Text
                    химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР 1973
и


«Дракон, вшшмый nod pa иичными углами зрения», гравюра на меои, АI /// в. В шутливой аллегории — глубокая мысль об относительности человеческих представлений о мире, не утратившая актуальности и по сей день. Кстати, в романе Роберта Шекли «Координаты чудес», павы из которого мы продолжаем печатать в этом номере под необычным углом зрения предстают даже сами драконы
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ 11 Экономика, производство Последние известия Гипотезы Элемент № ... Обыкновенное вещество Новые заводы Портреты Проблемы и методы современной науки Литературные страницы Короткие заметки Пишут, что... Клуб Юный химик Слоеарь науки Земля и ее обитатели Что мы едим Новости отовсюду Rp: новый препарэт Информация Консультации Переписка 2 8 9 12 16 21 22 25 26 30 37 41 43 44 54 54 55 60 62 69 72 74 76 77 78 79 80 П. П. ТРОФИМЕНКО. Найти точку на карте В. И. ИВАНОВ. Двойная спираль: прямое определение координат атомов A. А. АВЕРЬЯНОВ, В. Л. ВЕСЕ- ЛОВСКИИ. О вреде кислорода B. И. КЛАССЕН. Эта живая магнитная вода В. В. СТАНЦО. Радий Что вы знаете н чего не знаете о радии и его соединениях Е. Д. ТЕРЛЕЦКИИ. Сажа A. И. НЕДЕШЕВ. Уваровский аммофос, сызранская кожа Александр Евгеньевич Ферсман Л. Д. БЕРГЕЛЬСОН. Биологические мембраны. III. Монтаж н демонтаж. IV. Рождение — в первичном супе и клетке B. Р. ПОЛИЩУК, В. А. ТОЛИН. А вам не стыдно есть шпннат? Е. П. МЕДНИКОВ. Пыль теснится к стенке Книжный шкаф без пылн Р. ШЕКЛИ. Координаты чудес А. СУТУГИН. Мох предупреждает об опасности Т. АУЭРБАХ. Семь цветов радуги С. СТАРИКОВИЧ. Сказочное существо — лягушка Л. ЕВСИКОВА. Жемчужное масло, нли какое отношение маргарин имеет к химии Жемчужное масло на прилавках магазинов К. САМОПАНЩИКОВ. Не одна бумага терпит ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР Ноябрь 1973 Год издания 9-й Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: НА ОБЛОЖКЕ — рисунок к статье Е. Д. Терлецкого «Сажа» Б. Г. М. А. В. Е. А Д. О. И. О. М. Д. Н. B. В. C. Ф. Т. А. В. К. Володин, Гуревич, Жвирблис, Иорданский, Коломийцева, Лнбкин, Осокина, Станцо, Старикович, Сулаева, Черникова «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ», 1973
ЭКОНОМИКА, ПРОИЗВОДСТВО Инженер П. П. ТРОФИМЕНКО НАЙТИ ТОЧКУ НА КАРТЕ Год назад в «Химии и жизни» A972, № 10) была напечатана статья П. П. Трофименко «Земля для завода». В ней автор пересматривает сложившиеся представления о неисчерпаемости территорий, где можно строить промышленные предприятия, призывает по-хозяйски инвентаризовать землю, чтобы затем централизованно, жестко, продуманно отпускать ее под строительство заводов и фабрик. «„.Нужно начать перепись земли под заводы, нужно составить и издать земельный промышленный кадастр, снабдить им все проектные и хозяйственные организации. А потом требовать от них быстрой, оптимальной, дешевой привязки каждого нового завода к тщательно изученной, промеренной и подготовленной земле»,— так заканчивалась статья. Новая статья, которую мы предлагаем вниманию читателей, развивает эту же тему. Она посвящена экономически обоснованному выбору места для нового промышленного строительства. КАК БЕЗОШИБОЧНО НАПТИ на карте нужную точку? Где, з каких географических координатах заложить новое предприятие? Решая эту сложную задачу, нельзя забывать о главном — о человеке, который свяжет свою судьбу с новым заводом, о его семье, о будущем его детей. И конечно же, выбирая строительную площадку, нужно исходить из важнейших народнохозяйственных соображений: и расходы на строительство, и себестоимость будущей продукции должны быть минимальными. Б принципе предварительная оценка условий человеческого существования на новом месте, экономический расчет всех показателей предприятия, которое только еще предстоит привязать к той или иной точке на карте, могут быть достаточно точными. Можно, например, с большой достоверностью рассчитать, во что обойдется тонна стали или тонна капролактама, если выпускать их даже на Северном полюсе. Между прочим, с технической точки зрения, это не бред и не фантазия. Полезность подобного расчета несомненна, если учесть, что со временем потребуется, по-видимому, перераба- Один из профилей экономического поля тывать на месте полезные ископаемые Антарктиды,, строить в открытом океане на путях супертанкеров гигантские поплавки-катамараны с нефтеперерабатывающими заводами на борту. Нет, самый фантастический экономический расчет полезен: сегодня — с точки зрения теории, методики, завтра — с точки зрения практики. Однако довольно экзотики. Экзотические примеры приведены здесь лишь затем, чтобы напомнить о необходимости и возможности трезвого хозяйского предвидения — предвидения экономистов и проектировщиков, привязывающих к земле будущие промышленные предприятия. В НАШЕЙ СТРАНЕ накоплен богатейший опыт размещения промышленных предприятий— и в старых индустриальных центрах, и в новых, только обживаемых районах. В СССР работают более пятидесяти тыся^? фабрик и заводов. И все же выбор каждой ]• 3
точки строительства — это головоломка, для решения которой необходимы знания, опыт, глубокая осведомленность в экономической обстановке на местах, высокое чувство ответственности и нервы, нервы, нервы... Впрочем, все эти вещи лишь с большой натяжкой можно считать материальными. Поэтому перейдем к основам экономического расчета, позволяющего с той или иной степенью достоверности выбрать ту единственную точку, где должен стоять завод. Методика этого расчета — так называемого расчета приведенных затрат — разработана институтами Академии наук СССР и уже около двадцати лет с успехом применяется для оценки точек размещения. В силу своей молодости она нуждается в совершенствовании, но и сейчас дает вполне надежные количественные результаты. Первый шаг — выбор нескольких точек строительства, среди которых надлежит найти лучшую. Это еще не расчет. На этом этапе проектировщики и экономисты обращаются к своему опыту, интуиции, учитывают стратегические соображения, транспортные возможности, сложившуюся кооперацию, пожелания республик и областей, климатические условия. Затем для каждой из выбранных точек определяется полная себестоимость будущего продукта. Например, при расчете себестоимости (С) кальцинированной соды учитываются затраты на получение рассола поваренной соли, известняка, пара, электроэнергии. Причем эти затраты прослеживаются до самой последней ступеньки общественного разделения труда. В себестоимость энергии, необходимой для производства кальцинированной соды, войдет стоимость угля. Последняя включит в себя затраты на крепеж в забое, начиная с валки леса и кончая доставкой бревен на шахту... И так далее. Не менее сложна структура расходов на капитальное строительство (К). Эти расходы — сопряженные удельные капиталовложения — включают затраты на строительство содового завода с известняковым карьером и рассоло- промыслом, затраты на постройку ТЭЦ, железнодорожной ветки, шоссе, подъездных путей. Теперь, чтобы получить полные, так называемые приведенные затраты (П) на новое производство, остается сложить себестоимость продукта и сопряженные удельные капиталовложения; П = С+ЕК. (Коэффициент Е — коэффициент эффективности — учитывает амортизацию зданий и оборудования, их материальный и моральный износ, показывает сроки окупаемости капитальных затрат.) ДЛЯ ТРЕХ, ЧЕТЫРЕХ, ПЯТИ ПУНКТОВ, намеченных в качестве кандидатов на MeciO будущей стройки, нетрудно посчитать себестоимость продукта, расходы на капитальное строительство и общие приведенные затраты. Теперь уже проектировщики прекрасно вооружены цифрами. Пусть местные руководители с пеной у рта доказывают, что точка на карте их области есть наивыгоднейшая точка. Но если затраты на тонну целлюлозы, гидролизного спирта или аммиака окажутся здесь выше, чем у соседей, этим руководителям можно с карандашом в руках вывести точную цену местничества, показать, во сколько лишних миллионов рублей обойдется народному хозяйству волевое, экономически не оправданное решение. Однако столь очевидным результат расчета бывает не всегда. Случается, что в пункте А приведенные затраты отнюдь не самые малые, зато минимальны требуемые капиталовложения. Значит, здесь можно отстроиться дешево и быстро — необходимый народному хозяйству продукт будет получен в самые сжатые сроки. Возможен и другой вариант: строительство завода в пункте Б требует значительных капитальных затрат, но здесь оказывается самая низкая себестоимость продукта — дешевый продукт быстро покроет лишние расходы на строительство. Конечно, при выборе места строительства не всегда руководствуются только экономическими факторами, входящими в величины С и К- Иногда решающими могут оказаться социальные, стратегические и другие соображения. Как бы то ни было, пользуясь методикой расчета приведенных затрат, проектировщики и экономисты чувствуют себя уверенней, их предложения по выбору точки строительства становятся экономически обоснованными. Однако внимательный читатель не мог не заметить и слабое место этого способа. Ведь несколько возможных точек на карте огромной страны выбираются в известной степени случайно. Пусть для расчета приведенных затрат мы возьмем Клайпеду, Бузулук и Хаба- 4
ровск. Сколько останется нерассмотренных возможностей! А может быть, самые лучшие условия для строительства как раз не в Клайпеде, не в Бузулуке и не в Хабаровске, а где- то еще? И скорее всего это так на самом деле... В ПОСЛЕДНЕЕ ДЕСЯТИЛЕТИЕ у нас ведутся так называемые районные планировки: для крупных территорий на долгие годы вперед проектируют развитие основных отраслей промышленности. Это серьезный шаг вперед в деле территориального планирования. Однако создание районных планировок — процесс долгий, трудоемкий, дорогой. К тому же ему присущ главный недостаток нынешней практики географической привязки новых производств— локальный характер. При этом наилучшие возможности могут оказаться вне поля зрения. Как же этого избежать? Как учесть все пригодные для размещения бесчисленных производств бесчисленные точки на карте? Как разумно систематизировать С, КиП для множества продуктов, чтобы трезво сопоставлять преимущества и недостатки не трех, а тысячи точек? А сделать это необходимо, ибо речь идет о размещении гигантских производительных сил в огромной стране, при социальном строе, позволяющем действительно рационально, на высшем уровне эффективности распорядиться всеми природными и трудовыми ресурсами для стремительного экономического преуспеяния. Ключ к решению проблемы — в выделении полос земли для отраслей несвободного размещения. Если читатель помнит, этому вопросу была посвящена статья «Земля для завода». Предприятия несвободного размещения — металлургические, химические, нефтеперерабатывающие заводы — составляют больше половины перерабатывающей промышленности. Они серьезно влияют иа размещение и развитие горнодобывающих отраслей, на всю индустрию страны. Конечно, привязка сернокислотного завода в той или иной точке не может повлиять in месторождения серы или сульфидных руд. Но от размещения новых предприятий зависит очередность вовлечения недр в хозяйственный оборот, размещение медных и свинцово-цинко- вых заводов, которые перерабатывают сульфидные руды и выбрасывают в качестве отхода производства окислы серы — самое выгодное сырье для выпуска серной кислоты. Так сернокислотный завод может стать центром целого индустриального района, которому, конечно же, потребуются и предприятия свободного размещения: обувные и текстильные фабрики, мясокомбинаты, консервные заводы. В общем, приняв решение строить сернокислотный завод, проектировщики сразу же ограничивают свободу географического выбора для отраслей, которые привыкли садиться на землю более или менее свободно. Полосы вдоль рек — наиболее выгодные, порою единственно пригодные места для предприятий несвободного размещения. Но эти полосы вовсе не однородны: их пересекают не надуманные, далеко не искусственные рубежи— границы экономических районов, союзных и автономных республик, границы действия энергетических объединений и поясных надбавок к заработной плате трудящихся. Таким образом, мы вводим понятие макрозон— части прибрежных полос, где складываются примерно равные экономические условия, где незначительными колебаниями себестоимости, удельных капиталовложений и приведенных затрат на каждое производство можно безбоязненно пренебречь. Выделенные территориальные объекты привязаны к матушке-земле, к конкретным географическим адресам с присущими каждому адресу экономической ситуацией и природными условиями. Размещение новых предприятий по макрозонам позволяет учесть и общегосударственные интересы, и национальные чаяния, и местную инициативу. ЮЖНЕЕ ШЕСТИДЕСЯТОЙ ПАРАЛЛЕЛИ, где сосредоточены главные наши промышленные центры и где в обозримом будущем будет идти основное индустриальное строительство, таких макрозон немногим больше ста. Значит, для исчерпывающего сопоставления всех возможных вариантов достаточно произвести около сотни расчетов приведенных затрат для строительства металлургических, химических 5
и нефтехимических заводов. При этом надо иметь в виду, что номенклатура наиболее важных народнохозяйственных продуктов включает 200—300 наименований. Таким образом, если сделать расчеты для трехсот производств в ста макрозонах и свести полученные данные в таблицу, получится «простыня», содержащая около 90 тысяч цифр. Но каждый продукт можно получить минимум двумя-тремя способами — и количество цифр удваивается или утраивается. В принципе в этом нет ничего страшного. Подсчитать триста тысяч экономических величин можно. Но когда все эти себестоимости, удельные капиталовложения и приведенные затраты лягут в таблицу, проектировщики опять окажутся в тупике: в чехарде цифр не будет никакой системы. Как дать лад этому неупорядоченному множеству, как овладеть хаосом величин? ПРЕДСТАВЬТЕ ИГРАЛЬНУЮ КАРТУ, увеличенную в 2—3 раза против обычных размеров. На карту нанесены название или шифр производства и продукта, номер или шифр макрозоны, название экономического района и республики, вычисленные значения приведенных затрат, себестоимости и удельных капиталовложений. Эти карты (для каждого продукта их будет 200—300 штук), разложенные в порядке нумерации зон, не принесут проектировщику никакого облегчения: экономические показатели пляшут, как и в таблице. Но ведь давно известен другой способ ранжирования карт. Взяв в руки обычные игральные карты, мы почти машинально раскладываем их по мастям и старшинству: в каждой масти слева тузы и прочие «картинки», справа — десятки, девятки и все, что поменьше. Сделаем то же самое и с колодой каждого продукта: слева направо должны возрастать приведенные затраты. И сразу же наступит порядок. Слева лягут наиболее выгодные зоны и методы — своего рода тузы и короли экономической колоды, справа — мелкие карты с высокими издержками производства. Остается присвоить каждой карте порядковый номер, который будет соответствовать выгодности строительства. Это своего рода показатель оптимальности выбора, так называемый уровень производства. Очевидно, до тех пор пока не исчерпаны возможности развития производства в макрозонах на уровне «тузов» и «королей», нет никакого экономического смысла строиться в районах «десяток» и «семерок». Карты недвусмысленно покажут цену экономически необоснованного решения. Если же обстоятельства, диктующие строительство в заведомо невыгодном месте, достаточно веские, тоже не мешает знать, насколько дороже будет стоить здесь продукт, насколько дороже станет строительство. Изложенную здесь методику экономического пасьянса каждый волен толковать по-своему. Можно, поняв ее буквально, заняться кропотливым раскладыванием карточек по «мастям» и «старшинству». А можно доьерить эту трудоемкую работу ЭВМ. Важен результат: теперь уже колоды пронумерованных карт для каждого продукта можно свести вместе. И несмотря на пугающее обилие цифр в сводной таблице (будет ли это «простыня», тетрадь или целая книга), она будет наглядной и удобной в пользовании. Например, многократное повторение шифра одной и той же зоны в левых колонках таблицы (там, где собраны самые выгодные варианты для размещения различных производств) указывает на целесообразность комбинирования нескольких отраслей в этом районе. Разница между экономическими величинами в каждой строке по горизонтали таблицы наглядно покажет дополнительные издержки, если привязка производства продиктована неэкономическими обстоятельствами. В СТАТЬЕ «ЗЕМЛЯ ДЛЯ ЗАВОДА» автор воспользовался образом экономического поля. Это поле подобно электрическому или магнитному, оно оказывает вполне материальное воздействие на объекты труда. Оно вытесняет перерабатывающую промышленность с северных широт к югу, с хребтов Кавказа и Тянь- Шаня на равнину... Сейчас, когда мы получили в свое распоряжение продуктивный способ оценивать каждую точку на карте страны, понятие «экономическое поле» становится еще более материальным. Можно изобразить его графиче- б
ски — так, как строят диаграммы напряженности электрического и магнитного полей. Возьмем данные по себестоимости, удельным капиталовложениям и приведенным затратам на тонну какого-нибудь продукта, скажем, синтетического каучука. Конечно, не по всем макрозонам, а по нескольким, лежащим на одном меридиане. Спроектируем этот меридиан на плоскость, отметим все пункты, для которых имеются надежные данные, и в полярных координатах, разумеется, в удобном масштабе отложим упомянутые экономические показатели (см. рисунок). Соединив полученные точки, получим ломаные линии, показывающие колебания себестоимости и т. д. от макрозоны к макрозоне. По существу такие линии будут служить экономическим профилем каждого продукта на выбранном меридиане. От меридиана к меридиану экономические профили, естественно, будут меняться, а их совокупность сольется в криволинейную поверхность, характеризующую экономику размещения производства СК, меди, стали, кокса, бензина по всей стране. Мы как бы стоим над рельефной картой страны. Это экономическое поле промышленного производства. В низинах — минимум себестоимости, капиталовложений, приведенных затрат. Эти впадины — лучшие точки для промышленного строительства, точки, которые силятся найти проектировщики и экономисты и пока далеко не всегда находят. На выступах экономического поля строиться дорого, полученные там продукты влетят в копеечку. (Любопытно, что в этом случае возвышенности на карте экономического поля почти повсеместно совпадут с географическими возвышенностями — мы уже говорили, что экономика мощной рукой вытесняет промышленность с горных хребтов, из сейсмически опасных районов и теснит ее в долины и низменности.) Любая сложная поверхность имеет свои изолинии. Для экономического поля — это линии постоянной себестоимости, постоянных капиталовложений, постоянных приведенных затрат. Очертим такие линии на нашей профильной карте и получим не только точки для отдельного строительства, но и целые области будущих индустриальных комплексов. Такая методика даст не только прямой экономический выигрыш. Она позволит предотвратить печальные случаи, когда производственная деятельность человека приходит в противоречие с природой. К воздуху и воде, к растительности и животному миру со всеми их сложнейшими взаимосвязями мы обязаны относиться с такой же хозяйской бережливостью, как к почвенному покрову и полезным ископаемым. Экономическая «игра» достигнет цели, если сырье будет использоваться комплексно, без отходов. Например, если в классический метод производства кальцинированной соды (с огромными отходами растворов хлористого кальция, взвесями извести и карбонатов кальция) будет включена переработка нефелинов с получением глинозема и алюминия, соды и поташа. Найдутся макрозоны, где такой процесс вытеснит старый метод, тогда новые «белые моря» больше не будут возникать. Огромна Волга, Рейн заметно уступает ей по многоводности. И такого количества промышленных стоков, как в Рейне, в Волге пока нет. Казалось бы, в волжских макрозонах можно еще долго строить химические предприятия. Но надо помнить о том, что воды Рейна смешиваются с морскими течениями, связанными с Атлантикой, а Волга впадает в изолированный водоем на континенте. Разбавленные стоки рано или поздно вновь сконцентрируются в Каспийском море. Мы не имеем права просчитаться и поэтому должны своевременно найти и подготовить зоны на мощных восточных реках (которые, кстати, тоже нужно беречь). Наконец, станет реальностью проектирование микроклимата. Если заранее предвидеть концентрацию промышленности, то останется время, чтобы изучить естественный микроклимат и заложить лесные массивы там, где под давлением экономики придется создавать предприятия. Тогда заводских работников будет ждать не только готовое производство, но и оазис для жизни. ОСТАЕТСЯ ПОДЧЕРКНУТЬ, что выход за пределы прибрежных полос, макрозон, низин на карте экономического поля не заказан и для отраслей несвободного размещения. Повторяем, любой завод можно заложить на скале, на горной вершине, в открытом море. Техника такую возможность дает. Бывает, что необходимость в этом диктуют веские социальные, народнохозяйственные и оборонные обстоятельства. Но правилом должно стать размещение новых фабрик и заводов в выгодны;»: пунктах всесильного экономического поля.
