеновича Курнакова в Петербургском Политехническом институте. Николай Семенович читал курс общей и неорганической химии и упоминал о германии и его соединениях главным образом для того, чтобы иллюстрировать великолепное предвидение Д. И. Менделеевым существования еще не открытых элементов. Я хорошо запомнил блестящее совпадение свойств «экасилиция» и германия, и даже записал процитированные Н. С. Кур- наковым слова К. Винклера, профессора технической химии Фрейбергской горной академии, в 1886 году открывшего германий в редком минерале аргиродите: «...Вряд ли может быть более яркое доказательство справедливости учения о периодической системе элементов, чем обнаружение до сих пор предположительного экасилиция; оно составляет, конечно, более чем простое подтверждение смелой теории; оно знаменует - собой выдающееся расширение химического поля зрения, гигантский шаг в области познания». К сожалению, на этом и закончилось мое знакомство с германием в Политехническом институте. Даже в цикле лекций по «металлургии иных кроме железа металлов» (так называлась тогда металлургия цветных металлов) о германии не было упоминаний, хотя этот курс блестяще читал крупнейший металлург и физико-хи- мик академик А. А. Байков. Таким образом, новый элемент, появившийся на свет весьма эффектно (сам Д. И. Менделеев называл это событие венцом периодической системы), в 1914 году, спустя 30 лет после его открытия, оставался никому не нужным. Практика преспокойно обходилась без германия, напоми-
Герой Социалистического Труда академик Николай Петрович Сажин навшего повсеместно распространенный кремний, и только людей науки занимали его свойства, хотя большая редкость и рассеянность элемента препятствовали получению его даже для научных исследований. Прошло больше чем четверть века, пока мне пришлось снова вспомнить о германии, и не просто вспомнить, но и самому содействовать его захватывающей «карьере». За этот немалый период времени я успел, уйдя с последнего курса Политехнического института, отслужить в Красной Армии, поработать в Читинской техно-химико-фармацевтической лаборатории и заочно закончить институт. Я чувствовал себя превосходно, так как сделал первое изобретение (предложил новый способ производства фтористого натрия для пропитки шпал), за что получил невероятно большое по тем временам вознаграждение—10 тысяч рублей. Больше половины, не раздумывая, я истратил на другое изобретение, но в итоге ничего не добился, и раз и навсегда понял, что в науке в равной степени следует рассчитывать как на розы, так и на шипы. Но это не омрачило настроения, так как в 1927 году я был назначен главным инженером читинского завода фтористого натрия, построенного на основе предложенной мною технологической схемы. Может быть, не стоило бы так подробно вспоминать события сорокалетной давности, если бы с них не начался коренной поворот в моей жизни, в результате которого я оказался в Москве, где и занялся делом, определившим мою научную судьбу. Сначала, в том же 1927 году, в Читу приехала по делам Вера Ильинична Глебо- ва — старая большевичка, работавшая еще с В. И. Лениным. Она возглавляла тогда Союзный горно-химический трест, пользо- 1*
За несколько часов из находящегося в тигле расплава, подобно сосульке на морозе, вырастает полупроводниковый монокристалл валась большим авторитетом. Завод фтористого натрия Глебовой понравился и, уезжая, она предложила: — Переходите к нам на работу. Мы собираемся организовывать сейчас производство вольфрама. Дело новое, очень интересное... Как ни почетно было предложение, пришлось вежливо отказаться — еще до этого я решил, что, если и уеду с завода, то только к Николаю Семеновичу Курнако- ву—любимому учителю, в Ленинградский институт прикладной химии. И вот уже в 1932 году в перерыве между какими-то двумя совещаниями в Ленинграде меня окликнул женский голос. Поворачиваюсь— Глебова: — Где вы? Неужели все на том же заводе? — Да, на том же... А вы? — А я сейчас организую новый научный институт — редких металлов. Очень нужны опытные люди. Снова приглашаю вас. — Спасибо, Вера Ильинична, но я за всю жизнь сделал всего один химический анализ монацита, да и то только на сумму редких земель, — пытался я отшутиться. Но Глебова была человеком дела: — Благодарить потом будете. Записывайте адрес, приходите, поговорим обстоятельно... Так я оказался в Гиредмете (Государственном научно-исследовательском и проектном институте редкометаллической промышленности), в котором работаю по сей день. ...В первом томе физического словаря, изданного в 1936 году, еще значилось, что германий «технически никакого интереса до сих пор не представляет». Однако работа с этим элементом развернулась уже во всем мире. В Советском Союзе, в ВИМСе (Всесоюзном институте минерального сырья) под руководством профессора В. А. Зильбер- минца впервые были обследованы различные источники германия — каменные и бурые угли, сланцы, торф, руды различных цветных металлов. Незадолго перед вой-
ной, в 1940 году, ко мне, в то время — начальнику технологического отдела Гиред- мета, пришел И. В. Шманенков, заместитель директора ВИМСа, и предложил объединить усилия наших институтов. И вот в начале 1941 года в Одесском филиале Гиредмета на полупромышленной установке было получено около 20 граммов первой отечественной двуокиси германия. Как величайшую ценность двуокись отправили в Ленинград — академику И. В. Гребенщикову, который на ее основе создал так называемые германиевые стекла с высоким коэффициентом преломления света. Однако стекла оказались слишком чувствительными к атмосферным воздействиям. Германий снова остался «в тени». Война прервала исследования, и они были возобновлены лишь в 1947 году. Мы предприняли попытку извлечь германий из нового вида сырья (надсмольных вод, получаемых при коксовании угля на коксохимических заводах), которое до того времени не использовалось в заграничной практике, разработали очень простую технологию. Всего двумя несложными операциями удавалось получить концентрат, обогащенный германием в сравнении с исходным продуктом более чем в 100 000 раз. В июне 1948 года в Гиредмете были получены из двуокиси первые сотни граммов поликристаллического германия, а затем и сверхчистые монокристаллы. Эти работы проводились в тесном контакте с физическими институтами АН СССР, АН УССР, в том числе с ЛФТИ, Институтом металлургии АН СССР и другими организациями. 1948 год вообще стал переломным в биографии германия. Из малоизвестного элемента он превратился в фаворита новейшей техники, вошел в моду; как кто-то образно заметил, с созданием Дж. Бардиным и У. Брэттеном первого кристаллического триода A948 г.) в радиотехнике появилась бомба замедленного действия величиной с горошину. И действительно, спрос на германий стал неудержимо расти. В этот период — период создания отечественной промышленности полупроводников (вскоре были развернуты широкие исследования по технологии производства и применения германия и кремния) мы часто встречались и подолгу беседовали с академиком Абрамом Федоровичем Иоффе, который еще на заре исследований германия и кремния утверждал, что «современная физика знает две области, от которых мы ждем наиболее крупных сдвигов в материальных условиях жизни», имея в виду атомную энергию и полупроводники. Частым гостем был у нас в Гиредмете и академик Аксель Иванович Берг — тоже энтузиаст полупроводников, возглавлявший в ту пору один из крупных исследовательских институтов и много сделавший для становления советской полупроводниковой промышленности. Между прочим, второе рождение германия, начавшееся после того, как наука разгадала его полупроводниковые свойства, за рубежом относят к 1940 году. Но уже после войны, случайно заговорив об этом с Петром Леонидовичем Капицей, я получил в подарок от него статью, датированную 1929 годом. Автор ее — а им был сам П. Л. Капица — писал, что, согласно его исследованиям, германий — не металл, а полупроводник. Может быть, высказанное и заинтересовало бы специалистов, но чистота германия, с которым экспериментировал П. Л. Капица, была еще явно недостаточной. Чистота материалов и сегодня — главная забота полупроводниковой промышленности. Год от года требования к чистоте материалов и совершенству их структуры становятся все более жесткими. Например, примесь меди и никеля в кремнии для большинства полупроводниковых приборов не выходит уже за пределы одной десятимиллионной процента. Получается, что всего один посторонний атом противостоит миллиарду атомов полупроводника. Этот пример показывает, что технологам удалось добиться серьезных успехов в очистке полупроводниковых материалов. Но чтобы разработать и усовершенствовать сложнейшие процессы получения материалов высокой чистоты в промышленном масштабе, химикам и металлургам потребовалось больше пятнадцати послевоенных лет, причем успех столь удачного синтеза науки и практики был подготовлен учеными, занимавшимися чистыми и сверхчистыми материалами еще тогда, когда их исследования, казалось бы, ничего не сулили практике. В этом факте особенно рельефно проявилась особенность связи «наука — промышленность», способность теории и практики благотворно обогащать друг друга. Получение ультрачистого германия и подобных ему элементов не только создало
новую отрасль промышленности, но и резко повлияло на развитие физики твердого тела. В результате взаимного проникновения физики и химии в работах по теории полупроводников возникла быстро прогрессирующая новая ветвь — химия полупроводников. Благодаря работам большого отряда ученых, а также умелой концентрации внимания, ресурсов и кадров, советской полупроводниковой промышленности (я охотней называю ее металлургией ультрачистых веществ) удалось выйти вперед. Мы не только обеспечиваем сейчас потребности нашей страны в высококачественных кремнии и германии (выпускается свыше ста различных их марок), но и с 1966 года экспортируем их. ...Миллионы тонн стали, чугуна, цветных металлов выплавляют ежегодно металлурги нашей страны. Целое море! И всего лишь капля в этом море — полупроводниковые материалы сверхвысокой чистоты. Но, как говорится, мал золотник, да дорог. ИЗ БИОГРАФИИ ЭЛЕМЕНТА № 32 В 1871 г. Дмитрий Иванович Менделеев на основании открытого им периодического закона предсказал существование нового, неизвестного элемента, которому дал название экасилиций (т. е. «первый за кремнием»). Менделеев точно определил место зкасилиция в периодической системе и описал свойства элемента и некоторых его соединений. Через 15 лет (в 1886 г.) Кле- менс Винклер в редком минерале аргиродите открыл новый элемент; в честь своей родины он назвал его германием. Свойства германия поразительно совпали со свойствами, предсказанными Д. И. Менделеевым для экасилиция: Долгое время после своего появления на свет германий был редким гостем в лабораториях ученых. Только с открытием сырьевых источников этого элемента — германита в месторождении Тсумеб в Северо-Западной Африке, цинковой обманки в США, золы некоторых каменных углей в Англии — начались более широкие исследования свойств германия и его соединений, стали разрабатываться технологические методы извлечения его из сырья, появился интерес к его практическому использованию. Но по-настоящему германием заинтересовались только во время второй мировой войны и в послевоенные годы. Свойства экасилиция Серый, трудноплавкий металл; атомный вес близок к 72 Удельный вес 5,5; атомный объем около 13 Окись состава Es02; удельный вес ее будет близок к 4,7 Экасилиций должен образовывать комплексный фторид состава K2EsFfi EsS2 должен растворяться в сернистом аммонии Свойства германия Серый металл; температура плавления 958,5 ; атомный вес 72,0 Удельный вес 5,30 (при 21ГС); атомный объем 13,2 Окись состава Ge02; удельный вес 4.703 (при 18Х) Германий образует комплексный фторид K2GeFe GeS2 растворим в сернистом аммонии В 1942 году было установлено, что для радиолокации на коротких волнах необходимы кристаллические детекторы. Лучшими материалами для таких детекторов оказались германий и кремний. С этого времени в США началось расширенное производство металлического германия. Затем оно было организовано в СССР, Англии, Франции, Японии и других странах. Современное производство германия базируется во всем мире на использовании цинковых руд, медно-свинцово-цин- ковых руд, в которые входят минералы германия (германит и реньерит), и углей. В Советском Союзе для получения германия используют коксующиеся и энергетические угли. Германий найден также в железных рудах, нефти, торфе, шахтных водах. • Германий — твердый хрупкий металл серого цвета. Температура плавления германия + 958,5° С, температура кипения—около 2700°С. В соединениях германий может быть двухвалентным и четырехвалентным; соединения четырехвалентного германия более устой-
Так выглядит один из участков плавильного цеха завода ультрачистой металлургии. чивы. С соляной и серной кислотами германий при комнатной температуре взаимодействует слабо. При 100 ° С серная кислота медленно растворяет германий. Азотная кислота, а также смесь азотной и соляной кислот хорошо взаимодействуют с германием, особенно при высокой температуре. Растворы едкого натра и едкого кали действуют на германий слабо или не действуют вовсе, а расплавленные щелочи быстро растворяют германий. • Одна из наиболее интересных областей применения германия — инфракрасная оптика. Стекла на основе двуокиси германия способны пропускать инфракрасные лучи. Сейчас изготовляют и изучают новую группу стекол — их называют халькогенидными, — в состав которых, кроме германия, входят селен, теллур, трехсернис- тый мышьяк. Двуокись германия в сочетании с другими стеклообразующими окислами сообщает стеклу целую гамму ценных качеств: высокую способность пропускать инфракрасное излучение, радиопрозрачность, большую, чем у обычного стекла, стойкость к высокой температуре. После закалки такие стекла приобретают повышенную прочность. Крупная область применения германия — производство люминофоров. • Интересные данные получены о биологической активности соединений германия. Например, двуокись германия стимулирует деятельность костного мозга и селезенки, увеличивает число эритроцитов и содержание гемоглобина в крови. Соли германия обладают защитным действием против отравления такими ядовитыми металлами, как селен и свинец. Это позволяет думать, что на основе германийорганических соединений можно создать биологически полезные препараты. • В 1964 году цены на германий на мировом рынке сложились так (в центах за один грамм): высокочистая двуокись — 15,0; металл после восстановления — 25,2; чистый металл — 27,0; монокристалл — 56,0. В Советском Союзе отпускная цена одного грамма германия составляет 40 коп., а монокристаллического германия 96 коп. — 1 руб. 25 коп.
1917 1967 СТАЛЬНОЕ РУКОПОЖАТИЕ ГЕФЕСТ С ЭЛЕКТРОДОМ В № 7 русского журнала «Электричество» за 1887 г. появилась заметка одного из крупнейших электрохимиков того времени профессора Дмитрия Александровича Ла- чинова. Вот она: «На днях мы присутствовали на опытах электрического паяния в мастерской г-на Бенардоса... Самый опыт производит необычное впечатление на неподготовленного зрителя. Допустим, что спаиваются два железных листа встык: сложив их краями, мастер берет паяльник в руку и прикасается им к шву. В то же мгновение из угля, со взрывом, вырывается голубоватая вольтова дуга более сантиметра толщиною, окруженная широким желтым пламенем. Управляемая рукою мастера, дуга начинает лизать линию спайки; то место, к которому она прикоснулась, мгновенно плавится, испуская ослепительный свет и разбрасывая снопы мелких искр, причем жидкое железо протекает в скважину между листами и соединяет их...» Это — первое описание дуговой сварки, изобретенной в 1882 г. русским инженером Николаем Николаевичем Бенардосом. В его установке один из угольных электродов электрической дуги заменяли металлом, который собирались сваривать. Дуга плавила металл, резала и сваривала его. Бенардос назвал свой способ «соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока» в честь древнегреческого бога кузнечного ремесла «электрогёфестом». «Электроге- фест» был запатентован во всех странах Европы и в США. Через несколько лет другой русский инженер—«горный начальник» Пермских кузнечных заводов Николай Гаврилович Славянов заменил угольный электрод дуги металлическим. Теперь свариваемые детали соединял металл, получающийся от расплавления электрода. Славянов создал первый в мире сварочный цех и первую в мире школу сварщиков. В списке его изобретений числится множество фундаментальных усовершенствований электросварки, не претерпевших принципиальных изменений до сих пор. Славянов первый применил для защиты сварного шва от окисления битое стекло — силикатный флюс. «Необходимое условие хорошей отливки железа и стали заключается в том, чтобы отлитый металл по возможности скорее покрывался шлаком и чтобы во все время отливки был им закрыт», — писал он в своем изобретении. Славянов создал и первый в мире сварочный автомат, в котором поддерживалась постоянная длина электрической дуги, далеко обогнав технику своего времени. Сварочные автоматы стали широко применяться только через несколько десятилетий. Открытия Славянова получили всемирное признание. На крупнейшей в XIX веке Всемирной электротехнической выставке в Чикаго A893 г.) Славянов был награжден за дуговую электрическую сварку золотой медалью и почетным дипломом. «НАУКА О ТОМ, КАК БЕЗ ЗАКЛЕПОК СДЕЛАТЬ БОЧКУ» «Когда лопнула крышка 50-сильного двигателя водокачки весом в Уз тонны и заменить ее нечем было, решились прибегнуть к сварке. Долго пришлось убеждать некоторых товарищей из техперсонала. «Ничего путного не выйдет», — говорили они. Сварили. Крышка стоит 970 рублей, а сварка обошлась всего в 74 рубля. Работу 8
производил мастер автогенной сварки Н. А. Пустовойтов с помощниками. На работу ушло полтора часа. Теперь у нас в сварку верят». (Из письма рабочего Ю.-В. ж. д. тов. Н. в журнал «Автогенное дело», 1930 г., № 12). Такими письмами буквально пестрели страницы советских технических журналов и газет в конце 20-х и начале 30-х годов. Шла борьба за сварку. В журнале «Автогенное дело» даже была введена специальная рубрика «Сварка или клепка?». В 1932 году состоялся 1-й Всесоюзный съезд сварщиков. Делегаты съезда говорили о сварке патетически: «В социалистической промышленности, при ее реконструкции, не может быть ориентации на клепку, даже механическую. Клепка создавала и создает «глухарей». Ясно, что внедрение нового технологического процесса сварки, заменяющий клепку, является не только методом рационализации производства, но имеет и политическое значение как мощный источник экономии в народном хозяйстве и подсобник для увеличения темпов». Сварка требовала к себе серьезного подхода, ей была необходима настоящая научная база. Сварку ждало огромное будущее, но это понимали далеко не все. Академик Евгений Оскарович Патон — один из создателей советской науки о сварке — вспоминает об этом так: «Мое решение серьезно заняться электросваркой и целиком посвятить себя ей некоторые мои коллеги в Академии наук УССР встретили с недоумением, а кое-кто даже с иронией... «Что это такое — сварка? Занятие для инженера. Но не для ученого... Нет, нет!». А кто-то даже язвительно окрестил электросварку «наукой о том, как без заклепок сделать бочку». Наука о сварке тем не менее создавалась. В 1929 году при Академии наук Украины была организована под руководством Е. О. Патона «Лаборатория электросварки», а в 1932 г. она разрослась настолько, что превратилась в первый в нашей стране специальный сварочный научно-исследовательский институт — Институт электросварки Академии наук УССР. Наука еле поспевала за практикой. А развитие сварочной практики шло поистине фантастическими темпами. К концу 2 Химия и Жизнь, № 9 1-й пятилетки в нашей стране уже было около 14 000 электросварочных постов. Армия электросварщиков составляла около 50 тысяч человек! АВТОМАТ СОРЕВНУЕТСЯ СО СВАРЩИКАМИ В 1938 году институт спроектировал установку для автоматической сварки продольных балок железнодорожных платформ. Чертежи послали заказчику — Нижне-Тагильскому вагоностроительному заводу. В ответ пришло письмо: «Скорость сварки, предусмотренная проектом, — десять метров в час — нас уже не устраивает. Пока шла переписка между заводом и институтом, пока у вас в Киеве создавались чертежи, стахановцы-сварщики нашего завода почти вдвое обогнали будущий институтский автомат». В этом соревновании участвовали тысячи сварщиков. Темпы сварки росли фантастически! Но автоматизация была одной из насущных проблем времени. При сварке Открытия Славянова получили всемирное признание. На крупнейшей в XIX веке Всемирной электротехнической выставке в Чикаго в 1893 году Славянов был награжден за дуговую электрическую сварку золотой медалью и почетным дипломом выставки
вручную качество шва целиком зависит от квалификации, от умения сварщика. Человек— не машина, при самой внимательной и напряженной работе он не может на протяжении целой смены работы поддерживать постоянную длину дуги и вести электрод с постоянной скоростью. А это приводит к ухудшению и неравномерности шва. Первый сварочный автомат создал Сла- вянов, но в то время пора автоматизации еще не настала. При тогдашнем объеме сварочных работ варить вручную было гораздо целесообразнее. Теперь Институт электросварки вплотную занялся этой проблемой. За короткое время было разработано 180 рабочих проектов самых различных автоматов: для сварки цистерн и для сварки котлов, для сварки балок, для- сварки колонн и т. д. Автомату трудно было угнаться за ручным электродом. Опытные сварщики применяли очень большой ток, до 400 ампер. Это позволяло в несколько раз увеличить скорость сварки. Но для большого тока нужны были толстые электроды с толстой обмазкой. Во время сварки обмазка расплавлялась, предохраняя шов от окисления. Обмазка выполняла кроме этого и множество других функций. В ее состав входят соединения титана, кальция, которые делают устойчивым горение дуги; марганцевая руда, полевой и плавиковый шпаты, рутил, способствующие образованию шлака; ферросплавы, восстанавливающие окислы; крахмал, древесная мука, целлюлоза, благодаря которым при сварке выделяются газы, защищающие шов от окисления. Все эти вещества должны создавать пластичную массу — для этого их замешивают на каолине и жидком стекле. При ручной сварке толщина электрода не помеха — короткий стержень может быть любого диаметра. В автомате же электрод представляет собой непрерывную проволоку. Проволоку нужно свернуть в рулон, а сделать это с толстым, да еще покрытым обмазкой стержнем невозможно. Есть и еще одна трудность. Большой ток нужно подводить как можно ближе к месту сварки. У ручного электрода для этого зачищается конец. А как подвести ток к непрерывной обмазанной проволоке? После долгих поисков институт преодолел эти трудности. Была создана специальная проволока крестообразного сечения. Ребра стального креста выступали из-под слоя обмазки. К ним можно было подвести ток почти у самой точки сварки. Именно этот новый, снабженный крестообразной проволокой автомат и обогнали Нижне-Тагильские рабочие. Институт стал в тупик. Повышать дальше сварочный ток на таком автомате было невозможно — несмотря на обмазку металл разбрызгивался, качество шва становилось хуже. Нужно было искать принципиально новое решение. Его нашли, как ни удивительно, опять среди открытий Славянова. Славянов применял при сварке флюс — битое стекло. В институте решили отказаться от обмазки и покрыть шов толстым слоем порошкообразного флюса. Это не только позволяло повысить силу сварного тока, но и сделало сварку безвредной. Флюс скрывал от глаз ослепительную дугу и почти полностью устранял выделение вредных газов. Кроме того, и это, пожалуй, самое важное, флюсовая защита снижала потери энергии дуги, не давая ей рассеиваться, как бы собирая ее в фокусе. Увеличилась глубина провара, повысилась производительность, лучше стало качество сварки. Но производство подгоняло. Месяцами сотрудники института работали без выходных: создавался флюс. Основа его была та же, что у Славянова, но состав неизмеримо сложнее. Si02, MnO, CaF2, MgO, A1203 — неполный перечень веществ, входящих в флюс. И вот, наконец, наступил день, когда в институт съехались представители десятков предприятий и научно-исследовательских учреждений страны. Е. О. Патон вспоминает: «Тот день, когда впервые была проведена перед гостями открытая демонстрация скоростной автоматической сварки под флюсом, навсегда вошел в историю института и, пожалуй, до сих пор живет в памяти каждого его сотрудника. И внешний вид сварки и скорость, с которой двигалась головка, поразили всех делегатов. В лаборатории слышались их восклицания: — Тридцать метров в час! В шесть-семь раз быстрее хорошего сварщика! А когда, наконец, два стальных листа толщиной почти в полтора сантиметра были сварены встык в один проход и взглядам гостей открылся красивый, серебристый шов, все собравшиеся у станка невольно зааплодировали».
В 1958 году способ электрошлаковой сварки был удостоен Большого приза па Всемирной выставке в Брюсселе. Через 65 лет рядом с золотой медалью Славянова легла новая медаль. Первенство в науке о сварке остается за нашей страной ТАНКИ, «ЖИРАФЫ» И ЛЮДИ В 1941 году, после начала войны, Институт электросварки переехал на Урал и развернул свою работу прямо на танкостроительном заводе. Нужно было срочно внедрять в производство все новейшие достижения науки, нужно было создавать автоматы для сварки танковой брони. Сотрудники института пришли инструкторами в цехи завода. Было решено изготовить первый «АСС» (аппарат скоростной сварки) прямо в мастерской института. Не хватало рабочей силы — токарей, фрезеровщиков, строгальщиков. В мастерской появились подростки пятнадцати- шестнадцати лет, дети сотрудников института. «Механизированный детский сад» возглавили лаборанты М. Н. Сидоренко и Л. М. Богачек. Вот в этой-то мастерской в конце 1941 года и «сошел с конвейера» первый аппарат «АСС» — аппарат для сварки танковой брони. Вертикальная труба, при помощи которой к самоходной тележке крепилась вся сварочная и флюсовая аппаратура, придавала аппарату сходство с жирафом, вытя- 2* нувшим шею. Аппарат так и называли «Жираф». В конце 1941 года на заводах страны действовали всего три автосварочные установки, в конце 1942 года их было уже 40, в конце 1943 года — 80, в марте 1944 года — 99, в декабре 1944 года—133! К этому времени институт вел работу на пятидесяти двух заводах. Академик Патон пишет в своих воспоминаниях: «Десятки тысяч боевых машин вышли из цехов со швами, сваренными под флюсом. К концу войны на корпусах танков уже вовсе не было швов, сделанных вручную. Выпуск танков для фронта увеличился в несколько раз. До самого конца войны у немцев не было автосварки танковой брони, а у американцев она появилась только в 1944 году. ...Большую радость ощущал я и от того, что автосварка повысила надежность танков в сражениях, сделала их более огнестойкими. ...Однажды до нас дошла такая фронтовая легенда. В начале войны из Киева на Урал приехал старый академик со своими молодыми сотрудниками. И стал этот академик с длинными белыми усами
Развитие сварочной техники шло поистине фантастическими темпами. К концу первой пятилетки в нашей стране было уже около 14 000 электросварочных постов ходить по цехам завода, останавливаться у каждого танка и выслушивать трубочкой все швы, сваренные автоматами. И если уж выпустит танк за ворота, то можно за машину быть вполне спокойным — не подведет в бою. Эта наивная история, в которой так причудливо преломилось то, чем мы занимались в действительности, глубоко тронула меня». Окончилась война. Сварочные автоматы были переведены на мирное строительство. Были автоматизированы процессы сварки труб, резервуаров, домен, строительных конструкций — всего не перечтешь. В 1953 году в Киеве был построен полу- торакилометровый мост через Днепр — самый большой в мире цельносварной мост. Применение сварки на строительстве этого моста позволило сэкономить 3300 тонн металла и сократить затраты труда на 97 400 человеко-часов. Мосту было присвоено имя академика Е. О. Патона. Сейчас в нашей стране уже больше сотни сварных мостов. В 1951 г. в цехах заводов появилось новшество— электрошлаковая сварка. Это видоизмененная сварка под флюсом. Если увеличить расстояние между электродом и поверхностью шва, дуга исчезает, но сварка продолжается благодаря нагреванию флюса, через который проходит электрический ток. Электрошлаковая сварка дает очень глубокий провар; с ее помощью можно сваривать изделия практически любой толщины. Сейчас электрошлаковую
...И стал этот академик с длинными белыми усами ходить по цехам завода, останавливаться у каждого танка и выслушивать трубочкой швы, сваренные автоматами... сварку широко применяют при изготовлении огромных валов и статоров гидротурбин, станин станков-гигантов, котлов высокого давления. В 1958 г. способ электрошлаковой сварки был удостоен Большого приза на Всемирной выставке в Брюсселе. Через 65 лет рядом с золотой медалью Славянова легла новая медаль. Первенство в науке о сварке остается за нашей страной. В журнальной статье невозможно даже вскользь упомянуть обо всех достижениях сварочной техники. Сейчас тысячи людей заняты в сварочном производстве, десятки научно-исследовательских институтов и предприятий занимаются в нашей стране совершенствованием сварочного оборудования и технологии. Мы расскажем лишь о некоторых из новых идеи, рождающихся в них. НОВОЕ ПРЯЧЕТСЯ В СТАРОМ Когда человек научился использовать трение, добывая огонь, он совершил одно из величайших открытий, с этого началась наша цивилизация. И тем не менее, человек вскоре стал тратить множество усилий на борьбу с трением: оно непрерывно мешало человеку в его вечном стремлении к увеличению скоростей. Перечислить все те случаи, когда трение было досадной помехой, просто невозможно. Например, во время работы токарного станка деталь и резец иногда так нагреваются, что стружки привариваются
к резцу. Однако ленинградский токарь А. И. Чудиков сумел увидеть за неприятным полезное. Так в 1957 году родился новый способ сварки — сварка трением. Сейчас этот метод уже широко применяется в нашей стране и за рубежом. После перерыва в несколько тысячелетий трение опять служит людям. На протяжении веков, когда необходимо было сварить два металлических предмета, кузнецы нагревали их до пластического, тестообразного состояния и прижимали друг к другу, или проковывали. Когда была изобретена электросварка, кузнечный метод стали употреблять все реже и реже. Но в середине двадцатого века древний способ сварки возродился вновь. Что происходит с металлами, когда они свариваются? Металлы тверды и прочны благодаря сильным межатомным связям. Но поверхность металлов очень неровна, покрыта окислами; когда мы прикладываем одну металлическую деталь к другой, между ними остается такой большой зазор, что межатомные силы проявиться не могут. Сблизить атомы металлических поверхностей можно двумя путями: либо приложить к деталям большое, давление, либо расплавить их. Следовательно, может быть два вида сварки: сварка давлением и сварка плавлением. Между ними нет четкой грани, они прекрасно совмещаются. При сварке давлением можно нагреть детали, что позволит уменьшить давление, а при сварке плавлением можно использовать давле- Сечение шва между двумя сваренными взрывом металлами — титаном и медью. Это не очень удачно сваренные образцы: черная пена на гребнях волн — интерметаллические включения, ослабляющие шов ние — и одновременно уменьшить температуру нагрева. Дуговая сварка — это сварка плавлением. Но плавлением можно соединить не всякие металлы. Цирконий, ниобий, молибден, тантал и некоторые другие редкие металлы реагируют в расплавленном состоянии не только с газами воздуха, но и со всеми существующими флюсами. Кроме того, из сплавов некоторых из них при высокой температуре образуются интерметаллические включения — хрупкие вещества, делающие шов непрочным. В этих случаях и используют сварку давлением — видоизменение древнего кузнечного способа. Свариваемые детали нагревают в вакууме (чтобы металлы не могли реагировать с воздухом) и прижимают одну к другой высоким давлением. МИРНЫЕ ВЗРЫВЫ Сравнительно недавно было замечено одно необычное явление: пули и осколки, попадая в металлическую преграду, иногда привариваются к ней. То же самое наблюдали и при штамповке взрывом: штампуемые детали приваривались к станку. Это навело ученых на мысль использовать взрыв для сварки. Взрывчатые вещества стоят очень дешево, и поэтому взрывной метод сварки оказался самым дешевым. Он удивительно прост, и его можно использовать в любой обстановке, в любой среде, в том числе и в условиях космоса. При взрыве темпера-
Изображение на экране осциллографа соответствует тому, что мы смогли бы увидеть, разрезав трубу по шву. Светлые пятна внутри кольца — это дефекты сварки тура достигает точки плавления. Но расплавиться при правильном режиме металл не успевает и интерметаллических включений не возникает. На фотографии — сечение шва между двумя сваренными взрывом металлами — титаном и медью. Это не очень удачно сваренные образцы: черная пена на гребнях «волн» — интерметаллические включения, ослабляющие шов. При помощи специальных направленных зарядов взрыву можно придать любое направление, поэтому взрывной способ позволяет варить детали любой конфигурации. Особенно экономичен должен быть новый метод при изготовлении биметаллов, необходимых в электротехнической и радиопромышленности. Сейчас, когда нужно сварить тонкие листы разных металлов, их прокатывают в нагретом состоянии. Это очень сложный и дорогой процесс. А взрывным способом можно получать биметаллические листы любого размера очень дешево и очень быстро. ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ МОЖНО ПОДКОВАТЬ БЛОХУ Изображение на экране вашего телевизора создается потоком электронов. Если скорость этих электронов очень увеличить с помощью электростатического поля, они могли бы расплавить телевизионный экран, и не только его, но и любой самый тугоплавкий металл. Таким электронным лучом успешно сваривают металлы. Электронный луч может существовать только в вакууме, а получение глубокого вакуума пока стоит недешево, поэтому сварка электронным лучом дорога. Но нет худа без добра. Вакуум — идеальная обстановка для сварки. В вакууме свариваемый металл лишен возможности окисляться. (Дуговую сварку, в отличие от электронной и диффузионной, нельзя вести в безвоздушном пространстве — ведь дуга горит за счет ионизации газа.) Поэтому электронный луч применяют для сварки химически чистых, высококачественных и специальных металлов и сплавов. Есть у электронного луча еще одно важное преимущество — его энергия концентрируется в очень узком пучке. Тоненький лучик обладает удельной энергией в 100 000 киловатт на квадратный сантиметр. Такой луч глубоко проплавляет материал за очень короткое время, и кроме того, это удивительно тонкий и точный инструмент. Им, например, сваривают мельчайшие детали полупроводниковых приборов. Подкованная знаменитым тульским Левшой блоха не прыгала — мешали тяжелые подковы. Был бы у Левши электронный луч, он бы сумел подковать английскую блоху без вреда для ее танцевальных способностей. И не за три недели, а за несколько минут. КАК ЗАГЛЯНУТЬ ВНУТРЬ ШВА? Две металлические детали сварены. Как прошла сварка: удачно или нет? Может
быть, в шве есть раковины, трещины, шлаковые включения? Чтобы заглянуть внутрь шва, надо деталь распилить, испортить. Такой метод контроля существует, но его, конечно, можно применять только выборочно, гарантии качества сварки всех деталей он не дает. Разработка методов неразрушающего контроля швов — одна из насущных проблем науки о сварке. Пожалуй, самый простой из этих методов— магнитный. Участки с дефектами намагничиваются иначе, чем «здоровые». При помощи магнитного порошка или специальных приборов можно контролировать изменения в магнитном поле шва. Этот способ позволяет заглянуть в шов на очень небольшую глубину и разглядеть только достаточно крупные дефекты. В 1928 году ленинградский инженер С. Я. Соколов впервые применил для дефектоскопии ультразвук. Звуковые волны проникают в толщу металла и, встретившись с раковиной, трещиной или шлаковым включением, отражаются, посылают эхо. Но такой контроль возможен только в толстых швах с ровной поверхностью. Неровности шва вызывают еще более «громкое» эхо, чем дефекты, и тогда дефекты разглядеть не удается. Кроме того, при ультразвуковом контроле качества мы не видим сечения шва. Всплеск на экране осциллографа позволяет судить только о протяженности дефекта. Сейчас сотрудники Института электросварки АН УССР разработали оригинальный метод ультразвукового контроля, позволяющий видеть разрез сварного шва двух труб. Теперь изображение на экране осциллографа соответствует тому, что мы смогли бы увидеть, разрезав трубу по шву. Светлые пятна внутри кольца — это дефекты сварки. Ультразвуковой контроль качества сварки труб полностью автоматизирован. Труба вращается перед сварочным автоматом. Когда шов сварен, она передвигается вперед и попадает в зону контроля. В 1935 году, когда технике стало доступно очень жесткое рентгеновское излучение, способное пройти не только сквозь ткани человеческого тела, но и через толщу металла, появилась рентгеновская дефектоскопия. Рентгеновские лучи и гамма- излучение (на его основе разработана гамма-дефектоскопия) позволяют увидеть дефекты внутри сварного шва своими глазами. Еще недавно рентгеновские аппараты для дефектоскопии весили около тонны. Кроме того, такой контроль был недешев — дорогой пленкой нужно было обложить весь просвечиваемый шов. Сегодня вес рентгеновских установок не превышает 20 килограммов. Не нужна и фотопленка. Слабые сигналы рентгеновского излучения, прошедшие сквозь толщу металла, можно усилить при помощи электронно-оптических преобразователей 'и увидеть на экране. Но и такой контроль уже не удовлетворяет инженеров. Ведь при нем оценка качества изделия зависит от субъективной точки зрения контролера, глядящего на экран. Скоро наступит время, когда контролера заменит абсолютно объективная элек- тронносчетная машина. Рентгеновские лучи, пройдя сквозь контролируемое изделие, попадут в передающую электроннолучевую трубку, а оттуда, через усилитель, в электронносчетную машину. Машина сравнит поданные сигналы с эталонными, хранящимися в ее памяти, и сделает заключение о качестве изделия. Электронный контролер будет установлен прямо на сварочном автомате и мгновенно рассортирует сваренные изделия по качеству сварки. Автомат даже может проставить на них цену в зависимости от сорта. Описанная выше установка — не мечта. Сейчас она разрабатывается в одной из лабораторий Института электросварки и в конце пятилетки начнет работать на предприятиях страны. Инженер В. ЦУКЕРМАН, специальный корреспондент «Химии и жизни»
«НА ЗАРЕ ОНА РОЗОВАЯ, В ГРОЗУ ГРОЗОВАЯ...» В годы индустриализации страны возникло и новое искусство, тесно связанное с наукой, с техникой, с индустриальным характером эпохи. Сварка — детище индустриализации — сыграла в его рождении немаловажную роль. Знаменитая скульптура «Рабочий и колхозница», созданная народным художником СССР В. И. Мухиной для Всемирной выставки в Париже, была сварена из стальных листов. Вот как об этом вспоминает В. И. Мухина. «В начале сентября я подала свой эскиз и стала ждать. Ждала сентябрь, октябрь, а просмотра все нет. Я послала письмо уполномоченному правительства. Что делать? Если упустим время, думала я, то скульптуру уже некогда будет делать из стали, как предлагал Петр Николаевич Львов, а придется удовлетвориться фанерой. Львов — инженер, конструктор-изобретатель. Получил орден Ленина за участие в постройке первого стального сварного самолета. Львову принадлежит заслуга введения нержавеющей стали не только в строительство самолетов, но ив скульптуру. Когда для парижской скульптуры была предложена нержавеющая сталь, многие" скульпторы запротестовали: — Это не гибко, не пластично. Это — самовар! Тогда Львов отдал выполнить из стали голову «Давида» Микеланджело. Все возражения отпали. Сталь оказалась очень ковкой и пластичной. Из нее можно сделать все, что угодно. Она бесцветна и принимает все оттенки дня: на заре она розовая, в грозу — грозовая, а вечером — золотая. Все это ново. Нам предстоя- 3 Химия и Жизиь, № 9 ло сделать первый опыт стальной скульптуры такого огромного размера и выступить в Париже новаторами не только в смысле содержания, но и конструктивно-технического оснащения искусства. В помощь себе я решила пригласить скульпторов Н. Г. Зеленскую и 3. Г. Иванову, с которыми дружила. Полтора месяца мы, не выходя из дому, работали с девяти часов утра до часу ночи. На завтрак и обед полагалось не более десяти минут. В первых числах декабря статую отформовали, у нас ее буквально вырвали из рук. Восьмого декабря я с 3. Г. Ивановой поехала на завод. Нам с торжеством показали первые деревянные формы. ...Нам дали каждой по бригаде рабочих. На заводе я никогда не работала, а тут месяца три пришлось пожить заводской жизнью. В обширном помещении кузнечно-механического цеха вместе с нами работало 150 человек медников, резчиков, слесарей, плотников, столяров. От работы двух пневматических молотов содрогалось здание. Тут же 30 медников выбивали сталь. Это был пронзительный звон, какой бывает, когда бьют металлом по металлу. В этом адском грохоте приходилось разговаривать, давать указания. Все мы охрипли. Толщина стали полмиллиметра, это почти толщина писчей бумаги. Сварочный аппарат представляет собой длинный шланг, кончающийся медным заостренным «карандашом» диаметром семь-восемь миллиметров. Листы складываются краями, рабочий по нашему крику «давай!» нажимает на педаль машины, и там, где мы провели «карандашом», сталь сваривается. Работа всех заражала энтузиазмом. Напряжение не спадало с утра до вечера. Вначале рабочие отработают смену — и уходят. Инженеры тоже уходят, оставив дежурного. А у нас, скульпторов, никакой смены нет. Потом, видя, что нам не зкаль ни труда, ни сил, и инженеры перестали считаться со временем. Рабочие видят — мы не уходим, они тоже остаются. Сама обстановка работы выглядела фантастически. Стояла девушка величиной с дом, внутри были набиты скобы, и мы, работая, лазили по ним точно пожарные. Замечательно красиво было ночью — свет от сварки, искры. Помню картину: по цеху плывет сверкающий шарф, а на нем рабочий, как викинг. Как сейчас вижу, стоит Львов, высокий, как столб. — Прилягте, Петр Николаевич. — Не могу, если лягу, то не встану. Он не спал уже несколько ночей. В последнее время сварщики так уставали, что инструмент валился из рук. Мы сами, женщины, варили... «Рабочий и колхозница» имели большой успех в Париже. Даже враги не могли охаять скульптуру. А французские рабочие салютовали ей» Когда поднимали серп и молот, фотокорреспонденты «Юманите» сняли их в воздухе так, что казалось будто они реют выше Эйфелевой башни. Была подпись (точный текст не помню) — «Эйфелева башня хочет найти свое новое завершение».