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ДВОЙНАЯ СПИРАЛЬ: ПРЯМОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ АТОМОВ Рентгеноструктурныи анализ мельчайшего повторяющегося элемента двойной спирали РНК впервые позволил «увидеть» расположение в ней атомов. В марте нынешнего года группа ученых Массачусет- ского технологического института (США), возглавляемая Александром Ричем, опубликовала работу, в которой сообщается, что методом рентгеноструктурного анализа определено строение мельчайшего фрагмента двойной спирали РНК. Этот фрагмент состоит из двух пао гуанин — цитозин: р ~ц (Proceedings of National Academy of Science of the USA, 1973, т. 70, с. В49). Авторам работы удалось закристаллизовать рибоди- нуклеотид ГЦ. До этого все наши сведения о структуре двойной спирали были получены из рентгенограмм не кристаллов, а ориентированных волокон нуклеиновых кислот. Достигаемое при этом разрешение не позволяет «видеть» отдельные атомы. Поэтому, строя молекулярные модели нуклеиновых кислот, ученые фактически домысливали детальную структуру полимерной цепи, конечно, руководствуясь при этом правилами стереохимии. Рентгенограммы кристаллов динуклеотида Г — Ц впервые позволили разглядеть повторяющийся структурный элемент двойной спирали при атомарном разрешении. И поскольку геометрия любой части двойной спирали одна и та же или почти одна и та же, эти исследования подтверждают правильность модели двутяжевой РНК, предложенной уже более 10 лет назад. Кандидат физико-математических наук В. И. ИВАНОВ ось спирали ВОАОРОАНЫЕ связи Структура комплементарного динуклеотида Г — Ц, полученная непосредственно из рентгеноструктурного анализа кристалла (верхний рисунок) и структура фрагмента двойной спирали РНК, определенная ранее с помощью молекулярных моделей (рисунок внизу). Сходство обеих структур очевидно 8
ГИПОТЕЗЫ А. А. АВЕРЬЯНОВ, кандидат биологических наук В. А. ВЕСЕЛОВСКИЙ О ВРЕДЕ КИСЛОРОДА ЦЕЛЕБЕН ИЛИ ЯДОВИТ? Все знают, что кислород широко применяется в медицине. Во многих случаях кислородная подушка оказывается настоящим спасательным кругом для тяжело больных. Да и всякий здоровый человек, которому когда-нибудь доводилось дышать чистым кислородом, знает, как это легко и приятно. В свое время, когда еще только обнаружили, что для дыхания людям нужен кислород, а остальные 79% атмосферы, приходящиеся на долю азота и прочих газов, нам совершенно ни к чему, появились даже утопические проекты городов под кислородными колпаками. В самом деле, почему бы не исключить из атмосферы бесполезный балласт? А в наше время этот вопрос стоит вполне серьезно и достаточно остро, когда водолазам и космонавтам приходится брать воздух «про запас». В самом деле, кислородный легководолазный аппарат меньше и легче воздушного акваланга, а под водой он позволяет оставаться дольше. Но... И тут появляются первые «но». Оказывается, с кислородным аппаратом можно опускаться только до 20 метров: глубже начинаются судороги, головокружение, наступает потеря сознания и смерть. Это так называемое кислородное отравление, о котором знают все водолазы. Да и при обычном давлении длительное пребывание в чистом кислороде приводит к смерти: об этом писали еще в XVIII веке Пристли, Шееле и Лавуазье. Мыши в кислороде гибнут через 3—5 дней, а патологические изменения начинаются у них уже в первые часы. Кислород коварен. Первая реакция на него организма — самая положительная. Активируется обмен веществ, человек чувствует прилиз сил. Но такая активность длится недолго и постепенно сменяется депрессией. Первый удар принимают на себя легкие — в них развивается отек, воспаление — так называемый ожог легких, ухудшается поступление кислорода в кровь, организм начинает страдать, как это ни странно, от кислородного голодания. А при повышенном давлении растворимость кислорода в крови возрастает и токсические эффекты усиливаются. Если давление превысит 3 атмосферы (это как раз соответствует 20-метровой глубине погружения), поражается весь организм: наступают судорожные припадки, за которыми следует смерть от паралича дыхания. Чистый кислород — яд не только для человека и животных. У растений, например, он подавляет фотосинтез, уменьшает всхожесть семян, тормозит рост корней. А сильнее всего действует кислород на анаэробные микроорганизмы, приспособившиеся к жизни в бескислородной среде. КИСЛОРОД, РАДИКАЛЫ И ОБЛУЧЕНИЕ В чем первопричина отравляющего действия кислорода? Об этом мы знаем пока очень мало, хотя за два столетия накопилась обширная литература, где описываются отдельные нарушения жизнедеятельности организма. Самой интересной, наверное, нужно считать гипотезу американской исследовательницы Р. Гершман, согласно которой токсичность кислорода объясняется его участием в цепных окислительных реакциях. Под действием разных причин в организме постоянно образуются свободные радикалы — обломки молекул со свободной валентностью, способные взаимодействовать со многими веществами и при этом образовывать новые радикалы. Они могут возникать, между прочим, и при непосредственном участии кислорода, точнее, промежуточных продуктов его восстановления до воды. Особенно высока реакционная способность перекисных радикалов, возникающих при соединении первичных радикалов с молекулой кислорода. В результате цепных реакций в клетках разрушаются биологические мембраны, накапливаются перекиси и 9
другие ядовитые продукты. Интенсификация цепного окисления и есть, по мнению Герш- ман, причина токсичности высоких концентраций кислорода. Особенно интенсивно образуются радикалы при лучевом поражении организма. И как раз в этих условиях кислород оказывается особенно опасным: облучение в его присутствии приводит к гораздо большим повреждениям. Такое явление именуется в радиобиологии «кислородным эффектом». С другой стороны, есть животные, обладающие высокой радиоустойчивостью, и они же более устойчивы к кислороду. Это как будто подтверждает предположение о том, что у лучевой болезни и кислородного поражения сходные первичные механизмы. Восприимчивость организма к обоим факторам можно и искусственно понизить, если заранее ввести в него вещества, называемые радиопротекторами,— их защитное действие как раз в том и состоит, что они тормозят цепные окислительные реакции. ДЫХАНИЕ ЗАЩИЩАЕТ ОТ КИСЛОРОДА? Значит, высокое содержание кислорода вредно. Впрочем, с этим легко согласиться — сверх меры все вредно. Но может ли кислород вредить в обычных концентрациях? Ведь большинство растений и животных без него погибает. Однако так было не всегда. Молекулярный кислород в ощутимых количествах появился в земной атмосфере только после того, как возникли водоросли, которые выделяют его при фотосинтезе. До этого жизнь была представлена только анаэробными бактериями. Для них, да и для водорослей тоже, кислород в любой концентрации был исключительно враждебной средой, от которой надо было как-то защищаться. Только позже выработалось аэробное дыхание, позволяющее получать большие количества энергии, используя кислород как сильный окислитель. Это дало аэробам огромное преимущество перед анаэробами в борьбе за существование, позволило им завоевать планету, хотя и поставило в безусловную зависимость от кислорода. Так кислород заставили работать. Но стал ли он от этого безвредным? Не продолжает ли он даже при обычной 21%-ной концентрации проявлять прежнее токсическое действие? Прежде всего нужно заметить, что эта «обычная» концентрация кислорода обычна вовсе не для всех живых клеток. Напримео, на Земле есть существа, которые на протяже- ю нии миллионов лет постоянно подвергаются действию избытка кислорода — гипероксии. Это зеленые растения, главные производители атмосферного кислорода. Чтобы этот газ выделялся из фотосинтезирующих клеток, необходимо, чтобы внутри клетки был некоторый его избыток по сравнению с окружающей средой. А в хлоропластах, где идет фотосинтез, концентрации кислорода особенно высоки. В остальных же тканях растений и животных содержание кислорода заметно уменьшается, так как он расходуется при дыхании. Например, у теплокровных животных в клетках,
удаленных от капилляров, давление кислородз падает до 5 мм рт. ст. (по сравнению со 160 мм в атмосфере). Даже при кислородном отравлении содержание кислорода в клетках хотя и повышается, но все равно остается ниже атмосферного. Получается, что клеточное дыхание помимо своей основной роли — энергетической выполняет еще и защитную функцию, снижая концентрацию кислорода внутри клетки. Не исключено, что и дыхание, и другой связанный с ним биохимический процесс — окислительное фосфорилирование — когда-то были просто защитными механизмами, которые «изобрели» древние анаэробы, когда в атмосфере впервые появился кислород. Между прочим, именно так объясняют происхождение биолюмини- сценции: окислительная хемилюминесцентная реакция была еще одним процессом, который использовали древние организмы для инактивации кислорода, хотя сам по себе свет им был вовсе не нужен. Разумеется, одно только дыхание не может полностью удалить кислород из клеток, особенно растительных, где идет фотосинтез. Существует еще один способ защиты от кислорода— химический. В клетках есть вещест- ва-антиоксиданты, способные ингибировать цепное окисление: витамин Е, восстановленный глютатион, цистеин, серотонин и другие. Как и искусственно вводимые радиопротекторы, они защищают клетки от кислородного отравления (а заодно делают их и более устойчивыми к естественному радиоактивному облучению). Обе эти системы противокислородной защиты, выработанные в ходе эволюции, удерживают скорость свободнорадикального окисления на низком уровне и тем самым сводят его вред до минимума. Правда, не до нуля, так как цепные реакции идут и в таких условиях. Об этом свидетельствует, в частности, слабое световое излучение, которое, как показывают наблюдения, испускают почти все живые существа. Достаточно ли эффективна такая противо- кислородная защита и создает ли она оптимальные условия для жизнедеятельности? Нет ли смысла попытаться искусственно снизить и этот минимальный вред кислорода? Проще всего, конечно, было бы тем или иным способом уменьшить содержание кислорода в воздухе, которым мы дышим. Но это приведет к кислородному голоданию — гипоксии, что тоже плохо. Впрочем, вопрос о токсичности кислорода в обычных концентрациях — это пока еще все же область гипотез, из которых рано делать практические выводы. ЗАКАЛКА КИСЛОРОДОМ? Кислород вносит свою лепту и в повреждающее действие многих других внешних факторов, которые в той или иной степени выводят из строя и противокислородные защитные системы: возникает сопутствующий эффект кислородного отравления. Мы уже видели, что таким свойством обладает ионизирующая радиация. «Кислородный эффект» возникает и в других случаях: например, он сопровождает повреждение растений как низкими, так и высокими температурами. Экстремальные нагрузки самой различной природы вызывают у растений и животных уже знакомую нам вспышку слабого светового излучения и усиливают образование перекисей — некоторые авторы считают его обязательным звеном в гибели клетки. Можно предположить, что противокислород- ная защита организма должна иметь какой-то резерв именно на случай кислородного отравления, сопутствующего другим повреждениям. Скорее всего это должны быть те же анти- оксиданты. Согласно представлениям советского исследователя профессора Б. Н. Тарусо- ва, им принадлежит универсальная роль в защите растений и животных от неблагоприятных факторов. Некоторые эксперименты это подтверждают: например, с помощью анти- оксиданта цистеина можно увеличить солеус- тойчивость растений. Но если так, то адаптация к повышенным концентрациям кислорода, которая может вырабатываться у животных и человека, должна была бы усиливать действие этих общих защитных систем организма, повышать устойчивость к вредным воздействиям самой разной природы. Может быть, временное пребывание в кислороде удастся использовать как средство универсальной закалки? А значит, в конечном счете кислород, может быть, все-таки полезен? 11 1
Доктор технических наук В. И. КЛАССЕН ЭТА ЖИВАЯ МАГНИТНАЯ ВОДА (БЕСЕДА С КОРРЕСПОНДЕНТОМ «ХИМИИ И ЖИЗНИ» С. КРАСНОСЕЛЬСКИМ) Я, специалист в коллоидной химии, казалось бы, вторгаюсь в чуждую область — в биологию. Но вот уже добрый десяток лет я нахожусь под гнетом обширной информации о биологических эффектах омагниченной воды. Мне кажется — и об этом говорят многие,— что получение новых фактов уже не расширит представлений о механизме явлений. Надо не только нанизывать факты на нить времени, ио и пытаться находить некоторые общие закономерности, высказывать гипотезы. И я не могу удержаться от такой попытки. Дело в том, что воздействие воды, которая прошла сквозь магнитные поля, на технические коллоидные растворы поразительно совпадает с ее действием иа биологические объекты. И технические растворы, и биологические системы одинаково реагируют иа слабые магнитные поля напряженностью всего в несколько десятков эрстед. Причем и тут и там действует ие столько напряженность поля, сколько граднеит напряжеииости. В обоих случаях эффекты лабильны и зачастую временны. С помощью слабых магнитных полей можно менять течение множества химических реакций и биологических процессов. Диапазон применения магнитных полей так широк, что они могут дать новый стимул развитию техники, медицины и сельского хозяйства. Конечно, магнитные поля ие всегда полезны, недаром исследуются предельно допустимые магнитные воздействия на людей, работающих с магнитами в промышленности. КАК НА ВОДУ ДЕЙСТВУЕТ МАГНИТ? Мою предыдущую статью * редакция сопроводила материалом о том, что автор (то есть я) не очень-то прав — что,, мол, магнитные поля влияют не на воду, а на примеси в ней. Мне кажется, что для научно-популярного химического журнала это было не вполне корректно — еще со школьной скамьи известно, что чистой воды в природе не бывает. Даже * «Магнитная вода: Сцилла и Харибда», «Химия н жнзнь», № 9, 1969 г. вода, полученная синтезом кислорода с водородом, становится раствором, загрязняется через несколько минут. Наконец, в моей статье прямо говорилось о том, что основную роль играют примеси. Многие думают, что магнитная обработка воды дает эффект только в тех случаях, когда в ней содержатся частицы железа или его окислов. Это неправильно — эффекты есть и там, где окислов железа не может быть в принципе, например при омагничивании кислот с рН около 2,0. Более того, магнитная обработка растворов, в которых много железа, часто протекает хуже, чем обычно. Как же действуют магнитные поля? Есть уйма гипотез. Мне импонируют косвенные и прямые доказательства того, что магнитные поля меняют гидратацию ионов, а это влечет за собой изменение коллоидных и физико-химических свойств воды. Вот лишь один пример: если приготовить полупроницаемую мембрану из коллоидов, то мы увидим разницу в силе электрического тока, проходящего из не- омагниченной воды в омагниченную (и в обратном направлении). Из омагниченной воды ионы легче переходят в неомагниченную. Другой не менее впечатляющий факт, тоже подтверждающий версию об изменении магнитными полями гидратации ионов: емкость ионитов, адсорбирующих ионы из растворов, после омагничивания растворов возрастает на 20—40%. Это возможно, лишь когда начинают работать более тонкие поры ионитов, в которые могут проникнуть ионы с менее развитой гидратной оболочкой. Кстати, эти данные не из пробирки: подобный процесс внедрен на Невинномысском химкомбинате, где ома- гничивают многие сотни тысяч кубометров воды. Наконец, начали появляться данные о влиянии магнитной обработки воды, содержащей какие-нибудь ионы, например кальция, на скорость прохождения в воде ультразвука. В первом приближении получается, что магнитная 13
обработка уменьшает гидратацию диамагнитных ионов и увеличивает гидратацию парамагнитных. Так что из нескольких десятков гипотез о механизме влияния магнитных полей на воду, а следовательно, и на живые существа на первом месте по праву стоит гипотеза об изменении магнитными полями степени гидратации ионов. Это гипотеза объясняет и множество причудливых фактов, добытых гелиобиологами и магнитобиологами. В самом деле, воздействие солнечных вспышек на всю биосферу и на каждый организм легче всего объяснить тем, что возмущения земных магнитных полей затрагивают воду, находящуюся в организмах. От того, что организмы до предела «налиты» водой, никуда не уйдешь. В мозге человека 83,3% воды, в крови 79,3%, в мышцах 76%. И кости наши тоже очень мокрые — в них 22% воды. Правда, воды не обычной, а связанной. НА ЧТО ЖЕ ВЛИЯЕТ МАГНИТНАЯ ВОДА? Множество фактов, добытых магнитобиологи- ен, можно разбить на две группы: омагничен- ная вода влияет на ход жизненных процессов и магнитные поля тоже действуют на все живое. Фактов этих тысячи, и все они добыты в экспериментах с разными объектами, при самых разных условиях опыта. Магнитобиологи подтвердили наблюдения физико-химиков и технологов, что эффект зависит не только от напряженности и частоты магнитного поля, но йот перемещения объекта в этом поле. Весьма желательно, чтобы тело перпендикулярно пересекало магнитные силовые линии. Но самый важный параметр эксперимента — это градиент напряженности поля. Варьируя эти параметры, удается получить удивительные результаты. Вот некоторые из них. Омагниченная вода снижает активность ферментов (уреазы, фос- фоглюкомутазы, актомиозина). Эритроциты человеческой крови в физиологическом растворе, прошедшем сквозь магнитные поля, набухают и разрушаются на 25% быстрее, чем обычно. У крыс и кроликов, пивших магнитную воду, понижается активность щитовидной железы, у них немного меняется печень и се* лезенка. Надо подчеркнуть, что экспериментаторы омагничивали воду кто как хотел — без предварительного поиска оптимальных условий обработки: скорости потока, напряженности, градиента напряженности и частоты переменного поля. И несмотря на это, возникали четкие биологические эффекты. Недавно в нашей лаборатории были поставлены эксперименты с моделью живых систем — гелем полиакриламида. Это система с очень развитой поверхностью раздела твердой и жидкой фазы. Наверное, поверхность здесь играет роль своеобразного умножителя эффекта— малейшие изменения, незаметиые в обычной воде, тут хорошо фиксируются. Кроме того, вода, прилегающая к твердой поверхности, обладает более выраженной структурой. Так вот, оказалось, что омагниченная вода меняет скорость проникновения молекул белков сквозь такой гель. Разрозненные факты дают пищу для размышлений лишь специалистам, и поэтому я попытаюсь обобщить некоторые сведения. Для начала давайте немного поговорим о том, что может дать врачу омагниченная вода. МАГНИТНАЯ ВОДА РАЗРУШАЕТ ПОЧЕЧНЫЕ КАМНИ Грубая аналогия между накипью в котлах, которая отступала перед магнитными полями, и камнями в почках, вероятно, и навела медиков на мысль лечить магнитной водой мучительную мочекаменную болезнь. Пока медицина здесь вынуждена прибегать к хирургическому вмешательству, но после операции на участках поврежденной паренхимы часто снова вырастают камни. Лечебные воды Трускав- ца действуют тоже далеко не радикально. На этом фоне обнадеживают первые результаты избавления людей о г почечных камней с помощью омагниченной воды. Особенно любопытные результаты были опубликованы Ф. Не- мецем в Чехословакии. Он убедился даже в том, что почечные камни, извлеченные хирургами, быстро растворяются в колбочках с омагниченной водой. А ведь режимы обработки воды, которой поили больных, были взяты наугад и, вероятно, далеки от оптимальных. При питье омагниченной воды увеличивается диурез (мочеотделение); возможно, это и способствует вымыванию солей из организма. Конечно, не следует торопиться с повсеместным применением омагниченной воды в урологии. Но и медлить с развитием таких исследований, мне кажется, недопустимо. В мае этого года профессор А. Сперанский 14
опубликовал в «Медицинской газете» статью «Магнитные поля — арсенал современной физиотерапии». В ней говорилось, что магнитные поля небольшой напряженности оказывают болеутоляющее, седативное (успокаивающее), спазмолитическое, рассасывающее и противовоспалительное действие. Пациенты становились выносливее, симптомы болезней почти пропадали. Эффект иногда сохранялся более года. А ведь вся лечебная процедура занимала десять — двадцать минут в день, когда на пациентов воздействовало поле в 80—200 эрстед. А вот еще один факт. Магнитная вода бактерицидна — в ней гибнут вредоносные бактерии. Недавно А. А. Шахов и С. С. Душкин пропустили воду, взятую из Северского Донца, сквозь поля четырех электромагнитов с напряженностью поля от 400 до 5600 эрстед. О результатах судили по коли-индексу — числу кишечных палочек, очень устойчивых бактерий. Сама по себе кишечная палочка, выделяемая человеком, обычно безвредна, но ее гибель говорит о смерти других, сходных с ней микробов. Так вот, в омагниченной воде погибало более 90% кишечных палочек. Если учесть, что вода может быть рассадником дизентерии, холеры, туляремии, то пройти мимо этих сведений — значит потерять очень дешевый способ дезинфекции: на кубометр воды расходуются всего сотые доли копейки. Правда,* нужно помнить, что это пока лишь опыты, которые надо семь раз перепроверить. А другие эксперименты говорят о том, что омагничивать воду, вероятно, целесообразно не только для медицинских нужд, это полезно и для сельского хозяйства. ОРОШЕНИЕ МАГНИТНОЙ ВОДОЙ О нашумевших экспериментах на Кубани писали неоднократно. Там несколько лет подряд довольно простым способом повышали урожай сахарной свеклы: пять часов замачивали семена в омагниченной воде. Возрастал не только урожай, росла и сахаристость свеклы. В результате сбор сахара с гектара увеличивался почти на девять центнеров. Свекла не одинока: подсолнухи, которые поливали магнитной водой, были на 21% выше своих контрольных собратьев. Соя прирастала еще больше — на 40%, а толщина стебля кукурузы — на 26%. Не только внешний вид растений, но и урожай был отменным. Например, число стручков у сои возросло на 16% при той же влажности и жирности бобов. Лук, морковка и помидоры, испив магнитной водицы, тоже росли быстрее и давали повышенный урожай... В 1960 году французы запатентовали способ полиза полей соленой морской водой. После магнитной обработки морской воды соли, вероятно, собираются в мельчайшие кристаллики и вместе с водой легко проходят сквозь мельчайшие капилляры почвы, не оседают на их стенках. (Магнитобиологов до сих пор озадачивает парадокс: магнитная обработка во* ды дает, казалось бы, совершенно полярное действие, ускоряя растворение и... кристаллизацию.) Выходит, что и сельскохозяйственные перспективы омагниченной воды могут быть разносторонними. Дело тут за глубокими исследованиями. Таким образом, магнитные воздействия на воду (конечно же, содержащую примеси) влияют на ее биологические свойства. Это дает множество эффектов, большинство ко горых еще предстоит открыть. 15
R88 a [226] ЭЛЕМЕНТ № ... в. в. станцо РАДИЙ ЭЛЕМЕНТ № 88 открыт супругами Кюри в 1898 году в минерале, известном под названиями урановой смолки, смоляной обманки и настурана. Уже в ходе этой самой первой работы стало ясно, что новый элемент — аналог бария: при фракционном разделении компонентов активность накапливалась в бариевой фракции. В название элемента № 88, как и в названия галогенов, положено одно из самых очевидных его свойств. Слово radium («радий») происходит от латинского radius — «луч», так что дословно название этого элемента переводится как «излучающий», «лучистый». Есть еще два толкования слова «радий» — оба достаточно обоснованные и интересные, но содержащие по нескольку допущений, не подтвержденных документально. Поэтому о них — лишь в дополнительных заметках, здесь же — только о главном и безусловном. «ИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ радиоактивных свойств Ra сыграло огромную роль в исследовании строения атомного ядра и явления радиоактивности. Химические методы, разработанные при выделении из руд соединений Ra и изучении их свойств, легли в основу методов радиохимии». В этих двух фразах, взятых из краткой энциклопедии «Атомная энергия», сосредоточено в самой общей форме то главное, чем интересен для нас радий, чем славен этот элемент. Думаю, что если бы три четверти века назад не был открыт элемент радий, то вряд ли наш век называли бы атомным. Проследим же историю элемента № 88 — историю его служения науке. 1898 ГОД, НОЯБРЬ — ДЕКАБРЬ. Открытие радия. Как ни странно, более точная дата этого открытия, в отличие от даты открытия полония, не известна. Судя по сохранившимся лабораторным журналам, к началу ноября 1898 года Пьер и Мария Кюри уже знали «о существовании активного вещества, осаждаемого серной кислотой и отличного от полония». Название «радий», правда с вопросительным знаком, впервые появляется в записи, сделанной рукой Пьера Кюри и датированной 17 ноября: «Итак, сульфат радия растворяется в S04H2 лучше, чем сульфат бария?» Но затем в записях лабораторного журнала месячный перерыв, о причинах которого мы можем только гадать. Следующая запись сделана лишь 18 декабря. В какой-то из этих дней между 17 ноября и 18 декабря к супругам Кюри пришла уверенность в том, что кроме полония урановая смолка содержит и радий. Первое сообщение «О новом сильно радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной 16
обманке» датировано 26 декабря 1898 года. Вот его аннотация: «Открытие сильно радиоактивного вещества, сопутствующего барию. Демарсэ обнаружил новую линию в спектре, интенсивность которой возрастает с увеличением активности. Для этого вещества предлагается название радий». Два новых химических элемента — полоний и радий — таков итог пеового года совместной работы супругов Кюри по проблеме радиоактивности (первая рабочая тетрадка была начата 16 декабря 1897 года, за год и девять дней до сообщения об открытии радия). Но это было только начало их титанического труда. Новые элементы дали знать о себе излучением, намного более активным, чем излучение урана. Пьер и Мария Кюри были убеждены в том, что открыли новые элементы. Но «чтобы заставить химиков согласиться с этим мнением, необходимо было новые элементы выделить». 1899—1901 ГОДЫ. Работа с радием продолжается. «...Пьер Кюри сосредоточился на исследовании свойств радия, а я продолжала химическую обработку с тем, чтобы получить чистые соли радия. Мне приходилось обрабатывать сразу по двадцати килограммов исходного вещества, из-за чего наш сарай был заставлен большими чанами с осадками и жидкостями; это был изнурительный труд — переносить сосуды, переливать жидкости и часами размешивать железным прутом кипящую массу в чугунном котле. Я извлекала из руды радио- носный барий, который в виде хлорида подвергался фракционной кристаллизации. Радий накапливался в наименее растворимых фракциях, и эта процедура должна была привести к выделению чистого хлористого радия». Так пишет об этом времени Мария Склодов- ская-Кюри. Чистые радиевые препараты еще не были получены, но не следует думать, что эти годы не принесли ученым ничего, кроме каторжного труда. Получая все более и более концентрированные препараты радия, они открыли: наведенную радиоактивность, вызванную радием; влияние излучения на некоторые химические процессы; эффект свечения сильно радиоактивных препаратов. «Особенно радовались мы,— пишет Мария Кюри,— когда обнаружили, что все наши обогащенные радием продукты самопроизвольно светятся. Пьер Кюри, мечтавший о том, чтобы 2 Химия и Жизнь, № 11 1*7 они оказались красивого цвета, должен был признать, что эта неожиданная особенность доставила ему радость. Несмотря на тяжелые условия работы, мы чувствовали себя очень счастливыми...» Радий становится знаменит, в какой-то мере даже моден; к супругам Кюри пришла известность. Очень важно, что в этих условиях они остались самими собой. Вновь обратимся к книге о Пьере Кюри, написанной Марией: «Пьер Кюри занял позицию самую бескорыстную и самую щедрую. В согласии со мной он отказался извлекать материальные выгоды из нашего открытия. Поэтому мы не взяли никакого патента и опубликовали, ничего не скрывая, все результаты наших исследований, равно как и способ извлечения радия...» Это обстоятельство не могло не сказаться на развитии исследований в области радиоактивности. Ученые разных стран стали изучать препараты радия и продукты его распада. Это принесло новые открытия. В 1899 году молодой французский физик, один из немногих помощников супругов Кюри, Андрэ Дебьерн открыл новый радиоактивный элемент актиний. В январе 1900 года английский ученый А. Дорн сообщил об открытии эманации радия — газообразного радиоактивного вещества, оказавшегося новым элементом радоном. В мае 1900 года открыто излучение радия, подобное рентгеновым Х-лучам (гамма-излучение). Цепная реакция выдающихся открытий в ядерной физике началась и развивалась неудержимо. 1902 ГОД. Супруги Кюри получили, наконец, первый дециграмм чистого хлористого радия. На этом образце впервые был определен атомный вес радия. По измерениям Марии Кюри, он оказался равен 225,9 — поразительно точно! Сейчас известно, что радий из урановой руды — это изотоп с массовым числом 226. В том же году открыто самопроизвольное выделение тепла радием — это сделал Пьер Кюри. А в ноябре того же года Эрнест Резер- форд и Фредерик Содди выдвинули теорию радиоактивного распада и сформулировали закон радиоактивных превращений. «В частности, можно установить, что радий — потомок урана, а полоний — потомок радия»,— писала Мария Кюри. 1903 ГОД. Лавина открытий — больших и малых — все нарастала. В частности, из Англии пришло сообщение (его авторы У. Рамзай и Ф. Содди) об открытии гелля в продуктах излучения радия — так пришло в физику пред-
г &**>*** **** at, Ш& £ ^7 Г Ш JUcf На Всемирной выставке 1958 года в Брюсселе в павильоне Франции демонстрировалась одна из рабочих тетрадок Пьера и Марии Кюри. Рядом стоял и «щелкал» счетчик Гейгера. Тетрадь оставалась радиоактивной и через 60 лет после того, как была заполнена. На снимках страницы одного из рабочих дневников; рядом с автографами — «радиоавтографы» тех же страниц ставление о природе альфз-излучения. (Факт существования излучения двух видов — а и Р — обнаружен в 1899 году Резерфордом.) В этом же году за выдающиеся исследования в области радиоактивности Пьеру и Марии Кюри вместе с Анри Беккерелем присуждается Нобелевская премия по физике. (Нобелевскую премию по химии — и тоже в основном за радий — Мария Кюри получит в 1911 году.) Из Нобелевской речи Пьера Кюри: «Можно думать, что в преступных руках радий станет очень опасным, и здесь уместно задать вопрос, заинтересовано ли человечество в дальнейшем раскрытии секретов природы, достаточно ли оно созрело для того, чтобы с пользой применить полученные знания, не могут ли они повлиять отрицательно на будущее человечества? Пример открытий Нобеля знаменателен: мощные взрывчатые вещества позволили осуществить замечательные работы, но одновременно — в руках великих преступников (в другом переводе «преступных властителей».— В. С.) — они представляют ужасное средство уничтожения, которое влечет народы к войне. Я отношусь к числу тех, кто вместе с Нобелем думает, ^то человечество извлечет из новых открытий больше блага, чем зла...» 1903 год знаменателен еще и тем, что в этом году впервые исследования радия и радиоактивности начаты в России. Летом этого года профессор физики Московского университета Алексей Петрович Соколов A854— 1928) установил, что углекислый газ минерального источника «Нарзан» радиоактивен, а около пятигорского фонтана воздух ионизирован. В дальнейшем А. П. Соколов и его сотрудники исследовали радиоактивность других минеральных вод Кавказа, лечебных грязей, воздуха. В университете он читал курс «Радиоактивность», но практические занятия по этому курсу Соколову удалось организовать только через десять лет. А двум* 18
^Я//¥ яттхг Jfc ****J 4ttp£/ ****** +ш J* *f*#r, A*%j Ш *V ЛГ1 TiF ~*4ННф Urn .^* годами раньше он основал радиологическую лабораторию в Москве. К тому времени подобные лаборатории уже появились в Томске и Одессе. Кроме того, в Петербурге, в Минералогической лаборатории, практическим изучением радиоактивных минералов начали заниматься В. И. Вернадский и К. А. Ненадкевич. Лаборатория А. П. Соколова знаменита еще и тем, что в ней впервые исследовали радиоактивность ферганской руды — той самой, из которой в 1921 году были получены первые советские концентрированные препараты радия. 1904—1906 ГОДЫ. Исследование Пьером Кюри (совместно с А. Лабордом) радиоактивности минеральных вод и газов, выделяемых минеральными источниками. Начало исследования физиологического действия лучей и эманации радия (совместно с Беккерелем). В 1906 году во Франции основана первая радиологическая клиническая лаборатория. Двумя годами раньше появился первый радиевый завод. Основал этот завод Арме де Лиль, который субсидировал также новый журнал «Радий» — первое издание, целиком посвященное проблемам радиоактивности. В 1906 ГОДУ, 19 АПРЕЛЯ, не стало Пьера Кюри. Его жизнь оборвал несчастный случай. Мария Кюри продолжает работу одна. Она становится преемницей Пьера на кафедре физики в Сорбонне, первой женщиной-профессором одного из самых знаменитых университетов мира. За несколько месяцев до трагического происшествия в сад у дома супругов Кюри пробрался не в меру любознательный американский репортер. Он застал Марию Кюри врасплох, и ей пришлось давать очередное интервью. Репортера интересовало буквально все: сведения о юности Марии, аппетит и наклонности ее дочерей, психология женщины, посвятившей себя науке,— и меньше всего сама иаука. Тогда Мария Кюри, прерывая назойливые расспросы, впервые произнесла фразу, которую часто повторяла впоследствии: «В науке мы должны интересоваться вещами, а не личностями». Зная об этом принципе, автор этих заметок стремился вывести на передний план «вещи» — вещества, события, факты. Тем ие менее и «вещи», и неизменно сдержанные строки из документов очень многое рассказывают о «личностях», о двух в высшей степени незаурядных личностях — о таланте и исключительной работоспособности, об упорстве и бескорыстии. И о человечности во всех смыслах этого слова. Почти постоянно связанная с радием работа Марии Склодовской-Кюри продолжалась еще 2* 19
28 лет. 4 июля 1934 года Мария Склодовхжая- Кюри умерла от лучевой болезни. Но вернемся к истории элемента № 88. 1910 ГОД. Марии Кюри и Андрэ Дебьерну удалось получить металлический радий. Он был получен электролизом — из водного раствора, в котором находились 0,106 грамма RaCl2. Были применены ртутный катод и анод, сделанный из сплава платины с иридием. Полученную амальгаму радия нагрели до 700°С в струе водорода, чтобы отогнать ртуть. Радий оказался серебристо-белым, довольно легким металлом с плотностью около 6 г/см3. И не очень тугоплавким — точка плавления около 700° С (по более поздним измерениям,— 960). На воздухе радий быстро чернел, взаимодействуя с азотом и образуя нитрид Ra3N2. Оказалось, что по химической активности элемент № 88 заметно превосходит щелочноземельные металлы. В частности, он бурно разлагает воду по реакции: Ra + 2H20—->Ra(OHJ-f H2f. На этом, собственно, заканчивается наиболее яркий период истории элемента № 88. В истории радиоактивности будет еще одно бурное двадцатилетие — тридцатые-сороковые годы нашего века, когда цепная реакция открытий сделает свой второй виток. Но эти открытия в основном будут связаны уже с другими элементами, прежде всего с ураном. А ЧТО ЖЕ РАДИИ? Можяо сказать, что после 1910 года для него начались будни. Его стали использовать довольно широко. Радиевые препараты применяли для лечения злокачественных опухолей и других тяжелых заболеваний. Соли радия вводили в состав светящихся красок. Немногим позже гамма-излучение радия впервые пытались применить для дефектоскопии металлических изделий. Делались радиевые эталоны единиц радиоактивности. Позже, после открытия нейтрона A932 год, Д. Чэдвик), появились радий-бериллиевые источники нейтронов. Продолжались исследования свойств самого радия и его соединений. Но с годами, по мере развития ядерной физики и атомной техники, радий постепенно был отодвинут на второй план. Другие радио- Институт радия е Париже. Вид с улицы Пьера и Марии Кюри 20
активные элементы и изотопы оказались более приемлемы и для гамма-дефектоскопии, и для радиотерапии. (Кобальт-60, применяемый ныне для этих целей, намного дешевле и доступнее радия.) Другие, менее опасные излучатели пришли и в производство светящихся красок. Радий- бериллиевые и радон-бериллиевые источники нейтронов тоже постепенно сошли со сцены — появились более совершенные. Лишь в качестве эталонов радиоактивности соли радия не утратили своих позиций. И еще — как источник радона. ПОСЛЕДНЕЕ БОЛЬШОЕ СОБЫТИЕ в истории элемента № 88 произошло в 1967 году. Практически одновременно в знаменитых лабораториях Дубны и Беркли были получены нейтроно-дефицитные изотопы радия с массовыми числами от 206 до 214. До этого времени были известны лишь изотопы с массовыми числами 213 и от 218 до 230. Получать и изучать нейтроно-дефицитные изотопы радия пришлось потому, что обе лаборатории занимались синтезом трансурановых элементов. Легкие изотопы радия могут образовываться в таких реакциях как нежелательный фон. Поэтому их надо было получить и изучить. Все эти изотопы оказались короткоживущи- ми альфа-излучателями с периодами полураспада от 0,4 до 15 секунд. А самый долгоживу- щий изотоп радия — тот самый радий-226, который открыли супруги Кюри, «живет» 1617 лет, если, конечно, временем жизни изотопа считать период полураспада его ядер... ДВЕ ВЕРСИИ Существует мнение, что название элемента № 88, так же как и название полония, связано с родиной Марии Склодовской-Кюри. В свое время в «Хнмин и жизни» A967, № 12) была опубликована заметка под названием «Раднй — rad». Автор этой заметки допускал происхождение слова радий от слова rad, которое по-польски означает примерно то же, что и по-русски: рад, доволен. У Пьера и Марии Кюри, конечно, были основания остаться довольными результатами первого этапа их работы. Однако, судя по документам, воспоминаниям, письмам, этим людям самодовольство было чуждо. Именно поэтому версию «радий — rad» принять трудно. Более обоснованным кажется предположение, высказанное в книге С. А. Погодина и Э. П. Либмана «Как добыли советский радий». Правда, оно касается не столько названия элемента № 88, сколько термина «радиоактивность», введенного, кстати, в научный обиход Марией Кюри. Что вы знаете и чего не знаете о радии и его соединениях «Можно предположить, — пишут авторы, — что выбрать этот термин побудило следующее обстоятельство. М. Склодовская- Кюри, несомненно, хорошо знала жизнь и творчество своего соотечественника великого поэта Адама Мицкевича A798—1855), пламенного борца за освобождение Польши... Когда Мицкевич служил учителем в уездном училище в Ковно, один из его друзей, То- маш Зан, организовал в Внльно «Общество лучистых». Он считал, что от каждого добродетельного человека неходят лучн, благотворно влияющие на окружающих. Добродетельность понималась в смысле латинской ergis, то есть как доблесть, мужество...». РАДИЕВЫЕ ИНСТИТУТЫ Пьер Кюри до конца своих дней мечтал об организации в Париже Института радия. Такой институт был организован лишь в 1913 году. Он состоял из двух отделений — радиоактивной лаборатории под руководством Марии Кюри и лаборатории биологических исследований и радиотерапии, первым руководителем которой был видный французский меднк Клод Ре- го. Этот институт существует и поныне. В 1922 году был основан Радиевый институт в Ленинграде, его первым директором был академик В. И. Вернадский. В этом институте в отличне от парижского наряду с физико-химическими отделами и лабораторией, ведущей медико-биологические исследования, есть отдел, занимающийся геохимией радиоактивных элементов и минералов. (Подробнее об этом институте — см. «Химию и жнзнь», 1972, № 8). Третий радиевый институт — преимущественно медицинского, радиологического профиля — был основан в Варшаве в 1932 году. Сейчас он называется Онкологическим институтом и носит имя Марии Склодовской-Кюрн. Еще один радиевый институт работает в Вене. 21