Кандидат ЭЛЕМЕНТ №... физико-математических наук В. И. КУЗНЕЦОВ, Объединенный институт ФИЛОСОФСКОГО КАМНЯ, ядерных исследовании ^ w ■ * ■ ^^^^ ^^ -я^-w ■ ж-•»-■ -^ ■»« » »■ -~-f ЗОЛОТО-БЕЗ ядерных исследований Рисунки Е. ДАНИЛЫДЕВА НО ПО РЕЦЕПТАМ АЛХИМИКОВ 18
ПОХВАЛЬНОЕ СЛОВО АЛХИМИИ Алхимиков обвиняют во всех смертных грехах, чаще всего, в ненаучном подходе к проблемам, которые они пытались разрешить. С этим трудно не согласиться, но... Задолго до появления алхимии люди научились выплавлять металлы из руд. Смею утверждать, что и в этом случае с научным подходом не все обстояло благополучно. Теорию (особенно на первых порах) подменяли опыт и интуиция. Почему же никто не пытается обвинить в авантюризме первых металлургов? «Победителей не судят»? А алхимиков судят и судят со всей строгостью. Откуда было знать алхимикам, что задача превращения одного металла в другой неизмеримо сложнее, чем получение металла из совершенно не похожей на него руды? . Тем не менее, алхимики провели немало блестящих (для своего времени) экспериментов и первыми получили многие вещества. С золотом — не вышло, хотя и здесь, говоря языком официальных докладов, «налицо определенные достижения». По оригинальности выводов и рекомендаций (а иногда и мышления) многие «золотодельческие» трактаты алхимиков явно превосходят 90% нынешних диссертаций. Чтобы доказать это, напомню, к примеру, способ получения драгоценного металла, предложенный в XV веке маршалом Франции, графом Ресеньар де Лава- лем, бароном де Реца (он же Синяя Борода). По его мнению, лучшим «сырьем» для получения золота могла бы служить кровь молоденьких девушек... Сегодня, во второй половине XX века, ядерные превращения элементов вошли в школьные учебники: из самого распространенного изотопа урана U238 получают атомное топливо — плутоний-239. А из плутония (изотоп Ри242), обстреляв его ядра ускоренными ионами неона-22, получили курчатовий — 104-й элемент, замыкающий сегодня строй периодической системы. А как дело обстоит с золотом? Все таки правы или нет были алхимики, мечтая получить золото из других металлов? В чем же они ошибались: в самой возможности такого превращения или только в методах его осуществления? Можно ли, например, в современном циклотроне получить золото 3* из других металлов? И если «да», то какими способами? Могут ли этр^ способы конкурировать с добычей золота обычным путем? Об этом и пойдет здесь речь. И, по- мятуя об оригинальной рекомендации маршала-графа-барона, ответим в конце и на вопрос о возможности получения золота из крови. А начнем с самого популярного в алхимической среде совета. В зарифмованном виде он читается так: «Злато, олово, свинец... Сын мой! Сера их отец! И спеши, мой сын, узнать: Всем им ртуть родная мать!» * РОДОСЛОВНАЯ НА ПОДХВАТЕ Итак, ртуть — мать, сера — отец. В менделеевской таблице ртуть идет сразу за золотом — порядковый номер золота 79, а ртути 80. Массовое число единственного стабильного изотопа золота равно 197, а природная ртуть состоит из семи изотопов с массовыми числами 196, 198 — 202 и 204. Допустим, «матерью» будет второй по распространенности изотоп ртути Hg200. Нужно как-то уменьшить заряд ядра ртути на единицу, а массовое число на три, тогда и получится золото. Обстреляем ртуть ускоренными ядрами «отца» — серы. Возможно, что какое-то число ядер-снарядов попадет в ядра атомов ртути. Возможно, что какие-то из ядер серы «отнимут» протон и два нейтрона из ядра ртути и тем самым решат поставленную задачу. Вероятность такого взаимодействия очень мала и, кроме того, ядра серы и ртути смогут соприкоснуться только в том случае, если ядра-снаряды будут разогнаны до 30 000 км/сек. Если скорость их будет меньше, то электростатические силы отталкивания не позволят одноименно заряженным ядрам сблизиться настолько, чтобы мог произойти «подхват»** нуклонов из ядра ртути. Такие быстрые ядра можно получать на современных ускорителях тяжелых ионов, но, конечно, в ограниченных масштабах: тысячетонный циклотрон, построен- * Стихи Н. А. Морозова. ** Ядерная реакция, когда ускоренное ядро- снаряд отбирает часть нуклонов ядра-мишени, называется реакцией подхвата. При подхвате тяжелое ядро теряет часть образующих его нуклонов. Нуклоны — общее название протонов и нейтронов.
ПРОТОН нейтрон Схема ядерной реакции между ртутью и серой. Ядро серы подхватило три нуклона (протон и два нейтрона) и превратилось в хлор -35, а ядро Hg200 стало ядром атома золота ныи по последнему слову техники, за год работы ускорил бы всего около 10 миллиграммов ионов серы... В ядерных реакциях «ртуть + сера» только один ион-снаряд из миллиардов превращает ядро ртути в ядро атома золота. Все остальные ядра серы будут потрачены на побочные реакции. В итоге, для того чтобы получить этим способом один грамм золота, нужно ускорить тысячу тонн серы на каком-то совершенно невероятном ускорителе. Энергия тысячи тонн вещества, ускоренного до 30 000 км/сек, составит примерно 1014 квт-ч. Эта величина — одного порядка с энергией, необходимой человечеству на ближайшие десять лет, и чтобы расплатиться за нее, не хватит всего золота мира!* Значит, наша алхимическая рекомендация останется без последствий; таким способом никто производить золото не будет. Алхимики, видно, просто напутали, приняв принципиальную возможность за реальный метод. * Золотой запас всего мира — 50 000 тонн. Если брать за 1 квт-ч по копейке (по расценкам Мосэнерго 1 квт-ч стоит 4 копейки), то 1014 квт-ч будут стоить 1012 рублей, то есть примерно миллион тонн золота!
ПРОТОНОМ — ПО ЯДРУ Попробуем подойти к задаче по-другому. Обстреляем ртуть ядрами водорода — протонами. Протон, если его энергия достаточно высока, может выбить несколько протонов и нейтронов из ядра ртути. Существует такое значение энергии протона, когда преимущественно идет реакция с вылетом двух нейтронов и двух протонов, и ртуть-200 превращается в золото. Однако и в этом случае затраты энергии будут немногим меньше, чем в рассмотренной нами реакции: «сера + ртуть». Дело в том, что энергия протона должна быть очень высокой, иначе он не сможет выбить четыре нуклона из ядра ртути. И, кроме того, как и в случае с серой, идет много побочных реакций. Такова судьба всех методов синтеза, основанных на взаимодействии заряженных ядер различных элементов: на преодоление электрических сил отталкивания между одноименно заряженными ядрами требуется очень большая энергия, а выход целевого продукта слишком мал. Но ведь есть другая возможность! А ЕСЛИ НЕЙТРОНОМ? Физикам давно известно, что превратить один элемент в другой можно и с помощью нейтронов. Уже в самом названии нейтрона отмечена основная особенность этой частицы — ее электрическая нейтральность. Поэтому нейтрон любой энергии может приблизиться к ядру, где на него начинают действовать мощные ядерные силы притяжения. В конечном счете, они втягивают нейтрон в ядро. Современная техника позволяет получать достаточно мощные нейтронные потоки. Итак, поместим в активную зону реактора специальный контейнер со смесью природных изотопов ртути. Допустим, что в нашем распоряжении обычный реактор на тепловых нейтронах (а именно такой реактор лучше всего подходит для решения задачи). Начинаем облучать ртуть нейтронами. Примерно через месяц все ядра изотопа Hg196 захватят по одному нейтрону и превратятся в ядра золота. Конечно, захваченный ртутью-196 нейтрон не меняет заряда ядра, вначале получается лишь новый изотоп ртути — Hg197. Но этот изотоп неустойчив. Его ядра испытывают К-захват; ядро захватывает орбитальный электрон, один из его протонов при этом превращается в нейтрон, и таким образом ртуть, атом за атомом, превращается в золото. Этим способом в 77 литрах природной ртути за месяц можно накопить около полутора килограммов золота. Почему так мало? Потому, что в естественной смеси ртути на долю изотопа Hg196 приходится всего 0,14 %. (А из остальных ее изотопов получить золото в нейтронных потоках нельзя: массовые числа этих изотопов больше, чем у стабильного изотопа золота.) Но, так или иначе, мы убедились в принципиальной возможности получения золота из ртути. Попробуем теперь другое. С ПРОТИВОПОЛОЖНОЙ СТОРОНЫ Перед золотом стоит 78-й элемент — платина. Облучая платину в реакторе, ее можно практически полностью перевести в золото. Пожалуй, это самый дешевый способ получения искусственного золота, но он страдает одним недостатком: платина еще более редкий и дорогой металл, чем золото. То же относится и к элементам, стоящим в периодической системе непосредственно перед платиной, — иридию, осмию, рению. Ближайший к золоту (по номеру) недрагоценный металл с меньшим порядковым номером — это элемент № 74, вольфрам. Самый тяжелый его изотоп — W186, но чтобы «дотянуть» его атомный вес до атомного веса золота, к ядру вольфрама нужно прибавить одиннадцать нейтронов. В ядерном реакторе на это потребуются десятки лет: вероятность захвата нейтрона изотопами, лежащими на пути от вольфрама до золота, в десятки и сотни раз меньше, чем для ртути-196. Если ртуть-196 переходила в ртуть-197 за месяц, то вольфрам-186 перейдет в воль- фрам-187 за 50 месяцев. А так как нам надо, чтобы каждое ядро захватило не один, а одиннадцать нейтронов, то и выходит, что только лет через пятьдесят помещенный в реактор вольфрам превратится в золото. Есть только одна реальная возможность сократить время этого процесса, причем сократить очень существенно — до 25 часов. Это облучение вольфрама в сверхмощных потоках нейтронов термоядерного взрыва. Взрыв длится примерно
197 WR 74- 197 e 30 1вУ iff* 193 Os Ir Pt Аи 2«J Г£1 ?e HI yell 1971 еч е" е Получение искусственного золота из вольфрама — обстрел ядер вольфрама нейтронными потоками сам по себе не приводит к превращению вольфрама в более тяжелые элементы. Это превращение происходит благодаря способности переобогащенных нейтронами ядер испускать электроны, превращаясь в ядра более тяжелых элементов одну миллионную долю секунды и за это время генерируются колоссальные потоки нейтронов. Если поместить вольфрам в непосредственной близости от центра взрыва, то на его ядро один за другим будут «налипать» нейтроны. При этом к одному ядру присоединится больше, к другому меньше нейтронов: получатся ядра вольфрама с самыми разными массовыми числами. В термоядерных взрывах впервые был получен элемент № 99 — эйнштейний, при этом ядро урана захватывало 17 нейтронов. Следовательно, в этих условиях и вольфрам без особого труда захватит 11 нейтронов. Но, захватив 11 нейтронов, вольфрам останется вольфрамом, ведь, нейтроны не меняют порядкового номера элемента, только его массовое число возрастет до 197. Такое ядро пересыщено нейтронами и потому неустойчиво. Испуская электрон, оно превратится в ядро ре- ния-197. Однако ядра изотопов с массовым числом 197 — рения, осмия, иридия, платины — тоже неустойчивы, и только золото-197 стабильно. Процесс образования ядра вольфрама с массовым числом 197 длится всего одну миллионную долю секунды, но на последующие превращения этого ядра в ядро атома золота нужно около 25 часов. Впрочем, это не так уж много и, вероятно, этот способ превращения недрагоценного металла в стабильный изотоп золота — один из самых быстрых. Но не будем повторять ошибку алхимиков и выдавать идею за реальность. Представим, как все это будет выглядеть в натуре. Итак, вольфрам и термоядерная взрывчатка заложены глубоко под землей, метрах в трехстах от поверхности. Сработало устройство, инициирующее взрыв. Вспучилась земля над тем местом, где произошла термоядерная реакция. Через несколько секунд — обвал, и образуется глубокий кратер, из которого нам предстоит извлечь накопившееся золото. Нетрудно представить во что зто обойдется, особенно, если учесть, что в процессе взрыва синтезированное золото обязательно смешается с тысячами тонн радиоактивной породы. А получилось золота немного. Если бы даже все нейтроны цошли на синтез золота, то его накопилось бы 30 граммов, но нейтроны-то расходовались не только на получение золота... Опять тот же результат: затраты огромны, а выход — миним а льный. НА СВЕРХНОВЫХ ЗВЕЗДАХ Теперь о методе Синей Бороды. Даже не касаясь нравственной стороны дела, можно утверждать, что никогда никто не станет получать золото из девичьей крови. Ведь эта задача равнозначна задаче получения
золота из ядер легких элементов — кислорода или углерода, из которых в основном состоит кровь. Остановимся на углероде. Порядковый номер углерода 6, массовое число 12. Вычтем эту величину из массового числа золота: 197—12 = 185. Это значит, что для получения золота к ядру углерода пришлось бы прибавить 185 нуклонов! Задача в земных условиях практически неосуществимая. Если облучать углерод даже предельно достижимыми по плотности потоками нейтронов в реакторах, то на захват 185 нейтронов потребуются миллионы лет. Не помогут и термоядерные взрывы. Ядро углерода, поглотив около восьми нейтронов, больше захватывать нейтроны не сможет — оно будет перенасыщено ими. Дальнейший захват окажется возможен только после того, как это ядро повысит свой заряд, испустив электрон. А на это потребуется время в сотни тысяч раз большее, чем длительность термоядерного взрыва, — самого интенсивного источника нейтронного излучения, известного на Земле. Такие условия существуют только на сверхновых звездах. В процессе взрыва сверхновой генерируются мощнейшие нейтронные потоки, и существуют они довольно длительное время. Вот там можно в очень короткое время синтезировать из углерода любой тяжелый элемент, включая золото. Остановка, следовательно, лишь за тем, чтобы проникнуть в эти далекие космические миры, захватив с собой побольше земного сырья, и наладить там производство золота. ЛУЧШЕ ПОЛУЧАТЬ ПЛУТОНИЙ Мы останавливались на методах синтеза (возможных и невозможных) только стабильного изотопа золота. Но ведь известно еще 25 радиоактивных изотопов этого элемента — и каждый из них может быть получен десятками способов! Однако ни один из способов синтеза в ядерных реакциях не способен конкурировать с добычей золота из земных недр. При облучении естественной смеси изотопов ртути будут очень непроизводительными затраты нейтронов. Как минимум, девять из десяти нейтронов будут захвачены не ядрами Hg196, а другими изотопами, которые в золото не переходят. Может быть, выгоднее разделить изотопы ртути и облучать только ртуть-196? Примем условно, что стоимости ядра ртути и ядра урана одинаковы (на самом деле чистая ртуть-196 значительно дороже урана-238). В этом случае затраты на синтез одного ядра золота будут такими же, как и на синтез ядра плутония, получающегося при захвате ураном-238 нейтрона. Но ведь плутоний в десятки раз дороже золота, добытого обычными методами. Значит, искусственное золото, полученное самым дешевым способом, окажется во много раз дороже добытого из россыпей... Такое положение в недалеком будущем вряд ли изменится. Если же «стоимость нейтрона» со временем упадет, то и тогда будет целесообразнее расходовать нейтроны на синтез расщепляющихся материалов, а не золота. Они — нужнее. Рисунок автора
3 СЛОВАРЬ НАУКИ Профессор В. В. ПИГУЛЕВСКИЙ АТОМНЫЙ ИЛИ АТОМНЫЙ В последнее время многие термины, которые некогда употреблялись только химиками, получили широкое распространение — например, их можно часто услышать в радио- и телепередачах. Но часто мы слышим: «атомная энергия», «аммиака», «каучука» и т. д. Рассмотрим правомерность такого произношения. «АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ» ИЛИ «АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ»? В научных химических кругах произносят «атомная энергия», «атомная масса», в то время как неспециалисты говорят «атомная». У Даля * указывается: «атом», «атомизм», «атомистическое», «атомистика». Слова «атомный» у него нет, но по аналогии со словами «атомизм», «атомистическое» оно должно произноситься с ударением на втором слоге. В словаре Ушакова ** приводятся исключительно «атомный», «атомность»—с ударением на втором слоге. Но вот Ожегов и Шапиро ***, приводя слова «атомизм», «атомистика», «атомно- водорбдный» (?) с ударением на последних слогах, вдруг без всяческого на то основания переносят ударение опять на первый слог в словах «атомный», «атомность». Это, по-видимому, и послужило причиной неправильного произношения * Владимир Даль. «Толковый словарь живого великорусского языка». Переиздан в 1956 г. со второго издания 1880—1882 гг. ** «Толковый словарь русского языка» под редакцией проф. Д. Н. Ушакова. М., ОГИЗ, 1935. *** «Орфографический словарь русского языка» под оедакцией С. И. Ожегова и А. Б. Шапиро, М., 1957 г. слова «атомный» в радиопередачах и оказало влияние на повсеместное произношение этого слова. «АММИАК» — «АММИАКА» ИЛИ «АММИАКА»? Все химики произносят «аммиака», с ударением на последнем слоге, в то время как по радио можно услышать «аммиака». Правда, в наименованиях некоторых химических элементов («бор — бора», «хлор — хлора», «кислород — кислорода») при склонении ударение не меняется. Но в то же время мы говорим «свинец — свинца», а не «свинёца»; в слове «аммиака» ударение также должно стоять на последнем слоге. «КАУЧУКА» ИЛИ «КАУЧУКА»? Вопрос, аналогичный предыдущему. Химики произносят «каучук — каучука», в радиопередачах ударение ставится иначе: «каучука». Даль приводит «каучук», «каучуковый». Такое же произношение дается и в словаре Ушакова, и в словаре Ожегова и Шапиро. Не может быть двух мнений, и это слово должно произноситься: «каучук — каучука». КАК ПИСАТЬ: «ИОД»ИЛИ «ЙОД»? У Даля дается «1одъ», то есть по-современному— «иод». Ушаков приводит такое же написание, но Ожегов и Шапиро начинают это слово с буквы «й». В то же время эти авторы химический термин «ион», который произносится совершенно одинаково со словом «иод», пишут через «и».
Русскому языку не свойственно начинать слова с «й». Поэтому слово «иод» необходимо писать через букву «и». Вряд ли стоило бы говорить о правильном произношении химических терминов, если бы не уже отмеченное выше обстоятельство: неверное произношение, прозвучавшее по радио или с экрана телевизора, постепенно приучает слушателей воспринимать язык специалистов как искаженный, обезображенный русский язык. Но вспомним недавнее прошлое: в двадцатых годах нашего столетия было широко распространено произношение слова «молодежь» с ударением на первой букве «о». И только активное вмешательство печати исправило этот недостаток, и сейчас мы никогда не слышим такого произношения. Тем не менее можно утверждать, что если по радио изо дня в день дикторы говорили бы «молодежь», то постепенно даже лингвисты согласились бы с таким явно неверным произношением. Точно так же сегодня обстоит дело с произношением химических терминов. Остается только выразить пожелание, чтобы в вопросах произношения и написания химических терминов лингвисты консультировались с теми, у кого эти термины заимствованы,—с самими химиками, и, прежде всего, с химическим обществом им. Д. И. Менделеева. Мнение химика комментирует филолог Литературные языки XX века — это относится не только к русскому, но и, например, к французскому, английскому — отличаются от языков предыдущих эпох значительно более интенсивным проникновением в них научных и технических терминов. В связи с этим лингвисты даже говорят об их «технизации». Поэтому, решая вопрос о правильном произношении, лингвисты учитывают многие факторы. Например, приходится обращать внимание на то, термин ли данное слово или не термин, только ли это термин или это одновременно и слово, встречающееся в разговорной речи. Прежде всего — несколько общих замечаний о характере русского ударения. Русское ударение подвижно и разноместно. Это значит, что оно не закреплено за каким-либо определенным слогом слова, и что при А Химия и Жизнь, № 9 словоизменении его место может меняться: «вода — воды», «море — морям». Однако кроме слов с подвижным ударением, в русском языке есть и слова с неподвижным ударением: «дыня, дыни, дыне»; «кочерга, кочерги, кочерге»... Слова, заимствованные из иностранного языка, сначала, как правило, хранят особенности ударения языка-источника, но после более или менее длительного употребления их ударение может перестроиться по аналогии с одним из русских типов. Колебания ударения могут наблюдаться не только в заимствованных, но и в собственно русских словах. Профессиональная речь — один из источников появления новых вариантов ударения. Обычно она насыщена заимствованными словами, которые подвергаются в ней большим изменениям, чем в литературном языке. Нормализацию языка никогда нельзя считать законченной. Стабильные сегодня нормы делаются устаревшими завтра; нормы, не твердые сегодня, допускающие двоякое произношение, стабилизируются завтра. Обратимся к конкретным вопросам, затронутым В. В. Пигу- левским. «АТОМНЫЙ» ИЛИ «АТОМНЫЙ»? Здесь речь идет об ударении в прилагательном. Следует отметить, что в русском языке есть два типа прилагательных: 1) с ударением, повторяющим ударение соответствующего ему существительного, и 2) с независимым ударением. Прилагательное «атомный» относится к первой группе, поэтому объяснение -его ударения следует искать в ударении существительного. Заимствованные слова, окан-
чивающиеся на «ом», имеют в русском литературном языке обычно ударение на конце: альбом, диплом, эконом, симптом, псалом и т. д. Исключений немного: анатом, атом, слалом и профессиональное астроном при литературном астроном. Заметим, что в прошлом веке было известно и произношение анатом, а среди спортсменов-слаломщиков распространено ударение слалом. Слово «атом» раньше тоже произносилось с ударением на конце: атом, вопреки греческому атс^ос . Такое ударение отмечено в Лексиконе 1731 года. Академические словари, начиная с 1789 г., дают только ударение «атом», хотя в стихах XIX века преобладает вариант «атом». Изменение ударения в прилагательном всегда несколько запаздывает по сравнению с изменением ударения существительного. Так было и с прилагательным «атомный», которое на протяжении всего XIX века и первой половины XX века произносилось как «атомный». ПерелЪм в употреблении этого слова происходит вскоре после войны, когда газеты и журналы начали широкую публикацию материалов, посвященных атомной энергии. Эта массовость и всеобщий интерес к данной проблеме вывели слова «атом», «атомный» из терминологической сферы. Все зто создало почву для того, чтобы ударение прилагательного перестроилось по типу ударения существительного. Одними из первых нового произношения стали придерживаться дикторы Всесоюзного радио. Это значительно ускорило массовое усвоение новой произносительной нормы, и теперь представителям молодого поколения, не имеющим прямого отношения к физике или химии, ударение «атомный» кажется устаревшим и даже несколько манерным. Слова «атомизм», «атомистика», приводимые В. В. Пигулев- ским в качестве доводов в пользу произношения «атомный», не могут служить доказательством чего-либо, поскольку в русском языке они относятся к словообразовательным рядам с единым неподвижным ударением: «атомизм», «нигилизм», «альтруизм», «атомистика», «силлогистика», «казуистика»... «АММИАКА» ИЛИ «АММИАКА»? «КАУЧУКА» ИЛИ «КАУЧУКА»? Это — вопрос об ударении в формах словоизменения. Слова, оканчивающиеся на «-ак», как и слова, оканчивающиеся на «-ук», если они достаточно хорошо освоены русским языком, имеют в косвенных падежах ударение на окончании: «бурлак» — «бурлака», «барсук — барсука», «сундук — сундука». Однако слова, не столь широко распространенные, сохраняют ударение на основе: «баскак — баскака», «бивуак — бивуака», «гайдамак — гайдамака»; «бамбук — бамбука», «акведук — акведука». Слова «аммиак» и «каучук» не принадлежат к числу слов, достаточно широко распространенных в литературном языке, поэтому в них предпочитают сохранять ударение на основе: «аммиака», «каучука». В речи же специалистов, для которых слова эти повседневны и привычны, устанавливается ударение «аммиака», «каучука». «ИОД» ИЛИ «ЙОД»? «ион» или «йон»? В. В. Пигулевский считает, что следует писать «иод»> потому что русскому языку не свойственно начинать слова с «й». Но ему столь же не свойственно и начинать слова с двоегласных сочетаний. Русскому языку не свойственно ни то, ни другое. А как быть с заимствованными словами? Это касается не только нарицательных имен, но и имен собственных, имеющих в латинописи сочетания io или jo. Самый простой способ замены этих сочетаний через «ё» был отвергнут, потому что две точки над «ё» часто теряются по полиграфическим причинам. До реформы 1918 года рядом с гласным писалось не и, a i: «си- Н1Й», «син1я», «юд», «1юль». После отмены «i» его всюду механически заменили на «и», хотя в положении перед некоторыми гласными, особенно перед «о», этого не следовало бы делать, поскольку написание «ио» толкает на неверное чтение, вводя в слово лишний слог. Это было понято вскоре после реформы, и с 30-х годов начальное «ио» заменяется через «йо» (сравните установившиеся ранее написания в середине слова: «майор», «район»). Написание «йо» в собственных именах почти полностью вытеснило прежнее «ио»: «Йорк», «Йонсон». Замена «и» на «й» происходит и перед некоторыми другими гласными: «Йена», «Йемен». Слова «ион» и «иод», как содержащие тот же звуковой элемент, должны подчиняться этому правилу. Однако пока что подчинение их проходит не в одинаковой мере. Слово «йод» не только термин, но и широко распространенное повседневное слово. Поэтому оно скорее подводится под данное правило. Так, в книгах по фармакологии и в последних изданиях медицинской энциклопедии пишут йод, как и в орфографических словарях. Слово «ион» (пока только термин) еще не подчинилось этой перестройке. А. В. СУПЕРАНСКАЯ, кандидат филологических наук
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ ■ «На занятиях химического кружка мы решили получить зеркало. Мы взяли 46 мл дистиллированной воды и растворили в ней 4 г едкого кали. Отдельно приготовили раствор азотнокислого серебра и прилили к нему аммиак. Оба раствора слили и поставили в темное место на неделю. Серебро осело на стенки, и мы решили освободиться от этого осадка. В течение 5 минут мы взбалтывали раствор, и вдруг произошел взрыв. Ответьте, пожалуйста, в чем причина взрыва?» Такое письмо пришло в редакцию от студентов Индустриального техникума из пос. Селенгинска (Бурятская АССР). На вопрос студентов отвечает инженер Ю. А. ЗАЙЦЕВ. Прежде всего, хотелось бы дать один совет — и авторам письма, и всем учащимся, которые ставят химические опыты. Если методика этих опытов хорошо известна (а так бывает в большинстве случаев), то необходимо строго придерживаться этой методики. В противном случае последствия могут оказаться весьма печальными. Ошибка студентов из Селенгинска в том, что они упустили из виду «небольшую» деталь — раствор для серебрения должен быть свежеприготовленным. Им, несомненно, повезло, что раствора было немного, и взрыв обошелся без тяжелых последствий. А произошел он вот почему. При растворении азотнокислого серебра в нашатырном спирте в присутствии щелочи образуется комплексное соединение [Ag(NH3J]OH. При хранении этот комплекс разрушается с образованием так называемого гремучего серебра Ag3N. Соединение это очень неустойчиво и при малейшем сотрясении (даже если оно находится в жидкости) разлагается на азот 4* и серебро. Реакция идет настолько интенсивно, что происходит сильный взрыв. На всех предприятиях, где делают зеркала восстановлением аммиачных растворов солей серебра, запрещается пользоваться не свежеприготовленными растворами. Щ Уважаемые товарищи, дополните замечательные рассказы о живой воде, напечатанные в вашем журнале (№ 3]. У нас продают искусственную и натуральную карлововарскую соль... Источник — мирового значения, и хотелось бы правильно пользоваться этой солью. П. И. ПОЛЯКОВ г. Тулун Иркутской обл. На вопрос читателя отвечает сотрудник Центрального научно-исследовательского института курортологии и физиотерапии, кандидат медицинских наук И. Н. РА- ЗЁНКОВА. На курорте «Карловы Вары» действует больше десятка близких по своему химическому составу источников. Вода их относится к типу углекислых гидрокарбонатно-суль- фатно-хлоридных натриевых мине- ргльных вод. Карлововарскую (карлсбадскую) соль получают из воды источника Гейзера. Ежегодно выпускается около 30 т соли, большая часть которой идет на экспорт. Соль производится в трех видах. Первый — кристаллическая карлсбадская соль, получаемая путем кристаллизации вод Гейзера. Это в основном глауберова соль (.\a2SO4) с небольшой примесью соды и поваренной соли. Применяют такую соль как мягкое слабительное. Примеси соли и соды усиливают послабляющее действие содержащихся в ней сульфатов. Второй вид — порошкообразная карлсбадская соль, получаемая выпариванием минеральной воды и представляющая собой ее солевой «скелет». Она применяется для изготовления искусственной карлововарской воды, которую врачи прописывают больным с заболеваниями печени и желудочно-кишечного тракта. Наконец, третий вид — щелочная карлсбадская соль. При ее изготовлении рассол, остающийся после получения кристаллической соли, сгущают выпариванием и вторично длительно кристаллизуют. Эта соль идет на приготовление ванн. Заменителем натуральной карлововарской соли служит искусственная соль, состоящая из 22 частей сульфата натрия, 18 частей гидрокарбоната натрия, 9 частей хлорида натрия и 1 части сульфата калия. Эта соль применяется в качестве слабительного средства, причем для этого берут ее в довольно высоких концентрациях — до двух чайных ложек на полстакана — стакан теплой кипяченой воды на прием для взрослых. Принимают соль, как правило, на ночь. При большом разведении (концентрации — несколько процентов) как натуральная, так и искусственная соль вызывает так называемый пузырный рефлекс — сокращение желчного пузыря и усиление поступления желчи в двенадцатиперстную кишку. Кроме того, при этом усиливается выработка желчи, улучшается ее состав и консистенция. Все это благотворно влияет на функцию печени, жел- чевыводящих путей, на деятельность желудочно-кишечного тракта. Поэтому сильно разведенную соль применяют в основном при заболеваниях печени, желчного пузыря, желчновыводящих путей, желудочно-кишечного тракта. Принимают ее, как правило, за некоторое время до еды. Методика приема зависит от индивидуальных особенностей больного и назначается врачом после тщательного обследования.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ЦВЕТ — В ПОРЯДКЕ ОЧЕРЕДИ! Рентген ассоциируется в нашей памяти с кромешной чернотой врачебного кабинета, неясными тенями на блеклом экране или, наконец, с «абстракционистскими» разводами на пленке. Современная техника, однако, упорно стремится эти ассоциации уничтожить. Кинокамера давно уже сделалась рядовой «приставкой» к рентгеноаппарату. Электронно- оптические преобразования позволяют видеть черно-белое рентгеновское изображение внутренних органов тела при дневном свете. А недавно инженеры голландской электротехнической фирмы «Филипс» создали установку для рентгеноисследования с применением цветного телевидения. Первая модель предназначена для снимков черепа. При диагностике поражений мозга медикам приходится делать серии снимков. Сначала снимается собственно череп, затем в кровь пациенту вводят контрастное вещество: оно «проявляет» на снимках сосуды. Но для постановки диагноза врач вынужден сравнивать множество снимков, на каждом из которых он запечатлел разные детали. Составление целостной картины сопряжено с трудностями, с возможностью опустить нечто важное. Новый прибор превращает всю серию последовательно сделанных снимков в одно изображение, причем детали изображения, воспроизводимого на телевизионном экране, окрашиваются в зависимости от очередности поступления соответствующих им сигналов. Артериальные сосуды приобретают на экране красный цвет именно потому, что их изображение телекамера «считывает» в первых снимках. Венозные сосуды наполняются контрастным веществом в последнюю очередь, они видны на последних снимках серии, и «смеситель цветов» — так называется прибор — по программе придает им синюю окраску. Цветной электронно-оптический преобразователь можно будет использовать для рентгенографических исследований и других органов. «РАДИОЗУБ» Чтобы изучить величину и направление сил, действующих на поверхность зуба при жевании, создали специальный протез зуба, в котором разместили миниатюрные радиопередатчики, батареи и электронные датчики; этот «радио- зуб» был посажен добровольцу вместо одного из коренных зубов. Когда испытуемый жевал ту или иную пищу, «радиозуб» выдавал информацию о месте и силе давления. ИНСЕКТИЦИДЫ ТУТ НЕ ПРИ ЧЕМ Сотрудники Висконсинского университета, изучая действие различных инсектицидов на вредителей деревьев какао, обратили внимание на странное явление: деревья, опрыснутые во время цветения ядохимикатами, давали большой урожай бобов какао! Результат совершенно сенсационный... Однако при проверке выяснилось, что инсектициды тут вовсе не при чем: просто сильная струя воздуха, вырывающаяся из распылителя, способствовала более полному опылению. Во всяком случае, простое обдувание (безо всякого инсектицида!) деревьев увеличивало число опыленных цветков примерно в пять раз. А опрыскивание деревьев (также во время цветения) водой из пульверизатора увеличивало число опыленных цветков в шесть с половиной раз. ЕСЛИ БЫ... Если бы Ньютон сидел под лимонным деревом, открытие закона могло бы не состояться. Дело в том, что это дерево (как и вообще все цитрусовые) в отличие от яблони не сбрасывает спелые плоды; их приходится или срывать, или сбивать — в ином случае они засыхают прямо на дереве. Недавно были обнаружены интересные факты. Оказалось, что слабым электрическим током можно стимулировать рост деревьев: если присоединить анод (положительный электрод) к основанию дерева, а катод (отрицательный электрод) — к его вершине, и приложить напряжение 58 вольт, то за две недели на дереве появляется новая поросль; когда же направление тока меняли, ветви быстро скрючивались и засыхали. Однажды экспериментатор, изучая стимулирование роста под действием электрического тока, быстро переключил электроды. К его удивлению, это вызвало моментальное падение большинства спелых плодов. Зеленые же плоды остались на ветвях, как ни в чем не бывало. САМЫЙ ЛЕГКИЙ ТЕРМОПЛАСТ Английская компания Ай-Си-Ай приступила к производству нового термопластичного пластика, который назван «ТПХ». Сырье для него — 4-метилпентен-1. «ТПХ» прозрачен, он плавится при температуре выше 200°С, у него отличные диэлектрические свойства, он стоек ко многим химикалиям. Но главное его достоинство — малый удельный вес, меньший, чем у всех известных термопластических материалов. Где будет применяться «ТПХ»? Его рекламируют как отличный материал для изготовления всевозможных лабораторных колб и сосудов. Вероятно, его удастся
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ использовать в производстве бытовых электроприборов, медицинского инвентаря и деталей контрольно-измерительных приборов. НЕ ТЕЧЕТ ЛИ БАК! Ракетное топливо должно храниться в наглухо закрытых сосудах. А как проверить их герметичность? Самый простой способ — накачать в сосуд воздух и проверить, нет ли утечки. Этим способом пользуются даже мальчишки, когда хотят узнать, нет ли прокола в мяче или велосипедной шине. Можно обмазать камеру мыльным раствором и надуть, — если в камере есть дыра, то над ней вырастает мыльный пузырь. Естественно, что для резервуаров с ракетным топливом нужны более чувствительные средства, чем мыло. Журнал «Canadian Chemical Processing» A967, № 1) сообщает о составе «ФМ инерт», который образует слой пузырящейся пены, если утечка составляет всего одну стотысячную миллилитра в секунду. У этого состава столь незначительное поверхностное натяжение, что он удерживается даже на поверхности, покрытой маслом. Еще одно положительное свойство состава: он не вызывает коррозии. МОЛНИЯ В УПРЯЖКЕ По сообщению журнала «Chemical Engineering» A967, № 3), разработана новая система генератора электроэнергии — электрогидродинамическая. В новом генераторе использован тот же механизм, который вызывает образование атмосферных грозовых разрядов. Заряженные аэрозольные частицы, летящие с большой скоростью, создают за счет трения друг о друга поверхностные заряды. Таким образом их кинетическая энергия преобразуется в электрическую. КПД лабораторного генератора составляет примерно 70%... ПРОЧНОСТЬ ПЛЮС ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ Журнал «New Scientist» A966, № 519) сообщает о новом волокнистом материале, наделенном комплексом ценных свойств — о меди, армированной вольфрамовой проволокой. Существуют два типа нового материала. В одном случае прожилки вольфрама пронизывают кусок меди по всей его длине, в другом небольшие кусочки вольфрамовой проволоки равномерно распределены по объему медного образца. Предполагается, что новый материал, сочетающий высокую прочность с электропроводностью, найдет применение в строительстве летательных аппаратов. ЯМР СЛУЖИТ ХИМИКАМ Об уникальном спектрометре ядерного магнитного резонанса (ЯМР) сообщил журнал «Chemikal and Engeneering News» A966, № 37). Для создания однородного магнитного поля в приборе используются сверхпроводящие соленоиды, изготовленные из ниобий- циркониевого сплава и погруженные в жидкий гелий. Спектрометр отличается особо высокой разрешающей способностью и чувствительностью. Он найдет применение в области структурного анализа синтетических и биологических полимеров. ЕЩЕ ОДНА ТЕОРИЯ МОЛНИИ Электрические поля, возникающие при ударе молнии, значительно сильнее, чем считали раньше, — пишет журнал «Science News» A966, № 18). Если это так, то придется переоценить степень опасности молний для электрических систем. До сих пор считалось общепризнанным, что молния — это сначала разряд, который проскакивает между грозовым облаком и землей и создает «шнур» ионизированного воздуха со средней плотностью тока 500 ампер, и затем обратный разряд от земли к облаку, в котором возникает ток от 10 до 250 тысяч ампер. Согласно новой теории, молния — не «шнур», а последовательность больших коронных разрядов. Их электрические заряды сосредоточены по периферии области, диаметр которой достигает 30 метров. РОСТ МОЖНО «ПОДСТЕГНУТЬ» Из листьев кокосовой пальмы и животных жиров создан новый химический регулятор роста растений. Препарат — при обработке растений на ранних стадиях роста — выборочно действует на клетки, из которых образуются новые ткани, и не повреждает остальные части растения. По утверждению журнала «Science News» A966, № 14), вновь полученный регулятор роста нетоксичен, он не вызывает нежелательных побочных явлений, им можно быстро обработать с помощью обычного опрыскивания большие плантации. Рисунки В. ЗУЙКОВА
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ х„МИЧеск„Г„ТУк О ПОРЯДКЕ В ПРИРОДЕ Б. Ф. ДЖУРИНСКИЙ Рисунки Г. ПЕРКЕЛЯ Мы не часто задумываемся над тем, насколько узки рамки физических условий, физического состояния вещества, в пределах которых возможна наша жизнь. Не бгранно ли, что для жизни нам нужна атмосфера — 1 кг/см2, которая и удержаться бы не смогла у Земли, будь масса ее поменьше? А температура? «Как растение мимоза в ботаническом саду», мы погибли бы, изменись температура Земли градусов на пятьдесят. А что значит 50° в масштабе тех температурных изменений, которые можно встретить даже в ближайшем доступном нашему наблюдению космосе? Любопытно, что мы живем почти на дне температурной ямы:—273°С — самая низкая температура. Ниже нет. И было бы наивно думать, что в этой яме, вблизи полюса абсолютной мерзлоты, самые лучшие и единственные условия для разумной формы жизни. В огненных вихрях горящих звезд разумные существа, скроенные из стабильных ионных потоков, мыслящие бурями электромагнитных волн, вероятно, донельзя удивляются, обнаруживая некие формы жизни на холодной застывшей Земле. По этому пути можно идти бесконечно. Это интересно, но в основном бесплодно. А нам даже неизвестно, есть ли жизнь на Марсе. Но мы знаем, что на Земле при температуре на 300° С выше абсолютного нуля под покровом слабой воздушной оболочки существует жизнь. Живые существа — высоко организованы. Высокая организация — одно из главных условий жизни. Если отвлечься от процессов, протекающих в живых существах, и рассмотреть только организацию живого, то окажется, что между живым организмом и объектами неживой природы много общего. Это общее заключается в том, что и те и другие построены из атомов, сортов которых не так уж много, но которые могут определенным образом взаимодействовать, пристраиваться друг к другу и создавать таким путем многообразные строения — нас и различные предметы окружающего нас мира. На первый взгляд, окружающий мир представляет собой нагромождение различных беспорядочно разбросанных предметов. Но если бы наш глаз мог видеть отдельные атомы, то первое, на что мы обратили бы внимание, это удивительный порядок в их расположении. Мы увидели бы, что атомы движутся, колеблются, перескакивают с места на место, но одновременно всегда находятся в определенном строю или переходят из одного строя в другой. Нам показалось бы, что порядок и стремление к порядку доминируют над беспорядком и нет у земной природы большей задачи, как прийти к максимально возможному порядку. Порядок в природе и причины, его вызывающие, мы и попытаемся проследить. Первопричина порядка заложена, конечно, в организации строения каждого атома. Мы знаем, что число электронов в атоме точно соответствует положительному заряду ядра и что электроны вращаются вокруг ядра, занимая определенные энергетические уровни. Электроны можно представлять в виде шариков, двигающихся на привязи по круговым или эллиптическим орбитам вокруг ядра. Но это очень неточно. Правильнее представлять себе не орбиты, а пространство, в котором с какой- то вероятностью можно обнаружить электрон, будь у нас на то соответствующие : возможности. Поэтому вернее говорить об ( электронах и их движении как об электронных облаках с той или иной плотностью. Но в любом случае гораздо существен-
Молекула азота (N2). «... Через две точки можно провести лишь одну прямую» нее другое. Электроны двух соседних атомов, несмотря на их одинаковый заряд, взаимодействуют между собой. И стремление этих электронов находиться в поле положительных зарядов сразу двух атомов часто оказывается энергетически выгоднее, чем их раздельное существование в поле изолированных собственных ядер. Этот энергетический выигрыш и приводит к тому, что атомы соединяются между собой — образуется химическая связь. Очень важно также, что при взаимодействии атомы организуют свои электронные облака вполне определенно, что расположение одних атомов вокруг других беспорядочным быть не может. Это означает, что химическая связь направлена. Конечно, когда связываются только два атома (неважно, одинаковые или разные), структура полученной молекулы может быть только одна — через две точки можно провести лишь одну прямую. Одна струк- тУРа У ^Ь, О2, NO. Но уже иа трех атомов могут возникнуть молекулы разного строения. В молекуле С02, например, все три атома расположены вдоль одной прямой. А в молекуле воды атом кислорода связан с двумя атомами водорода таким образом, что угол между связями составляет 104°: о " н «Б молекуле воды атом кислорода связан с двумя атомами водорода таким образом, что угол между связями, идущими от кислорода на водород, составляет 104°». а —104° Растет число атомов в молекуле и быстро возрастает число возможных комбинаций строения — так возникает все многообразие структур в окружающем нас мире. Очень большая часть этого мира — почва, горные породы — кристаллические вещества. Они могут быть сложены и из отдельных сравнительно изолированных молекул и из атомов, связанных между собой в непрерывную пространственную решетку. Структура этой решетки зависит в основном от числа и направления связей, идущих от каждого данного атома к ближайшим соседним. Даже у веществ одного и того же состава может быть разное пространственное строение, разные кристаллические модификации. И алмаз, и графит состоят из связанных между собой атомов углерода, но соединены эти атомы по-разному. Алмаз получается при высоких температурах и высоком давлении, а графит устойчив при давлениях сравнительно умеренных. Если алмаз нагреть при обычном атмосферном давлении, он перестроит свою кристаллическую структуру в структуру, устойчивую в данных условиях — превратится в графит. Алмазный инструмент, бриллианты существуют при комнатной температуре только потому, что связи между атомами в кристалле алмаза очень прочны и нельзя построить решетку графита, не разрушив эти связи. Правда, при соединении атомов углерода в решетку графита выделится больше энергии, чем нужно затратить для разрушения связей в алмазе, и мы полу-
Структуры алмаза (слева) и графита (справа). «И алмаз, и графит состоят из связанных между собой атомов углерода, но соединены эти атомы по- разному» чим выигрыш в энергии. Однако прежде, чем выиграть, приходится затратить. «В общем, чтобы сократить, надо увеличить». Таким образом, обычные, комнатные условия для алмаза энергетически не самые выгодные. Про вещество, находящееся при таких условиях, говорят, что оно существует в метастабильном (т. е. условно стабильном) состоянии. Метастабильные состояния очень распространены в природе. Все, что состоит из органических веществ — бумага, книги, квартиры, деревья, рыбы, мы с вами — пребывает в метастабильном состоянии. Система органика — кислород метаста- бильна. При взаимодействии органических веществ с кислородом (окислении) образуются стабильные продукты — вода и углекислый газ. В обычных условиях переход в стабильное состояние протекает очень медленно. Бумага желтеет, становится хрупкой. Дерево превращается в уголь за сотни и тысячи лет. Но стоит нагреть его до 300—400° С, как процесс ускоряется, а выделяющееся тепло поддерживает процесс горения, пока все не сгорит до тла. «Пылают города, охваченные дымом». Сгорела Александрийская библиотека. Сгорел завод по производству органических веществ. Каждый город снабжен сложной, вооруженной до зубов системой борьбы с выходом в стабильное состояние (звонить по телефону 01). О метастабильной системе органика — кислород здесь рассказано попутно, чтобы 5 Химия и Жизнь, № 9 показать многообразие метастабильных состояний в природе. Прямого отношения к переходу из одного кристаллического состояния в другое, о котором шла речь применительно к алмазу и графиту, эта система не имеет. Превращение алмаза в графит показывает, как изменяются свойства вещества одного и того же состава при изменении его строения. Алмаз — это структура, в которой электроны двух соседних атомов, осуществляющие связь, равным образом принадлежат обоим атомам. Это не единственный вариант связи. В природе встречаются и другие случаи. Если кристалл состоит из атомов разного рода (разных элементов), то способность двух соседних атомов в кристалле удерживать вокруг себя электронные облака связи будет разной. Электронное облако может сдвинуться к одному из атомов. Тогда последний приобретет большую электронную плотность и зарядится отрицательно. Другой атом, потеряв часть отрицательных зарядов, станет положительным. Так возникает полярность или, как говорят, ионность связи. В некоторых случаях, например в соединениях щелочных металлов, ионность связи очень высока. В других она мала. Но считаться с нею приходится очень часто. Во-первых, противоположно заряженные атомы (ионы) притягиваются друг к другу и тем самым вносят существенный вклад в энергию связи атомов — энер-
Слева — схема строения кри- ложительных и отрицательных сталла; справа — схема строения расплава. «Б расплаве исчезает только так называемый дальний порядок — правильное чередование вдоль определенных направлений по- ионов. Однако порядок ближний — число атомов одного вида, окружающих атом другого вида, — в большинстве случаев сохраняется» гию кристаллической решетки. Во-вторых, ионные связи не направлены, а это упрощает возможные структуры кристаллов. Дело в том, что положительному иону все равно, с какой стороны подойдет к нему ион отрицательный. Лишь бы таких ионов было побольше. Чем больше отрицательных ионов окружает положительный ион, тем больше выигрыш в энергии (конечно, если отрицательных ионов не слишком много; иначе потеря энергии при их отталкивании друг от друга может превысить выигрыш от притяжения их к положительному иону). Во всяком случае для ионных соединений направленность связей оказывается несущественной, структура ионного кристалла определяется просто тем, как плотно можно упаковать ионы разных зарядов и размера один к другому. Упаковать так, чтобы каждый положительный ион оказался окруженным максимальным числом отрицательных, а каждый отрицательный — максимальным числом положительных. Если кристалл нагреть, он расплавится. На плавление затрачивается энергия, но очень небольшая. Небольшая в сравнении с энергией разрыва вещества на отдельные атомы или ионы. Это значит, что при плавлении мы почти ничего не теряем. При плавлении исчезает пространственная структура кристалла, правильная во всех направлениях, и все же мы ничего не теряем. При плавлении получается жидкость, в которой беспорядочно снуют атомы или ионы, и все же мы ничего не теряем. Видимо, плавление — не столь большая катастрофа для вещества. Как же так? В расплаве исчезает только так называемый дальний порядок — правильное чередование вдоль определенных направлений положительных и отрицательных ионов. Однако порядок ближний (а он дает главный вклад в энергию образования вещества)—число атомов одного вида, окружающих атом другого вида, — в большинстве случаев сохраняется. В значительной степени сохраняется и характер их взаимного расположения. Да и движение атомов в расплаве не столь уж хаотично. Каждый атом сидит некоторое время возле своего соседа, крепко привязанный к нему, потом срывается, перемещается к новому соседу и т. д. В расплаве расстояния между атомами увеличиваются, а значит, ослабляется конкуренция за поделенную часть электронного облака связи. Чем выше температура, тем больше между атомами расстояния, тем выше степень ионности связи. Атомы теряют свою старую индивидуальность и приобретают новую. Так что свойства атомов в расплаве при высоких температурах становятся иными, и мы вступаем в область нового многообразия свойств веществ и их практических применений. Очень тесно к расплавам по своему строению примыкают стекла. Хотя стекло и твердое вещество, однако фактически
это расплав, но такой густой, такой вязкий, что его текучесть ничтожно мала. Простейшее стекло можно получить, расплавив, например, горный хрусталь. Горный хрусталь — одна из разновидностей двуокиси кремния, SiC>2 — кристаллическое вещество с определенным правильным пространственным строением. Каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, расположенными в вершинах тетраэдра, и каждый тетраэдр связан с другими, соседними через мостик — атом кислорода, принадлежащий обоим тетраэдрам. Все тетраэдры уложены в пространственную сетку, образующую кристалл. Переплавленный кристалл тоже состоит из тетраэдров, и все тетраэдры тоже связаны между собой мостиками — атомами кислорода, но образующаяся при этом сетка— неправильная, запутанная. Нет дальнего порядка. Плавление ведет к разупорядочиванию кристаллической решетки. При этом, мы уже знаем,—мало что теряется. Все связи остаются на своих местах, их число и направленность сохраняются, затраты тепла на плавление очень невелики. При охлаждении расплава получается стекло. Оно сохраняет и тот порядок и тот беспорядок, который был свойствен расплаву. У кристалла есть определенная температура плавления. У стекла нет. Оно переходит в жидкое состояние, постепенно размягчаясь, как плексиглас, как полиэтиленовый плащ, как капроновые чулки под утюгом. В отличие от S1O2 в расплаве ионной соли частицы подвижны и легко меняются местами друг с другом. Требования направленности связей в значительной мере ослаблены. Поэтому охлажденный расплав легко кристаллизуется, подвижные ионы быстро находят нужные им места в строящейся кристаллической решетке соли. Почему же расплавленный кристалл горного хрусталя ведет себя иначе — не кристаллизуется при охлаждении? (В принципе закристаллизовать его, конечно, можно, но трудно). Кристаллизации препятствует очень низкая степень ионности связей кремний — кислород, а значит, и высокие требования к направленности связей. При плавлении горного хрусталя частицы тоже становятся подвижными. Но подвижность их невелика, ее хватает только на то, чтобы пространственную сетку запутать. Распутать ее нельзя. Проще разорвать на ма- 5* ленькие куски и из них скроить кристалл. Если мы распустим шерстяной носок и запутаем нитки, будет проще разорвать клубок на отдельные куски ниток и связать носок из этих кусков, соединяя их по мере надобности, чем распутывать весь клубок. При охлаждении расплава некому разорвать спутанную сетку, охлаждение ведет к увеличению вязкости, уменьшению подвижности. В результате вся система загустевает и затвердевает в том беспорядочном (и упорядоченном) состоянии, в какое она пришла в процессе плавления кристалла. Стекло — это переохлажденная жидкость с большой вязкостью. Двуокись кремния Si02 — пример простейшего стекла. В технике оно называется кварцевым. В повседневной практике мы чаще встречаемся со стеклами более сложного состава. В состав таких стекол всегда входят окислы различных металлов. Мы рассматриваем структурную упорядоченность в окружающей нас природе и нам никак нельзя обойти без внимания воду. Вода, как мы уже говорили, состоит из молекул определенной геометрической формы. Два атома водорода в молекуле воды связаны с одним атомом кислорода прочными слабо ионными связями. Связь между молекулами значительно слабее, чем связи между атомами в пределах молекулы. Лед — это кристалл, построенный из соединенных определенным образом молекул воды. Молекулы могут быть уложены в кристаллическую решетку разными способами, а значит, может существовать несколько льдов разного строения. Обычно мы встречаемся только с одним из них. В структуре обычного льда молекулы воды соединены таким образом, что в кристаллической решетке оказывается много пустых мест. При плавлении льда пространственная решетка нарушается, однако значительная часть структуры, особенно в ближнем порядке по отношению к данной молекуле воды, сохраняется. Сохраняется даже часть структурных пустот, свойственных кристаллическому льду. Некоторые из них заполняются «блуждающими молекулами» воды. Абсолютно чистой воды в природе не бывает. Раствор — вот типичный объект, с которым нам приходится иметь дело. И слова из известной песни «вода, вода, кругом вода» не отвечают действитель-
«Б структуре обычного льда молекулы воды соединены таким образом, что в кристаллической решетке оказывается много пустых мест» ности. «Раствор, раствор, кругом раствор» — вот истина, не требующая доказательства. Какова же структура раствора? Что происходит при растворении соли в воде? Прежде всего следует заметить, что молекулы воды полярны, т. е. связи кислород — водород в небольшой степени ионны. Полярные молекулы атакуют растворяемую соль и разрывают ее на ионы. Кроме того, существенно также, что атомы кислорода в молекуле воды не затрачивают все свои внешние электроны на связь с атомами водорода и могут отдавать их на связь с другими атомами, например ионами металла растворяемой соли. Некоторые из ионов замещают «структурные» молекулы воды, становятся на их место. Другие — занимают пустоты в водной структуре. В любом случае в энергетическом отношении растворяемая соль почти ничего не теряет, а иногда даже выигрывает. Как ни прочна кристаллическая решетка соли, а растворение соли в воде зачастую сопровождается выделением тепла. Значит ионы не пассивно замещают молекулы воды или внедряются в ее пустоты, а энергично взаимодействуют со своими новыми соседями — молекулами воды. Для каждого иона требуется строго определенное расположение ближайших соседей и, конечно, определенное их число, соответствующее числу и направлению связей. Если ион, внедрившийся в структуру воды или заместивший одну из молекул, в этой структуре удовлетворяет свои потребности, все остается так, как было описано выше. Если нет, — он нарушит структуру воды в ближайшей своей сфере и создаст вокруг себя такое окружение, которое будет удовлетворять его требованиям для числа и направленности связей. Так устроена окружающая нас природа: моря — эти разбавленные растворы солей, почва — это сборище кристалликов самых разнообразных веществ, скалы — это компактные массы спаянных между собой кристаллов самого разного состава и размера, магма — эти высокотемпературные расплавы смесей различных окислов, шлаки — эти многочисленные, частично закристаллизовавшиеся стекла- Осталась еще природа органическая. Но это отдельная тема. Она освещена, например, в прекрасной статье Дж. Уолда «Детерминизм, индивидуальность и проблема свободной воли» («Наука и жизнь», 1967, № 1), и автор отсылает читателя к ней. В поэме В. В. Маяковского «Человек» герой, попадая в рай, находит «ветхий чертеж, неизвестно чей первый неудавшийся проект кита». К сожалению, мы не находим свидетельств сотворения мира, аналогичных хотя бы такому чертежу. Почему же мир сотворился именно таким? Он мог бы быть всяким, но в условиях нашей планеты только таким. Химические связи определяют его строение. Их возможность диктуется структурой атомов. Будь температура пониже — и прекратится почти всякое движение атомов. Строение возможно, но жизнь — нет; Для жизни необходимо и строение и движение. Будь температура повыше — и исчезнет строение атомов, молекул, кристаллов. Возможны другие структуры — солнц, звезд, ионных потоков, но нашего, земного строения уже не будет. Вот почему на Земле при температуре на 300°С выше абсолютного нуля, почти на дне температурной ямы, живут разумные существа, дышат, улыбаются и даже читают журнал «Химия и жизнь».