ОБЫКНОВЕННОЕ ВЕЩЕСТВО Инженер Е. Д. ТЕРЛЕЦКИЙ САЖА ЧУДЕСНОЕ СВОЙСТВО — ПАЧКАТЬ У Агнии Барто есть такой детский стишок: — Черную краску Лучше не братЦ — Танюша дает совет,— Только испортишь Сбою тетрадь! Зачем тебе черный цвет? Действительно, зачем нам нужен черный цвет? Скажем прямо, цвет этот не самый приятный, и эпитет «черный» обычно применяют к понятиям скорее отрицательным, чем положительным. Если заглянуть в толковый словарь, то можно увидеть, что слово «черный» трактуется там прежде всего как цвет сажи. И это справедливо, ибо сажа — самое черное из всех черных веществ. Первое, что приходит в голову при виде сажи детям, — это озорное желание сначала коснуться ее, а затем оставить отпечаток черного пальца, а то и всей пятерни на белой стене. Эта детская «идея» была успешно реализована в далеко не детских делах — в дактилоскопии. Правда, там вместо сажи для получения отпечатков пальцев обычно пользуются черной типографской краской, но ведь сажа —главный ее компонент... Можно утверждать (не боясь ошибиться), что практически все предметы черного цвета своей окраской обязаны в конечном счете саже. Способность этого вещества оставлять несмываемые следы наши пытливые предки подметили примерно 50 000 лет назад. Доказательством служат наскальные рисунки эпохи палеолита, впервые обнаруженные в испанском гроте Альтамира. Рисунки эти выполнены сажевой краской, закрепленной каким-то неизвестным составом. Прогрессируя, наши предки перешли от наскальных забав к письму —сначала на глине, а затем на папирусе, пергаменте и бумаге. И здесь пригодилась сажа. Из нее в Древнем Египте делали краску для письма, а в Китае— знаменитую тушь, рецепт изготовления которой в античные времена перекочевал в Европу. На Руси из сажи издавна получали черные, так называемые копченые чернила. Даже в наше время, несмотря на значительную конкуренцию шариковой ручки, в одних только Соединенных Штатах Америки на производство чернил за год расходуется более 13 тысяч тонн сажи. Не обошлось без сажи и в книгопечатании. Со времен Гутенберга и до наших дней полиграфия использует это вещество: в черных типографских красках содержится до 20% сажи. Из всего этого можно сделать вывод: на протяжении всей истории развития цивилизации человечество постаралось максимально использовать замечательное свойство сажи пачкать. УГЛЕРОД, ВЫЛЕТАЮЩИЙ В ТРУБУ Видимо, рассказ о саже был бы неполным без упоминания о трубочистах — этих веселых чумазых людях в черных цилиндрах с лестницей на плече. Такими они приходят к нам из сказок... Однако работа трубочистов была грязной и далеко не безопасной. Около двухсот лет назад A775 г.) английский врач Пер- сиваль Потт обнаружил рак кожи у молодых трубочистов, и сажу зачислили в разряд канцерогенных веществ. Но, как мы теперь знаем, канцерогенна не сажа. Просто ее развитая поверхность сорбирует канцерогенные вещества— продукты неполного сгорания топлив... Сажа обладает удивительным свойством осаждаться на любой поверхности, за что, собственно, и получила свое название. «Сажа» — от того же корня, что и «садиться». Сажа весьма капризна, ее поведение не блещет постоянством. При большом скоплении она может то течь подобно жидкости, то застывать, образуя очень вязкую, как бы спек- 22
шуюся массу, препятствующую выходу газов через трубу. Более того, с газами она зачастую образует взрывоопасные смеси. Коварнейшее свойство сажи — ее чрезвычайная огнеопасность. И в то же время поджечь сажу почти невозможно! Существует поверье, что трубочисты приносят счастье. Видимо, это неслучайно, ибо они своей работой по существу предохраняют жилища от огня и угара. А ведь бывало и такое, когда из-за нечищенных дымоходов сгорали целые города. Разумеется, не вся сажа осаждается в дымоходах. Наряду с золой она справедливо считается одним из самых сильных загрязнителей атмосферы. И тут уж трубочисты ничего поделать не могут. Напрасно думать, что трубочист — профессия прошлого. В Лондоне, например, и поныне вовсю коптят многие тысячи печных труб, и англичане нередко расплачиваются удушливым смогом — смесью частиц золы, сажи и тумана— за свое традиционное пристрастие к каминам. Но что же такое сажа? Это продукт неполного сгорания или термического разложения углеродистых веществ, а с точки зрения химии— почти чистый углерод. Вот как выглядит элементарный состав обыкновенной печной сажи: углерода — от 88,8 до 99,6%, водорода — от 0,1 до 1,0%, кислорода — от 0,1 до 4,5%. Кроме того, есть незначительные минеральные примеси, водяной пар и различные газы, адсорбированные поверхностью сажи. САЖА И КДУЧУК Мода есть мода. Ей подвержены и автомото- щеголи. Сейчас модны хромированные накладки по корпусу, в начале века в моде были красные и белые шины. (Привычный для нас черный цвет автопокрышек утвердился несколько позже, когда в резину в качестве пигмента стали добавлять сажу.) Автомобильные шины того времени были хотя и красивы, но не прочны. Чтобы сделать их долговечнее, в резину пробовали добавлять окись цинка и другие вещества. Но особых результатов это не давало. Между тем автомобилестроение развивалось и требовало более совершенной обуви для автомобиля. Помог случай. Незадолго до первой мировой войны в одной мастерской по изготовлению автомобильных шин составляли черную резиновую смесь. Мастер, готовивший смесь, видимо, случайно переборщил и вместо положенных 3,0% ввел 30% сажи. Ошибку обнаружили гораздо позже, когда начали выяснять, почему шины, сделанные именно в этой мастерской, стали с некоторых пор более упругими и износостойкими, чем у конкурентов. Так была найдена возможность усиления резины, улучшения ее свойств, и сажа в шинной промышленности стала выполнять роль не только пигмента, но и активного наполнителя *. И если вулканизация (с помощью серы) открыла возможности для широкого практического использования каучука вообще, то применение сажи положило начало использованию каучука синтетического. Судите сами: предел прочности при растяжении резиновых изделий из натурального каучука составляет 200 кг/см2, а из синтетического— в среднем лишь 14**. Добавка 50 весовых частей сажи на 100 весовых частей натурального каучука увеличивает предел прочности до 300 кг/см2, а синтетического — до 240 кг/см2, то есть более чем в 15 раз! В резиновые смеси для шин современных автомобилей обычно вводят до 30% сажи. По сравнению с шинами без сажи срок их службы увеличился в десять раз. Как шутят специалисты, современные автомобили едут не на резине, а на саже, удерживаемой резиной. ВСЯ СИЛА — В СТРУКТУРЕ Механизм усиления резины сажей изучен пока недостаточно. Однако выявлена связь между усиливающей способностью сажи и величиной ее частиц: чем они меньше, тем больше усиливающий эффект. Иными словами, свойства резины зависят от строения сажи. А оно зависит от механизма ее образования, который в свою очередь зависит от способов получения сажи. Звенья этой своеобразной цепи вот уже много десятилетий изучают в общем- то с переменным успехом... Сажа — не только самый черный пигмент и самый лучший наполнитель каучука. Кроме того, она еще и самое мелкодисперсное вещество. Если бы мы постарались любым известным способом раздробить любое вещество, то все равно не получили бы частиц меньших, чем сажевые, размер которых составляет от 90 до 6000 ангстрем. Такие мелкие частицы * Наполнители — вещества, которые вводят в пластмассовые и резиновые композиции для улучшения и\ прочностных и экономических характеристик. Кроме сажи в этой роли выступают мел, окись магния и другие минеральные соединения. ** Исключая каучукн стереорегулярного строения. 23
Микрофотографии частиц сажи и образованных ими цепочек. Масштаб указан на снимках можно увидеть только в электронный микроскоп. А вот вес сажи весьма мал: литр ее весит всего 100 грамм, поскольку в нем содержится лишь 50 см3 сажевых частиц, а остальное— воздух. Суммарная поверхность частиц, содержащихся в том же литре сажи, — от двух до 30 тысяч квадратных метров — в зависимости от размеров частиц. Сажевые частицы состоят из углерода в особой форме, не встречающейся в природных соединениях. Если не считать сверхэкзотический кар- бин *, в природе существуют две модификации углерода: алмаз и графит. Сажу можно назвать испорченным графитом, так как ее частицы состоят из обломков кристалликов графита, сложенных в «пачки» — кристаллиты по пять или по три штуки. Такую структуру иногда называют псевдокристаллической. Плотность сажевых частиц такая же, как у графита,— примерно в два раза больше плотности воды. * См. «Химию и жизнь», 1971, № 2. 24 Частицы сажи имеют форму шариков и образуют более или менее разветвленные цепочки-ожерелья, называемые сажевыми структурами. Вот от этих-то ожерелий и зависят важнейшие свойства сажи и как пигмента, и как наполнителя. Цепочечные структуры представляют собой как бы матрицу, на которую укладываются ориентированные молекулы каучука: видимо, в этом и состоит одна из главных причин эффекта усиления каучука сажей. Черный цвет этого вещества тоже обусловлен строением ее частиц: чем они меньше, тем меньше сажа отражает свет, тем она чернее. Сажи с различными размерами частиц отличить по цвету можно невооруженным глазом, близкие же по дисперсности сажи по цвету различить очень трудно. Для этой цели применяют специальные приборы — нигромет- ры (черномеры), в которых цвет исследуемой сажи сравнивается с эталоном. Такие приборы нужны при создании различных красок и лаков. Есть, правда, специалисты, которые «на глазок» различают до 60 оттенков черного цвета, однако прибор все-таки надежнее...
ОТ ГУТАЛИНА ДО ВЗРЫВЧАТКИ В наши дни сажу применяют очень широко. Ее используют при изготовлении косметических средств и взрывчатых веществ, гуталина и грампластинок, копировальной бумаги и химических источников тока, в цементной и электронной промышленности. Иногда сажа находит применение в самых неожиданных случаях, например в дорожном строительстве — чтобы устранить блеск автодорог или взлетно-посадочных полос... Разумеется, разные отрасли предъявляют к саже различные требования. Отсюда — множество марок сажи. Еще в 24 году до н. э. римлянин Витрувий описал печь для получения сажи из смолы и смолистых дров. В наше время для производства сажи используют разные углеродсодер- жащие вещества — газообразные, жидкие, твердые. И получают разную сажу по-разному: в печах, реакторах, специальных устройствах... В последнее время сажу «делают» в основном из жидких углеводородов. Получить сажу с нужными свойствами не так-то просто, тем более что механизм ее образования до сих пор не совсем ясен. Чтобы придать саже определенные свойства, ее частично окисляют, обрабатывают ультразвуком, пичкают всевозможными «лекарствами» в виде специальных присадок, в частности брома и йода. Чтобы сажа меньше пылила и была более удобной для транспортировки, ее прессуют или гранулируют. Словом, сажа далеко УВАРОВСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД в Тамбовской области год от года наращивает мощности. В 1971 г. здесь была введена третья очередь производства серной кислоты, в конце прошлого года сдан в эксплуатацию комплекс высокоэффективных минеральных удобрений — гранулированного аммофоса. Содержание питательных веществ в этом удобрении достигает 60%. Уже к последней весенней посевной на поля страны были отправлены тысячи тонн уваровского аммофоса. Когда производство будет полностью освоено, годовая мощность комплекса составит 540 тысяч тонн туков. не так проста, как может показаться на первый взгляд. За разработку промышленной технологии получения высокодисперсной сажи ПМ-70 из жидких углеводородов группе ученых и производственников (В. П. Зуеву, В. В. Саулиной, А. П. Глыбину, А. К. Икову, А. Р. Кельну, К. Ф^ Серебрякову, В. Ф. Суровкину и П. А. Теснеру) в 1963 году была присуждена Ленинская премия. Этот факт еще раз подчеркивает первостепенную важность сажи. КАК САЖА БЕЛА... Парадоксальность этого утверждения очевидна. Между тем, белая сажа существует. Правда, общего между черной и белой сажей не больше, чем между Белоснежкой и Золушкой. Белую сажу получают при взаимодействии че- тыреххлорного кремния с парами воды. Продукт реакции — дисперсный белый порошок аморфной двуокиси кремния. Размеры частиц белой сажи хотя и малы, но все же раз в сто больше, чем у черной. Как видим, с точки зрения химии, белая сажа ничего общего с черной сажей не имеет. А свое название она получила за то, что применяется в тех же целях, что и ее черная тезка. Белую сажу используют как наполнитель для специальных сортов резины, которым необходимо придать белый цвет, а также в качестве белого пигмента при изготовлении лаков и красок. Выходит, все-таки есть что-то общее у Золушки семейства углерода и кремнекислород- ной Белоснежки. НА СЫЗРАНСКОМ ЗАВОДЕ ПЛАСТМАСС вступил в строй комплекс по выпуску мягкой и полужесткой поливинилхлоридной пленки — кожзаменителя. Эта пленка — красная, вишневая, серая, синяя, черная — предназначена для внутренней отделки автомобилей «Жигули». Новая продукция Сызранского завода обладает очень малой усадкой, устойчива к свету, не боится бензина и масел. В этом году Волжский автозавод уже получил миллионы квадратных метров полимерной пленки. А. И. НЕДЕШЕВ НОВЫЕ ЗАВОДЫ УВАРОВСКИЙ АММОФОС, СЫЗРАНСКАЯ КОЖА 25
Ущелье Ферсмана
ПОРТРЕТЫ АЛЕКСАНДР ЕВГЕНЬЕВИЧ ФЕРСМАН «...Больше полстолетия жизни, исканий и увлечений, больше полстолетия любви, упорной и упрямой, любви безраздельной к камню, к безжизненному камню природы, к самоцвету, к куску простого кварца, к обломку черной руды! И за эти многие десятки лет он научился их языку безжизненных и мертвых тел, он познал многие тайны их существования, зарождения и гибели, он сроднивдя с их природой, таинственной и скрытой, с их великими законами гармонии и порядка. И в кажущемся хаосе окружающего его мира он увидел наконец величайшие законы мировой гармонии, того созвучия всего и всех в мире, о котором говорили древнегреческие философы, и особенно Пифагор, космоса, как величайшей идеи порядка, красоты и мира, слитых воедино в этом слове! И он понял, что неразрывными узами связаны судьбы природы с судьбой человека...» А. Е. ФЕРСМАН. «Воспоминания о камне» Очевидно, что в этом отрывке Александр Евгеньевич Ферсман в третьем лице писал о себе самом. Его имя — одно из самых известных и славных в советской науке. Ученый-энциклопедист, академик в 36 лет, лауреат Ленинской A930 год) и Государственной A942 год) премий. Человек всесторонне одаренный: блестящий минералог, геолог, химик, популяризатор. Знаток Земли. Он проработал в науке больше сорока лет и успел сделать очень многое. Ответить на вопрос, что было главным в его жизни, однозначно и кратко, по-видимому, невозможно. Академик В. Л. Комаров, будучи президентом Академии наук, писал: «Из строения атомов химических элементов А. Е. Ферсман не только вывел закономерности их геологической судьбы. На основе своих идей он открыл новые месторождения и указал пути их геологического использования». Очень может быть, что это главное из всего сделанного Ферсманом-геохимиком. Превращение «края непуганных птиц» в один из важнейших горнопромышленных районов Союза — открытие и освоение минеральных богатств Кольского полуострова — вероятно, главная заслуга Ферсмана-геолога. Новые идеи о комплексной переработке, минерального сырья, о технологии без отходов — идеи, лишь частично реализованные при жизни Александра Евгеньевича, — заставляют видеть в нем и большого технолога-химика. При этом, как вспоминает академик С. И. Вольфкович, «он не удовлетворялся открытием и разносторонним изучением природных богатств — он ставил задачу их многостороннего использования и притом использования возможно быстрого, широкого и эффективного для получения, как он говорил, «ценностей высшего порядка». В том, что он был мастером научной популяризации, наверное, убеждать не надо. Максим Горький был рад сотрудничеству Ферсмана в редактируемом им журнале «Наши достижения». Прочитав «Занимательную минералогию», Горький писал ему: «...Прекрасный Вы популяризатор и подлинный «художник», артист своего дела. Это — не комплимент». В справедливости этого высказывания убедиться нетрудно — достаточно прочесть издававшиеся десятки раз «Воспоминания о камне», или «Занимательную геохимию», или любую другую из популярных книг А. Е. Ферсмана. О том, насколько полно и глубоко знал А. Е, Ферсман страну и землю в целом, можно судить по эпизоду, рассказанному академиком 27
А. Л. Яншиным. В годы войны были оккупированы традиционные районы добычи мела для шинной и резино-технической промышленности. Ферсман вызвал Яншина, сказал, что возникла такая проблема — найти быстро мел нужного качества в восточных районах страны и желательно поближе к железной дороге. Этот снимок сделан в Хибинах в 1923 году. Очень ясно видно снаряжение руководителя экспедиции и полное пренебрежение Александра Евгеньевича к каким бы то ни было условностям. Его совсем не смущало, что внешне он скорее напоминал бродягу, нежели академика «Поезжайте в Казахстан, — сказал Александр Евгеньевич, — насколько я понимаю, нужные выходы породы там должны быть». Он даже указал, на каком километре пути следует их искать. Тут же была снаряжена экспедиция — прогноз А. Е. Ферсмана сбылся. С точностью до километра! Литература о Ферсмане достаточно многочисленна. Есть известная книга о нем, написанная другим мастером популяризации — Олегом Писаржевским. Есть книга воспоминаний. Они дают достаточно полное представление о Ферсмане — ученом-естествоиспытателе. И о Ферсмане-человеке — могучем, очень подвижном (друзья называли его «шаровой молнией»), веселом и ироничном. Меньше известен Ферсман-химик и Ферсман-философ. Именно поэтому мы решили заново опубликовать (с незначительными сокращениями) единственную беллетризованную автобиографию Александра Евгеньевича Ферсмана, написанную по просьбе журнала «Огонек» и напечатанную в начале 1927 года. Она начинается словами: «Я не выполнил тех заданий, которые себе ставил, и не осуществил тех надежд, которыми жил в молодости»... Это написал знаменитый ученый, академик, человек, уже открывший Хибины. Самодовольство было ему чуждо. АВТОБИОГРАФИЯ академика А. Е. Ферсмана, 1927 год Я не выполнил тех задании, которые себе ставил, и не осуществил тех надежд, которыми жил в молодости... Но, все-таки, оглядываясь на прошлое, хочется вспомнить несколько отдельных моментов, из которых слагалась моя научная мысль. Увлекся я минералогией в своеобразных условиях горного Крыма, среди научных интересов научной семьи; еще семилетним мальчиком, впервые получив в подарок прекрасную минералогическую коллекцию, я увлекся камнем и вплоть до 1912 г. занимался собиранием минералогической коллекции, которую потом передал в Народный университет имени Ша- нявского, первым деятелем по минералогии которого я был. Все мое детство прошло в увлечении минералами как объектом природы... Первые университетские впечатления неожиданно отвлекли меня от минералогии. Блестящие лекции 28