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ И ПОЯСНЕНИЯ к ним ЧЕРНИЛА, КОТОРЫЕ В ТО ЖЕ ВРЕМЯ НЕ ЧЕРНИЛА «На Ваше письмо сообщаем, что удовлетворить Вашу просьбу не представляется возможным. Состав пасты очень сложен. В рецептуре применяется импортное сырье...» Из ответа завода, изготовляющего пасту для шариковых ручек, на запрос читателя «...Как говорят у нас, и селедка — огурец...» Из письма в редакцию «Суррогат — заменитель, обладающий некоторыми свойствами заменяемого предмета, продукта.» Из словаря иностранных слов В прошлом году в редакцию нашего журнала стали во множестве приходить письма, авторы которых просили выслать рецепт пасты для шариковых ручек, которую можно было бы изготовить в домашних условиях; некоторые письма содержали просьбу более серьезную — выслать рецепт высококачественной пасты. Чтобы ответить на эти письма, редакция обратилась в Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей (НИОПиК); начальник лаборатории по нетекстильному применению красителей и бытовой химии этого института Б. Р. Фейгельсон объяснил в своем ответе («Химия и жизнь», 1966, № 11), что изготовление высококачественной пасты для шариковых ручек, удовлетворяющей всем профессиональным требо- Обзор сообщений и писем читателей, принявших участие в конкурсе на лучшую пасту, изготовленную в домашних условиях (см. «Химия и жизнь», 1967, № 2). ваниям,— дело весьма сложное, а точнее — невозможное. Такой ответ, разумеется, многих не удовлетворил. Поэтому в февральском номере «Химии и жизни» за этот год мы снова вернулись к пастам для шариковых ручек: рассказали вкратце их историю, перепечатали из «Недели» несколько советов и объявили конкурс на лучшую самодельную пасту. Вот его главные итоги: пасту для шариковых ручек в домашних условиях изготовить можно; на поиски необходимых реактивов уходит, как правило, один, редко два-три дня; процесс изготовления занимает от одного до трех часов; делать пасту в домашних условиях неудобно; однако при аккуратной работе (особенно в резиновых перчатках) можно приготовить пасту, ничего не испачкав. Кстати, еще несколько слов об аккуратности. Очень многие читатели пользовались напечатанными нами советами, ничего в них не изменив, но получали пасту разного качества. Это — подтверждение основных заповедей любой экспериментальной работы: тщательно выполнять все указания методики и не торопиться. Как правило, качество приготовленной пасты вполне удовлетворяло ее создателей; обычные ошибки состояли или в том, что бралось слишком мало красителя и паста писала очень бледно, или в том, что вязкость пасты была либо слишком мала (ручка подтекала и писала очень жирно), либо велика (ручка писала с перерывами). Однако еще раз надо подчеркнуть, что в домашних условиях можно изготовить лишь суррогат настоящей пасты, не обла-
дающий всеми свойствами заменяемого продукта. В частности, никак нельзя рекомендовать пользоваться пастой собственного изготовления для заполнения документов. Многие участники конкурса проявили немало выдумки и прислали оригинальные рецепты, или же внесли в уже опубликованные существенные усовершенствования. Приводим выдержки из наиболее интересных писем. ...Для нас единственным руководящим указанием послужила чья-то ссылка на то, что кто-то и где-то изготавливал пасту для шариковых ручек на основе глицерина. Состав пасты (в объемных процентах) „ Краситель (водорастворимый) 30—35 Пластификатор (глюкоза пли сахар) .... 15—22 Растворитель (глицерин) ......... 50 Красители Фиолетовый цвет зеленый цвет Красный (алый) цвет Темно-красный цвет . . Вшипево-краснын цвет кристаллвнолет, ген- цнанп фиолетовый малахитовый зеленый позин (Na-соль) родамин СЖ кислотный хром темно- синий (индикатор) Помимо указанных красителей с успехом могут быть использованы имеющиеся в продаже чернильные порошки различных цветов. Главное, чтобы краситель был достаточно интенсивным и водорастворимым. Технология На кипящей водяной бане (кастрюле с кипящей водой) минут 10—15 разогревается глицерин в каком-нибудь подходящем сосуде, затем в разогретый глицерин засыпается растертый в порошок краситель и при этом смесь тщательно перемешивается- После полного растворения красителя добавляется глюкоза или тонко измельченный сахар, смесь перемешивается еще несколько минут и затем охлаждается до комнатной температуры. Паста готова к употреблению. Качество пасты Изготовленной таким образом пастой мы пользуемся уже около года. Паста хорошо стекает по капилляру трубки по мере ее расходования и практически не высыхает. Вследствие этого шариковая ручка безотказна в работе и качество письма не оставляет желать лучшего. После перерыва не требуется никакого «расписывания», в этом отношении даже заводские пасты уступают нашей. В отличие от паст, изготовленных на основе касторового масла, наша паста смазывается гораздо меньше, однако она, разумеется, уступает пастам, изготовленным на основе синтетических смол. Заправка пишущих узлов Выдавливать шарик при перезарядке — операция действительно варварская, качество письма от этого весьма значительно ухудшается. Поэтому при перезарядке необходимо вынимать весь конус. Из полиэтиленовых трубочек конус легко вынимается плоскогубцами, легким рывком. Операция облегчается, если конец пишущего узла ненадолго опустить в горячую воду. В латунных трубочках конус сидит более прочно и выдергивать его плоскогубцами довольно рискованно; в этом случае конус следует выбивать с помощью металлического прутка (стерженька) с диаметром, чуть меньшим внутреннего диаметра трубочки. При этом следует убедиться, что в трубочке не осталось старой пасты: в противном случае стержень, вводимый в трубочку, работает как поршень и выдавливает шарик вместе с остатками пасты. Кроме того, весьма желательно промыть как трубочку, так и конус от остатков старой пасты. Все пасты заводского изготовления хорошо растворимы в ацетоне; некоторые пасты растворимы в спирте. Промывать трубочки очень удобно с помощью резиновой груши. Для этого трубочку следует плотно вставить в отверстие наконечника груши и просасывать через нее ацетон — несколько раз туда и обратно. 10—15 миллилитров ацетона достаточно, чтобы промыть 3—4 трубочки. А вот конус с шариком лучше промывать с помощью медицинского шприца типа «Рекорд» емкостью 2—3 миллилитра. Для этого надо засосать примерно полшприца ацетона и, вставив кончик конуса с шариком в насадку для иглы шприца, надавить на поршень. Появление окрашенных капель свидетельствует о том, что ацетон проник в зазор между шариком и облегающим его конусом. По мере промывки эти капли становятся все более и более светлыми.
После этого трубочка заполняется пастой с помощью резиновой груши — путем засасывания. Скорость заполнения трубочки служит прекрасным критерием вязкости приготовленной пасты: паста нормальной консистенции должна заполнять трубочку не ранее чем за 15—20 секунд; если трубочка заполняется медленнее, то это значит, что паста слишком густая. Вязкость пасты можно регулировать количеством добавляемого сахара — чем больше сахара, тем гуще паста. Если в трубочке еще осталась паста заводского изготовления, но ручка не «расписывается», то можно поступить так. Надо снять конус, кончиком тонкой проволоки ввести в капиляр конуса каплю олеиновой кислоты (пасты заводского изготовления хорошо в ней растворимы) и смешать с ней остатки пасты. После этого надо поддавить грушей пасту к самому краю трубочки и ввести в нее конус. В. П. ЕМЕЛЬЯНОВ, Д. Л. ТЮТЮННИКОВ (Обнинск) ...Утверждение, что «...изготовить самому (не только в домашних условиях, но и в условиях химической лаборатории!) высококачественную пасту невозможно», по крайней мере не серьезно. Напротив, процесс изготовления пасты настолько прост, а набор веществ для этого, выпускаемый нашей промышленностью, настолько достаточен, что говорить о «сложности» просто смешно. Я подобрал состав пасты из наиболее доступных компонентов. Беру свеклосахарную патоку (беспенистую) или пчелиный мед, чернильный порошок того или иного цвета, этиленгликоль, а также лимонную кислоту. Чернильный порошок растворяю в эти- ленгликоле, даю отстояться и сливаю с осадка в порцию патоки или меда. Туда же добавляю около 2—3 процентов лимонной кислоты. Все тщательно растираю в ступке. Нужная вязкость достигается добавлением этиленгликоля. Обычно паста изготавливается в количестве, которым можно заправить несколько десятков и даже сотен стержней. Поэтому время, затраченное на изготовление пасты и заправку стержней, отнесенное к одному стержню, незначительно... Выбрасывать использованные стержни, как это рекомендуют некоторые, ни в коем одучае нельзя. В организациях, научно- исследовательских, проектных и учебных институтах необходимо иметь ящики для сбора использованных стержней, которые затем можно отправлять фабрикам на реставрацию. А. Я. МИРОШНИКОВ (Харьков) Приготовил пасту по собственному рецепту и, как видите, ручка пишет легко и довольно-таки неплохо- Недостаток тот, что заряжал синими чернилами, а пишет с каким-то черноватым оттенком. Рецепт очень простой и сделать такую пасту может всякий. 1. Синтетический краситель (метилено- вая синь). 2. Растворитель — глицерин. 3. Смола эпоксидная. Ручка, заправленная такой пастой, пишет вот уже несколько месяцев. Случаев отказа не было, шарик ходит по бумаге «как по маслу»—легко. Но удовлетворен ли я качеством пасты? Нет, конечно. Особенно не нравится мне цвет... Л. И. ПТУШКО (Воркута) Пасту я готовлю из чернильного порошка, спирта (для первоначального растворения) и глицерина. Затем кипячение умеренное (Осторожно! Спирт может вспыхнуть!— Ред.) в течение 10—15 минут, для блеска добавляю немного сахара. Соотношение примерно следующее: Чернильный порошок один пакетик Спирт 10 г Глицерин . .... 50—СО г Сахар ... 1—2 г Ф. П. БОЙЦОВ (гор. Калинин) Состав пасты может быть любой. Я за основу брал глицерин и чернила. В домашних условиях можно готовить пасту для шариковых ручек, нужны лишь смекалка и некоторый опыт. Заправлял я ампулу не совсем так, как описывается в журнале. На иглу шприца надевал тонкую трубочку, такую, чтобы она доставала до конца трубки. Набираешь пасту в шприц и выдавливаешь ее в ампулу. Евгений КИВА (гор. Гуково, Ростовская обл.) Смесь 50% меда, 48% красителя и 2% лимонной кислоты нагревается в фарфоровой ступке на водяной бане и по охлаждении разводится глицерином примерно до густоты сметаны.
Для хранения пасту удобно помещать в медицинский шприц, в тюбик из-под зубной пасты или во флакон. Г. П. ЕРАСТОВ (Иркутск) Я готовлю пасту следующим образом. В плоскую посуду (розетка для варенья) наливаю штемпельную краску и ставлю на батарею водяного отопления. Когда краска высохнет примерно до густоты сметаны, добавляю 1—2 капли окисленного касторового масла, так как без него шарик ходит туго. На зиму масла необходимо добавлять 8 —10 капель, и тогда ручка будет писать и на морозе. Заправляю ручку шприцем, предварительно выбивая шарик. Шарик лучше всего выбивать над магнитим — меньше шансов его потерять. Перед заправкой хорошо промыть трубочку и наконечник горячим раствором порошка «Новость». Мыть надо кистью для клея с жестким волосом. Л. Н. ГАМУЛИН (Магадан) ...Заправлять ручку следует не сразу, а через несколько часов, чтобы нерастворив- шийся краситель осел... Ю. И. ДЬЯЧЕНКО (Ленинград) ...Меда у меня тоже не было и мне пришлось его делать самой. По химии как раз мы проходили недавно «Углеводы». Я взяла 0,5 л водного раствора сахара (сиропа), добавила 1 г лимонной кислоты и нагревала примерно 30 минут. Получившуюся смесь фруктозы с глюкозой, напоминающую по виду мед, я поставила остыть. Затем я взяла небольшое количество мети- леновой сини и смешала со смесью. Паста получилась сначала густая и еле-еле входила в шприц. Я попробовала тогда ртом втолкнуть пасту в стержень, но она оказалась у меня во рту. Пришлось долго отмывать зубы и язык. Но после долгих усилий мне удалось ее втолкнуть. И я попробовала написать. Ручка писала! Таня ИЛЬИНА (Алмалык) Изготавливать пасту в домашних условиях неудобно. (Я был весь грязный и очень долго отмывался. Сильно испачкал свой письменный стол.) Папа принес с работы метеорологические чернила. Когда мы заправили этими чернилами в первый раз, то они писали очень плохо. Потом папа налил в чернила машинного масла. (Бутылочка с чернилами была маленькая. Всего 3 — 4 капли машинного масла и две капли карболовой кислоты). Когда паста отстоялась, я заправил ею стержень и теперь пишу им. При письме ручка не отказывает. Написанное легко смазывается. Качеством письма я удовлетворен. Ручка легко расписывается после перерыва. Как долго писала ручка, сказать не могу, потому что в школе я ей не пишу, а дома писать мне незачем. Вова КРИВЕНКОВ (Кохтла-Ярве) В нашем конкурсе приняли участие также О. В. Бронникова (Ставропольский край), В. Лазаренко (Львов), А. М. Добров (Харьков), Я. Л. Багриновский (Иркутск), Саша Кузовлев и Дима Кулешов (Тульская обл.), Андрей Девекки (Ленинград), Володя Лян- дау (Благовещенск), Сережа Горин и Юра Лошкарев (Фрунзе), Костя Заболотец (Пинск), Саша Велик (Новосибирск), Надя Петрова и Таня Секирина (Ростов-на-Дону), Т. И. Стрельцова . (Донецкая обл.), И. М. Крамчанинов (Павлодар), Виктор Ростов (гор. Заозерный, Красноярский край), О. Н. Карпов (Донецк). Редакция благодарит всех читателей, приславших в редакцию письма о самодельных пастах. Победителями конкурса признаны В. П. Емельянов и Д. Л. Тютюн- ников из города Обнинска. Кроме них, за оригинальное и простое решение премию (набор стержней, заправленных отличной пастой разных цветов) получает Л. Н. Га- мулин из Магадана. В заключение, редакция выражает надежду, что в недалеком будущем «проблема» шариковой ручки будет решена более радикальным образом. Это произойдет после того, как в любом писчебумажном магазине можно будет приобрести шариковую ручку и сменные стержни, заправленные фабричной пастой. На цветной вклейке приведены образцы текстов, написанных пастами, изготовленными в домашних условиях участниками нашего конкурса: 1 — В. Лазаренко (Львов), 2 — А. Я. Мирошниковым (Харьков), 3 — Л. И. Гамулиным (Магадан), 4 — Ю. И, Дьяченко (Ленинград), 5 — А. М. Добтювъии (Харьков), 6 — В. Ростовым (Заозерный), 7 — В. П. Емельяновым, Д. Л. Тютюнниковым (Обнинск)
Dart** I v,^-*~* V y^ .jlO&* ^V , 2 r4^" AM- ^f ,*■* №* tuT !,***+ MS Z*< +*** Л 6 ) -j »**r ^ 6 4** ft** i^*-** Ms-*** P****' 4** ЧГ*~ ^6 s*. (k-0 к^ f .-, Г л ^ tut t t^c> ***** ..isO ^ Jet** &2L
Г. П. ТАФИНЦЕВ, научный сотрудник Главного ботанического сада АН СССР На вклейке фото автора «Вот и лето пришло!» — говорят сибиряки, когда во второй половине июня в тайге, на опушках, по вырубкам и просекам, вдоль дорог расцветает шиповник. Его душистые розовые цветы густо облепляют куст, яркими живописными пятнами расцвечивают заросли лиственницы и березовое мелколесье. Ведь шиповник — это та же роза, только дикая... В Сибири, на севере Иркутской области, растет самый северный дикий шиповник — иглистый. Славится он еще и другим: из всех видов шиповника в его плодах больше всего витамина С. Это проявление удивительной закономерности, установленной А. С. Федоровой, сотрудницей Витаминной лаборатории, работающей в Западной Сибири. Оказалось, что содержание этого витамина тем больше, чем севернее растет шиповник. Если на Алтае в 100 г сухих ягод шиповника до 1523 мг аскорбиновой кислоты, то в Ханты-Мансийском национальном округе — до 1939 мг, то есть почти в полтора раза больше. Кажется, будто сама природа стремится прийти на помощь людям, которые в условиях сурового сибирского севера испытывают особенный недостаток витаминов. Не одним витамином С богаты ягоды сибирского шиповника. Они содержат на 100 г до 12,5 мг каротина, а также ви- 0 Химия и Жизнь, № 9 \ ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ДИКАЯ РОЗА тамины В2 (рибофлавин), Р (цитрин) и К. Три-четыре ягоды сибирского шиповника в день полностью обеспечивают взрослого человека необходимой дозой витаминов А и С. Кроме витаминов, в плодах шиповника много Сахаров, лимонной и яблочной кислот, есть дубильные вещества, пектин, минеральные соли, наконец, красный пигмент, который окрашивает отвар ягод в оранжевый цвет. Лечебное действие шиповника было известно в народе еще в XVI веке. Его плоды ценились тогда так высоко, что в обмен за них давали соболиные меха и дорогие ткани. Население Сибири широко использовало настои шиповника для остановки кровотечения, от лихорадки, но главным образом, конечно, — против цынги. В тибетской народной медицине ягоды шиповника считаются средством от нервных расстройств, склероза и туберкулеза легких. В наше время сибирские шиповники, растущие повсеместно в большом изобилии и дающие от ОД до 1,6 тонны ягод с гектара, становятся важнейшим источником сырья для витаминной промышленности. Ягоды собирают после полного созревания — с августа или сентября, как только пожелтеют листья шиповника, — и до наступления заморозков. Собранные плоды высушивают при СИБИРИ 60—80°С в специальных сушилках, в русской печи или просто под железной крышей на чердаке. На солнце сушить шиповник нельзя: солнечные лучи разрушают до 75% витаминов. Сушку считают законченной тогда, когда кожура плодов лопается, если ее сжать пальцами. Из плодов шиповника — и свежих и сушеных — готовят экстракты, настои, порошки, кладут их в кисели и компоты. Экстракт из них выпускается под названием «Холосас». Он усиливает выделение желчи и увеличивает содержание в ней желчных кислот. А вот какой способ приготовления настоя из ягод шиповника мы можем рекомендовать всем желающим обогатить свою пищу витаминами. Очищенные и промытые холодной водой ягоды растирают, заливают крутым кипятком (два стакана кипятка на столовую ложку) и 10—20 минут кипятят в посуде с закрытой крышкой. Когда настой остынет, его нужно процедить. В день принимают по полстакана настоя. Не нужно забывать и о том, что долго цветущий шиповник исключительно красив. Он находит большое применение в озеленении городов. Его высаживают самостоятельно или в сочетании с другими дикорастущими кустарниками, особенно с цветущими раньше и позже его спиреей и черемухой.
42
НАУКА О ЖИВОМ АЗАРОВА ЛИСТОПАД Октябрь уж наступил — уж роща отряхает Последние листы с нагих своих ветвей... А. С. Пушкин Осень издавна считается скучной порой, мертвым сезоном в природе. Но для натуралиста осень — интереснейшее время года, время интенсивных исследований и наблюдений, когда ярче всего выявляются многочисленные приспособления животного и растительного мира к условиям неблагоприятного сезона. Одно из самых характерных явлений осенней природы — листопад. Каждый год повторяется он, радуя вначале наш глаз бесчисленными красками и тонами, а затем наводя невольную грусть унылым видом обнажившихся деревьев и меланхолическим шорохом опавшей листвы. ПОЧЕМУ ЛИСТЬЯ ПАДАЮТ? Что же заставляет наши лиственные деревья и кустарники ежегодно сбрасывать свою листву? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо, прежде всего, выяснить, представляет ли собой листопад биологическое явление, обусловленное жизнедеятельностью растения, или же он вызван падением температуры и наступлением осеннего ненастья. Если мы летом или — еще лучше — с весны пересадим в горшок с землей какое-нибудь молодое деревцо, например, дубок или клен, и поставим его в комнату или оранжерею, куда не проникает осеннее ненастье, где не бывает заморозков, — тем не менее осенью оно неизбежно сбросит свои листья. Значит, осеннее сбрасывание листьев не является прямым следствием неблагоприятных условий погоды. Оно вместе с зимним периодом покоя входит в самый цикл развития растений. 6* Если в конце лета сделать срез через основание листового черешка какого-нибудь дерева в том месте, где черешок прикрепляется к стеблю, образуя так называемую «листовую подушечку», можно разглядеть там особый слой клеток с гладкими стенками, легко отделяющихся друг от друга. Этот слой и получил название отделительного. К началу листопада связь между его клетками нарушается, и лист остается висеть на дереве лишь благодаря сосудистым пучкам, которые, подобно водопроводным трубам, соединяют его с остальным растением. Сосудистые пучки служат для проведения от корня к листьям воды и минеральных солей, а от листьев в остальные органы — питательных веществ, выработанных в процессе ассимиляции. Однако наступает момент, когда нарушается и эта последняя связь между черешком листа и материнским растением. Образование пробкового слоя в листовых черешках говорит нам о том, что листопаду предшествует в растении длительная подготовка. ОТЧЕГО ЛИСТЬЯ ЖЕЛТЕЮТ? Зеленый цвет придает растениям большое количество мельчайших хлорофилловых зерен, расположенных в клетках листьев и стеблей. В хлорофилловом зерне из неорганических соединений создаются органические вещества — углеводы. Хлорофилловое зерно не остается неизменным в растении: оно недолговечно. Поглощая солнечную энергию, необходимую для ассимиляции, хлорофилл разрушается и вновь создается в растении, причем образование его также может происходить только на свету. Кроме хлорофилла, в листьях постоянно присутствуют и другие пигменты —
ксантофилл и каротин. Первый из них чисто желтого цвета, второй имеет оранжевый оттенок. Летом желтые пигменты замаскированы интенсивной зеленой окраской хлорофилла. Осенью, по мере затухания деятельности листа, в нем замедляется и, в конце концов, совсем прекращается образование хлорофилла; разрушение же хлорофилла под влиянием солнечного света продолжается. В результате лист теряет свою зеленую окраску, и обнаруживаются незаметные до этого времени желтые пигменты. Желтую окраску листьев осенью обусловливают не только ксантофилл и каротин: в настоящее время найдены еще и другие желтые пигменты, которые отсутствуют в живых тканях листа и появляются лишь при их отмирании в момент листопада. Так как хлорофилл разрушается быстрее на ярком свету в солнечную погоду, то в пасмурную, дождливую погоду листья дольше сохраняют свою зеленую окраску. ОТЧЕГО ЛИСТЬЯ КРАСНЕЮТ? Осенью раскраска листьев особенно привлекательна своими багряными тонами. Однако эти тона встречаются не у всех деревьев. В багрянец убираются кроны кленов и осин; нарядную розоватую окраску принимает листва бересклета; темно-пурпуровыми становятся гирлянды дикого винограда. А липы, дубы и березы лишены красных оттенков; они отливают лишь различными желтыми и золотистыми тонами. Чем же обусловлен красный цвет осенних листьев? Особым красящим веществом — антоцианом, которое чрезвычайно широко распространено в растениях. В отличие от хлорофилла и желтых пигментов, антоци- ан не связан внутри клетки с определенными ее органами — он растворен в клеточном соке, иногда находится в нем в виде мелких кристаллов. Антоциан очень легко извлечь из любых красных или синих частей растения. Если прокипятить некоторое количество свеклы или красной капусты, то антоциан окрашивает воду в лиловый или грязно-красный цвет. А если прибавить к этому раствору несколько капель какой-нибудь кислоты, например уксусной, то он сейчас же примет интенсивно-красную окраску. Какое же значение имеет антоциан в отмирающих листьях? Появление его в тканях растений находится в определенной зависимости от внешних условий. При понижении температуры количество анто- циана в клеточном соке увеличивается так же, как и при ярком свете. Вместе с тем образование антоциана стимулирует также задержка в листве питательных веществ, создаваемых растением в результате ассимиляции. Особенно это хорошо заметно при различных повреждениях растений. Над местом пореза скапливаются углеводы, а вслед за тем соответствующая часть растения принимает интенсивную антоциано- вую окраску. Можно думать, что и в осенних листьях образование отделительного слоя тормозит отток углеводов и способствует образованию антоциана. Таким образом, багряные оттенки, в которые окрашиваются деревья во время листопада, — не какое-либо особое приспособление, а лишь свидетельство затухания жизнедеятельности в связи с подготовкой растений к зимнему покою. ЧТО СОДЕРЖИТСЯ В ОПАВШИХ ЛИСТЬЯХ? Анализы опавших листьев показали, что в них содержится значительное количество углеводов и золы, причем содержание золы резко повышается с возрастом листьев. Например, в конце мая листья бука содержат по отношению к сухому весу 4,6% золы, в конце июля — 7,4 %, а в конце октября—10,8%. Опавшие листья значительно богаче и углеводами. Значит, сбрасывая листву, растение ежегодно лишается известного количества питательных веществ, которые не успевают полностью перейти в стебель. Однако подобная расточительность не приносит растению особого вреда. Углеводы достаются растению сравнительно легко: они строятся из неисчерпаемых запасов углекислоты в атмосфере. Гораздо важнее для растения азот, который оно усваивает только из почвы в виде растворенных солей. И азота нередко растению не хватает. Поэтому перед листопадом азотистые вещества в значительных количествах передвигаются из листьев в ствол, где и перезимовывают или потребляются растением в течение зимы. Вместе с ними из листьев «эвакуируются» и другие ценные для растения минеральные соли (правда, значительная часть их все же остается в листьях, поэтому опавшие листья — очень ценное удобрение).
Комментируют научные сотрудники Главного ботанического сада АН СССР Л. В. Азарова нарисовала яркую картину осеннего опадения листвы и описала происходящие при этом анатомо-физио- логические изменения. Однако с точки зрения биохимика зти явления еще не объясняют причин опадения листьев: они не вызывают опадения, а только сопутствуют этому столь обычному, но, тем не менее, далеко еще недостаточно изученному процессу. Дать исчерпывающий ответ на вопрос о причинах опадения листвы современная биохимия еще не может; однако некоторые интересные данные в этой области уже получены. В последние 30—40 лет ученые связывают опадение с наличием в растениях веществ гормональной природы — так называемых регуляторов роста (стимуляторов и тормозителей). Из них самое распространенное и наиболее изученное — £ -ин- долилуксусная кислота (ИУК). ■А vv СНоСООН н ИУК относится к группе ауксинов — веществ, стимулирующих рост растений. Вместе с тем она же регулирует процессы опадения листьев, что подтверждается многочисленными опытами. Если отрезать пластинку листа (а она, как правило, содержит ИУК), не нарушая при этом связи черешка с побегом, то черешок довольно быстро отвалится. Однако если на поверхность среза такого черешка нанести раствор ИУК, опадение произойдет значительно позже. По-видимому, в нормальных условиях именно содержащаяся в пластинке листа ИУК задерживает опадение. Оно начинается только тогда, когда содержание ИУК в листьях и окружающих их органах падает. Многочисленные эксперименты показывают, что опадение листьев замедляют и разнообразные стимуляторы роста, синтезированные химиками: а-нафтилуксусная, 2,4-ди- хлорфеноксиуксусная кислоты и др. Есть и другие гормоны, влияющие на опадение, но в диаметрально противоположную сторону — это открытые всего 10 лет назад абсцизины (термин «абсцизин» происходит от английского слова abscission — опадение). Абсцизинов в растительных тканях чрезвычайно мало, но зто не только не снижает их мощного физиологического действия, а наоборот, очень важно для его проявления, что вообше характерно для веществ гормональной природы. Нанесение на черешок листа, лишенного листовой пластинки, 10 микрограммов абсцизина уже вызывает его быстрое опадение. Осеннему листопаду предшествует старение листа. Убедительные опыты показали, что причина старения — снижение содержания в листьях ИУК, причем параллельно этому возрастает концентрация абсцизина. Другие связанные со старением изменения — в содержании углеводов, минеральных веществ, пигментов, аминокислот — имеют уже вторичный характер и возникают на базе изменений в области гормонального обмена. Итак, в настоящее время уже не подлежит сомнению, что физиологическая сущность опадения листвы, правда, до конца еще не расшифрованная, сводится к гормональным взаимоотношениям. Гормональную природу имеют и все другие процессы, связанные с ростом и развитием растительного организма — цветение, плодообра- зование, образование вегетативных органов. Кандидат биологических наук Л. В. РУНКОВА, И. В. ПЛОТНИКОВА
ФАНТАСТИКА ряров ВТОРАЯ СТАДИЯ Строители уехали, и жильцы нового дома остались один на один со своими заботами. Конечно, выбрать люстру или вколотить гвоздик под дедушкин портрет — дело глубоко личное. Но существовала задача, решить которую можно было только сплоченными усилиями. Последний дом на последней улице города, громадный, белый, похожий на океанский корабль, — он принимал на себя все суховеи и песчаные бури, несшиеся с отвратительного пустыря, который простирался так далеко, что даже с десятого этажа края его не было видно. Кроме того, вблизи от дома пустырь был весь испещрен холмиками, оставшимися от строителей. Даже самые лучшие археологи мира не нашли бы при раскопках этих куч ничего, кроме битых кирпичей, ржавой проволоки, в лучшем случае — подошвы. Но все это могло вызвать восторг не раньше чем через пять тысяч лет. А пока эстетическое чувство жильцов подвергалось беспрерывному оскорблению. Только лес, который закрыл бы путь ветрам, который радовал бы глаз своей первозданной, непреходящей — несмотря на все веяния абстрактного искусства — красотой, мог довести чувство душевной гармонии новоселов до ста и более процентов. Мысль о посадке леса носилась в воздухе, ее обсуждали во всех шести подъездах и на тротуаре перед домом всю зиму и всю весну. Даже собрание одно прошло, но протокол не вели, и решения никто не помнил. Наступило лето. И тогда немолодая учительница истории Лидия Петровна — общественница и хлопотунья — вспомнила, что на четвертом этаже живет научный работник Хромосомов. Как будто бы он Печатается в сокращенном виде. даже профессор и работает в каком-то ботаническом питомнике. Раз уж поздно сажать тополь, клен или акацию, — то, вполне вероятно, он знает, что все же можно посадить. Лидия Петровна немедля поднялась со своего первого этажа на четвертый. Разговор длился недолго, а на другой день к дверям всех подъездов были приклеены объявления: «Завтра посадка леса. Просьба к 10 часам утра выйти с лопатами». Легковая машина проехала по тротуару несколько метров. — Прибыли, — сказал Хромосомов шоферу. Оба вылезли. Шофер открыл багажник, достал мешок. На тротуар посыпались тоненькие нежные прутики. — Спасибо, — сказал Хромосомов, — вы свободны. Шофер уехал, а Хромосомов присел и стал перебирать прутики. Собравшиеся глядели на них с недоумением. Они ожидали по крайней мере двух грузовиков с большими деревьями, растопыренные корни которых покрыты землей и обернуты тряпками. Их надо бережно снимать с машины, копать ямы — в общем, дело известное. А это... Даже маленькие дети, вышедшие со своими лопаточками помогать взрослым, искренне удивлялись. Хромосомов распрямился и обычной ученической линейкой, которой мерил прутья, громко похлопал себя по ладони. Все примолкли. — Это растение, — Хромосомов линейкой показал на прутики, — появилось несколько лет назад в джунглях Южной Америки. Помните гигантскую вспышку на Солнце? — Было такое дело, — подтвердил громко человек лет сорока пяти, стоявший возле профессора. Сероглазый, с прямыми волосами и крепкой — орехи разгрызать —
нижней челюстью, он единственный из всех не держал лопаты в руках. — Поток частиц колоссальной энергии пробился через атмосферу, и либо он в одном месте оказался почему-то интенсивнее, чем в других, либо несколько растений оказались наиболее подготовленными к мутации, — но только вдруг появились деревья с совершенно поразительными свойствами. Вы вступаете под такое дерево в полном душевном смятении: день был трудный, вы взволнованы, озабочены, раздражены. Проходит несколько минут, — и в ваших расстроенных мыслях наступает порядок, вы чувствуете спокойствие, умиротворенность, всеобщее благорасположение. Зачем такая особенность, в чем ее механизм — пока не ясно. «Внушающими радость» назвали эти деревья. Нам прислали несколько образцов, с которыми мы работаем. А это — остатки. Они растут быстро, время посадки пока еще подходящее, умеренный климат для них годится — через месяц роща будет шуметь. Но требуются очень глубокие ямы. Чем глубже, тем выше и мощней дерево. И под нажимом его каблука лопата вонзилась в землю. Работа началась в десять часов утра, а к двенадцати люди, для которых копанье ям было таким же непривычным занятием, как добывание огня трением, выдохлись. Лидия Петровна пошла по квартирам за подкреплением. Когда обход был закончен, она обвела взглядом пустырь и возле маленького деревянного гаража увидела автомобиль и вызывающе торчащие из-под него ноги. Лидия Петровна немедленно подошла к машине. Под ней лежал тот, кто столь авторитетно подтвердил высказывание Хромосомова о солнечной вспышке. Кажется, из 86-й квартиры, кажется, инженер; фамилия, кажется, Махоркин. — Вы здесь? — сказала она приветливо.— Почему же вы ушли? Он ничего не ответил; слышно было только, как постукивает, срываясь, гаечный ключ. — Ну что же вы? Все так устали. — Большой научный эксперимент провожу, — сдерживая от натуги дыхание, сказал инженер Махоркин. — Воскресенье же... — Познание истины перерывов не терпит. — Но ведь Хромосомов копает. А он как будто даже профессор... — Он может быть даже академиком,— голос из-под машины звучал сурово,— это ничего не меняет и не доказывает. Он проводит свой эксперимент — вот нашел себе сотню добровольных помощников. У меня же своя научная тропа, и в лаборантах я ни у кого ходить не буду. Инженер Махоркин вылез из-под машины. Лидия Петровна молча глядела на него, не зная, что сказать, потом взяла лопату, прутик и вернулась к гаражу. Вот здесь она посадит «внушающее радость». Пусть мысли будут только хорошие, и тогда научные открытия потекут сами собой. Все, что говорил Хромосомов, подтвердилось очень быстро. Брошенные на трехметровую глубину — дальше копать сил не хватило — саженцы в две недели прошли весь слой земли и показались на поверхности. С каждым днем все больше и больше становились их размеры. Вскоре «внушающие радость» догнали в росте несколько молодых топольков, чудом сохранившихся после беспощадного вспарывания земли строительными машинами. К середине лета перед домом появилась роща. Никогда и нигде не чувствовал себя человек таким безмятежно счастливым и умудренно-проницательным, как под сенью «внушающих радость». Никогда не бывало у каждого более беспристрастного судьи, чем он сам в тот момент, когда садился под деревом на траву. Будущее не представлялось в этот момент цепочкой из триумфов; никаких новых иллюзий не возникало и даже исчезали старые, но в них и нужды не было. Обычные, блаженно расползающиеся мысли вечерней прогулки сменялись вдруг анализом собственной жизни с осознанием истинной ее цели. Не только из одного — из всех домов улицы стали ходить по вечерам в молодую рощу. И по вечерам там становилось иногда даже тесно. Однажды вечером инженер Махоркин загнал машину в гараж. Солнце просвечивало сквозь щели в досках — но некоторые щели были темны. Их загораживало дерево, выросшее в стороне от остальных — след нежной заботы Лидии Петровны. Инженер Махоркин долго возился, запирая сначала все дверцы автомобиля, потом багажника, потом дверь гаража. Упругой походкой, глядя прямо перед собой, он шел к дому. Лидия Петровна шла навстречу. — Здравствуйте, — почтительно сказа-
ла она.—Отчего вы не погуляете в рощице? Быть может, стесняетесь, что вам не удалось покопать? Но ведь все понимают вашу занятость... — Инженер Махоркин никогда и ничего не стесняется, — твердо и громко произнес инженер Махоркин. — Все, что он требует, он требует справедливо, а в справедливом деле стесняться нечего. А если он чего-то не требует, то не потому, что стесняется, а потому, что осознает твердо: пока не заслужил... — Простите, пожалуйста, — сказала несколько ошеломленная этими аргументами Лидия Петровна,—я просто хотела, чтобы вы погуляли по нашей рощице. Это внушает такие добрые чувства! — А я не хочу их, — отчеканил инженер Махоркин. — Я научный работник; мне озлобление нужно, чтоб идею преследовать, трясти ее беспощадно, не жалеть никого. А вы со своей рощицей так называемой что наделали! Типы всякие шатаются и под окнами и возле гаража, где машина стоит экспериментальная с такими деталями, о которых я даже говорить не имею права. Хоть бы гуляли те, кто сажал, — я их в лицо знаю. А то вся улица ходит, и со всех концов города ходят, и скоро из других городов начнуть валить! И он продолжил свой путь к дому. Очень скоро в рощицу начали водить на прогулку детей из ближайшего детского сада. «Насколько больше станет на свете хороших людей! — мечтала заведующая садом.—Чудесное дерево помогает взрослому избавиться от зла, а детям поможет стать ко злу невосприимчивыми». Так оно и вышло. Маленькие люди менялись молниеносно. Если на территории детского сада ребята дрались, то здесь они становились образцом благонравия, сохраняя, впрочем, всю свою живость. Вновь приобретаемые свойства не исчезали, когда дети уходили из рощи. — Этих детей уже ничто не испортит, — говорила с гордостью заведующая. И проекты один грандиознее другого рождались в ее голове. Но реализация их натолкнулась на трудности... Инженер Махоркин частенько встречался у подъезда с Хромосомовым. — Вы, конечно, размышляете, — говорил инженер Махоркин. — Я тоже, на ходу. Нам, научным работникам, некогда терять дорогие секунды. Гипотезы не знают нормированного рабочего дня. — Какой областью науки занимаетесь? — интересовался уважительно Хро- мосомов. — Проблемами малой энергетики, — важно отвечал Махоркин. — Но вот, представьте себе, что бесконечное мелькание перед окнами, — самый лютый враг гипотез. Людей бескрылых это, возможно, не трогало бы, но я не могу. А вы... — Я что ж, я ничего... — как бы оправдывался Хромосомов. Но инженер Махоркин не боялся говорить с Хромосомовым на равных. — Для науки Бее одинаковы, — говорил он, -— и лаборант не хуже академика. Волею обстоятельств я вынужден был сделать своей экспериментальной базой районный автомобильный клуб. Но, сами понимаете, частные и мелкие страстишки автолюбителей ничего общего не имеют с теми задачами всемирного масштаба, которые я хотел решить. Увы, нужны деньги... — Но ведь и вы тоже, кажется, владеете машиной, — робко вставлял Хромосомов. — Экспериментальная, — рубил инженер Махоркин. — Больше разглашать не имею права. Денег меня лишили, работу пришлось прервать. Сейчас я обдумываю новую гипотезу — и некоторую проверку уже осуществляю. Но страшная помеха — эта роща... Глядеть не могу на людей, которые ни о чем не думают. Мысль моя устремляется в заоблачный полет — и вдруг фигура обывателя. Вся душевная устремленность, конечно, вдребезги... Давайте рощу под корень, а? Чтоб не шлялись... — Но ведь она людям нужна... — содрогался Хромосомов. Особенно остро воспринял инженер Махоркин появление в роще детей. «Внушающие радость» избавляли их от злости, которая, зарождаясь в мелких стычках, развиваясь постепенно во взрослом человеке, становится матерью всех пороков, — но озорство детей осталось неизменным. Они бегали, прыгали, гонялись друг за другом. И, конечно, сарай, где стоял экспериментальный автомобиль, подвергался их бешеному натиску. Однажды инженер Махоркин не выдержал. Четким строевым шагом он пересек пространство между домом и рощей. — Я, как друг детей, — сказал инженер Махоркин заведующей детским садом, — настаиваю категорически, чтоб они поки-
нули эту рощу и не приходили больше сюда до тех пор, пока вопрос о возможности искусственной обработки их нервных центров, а также ретикуло-диэнцефаличе- ской и ринэнцефалической систем и эмоций не будет решен положительно Академией педагогических наук и по соответствующим каналам не будет спущен документ, официально разрешающий посещение этого питомника — кстати сказать, экспериментального, — детьми в возрасте до семи лет... Иначе вашему непосредственному начальству будет доложено о фактах вопиющего нарушения. Детей не надо было собирать; испуганные, они обступили свою воспитательницу. Их увели. Неизмеримо сложнее было решить другую задачу — не дать возможности бесцельно шатающимся обывателям, под видом которых могли появиться и враги, приближаться к сараю с экспериментальной машиной, быть может, изгнать их всех из рощи, а если понадобится, и рощу срубить. Но энергичный человек перед препятствиями не останавливается. Инженер Махоркин разработал несколько вариантов плана изгнания. Как-то вечером, сидя за столом, инженер Махоркин работал над своим изобретением — набрасывал схему приемника солнечных лучей, преобразователя этих лучей в кинетическую энергию и трансмиссии от преобразователя к ведущим колесам автомобиля, шпинделю станка или вообще рабочим органам любой другой машины. Был вечер, солнечные лучи диагонально разрезали комнату, и мысли инженера Махоркина, скользя по этой диагонали, достигали самого Солнца. Неожиданно он услышал с улицы скрип отдираемых досок. Инженер Махоркин встал и подошел к окну. Мальчишка лет семи, вцепившись в плохо державшуюся доску обшивки гаража, старался отломать ее. Быть может, ему была нужна сабля, а может, он просто хотел посмотреть машину, лакированные бока которой видны были сквозь щели. У инженера Махоркина хватило благоразумия не выскочить в окно, но он оказался внизу так быстро, как будто в самом деле спрыгнул с третьего этажа. Мальчишка отскочил от гаража. Инженер Махоркин крепко дал ему по затылку, а потом сильно толкнул. Мальчишка, плача, помчался в неизвестном направлении. Инженер Махоркин отряхнул руки и пошел домой. Навстречу ему из подъезда выступил Хромосомов. Он сорвал с глаз очки и храбро размахивал ими. — Что вы сделали с ребенком? — спросил он решительно. — Я этих сорванцов, которые лезут куда не надо, учил и буду учить, — с еще большим напором ответил инженер Махоркин. — А родителей надо привлекать к административной ответственности... — Посмотрите, — грозно сказал Хромосомов. С дерева, под которым инженер Махоркин только что лупил мальчишку, слетали листья, а остающиеся желтели на глазах. Ствол дерева темнел, и вздрагивали ветви... — Оно вянет! — вскричал Хромосомов. — Сгорает, как перегруженный мотор. Оно преодолевает своим излучением злые чувства в человеке. А в вас их столько, что оно не смогло их преодолеть... — Запишите это в свой журнал экспериментов, — сказал холодно инженер Махоркин. -— Вы ведь их для того здесь и посадили, чтоб опыты над людьми устраивать. — Какой вы нехороший человек, — сказал тихо Хромосомов, надел очки, повернулся и пошел прочь. Инженер Махоркин двинулся вперед твердым шагом. Лидия Петровна остановилась перед ним. — Нет, вы нехороший человек, — сказала она, покраснев. Инженер Махоркин не обратил на этот выпад ни малейшего внимания. Он взошел на крыльцо, повернулся ко всем и заявил: — Завянет это дерево или не завянет — его дело. Но предупреждаю, что расти возле лаборатории, где находится объект ценнейшего научного значения, к тому же секретный, оно не будет. Прошло несколько дней. Запас жизненных сил в дереве был, очевидно, огромен. Желтые листья не облетели, а позеленели вновь, ствол из серого опять превратился в белый. Гуляющие появлялись под ним, как и раньше, и многие даже, проходя, трогали рукой стенку гаража. Инженер Махоркин не реагировал. Общественность пришла к выводу, что намерение свое он осуществлять не станет. Прогноз погоды обещал грозу. К вечеру тяжелые, как дорожные катки, постукивая, вздрагивая, стали наползать тучи. Они ползли, закрывая просвет, и вот уже столкнулись тяжелыми боками. Высеченная от столкновения искра разнесла вдребезги
полнеба и полземли. Подул сильный ветер, листья заспорили друг с другом. В доме захлопнулись окна. Сперва слышно было, как стучат отдельные капли по отдельным листьям, а потом небо опрокинулось, шум водопада заглушил все. .Крики раздались перед рассветом. Лидия Петровна проснулась раньше всех, накинула поверх халата плащ и побежала на улицу, готовая решимостью своей отпугнуть злодеев. Воздух был влажен. Погасшие фонари дремали на вершинах столбов, светились пустые подъезды. Крики неслись от гаража инженера Махоркина. Под «внушающим радость», тем, что Лидия Петровна посадила возле его стенки, виден был силуэт человека. Инженер Ма- хоркин стоял во весь рост, плотно обхватив ствол правой рукой. — Что с вами? — спросила в изумлении учительница. — Это вы кричали? Вам плохо? Отпустите дерево, обопритесь на меня — я помогу вам дойти до дома. — Соображать надо, — инженер Махор- кин дернулся. — Если бы я мог отпустить дерево, я бы и сам ушел. О, как больно, — закричал он вдруг, содрагаясь, — будто током ударило... Учительница направила луч фонарика на его руку. Она как будто слилась с деревом — ствол переходил в нее плавно, как в ветку. — Вы... не можете оторваться? — спросила она, остолбенев. — А как по-вашему, почему бы я стал кричать? — огрызнулся инженер Махоркин. В растерянности учительница побежала будить Хромосомова. Едва он увидел, что случилось с инженером Махоркиным, сонливость его как рукой сняло. Он внимательно осмотрел ствол, ища какую-нибудь необычайную смолу, вдруг прихватившую инженера Махоркина. Ствол был где гладок, где шершав, но совсем не липок. Открылся новый природный феномен, и Хромосомов, сочувствуя инженеру Махор- кину, в глубине души радовался такому интересному факту. Ему было ясно, что необходимо все оставить как есть и всесторонне исследовать и дерево, и инженера Махоркина. Очень робко, отчасти намеками, напирая на то, что для настоящего научного работника не имеет значения обстановка, в которую он попадает, а важна лишь возможность неустанного поиска истины, Хромосомов предложил этот вариант. — Если бы со мной произошел этот случай... — добавил он. — Вот и прилипайте сами. А меня отпустите. Не то я такое устрою! — с необычной для него грубостью перебил инженер Махоркин. — Все за решеткой очутитесь! Злостное хулиганство! Травля творца передового!.. Тут какие-то волны пошли по его телу, и он начал корчиться от боли. Пристыженный профессор побежал за топором. Учительница посветила фонариком, Хромосомов размахнулся и ударил топором под самый корень дерева. И сейчас же раздался такой крик, будто удар пришелся инже- ц неру Махоркину по ноге. Рубить было " нельзя. — Зачем вы сюда пришли ночью? Зачем схватились за дерево? — спросил Хромосомов. — Показалось в темноте — кто-то к машине лезет. Выскочил — пусто. Ну я со злости, что под дождем бежать пришлось, схватил дерево и давай трясти. Вырвать хотел. Как оно появилось, так все мне мерещиться стало, что машине опасность угрожает. А она экспериме... О, боже, за что такое наказание!.. Его опять затрясло. Успокоившись, он сказал: — Привезите врача! Я вам дам ключ от машины. — Но она же экспериментальная... — Это только я один знаю, где там экспериментальные детали. А вы обращайтесь, как с самым обычным автомобилем. Врач походил кругом, сказал: «Случай беспрецедентный, возможно, потребуется хирургическое вмешательство». И отбыл. Хромосомов уехал организовывать — по просьбе инженера Махоркина — охрану объекта от посторонних взглядов. Рано утром к дому подкатила полуторка, груженная свеженькими досками. Два плотника принялись сооружать вокруг инженера Махоркина забор. Их направил отдел капитального строительства питомника, поднятый на ноги Хромосомовым. К середине дня прибыл милиционер и занял свое место у вновь воздвигнутого забора. А вечером весь дом знал, что там, под строжайшей охраной, засекреченный инженер Махоркин проводит очень важный, смертельно опасный эксперимент. Так он, превозмогая болевые импульсы, шедшие в тот момент через его тело, просил объяснять Лидию Петровну.
Прошел месяц. Жильцы дома привыкли к забору, но близко не подходят — боятся. Каждый вечер в калитку входит профессор Хромосомов. Под деревом, облокотив приросшую руку на построенный теми же плотниками стол, сидит инженер Махор- кин. Перед ним лежит журнал — толстая книга с синими линоваными страницами. Левой рукой инженер Махоркин записывает в него свои наблюдения. Хромосомов берет журнал, приближает его к глазам и начинает читать. «... 18 июля. Пролетела стая птиц. Листья начали вздрагивать и дрожали до тех пор, пока стая не улетела. Быть может, на птиц подействовало излучение. Но я не смог установить, является ли оно направленным...» — Хорошо, но недостаточно, — вздыхает Хромосомов, кладет журнал на стол. — Это наблюдение мог бы провести любой человек, не связанный непосредственно с объектом. Я, например. А вы — вы должны использовать все особенности своего положения. Прислушивайтесь к своему внутреннему миру, фиксируйте свои ощущения. Может быть, анализ крови сделать, желудочного сока? Инженер Махоркин молчит, улыбается, и улыбка у него какая-то странная, нездешняя, как у слепого, погруженного в свои мысли. И Хромосомов тут же корит себя за нечуткость. — Вы не волнуйтесь, — бормочет он, — пятидесяти ботаническим институтам мира разосланы запросы. Не может быть, чтобы не нашлось выхода. Не беспокойтесь, мы скоро освободим вас. Лидия Петровна за вами ухаживает? — Следит, кормит, — говорит инженер Махоркин. — Рубашку специальную сшила, чтоб надевать, не просовывая руку в рукав... — Мы, конечно, о вас позаботимся, не волнуйтесь. До завтра... — и Хромосомов отходит, пятясь. Но инженер Махоркин с каждым днем все больше и больше осознавал, почему он попал в эту странную ситуацию. Знал он также, что разошли Хромосомов письма не в пятьдесят, а в пятьсот институтов мира, ему, Махоркину, это не поможет. До осени, до листопада, до холодных дождей он будет сидеть здесь, а потом вдруг встанет, потянется, вздохнет сладко и глубоко, воздев к небу обе руки, и выйдет за калитку, испугав милиционера. Вся жизненная сила дерева уйдет тогда глубоко в сердцевину ствола, быть может, в корни. Знает Махоркин то, что неизвестно никому во всех пятидесяти институтах мира, — если там нет второго такого, как он... Каждое живое существо на Земле должно бороться с врагами. Деревья возникли задолго до человека. Они жили, не боясь никого — что им самые острые клыки или самый могучий хобот? — и умирали естественной смертью. Но как спастись от дисковой пилы? Где-то в глубинах клеток зарождались новые свойства, лучевой поток закрепил их, вызвал давно уже подготовленный мутационный скачок. Каждому, кто входит в лес, должны быть внушены добрые чувства! Пусть человек ощутит в себе сострадание ко всему сущему, осознает себя частью всего живого, проникнется душевной гармонией... — Ну и пусть себе лесорубы сострадают! — едва ли не крик вырывался у инженера Махоркина в то первое время, когда он только-только начинал смутно еще осознавать, что произошло. — Но я, дипломированный инженер, — какие у деревьев могут быть ко мне претензии? Шли дни; медленно, как бы с течением древесных соков, бесспорно проходящих через инженера Махоркина, являлись новые ощущения, которые он переводил в мысли. «Не затаишься, теперь ты весь открыт. Ты ходил озлобленный — и еще более озлоблялся от того, что это надо было скрывать. Поток излучений не смог преобразовать твою злобу в доброту. Дерево едва не погибло. Кто ты — инженер или клоун — неважно. Ты вошел в рощу с недобрыми чувствами и с ними же вышел. На том кончилась первая стадия...» Снова идут дни, снова каким-то непонятным, редкостным воспринимает мир инженер Махоркин и чувства свои переводит в человечьи мысли... «А когда не помогает первая стадия, начинается вторая. Враг должен слиться с деревом в живущий одной жизнью организм. Пусть мокнет под тем же дождем, дышит тем же ветром, укрывается тем же небом. Бьют по дереву — больно обоим; лживая или злая мысль врага вызывает, как сигнал крайней опасности, боль у дерева, — и у врага тоже». «Но за что я так отмечен? — думает иногда инженер Махоркин, когда пролета-
ет большая стая птиц, дерево настораживается, и связь с ним слабеет. — Я обычный гражданин, ничего особенного не сделал. Рвался, правда, расталкивал других, кричал о несуществующих изобретениях. Но ведь за это не сажают. Суд не осудит, моралист не придирется особо — много таких. А я сижу...» Пролетают птицы, уходят спать дети, добродушные взрослые кончают свои прогулки. Дерево спокойно. Спит и инженер Махоркин. Но снов он не видит. Дерево бодрствует, и вместо снов приходят к человеку его ощущения. Это вторая стадия. Осенью, когда опадут листья, жизнедеятельность дерева ослабеет, энергетических ресурсов будет хватать только на свой организм. Тогда человек окажется непосильной нагрузкой и сможет уйти. Если до той поры не настанет третья стадия. Если при какой-то очень его недоброй мысли болевой импульс не станет настолько сильным, что вся нервная система человека окажется подавленной, и он превратится в дерево... Но нет, он не допустит третьей стадии. Человек может перестроить все, даже самое трудное — себя; может преобразиться. С прошлой жизнью покончено. Но он не скажет Хромосомову о том, что узнал. И не только потому, что он пока во власти дерева. Не в страхе главное. Всю жизнь инженер Махоркин мечтал сделать научное открытие, а если не получится, то все что угодно за него выдать. Но вот открытие сделано — большое, настоящее — а сообщить о нем инженер Махоркин не торопится и не мечтает о месте в президиуме. Он думает о том, что рано, пожалуй, разглашать военные тайны природы. А то найдутся такие, которые придумают что-нибудь вроде противогаза от излучения, внушающего доброту. Пусть лучше эти деревья сажают везде, где живут люди, пусть ученые исследуют их обычными методами. Ни черта они не откроют... Инженер Махоркин сидит за своим деревянным высоким забором из постепенно темнеющих досок и левой рукой записывает в журнал сообщения о всяких малозначительных событиях. Дерево как будто бы доверяет ему — во всяком случае, он не чувствует уже постоянных то слабых, то сильных уколов. Изредка только старый инженер Махоркин шевелится в новом, поднимает голову, хохочет. Он злорадствует, довольный, что инженер Махоркин опять оказался умнее всех. Сидит себе спокойно, сможет поставить свою подпись под сообщением о крупнейшем научном эксперименте, да еще и по бюллетеню получит. Но дольше трех минут эта радость не длится. Дерево настороже — синусоида боли проходит через тело инженера Махоркина. Он вздрагивает и немедленно переключается на мысли о гастролях Бостонского филармонического оркестра. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НЕФТЬ В МЕШКЕ В большом котловане, облицованном листами каучука, плавает резиновый мешок. Он почти такого же объема, что и котлован, но их разделяет слой воды. Мешок до отказа наполнен нефтью. Такое нефтехранилище, по мнению английских инженеров, имеет ряд несомненных достоинств: соорудить его можно легко и быстро, возможность пожара значительно уменьшается соседством воды, а на водяной поверхности сразу становятся заметными масляные пятна, если вдруг начинается утечка горючего. ДВИГАТЕЛЬ-«МЫШЦА»! В Миланском технологическом институте создана модель аппара- та-«мышцы», превращающего теплоту в механическую работу. Принцип действия: ориентированные волокна транс-1,4-полибута- диена сокращаются при нагревании. Главная деталь аппарата — металлический диск, который может поворачиваться на оси, проходящей через его центр. На каждой стороне диска помещены на одинаковом расстоянии один от другого четыре грузика. Они удерживаются радиально расположенными пружинами и ориентированными волокнами транс-1,4- полибутадиена. Когда тепло от лампы попадает на верхнюю часть вертикально установленного диска, волокна в нагретой зоне сокращаются и тянут грузики вверх. В результате центр тяжести диска смещается и диск поворачивается. При движении сократившиеся волокна охлаждаются и снова удлиняются. Их грузики возвращаются в первоначальное положение. К сожалению, транс-1,4-поли- бутадиен склонен к старению, и высокие нагрузки вызывают в нем необратимую текучесть.
54
А ПОЧЕМУ БЫ И НЕТ! ПУТЬ К БЕССМЕРТИЮ? В конце II тысячелетия до нашей эры шумерииские писцы составили документ, похожий на наши хронологические таблицы. Он начинается именами восьми царей, которые якобы правили «до потопа». Больше всего поражает в этом списке то, что всего восемь царей правили в общей сложности более двухсот тысяч лет! Вот он, этот список *: i . Цари первой династии «после потопа» правили в среднем по тысяче лет, далее — по двести лет. И хотя в следующей династии Ура мы уже не встречаем таких фантастических записей, далее снова идут династии с невероятно долго живущими царями. Даже если предположить, что годы правления многих династий частично совпадали, все равно хронология царей не может не вызвать удивления. Но что, собственно говоря, ограничивает человеческую жизнь привычными семьюдесятью годами? На этот вопрос наука еще * Этот список приведен в книге Л. Вулли «Ур халдеев» (Изд. восточной литературы, М., 1961, стр. 251). — И. Ф, не дала ответа. Тем более мы не только имеем право, но и обязаны искать разгадку тайны древних рукописей — как бы фантастически она не выглядела. Сейчас человек питается в основном растительной пищей, причем основную часть его рациона составляют однолетние растения. Эти растения содержат значительные количества радиоактивных изотопов. Вот, например, таблица, показывающая содержание К2О (он содержит радиоактивный изотоп калия — К40) в золе различных растений: i Р<^\ ^т^гнп^ [ 1 кдодшздник и гредилм | Ель №** 1 -+^иъи*л !Р ¥Р ft ff fp «До потопа» человек тоже питался растительной пищей, но в то время в растениях было мало радиоактивных веществ; об этом можно судить по количеству КгО в каменном угле, равном всего 0,2 процента. Есть основания считать, что между воспринятой дозой радиации и продолжительностью жизни того или иного организма существует обратно пропорциональная зависимость. Так как содержание КгО в стеблях гречихи и подсолнечника не превышает 35 процентов, а в каменном угле — 0,2 процента, то, приняв среднюю продолжительность жизни современного человека за 70 лет и обозначив продолжительность Щленя цср<^ h-W->H-/\y-(HW 1 .= -П<\ . 7 Аум/^/ - „ - ГМсТИрЬ wa j C\pa^ct рт ftFPFF Pf>o v» A» KTQAhHV, vr ff rr/rrr ff w Pfffff] С Апл<^ p 7*<fOO ¥Я tVoC v\WSr
жизни людей «до потопа» как X, можем составить пропорцию: 35 _ X 0,2 70 ' откуда X = 12 200 лет. Если же для сравнения взять современных долгожителей, то для них X = 29 000 лет! Разве не поразительное совпадение порядка цифр? Трудно сказать, что произошло в древности, в результате какой катастрофы радиоактивность резко возросла. Для нас более важно ответить на вопрос: можем ли мы избавиться от избыточной радиации? От радиации, приходящей к нам из Космоса, можно будет, по-видимому, защититься, создав с помощью ракет пояс из распыленного бора; этот пояс захватывал бы нейтроны и не давал образовываться новым количествам радиоактивных изотопов. Расчеты показывают, что для создания такого пояса надо забросить в Космос около 10ш тонн бора. Труднее очистить от радиоактивности поверхность нашей планеты. Для этого придется выращивать растения на среде, не содержащей радиоактивных изотопов. В свою очередь, это потребует создания эффективных установок для разделения изотопов. Даже жилье придется строить из нерадиоактивных материалов. Все это не просто. Но разве не стоит игра свеч? Ведь эти затраты, — по сути дела, цена бессмертия... И. С. ФИЛИМОНЕНКО Рисунки Г. ПЕРКЕЛЯ От редакции. Заметка И. С. Филимоненко опубликована в разделе «А почему бы и нет?», который был начат в свое время (см. «Химия и жизнь», 1967, № 4) шуточным псевдонаучным рассказом об алхимиках. Раскрывая мистификацию («Химия и жизнь», 1967, № 5), мы пообещали, что в дальнейшем в этом разделе можно будет прочитать и более серьезные статьи. Заметка И. С. Филимоненко — как раз такого рода. С одной стороны, аргументация ее выводов внешне логически безупречна; с другой стороны, прочитав эту заметку, хочется воскликнуть: «Этого не может быть!» Но почему — «не может быть»? Потому что «...этого не может быть никогда»? Мы предлагаем читателям самим решить вопрос о правдоподобности утверждений автора, для чего их надо тщательнейшим образом проанализировать. А для того чтобы облегчить читателям эту задачу, перечислим допущения, на которых основаны выводы заметки. 1. Цифры, приведенные шу- мерийскими писцами, действительно характеризуют возраст древних царей, выраженный в наших годах. 2. Продолжительность жизни человека действительно обратно пропорциональна воспринятой дозе радиации в широких пределах и эта пропорциональность не нарушается никакими иными факторами. 3. Никаких существенных факторов радиоактивного облучения человека, кроме радиоактивного изотопа К40, в природе действительно нет и никогда не было. 4. Содержание КгО в каменном угле действительно характеризует содержание радиоактивного изотопа К40 в пище шу- мерийских царей.