по политической экономии, широкие проблемы истории культуры и истории искусств неожиданно отвлекли совершенно в другую сторону, и только переезд в Москву, в живую и бодрую среду Московского минералогического кабинета, вернул меня вновь на рельсы старых увлечений. Здесь в это время, в 1902—1903 годах, был расцвет работы лаборатории академика Вернадского. Среди многочисленной молодежи, его учеников, среди целой школы физиков и химиков, вносивших свои интересы и в область минералогии, я окунулся в мир глубокой и продуманной постановки новых научных проблем с тем глубоким философским подходом, который этим проблемам всегда давал В. И. Вернадский. В маленькой химической лаборатории кабинета, в очень строгой школе замечательного, безвременно погибшего естествоиспытателя Алексата я учился первым подходам к этой науке, и увлечение мое дошло до того, что я забросил все остальные курсы, перестал сдавать экзамены и был на грани целого ряда «недоразумений». Только благодаря энергичному вмешательству Вернадского я, наконец, сдал в 1907 году государственные экзамены и отправился за границу для того, чтобы там продолжать свою работу... В 1912 г. я был избран профессором бывших Бестужевских курсов, но только после длительной борьбы с министерством, не желавшим меня утверждать, я смог занять это место и переехать в Петербург. С тех -же пор началась деятельность в стенах Минералогического музея Академии, и тогда уже зарождалась идея, тесно связанная с широкими химическими и минералогическими проблемами академика Вернадского, о необходимости превратить Минералогический музей Академии в тот государственный Национальный музей, который мог бы объединить в себе не только идею хранилища объектов природы, но и научно-исследовательского института. Эта мысль в сущности осуществилась только в последние годы, когда к юбилею Академии наук удалось в построение Минералогического музея вложить новые подходы и построить эту сухую научную дисциплину на основе новых, живых идей. Еще в московские годы, принимая участие в организации журнала «Природа», мы выдвинули пропаганду идеи минералогии не как сухой науки о каких-то безжизненных, мертвых объектах природы, а как науки об истории происходящих в природе явлений, тех сложных химических процессов, которые преобразуют лик земли и которые медленно, но неуклонно изменяют, казалось, безжизненный камень и превращают его в новое химическое соединение. Эта идея гео-химического характера легла в основу всех моих дальнейших работ, тесно переплетаясь с вопросами изучения полезных ископаемых и тех химических процессов, которые шли и идут на территории нашего Союза. Нам, увлеченным последователям новых гео-химических течений, казалось, что в основе всей окружающей жизни, всех окружающих превращений и даже самих жизненных процессов лежат законы рассеяния и сочетания тех 90 химических элементов, из которых построена и земля, и весь космос, и что нельзя вырвать безжизненный камень, изучая его только в наших лабораториях, из громадной лаборатории природы, в которой протекают его превращения. На фоне этих основных идей мы считали необходимым в изучение минералогии влить совершенно новые исторические подходы — в книге «Элементы Земли и космоса» попытаться поставить проблему истории элементов во всем мироздании, в «Геохимии России» приложить эти идеи к пониманию тех явлений, которые протекают в отдельных областях нашей громадной страны. Самая проблема полезных ископаемых стала рассматриваться как проблема изучения тех сложных химических процессов, которые положили начало месторождению данного вещества, и отсюда являлась необходимость во все области изучения полезных ископаемых внести тот минералогический и химико-технический подход, которого, нам казалось, было слишком мало в старой геологической дисциплине о полезных ископаемых. Отсюда перебросился мост к той громадной задаче, которая стояла перед страной— задаче изучения естественных производительных сил, тех природных богатств, на фоне которых строится жизнь страны и промышленность... И если бы сейчас нужно было подвести хотя бы самые первые итоги сделанному и попытаться наметить пути будущего, то хотелось бы прежде всего сказать, что самое главное заключается в необходимости вернуться к основным проблемам, поставленным в прошлом— слить изучение химических процессов в общую картину химии космоса, но каждый элемент природы от далекого космоса провести к самой земле, к вопросам его использования в творческом труде человека. «Огонек», 1927, № 8 29
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ Член корреспонде^ БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ Л. Д. БЕРГЕЛЬСОН Эта статья — продопжение наших прошлогодних публикаций («Химия и жизнь», 1972г № 3 и 4) о биологических мембранах — сложных структурах живой клетки, которые играют огромную роль в ее жизнедеятельности. В предыдущих статьях было рассказано об общих принципах устройства мембран и об их важнейшем свойстве — избирательной проницаемости для различных веществ. А теперь речь пойдет о том, как разбирают и вновь собирают мембраны, чтобы лучше понять их конструкцию, а также о том, откуда вообще взялись биологические мембраны и как они образуются в организме. III. Монтаж и демонтаж Как должен поступить человек, который хочет понять устройство незнакомого сложного аппарата, не имея ни чертежей, ни описаний? Очевидно, нет иного выхода, как разобрать аппарат на-части, тщательно их изучить, выяснить их возможную роль и назначение, а потом попытаться снова собрать все вместе (стараясь по возможности, чтобы при этом не осталось лишних деталей). Этот испытанный исследовательский прием широко применяется при изучении биологических мембран. Разобрать мембрану на составные части можно в несколько этапов; при этом, в зависимости от используемых приемов, на каждом этапе от мембраны отделяются определенные компоненты (рис. 1). Легче всего отделить от мембраны белки, связанные с липидами или другими белками мембраны электростатическими силами притяжения: молекулы этих белков имеют суммарный положительный заряд и благодаря этому притягиваются к отрицательным полярным головкам мембранных липидов. Для отделения таких белков достаточно промыть мембрану водными растворами тех или иных неорганических солей: их катионы нейтрализуют отрицательные центры и белки освобождаются. Однако у основной части мембранных белков молекулы заряжены отрицательно. Такие белки тоже могут связываться с полярными головками мембранных липидов, но не непосредственно, а через мостики, образуемые катионами двухвалентных металлов, например кальция или магния (рис. 2). Такие белкк можно отделить от мембраны и перевести в водный раствор с помощью так называемых хелатных агентов — веществ, которые связывают ионы многовалентных металлов и таким путем разрушают мостики. В обоих этих случаях от мембраны отделяются лишь белки, находящиеся на ее поверхности,— это в основном ферменты. Структурные же белки, входящие, если можно так выразиться, в «несущую конструкцию» мембраны, связаны там не электростатическими, а иными силами, и простой промывкой солевыми растворами извлечь их не удается. Кроме частичной разборки мембраны — отделения от нее определенной части белков — можно разобрать ее и полностью. Например, если длительное время воздействовать на мембраны ультразвуком, то во многих случаях они совершенно разрушаются и превращаются в прозрачный водный раствор своих составных частей, удобный для дальнейшего изучения. Другой способ полной разборки основан на применении поверхностно-активных ве- 31
p^ гаи i_-j—'.,■ c-~^j -LI*' 1 Различные способы крепления белков в мембране. Маленькие кружки с хвостиками означают липиды, большие кружки неправильной формы — белки. Заштрихованы балки, связанные с мембраной электростатическими силами и отмывающиеся солевыми растворами; кружки с крестиками— это белковые молекулы, переходящие в раствор под действием детергентов. Большие белые кружки — белки, связанные с липидами гидрофобным взаимодействием; для их извлечения необходимо полностью освободить мембрану от липидов, извлекая их органическими растворителями Связывание отрицательно заряженных белков с полярными головками мембранных липидов через мостики, образуемые ионами двухвалентных металлов N-- ~~ & к> liii ь* ш ществ — детергентов, обладающих способностью «втискиваться» между составными частями мембраны и разделять ее на отдельные блоки. При помощи детергентов удается расщепить мембраны на сравнительно небольшие липопротеиновые субъединицы, еще сохраняющие в той или иной степени ферментативную активность — важное свойство мембраны в целом. Правда, дальнейшее изучение этих субъединиц связано с немалыми трудностями: детергенты слишком прочно связываются с обломками разрушенной мембраны, и отделить их, чтобы получить эти обломки в чистом виде, очень сложно. Наконец, можно окончательно демонтировать мембрану — полностью отделить мембранные белки от липидов, с которыми они связаны гидрофобным взаимодействием (подробно о таком взаимодействии было рассказано в нашей первой статье — «Химия и жизнь», 1972, № 3). Для этого применяют различные органические растворители. Но вот мы тем или иным способом разобрали мембрану, выяснилл, что у нас при этом получилось. Возникает вопрос: действительно ли это составные части мембраны, а не артефакты— образовавшиеся в ходе обработки вещества, имеющие к «живой» мембране лишь отдаленное отношение? Убедиться в этом можно только одним способом — снова собрать из них мембрану и посмотреть, восстановятся ли при этом ее свойства. Вообще говоря, полученные тем или иным путем мембранные блоки обычно имеют склонность к самосборке и самопроизвольно образуют мембраны или мембраноподобные структуры. Однако далеко не всегда такие реконструированные мембраны обладают биологической активностью. Например, многие органические растворители, используемые для отделения белков от липидов, необратимо нарушают третичную и четвертичную структуру белков. Поэтому фрагменты, полученные путем обработки ими мембраны, обычно не годятся для реконструкции. Если из таких фрагментов и удается собрать мембрану, то она получается «мертвой», лишенной ферментативной активности. Получение из блоков работающей мембраны — очень тонкая операция, требующая большой осторожности и строгого соблюдения многочисленных условий. Легче всего реконструировать мембраны из фрагментов, полученных при отмывке солевыми растворами. Мы уже говорили, что при этом от мембраны отделяются белки-ферменты, работающие на ее поверхности. Если добавить такие белки к промытому остатку, то 32
они часто сами по себе, притягиваясь к отрицательно заряженным головкам липидов, занимают первоначальное место, и мембрана возобновляет свою нормальную ферментативную деятельность. А для того чтобы вновь присоединить к остатку мембраны отрицательно заряженные белки, которые были присоединены через посредство металлических мостиков, нужно добавить в раствор ионы двухвалентных металлов, и мостики возникнут снова. С гораздо большими трудностями мы сталкиваемся при попытках реконструировать мембрану из фрагментов, полученных при ее полной разборке. Однако в последнее время и здесь достигнуты большие успехи. Например, неактивные фрагменты митохондрий благодаря специальным приемам и хитростям удалось собрать в мембраны, обладающие некоторыми видами ферментативной активности, которые свойственны обычным, нетронутым митохондриям. Из недействующих фрагментов мембран мышц были собраны мембраны, способные перекачивать ионы кальция против градиента концентрации (об этом важном свойстве природных мембран мы рассказывали во второй статье—1972, № 4). А мембраны, реконструированные из «мертвых» фрагментов бактериальных мембран, обладали не только определенной ферментативной активностью, но и иммунологическими свойствами, характерными для исходных бактериальных клеток. Долгое время исследователи спорили о том, можно ли соединить между собой фрагменты разных мембран, извлеченные из различных органов и даже из различных организмов, и получить «мембранные гибриды». Такие гиб- Согласно гипотезе академика А. И. Опарина, на Земле задолго до появления жизни протекала химическая эволюция неживых органических молекул. На первом этапе такой эволюции под действием ультрафиолетового излучения Солнца, электрических разрядов, высоких температур и других факторов из углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора возникли простые органические соединения: аминокислоты, сахара, нуклеотиды и липиды. Затем на втором этапе, в условиях постепенного остывания Земли из них стали образовываться различные макромолекулы — полипептиды, полинуклеотиды и смешанные полимеры. Поверхность Земли в это время, по риды в конце концов удалось получить. Например, гибридные мембраны были получены смешиванием белков одного вида бактерий с липидами другого вида. Плотность и другие физические свойства таких гибридов были промежуточными между свойствами исходных бактериальных мембран, и в них были обнаружены антигены обоих видов бактерий. Предпринимались также попытки создать мембранные гибриды, используя белки из двух разных видов клеток. Долгое время эти попытки не приводили к успеху: обычно «чужие» белки проявляли явную взаимную антипатию и не уживались в одной мембране. Однако недавно удалось собрать мембрану из белков двух разных микробов — Bacillus cereus (Ба- циллус цереус) и Mycoplasma laidlawii (Ми- коплазма лайдлавии). Мембраны бациллуса содержат пенициллиназу — водорастворимый фермент, расщепляющий пенициллин, а в мембранах микоплазмы этот фермент отсутствует. Однако когда мембрану микоплазмы реконструировали в присутствии «чужой» пеницил- линазы бациллуса, то фермент включился во вновь собранную мембрану и она стала исправно расщеплять пенициллин. Интересно, что чужой белок оказался не просто прикрепленным к поверхности мембраны, как большинство белков-ферментов, а проник вглубь, вступив в тесное гидрофобное взаимодействие с липидами: об этом можно было судить по тому факту, что отмыть пенициллиназу солевыми растворами не удавалось и для извлечения приходилось сперва освобождать мембрану от липидов. выражению английского ученого Дж. Б. С. Холдейна, представляла собой «разбавленный горячий суп», в котором содержание высокомолекулярных веществ постепенно повышалось и наконец достигло критической концентрации, при которой макромолекулы начали образовывать коллоидные осадки или капельки. Вероятно, примерно в это время отдельные молекулы липидов, плававшие в супе (рис. 3), стали объединяться в мицеллы (о механизме образования липидных мицелл мы тоже рассказывали в первой статье— 1972, № 3). Расчеты показывают, что образование таких мицелл могло начаться с того момента, когда IV. Рождение—в первичном супе и в клетке 3 Химия и Жизнь, Ки 11 33
12A Возлив — "V ? <f ~ * J ВОДЯ : МОНОМЕРЫ МИЦЕЛЛА Образование липидных пленок и мицелл в водной среде Различные способы захвата других молекул липидными пленками и мицеллами: а — захват мицеллой полярных молекул, б — захват мицеллами неполярных молекул, в — адсорбция полимера на поверхности мицеллы, г — адсорбция полимера на мономолекулярной пленке липидов Воздух штш-шш-i ВОДЯ __— » 5 в _ ■ ": - ^ - - содержание органических молекул в первичном супе достигло примерно 1 %. Это событие должно было сыграть решающую роль в процессе возникновения жизни. Как только оно произошло, дальнейший ход событий стали определять законы коллоидной химии и поверхностных явлений, согласно которым на поверхности раздела двух фаз (будь то граница воды и воздуха или поверхность плавающих в воде капелек жира) концентрация молекул становится больше, чем в растворе, — происходит адсорбция. Важным следствием адсорбции было дальнейшее концентрирование органических молекул— предшественников живой материи, плававших в первичном супе. Это могло происходить разными способами (рис. 4). Например, полярные вещества могли захватываться липидными мицеллами, «распирая» их (рис. 4,а). Молекулы полипептидов могли и адсорбироваться на поверхности мицелл благодаря электрическому притяжению разноименных зарядов (рис. 4,в). Если же полипептиды содержали много неполярных остатков, они могли адсорбироваться на пленках липидов благодаря гидрофобному взаимодействию этих остатков с углеводородными цепями липидов (рис. 4, г). Неполярные органические вещества могли также растворяться и накапливаться внутри липидных мицелл, куда обращены углеводородные неполярные хвосты липидов (рис. 4,6). Теперь поверхность Мирового океана была во многих местах покрыта липидной пленкой, на которой адсорбировались полипептиды или белки (рис. 5,а). Море, конечно, не всегда оставалось спокойным: в ветреные дни на нем возникала рябь, и липидно-белковая пленка могла образовывать складки и мешочки (рис. 5,6). Иногда стенки мешочков смыкались, образуя пузырьки (рис. 5,в), состоявшие из простейшей липидно-белковой мембраны, которая отделяла воду внутри пузырька от внешней среды. Пузырьки могли плавать в первичном супе, а при сильном ветре могли попадать вместе с брызгами в воздух, где они, имея микроскопические размеры, могли подолгу оставаться в виде аэрозолей. Если же такие микрокапельки снова оседали на поверхность супа и при этом попадали на место, уже покрытое липидно-белковой пленкой, то они покрывались вторым липидно-белковым слоем (рис. 6). Такая двуслойная оболочка и могла быть прародительницей биологической мембраны. Таким образом, первые биологические мембраны могли в огромном количестве возникать 34
путем самосборки из липидных и белковых компонентов. А избирательная проницаемость, свойственная таким мембранам, приводила к накоплению внутри микрокапелек некоторых молекул и ионов. Если же какой-нибудь из белков, оказавшихся в составе капельки, имел каталитические свойства, то на поверхности ее могли разыгрываться специфические химические реакции, не протекавшие в других местах первичного супа. В дальнейшем структура капелек могла постепенно усложняться: отдельные участки ее выпячивались наружу или втягивались внутрь (рис. 7). В результате многие макромолекулы, плававшие в первичном супе поблизости от капельки, могли оказаться окруженными со всех сторон ее выступами, хотя топологически все еще оставались вне капельки. Конечно, такой способ образования добио- логических мембран отличается от сборки биологических мембран в живой клетке, о которой сейчас пойдет речь. Однако в основе обоих процессов, видимо, лежат одни и те же физико-химические законы. Как же рождаются «живые» биологические мембраны в современных клетках? Сейчас этот важный вопрос еще не решен окончательно, и существуют лишь более или менее вероятные гипотезы. Известно, что клеточные мембраны растут неравномерно; по-видимому, на них есть какие-то точки или зоны роста, где интенсивно монтируются строительные элементы. Например, при делении клеток хвоста головастика наблюдали, что мембрана растет (выпячивается) лишь в области экватора клетки; в остальных местах выпячивания мембраны заметить не удалось. Некоторые факты указывают на то, что мембраны растут по принципу репликации, то есть воссоздания своего точного подобия. Например, одноклеточные организмы — инфузории обладают замечательной способностью восстанавливать свои наружные мембраны после повреждения. Для такой регенерации достаточно, чтобы сохранился крошечный кусочек клетки, но этот кусочек обязательно должен содержать хотя бы маленький участок поверхности. Если же ни кусочка наружной мембраны не сохранилось, то даже большие фрагменты клетки, содержащие целое неповрежденное ядро, совершенно не способны к регенерации. Многие мембраны (в том числе мембраны митохондрий, эндоплазматической сети, синапсов и хлоропластов) имеют в своем составе собственные нуклеиновые кислоты, то есть содержат молекулы, в которых, как в хромосо- а j* 6 ВО^Дик j лИПиды _ BCylA Z. — ~\_~--1- ~_ ~- ~ '_ • \ БЕ.ЛК1* j - &U£i.t\ _2Т _J^ - _ — _~ _ " -=0^1S "Z -| ^•ВОЗдых •липиды ] ЩгШШъ™ | 71 М Образование пузырьков из липидно-белковой пленки на поверхности воды: а — липидно-белковая пленка, б — складки пленки, возникающие при ветреной погоде, в — липидно-белковые пузырьки, образующиеся при слиянии соседних мембран Образование двуслойных липидно-белковых мембран fv^ ,2^<ъ аэрозольная ,fec*aA КАПЛЯ з* 35