IttTt, Wfrt - " 7$Т>' й1Щ-Ш .»?*)Av<r -jwK—-■-»« ~ f НАУЧНЫЙ ФОЛЬКЛОР КАК НЬЮТОН ОТКРЫЛ ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ В 1665 г. молодой Ньютон стал профессором математики в своей «alma mater» — Кембриджском университете. Его преподавательские способности и влюбленность в науку были несомненны. Работа его в колледже отнюдь не ограничивалась аудиторными занятиями: тщательное исследование показывает, что в течение пяти лет он заседал в 379 комиссиях, изучающих 7924 проблемы. 31 проблема из них была решена... ченное на одиннадцать часов вечера, не состоялось. Не было кворума — один из старейших членов комиссии внезапно скончался (от нервного истощения). Каждое мгновение жизни Ньютона было тщательно распланировано. А тут ему вдруг оказалось нечего делать: заседание следующей комиссии было назначено на полночь. Поэтому он предпринял краткую прогулку. И эта прогулка изменила ход истории науки. Однажды в 1680 году, после очень напряженного дня, заседание комиссии, назна- Дело было осенью. Многие добрые граждане, жившие по соседству с университе-
том, выращивали в своих садах яблоки. Деревья ломились под тяжестью сочных плодов, все было готово к сбору урожая. И тут Ньютон случайно заметил, что одно из самых спелых яблок упало на землю. Немедленная реакция на этот случай очень типична для этого великого гения. Он перелез через садовую изгородь, сунул упавшее яблоко в карман и поспешил назад. Отойдя на приличное расстояние от сада, Ньютон извлек яблоко из кармана и начал его есть... И тут его осенило. Без предварительных логических рассуждений, сразу: падение яблока и движение планет по орбитам должны подчиняться одному универсальному закону. Не успел Ньютон доесть яблоко и выбросить огрызок, как формулировка гипотезы о законе всемирного тяготения уже сложилась в его голове. До полуночи оставалось три минуты, и Ньютон поспешил на заседание Комиссии по Борьбе с Курением Опиума Среди Студентов Неблагородного Происхождения... В следующие дни мысли Ньютона снова и снова возвращались к новой гипотезе. Попыткам проверить ее ученый посвящал редкие свободные минуты между закрытием одного заседания и открытием следующего. Одновременно, проделав необходимые расчеты, он понял, что для проверки предположения требуется больше свободного времени, чем то, на которое он мог рассчитывать до конца своей жизни. Ведь еще предстояло определить с большой точностью меру градуса широты на земной поверхности, а также изобрести дифференциальное исчисление... Исаак Ньютон был не только гениальным ученым, но и достаточно практичным человеком. Для решения своей проблемы он выбрал похвально короткий путь. Он написал краткое письмо — из двадцати двух слов — английскому королю. В письме он изложил свою гипотезу и указал на возможность далеко идущих последствий, если гипотеза подтвердится. Неизвестно, попало ли к королю это письмо, — ведь король был перегружен государственными делами, — но несомненно одно: письмо, пройдя по соответствующим каналам, побывало почти у всех начальников отделов, у их заместителей, у заместителей заместителей. Они имели полную возможность высказать свои соображения и рекомендации. Наконец, письмо Ньютона вместе с увесистой папкой комментариев, которыми оно обрастало по дороге, достигло кабинета секретаря ПКЕВИР-КИНИ (Плановой Комиссии Его Величества по Исследованиям и Развитию, Комитета по Изучению Новых Идей). С процедурой заседания ПКЕВИР- КИНИ при участии Ньютона мы рекомендуем ознакомиться всем молодым ученым, не знающим, как вести себя, когда придет их час. Ньютон был торжественно приведен к присяге; он заявил, что не является членом Лойяльной Оппозиции, никогда не писал безнравственных книг, не ездил в Россию и не совращал молочниц. Тогда его попросили кратко изложить суть дела. В блестящей, простой, кристально ясной и лаконичной (десять минут!) речи Ньютон изложил законы Кеплера, а также свою собственную гипотезу, возникшую при виде падающего яблока. Но тут один из членов Комитета, динамичный мужчина (настоящий человек действия!) пожелал узнать, какие средства может предложить Ньютон для улучшения постановки дела по выращиванию яблок в Англии. Ньютон начал объяснять, что яблоко не является существенной частью его гипотезы... Но он был тут же прерван сразу несколькими членами Комитета, которые дружно высказались в поддержку проекта по улучшению английских яблок. Обсуждение продолжалось несколько недель, в течение которых Ньютон с характерным для него спокойствием и достоинством сидел и ждал, когда Комитет пожелает с ним проконсультироваться. Ньютон был немало удивлен, когда спустя несколько месяцев получил объемистый пакет из ПКЕВИР-КИНИ. В пакете он обнаружил многочисленные опросные листы, в пяти экземплярах каждый. Природное любопытство, главная черта всякого истинного ученого, заставило его внимательно прочесть эти анкеты. Он понял, что его приглашают подать прошение о заключении контракта. Члены Комитета решили на широкой основе поставить научные исследования, чтобы установить связь между способом выращивания яблок, их качеством и скоростью падения на землю. Конечной целью этого плана, как прочитал
Ньютон, было выведерзие сорта яблок, которые будут обладать не только хорошими вкусовыми качествами, но и будут падать на землю мягко, не повреждая кожуры. Это было, конечно, не совсем то, что Ньютон имел в виду... Но он был, как мы уже сказали, практичным человеком и понял, что работая над предложенной ему проблемой, сможет проверить и свою гипотезу. Таким образом, он соблюдет и интересы короля, и позанимается немножко наукой. Приняв такое решение, Ньютон без дальнейших колебаний принялся заполнять листы. В одном из пунктов стоял вопрос: «Как будут расходоваться средства, выделяемые на осуществление проекта?» Общая стоимость проекта — Ньютон был поражен этим — оценивалась в 12 750 фунтов 6 шиллингов и 3 пенса... Спустя несколько дней его приверженность общепризнанным порядкам была вознаграждена: декан пригласил его к себе и изложил новый план Комитета, задуманный с еще большим размахом. «На землю падают, — говорил декан Ньютону, — не только яблоки, но и вишни, апельсины, лимоны... И раз уж мы ввязались в это дело, то надо получить настоящий, достойного масштаба правительственный контракт на изучение всех плодов, растущих на деревьях!..» Ньютон начал было объяснять недоразумение с яблоком, но скоро остановился, не желая прерывать декана, который излагал теперь планы созыва нескольких конференций с участием как садоводов, так и представителей различных департаментов Правительства Его Величества. Глаза декана во время этой речи сверкали, он, по-видимому, забыл, что в комнате находится кто-то кроме него. Ньютону предстояло важное заседание. Он потихоньку вышел за дверь, оставив декана в плановом экстазе. Прошло немного времени. Ньютон вел размеренную, полезную жизнь члена многих комитетов и даже председателя некоторых из них. Однажды ненастным зимним днем его опять пригласили в кабинет декана. Декан сиял. Он с гордостью рассказал Ньютону о заключенном новом контракте на исследование зависимости между способом выращивания, качеством и скоростью падения на землю разнообразных плодов. Проекту должны были оказывать помощь по меньшей мере пять департаментов Правительства Его Величества, а также синдикат, образованный семью крупнейшими фермерами-плодоводами. Ньютону в проекте отводилась скромная, но ответственная роль руководителя суб-проекта по яблокам. Следующие недели Ньютон был очень занят. Его освободили от работы в других комитетах, но административные дела просто засасывали. Необходимо было заполнить документы для декана, для его заместителя по исследовательской работе, побеседовать с кандидатами на должности лаборантов, выбить (за счет других проектов) производственные площади для лабораторий и мастерских. Искусство, с каким проект развивался на его решающей стадии, демонстрирует широту способностей нашего великого гения. Вскоре суб-проект был укомплектован, документирован и регламентирован. Ньютон опросил 306 молочниц и продавщиц и 110 из них нанял в лаборантки. Он не представлял себе, чем именно бывшие молочницы смогут помочь ему в проверке гипотезы—он был холостяком и не умел обращаться с женщинами, — но мысль о том, что сотрудницы могут бездельничать, ему претила. Поэтому он разделил свой штат на семь бригад, каждая из которых должна была измерять скорость падения яблок только одного определенного сорта... Дела шли прекрасно, за исключением одной бригады, члены которой изобрели способ варки самогона из яблок. Для достаточной статистической точности эксперимента им всегда не хватало яблок. Ньютон списал себе рецепт, раньше других мудро осознав значение разносторонности, которая позволяет не пропустить хорошую вещь, даже если она попадается под руку во время поисков чего-то возвышенного. Однажды в 1685 году точный распорядок дня Ньютона был нарушен — не по его вине. После обеда он готовился принять комиссию вице-президентов компаний, входивших во фруктовый синдикат. И вдруг пришло известие, повергшее в ужас и Ньютона, и всю Англию: во время страшного столкновения двух почтовых дилижансов погиб весь Комитет! Потрясенный, Ньютон вышел на улицу. Убедившись, что сторожа нет, он отправился в роскошный вино-
градник виноградного суб-проекта. И здесь ему пришла — он сам не знал как— мысль о совершенно новом, революционном математическом подходе, который позволит решить задачу о притяжении вблизи большой сферы. Ньютон понял, что решение этой задачи даст возможность проверить его гипотезу с наибольшей точностью. Легко себе представить, в какой восторг он пришел... Тем не менее, скромность его и смирение были таковы, что он упал на колени и вознес благодарность королю, который сделал это открытие возможным. Не будем много распространяться о попытках Ньютона опубликовать свое доказательство, о недоразумениях с редакцией «Журнала садоводов», о том, как его статью отвергли журналы «Астроном-любитель» и «Физика для домашних хозяек». Достаточно сказать, что Ньютон основал свой собственный журнал, чтобы напечатать сообщение об открытии без сокращений и искажений. К несчастью, он дал этому журналу название «Звезда и планета», и журнал отнесли к категории подрывных изданий, спутав звезду с красной звездой и сочтя, что слово «планета» происходит от слова «планирование». Последовавшие показания Ньютона перед Подкомитетом по Подавлению Антибританских Идей навсегда останутся неувядающим свидетельством тех великих качеств, которые соединял в себе этот гениальный человек. В конце концов его отпустили с миром, и, прожив долгие годы в ореоле своей славы (его каждой осенью избирали королем яблочного фестиваля), Ньютон счастливо скончался. Дж. Э. МИЛЛЕР Сокращенный перевод с английского (из книги «A Stress Analysis of Stripless Evening Gown»), Рисунки Ю. ВАЩЕНКО И ХИМИЯ —И ЖИЗНЬ! «ВНИМАНИЕ, ЯДОХИМИКАТЫ» В № 11 нашего журнала за 1966 г. была опубликована статья С. Мартынова и М. Никольской «Внимание, ядохимикаты!», в которой ставился вопрос о возможных вредных последствиях неумеренного и неправильного применения ядохимикатов в сельском хозяйстве. О том, насколько злободневна эта проблема, свидетельствует множество писем, присланных в редакцию читателями после опубликования статьи. Часть этих писем была напечатана в журнале (№ 5 и 7). Откликнулись на статью «Внимание, ядохимикаты!» и наши руководящие органы, регулирующие применение химических средств защиты растений. Вот что ответил редакции заместитель министра здравоохранения СССР, Главный санитарный врач СССР П. Н. БУРГАСОВ. Щ Министерство здравоохранения СССР ежегодно согласовывает утверждаемый Министерством сельского хозяйства СССР «Список химических средств борьбы с вредителями, болезнями растений и с сорняками, разрешенных для применения в сельском хозяйстве». В этот список включаются лишь препараты, имеющие токсикологическую и гигиеническую оценку. На основании данных по токсикологической характеристике препаратов для каждого из них устанавливается определенный регламент применения (доза препарата, срок последней обработки и т. д.). Со стороны Главного санэпид- управления Минздрава СССР, органов и учреждений санэпидслуж- бы на местах осуществляется постоянный контроль за применением ядохимикатов в сельском хозяйстве. Формы этого контроля самые разнообразные: согласование различных методических указаний и инструкций по применению ядохимикатов, лабораторный контроль за остаточными количествами ядохимикатов в продуктах питания, воде, почве, воздухе, проверка состояния здоровья лиц, занятых применением, хранением и транспортировкой ядохимикатов, проверка фактического состояния дел в колхозах и совхозах и т. д. Министерством здравоохранения СССР неуклонно проводится линия на сокращение применения в сельском хозяйстве высокотоксичных и стойких ядохимикатов. В 1966 г. было запрещено применение таких препаратов, как ал- дрин, эндотал, диносеб, арсениты кальция и натрия, зелень парижская, карболинеум. В порядке исключения было разрешено исполь-
зование лишь остатков этих препаратов (кроме диносеба и эндо- тала). В настоящее время нами внесено обоснованное предложение об исключении из списка препаратов, разрешенных для применения в сельском хозяйстве, ДДТ и гексахлорана. В январе 1966 г. заместителем Главного санитарного врача СССР тов. Лярским утвержден «Список ядохимикатов и ряда других химических средств, разрешенных для продажи населению». Препараты ДДТ и гексахлоран в этот список не включены. ДДТ исключен также из продажи населению в аптечной сети. Все принимаемые органами здравоохранения меры в этом направлении касаются прежде всего вопросов охраны внешней среды и продуктов питания от загрязнения ядохимикатами и тем самым обеспечения охраны здоровья населения в связи с расширением применения в сельском хозяйстве химических средств защиты растений. Редакция получила также письмо от начальника Главного управления защиты растений Министерства сельского хозяйства СССР И. ЧУРАЕВА, которое мы публикуем с незначительными сокращениями. В За исключением отдельных неточностей, допущенных при изложении фактического материала, в частности, в перечне запрещенных к применению препаратов (рогор и метилмеркаптофос никогда не исключались из списка, применение остатков карболинеума было временно вновь разрешено), статья в основном правильно ориентирует читателя на необходимость чрезвычайно осторожного и разумного применения химических средств защиты растений. В целях охраны здоровья населения, недопущения случаев отравления людей и животных и попадания ядохимикатов в продукты питания и фураж Министерством сельского хозяйства СССР осуществляется ряд мер, выполнение которых позволит избежать вредных последствий широкого использования в сельском хозяйстве ядохимикатов. Прежде всего, каждый новый препарат может быть рекомендован для применения в сельском хозяйстве только после его всестороннего испытания в географической сети токсикологических лабораторий, а также после санитарно-гигиенической оценки институтами и лабораториями Министерства здравоохранения. Результаты этих испытаний детально обсуждаются на заседаниях Государственной междуведомственной комиссии при МСХ СССР, которой предоставлено право рекомендовать к производству и применению тот или иной препарат, регламентировать его применение или же не допускать к производству и применению. Этой комиссией ежегодно опубликовывается список допущенных к применению в сельском хозяйстве ядохимикатов, согласованный с Министерством здравоохранения СССР. По каждому препарату одновременно рекомендуются дозы, нормы расхода на единицу площади и сроки последних обработок сельскохозяйственных культур перед уборкой урожая. Соблюдение этих условий обеспечивает недопущение в продуктах питания и фураже сверхнормативных остаточных количеств ядохимикатов. ...В течение 1965—1966 гг. сельскохозяйственными органами союзных республик проведена большая работа в колхозах и совхозах по выделению и подготовке постоянного состава работников для работ с ядохимикатами. В стране подготовлено более 200 тыс. человек из числа колхозников и работников совхозов. Однако еще не все колхозы и совхозы выполняют это требование, и нередко на работы по химической защите растений направляют лиц, не прошедших соответствующей подготовки. Для предупреждения отравления персонала, работающего непосредственно с ядохимикатами, МСХ СССР разработаны и согласованы с министерствами сельского хозяйства союзных республик, с ВЦСПС и другими заинтересованными организациями нормы бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений для рабочих и служащих, занятых на работе с ядохимикатами в совхозах и других государственных предприятиях и организациях. В настоящее время Всесоюзным объединением «Союзсельхозтехника» организуется снабжение спецодеждой и средствами индивидуальной защиты (респираторами, противогазами, очками и проч.) не только работников совхозов и других государственных предприятий, но и колхозов. Однако потребность в спецодежде и средствах индивидуальной защиты удовлетворяется пока не полностью. Для осуществления действенного контроля за соблюдением колхозами и совхозами последних сроков химических обработок сельскохозяйственных культур перед уборкой урожая министерствам сельского хозяйства союзных республик рекомендовано организовать в колхозах и совхозах обязательный учет проводимых химических обработок сельскохозяйственных культур... В целях уменьшения загрязнения сельскохозяйственной продукции ядохимикатами, в частности препаратами ДДТ и гексахлорана, МСХ СССР и его органами на местах принимаются меры по организации безопасного применения препаратов ДДТ и гексахлорана, по осуществлению более тщательного контроля за соблюдением правил и сроков применения этих препаратов колхозами и совхозами. Этими препаратами запрещено обрабатывать сенокосные угодья и пастбища. Запрещено и с карм-
ливание скоту зеленой массы, обработанной ими позднее чем за 30 дней до уборки, запрещен выпас скота на этих участках. ...Основными заменителями ДДТ на продовольственных и фуражных культурах являются хлорофос, севин, метафос, карбофос и другие. Однако по ряду причин строительство, ввод в действие предприятий по производству указанных заменителей Министерством химической промышленности осуществляется крайне медленно, вследствие чего сельское хозяйство до 1970 г. вынуждено будет применять препараты ДДТ и гексахлорана, главным образом на технических культурах (хлопчатник, сахарная свекла, лен, конопля и другие), а также в борьбе с саранчой. В целях осуществления действенного контроля за качеством продуктов питания и фуража, МСХ СССР совместно с другими заинтересованными ведомствами значительно расширены исследования по разработке более совершенных методов анализа остаточных количеств ядохимикатов в продуктах питания и фураже, по изысканию экспресс-методов такого анализа различных ядохимикатов. При ветеринарных лабораториях организован выборочный анализ фуража, а при областных санэпидстанциях — выборочный анализ сельскохозяйственной продукции, предназначенной для продовольственных целей. Наряду с использованием химических средств защиты растений, разрабатываются приемы и средства биологической борьбы с вредными организмами (применение хищников и паразитов против вредителей, использование микроорганизмов — бактерий, вирусов и др.). Однако состояние разработки методов биологической борьбы позволяет практически применять эти приемы только против незначительного количества видов вредителей и в крайне ограниченных масштабах. В настоящее время площади обработок сельскохозяйственных культур биологическим методом составляют около 600 тыс. га, то есть меньше 1 % общего объема работ по защите растений. ...Для широкого развития и использования в стране биологических методов намечается расширение сети производственных лабораторий биометода, организация Всесоюзного научно-исследовательского института биометода, организация проектирования и строительства биофабрики по производству энтомофагов, увеличение производства биопрепарата энтобактерина, организация экспедиций по выявлению и сбору энтомофагов как внутри страны, так и за рубежом. МСХ СССР совместно с ВАСХНИЛ в настоящее время разрабатываются зональные системы ведения сельского хозяйства, в которых предусматриваются необходимые агротехнические мероприятия и агрохозяйственные меры, направленные на снижение зараженности полей вредителями и болезнями. Однако одних этих мер будет недостаточно, и применение химических препаратов останется неизбежным еще на многие годы. В связи с этим Министерством проводится большая работа по испытанию и выявлению более эффективных и в то же время менее опасных для человека и животных химических препаратов, по упорядочению и строжайшей регламентации их применения, по созданию условий, которые исключали бы возможность появления каких- либо вредных последствий использования химии в сельском хозяйстве. С этой целью Главное управление защиты растений МСХ СССР разрабатывает в настоящее время предложения об усилении борьбы с вредителями и болезнями растений и об укреплении государственной службы защиты растений в стране, которые предусматривают и ряд мер, обеспечивающих лучшую охрану здоровья населения и сокращение ущерба полезной фауне и флоре, наносимого неправильным применением ядохимикатов. На этом редакция заканчивает обсуждение статьи С. Мартынова и М. Никольской «Внимание, ядохимикаты!». Это не значит, что проблему, которой была посвящена статья, можно считать решенной. Материалы по вопросу об охране жизненной среды человека от загрязнения ядохимикатами, о разработке и применении безвредных для человека и животных средств защиты растений от болезней и вредителей и в дальнейшем будут систематически публиковаться на страницах журнала. ПОПРАВКА В условиях задачи № 7, напечатанной в седьмом номере журнала на стр. 79, допущена ошибка. Правильные условия: смеси меди и окиси меди взято 20 г, из них 40% приходится на долю окиси. Поэтому решение задачи (стр. 84) должно начинаться так: «В 20 г смеси меди и окиси меди содержится 20-0,4 = 8 г СиО и 20—8= 12 г Си.» Дальнейшее решение верно. Редакция приносит извинения читателям.
А. Л. ПУМПЯНСКИЙ, кандидат филологических наук УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ АНГЛИЙСКИЙ- для химиков По просьбе читателей журнала в этом номере мы возвращаемся к теме «Английский — для химиков». В дальнейшем редакция постарается удовлетворять интересы читателей, изучающих различные иностранные языки. МНОГОЗНАЧНОСТЬ ГЛАГОЛА ТО DO Так же, как глагол to be *, глагол to do выполняет несколько функций. Он: 1) выступает в смысловом значении «делать»; 2) играет роль вспомогательного глагола в вопросительных и отрицательных предложениях; 3) усиливает или ограничивает значение последующего глагола; 4) заменяет предыдущий глагол. Первые две функции общеизвестны и не вызывают затруднений при переводе; но этого нельзя сказать о двух последних случаях. В английском языке глагол to do часто используется для усиления или ограничения значения смыслового глагола или всего предложения и в таких случаях соответствует русским словам «действительно», «фактически», а также «хотя», «все же», «однако». Иногда глагол to do употребляется и для грамматического усиления первой группы этих слов. How ever, what actually does occur remains obscure «Однако, остается неизвестным, что же фактически имеет место». Как видно, глагол to do встречается в предложениях, противопоставляемых приведенному ранее высказыванию, что отмечается вводным сло- * вом however. Если этого слова нет, то его функцию выполняет сам глагол to do. Under more severe conditions 2, 2, 4-trimethyl- pentane d i d undergo intensive reaction. «О д н а к о при более жестких условиях 2, 2, 4-триметилпентан вступал в энергичную реакцию». * См. «Химия и жизнь», 1966, № 12. В значении «однако», «все же» глагол to do встречается также и в главном предложении, когда обстоятельственное предложение вводится уступительными союзами. Although molecular compounds of mononit- ro benzenes are practically unknown, the substances I and II d о yield such compounds. «X о т я молекулярные соединения мононитробензолов практически неизвестны, однако (все ж е) вещества I и II дают такие соединения». В главном предложении глагол to do иногда сам имеет уступительное значение «хотя», если за ним следует предложение, вводимое союзом but. В таких случаях but переводится как «все же». Ferrocene does behave as antiknock agent in gasoline, but oxide production limits its utility. «Хотя ферроцен ведет себя в бензине, как антидетонационный агент, все же его практическая ценность ограничена образованием окислов». Предложение приобретает уступительное значение и в том случае, если сказуемое главного предложения стоит в отрицательной форме, а в придаточном предложении, вводимом союзом but, глагол to do выступает в качестве усилителя последующего глагола. Nitrous oxide does not react with Grignard reagents but does react with many organo alkali compounds. «Хотя закись азота не взаимодействует с реактивами Гриньяра, однако она реагирует со многими органическими соединениями щелочных металлов». В качестве заменителя предыдущего смыслового глагола to do встречается, в основном, в трех случаях: после союзов than и as и в сочетании it does so. This compound contains a hydroxyl group, as does acetic acid, but this is not an acidic one. «Это вещество содержит гидроксильную группу так же, как и уксусная кислота, но зто не кислотный гидроксил».
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК что это такое? (Ответ — на стр. 79) 6! f г £ \ *} \ / Х-**. ^ J ***** л
ВИКТОРИНА В этом номере журнала открывается новая викторина — 1967/68 учебного года. Но прежде чем начать ее, мы хотим познакомить вас с победителями конкурса прошлого учебного года, В десятку сильнейших, награждаемых годовой подпиской на наш журнал, вошли: Николай БУКОВ (Краснодар, школа № 58), Игорь ЕРЕМЕНКО (Черноголовка Московской обл., школа № 82), Владимир ЖУНЬ (Калуга, школа № 3), Татьяна КАРФИДОВА (гор. Полевской Свердловской обл., школа № 16), Владимир КИЧИГИН (ст. Ферма Пермской обл.), Валентина КОПЫТКИНА (ст. Савеловка Калининской обл.), Валерий ЛАЗАРЕВ (Егорьевск Московской обл., школа № 2), Вера ПРИХОДЬКО (гор. Орджоникидзе, школа № 27), Игорь ПРОСЫЧЕВ (Каунас, школа № 16), Борис СОКОЛОВСКИЙ (Кишинев, школа № 10). Конечно, точных и интересных ответов оказалось намного больше, чем мест «на пьедестале почета». Поэтому мы с удовольствием называем и другие имена: Эльхан ГАМИД-ЗАДЕ (Баку), Андрей ДЕВЕККИ (Ленинград), Виктор ЕРШОВ (гор. Энгельс), Виталий СМИРНОВ (село Шихазаны Чувашской АССР), Вячеслав ТЮТЮННИК (Тамбов), Владимир ЧУРОЧ- КИН (Тула), Юрий ФАДЕЕВ (Калуга), Валерий ХАБАШЕС- КУ (гор. Единцы Молдавской ССР), Анатолий ЧУВАШКИН (гор. Энгельс), Эдмундас ЯГЕ- ЛАВИЧЮС (Каунас). Хотя эти ребята и не попали в десятку сильнейших, их ответы были, в основном, верными. Редакция поздравляет победителей викторины и благодарит всех школьников, приславших нам свои ответы. Теперь — о новой викторине. Начинается она несколько необычно: одним и довольно сложным заданием. Вам дается достаточно времени, чтобы выполнить его — два месяца. Следующий вопрос викторины будет задан только в одиннадцатом номере журнала. В остальном условия викторины клуба Юный химик остаются без изменений. В тех случаях, когда специального предупреждения о сроках не будет, ответы на вопросы высылайте в редакцию до выхода в свет следующего номера журнала. Десять школьников, которые пришлют лучшие ответы в течение учебного года, будут премированы подпиской на наш журнал на следующий год. РАСШИФРУЙТЕ МОЛЕКУЛУ НУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ САМИ (АРИФМЕТИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА ИЗ ОБЛАСТИ БИОХИМИИ) В НАШЕМ ЖУРНАЛЕ НЕ РАЗ печатались статьи о том, как ученые расшифровывают структуру молекул самых важных для жизни химических соединений. В позапрошлом, июльском номере журнала, например, вы могли прочесть очерк о научном подвиге группы советских ученых, расшифровавших структуру молекулы валиновой транспортной рибонуклеиновой кислоты. Она состоит, как выяснили исследователи, из 81 нуклеотида... Такие статьи в журнале будут для вас гораздо понятнее, а значит — интереснее, если вы сами попытаетесь решить похожую задачу. Тут нет ничего невозможного. Задача, собственно говоря, будет арифметическая, но мы попытаемся ее сформулировать и решить совершенно необычным для арифметики способом — биохимическим. Я хочу предложить вам расшифровать закодированную запись какой-либо важной для химика величины. Например, атомного веса легкого изотопа водорода. Физики сумели измерить эту величину с огромной точностью, и теперь достоверно известны девять значащих цифр в числе, выражающим атомный вес (относительную массу) легкого изотопа водорода. Эту величину, конечно, каждый мог бы найти в справочнике, где она записана с
помощью обыкновенных десяти цифр, как и любое другое число. Иначе говоря, атомный вес водорода в справочниках записан десятичным кодом. Так получилось по той единственной причине, что у нас на руках десять пальцев. Вы прекрасно знаете, что этот способ далеко не единственный. Например, счетно- решающие машины применяют двоичный код — они работают с полным успехом, пользуясь только двумя цифрами @ и 1). Природа тоже почему-то не захотела пользоваться десятичной системой. Она предпочла свой собственный — четверичный, гораздо более скупой, чем привычный нам десятипальцевый способ. Им и записано все, что ей необходимо для воспроизведения всех наследственных свойств всех живых организмов. В нашей задаче мы, подражая природе, будем пользоваться именно этим кодом. В нем имеются только четыре цифры: 0, 1, 2, 3. Эта система ничуть не хуже любой другой. Как перевести число из десятичной системы в четверичную или обратно, я здесь объяснять не буду. Тот, кто задачей заинтересуется, но еще не знает, как это сделать, — пусть посмотрит, например, в Детской Энциклопедии. Во всяком случае это очень просто. ТЕПЕРЬ ПРИСТУПИМ К ИЗЛОЖЕНИЮ самой задачи. При этом нам придется пользоваться параллельно и языком биохимии и языком арифметики. Мы хорошо знаем (или — нам дано, как принято писать в задачниках): (биохимия) Строение и свойства четырех нуклеотидов, из которых, как твердо установлено биохимиками, построены все нуклеиновые кислоты. (биохимия) Как чередуются четыре основных нуклеотида в неизвестной нам очень сложной молекуле. (арифметика) Значения четырех цифр, с помощью которых в четверичной системе может быть записано любое число. (арифметика) Как чередуются четыре цифры в неизвестном нам числе. К сожалению, мы еще не знаем, но очень хотим знать: Иначе говоря, надо определить: (биохимия) I (арифметика) Строение молекулы не- Число, выражающее известной (пусть вооб- атомный вес водорода, ражаемой) нуклеиновой закодированное, в под- кислоты. I ражание природе, четырьмя знаками. Для того чтобы наша задача была больше похожа на биохимическую, а также и для того чтобы ее упростить, условимся, что мы перенумеруем, начиная с нуля, все четыре основных нуклеотида: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Например, вот так: А Т Г Ц 0 12 3 Теперь мы совершенно спокойно можем пользоваться вместо двух систем обозначений одной, все равно какой — цифровой или буквенной. Выберем буквенную — запись будет выглядеть интереснее. (Конечно, вместо наших четырех букв могли быть и любые другие.) ПРИСТУПИМ К ИССЛЕДОВАНИЮ И РЕШЕНИЮ обеих наших задач. Обе они достаточно сложны и трудны. Чтобы исследовать и решать их одним и тем же биохимическим способом, вам потребуется небольшое усилие воображения: (биохимия) Прежде всего необходимо химически выделить неизвестную кислоту в чистом виде. Это очень трудно, но биохимики уже умеют это делать. Значит (очень важно!), исследователь, приступающий к расшифровке молекулы нуклеиновой кислоты, имеет дело с множеством, хотя и неизвестных, но одинаковых молекул. Они настолько сложны, что непосредственно изучить их строение никакими методами нельзя. Для решения этой задачи биохимиками был придуман замечательный способ. Его мы попытаемся применить и для решения арифметической задачи. Конечно, в руках математика есть прямые и гораздо более простые способы, и не такие нелепые с его точки зрения, — но дело в том, что у биохимика-то другого способа решения нет! (арифметика) Придется поступить совершенно аналогично, хотя это может показаться смешным и нелепым. Надо представить себе, что наше неизвестное число записано множество раз на совершенно одинаковых бумажных полосках, которые повернуты все так, что запись не видна и прочесть ее нельзя.
Этот удивительный в следующем: (биохимия) Очень осторожно, при помощи чисто химических методов, сложнейшие неизвестные молекулы разрушаются. При этом получаются различные короткие молекулы-обрывки, построенные, конечно, из тех же составных частей: А, Т, Г и Ц. способ заключается (арифметика) Надо отдать все бумажные полоски с буквенной записью неизвестного числа ребенку, который не умеет читать. Пусть он их нарежет на кусочки разной длины и хорошенько перемешает обрезки. Затем надо проделать работу, очень трудную и сложную для биохимика и более простую для вас: (арифметика) Тщательно разобрать множество полученных обрезков с записью. Хорошенько их рассортировать и рассмотреть. (биохимия) Тщательно разделить полученную смесь. Выделить каждую составную часть в чистом виде (с помощью хроматографии). И затем определить строение каждого из полученных простых соединений. (С простыми короткими молекулами химики это делать умеют.) ТЕПЕРЬ КАЖДЫЙ ЧИТАТЕЛЬ МОЖЕТ завершить решение задачи самостоятельно. Для этого вы должны, комбинируя и сопоставляя обрывки записи (можно вообразить, что это — результаты анализа химического строения осколков молекулы разрушенной нуклеиновой кислоты), попытаться восстановить первичную полную запись; нужно отобрать только те обрывки, которые можно частично наложить друг на друга, и отбросить повторяющиеся. Здесь необходимо сделать две оговорки. Оговорка первая. Конечно, может случиться так, что ваш помощник перережет какие-то полоски всего по одному разу, так что сложить их правильно не составит никакого труда. Может случиться и так, что одна из полосок останется совсем неразрезанной, и поэтому написанное на ней можно будет просто прочесть. Но дело в том, что для нашей задачи такое облегчение совершенно бессмысленно. Химики еще не умеют определять строение («читать») молекулы длиной больше чем в четыре нук- леотида («буквы»). Именно поэтому в нашем решении не будет обрывков длиннее четырех букв. Оговорка вторая. Конечно, после того, как ваш помощник поработает ножницами, у вас найдется немало обрывков, на которых будет всего по две или даже по одной букве. В этом случае и биохимик, и вы находитесь в совершенно одинаковом положении: короткие обрывки для решения задачи не подходят. Их легко прочесть, но от них мало толка: двум буквам можно найти разные места (а в обеих наших задачах это все равно что не знать их мест), а одну можно вообще поставить куда угодно, не продвинувшись к правильному решению ни на шаг. Поэтому такие короткие обрывки надо отбросить вместе с повторяющимися. Именно поэтому в нашем решении не будет обрывков короче трех букв. Конечно, для обеих задач отобранные обрывки будут выглядеть совершенно одинаково. Например, вот так: Разумеется, они могли бы выглядеть и как-нибудь по-другому. Решение задач — и биохимической, и арифметической — сводится к тому, чтобы найти такое взаимное расположение обрывков, в котором «все сойдется». Не забудьте только, что обрывки должны укладываться «внахлест» не меньше чем на одно звено! После чего останется заменить буквенную запись цифровой; вспомнить, что была применена четверичная система, которой пользуется природа; перевести найденное число в привычную нам систему «десяти пальцев», поставить на место запятую — и задача решена.
ПО ПОВОДУ СВЯЗАННЫХ С ЭТИМ РЕШЕНИЕМ ТРУДНОСТЕЙ можно сказать только одно: ничего не поделаешь, в наши дни химикам приходится знать арифметику. По поводу того, что в нашей задаче решение труднейшей проблемы — расшифровки молекулярного строения нуклеиновых кислот — предельно упрощено и схе- матезировано, и говорить ничего не приходится. По поводу строения выдуманной нами «по дороге» нуклеиновой кислоты — ничего сказать нельзя. Природа неисчерпаема в своих «выдумках». Кто же может сказать, чего в ней нет? ТАК ЧЕМУ ЖЕ РАВЕН ТОЧНЫЙ ВЕС ЛЕГКОГО ИЗОТОПА ВОДОРОДА? Академик И. В. ПЕТРЯНОВ ХИМИЧЕСКИЕ ПРОФЕССИИ М. С. ИОФФЕ ЛАБОРАНТ Лаборант — это помощник исследователя, занимающийся главным образом экспериментальной стороной работы. Но сфера химических исследований — необозрима, и поэтому «узкая» специальность лаборанта-химика требует разносторонней подготовки, практической и теоретической. Лаборант-аналитик, например, занимается анализом веществ и контролем процесса производства; лаборант-синтетик готовит нужные исследователю вещества по заранее известным методикам; лаборант-физико-химик участвует в монтаже сложных экспериментальных установок. Поскольку в научном открытии всегда есть доля труда лаборанта, то специальное образование для него крайне желательно, а порой и необходимо. Ведь в обязанности лаборанта входит не только такая не слишком творческая работа, как мытье химической посуды, и может случиться так, что малейшая неаккуратность может погубить всю работу. Лаборантов готовят специальные техникумы, которые есть во многих городах. В Москве, например, находится Химический политехникум имени В. И. Ленина, существующий с 1921 года. Вот что рассказывает о ведущейся в нем работе директор Н. В. Куковкин: «Наш техникум, помимо технологов-неоргаников и механиков по хим ическому оборудованию, выпускает техников- эналитиков (лаборантов). В распоряжении студентов — 10 химических лабораторий и тем не менее они проходят практику в научно-исследовательских институтах. Поступающие к нам после восьмилетки учатся три с половиной года, а окончившие десять классов — два с половиной. Ежегодно мы выпускаем 150 — 200 специалистов. Есть у нас и вечернее отделение. Особо нужно отметить, что в специальной группе мы готовим лаборантов со знанием английского языка. Все предметы в этой группе преподают на английском языке. Выпускники получат специальный диплом техника-аналитика и референта-переводчика. Кстати, обучение языку в группе ведется методом гипнопедии, что дает замечательные результаты». Лаборантов — готовят. Однако овладеть этой профессией в какой-то степени можно и практически. Часто крупные заводы принимают учеников-лаборантов без специального образования, так как работа лаборанта в заводских условиях более однотипна, чем в институте, и сводится, в основном, к контролю производства. Впрочем, более квалифицированных лаборантов для заводов готовят технические училища (например, ПТУ №53 в Москве). В некоторых научно-исследовательских институтах работа лаборанта настолько сложна, что на эту должность зачисляют тех, кто получил высшее химическое образование. Но, разумеется, для выпускника вуза работа лаборанта — не конечная цель. Это лишь первая ступенька на пути к самостоятельной исследовательской работе. Трудно придумать практику, лучшую для будущего исследователя, чем работа лаборантом. Немудрено, что очень многие лаборанты учатся в вечерних и заочных вузах. (Кстати, при приеме на химические факультеты преимущество имеют те, кто имеет достаточный опыт работы на химических предприятиях.) И в заключение — называем города, в которых есть техникумы, готовящие лаборантов: Бийск, Владимир, Воскресенск, Дзержинск, Днепропетровск, Кострома, Ленинград, Невино- мысск, Славянск, Харьков, Ще- кино, Ярославль.
б м медников, РОЖДЕННЫЕ ПОЛЗАТЬ биологических наук 70
ПОЗНАКОМЬТЕСЬ, ГЮРЗА! В апреле нынешнего года я собирал материал по южным насекомым. «Собирал материал» — жаргонное выражение; я собирал самих насекомых. Было это в окрестностях Кушки — самого южного города Союза, на территории Бадхызского заповедника. Если верить научно-популярной литературе, этот край настолько изобилует змеями, что трудно сделать шаг, не наступив при этом на какую-нибудь из представительниц врагов рода человеческого. Мне, естественно, хотелось не упустить случая познакомиться с ними поближе, но, к сожалению или к счастью — не знаю, я сделал не один десяток шагов, а змеи — вопреки литературе — не очень-то норовили подкладывать мне под ноги свои хвосты. Низкие холмы, овраги и впадины Бад- хыза — так называется район тех наших работ — были изрыты бесчисленными норами мелких грызунов-песчанок. Почва напоминала сыр с множеством дырок. Я наловил в то утро превеликое множество насекомых, лишь потом нам встретилась одна-единственная змея. Зато это была гюрза!.. Почему мы встречали мало змей, было впрочем понятно. Гюрзы — ночные животные. Днем они отсиживаются в норах или же греются на солнышке у входа, уползая внутрь при малейшей тревоге. Первую гюрзу мы обнаружили случайно — в саксаульной обкладке заброшенного колодца. Бывший с нами змеелов без всякого почтения выковырял ее первым попавшимся прутиком из щели и ловко посадил в мешочек, случайно оказавшийся у него в кармане. Мешочек был мал и неприспособлен для ношения змей: гюрзу в него пришлось буквально утрамбовывать. На следующий день попалась и вторая гюрза — побольше. Она сидела под корнем фисташки метрах в тридцати от дома, где мы ночевали. Как и накануне, дело было прохладным утром. Неотогревшаяся змея не оказывала моему спутнику сопротивления. Однако, несмотря на это, бесцеремонность, с которой он с гюрзой обращался, вызывала у меня ощущение холодка под- ложечкой. То была крупная, около полутора метров в длину змея, несуразно толстая, с ко- ... Кроме нас, людей, столь же панически боятся змей только обезьяны — наши, так сказать, двоюродные братья ротким хвостом: тело ее выглядело как бы обрубленным. На толстой шее сидела приплюснутая голова необычайно злобного и гнусного вида. Она была почти совсем черной с пепельным отливом (другие гюрзы — я видел их в серпентарии — серые с оливковым или коричневатым оттенком). Вдоль хребта шли крупные пятна, на боках — пятна помельче. ЧЕМ ЗМЕЯ СТРАШНЕЙ АВТОМОБИЛЯ... Жители тропических областей — смелые и опытные охотники, великолепно разбирающиеся в повадках животных, — змей боятся панически и сочиняют о них такие же небылицы, как и городские жители, поднимающие крик при виде безобидного ужа. (В этом единодушно сходятся все исследователи тропиков.)
Даяки Калимантана и негры экваториальной Африки считают, например, смертельно ядовитым... удава. В общем, они не оригинальны. Чувство страха и отвращения не только при виде змеи, но даже при упоминании о змеях возникает у большинства обитателей любой части света. И если спросить «среднего человека», чем вызвана столь инстинктивная антипатия, он ответит: «потому что укус змеи ядовит и может убить человека». Так ли это? Вот что говорит на этот счет зоология. ... На земном шаре обитает около 2 500 видов змей. ...Ядовитые змеи составляют только 10% от этого числа. ...Ядовитые змеи неравномерно расселены на планете. В Австралии, например, ядовитых змей больше, чем безвредных. На острове Тринидад обитают только ядовитые. У нас в Советском Союзе из пятидесяти с небольшим видов змей опасными для человека могут считаться всего десять — это пять видов гадюк, гюрза и эфа — они тоже представители обширного семейства гадюковых, далее — знаменитая кобра и два вида щитомордников — скромных родственников американских гремучих змей. ...Бесцеремонность, с которой змеелов обращается с гюрзой, вызывает ощущение холодка подложечкой ... И 90% совершенно безвредных для человека змей, и 10% опасных — чрезвычайно полезны! Крупные змеи уничтожают множество грызунов — вредителей посевов. По словам Ф. Ф. Талызина, там, где змеи были уничтожены, грызуны размножились так, что буквально опустошают поля и сады. И, наконец, об ущербе, наносимом людям ядовитыми змеями: из многомиллиардного населения Земли от змеиных укусов умирает 30—40 тысяч человек в год. Много? Немало. Но в реках тонет и погибает под колесами автомобилей во много раз больше людей! Тем не менее, мы не относимся к автомобилям и текучей воде с таким ужасом, как к змеям. Древнее библейское предание о змее — виновнице грехопадения Адама — не причина, а следствие страха перед змеями, наивная попытка объяснить его. Наконец, характерно, что из всех животных, кроме нас, людей, столь же панически боятся и ненавидят змей только обезьяны — наши ближайшие родственники, так сказать, двоюродные братья. Поразмыслив над этим, можно прийти к выводу для человечества не очень лестному. Страх перед змеями унаследован нами от обезьяноподобных предков, вместе с иными неприятными обезьяньими навыками. (Обидно, но что поделаешь!) Поняв это, стоит попытаться преодолеть инстинктивное обезьянье отвращение, так ^„
сказать «пересмотреть свое отношение к змеям с позиций чистого разума». По личному опыту не могу сказать, чтобы это было легко. Но, пожалуй, необходимо. КАК ВЫГЛЯДИТ ОПАСНОСТЬ Итак, в СССР обитает десять видов ядовитых змей, Серая, иногда — буроватая, реже — почти черная, средних размеров змея украшена темной волнистой полосой вдоль спины. Кончик ее хвоста обычно светлее туловища. На голове — иксообразный рисунок. Это — обыкновенная гадюка, она распространилась на нашем севере в Карелии за полярный круг, а на восток — до Сахалина. В степной зоне — от Украины до Алтая— обитает другой вид — более светлая степная гадюка. Еще южнее — на Кавказе и в Закавказьи вместе со степной гадюкой живут три других вида — кавказская гадюка, рогатая гадюка и гадюка Радде. Укусы гадюк, хоть они и очень болезненны, смертельным исходом кончаются чрезвычайно редко. Иное дело — их «родственница» гюрза, с которой так легко обращался мой спутник. Кусая, гюрза вводит в рану в среднем 0,06 грамма яда (в 6 раз больше, чем обыкновенная гадюка), причем весьма сильнодействующего. Человек, укушенный змеей из рода гадюк, испытывает сильную боль в месте укуса. Укушенное место отекает, появляются пузыри, заполненные жидкостью, и кровоизлияния. После укуса гюрзы нередки некрозы — омертвление тканей и долго незаживающие язвы. Ко всему этому прибавляются симптомы общего отравления организма — сухость и горький вкус во рту, лихорадка, сонливость, бред и в тяжелых случаях — смерть от тромба в легочных артериях или иной причины. Хотя у ребят-змееловов, ходивших вместе с нами по заповеднику, имелась сыворотка, гарантирующая благополучный исход, я старался внимательно смотреть под ноги. Другая ядовитая змея нашего юга — эфа — меня просто очаровала (мне думается, что это она или ее родственница была выведена в «Маленьком принце» Сент-Эк- зюпери). Этих змей мне удалось повидать во впадине Ер-Ойлан-дуз. На дне ее — два соленых озера, окруженных вулканическими сопками. Когда- то там были леса из саксаула, но теперь они вырублены и лишь сплошной ковер из красных маков покрывает весной плоское дно котловины. Летом температура на почве там доходит до семидесяти градусов, но этой, сравнительно прохладной весной было не больше сорока и поэтому пресмыкающиеся встречались редко. ...Как и большинство своих родственниц, эфа охотится после захода солнца и днем ее трудно обнаружить, хотя песок весь исчерчен характерными следами. Это небольшие, до 75 см в длину, змеи песочного цвета. Бока у них темнее спины, спина с удивительно изящным узором, а на голове светлый силуэт летящей птицы. Потревоженные нами эфы сворачивались полукольцом (как там называют — «в тарелочку»), пряча голову, и временами молниеносно выбрасывали переднюю часть тела, атакуя тревожащий объект. При этом ребристые чешуйки на боках терлись друг о друга с характерным звуком — его сравнивают с треском капель воды, попадающих на раскаленную плиту, но мне он показался похожим на шуршание наждачной бумаги... Яд эфы сильнее яда гюрзы, но при укусе она вводит его меньше, поэтому менее опасна (хотя, если укушенного не лечить, возможен смертельный исход). Этот яд, в общем типичный для гадюковых, по действию сходен с ядом кобры. Об эфах, кажется, хватит. Теперь — об «очковой змее», о кобре! Кто не слыхал о ней? Она стала как бы символом Востока — одним из чудес Индии. Раздувающая капюшон, смертельно опасная, гипнотизирующая взглядом и сама поддающаяся гипнозу факиров — заклинателей змей: каких только не услышишь сказок о кобре!.. Однако действительность интереснее всяких сказок. Черношеяя кобра, населяющая джунгли от Филиппин до Южной Африки, выплевывает струйки яда на расстояние до трех метров, метко целясь точно в глаза. Другая кобра — королевская — иногда достигает более четырех метров длины. От ее укуса слон погибает через 2—3 часа. Перед более южными сородичами наша кобра, обитающая на юге Туркмении, Узбекистана и Таджикистана, выглядит «бедной родственницей». Размер ее — не больше 150—175 см, цвет — от желтоватого до черного. Рисунка очков у нашей кобры нет. В отличие от гюрзы, кусающей без преду-
преждения, вежливая кобра обычно предостерегает возможного противника: она поднимает переднюю часть тела, становится столбиком и расширяет шею, расставляя передние восемь ребер (а не надувает капюшон, как пишут в приключенческих книжках!). Далее следует шипение, переходящее в характерное чихание — и только после этих процедур — молниеносный бросок. Впрочем, если на кобру наступить, она может не выполнить всех церемоний и скрепя сердце укусить без оных. К сожалению, мне не пришлось увидеть кобру на свободе (в зоопарке зто ленивое и пассивное существо, которое весь день неподвижно лежит где-нибудь в углу вольера). На кордоне Кизил-Джар нам говорили, что если бы мы приехали годом раньше, мы могли бы присутствовать при интересном событии. Как-то хозяйские куры переполошились и собрались кучкой. Оказалось, что они расклевывали целый выводок кобрят, только что вылупившихся из яиц (со взрослой коброй они, конечно, не отважились бы поступить так фамильярно). Укус кобры почти безболезнен — недаром прославленная египетская царица Клеопатра выбрала орудием самоубийства африканского родича кобры — королевского аспида. А яд кобры действует иначе, чем яд гюрзы. Вскоре после укуса начинается слюнотечение, слабость в конечностях, развиваются параличи. В тяжелых случа- ях — смерть от поражения ядом дыхательного центра. Наконец, о последних из ядовитых змей, обитающих в нашей стране. Щитомордники (восточный и палла- сов) — родственники американских гремучих змей. Восточный живет в бассейне Амура. Палласов населяет наш Дальний Восток, юг Сибири, Казахстан, Среднюю Азию до Заволжья. Это сравнительно небольшие, как правило — не более 50 см., змеи. В отличие от американских своих родичей они не имеют погремушек на хвосте. Цвет шкуры колеблется от серого до черного, по бокам обычно кольцеобразные пятна. Укусы их весьма болезненны, но смертельные случаи среди людей практически отсутствуют. К яду щитомордников более чувствительны домашние животные, особенно лошади. Змеи кусают их обычно в голову, когда лошади пасутся, укус змеи в голову обычно заканчивается фатально и для человека: яд сразу попадает в жизненно-важные центры. Впрочем, хоть в нашем рассказе с той или иной степенью подробности и описан облик ядовитых змей почти всех видов, отличить их от безвредных может и неспециалист, и человек, не запомнивший, какая окраска и какие узоры имеют гадюки, эфа и щитомордники. У наших ядовитых змей голова — копьевидной формы, а хвост — короток. Зрачки их глаз — вертикальная щель (у неядо- ...Потревожеиная эфа свернулась полукольцом, как говорят змееловы, «в тарелочку»
витых зрачок круглый). Из этого правила есть, конечно, исключение — кобра, но зато ее облик очень характерен в целом. И ЖАЛО МУДРЫЯ ЗМЕИ... «И он к устам моим приник, И вырвал грешный мой язык И празднословный, и лукавый, И жало мудрыя змеи В уста замершие мои Вложил...» ...Раздвоенный язык, «змеиное жало», на самом деле не жало, а всего-навсего язык, — это знают теперь даже не биологи. Ядоносный аппарат у всех наших змей, хоть они и принадлежат к трем разным семействам, устроен в общем одинаково: две ядовитые железы, расположенные с каждой стороны головы позади глаз. От каждой железы тянется выводной проток к основанию ядоносного зуба. В отличие от прочих, эти зубы длинны, саблевидны и снабжены каналом или бороздкой, по которым яд стекает в рану врага или жертвы. Когда рот у змеи закрыт, оба зуба лежат параллельно верхней челюсти, как лезвие закрытого складного ножа, но если змея раскрывает рот, зубы становятся перпендикулярно челюсти и направлены вперед. Бросок нападающей змеи трудно заснять на фотопленку — он настолько стремителен, что кадр получается смазанным. Когда зубы во что-нибудь вонзаются, височные мышцы змеи мгновенно сжимаются и, как спринцовка, выталкивают яд из железы в рану. Интересно, что во время линьки змея теряет старые зубы, на смену им вырастают новые. При этом нередко 1—2 дня она обладает двумя комплектами ядовитых зубов и кусается всеми четырьмя сразу. Крохотные капельки яда — сотые доли грамма, проникнув сквозь ранку в ткани, оказывают порой катастрофическое действие. И хотя над секретами змеиного яда химики, биохимики, фармакологи и физиологи бились десятилетия, по сей день эти секреты не разгаданы до конца. Змеиный яд — бесцветная или желтоватая жидкость, безвкусная или чуть горьковатая: ее можно и пробовать на язык, и... глотать (!!). Попадая в желудок, яд не приносит вреда, если только на слизистых оболочках не было повреждений — царапинок. Если яд высушить, он образует чешуйчатые кристаллы — сложную смесь органических веществ и солей. Кристаллы могут храниться десятки лет, и если их затем сызнова растворить в воде (а растворяются они легко), то окажется, что яд совершенно не потерял своих свойств. Исследования показали, что яды змей необычайно богаты ферментами — специфическими белками, катализаторами биохимических процессов, ускоряющими ход реакций порой в тысячи раз. Примечателен сам набор ферментов, содержащихся в змеиных ядах: все они — катализаторы-разрушители. Как правило, в ядах содержится гиалу- ронидаза — фермент, который расщепляет гиалуроновую кислоту — полисахарид, входящий в состав соединительной ткани, каркаса кровеносных сосудов. Содержатся в них фосфодиэстераза, фосфомоноэстера- за, рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза — эти ферменты, каждый по-своему, рвут связи в нуклеиновых кислотах. Из яда гремучей змеи выделена фосфо- липаза — биологический катализатор, отщепляющий от лецитина одну молекулу жирной кислоты и превращающий его при этом в лизоцитин, вещество, разрушающее кровяные шарики. Составляя набор ферментов для яда, природа не забыла и об ацетилхолине, о веществе-передатчике нервного возбуждения с нейрона на нейрон. Из яда кобры выделена холинэстераза — разрушитель ацетил- холина. «Не забыт» и главный биохимический аккумулятор энергии в нашем теле — АТФ, аденозинтрифосфорная кислота. Ее расщепляет содержащаяся в яде АТФ-аза. Есть в змеиных ядах и ферменты, вызывающие быстрое свертывание крови — они-то и становятся причиной образования тромбов в сердце и легочных артериях, влекущих за собой быструю гибель пострадавших. Всего не перечесть. И, казалось бы, загадка змеиного яда могла бы считаться уже решенной: раз в нем содержатся ферменты, которые в ничтожных количествах способны изменять течение важнейших для жизни биохимических процессов, всем должно быть понятно, почему одним граммом сухого яда кобры можно убить 167 человек... Увы, понятным все это казалось лишь в самом начале исследований. Стоило только копнуть поглубже, как на ученых посыпались факты, так сказать, «ни с чем не сообразные». Началось с того, что не-
мецкие химики Э. Хаберман и В. Нейман выделили из яда гремучей змеи органическое вещество, более ядовитое, чем не разделенный на составные части яд. Это вещество названо кротактином («кроталюс» — латинское имя гремучей змеи). Кротактин исправно убивал подопытных животных и при этом он не обладал никакими ферментными свойствами. Но то была еще первая ласточка. Немного времени спустя химик Вестерман процедил сквозь целлофан яд кобры. (Целлофан задерживает белковые молекулы, а все ферменты, как известно, — белки.) Токсичность диализата — процеженного, очищенного от белков яда — оказалась вдвое выше, чем у яда цельного, содержащего ферменты. Впоследствии сильнейший нервный яд — нейротоксин, также не обладающий ферментными свойствами, был выделен и из яда кобры. Одним словом в деле о составе змеиных ядов и по сей день порядка не наведено. Можно предсказать только, что яды эти принесут биохимикам еще не один сюрприз. ЯД ПРОТИВ ЯДА Как и чем только не лечились от змеиных укусов! Знаменитый Брэм и многие другие старые авторы рекомендовали в качестве противоядия... большие дозы крепких спиртных напитков — водки, рома или коньяка. Этот «лечебный метод» был широко распространен в прошлом столетии: если вы помните, даже друг Гекльберри Финна, негр Джим, заведомо не читавший ни Брэма, ни «других авторов», после того, как его укусила гремучая змея, немедленно «схватил... бутыль с водкой и давай хлестать». Впоследствии этот рецепт был, однако, отвергнут, но все-таки не полностью: современные инструкции рекомендуют применять при лечении отравлений змеиным ядом, коньяк, правда (золотая середина!), малыми дозами — для стимуляции сердечной деятельности... Из инструкции в инструкцию переходил совет перетянуть жгутом конечность выше укуса (змеи чаще всего кусают в ногу или руку), надрезать место укуса и выпустить как можно больше крови. Но ценность этих рекомендаций теперь оспаривается такими опытными специалистами, как М. Н. Султанов и Ф- Ф. Талызин. По их мнению, перетяжка или прижигание лишь способствует развитию отека и отмиранию тканей на месте укуса, а разрезы совершенно не задерживают распространение яда. Кстати, куда накладывать жгут, если змея укусит в голову? Но другие авторы полагают все-таки, что и перетяжка и надрезы могут быть эффективными, однако лишь при условии, если они сделаны буквально через минуту после укуса. При этом ни в коем случае нельзя переусердствовать — делать чересчур глубокие надрезы, полностью обескровливать перетянутую руку или
ногу и держать жгут больше получаса, так как после слишком долгого и чересчур усердного перетягивания конечность иногда приходится ампутировать. Борьбе организма с отравлением способствуют вводимые подкожно гепарин, кортизон и препараты, стимулирующие работу сердца. Однако единственным радикально действующим средством была и остается противоядная сыворотка. В 1887 году французский ученый Се- валь, последовательно вспрыскивая голубям возрастающие дозы яда гремучей змеи, получил сыворотку, нейтрализующую ее яд. Затем Кауфман изготовил сыворотку против яда гадюки, а А. Каль- метт — против яда кобры. Сыворотки — «антигюрза», «антикобра» и поливалентная сыворотка, которую применяют, если не известно какая змея укусила, — хранятся в запаянных ампулах. Ими снабжают медицинские учреждения, ими обязательно должны оснащаться экспедиции и туристские группы в «змееопас- ных» районах. Сыворотки вводятся пострадавшим под кожу спины или живота, а в тяжелых случаях внутривенно. Своевременно введенная сыворотка снижает смертность практически до нуля. Поэтому человека, укушенного змеей, лучше всего немедленно доставить в ближайшую больницу или поликлинику. К сожалению, иммунитет против яда змей держится недолго—15—20 дней. Из-за этого вводить себе сыворотку заранее, «на всякий случай», попросту бессмысленно. ...Раздувающая капюшон, смертельно опасная, гипнотизирующая взглядом и сама поддающаяся гипнозу факиров, — каких только не услышишь сказок о кобре!.. Однако действительность интереснее всяких сказок т
...Некий литературный герой говорил: «Чтобы сделать рагу из кролика, надо иметь как минимум кошку». Чтобы приготовить сыворотку против змеиного яда, нужно иметь змеиный яд... Так в наш сухой механизированный век возникла редкая по романтичности профессия змееловов. Каждый летний сезон по горам, степям и пустыням Средней Азии и Закавказья разбредаются люди в кирзовых сапогах, с палками-рогульками в руках и прочными мешками у пояса- Трудна их профессия. Можно пройти, скажем, всю Туркмению и избежать встречи с ядовитыми змеями. Труднее, но все же достаточно легко убить встреченное по дороге пресмыкающееся. А вот поймать змею, прижав ее шею рогулькой к земле, не повредив при зтом ни одной чешуйки, — дело совсем сложное и опасное. Но необходимое. Пойманных животных змееловы доставляют в питомники-серпентарии. В серпентариях пленниц «доят»: у них регулярно сцеживают яд. «Доить» змею, пожалуй, еще опаснее, чем ловить. Змеям открывают пинцетом пасть. Их заставляют кусать край стеклянной чашечки, затянутой резиновой пленкой, и в чашку стекают драгоценные капли. В последнее время сцеживание модернизировали: ядовитую железу раздражают слабым электрическим током, вызывая сокращение мышц, выдавливающих яд. Такой способ меньше травмирует змею, но «отход», падеж питомцев серпентариев по- прежнему велик. «Стадо» нужно все время пополнять. И снова змееловы расходятся по горам и пустыням... А змеиный яд нужен не только для изготовления сывороток. Оказалось, что грозные вещества, стекающие по желобкам змеиных зубов, в малых дозах могут служить как сильнодействующие лекарственные средства. Сейчас во всем мире применяют препараты против эпилепсии, изготовленные из яда гремучника и кобры В наших аптеках продаются теперь мази «Випразид», «Ви- пратокс», «Випракутан», отлично помогающие при таких широко распространенных болезнях, как ревматизм, ишиас и невралгии; на изготовление этих мазей идет яд гадюковых. Ядом гадюки лечат хронический инфекционный полиартрит, бронхиальную астму, хорею. Действие змеиного яда на кровь широко используется теперь в хирургии и акушерстве. Тампон с раствором яда, положенный на рану, останавливает опасное для жизни кровотечение. Нынешние медики особенно ценят препарат из яда ядовитейшей южноамериканской змеи «жаракаки»—фермент гемокоагулазу, и яд смертельно опасной индийской гадюки Рассела — хороший заменитель протромбина, вещества, обусловливающего свертывание крови. (Ядом гадюки Рассела лечат гемофилию — тяжелую и опасную наследственную болезнь, обусловленную дефицитом протромбина. У больных гемофилией не свертывается кровь и каждая царапина может грозить смертельным кровотечением.) Змеиный яд нейтрализует сильный токсин, выделяемый в кровь патогенным микробом стафилококком. Американский биолог М. Сандерс считает, что яды гремучей змеи и кобры частично ликвидируют действие вируса полиомиелита. Яд гремучей змеи дал эффект при лечении проказы: прокаженные свободно переносят смертельные для человека дозы яда, а состояние их улучшается. Но самое интересное, пожалуй, еще не это. Во-первых, недавно установлено, что слабые концентрации (от 5 до 0,1 мг/мл) яда гадюк, кобры и особенно эфы стимулируют рост нервных волокон куриного зародыша (а ведь нервная ткань растет и восстанавливается при повреждениях хуже других). А, во-вторых, не так давно японский ученый Ямада показал, что сыворотки крови змей семи видов убивают в культуре ткани клетки асцитного рака Эрлиха, клетки саркомы и асцитной гепатомы. Наконец, почти одновременно было замечено, что у некоторых безнадежных раковых больных, которым для ослабления болей вводили нейротоксин, выделенный из яда кобры, замедлялся рост опухолей, начиналось рассасывание метастазов и наступало заметное улучшение общего состояния. Все это лишь «первые ласточки». Но, право, змблема медицины, унаследованная от древних, —змея, обвивающая чашу, приобретает в наши дни новый смысл. ЗМЕЯ И РАЗУМ У древних змея на чаше символизировала разум.
Но смысл символа был забыт в общежитии. В течение целых столетий, не имея сил подавить присущий всем представителям отряда приматов страх, люди относились к змеям как к заклятым своим врагам, стоящим вне закона. Лишь недавно начали говорить, что относиться к ним надо как к явлению природы, которое опасно при неосторожном подходе к нему и может принести большую пользу, если к нему подойти разумно. А что значит: «подойти разумно»? ...Наши змееловы жалуются: змей становится все меньше и меньше, все труднее удовлетворять запросы змеепитомников, а следовательно, фармацевтических фабрик и больных, которым нужны ценнейшие лекарства. Нам надо помнить, что СССР — не Бразилия и не Индия, где змей мириады, и от укусов погибают тысячи людей — там пока действительно, быть может, необходимо змей уничтожать. (Впрочем, это тоже нуждается в обсуждении.) Ведь змеи неагрессивны и никогда не кусают человека, если он не наступит на них. Профилактика укусов проще, чем их лечение. В местах, где ядовитые змеи многочисленны, надо просто при ходьбе смотреть под ноги и особенно быть осторожным ночью, когда животные активны. Не надо хвататься за палку, увидев что- либо похожее на змею. Мы в конце концов люди, нам незачем проявлять обезьяньи инстинкты. Человек, убивающий попавшуюся ему по пути змею, губит живую фабрику ценнейших лекарств и химических реактивов. Конечно, мы научимся синтезировать ферменты, но ведь еще долгие годы после зтого они будут из-за дороговизны недоступны для широкого применения в медицине и биохимии. Сейчас же яд попросту нечем заменить. Однако беречь змей, вернее — регулировать их численность в разумных пределах, необходимо не только из-за ценности их яда. Змеи — необходимые члены биоценозов — сообществ животных и растений, которые слагались миллионы лет, и которые легко разрушить, но крайне трудно восстановить. Многочисленные печальные истории с истреблением хищных птиц, волков и прочих зверей показывают, что вредных животных (за исключением человека) в природе нет. Только человек может вредить природе; к счастью, он обладает разумом, чтобы понять свою роль. Необходимо, правда, чтобы это понимание своей роли в природе не проявлялось бы слишком поздно. ЧТО ЭТО ТАКОЕ? (см. стр. 65) На фото — снятая сверху шляпка бледной поганки, по-латыни Amanita phalloides. Этот гриб встречается в наших лесах, и ядовитее его нет. Бледная поганка содержит целый набор ядов, самый опасный из них — аманито- токсин. Каждый, кто собирает грибы, должен с первого взгляда опознавать бледную поганку — ведь ее иногда путают с шампиньоном, и последствия такой путаницы оказываются весьма печальными... И чтобы при взгляде на бледную поганку у вас не возникал вопрос: «Что это такое?» — мы помещаем здесь еще одно фото этого ядовитого гриба, без всякой загадочности.
о Кандидат технических наук Л. Я. КРАУШ, кафедра научной фотографии МГУ Автограммы — это снимки на фотографических пластинках и пленках, которые получаются без фотоаппарата и даже без действия света. Снимаемый объект сам «строит» на пленке свое изображение, химически воздействуя на бромистое серебро фотографического слоя. Первую известную нам автограмму получил Анри Бекке- рель в 1895 году. Он случайно положил кристалл радиоактивного вещества — калийуранил- сульфата — на завернутую в черную бумагу фотопластинку. А когда через несколько часов проявил пластинку, то на негативе обнаружил силуэтное изображение кристалла. Впоследствии было установлено, что все радиоактивные вещества создают подобным образом изображение в бромсеребряном фотографическом слое без действия света. В 1904 году С. Лондон описал такой интересный опыт. Лягушку поместили в закрытый сосуд, наполненный воздухом с примесью радона, и она некоторое время дышала этим воздухом. После зтого лягушку (в тканях которой содержался радон) умертвили и положили на некоторое время на фотопластинку. После проявления пластинки получилась автограмма этой лягушки (фото 1). Если в организме животного, растения или в минерале радиоактивное вещество распре- ФОТОЛАБОРАТОРИЯ АВТОГРАФИЯ делено неравномерно, то на проявленном негативе это будет заметно: места скопления радиоактивных атомов дадут более темное изображение (фото 2). Возможность получать снимки, на которых видно, как радиоактивное вещество распределено в организме, широко используется медиками и биологами в методе меченых атомов. Изображение радиоактивных препаратов «строится» лучами и электрозаряженными частицами, которые испускаются веществом при радиоактивном распаде. Такими лучами могут быть и рентгеновы лучи. Проходя через какой-либо предмет — ткани и кости живого организма, кристалл или промышленное изделие, они поглощаются различными участками неодинаково и, действуя на фотопленку, дают на ней изображение предмета (рентгеновский снимок), как бы видимого в проходящем свете. Автограммы позволяют физикам обнаружить ионизирующие частицы, возникающие при распаде атомных ядер. Каждая ионизирующая частица, проникающая в фотослой, оставляет в нем след. На проявленном негативе этот след возникает либо в виде отдельной черной точки, либо в виде совокупности таких точек, составляющих линию (фото 3). Но автограммы можно получить и без действия радиоактивных излучений — прямым контактом животных и растительных тканей, не содержащих радиоактивных веществ, с фотопленкой. В этом случае между препаратом и фотографическим слоем не должно быть никаких прокладок, так как изображение получается в результате действия на бромистое серебро жидкости, выступающей из ткани. Химическое действие тканевой жидкости на фотослой впервые было обнаружено в 1905 г. Но только в 1954 г. появились сообщения Белави- ной, Качанова и Ярового о том, что этим способом можно получить отчетливое изображение структуры органов животных. В отличие от силузтных снимков, получаемых в проходящих рентгеновых лучах, автограммы тканей, приложенных к фотопленке, показывают структуру поверхности и четко воспроизводят мельчайшие детали, которые незаметны для невооруженного глаза (фото 4). Этот способ разработан недавно, он мало известен исследователям, и, несмотря на его доступность и простоту, слабо используется. Между тем на автограммах, полученных этим способом, часто можно наблюдать картину, увидеть которую иным способом вряд ли возможно.
1. Первая авторадиограмма биологического препарата. Лягушку, ткани которой были насыщены радоном, помещали на фотографическую пластинку и таким образом получали изображение КАК ПОЛУЧИТЬ АВТОГРАММЫ ОРГАНОВ ЖИВОТНЫХ Поверхность органа животного или части его, с которых собираются сделать автограмму, осушают фильтровальной бумагой от крови и избытка тканевой жидкости и затем в темноте прижимают к светочувствительному слою фотопластинки или пленки ту сторону органа, изображение которой хотят получить. На пластинке расположить препарат легче, но зато пленкой можно обернуть орган с разных сторон. Препарат к фотослою нужно прижать достаточно плотно, иначе изображение получится слабым и нерезким. Если давление на слои самого препарата недостаточно, на него кладут какой-либо груз. Однако если груз окажется слишком тяжелым, из ткани выступит избыток жидкости; она растечется по фотопластинке, и на негативе вместо четкого изображения получится пятно. «Выдержка» — контакт пластинки с препаратом — требуется различная — от нескольких секунд до нескольких суток и зависит от свойств «снимаемого» органа, температуры, при которой проводится съемка, и сорта фотопластинок. Для высокочувствительных пластинок, естественно, нужна меньшая выдержка. При комнатной температуре изображение получается довольно быстро, но может начаться разложение ткани. Чтобы предотвратить его, фотопластинку с препаратом во время «съемки» обычно выдерживают при температуре 5—8°С. Охлаждать ткань сильнее нельзя — может замерзнуть тканевая жидкость, взаимодействующая с бромистым серебром. В каждом опыте правильную выдержку приходится определять, делая пробы. Чаще всего выдержка составляет 3—4 часа. Не все животные и растительные ткани дают автограммы одинаково легко. Некоторые растения совсем не дают автограмм. Для препаратов растений выдержка обычно требуется значительно больше, чем для
Авторадиограмма листа табака, пораженного вирусным заболеванием, В больных участках растения скопился радиоактивный фосфор, и на негативе они получились темными Авторадиограмма следов а -частиц препаратов из животной ткани. Наиболее активными оказались мозг, сердце, печень. Эндокринные железы, слизистая оболочка желудка, почки, селезенка также дают хорошие автограммы. Для кожи автограммы на фотослое получить не удалось. Выдержка и качество изображения сильно зависят от того, сколько времени прошло с того момента, когда ткань изъяли из организма, до получения автограммы. Наибольшую «фотографическую активность» препараты приобретают после выдерживания их в холодильнике в течение 1—2 недель при температуре 2—5°С. После двух недель способность органа воздействовать на фотослой уменьшается, а после 3—4 недель отчетливую автограмму получить уже не удается. Совсем не действуют на пластинку ткани, выдержанные в формалине. Перед проявлением пластинку промывают водой в течение одной минуты, чтобы удалить с ее поверхности кровь и жидкость, иначе на негативе могут появиться пятна. Проявляют пластинку в обычном проявителе. При правильной «выдержке» получаются достаточно плотные и контрастные негативы. Зернистость негативов настолько мала, что можно печатать с очень большим увеличением — в 7, в 10 и даже в 14 раз. Автограммы органов животных и растений можно сделать и на цветной пленке. На цветных снимках участки препарата с неодинаковой активностью получаются разного цвета. Цвета, разумеется, возникают условные: они не воспроизводят действительную окраску объекта. ЧТО МОЖНО УВИДЕТЬ НА АВТОГРАММАХ На автограммах органов животных отчетливо передаются как крупные, так и очень мелкие, микроскопические детали структуры поверхности. На обычных фотоснимках воспроизвести эту структуру обычно не удается, так как, во-первых, влажная поверхность органа
4. Автограмма семенника собаки (продольный разрез). Пластинки ортохроматические 32 единицы ГОСТ, выдержка 2,5 часа при температуре 15° С, проявитель № 1, фотобумага JV° 3 отражает свет очень неравномерно, и появляются блики, и, во-вторых, поверхность ткани обычно одноцветна, поэтому негативное изображение ее очень неконтрастно. Контрастность автограммы возникает из-за различия химической активности отдельных участков препарата. Установлено, что особенно сильно действуют на фотографический слой ткани растущие, перерождающиеся, вообще — изменяющиеся. Это справедливо и для животных, и для растительных тканей. На автограмме разреза луковицы (репчатый лук), не начавшей прорастать, изображение едва заметно. Но вот луковица начала прорастать — небольшие участки активных ростков гораздо отчетливее видны на снимке, чем вся остальная луковица (фото 5). Когда луковица сильно прорастает, на автограмме получается отчетливое изображение всего растения. Ту же закономерность — усиление действия на фотопластинку развивающегося организма — наблюдают на изображениях эмбрионов и интенсивно растущих опухолей. Опыт проводили на крысах. Им прививали опухоль, и через определенные промежутки времени делали автограммы исследуе- мых органов. Автограммы показали, что чем интенсивнее развивается опухоль, тем более темным получается ее изображение на негативе. Омертвевшая опухоль на пленку почти не действует. Таким образом на автограммах, полученных на черно-белых или на цветных пленках, можно различить развивающиеся опухоли. На автограммах отчетливо заметны и многие другие изменения в жизнедеятельности органов. Если орган животного оперировали или вводили в него лекарство, то на автограмме видно, как возникает иная структура ткани и меняется плотность почернения на негативе. Действие различных органов на пленку неодинаково зависит от многих причин, позтому указать оптимальные условия
для всех случаев автографии нельзя. Их должен подобрать сам фотограф, основываясь на приведенных здесь общих рекомендациях. Простой, доступный каждому способ автографии удобно использовать для биологических и медицинских исследований. Автограмма репчатого лука: слева — до прорастания; справа — на первой стадии прорастания 84 ПЯТЬ СОВЕТОВ ■ Автограммы животных и растительных тканей можно делать сразу на фотобумаге. Для этого препарат прижимают прямо к бумаге. После проявления изображение получается негативным — интенсивно изменяющиеся участки тканей будут темными, медленно изменяющиеся — светлыми. ■ Толщина эмульсионного слоя обычных фотопленок—10—20 микронов. Толщина самых тонких эмульсионных слоев — всего 0,5— 1 микрон (толщина одного кристалла бромистого серебра). Такие пластинки изготовляют для съемки в ультрафиолетовых лучах. Желатин, входящий в состав фотографического слоя, сильно поглощает ультрафиолетовые лучи. Поэтому в обычных эмульсионных слоях ультрафиолетовые лучи действуют лишь на те кристаллы бромистого серебра, которые расположены на поверхности слоя. Толщина эмульсионного слоя пластинок, на которых получают автограммы ионизирующих частиц, так называемых ядерных пластинок, — до 600 микронов. Такая большая толщина нужна для того, чтобы на пути попадающей в слой ионизирующей частицы оказалось больше кристаллов бромистого серебра, и след частицы на негативе был отмечен большим числом серебряных зерен, чтобы он был лучше виден. На рентгеновские пленки нанесены два эмульсионных слоя — с обеих сторон целлулоидной основы; толщина каждого слоя — до 50 микронов. Большая толщина слоя нужна для получения большой контрастности негатива, так как рентгеновское изображение обычно бывает мало контрастным. ■ Негативы, которые предполагается рассматривать под микроскопом, нужно промывать дистиллированной или тщательно отфильтрованной кипяченой водой. При использовании неочищенной воды на поверхности эмульсии появляется осадок солей и других микроскопических частиц. Некоторые из них при рассматривании снимка под микроскопом не отличаются от проявленных серебряных зерен и их можно принять за след ионизирующей частицы. И Ретикуляцией называют сморщивание желатина фотографического слоя. Она возникает при резком изменении температуры набухшего эмульсионного слоя, например, если негатив из теплого B2—24° С) проявителя перекладывают в холодную F—8° С) промывную воду. Нужно всегда стараться, чтобы температуры растворов, которые действуют на пленку один за другим, не слишком резко отличались одна от другой. И Для теневых (силуэтных) автограмм очень важно, чтобы пленка обрабатывалась равномерно. Если проявляют, перемешивая раствор непрерывно и равномерно, то однородность почернения на негативе получается очень высокой (колебания в единицах оптической плотности не превышают ±0,01). При резком перемешивании раствора колебания плотности на одной пленке могут значительно возрасти (до ±0,1 единицы оптической плотности). Из-за этого возникают ошибки, так как причиной изменения плотности можно считать изменение интенсивности облучения.