Эволюция мембран. Первичная капелька, окруженная гидрофобной оболочкой и начиненная водорастворимыми молекулами (слева), постепенно усложняется благодаря выпячиванию или втягиванию отдельных участков мембраны мах ядра, тоже может быть записана наследственная информация. Правда, нуклеиновых кислот в мембранах намного меньше, чем в ядре, но все же достаточно для того, чтобы мембраны могли воссоздавать себя по своему образу и подобию. Это не значит, что мембрана способна сама синтезировать строительный материал для своей репликации, но в ней, видимо, заложены по крайней мере чертежи для ее самосборки. Таким образом, старый принцип биологии — «omnis cellula ex cellu- lae» («каждая клетка — из клетки») можно в применении к мембранам перефразировать так: «omnis membrana ex membranae», мембраны порождают мембраны, любой новый участок клеточных мембран возникает из других мембран, существовавших ранее, и копирует их. К сожалению, детали процесса самосборки мембран в клетке до сих пор неизвестны. Одни исследователи утверждают, что мембраны достраивают себя, используя плавающие в цитоплазме молекулы липидов и белков, которые попадают от места синтеза к месту сборки попросту благодаря диффузии. Согласно другой точке зрения, существует какой-то центральный пункт, где хранится информация об архитектуре строящихся мембран, где производятся нужные строительные блоки и откуда они следуют в нужном направлении и требуемом количестве с помощью специализированных транспортных белков. Крайние представители последней точки зрения полагают, что сборка мембран вообще происходит не путем последовательного введения блоков в строящуюся мембрану с постепенным усложнением ее конструкции, а в один этап, то есть что все блоки собираются сразу. Они утверждают, что многоэтапный синтез невозможен: мембрана, как и всякая биологическая система, может либо существовать как целое, либо не существовать вовсе. Надо, однако, заметить, что одноэтапный синтез мембран мало вероятен: он противоречил бы принципу экономичности, так как потребовал бы хранить значительно больше информации, чем при многоступенчатом синтезе. Возможно, что в действительности истина находится где-то посередине и что для строительства мембран могут использоваться как отдельные молекулы, так и предварительно синтезированные блоки. Нельзя не учитывать также, что мембраны, видимо, находятся в состоянии динамического равновесия со средой, постоянно обмениваясь с ней как отдельными молекулами, так и более крупными фрагментами. Некоторые исследователи полагают, что в клетке постоянно происходит «ток мембран»: внутренние мембраны выдвигаются на поверхность, при этом один тип мембран превращается в другой. Следует, однако, заметить, что различные типы мембран могут сильно отличаться по своему химическому составу. Поэтому если такое взаимное превращение мембран действительно происходит, оно должно сопровождаться заменой значительной части мембранных молекул новыми, что по существу сводится к биосинтезу каждого типа мембран заново. В последнее время споры о биогенезе мембран заметно оживились, в них стали принимать участие представители, казалось бы, весьма далеких друг от друга научных дисциплин — бактериологи, геронтологи, биохимики, физиологи, онкологи, молекулярные биологи. Это и понятно: ведь вопрос о биосинтезе мембран — одна из центральных проблем, связанных с развитием, обновлением и гибелью клеток. Решение этой проблемы многое даст для выяснения сущности ряда заболеваний, для изучения механизмов старения и роста, как нормального," так и злокачественного. Но об этом — в следующей статье. 36
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ Кандидат химических наук В. Р. ПОЛИЩУК, В. А. ТОЛИН А ВАМ НЕ СТЫДНО ЕСТЬ ШПИНАТ? Ежегодно все земные растения усваивают и аккумулируют более 1020 калорий солнечной энергии. Множество происходящих при этом химических процессов сводится к восстановлению углекислого газа водой до весьма сложных углеводов и нехитрого кислорода: пС02+пН20—^>(СН20)п+п02. А весь животный мир и значительная часть созданной человеком индустрии питаются энергией, выделяющейся в результате обратного процесса — окисления углеводов, синтезированных растениями: (СН20)п+п02 KiC02+nH20. Непрерывно впитывая энергию Солнца, непрерывно фотосинтезируя углеводное (не углеводородное!) топливо, оастения не позволяют живому миру Земли превратиться в энергетически изолированную систему, обреченную, в соответствии со вторым началом термодинамики, на неумолимое возрастание энтропии и «тепловую смерть». Следовало бы, наверное, задуматься, покупая пачку свежемороженного шпината: а нравственно ли варить суп из этого победителя энтропии? Может быть, против поедания растений нужно протестовать так же, как вегетарианцы протестуют против употребления в пищу мяса животных? И почему бы не поставить памятник шпинату, на зеленых листьях которого изучался фотосинтез? Ведь поставили же памятник собаке... МНОГОЛИКИЙ ХЛОРОФИЛЛ Универсальным переносчиком энергии, снабжающим ею и клетки растений, и мышцы животных, и мозг человека, служит аденозин- трифосфат (АТФ). Если в клетке что-то восстанавливается, можно почти наверняка утверждать, что дело не обходится без участия никотинамидадениндинуклеотидфосфата, НАДФ (в клетке растительного происхождения) и его аналога никотинамидадениндинук- леотида, НАД (в животной клетке). Если же в клетке происходит процесс фотосинтеза, значит, в ее составе наверняка найдутся молекулы хлорофилла. Точнее, хорофиллов, потому что в состав растений входят два близких по строению вещества — хлорофилл а и хлорофилл Ь. Оба они сложные комплексные соединения, содержащие ион магния. Почему же природа поручила столь почетную миссию именно этим веществам? Когда молекула поглощает квант, один из ее электронов переходит в состояние с большим запасом энергии. При этом величина запасаемой энергии зависит от природы вещества: в частности, особенно легко возбуждаются светом органические молекулы, содержащие системы сопряженных связей. Если вглядеться в структурную формулу хлорофилла, то нетрудно обнаружить, что его молекула обладает очень развитой системой сопряженных связей. Поэтому для возбуждения электронов молекулы хлорофилла достаточно квантов красного света с довольно скромным запасом энергии. Другая особенность хлорофилла — способность легко отдавать окислителям электрон, возбужденный в результате поглощения кванта. Благодаря этой особенности хлорофилл я восстанавливает — конечно, не напрямую, а через множество промежуточный этапов — углекислый газ до углеводов. Третья важная особенность хлорофилла заключается в том, что его молекула, отдав электрон, становится окислителем и отнимает электрон у молекулы воды (то ли непосредственно, то ли с помощью посредников — окончательно еще не выяснено). И, наконец, четвертая и последняя особенность хлорофиллов заключается в способности хлорофилла Ь, поглощающего более коротко- долновый свет, легко передавать возбуждение 37
хлорофиллу а. Это явление известно в фотохимии под названием сенсибилизации. Суть этого явления можно свести к следующему. Квант, поглощенный молекулой, может снова излучиться, причем часть энергии потеряется, рассеется, в результате чего излученный квант будет обладать меньшей энергией, чем поглощенный. Однако эти ослабевшие кванты могут возбудить другие, находящиеся по соседству, молекулы. Если называть фотохимию «химией взбесившихся молекул» (а к тому есть немало оснований), то можно сказать, что бешенство заразительно... Возвращаясь к хлорофиллам а и Ь, следует добавить, что они не только сенсибилизируют друг друга, но и потребляют энергию других сенсибилизаторов — каротиноидов, пигментов, родственных красящему веществу моркови. Это позволяет растению использовать энергию более широкой части солнечного спектра. ihV.v.v-Vi"il| ПОХОЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОНА Перечислив роли, которые играет хлорофилл, попробуем представить себе все сценическое действо фотосинтеза. Оно сводится к тому, что электрон отнимается у молекулы воды за счет солнечной энергии (а вода отдает электрон не так-то легко) и передается молекуле С02, не очень-то склонной восстанавливаться. Итак, действие первое. Хлорофилл поглотил квант, и возбужденный электрон переходит к окислителю — веществу, называемому пласто- хиноном. С этого момента можно считать, что в зарядной цепи, соединяющей два полюса необычного аккумулятора—зеленого листа, пошел ток, потому что недостаток электронов хлорофилл немедленно пополняет за счет молекулы воды: Н20 —е- v-OH + Н+. Отсюда уже один шаг до образования молекулы кислорода. Однако в чем этот шаг заключается— пока не выяснено. Известно только, что точно в том месте, где образуется кислород, присутствует ион марганца и что именно здесь должны каким-то образом оказаться одновременно четыре (!) очень неустойчивых радикала ОН: Мп2+ 40Н ^2Н20+02. В то же время электрон, похищенный у молекулы хлорофилла, продолжает переходить из рук в руки — от пластохинона к другим окислителям. Это второе действие, происходящее без участия света (такие стадии фотохимических реакций называют темновыми), включает четыре основных этапа. Многоступенчатость превращений имеет глубокий смысл: во-первых, она создает условия, позволяющие более полно использовать энергию; во-вторых, в ходе последовательных реакций синтезируются вещества, необходимые растению для других целей. В частности, АТФ. Действие третье — важнейшее. В нем участвует вторая молекула хлорофилла, которая, поглотив квант, передает электрон белку фер- редоксину, содержащему атом железа. Хлорофиллу затем достается электрон, отыгравший свои роли в первом и втором действиях. Ферредоксин же восстанавливает НАДФ. Действие четвертое — снова темновое. Углекислый газ присоединяется к производному углевода рибулозы — рибулозодифосфату; продукт реакции разваливается пополам, образуя две молекулы фосфоглицериновой кислоты, которую НАДФ восстанавливает до альдегида: СН2ОРО^ с=о соон I I 2надф СНОН + С02 -> 2 СНОН ^ , I снон сн2оро1~ ch2opq2- сн-о I ~> 2 СНОН I сн2оро|~ Образование этого альдегида — одна из стадий брожения Сахаров. В зеленых же растениях происходят процессы, приводящие к обратному результату: синтезу Сахаров из альдегида. При этом получаются как глюкоза и другие углеводы, содержащие по шесть атомов углерода, так и пятиатомная рибулоза, снова улавливающая С02 из воздуха. Таким образом, клетка ухитряется и восстановить углекислоту водой, и накопить энергию, равную теплоте сгорания синтезированных углеводов. Аккумулятор заряжен. 38
ГЛАЗАМИ ИНЖЕНЕРА Теперь, зная схему работы чудесного аккумулятора, нужно со всей строгостью рассмотреть работу потребителей его энергии — клеток животного организма. Не разбазаривают ли они драгоценную энергию попусту? При сгорании углеводов центральной топкой служит так называемый цикл лимонной кислоты— круговая последовательность реакций, на вход которой поступает горючее, предварительно приведенное к стандартному виду (любые углеводы клетка превращает в ацетил- коэнзим А, обычно обозначаемый «аце- тилСоА»). Выходит из цикла восстановленная форма НАД и, как и из любой топки, СОг- Кислород, же поступивший в живую клетку, вначале окисляет вовсе не углеводы и даже не вещества, образовавшиеся из углеводов. Прежде всего он реагирует с цитохромом, молекула которого похожа на молекулу хлорофилла, но вместо иона магния содержит ион железа. Поэтому реакцию кислорода с цитохромом можно записать так: 4Fe2++4H++02_H4Fe3++2H20. Цитохром в свою очередь окисляет так называемый коэнзим Q(CoQ) —производное гидрохинона, содержащее длинную алифатическую цепь R: ~ ОН СН30 | СН3 2Fe3+ + I || -> СН30 | R ОН О СН30 || СН3 -^2Fe2++ | | +2Н+ СН,0 || R О И только окисленная форма коэнзима Q окисляет НАД. А поскольку вступающая в эту реакцию восстановленная форма НАД получается, как нам уже известно, с помощью углеводов, то лишь теперь замыкается электрическая цепь, соединяющая два полюса заряженного аккумулятора — молекул углевода и кислорода. А в ходе окислительно-восстановительных реакций синтезируется АТФ. Теперь рассмотрим все эти схемы с точки Хлоропласт под электронным микроскопом (увеличение 340 000 раз). Кружочком обведена так называемая квантосома — гипотетическая фотосинтезирующая единица зрения инженера-энергетика. В результате фотосинтеза накапливается энергия: образуются углеводы и кислород, способный их окислять. Каков к. п. д. этой системы? Цифры показывают, что образцы, разработанные природой, заметно превосходят созданные человеком конструкции. Около 60% энергии поглощенных растением квантов переходит непосредственно к целевым продуктам синтеза — кислороду и АТФ; еще 32% расходуется на поддержание порядка в цикле производства углеводов и только 8% энергии можно считать потраченными непроизводительно... А как распоряжается накопленной энергией организм, питающийся зелеными листьями? Эта энергия не может быть больше полной теплоты сгорания углеводов, скажем, глюкозы. Одни моль глюкозы дает при сгорании 686 килокалорий. А гидролиз связи кислород — фосфор молекулы АТФ (например, в клетках мышечной ткани) высвобождает на моль 10— 12 килокалорий. Так вот, на основе одного моля глюкозы организм ухитряется изготовить до 38 молей АТФ, что эквивалентно 380— 456 килокалориям. Таким образом, к. п. д. системы, потребляющей энергию зеленого аккумулятора,— тоже около 60%. Напомним, что для двигателя внутреннего сгорания, работающего на углеводородах — восстановителях более сильных, чем углеводы, к. п. д. составляет около 40%, а у паровых котлов, способных работать и на дровах (углеводы!),, к. п. д. обычно не превышает 15— 20%. 39
Так что, с точки зрения энергетика, организм, поедающий шпинат, распоряжается его фондами вполне по-хозяйски. Пожалуй, можно признать, что и производители энергии, и ее потребители устроены в равной мере совершенно. ОДНИХ УРАВНЕНИИ ЕЩЕ МАЛО Устройство хлоропласта — той части зеленой клетки, в которой сосредоточен весь реквизит, необходимый для постановки фотосинтетической пьесы в четырех действиях, — неизмеримо сложнее, чем мы его представили ранее. Мы привели схему, согласно которой полный цикл фотосинтеза можно осуществить с помощью двух молекул хлорофилла. В действительности же хлорофилла а нужно по меньшей мере 160 молекул, хлорофилла Ь —70 молекул, каротиноидов — 48, хинонов — 46, ионов марганца — 2... По мнению некоторых исследователей, только такие фотосинтетические единицы — наименьшие частицы листа, способные осуществить полный цикл фотосинтеза, — и есть клеточки решетчатой структуры, видные на срезе хлоропласта шпината под электронным микроскопом (см. фото на стр. 39). Для чего нужно столько молекул? Очевидно, для того, чтобы точно направить квант солнечного света к активному центру — месту, где расположены ионы марганца (их в составе единицы всего два). Можно представить себе, что на мембране — оболочке, ограждающей хлоропласт, в строжайшей последовательности, на строго определенных расстояниях и строго определенно ориентированно, закреплены молекулы хлорофилла, чередующиеся с молекулами каротиноидов. Любая молекула, поглотившая квант, немедленно — с помощью сенсибилизации— передает возбуждение соседям. Расположение молекул таково, что в кратчайшее время и с минимальными потерями квант добегает до реакционного центра. И безотказная работа хлоропласта определяется его удачной конструкцией не в меньшей степени, чем химической стороной дела. Кстати, в клетках существ, кормящихся растениями, тоже есть молекулярные агрегаты, выполняющие функции энергетических установок, — митохондрии. Они устроены таким образом, что в них успешно сгорают не только углеводы, но и жиры, и белки. Митохондрии не уступают хлоропластам не только в экономичности, но и в сложности и совершенстве конструкции... На вклейке изображен маршрут электрона в растительной и животной клетке. В верхней части рисунка показана последовательность реакций, составляющих в сумме процесс фотосинтеза — образования кислорода и углеводов из углекислого газа и воды под действием солнечного света. Молекула хлорофилла (кружок в левой части схемы), поглотив квант hv, передает электрон пластохинону, а тот, уже без участия света,— другим окислителям; параллельно происходит синтез аденозинтрифосфата (АТФ). Хлорофилл же окисляет молекулу воды, в результате чего образуется кислород. Вторая молекула хлорофилла (кружок, вверху) после поглощения второго кванта hv передает электрон ферредоксину для восстановления никотинамидадениндинуклеотидфосфата (ИАДФ), который в оальнейшем восстанавливает продукт присоединения углекислого газа к рибулозодифосфату и, таким образом, участвует в синтезе углеводов. В нижней части вклейки показана схема сжигания углеводов в клетках животного организма — до углекислого газа и воды. Углеводы прежде всего приводятся к «стандартному виду» — превращаются в ацетилкоэнзим А (ацетилСоА), который включается в цикл превращений, называемый циклом лимонной кислоты. Конечные продукты цикла — углекислый газ и восстановленный никотинамидадениндинуклеотид (НАД), который передает электрон коэнзиму Q (CoQ), затем цитохрому и, наконец, молекуле кислорода; в ходе этих процессов, как и при фотосинтезе, образуется АТФ. 40
/ж\
ЛШ1Ш 1, 2 — травяная лягушка в разных ракурсах; 3 — мозамбикский ко- роткоглав; 4 — прудовая лягушка; 5 — квакша с раздутым резочато- ■ I-— •»»-. —* *'У '*»*. Ч % • ^_ Ли ' -• ^ ь. V 1 h~—-- - / Ч v N 'Л,4' —-^ ч v. V' 1 ч---гу ■.,.- 1 Г. : 1 I ^' \\ 1 *'>"' \ - ^ Ч 5 "V\ i I Г „ ,: \ Ч >' \ М\\ ; ^--^-\;\ v.!W>v* .V \V^i----J ■ i J В сетчатке глаза лягушки работа- ют три слоя нервных клеток. Клетки одного из слоев, так называемые ганглиозные клетки, специалисты в свою очередь разделили на четыре типа. Самыми большими «красными» клетками (А) лягушка видит только тени; с помощью «оранжевых» клеток (Б) лягушка видит крупные движущиеся предметы, например, человека или стебель камыша; «коричневые» клетки (В) специалисты называют детекторами насекомых — этими клетками лягушка обнаруживает крошечную летящую муху или движущиеся кончики травинок; «зеленые» клетки (Г) воспринимают только очертания предметов, границы света и тени.