СОВЕТУЕМСЯ С ЧИТАТЕЛЯМИ АНКЕТЫ ВЕРНУЛИСЬ В ЖУРНАЛ Итоги заочных читательских конференций принято подводить редакционной статьей. Однако на зтот раз мы решили нарушить традицию: обзор откликов на анкету, помещенную в мартовском номере нашего журнала, делает один из читателей — инженер С. АСТАХОВ. Предоставляем ему слово. Социологи почти серьезно предрекают, что если волна различных опросов в ближайшее время не схлынет, то года через два вся суша покроется двухметровым слоем анкет. Журнал «Химия и жизнь» решил занять в зтом слое свои микроны. 126 тысяч узких бумажных полосок отправились в марте нынешнего года к читателям. Каждому подписчику и даже случайному покупателю предоставлялась возможность высказать прямо «в лицо» журналу все, что он о нем думает. И в каждой тысяче читателей, взявших в руки третий номер «Химии и жизни», нашлось двое- трое, пожелавших помочь себе и журналу. Более трехсот писем: анкетные полоски, тетрадные листки со свежими еще следами уроков чистописания, какие-то обрывки в нервных закорючках (вот раздолье графологу!). Здесь не только ответы на заданные редакцией вопросы. Девочка- школьница из Свердловской области спрашивает, куда поступить, чтобы выучиться на технолога ракетного топлива; пенсионер-столяр всерьез увлекся химическими опытами из раздела «Клуб Юный химик»; молодая учительница с Камчатки с болью сообщает, что четыре года не пополняет знаний по химии из-за полного отсутствия соответствующей литературы в тех краях... Все это должно помочь нам разгадать вкусы читателей, определить их запросы. КТО ОН? Начнем с вопроса безусловно для всех любопытного: кто вместе с вами, уважаемый читатель, раскрывает каждый месяц свежий номер журнала? Встречаясь с новым человеком, мы прежде всего замечаем, мужчина зто или женщина, затем отмечаем возраст и, наконец, уже некоторое время пообщавшись, узнаем или догадываемся о профессии. Будем знакомиться с читателями «Химии и жизни» в той же естественной последовательности. а) пол. В анкете не было такого вопроса. Но косвенные данные (главным образом спасительная буква «а» в конце глаголов и фамилий) дали возможность в 9 случаях из 10 точно установить истину. Оказалось, что 29% ответивших на анкету — женщины. Если полагать, что мужчины и женщины в одинаковой мере не любят писать письма, то выходит, что на двух читателей «Химии и жизни» приходится одна читательница. Однако соотношение это не безразлично к возрасту читателей. Так, среди школьников читательниц оказалось 32%, а среди людей старше пятидесяти — женщин уже только 20%. б) возраст. Начнем прямо с таблицы: До 16 лет (включительно) 12,7% 16—30 лет . 65,4% 30—50 лет 18,2% За 50 лет 3,7% Самый распространенный читательский возраст — восемнадцать. 16—20-летние составляют половину всех ответивших на анкету. Самый молодой читатель — тот же, что и в прошлом году, — Алик Филатов из Воркуты. (Теперь ему уже 12 лет.) За ним следует ученик 6-го класса Саша Куралесов из Мурманска, большой почитатель «цветной и вообще фотографии». А самому старшему читателю (разумеется, из заполнивших анкету) не исполнилось
еще и 70 лет. Это инженер-геодезист Анна Ивановна Акимова из Ташкента. в) занятия. Профессии у читателей «Химии и жизни» самые разнообразные. Иногда о них узнаешь, даже не познакомившись с содержанием анкеты. Так, лаборант-аппаратчик из Алма-Аты Ю. Малыгин вложил в конверт этикетку гамма-глобулина и приписал на ней «Делаю это лекарство». Чтобы систематизировать всех писавших по профессиональному признаку, пришлось объединять их в большие группы. Самой разнородной получилась группа, условно названная «Инженерно-технические работники». В нее вошли инженеры, работающие на производстве и в НИИ, техники, фармацевты, лаборанты, механизаторы сельского хозяйства. Распределение читателей по профессиям Школьники . 24,5% Студепты вузов и техникумов 21,5% "Школьпыс учителя . . . .17,5% Преподаватели вузов и техникумов . . 2,5% Инженерно-технические работпнкп 22,0% Рабочие 7,0% Служащие 1,5% Остальные 3,5% Насколько журнал «келеен»? По анкетным данным вопрос о причастности читателя к химии не всегда однозначно разрешим. Куда, скажем, отнести школьника? Или инженера, не указавшего своей узкой специализации? Если же взять в расчет только случаи совершенно ясные, то оказывается, что среди читателей «Химии и жизни» «химики» (связанные с химией по роду основных занятий) к «нехимикам» относятся как четыре к одному. ПЕРВАЯ ВСТРЕЧА «На вокзале, перед отходом поезда», — так отвечает на вопрос о первой встрече с журналом читательница из Магнитогорска. Остальные, судя по письмам, познакомились с «Химией и жизнью» в менее драматических ситуациях. О журнале впервые узнали: из прессы и по радио . . . 39% от другого читателя . . . . 30% в библиотеке 10% в киоске «Союзпечати» . . 21 % МНЕНИЯ О РАЗДЕЛАХ Узнав кое-что о читателе и его первой встрече с журналом, обратимся к их сегодняшним отношениям. Разделы журнала Проблемы и методы современной науки Наука о живом . . Как делают вещи и вещества .... Клуб Юный химик Средняя оценка (по пятибалльной системе) 4,38 4,66 4,35 4,30 4,30 Так же или несколько выше оценены разделы и рубрики « Страницы истории», «Новости отовсюду», «Рассказы о лекарствах», «Фотолаборатория». Средний балл у разделов «Наука — искусству» и «Фантастика» — ниже. Женщины, как и положено, более либеральны и мягки — почти по всем разделам они оценивают работу журнала выше, чем мужчины. Ну, а как сказываются на читательских вкусах возраст и профессия? «Хочу болыпе видеть материалов для учащихся и учителей школы» (М. Е. Дмитричен- кова, учительница). «Хотелось бы, чтобы в разделе «Юный химик» помещалось болыпе сложных задач, составленных на базе программного материала» (учительница сельской школы М. Ходинская). «Прошу расширить раздел «Клуб Юный химик» (ученик 10 класса С. Орлов). «Мне кажется, зту рубрику (Клуб Юный химик — С. А.) лучше исключить. Она больше подходит журналу «ЮТ» (Н. Компанцева, студентка). «Хотелось бы ежемесячно встречать в журнале рубрику о лекарствах» (студент фармацевтического факультета Томского мединститута В. Чикалев). Инженерно-технические работники выставляют круглую пятерку разделу «Учитесь переводить». С ними согласны школьники. Но есть и другие мнения, например: «Разделы «английский и немецкий для химиков» мало что дают и я их считаю излишними» (работник винсовхоза, подпись неразборчива). Жить или не жить фантастике на страницах «Химии и жизни»? Главные апологеты этого жанра — из стана студентов и школьников. Иногда им удается завербовать себе союзников и среди старших. «По мнению папы, — пишет Алик Филатов, — научно-популярному журналу научно-фантастические рассказы не вредят». КОЕ-ЧТО О ЗНАЧЕНИИ ВНЕШНОСТИ Товарищей на вкус и цвет, действительно, нет. Один, казалось бы, скромный вопрос об оформлении журнала расколол доселе довольно стройные ряды читателей. Пятерки вошли в соседство с двойками. Качество оформления журнала разбирается читателями в двух аспектах: 1) полиграфическое оформление; 2) характер и стиль изобразительных средств. По первому пункту разноре-* чий мало.
«Получив № 1 «Химии и жизни» за 1967 год, был крайне удивлен тем, что журнал, который имеет уже большую читательскую аудиторию и все более и более завоевывает сердца людей, стал издаваться в «газетном» оформлении. Еще осталось не разрезать страниц и выбросить скрепки», — пишет инженер-химик В. Н. Толкачев. И добавляет: «А ведь раньше журнал имел вид книги, его хотелось поставить на полку, сохранить!» Это одна из крайних форм весьма распространенного мнения. Ухудшение качества бумаги (в мартовском номере) и новая брошюровка журнала не вызвали особого энтузиазма среди читателей. А как отнеслись они к новому стилю рисунков, к единообразному шрифту, к жесткой планировке полосы? Очень по-разному. «Журнал в художественном оформлении великолепен» (семья Сидоровых — учительница и инженер-электрик, Астрахань). «На мой взгляд, иллюстрации немного абстрактны» (С. Панов, школьник из города Калинина). «Художественное оформление — худшее из всех журналов СССР. Нужно сменить художественного редактора» (доцент общей химии, без подписи). «Строго, научно, красиво» (А. Богданов, студент, Тбилиси). «Безответственно- вульгарное использование драгоценного объема. Оформление в «Крокодиле» интереснее и поучительнее» (дефектоскопист А. С. Боровиков, Москва). «Мало красок. Нужно больше цветных рисунков и фотографий» (В. Иванов, слесарь, Пермь). В общем 66% высказавшихся считает, что художественное оформление этого года лучше прошлогоднего. Можно попытаться найти зависимость между оценками и возрастным и профессиональным положением читателей. Студенты оценивают оформление чуть выше, а школьники и люди солидного возраста чуть ниже. Но такая зависимость прослеживается слабо; по-видимому, влияние сугубо личных вкусов слишком велико. ПОПУТНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ Многих, ответивших на анкету, не удовлетворяет роль судей и критиков уже проделанного в журнале. Они предлагают что-то новое, свое. Чаще всего речь идет о расширении тематики журнала, о введении новых разделов. «Философские проблемы химии и естествознания» — такой раздел необходим журналу по мнению Ф. Г. Синицы, учителя химии из гор. Коростышева с Украины. Некоторые предложения читатели вносят, используя форму «от противного»: «Химия и жизнь» еще недостаточно внимания уделяет современным методам аналитической химии». «Очень жаль, что к статьям не дается библиографии». «В первых номерах журнала была попытка помещать художественные произведения (в том числе стихотворения, репродукции с картин и т. п.), посвященные химии и химикам. Следует чаще практиковать это». Есть и такое предложение: «В журнале должен быть раздел «На досуге», «Химики шутят» или т. п. (не в названии дело). В нем нужно помещать не только анекдоты о химиках, но также ребусы, кроссворды, задачи-шутки». Каждое читательское письмо — действенная помощь редакции. Жаль лишь, что не все группы читателей с одинаковой готовностью откликнулись на призыв высказаться о журнале. Вряд ли, например, удельный вес научных работников в читательской массе пропорционален тем одиночным письмам, которые от них поступили. Следующий опрос надо провести так, чтобы наиболее полно охватить все группы и категории читателей. Кстати, сами вопросы надо ставить четче. А то, отвечая на вопрос «Как вы оцениваете статьи и заметки постоянных разделов журнала?», одни читатели выставляли отметки за статьи, а другие оценивали уместность на страницах журнала самих разделов. ОТ РЕДАКЦИИ. Только что вы, уважаемые читатели, ознакомились с небольшим социологическим исследованием, имеющим двоякую цель. С одной стороны, оно может представить определенный интерес для вас, поскольку дает возможность, пусть заочно, пусть в самых общих чертах, познакомиться со своими коллегами по чтению. С другой стороны, оно адресовано редакции — руководствуясь им, мы постараемся в будущем году как можно полнее удовлетворить ваши запросы. Исследование показало, в частности, что примерно треть читателей узвали о нашем журнале от своих знакомых. Поэтому, возобновляя подписку на 1968 год, не забудьте о своих друзьях и коллегах — посоветуйте им тоже подписаться на «Химию и жизнь».
a Я ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ Член-корреспондент АН Латвийской ССР М. Г. ВОРОНКОВ, В. Б. ЛОСЕВ ПЛАЩ- НЕВИДИМКА В нашей статье речь, разумеется, пойдет не о плаще, который делает невидимым, — речь пойдет о «плаще», который невидим сам. ...Все разрушает и все портит влага. Если бы не она, насколько дольше стояли бы постройки из кирпича, камня, бетона! А разве приятно попасть под дождь, не захватив с собой плащ? От воды бумага «раскисает», дерево — набухает, металлы — ржавеют... Кажется, довольно? Идеальное решение проблемы «непромокаемости» принесла с собой химия органических соединений кремния. С ее помощью были созданы вещества, способные придавать разнообразнейшим материалам свойство отталкивать воду. Эти вещества получили название г и д- рофобизаторов. Замечательные свойства гид- рофобизаторов нагляднее всего можно продемонстрировать одним эффектным опытом, — почти фокусом. Возьмите сухой стакан и налейте в него несколько капель кремнийорганического гидро- фобизатора — например, метил- трихлорсилана (CH3S1CI3). Накройте стакан стеклом: с виду он будет казаться пустым. Потом возьмите два одинаковых кусочка фильтровальной бумаги (или «промокашки») и один из этих кусочков опустите на несколько секунд в «магический» стакан. Потом оба кусочка бумаги положите рядом и на каждый из них накапайте воды, Обычная бумага тотчас же промокнет, а вот бумага, побывавшая в стакане — нет. На ней капельки воды останутся лежать в виде серебристых шариков. Эта бумага стала гидрофобной Что же происходит с бумагой при гидрофобизации? Сначала несколько слов о том, почему бумага намокает, а уж потом — почему, побывав в парах метилтрихлорсилана, она становится гидрофобной. Способность многих материалов намокать, как говорят, смачиваться, определяется особенностями строения их поверхности. Например, бумага смачивается потому, что ее поверхность усеяна «влаголюбивыми» гидроксильными группами ОН. Но если внести бумагу в пары метилтрихлорсилана, то сразу же между этим веществом, бумагой и адсорбированной на ней водой произойдет химическая реакция и образуется невидимая пленка; зта пленка уже не способна смачиваться водой, так как наружу торчит «щетка» гидрофобных метиль- ных групп СН3. Реакции, протекающие при гидрофобизации тех или иных материалов, могут быть и другими; однако в любом случае на поверхности материала обра-
If* «Г *С*-Ч 4Ч**1* + зуется невидимая пленка, способная отталкивать от себя воду благодаря гидрофобным группам. Замечательная особенность такой пленки состоит в том, что она не задерживает воздух, а также пары воды и других веществ: гидрофобизированный материал не теряет способности «дышать». Трудно перечислить, сколь широко применение гидрофоби- зированных материалов. Например, гидрофобизированные плакаты, афиши, газеты не боятся дождя; в мешках из гид- рофобизированной бумаги можно носить воду; к гидрофобизи- рованной бумаге не прилипают клейкие материалы, так что ее можно использовать для упаковки невулканизированной резины, леденцов и других сладостей, замороженных продуктов и т. д. А костюмы, платья, плащи, обувь? Если их гидрофобизиро- вать, то они становятся влагонепроницаемыми; пятна от кофе, фруктовых соков легко удаляются с гидрофобизированных тканей. Такие ткани сохраняют все свои замечательные свойства даже после стирки. Они сохраняют их и после химической чистки. Более того. Гидрофобизация способна защитить металлы от коррозии, а строительные материалы — от разрушения; даже в хлебопекарной промышленности гидрофобизация может пригодиться: гидрофобное покрытие с успехом заменяет слой растительного или животного жира, которым обычно покрывают формы при выпечке хлеба. Или гидрофобизирован- ное стекло: оно перестает смачиваться, капельки воды на нем не удерживаются. Если гидрофобизировать ветровое стекло автомобиля, то не нужным становится «дворник», а если гидрофобизировать стек- Слева направо: Обычная фильтровальная бумага быстро впитывает попавшую на нее воду Фильтровальная бумага, побывавшая несколько секунд в парах метилтрихлорсилана, приобретает свойство отталкивать воду Гидрофобизированная ткань перестает смачиваться вобой лянную измерительную посуду, то отсчеты выполняются много точнее; такая посуда опорожняется полностью. А гидрофобизированные чашки и тарелки почти не грязнятся... В заключение мы приводим описание нескольких методов гидрофобизации. КАК ГИДРОФОБИЗИРОВАТЬ ТКАНИ Надо приготовить 7—10-процентную водную эмульсию кремнеорганическои жидкости ГКЖ-94 (или лучше ГКЖ-94М), выпускаемой отечественной промышленностью. Затем к эмульсии прибавляют катализатор — смесь уксуснокислого цинка и уксуснокислой меди (по 2 грамма на 1 литр эмульсии) и уксусную кислоту (уксусную эссенцию) в количестве 20 — 25 граммов на литр. В полученный таким образом пропиточный раствор опускают
гидрофобизуемую ткань или изделие, которое предварительно надо хорошо выстирать и очень тщательно прополоскать. Ткань несколько минут энергично разминают, затем не очень сильно отжимают и сушат. После этого — заключительный, наиболее трудный и ответственный в домашних условиях этап: термообработка. Ткань необходимо выдержать 15—30 минут при 100°С. Можно воспользоваться духовкой или русской печью. При термообработке надо следить, чтобы ткань не перегрелась и не подгорела. Она должна прогреваться обязательно в подвешенном состоянии, не касаясь горячих стенок. Чем плотнее ткань, подвергаемая гидрофобизации, тем надежнее она защитит вас от дождя. Проверить качество гидрофобизации можно следующим образом. Положите кусок ткани на кастрюлю так, чтобы ткань провисла, и осторожно вылейте на ее поверхность стакан воды. Если водоотталкивающая пропитка хороша, то на обратной стороне ткани капли воды не появятся, а сама ткань не будет ее впитывать. КАК ГИДРОФОБИЗИРОВАТЬ СТЕКЛО Стеклянную посуду гидро- фобизируют так. Тщательно вымытый и высушенный стеклянный сосуд окунают в 5—10-процентный раствор диметилдихлорсилана (Cl-bteSiCb в бензине. Этим раствором можно также ополоснуть сосуд. Достаточно кратковременного контакта раствора с поверхностью стекла (около 1 минуты), чтобы она приобрела водоотталкивающие свойства. После такой обработки (ее необходимо проводить на свежем воздухе или в вытяжном шкафу из-за резкого запаха диметилдихлорсилана) стеклянное изделие необходимо оставить на некоторое время на воздухе (до исчезновения запаха). Для повышения долговечности гидрофобного слоя стеклянное изделие желательно нагревать до 130—150°С в течение 10—20 минут. КАК ГИДРОФОБИЗИРОВАТЬ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Чтобы сделать гидрофобными строительные материалы минерального происхождения, их поверхность опрыскивают или покрывают кистью 5-процентным водным раствором мети леи ликоната натрия (МСН), или зтилсиликоната натрия (ЭСН), или же 5 — 10-процентной водной эмульсией кремне- органической жидкости ГКЖ-94. Можно использовать также 5-процентный раствор в органическом растворителе (толуол, керосин) метилтрихлорсилана или диметилдихлорсилана. Когда поверхность высохнет, ее обработку можно повторить. Проверять качество гидрофобизации следует на следующие сутки. Для этого гидрофобизо- ваннзгю поверхность опрыскивают водой. Необработанный строительный материал сразу же впитывает в себя воду. На водоотталкивающей же поверхности капли воды лежат в виде шариков, не впитываясь. Рисунок Р. МУСИХИНОЙ 4V
НАШИ КОНСУЛЬТАЦИИ МЕД У ЗОМИЦЕТ—ЧАЙНЫЙ ГРИБ Мы получили письмо из Харькова: «Товарищи из редакции! Расскажите, пожалуйста, на страницах Вашего журнала о том, что представляет собою напиток «чайный гриб», каков его состав, свойства и способ размножения!» О медузомицете — чайном грибе — рассказывает врач С. М. МАРТЫНОВ. Родиной чайного гриба принято считать страны Востока — Японию, Индию, Китай. Больше ста лет тому назад гриб отсюда проник в Европу, Предполагают, что в Россию он был завезен во время русско-японской войны в 1905 году. Сейчас чайный гриб распространен повсеместно. Он известен и под другими названиями: индийский, японский, морской, лионский, манчжурский гриб, японская матка, волжская медуза, камбу- ха.,. Но научное его название — медузомицет. Чайный гриб, или медузомицет, выращивают в обыкновенных стеклянных банках на подсахаренном D—10%), но не очень крепком настое чая, при комнатной температуре и свободном доступе воздуха. Для того чтобы вырастить новый чайный гриб, нужно отделить кусок старого и поместить его в другую банку, в такую же среду. Многие ученые занимались изучением состава и свойств чайного гриба. Сначала его относили к разряду дрожжевидных грибов. Позднее выяснилось, что это скорее организм, «содружество» нескольких видов дрожжевидных грибов, а также уксуснокислых и глюконо- вых бактерий. «Тело» гриба построено главным образом из колоний уксуснокислых бактерий. Слизистые капсулы, образуемые их клетками, придают грибу характерную слизисто-хрящевую консистенцию. Какие химические процессы происходят во время жизнедеятельности медузомицета? Дрожжевидные грибы преобразуют поступающий из чая сахар в спирт и углекислый газ. Затем в химический процесс включаются уксуснокислые и глюконовые бактерии. Они превращают образовавшийся спирт в уксусную и глю- коновую кислоты. Поэтому у напитка кисловатый (от кислоты) вкус и шипучесть (от углекислого газа). На кофеин, ароматические и другие вещества, содержащиеся в чае, грибы и бактерии не действуют. Эти вещества в настое остаются почти неизменными. Лишь небольшое их количество усваивается медузомицетом (азотистое питание). Установлено также, что при отсутствии чая в среде прекращается синтез витамина «С», совершенно необходимого для жизнедеятельности чайного гриба. Если в раствор, питающий гриб, добавлять лишь подслащенную (без чая) воду, рост его приостанавливается. Сильный свет и низкая температура также замедляют процессы жизнедеятельности медузомицета. При 10-процентном содержании сахара активность настоя в два раза больше, чем при 5-процентном. Растет гриб весной и летом лучше, чем зимой и осенью. В народной медицине чайный гриб издавна считается хорошим целебным средством. И в самом деле, ряд химических исследований помог врачам установить, что настой гриба (особенно семи-, восьмисуточный) содержит проти- вомикробные вещества, возможно, антибиотической природы; гриб способен также в какой-то степени задерживать развитие нескольких видов болезнетворных микробов: стрептококков, дизентерийных палочек и других. Некоторые исследователи считают, что настой чайного гриба полезен при плохом пищеварении и некоторых нарушениях функций кишечника, особенно у людей, ведущих сидячий образ жизни. Кроме того, врачи утверждают, что настой чайного гриба благотворно влияет на течение ангины и других простудных заболеваний. Настой чайного гриба абсолютно безвреден. Это безусловно приятный и в известной мере полезный диетический напиток. Однако применять его как лекарство следует лишь по совету и под контролем врача.
GAUDEAMUSl московский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ, МАЙ 1967 ГОДА __ Ь Са О U ** & Tfc У н'ъ *■ л- * & & & UH« T* Ы ** z- щ- Рь Й ^ fe Cs N< Гаудеамус .[лат. gaudeamus — возрадуемтесь] — название студенческой песни на латинском языке (по первому слову песни). Словарь иностранных слов. Издание шестое, переработанное и дополненное. Изд. «Советская энциклопедия», М., 1964. Некогда все студенты, как один, справляли свой праздник 25-го января каждого года — в «Та- тьянин день». Сейчас же, в эпоху повальной специализации и самодеятельности, такое единение немыслимо, и поэтому студенты каждого института, каждого факультета, в меру сил и способностей, придумывают себе праздники сами. В Московском государственном университете первыми были физики, самочинно решившие каждую первую субботу мая праздновать день рождения Архи меда. При этом главной (разве что не единственной) темой их шуток неизменно были соседи-химики, никаких особых «своих» праздников не справлявшие. Но химики молчали неспроста. Они, видно, чувствовали, что успеют отыграться. И верно: в прошлом году был учрежден День химика. Химфаковцы, конечно, тотчас же этим воспользовались... Пошли они значительно дальше физиков. Если у физиков есть Архимед, то у химиков — Менделеев, а в его таблице — 104 элемента. В прошлом году, например, виновником торжества был Водород; в нынешнем году — Гелий; в ближайшем будущем счастье улыбнется Литию... Не правда ли, здорово? Веселые, яркие и разнообразные праздники гарантированы, по крайней мере, на ближайшие 102 года! Ну, а дальше? Надо надеяться, что вслед за открытием 104-го зле мента физики (ведь сами себе яму копают!) откроют элементы № 105, 106, 107... Элементы следует открывать по крайней мере по штуке в год — иначе праправнукам нынешних студентов химфака нечего станет праздновать. Впрочем, в этом нет ничего страшного: можно будет переключиться на празднование органических соединений. Их хватит по меньшей мере на несколько миллионов лет. В. БАТРАКОВ P. S. А еще у физиков нет журнала «Физика и жизнь»... Сегодня праздник Гелия — элемента, открытого на Солнце 99 лет назад Желающих присутствовать на этом празднике — хоть отбавляй 3. Торжественно звучат фанфары... Итак, мы начинаем... 4. Все затаили дыхание — даже галерка... — Элементы Вселенной! По периодам, группам и рядам — стройся! 6. ... И элементы пошли строиться по периодам, группам и рядам — В прошлом году после празднования Дня Водорода у меня две недели дергалась левая щека. Некоторые студенты думали, что я так улыбаюсь... Декан химического факультета Иван Фомич Луценко делится своими воспоминаниями 1 | I 3 \4 I 6
Виновник торжества — Гелий — на своем троне. Несмотря на почтенный возраст, выглядит он недурно 9. Выступает Генриетта Доберман- Пинчер с группой дрессированных студентов: — Лучше всего поддаются дрессировке старосты и отличники.., 10. — Атомы есть всюду и принадлежат они всем... 11. И среди химиков иногда встречаются здоровые ребята 12. Бедные мужья аспиранток! 13. А вот как работают первокурсники... 14. — Московский университет вы- годно отличается от пирамиды Хеопса своими размерами, часами, а также высокой разрушающейся способностью... 15. Обстановка на «сцене» — самая непринужденная 16. Вечером декану снова нашлась работа — пришлось гасить свечи на именинном пироге (ровно метр на метр!) 17. ...А студенты довольны. Это единственный день, когда Иван Фомич безропотно выполняет все их желания... 18. И до позднего вечера было светло, весело и шумно перед зданием химического факультета МГУ 1 8 S /3 \ /6 17 10 /V " \,2\ /Г | ./а \
9*
РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ РАЗНЫЕ РАЗНОСТИ ШОКОЛАД И ЗУБЫ Среди населения земного шара процент людей с абсолютно здоровыми зубами весьма незначителен: зубы подавляющего большинства людей в той или иной степени поражены неприятным заболеванием — кариесом. Ученые непрестанно ищут средства борьбы с кариесом. Удалось, например, установить, что ваниль и какао способны тормозить процесс разрушения зуба (по-видимому, благодаря содержащимся в них танинам). Если это так, то можно было бы рекомендовать давать детям больше шоколада; но положительное влияние танинов, увы, «компенсируется» вредным воздействием содержащегося в шоколаде сахара... И ГРЯЗЬ —ТОЖЕ КАТАЛИЗАТОР! Химики, использующие раствор перманганата калия в качестве окислителя, знают, что его нельзя готовить впрок: пройдет от силы один день — и раствор уже потеряет значительную долю своей активности, перманганат калия разложится. Несколько лет назад чехословацкие ученые установили, что причиной неустойчивости раствора этого вещества служат микропримеси, действующие каталитически: раствор абсолютно чистого перманганата калия может храниться неопределенно долго. Недавно было установлено, что аналогично ведут себя и другие сильные окислители — например, феррат и перренат калия. Если для приготовления этих веществ использовать очень чистые реактивы, а все операции вести в теф- лоновых сосудах, то раствор полученного таким образом феррата калия может храниться несколько суток. Но достаточно добавить ничтожное количество соли никеля (в концентрации всего 10~4моля на литр), как реагент разложится в течение считанных минут. Все это еще раз говорит о том, что катализ — гораздо более общее и часто встречающееся явление, чем это нам порой кажется. АСТМА И СЛУХ Обычно человек слышит звуки, частота которых не превышает 10—20 килогерц; в детстве эта граничная частота максимальна, а с возрастом она заметно понижается. Однако было замечено, что люди, больные астмой, способны слышать более высокие частоты: если у здоровых людей средняя граничная частота лежит в области 15 килогерц, то у астматиков она достигает 25 килогерц. А дети, больные астмой, воспринимают даже звуки с частотой 30 килогерц! Причина этого интересного явления кроется, по-видимому, в повышенной общей чувствительности организма людей, больных астмой. Как известно, эти люди обладают как большой эмоциональной возбудимостью, так и более сильной реакцией на различные физические и химические воздействия. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Сокол ов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, С. В. Кафтанов, Л. И. Мазур, Б. Д. Мельник, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), П. А. Ребиндер, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), С. С. Скороходов, Б. И. Степанов, А. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль Редакция: Б. Г. Володин, Д. А. Глейх, В. Е. Жвирблис, А. Д. Иорданский, О. И. Коломийцева, О. М. Либкин, В. В. Станцо, Т. А. Сулаева, И. М. Чаплина, В. К, Черникова Художественный редактор С. С. Верховский Технический редактор Э. С. Язловская Корректоры И. К. Шатуновская, Е. И. Сорокина, Ю. И. Глазунова При перепечатке ссылка на журнал «Химия и жизнь» обязательна Адрес редакции: Москва В-333, Ленинский проспект, 61/1. Телефоны АВ 7-52-29, АВ 7-72-64 и АВ 7-66-23. Подписано к печати 11/VIII 1967г. Т. 12104. Бумага 84xi08'/i6- Печ. л. 6,0. Усл. печ. л. 10,08 + 1 вкл. Уч.-изд. л. 10,3. Тираж 126 000. Зак. 1967. Цена 30 коп. Московская типография № 2 Главполиграфпрома Ко-* митета по печати при Совете Министров СССР. Москва, проспект Мира. 105.
А что если так будет выглядеть толпа у киосков Союзпечати, когда в них появятся свежие номера «Химии и жизни» образца 1968 года? Чем двенадцать раз в году тратить время на стояние в очереди, не проще ли своевременно подписаться на журнал? РЕДАКЦИЯ
СЛЕДУЮЩИЙ НОМЕР НАШЕГО ЖУРНАЛА ПОСВЯЩАЕТСЯ 50-ЛЕТИЮ ВЕЛИКОГО ОКТЯБРЯ Издательство «Наука» Цена 30 коп. Индекс 71050