ром; 6 — пятнистая древесница: 7 — жаба повитуха; 8 — яванская летающая лягушка; 9 — жерлянка, самое ядовитое земноводное нашей страны; 10 — квакша из американских тропиков г- ■■ — ч«_-» - ~ / J •У t \ \ —- - N4* Р 1 4 1 » ч • 1 ._-J^""" Нервные импульсы, прихоиящие от «орочжсвых» и «коричневых» клеток, совместно (Д) перерабатываются мозгом. Что же происходит с сигналами других ганглиозных клеток, пока неизвестно
у;,«я V \ 4f*4millf/flHlllt'»b*JuuV'tf*MJ5> JI^UIUTUnUUJriULJHl—LIU1 4^ щг* ильс«£ ewHfr / Л V. £ № Яристено</юяо8лАс$г)ь /апогрвшчныи слои у mm ш ^*^ ••-*• • ж\ и *Яшшт\ !!и!»Ь , *даю 4^ ill.'iW/;Hl, U IUt HI
ПЫЛЬ ТЕСНИТСЯ К СТЕНКЕ В ОКРУЖАЮЩЕМ НАС ВОЗДУХЕ помимо газов — азота, кислорода, углекислоты, водяного пара, аргона — множество взвешенных твердых и жидких примесей: частиц пыли, дыма, капель влаги. Содержание этих частиц в литре обычного, как мы говорим, чистого воздуха по весу невелико (тысячные доли миллиграмма), зато весьма значительно числом — мы вдыхаем десятки миллионов микроскопических пылинок и капелек. Луч солнечного света, пробивающийся сквозь щель в шторе, сверкает мириадами точек; они беспорядочно мечутся с места на место. Это частицы пыли. Из-за малых размеров сами по себе они недоступны человеческому глазу, но, рассеивая падающий свет, на темном фоне становятся заметными. Взвешенные в воздухе частицы, как правило, вредны для человека. Этот вред тем значительнее, чем больше частиц уносится с почвы, попадает в воздух с отходящими газами промышленных предприятий — тепловых электростанций, цементных, металлургических, сажевых, сернокислотных и других заводов. В то же время многие токсичные вещества из числа промышленных отходов представляют большую ценность, и поэтому выборос их в атмосферу наносит вред не только здоровью людей, но и экономике предприятий. Эти и многие другие обстоятельства побуждают специалистов весьма интенсивно изучать поведение пылей, дымов и туманов, называемых вместе аэрозолями. ПОМИМО СПОСОБНОСТИ РАССЕИВАТЬ СВЕТ аэрозоли обладают другими, менее известными и приметными, но не менее важными свойствами. О них осведомлены лишь узкие специалисты, хотя с особенностями аэрозолей сталкивается любой из нас на каждом шагу. Недавно, например, открыто и объяснено новое свойство аэрозолей, которое многие годы не замечали или неверно истолковывали даже специалисты — физико-химики. Вот это свойство: взвешенные в газообразной среде частицы пыли, дыма или тумана, следуя с потоком газа, одновременно смещаются к периферии этого потока. Может показаться, что это открытие представляет лишь академический интерес и лишено практического значения. Но повременим с выводами. ПРИ ПЛАВНОМ, так называемом ламинарном течении газа перемещение частиц На вклейке — схема движения частицы пыли у стенки трубы. Непонятное тяготение аэрозольных частиц, движущихся в потоке газа» к твердым стенкам породило множество теорий. Американские ученые С. Фридлендер и X. Джонстоун, например, полагали, что частицы устремляются к стенке, подобно выпущенной из ружья пуле: где-то в объеме газа они получают заряд кинетической энергии и в свободном инерционном полете со скоростью газовых пульсаций достигают твердой поверхности. Это объяснение, как и многие другие, при всем своем внешнем правдоподобии оказалось несостоятельным: частицы не могцт вылетать из турбулентных вихрей со скоростью пульсаций; их скорости всегда меньше. В силу этого обстоятельства реальные скорости осаждения частиц в десятки и сотни раз отличаются от полученных по этой теории. ' Теория поперечной миграции аэрозолей, предложенная автором этих строк, дает значительно лучшее совпадение расчета и эксперимента. Суть теории — в следующем. При колебательном движении от стенки частица, попадая в зону повышенных скоростей, в силу инерции несколько отстает, а на обратном пути — в зоне низких скоростей, — наоборот, опережает газ. В итоге, завершив цикл колебания, частица оказывается слегка смещенной к стенке: вместо точки Вх она приходит в пункт В{. 41
> ч С ^ S ^ ^ > _ Ч л, L^g_ mi»* rr о С* гч О г* X) и» » ■ шт да »j -*г -.* i ■ ■*<'_■■ и Mi ^^'Uip ■■'«. ■» '•■5 - >• - Вблизи стенок сухих труб и каналов наблюдается повышенная концентрация крупных частиц пыли поперек потока обусловлено броуновской диффузией или естественным оседанием вниз. Броуновская диффузия — результат беспорядочной бомбардировки мелких (меньше микрона) частиц молекулами газа. Оседание — результат действия силы тяжести на крупные частицы — больше микрона. Однако атмосферный воздух и подавляющее большинство промышленных газов движутся обычно с довольно значительными скоростями, делающими течение турбулентным. Для него характерны хаотические пульсации скорости в продольном и поперечном направлениях, энергичное перемешивание газа, резкий спад скорости потока и его пульсаций близ стенок, к которым газ, по принятому в гидромеханике выражению, прилипает. Турбулентность коренным образом меняет картину движения аэрозольных частиц. В дополнение к броуновскому движению и оседанию в гравитационном поле частицы приобретают еще один вид движения — весьма энергичное беспорядочное перемещение совместно с несущими их объемами газа, называемое турбулентной (или вихревой) диффузией. Но, оказывается, это не все. Вблизи обтекаемых газом стенок труб, каналов, пластин и оснований частицы, если они не слишком малы, испытывают странное тяготение в сторону этих стенок, независимо от того, как последние расположены — снизу, сверху или сбоку. В чем физическая причина этого явления, названного поперечной миграцией частиц? РАССМОТРИМ ПОВЕДЕНИЕ ВЗВЕШЕННОЙ ЧАСТИЦЫ за один полный цикл колебания в турбулентном потоке газа. Совершив вдали от стенки вместе с неким объемом газа привычный цикл колебаний, частица смещается из точки А в точку В, причем обе эти точки находятся на равном расстоянии от твердой поверхности. Вблизи же стенки, где скорость поперечных пульсаций газа спадает, происходит иное. При колебательном движении от стенки частица, попадая в зону повышенных скоростей, в силу инерции несколько отстает, а на обратном пути — в зоне низких скоростей, — наоборот, опережает газ. В итоге, завершив цикл колебания, частица оказывается смещенной к стенке: вместо точки Bi она приходит в пункт В\ (см. вклейку к стр. 41). Наблюдать визуально поперечную миграцию частиц к стенкам трудно даже под микроскопом: ведь каждая частица участвует еще и в хаотическом диффузионном движении среды. Однако косвенные, но достаточно убедительные свидетельства в пользу этого явления есть. (ММИНА РНЫЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ) При переходе от ламинарного режима к турбулентному резко возрастает скорость осаждения аэрозольных частиц на смазанных или орошаемых стенках, с которых эти частицы не могут быть сдуты потоком газа 42
ПЕРВОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО существования поперечной миграции — повышенная концентрация крупных частиц вблизи стенок сухих труб и каналов. Это явление в 1934 году обнаружил Б. Ф. Бальсон, экспериментируя во Всесоюзном теплотехническом институте им. Ф. Э. Дзержинского с угольной пылью. Позднее с тем же эффектом столкнулся сотрудник ЦАГИ М. П. Калинушкин, который изучал поведение древесных опилок в горизонтальном пневмопроводе и золы в вертикальных и горизонтальных газоходах котельных установок (он предположил, что тяготение частиц к периферии труб связано с часто наблюдаемой «круткой» газового потока вокруг своей оси — на частицы действует центробежная сила; однако это предположение не подтвердилось: явление наблюдается и тогда, когда поток не закручивается.) ВТОРОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО существования эффекта — резкое ускорение осаждения частиц при переходе от ламинарного к турбулентному режиму. Этот факт впервые установлен при осаждении из воздуха пыльцы растении на смазанных стеклянных пластинках. При слабом ветре на нижней поверхности пластинки оседает примерно треть всей собранной пыльцы. Если же ветер усиливается, «нижний» и «верхний» уловы одинаковы. ТЕПЕРЬ НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ПРАКТИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ поперечной миграции аэрозольных частиц — и самого эффекта, и его теории. Теория этого явления может быть использована для расчета количества атмосферных аэрозолей, осаждающихся на почве и растениях, в зданиях и на поверхностях самолетов, в дыхательных путях человека и животных; с помощью этой теории можно точнее рассчитывать пылеуловители и газовые реакторы, пробоотборники и кондиционеры. На пути к таким расчетам стоят еще известные математические трудности, однако не подлежит сомнению, что с помощью современной электронной вычислительной техники они будут преодолены. Кандидат технических наук Е. П. МЕДНИКОВ Пыль — злейший враг наших квартир. Каждые два-три дня хочешь ие хочешь надо обходить комнаты с влажной тряпкой или же со зло гудящим пылесосом, иначе пол и мебель покроются серым налетом. Особенно страдают от пыли книги. Поэтому приходится прятать их за стеклами в шкафах и на полках. И чтобы достать томик любимого автора, нужно подняться из удобного кресла, открыть дверцу или отодвинуть стекло. Неудобство мелкое, ио ведь быт строится из мелочей... К тому же не следует думать, что книги за стеклами надежно защищены от пыли. Постоянно меняется температура, меняется атмосферное давление и вследствие этого непрерывно изменяется объем воздуха, находящийся внутри шкафа. При сжатии, когда понижается температура и растет давление, воздух входит внутрь вместе с пылью, а прн потеплении, при понижении давления он расширяется и выходит из шкафа, но КНИЖНЫЙ ШКАФ БЕЗ ПЫЛИ уже обеспыленный, чистый. Вся пыль из него успевает осесть кнутри шкафа, иа книги. Застекленный шкаф — прекрасная ловушка для пыли, постоянно засасывающая ее из комнаты внутрь. Полную герметичность обеспечить невозможно — достаточно ничтожной неплотности, и поступление пыли в шкаф обеспечено. Между тем есть довольно простой способ хранить книги открыто и не собирать при этом на них пыль. Но прежде чем дать нехитрый совет, совершим небольшой экскурс в механику аэрозолей — без формул и графиков. Пыль на книги попадает, главным образом, из воздуха над ними. Количество аэрозольных частиц пропорционально объему этого воздуха и скорости его обмена. Скорость же обмена связана со скоростью завихрений. А скорость завихрений, или степень турбулизации газового, потока, соответствует размерам, масштабам вихрей. В большом объеме — большие вихри, высокая турбулентность, интенсивный обмен воздуха. Словом, чем меньше свободный объем над книгами, тем меньше на них пыли. Это и есть наш практический совет. Ставьте книги иа полки плотнее —так, чтобы над ними и между ними ие оставалось свободного места. Может быть, для этого понадобится заказать специальный шкаф, стеллаж, полки. Право же, оио того стоит: можно будет неделями ие включать пылесос. Дело проверенное. " Ю. М. 43
ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ Роберт шекли КООРДИНАТЫ ЧУДЕС ГЛАВА 13. История сотворения Земли — Я был тогда совсем скромным подрядчиком,— начал Модели.— Ставил то тут, то там планетку-другую, в лучшем случае карликовую звезду. С заказами было туго, клиенты попадались капризные, спорили из-за каждой мелочи: «переделай тут, переделай там, и почему это вода течет зниз, и тяготение велико, и горячий воздух поднимается, а лучше бы ему опускаться!». И тому подобное. А я принимался им все объяснять — с эстетической точки зрения, с практической точки зрения. Вскоре на вопросы и ответы у меня стало уходить больше времени, чем на работу. Сплошные тары-бары. И вот как раз перед этим проектом «Земля» мне пришли в голову кой-какие мысли насчет объяснений с клиентами. Помню, я как-то себе сказал: «Форма вытекает из назначения». И мне понравилось, как это звучит. «Почему форма должна вытекать из назначения?» — спросил я тогда и сам себе ответил: «Потому что это — непреложный закон природы и основа прикладной науки». Особого смысла тут не было. Но суть не в смысле. Суть в том, что я открыл хитрый фокус по имени «доктрина научной необходимости». Земля была пробным камнем, потому я ее и запомнил. Пришел ко мне заказывать планету высокий бородатый старик с пронзительным взглядом. (Вот так и началась ваша Земля, Кар- моди.) Ну-с, с работенкой я справился быстро — что-то дней за шесть — и думал, что делу конец. Это было такое же сметное строительство, как здесь, и я кое-что кое-где урезал. Но вы бы послушали заказчика — можно было подумать, что я обобрал его до нитки! * Главы из романа. Публикуются с сокращениями. Продолжение. Начало — в № 9 и 10 — Зачем столько ураганов? — приставал он. Я сказал: «Это часть вентиляционной системы». (Честно говоря, я попросту забыл поставить в атмосфере предохранительный клапан.) — Три четверти площади залито водой! — брюзжал он.— Я ясно проставил в условиях, что отношение суши к воде — четыре к одному. — Но мы не можем себе этого позволить,— объяснял я. (А я давно куда-то засунул эти дурацкие условия!) — И такую крошечную сушу вы заполнили пустынями, болотами, джунглями и горами!.. — На то есть причина,— сказал я. (На самом деле нельзя было уложиться в смету, не подсунув среди прочего подержанные горы, океан и парочку пустынь, которые я купил по дешевке у Урии — межпланетного старьевщика. Но не рассказывать же ему об этом.) — Причина! — застонал он.— А что я скажу моему народу? Это будут люди, созданные по моему образу и подобию, такие же въедливые, как и я. Что мне им сказать? Я-то знал, что им сказать и куда их послать. Но я не хотел быть невежливым. — Вы честно скажете им научную истину,— заявил я.— Скажете, что по науке так оно и должно быть. — Как? — Это детерминизм,— сказал я: название пришло экспромтом.— Совсем просто, хоть и для избранных. Прежде всего: форма вытекает из назначения. Поэтому ваша планета именно такова, какой должна быть по самой своей сути. Далее: наука неизменна, стало быть, все изменяемое — не наука. И наконец, все вытекает из определенных законов. Вы не можете высчитать заранее, каковы эти законы, но будьте уверены, что они есть. Так что никто не должен спрашивать: «почему так, а не иначе?» Вместо этого каждый обязан вопрошать: «как это действует?» Ну, он задал мне еще несколько каверзных 45
вопросиков. Старик оказался довольно сообразительным, но зато ни бельмеса не смыслил в технике. Его сферой была этика, мораль, религия и всякие такие призрачные материи. Он был из тех типов, что обожают абстракции, вот и бубнил: — «Все действительное — разумно» — эго весьма заманчивая формула и не без налета стоицизма, надо будет использовать это в поучениях для моего народа. Но скажите на милость, как я могу сочетать фатализм науки с принципом свободной воли, который я намерен подарить моему народу? Они же противоположны! Да, тут старикашка почти прижал меня к стене. Но я улыбнулся, откашлялся, чтобы дать себе время подумать, и сказал: «Ответ очевиден» — это всегда лучший ответ. — Вполне возможно,— сказал он.— Но я его не постигаю. — Это от того, что вы не понимаете науки,— сказал я.— Противоположность — еще один фундаментальный закон науки. Противоположность рождает борьбу, без которой все приходит к энтропии. Так что не может быть ни планеты, ни вселенной, если там случайно нет противоположностей. — Случайно? — быстро переспросил он. — Ясно как день,— подтвердил я.— Но это еще не все. Например, возьмите одну изолированную тенденцию. Что произойдет, если вы доведете тенденцию до логического предела? — Не имею ни малейшего понятия,— сказал этот старый шут.— Недостаточно подготовлен для такого рода дискуссий. — Да просто-напросто тенденция превратится .в свою противоположность. — Неужели? — переспросил он потрясенный.— М-да... Вещи превращаются в свою противоположность... Это, знаете, слишком сложно. — Зато эстетично,— сказал я.— Но я не договорил о том, что крайности сходятся. Я имею в виду, все эти противоположности, которые превращаются как безумные внешние во внутренние, а внутренние во внешние... Кончается ли на том футбол? Нет, сэр, вот что самое замечательное. Эти противоположности, которые ныряют туда-сюда, как дрессированные тюлени, на самом деле — лишь отражение действительности. Потому что...—• здесь я сделал паузу и произнес самым внушительным тоном: потому что есть мудрость, которая видна за иллюзорными свойствами реальных вещей. Она просвечивает в более глубоких деяниях вселенной, в ее великой и величественной гармонии. — Как может вещь быть одновременно реальной и иллюзорной? — спросил он быстро. — Не мне отвечать на такие вопросы,— сказал я.— Я только скромный научный работник и вижу лишь то, что вижу. И действую соответственно. Но может быть, во всем этом кроется некий нравственный смысл? Старец задумался. Я видел, как он борется с собой. И главное, я поддел его на крючок, помянув о нравственности. Старый хрен помешался на этике, он был просто начинен этикой, его можно было величать «мистер Этика». А я случайно подбросил ему идею, что вся эта кровавая вселенная, все ее постулаты и противоречия, законы и беззакония — воплощение высших нравственных принципов! — Пожалуй, все это глубже, чем я думал,— сказал он, помолчав мгновение.— Я собирался наставлять мой народ только по этике, нацелить его на высшие нравственные проблемы вроде: «как и зачем должен жить человек?», а не «из чего состоит живая материя?» Я хотел, чтобы люди изведали глубины радости, страха, жалости, надежды, отчаяния, а не превращались в ученых крыс, которые изучают звезды и радуги и затем создают величественные, но ни на что не годные гипотезы. Я кое-что знал о вселенной, считал эти знания необязательными, но вы меня поправили. — Ну-ну,— сказал я.— Я не хотел доставлять вам хлопоты. Старик улыбнулся: — Этими хлопотами вы избавили меня от больших хлопот. Для меня важна свобода воли. У моих созданий будет свобода воли. Я мог бы создать их по своему образу и подобию, но я не хочу населять мир миниатюрными копиями самого себя. И они получат эту блестящую бесполезную игрушку, которую вы называете наукой... Они будут гоняться за познанием вещей и забудут о познании собственного сердца. Вы убедили меня, и я вам за это признателен... И старый джентльмен удалился, ничего более не сказав. К чему я про все это? Я неплохо заработал на том мире. И даже если бы пришлось кое- что подправить, я не стал бы шуметь. Дело есть дело. Вы заключаете контракт, чтобы получить прибыль. И вам невыгодно слишком много переделывать задним числом. Но я хотел бы сделать вывод из всего этого, а вы, мальчики, слушайте внимательно. У науки полным-полно законов — это я их изобрел. Почему я их изобрел? Потому что физические законы помогают умному механику так же, 46
как законы юридические помогают адвокату. Правила, доктрины, аксиомы, законы и принципы науки служат для того, чтобы помогать, а не мешать вам. Они должны снабжать вас оправданиями. Большей частью они более или менее справедливы, и это помогает. Но помните всегда: законы помогают объясняться с заказчиком после работы, а не до нее. У вас есть проект, и вы его исполняете, как вам выгоднее, и затем подгоняете факты к итогам, а не наоборот. Не забывайте, что законы науки созданы как словесный барьер против людей, задающих вопросы. Но они не должны быть использованы против нас. Наша работа неизбежно необъяснима. Мы просто делаем ее — иногда выходит хорошо, а иногда не выходит. И никогда не старайтесь объяснить себе, почему не получилось. Не спрашивайте и не воображайте, что объяснение существует. Дошло? Оба помощника поспешно кивнули. У них были просветленные лица, словно они постигли новую веру. Кармоди готов был держать пари, что эти молодые люди запомнили каждое слово Модели и уже поевращают слова в закон. ГЛАВА 14 Пока Модели конструировал машину для возвращения на Землю, Кармоди был предоставлен самому себе. Приз, по-видимому, снова погрузился в спячку, а младшие инженеры Орин и Бруксайд были туповаты и не интересовались ничем, кроме своей работы. Так что Кармоди не с кем было даже поговорить. И чтоб убить время, он отправился на атомо- строительную фабрику. — Раньше все это делали вручную,— объяснял ему краснолицый мастер.— Теперь машинами, но схема та же. Сначала берем протон, присоединяем к нему нейтрон на патентованной энергосвязи мистера Модели. Затем стандартной микрокосмической центрифугой заводим электроны. После этого вставляем все прочее: мю-мезоны, позитроны — такого сорта пряники. И все дела. — А как насчет антиматерии? — Лично я никогда не видел в ней особого смысла,— сказал мастер.— Но мистер Модели ею все-таки торгует. Антиматерию, конечно, делают на отдельной фабрике. — Протоны и электроны вы добываете сами? — Нет. Все субатомное мы получаем от субподрядчиков. Кармоди было скучно. Он твердил себе, что должен быть доволен: вот он здесь, в том самом месте, где изготовляются атомы и с легкостью создается антиматерия,— и все без толку. Прогулка по фабрике Модели вызывала у него такую же скуку, как в свое время экскурсия на сталелитейный завод в Индиане. И ту же волну угрюмого раздражения и тупого бунта, какую он ощущал в коридорах Лувра, Прадо и Британского Музея. И он подумал, что чудеса хороши в малых дозах. Ему было стыдно, но он ничего не мог поделать. — Видно, я не из породы Фаустов,— сказал он себе.— Все секреты вселенной разложены здесь передо мной, словно старые газеты, а я мечтаю о раннем февральском утре в Вермонте и свежем пушистом снеге... Но Модели все не появлялся. Время тянулось. Нельзя было угадать, сколько его прошло. У Кармоди сложилось впечатление, что и Модели легче построить новую планету, чем отыскать старую. В один прекрасный — условно говоря — день Кармоди осматривал лес, сделанный Орином и Бруксайдом по заказу приматов планеты Кете II взамен старого, разрушенного метеоритом. Новый лес был уже полностью оплачен и обещана кругленькая сумма, если исполнение будет первоклассным. Лес был перлом творения. Там были лужайки для прогулок, осененные широколиственными кронами. Юные приматы могли гоняться вверх и вниз по прямоствольным вязам и сикоморам, играть в салочки на ветвистых дубах, качаться как на качелях на плетях винограда и плюща. А для старших были изготовлены гигантские секвойи, где удобно было дремать в вышине или играть в карты, подальше от детского визга. Даже столь неискушенный наблюдатель, как Кармоди, мог заметить, что в маленьком лесу создана простая, приятная и целесообразная экология. Были, там цветы и были не- жалящие пчелы, чтобы собирать нектар, опылять цветы, и были забавные медвежата, чтобы воровать пчелиный мед. Были гусеницы, чтобы угощаться цветами и ширококрылые птицу, чтобы угощаться гусеницами, и проворные рыжие лисицы, чтобы пожирать птиц, и большие медведи, чтобы пожирать лис, и приматы, чтобы есть медведей. И так как приматы Кетса тоже умирали, то и они занимали свое место в лесном круговороте жизни. И это им даже нравилось, потому что они рождались с общественной жилкой. 47
Кармоди грустно прогуливался в одиночестве с Призом-котелком в руке, и вдруг позади него хрустнула ветка. Он обернулся и увидел существо в громоздком сером космическом скафандре из пластика, прозрачном пузыре шлема и с доброй дюжиной инструментов, орудий и пистолетов, болтавшихся на поясе. Кармоди сразу узнал в этом чудище земного человека — кто еще мог так вырядиться! Позади и правее была еще одна фигура, более стройная и одетая почти так же. Кармоди увидел, что это земная женщина и даже очень привлекательная. — Боже мой! — воскликнул он.— Как вас занесло именно сюда? — Т-с-с! — прошипел землянин.— Слава богу, что мы прибыли во-время. Но боюсь, что самое опасное еще впереди. — Есть ли у нас хотя бы один шанс, отец? — спросила девушка. — Шансы есть всегда,— ответил мужчина с мрачной улыбкой.— Так или иначе, мы покажем им, что наши котелки еще кое-что варят. Мужчина повернулся к Кармоди, и взгляд его стал суровым: — Я надеюсь, что ты стоишь того, дружище. Три жизни поставлены на карту ради тебя. Все за мной — в затылок, и быстро на корабль. Док Мэддокс выдаст нам оценку положения. ГЛАВА 15 — Эй, подождите минуту, что все это значит? — крикнул Кармоди, устремившись за людьми в скафандрах.— Кто вы? — Извините! — воскликнула девушка, краснея от смущения.— Мы даже не представились в спешке. Вы, наверно, сочли нас невежами, мистер Кармоди. — Ну что вы! — любезно возразил Кармоди.— Но мне все-таки хотелось бы знать, кто вы такие, тем более, что вы уже знаете, кто я такой. — Конечно, знаю, кто вы,— сказала девушка.— А я Эвива Кристиансен. А это мой отец — профессор Ларе Кристиансен. — Отбросьте «профессора»,— сказал Кристиансен грубовато. — И зовите меня Ларе или Крис, как вздумается. — Ну ладно, пап,— прервала Эвива с напускным нетерпением.— Так о чем это я? О, да, папа и я, мы связаны с ЗАМИ, то есть Земной Ассоциацией Межзвездных Изысканий — конторы в Стокгольме, Женеве, и Вашингтоне, округ Колумбия. — Боюсь, что никогда не слыхал об этой организации,— заметил Кармоди. — Ничего удивительного. Земля только вступила на порог межзвездных исследований. Увы, даже теперь новые источники энергии, намного превосходящие известные вам примитивные атомные установки, все еще не вышли из стадии эксперимента. Но близок день, когда космические корабли, пилотируемые землянами, полетят в самые отдаленные уголки Галактики... — Малютка выдает вам точные байки,— сказал Ларе своим грубоватым, дружеским, внушительным басом.— Между прочим, она у меня доктор философии и нахватала со- рокнадцать ученых степеней, чтобы ее лепет выглядел солиднее. — А папуля разговаривает как блатной,— Эвива покраснела снова.— Но между прочим, у него в ранце три Нобелевских. И отец с дочерью обменялись взглядами, сердитыми и влюбленными одновременно. — Но вернемся к делу,— сказала Эвива.— Главная заслуга во всем доктора Меддокса, с которым вы встретитесь вскоре.— Эвива помедлила, затем добавила, понизив голос: — Не думаю, что я выдам тайну, если скажу вам, что доктор Мэддокс... э-э... мутант. — Черт возьми, не надо бояться этого слова,—прохрипел Ларе Кристиансен.— Мутант может быть не хуже нас с вами. Что касается доктора Мэддокса, то он примерно в тысячу раз лучше. — Мы подозреваем благожелательное вмешательство пришельцев,— сказала Эвива почти шепотом. — Это странная история, — вмешался Ларе,— но вы услышите ее в более подходящей обстановке. А сейчас — на корабль и не будем больше тратить время на треп. Впереди на небольшой поляне Кармоди увидел величественный космический корабль, возвышавшийся словно небоскреб. У него были стабилизаторы, люки, дюзы и множество всяких других отростков. Перед кораблем на складном стуле сидел мужчина несколько выше среднего возраста с благодушным лицом, прорезанным глубокими морщинами. С первого взгляда было ясно, что это и есть Мэд- докс-мутант, поскольку у него было по семи пальцев на каждой руке, а в громадных шишках на лбу вполне мог поместиться добавочный мозг. Мэддокс неторопливо встал на пять ног, и приветливо кивнул. 48
— Вы пришли в последнюю минуту,— сказал он.— Фронт враждебных сил очень близок к зоне скручивания. Быстро в корабль. Все трое! Мы должны немедленно еключить силовое поле! Мои расчеты допускают возможность скручивания пространства, но по самой природе бесконечных комбинаций нельзя предсказать его конфигурацию. Перед широким входом Кармоди задержался. — Я думаю, что должен проститься с Модели,— сказал он.— Быть может, даже посоветоваться с ним. Он был очень отзывчив и даже взялся строить машину, чтобы доставить меня на Землю. — Модели! — воскликнул Мэддокс, обмениваясь многозначительным взглядом с Кристи- ансеном.— Я подозреваю, что он-то и стоит за всем этим. — Что вы имеете в виду? — спросил Кармоди. — Я имею в виду,— сказал Мэддокс,— что вы жертва и пешка в тайном заговоре, охватившем по меньшей мере семнадцать звездных систем. У нас нет времени на объяснения, но поверьте, что на карте стоит не только ваша жизнь, не только наши жизни, но еще и жизни нескольких дюжин биллионов гуманоидов, большей частью голубоглазых, — О, скорее, скорее! — кричала Эвива, дергая его за руку. — Ладно,— сказал Кармоди.— Но я надеюсь, что все-таки получу полное и исчерпывающее объяснение. — Получите,— сказал Мэддокс, как только Кармоди вошел в люк.— Вы получите его прямо сейчас! Кармоди быстро обернулся, уловив нотку угрозы в голосе Мэддокса. Внимательно посмотрел на мутанта и вздрогнул. Посмотрел на отца и дочь и увидел их как бы впервые. И еще Кармоди увидел тонкую черную линию, которая привязывала всех троих к кораблю. Он замер, глядя, как все трое приближаются к нему. Теперь у них не было ни глаз, ни ртов, ни ног, ни рук. Они сами были как бы тремя ужасными пальцами гигантской руки. Кармоди увернулся от трех безликих цилиндров и ринулся к свету. Но в люке появились зубы. Люк чуть приоткрылся, затем начал сжиматься. Блестящие темные борта корабля покрылись рябью. Ноги Кармоди увязли в губчатой подстилке. Он боролся с отчаянием мухи, попавшей в паутину. Спасения не было. Кармоди не мог ни пошевелиться, ни крикнуть — мог только потерять сознание. ГЛАВА 16 Как бы издалека он услышал голос: — Ну как, доктор? Есть надежда? Кармоди узнал голос Приза. — Я оплачу все расходы,— сказал другой, и Кармоди узнал Модели. — Спасти можно,— произнес третий, очевидно, доктор.— Возможности медицины не- ограничены, ограничены возможности пациентов, но это уже их слабость, а не наша. Кармоди силился открыть глаза или рот, но ни веки, ни губы не подчинялись. — Вы ему поможете? — спросил Приз. — Вы задали слишком трудный вопрос,— сказал доктор.— Чтобы ответить на него с идеальной точностью, мы должны для начала определить понятия. Медицинская наука, к примеру, проще, чем медицинская этика. Предполагается, что мы, члены Галактической Медицинской Ассоциации, обязаны сохранять жизнь. Предполагается также, что мы действуем в интересах той конкретной формы, которую мы пользуем. Но что прикажете делать, когда эти два императива вступают в противоречие? Уиичи с Девин V, например, просят врачебной помощи, чтобы излечить их от жизни. Что скажет медицинская этика по поводу такого странного отклонения от нормы?.. — Это имеет отношение к Кармоди? — спросил Модели. — Не слишком большое. Но я полагал, что вам это покажется интересным и поможет понять, почему мы имеем право на самый высокий гонорар. — А Кармоди в серьезном положении? — настаивал Приз. — Только про мертвого можно сказать, что у него положение действительно серьезное,— успокоил доктор.— Больной не мертв. Он всего лишь в шоке. Выражаясь проще, в обиходной манере: он в обмороке. — А привести его в себя вы можете? — спросил Приз. — Ваши термины не ясны,— сказал врач. — Я хотел сказать: можете ли вы вернуть его в исходное состояние; — А что такое исходное состояние? Знает ли это кто-нибудь из вас? Скажет ли это сам пациент, если допустить, что он сам чудесным образом смог бы участвовать в своем лечении? Весомый вопрос, джентльмены. — Заткнись, док,— взорвался Приз.— Давай про то, как ты починишь моего кореша! — Надо оперировать,— сказал доктор.— Я расчленю Кармоди, говоря обывательски. 49
Затем подсоединю мозг к Стимулятору Жизни и начну осторожно переключать синапсы на разные временные связи. Убедившись в отсутствии дефектов, мы разымем мозг и доберемся, наконец, до узла взаимодействия разума и тела. Проверим уровень сознания — конечно, следя, чтобы не было утечки. Если уровень низок, или близок к нулю, мы проанализируем остатки разума и изготовим запасные порции. После этого воссоединим все части тела, и пациент может быть реанимирован Стимулятором Жизни. Вы согласны на операцию? — А что делать? — вздохнул Модели.— Бедный малый так на нас надеялся. Выполняйте свой долг, доктор. Кармоди почувствовал, что друзья причинят ему больший вред, чем злейшие враги, и, наконец, титаническим усилием он отлепил язык от нёба. — Никаких операций,— просипел он.— Голову оторву! — Очнулся,— сказал доктор довольным тоном.— Иногда, знаете ли, словесное описание операционной процедуры в присутствии пациента исцеляет не хуже, чем сама операция. Это, конечно, побочный эффект. Но смеяться тут нечего. Кармоди попробовал встать на ноги, ему помог Модели. Приз больше не был котелком. Он превратился в карлика под влиянием потрясения, по-видимому. — Что это было? — спросил Кармоди.— Космический корабль, какие-то люди... — Это и есть ваш хищник,— сказал Модели.— Вы полезли к нему в пасть. — Полез,— признался Кармоди. — И чуть не потеряли единственный шанс на возвращение,— продолжал Модели.— Вот что, Кармоди. Вам нельзя медлить. И не думайте об отдыхе, пока не попадете домой. Часть III. ГЛАВА 17 Когда перемещение закончилось, Кармоди с трудом пришел в себя. После короткого исследования он пришел к выводу, что у него по-прежнему две руки, две ноги, одно туловище и одна голова. Он заметил также, что Приз на этот раз превратился во флейту. — Ну, ладно,— сказал сам себе Кармоди. — Не так уж ладно,— поправился он, осмотревшись. — Домой! — вздохнул Кармоди. — Да. В безопасности вы будете только на собственной планете. Хищник не может войти в вашу берлогу. •— А машина? — Я ее закончил,— сказал Модели.— Но ее возможности ограничены, поскольку ограничены и мои собственные. Машина доставит вас туда, куда Земля ушла — не больше того. — Но это все, что мне требуется. — Нет, далеко не все. КУДА — только первая из координат планеты — из трех «К». Вам предстоит еще определить второе «К» — КОГДА и третье — КАКАЯ из Земель ваша. Мой вам совет — соблюдайте последовательность! Сначала Временная ось, потом — ось Качества. Но уйти отсюда вам следует немедленно. Ваш хищник, чей аппетит вы по-дурацки раздразнили, может явиться сюда в любой момент. И может статься, второй раз я не сумею так удачно вытащить вас из пасти... — Вы попадете на Землю,— продолжал Модели,— почти наверняка не на вашу. Но я пошлю письмо одному лицу, большому знатоку проблем времени. Он присмотрит за вами, а после этого... Но кто может сказать, что будет после? Будь что будет, Кармоди,— и будьте благодарны, если вообще что-нибудь будет. — Благодарю,— сказал Кармоди.— Чем бы все это ни кончилось, большое вам спасибо. — Ну тогда все в порядке,— сказал Модели.— Машина рядом. У меня времени не было сделать ее видимой. Она выглядела бы как зенитная установка. Да где же она, черт возьми? А, вот она. Берете вы свой Приз? — Я его беру,— сказал Приз, ухватившись обеими руками за Кармоди. Бамм! Пуфф! Хрруст! Это была чудовищная забава, но Кармоди и не ожидал ничего другого. КОГДА? Он стоял на зыбкой почве, на краю болота. Ядовитые миазмы поднимались от стоячих бурых вод. Вокруг росли широколистые папоротники, низкие, с тонкими листьями кусты и пальмы с пышными кронами. Воздух был горяч как кровь и насыщен запахами гнили. — Может, я во Флориде? — сказал Кармоди с надеждой. — Боюсь, что нет,— отозвался Приз. Голос у него был низкий, мелодичный, но с избытком трелей. 50
— Так где же я? — спросил Кармоди. — Не я, а мы,— поправил Приз.— Мы на планете по имени Земля. Эта местность в твое время станет Скарсдейлом, штат Нью-Йорк.— Он хихикнул.— Советую купить участок сейчас, пока цены низкие. — Какого дьявола? Это не похоже на Скарс- дейл. — Конечно, нет. Оставляя в стороне вопрос о «Какойности», мы видим, что и «Когдаш- ность» неверна. I — Ну и Когда же мы? — Хороший вопрос,— сказал Приз.— Но из тех, на которые я могу дать только приблизительный ответ. Очевидно, мы в палеозойской эре или скорее в мезозойской. Кармоди глянул вверх и увидел странную птицу, неловко взмахивающую крыльями. — Определенно, археоптерикс, — сказал Приз.— Впрочем, постой... Трава!.. В юрские времена не было травы — только папоротники и хвощи. И это решает все, Кармоди! Голову заложу, что мы в меловом периоде! У Кармоди было самое смутное представление о геологических периодах. — Меловой? Это далеко от моего времени? — О, около ста миллионов лет, плюс — минус несколько миллионов,— сказал Приз. — А откуда ты знаешь всю эту геологию?— спросил Кармоди. — Откуда?.. Уж если мы едем на Землю,— ответил Приз с воодушевлением,— я решил кое-что разузнать об этом месте. Если бы не я, ты бы бродил вокруг, разыскивая Майами во Флориде, пока тебя не слопал бы какой- нибудь тираннозавр. — Ты хочешь сказать, что тут есть динозавры? — Я хочу сказать,— ответил Приз, все так же с трелями,— что мы попали в самый настоящий Динозавровиль. Кармоди ответил нечленораздельно. Он заметил движение слева, обернулся и увидел Динозавра — махину высотой футов в двадцать и добрых пятьдесят футов от носа до хвоста. Держась вертикально, на задних ногах, гигант быстро приближался к Кармоди. — Тираннозавр? — спросил Кармоди. — Точно! Тираннозавр-рекс. Самый знаменитый, из отряда Зауришиа. Длина клыков полфута. Впрочем, это детеныш. Вес не более девяти тонн. — И он ест мясо? ! — Да, конечно! Гигант был уже в пятидесяти футах от Кармоди. И на плоской болотистой равнине — никакого укрытия: ни скалы, ни норы. — Так что же делать? -— спросил Кармоди. — Лучше всего превратиться в растение. — Но я не умею. — Не умеешь? Плохо дело. Улететь ты не сможешь, зарыться в землю не сможешь и убежать тебе, держу пари, тоже не удастся. Будь стоиком — ничего другого не остается. Хочешь процитирую Эпиктета? Или давай споем гимн, если это поможет. — К черту гимны. Я хочу удрать отсюда. Но флейта уже затянула: «Боже мой, я все ближе к тебе». Кармоди сжал кулаки. Тираннозавр был уже перед ним. Он высился над головой, словно мясистый подъемный кран, Ящер открыл свою ужасную пасть... ГЛАВА 18 — Хэлло,— сказал тираннозавр.^ Меня зовут Эми. Мне шесть лет. А вас как зовут? — Кармоди,— сказал Кармоди. — А я его Приз,— добавил Приз. — Вы оба ужасно странные,— сказал Эми.— Никогда не видел таких. А я уже знаю диметродона и скалозавра и кучу других зверей,— и он замолк, глазея на них по-детски. И Кармоди молчал, подавленный величиной этой ужасной головы, размером с пилораму, с узкой пастью, усаженной рядами кинжалов. Страшилище! Только глаза — круглые, нежные, голубые, доверчивые, не вязались со зловещим обликом динозавра. — Ну, ладно,— сказал Эми, наконец. — А что вы делаете в нашем парке? — Разве это парк? — Конечно, — сказал динозавр. — Детский парк. Но вы же не ребенок, хотя и маленький. — Ты прав, я не ребенок,— сказал Кармоди.— Я попал в ваш парк по ошибке. Пожалуй, мне бы стоило поговорить с твоим папой. — О-кей! — сказал Эми.— Залезайте ко мне на спину, я вас отвезу. И как только Кармоди устроился поудобнее, Эми вприпрыжку пустился на юго-запад. Сначала они выбрались на дорогу — широкую трассу, утрамбованную ногами бесчисленных динозавров, твердую, как бетон. То тут, то там они видели хадрозавров, спавших близ дороги под ивами или гармонично мычавших низкими приятными голосами. Кармоди спросил о хадрозаврах, но Эми сказал только, что отец считает их «серьезной проблемой». Дорога шла через рощи берез, кленов, лавров и остролистов. В каждой роще под ветвями возились динозавры, копали землю или 51
отгребали мусор. Кармоди спросил, что они там делают. — Прибирают, — презрительно сказал Эми.— Домохозяйки вечно заняты уборкой. За частными рощами начался лесной город. Чем дальше в него углублялись путники, тем больше и больше встречалось динозавров. Земля гудела под их ногами, деревья дрожали, и облака пыли вздымались в воздух. Бронированные бока скребли по бокам. Только быстрые повороты, внезапные остановки и рывки помогали избежать столкновений. А сколько рева из-за правил уличного движения! Просто страшно смотреть на эти тысячи бегущих динозавров. А какой запах... — Вот мы и на месте,— .сказал Эми и остановился так резко, что Кармоди чуть не слетел с его шеи.— Тут мой папа. Осмотревшись Кармоди увидел, что Эми доставил его в небольшую рощу секвой. Здесь был как бы оазис покоя. Два динозавра медлительно прохаживались меж красными стволами, не обращая внимания на суматоху всего в пятидесяти ярдах от них. — Эй, папа,— закричал Эми.— Смотри, что я нашел, смотри, па! Один из динозавров поднял голову. Это был тираннозавр, несколько больше Эми, с белыми полосами на синей коже. Его серые глаза были налиты кровью. — Сколько раз,— начал он недовольно,— сколько раз я просил тебя не бегать сюда? — Прости, папа, но ты посмотри, я... — Ты всегда просишь прощения-— наставительно сказал тираннозавр,— а ведешь себя по-прежнему. Мы с матерью, постоянно говорим о твоем поведении Эми. Ни она, ни я не хотели бы, чтобы из тебя получился горластый, неотесанный битник, который понятия не имеет, как подобает вести себя настоящему воспитанному динозавру. Я люблю тебя, сын мой, но ты должен научиться... — Папа, ты потом скажешь! Ты только посмотри! Старший тираннозавр гневно взмахнул хвостом. Но все же опустил голову и увидел Кармоди. — Боже милостивый! — воскликнул он. — Добрый день, сэр,— сказал Кармоди.— Мое имя Томас Кармоди. Я человек. Не думаю, что сейчас на этой Земле есть другие люди или хотя бы приматы. Трудно объяснить, как я попал сюда, но я пришел с миром и все такое,— закончил он не очень вразумительно. — Фантастика J — только и сказал отец Эми.— Говорящее млекопитающее! ГЛАВА 19 Борг пригласил Кармоди в контору, которая помещалась под пышной листвой плакучей ивы. Сели, откашлялись, помолчали, соображая, с чего начать. Наконец, Борг произнес: — Итак, вы — млекопитающее из будущего, да? — А вы — здешнее пресмыкающееся из прошлого? — Никогда не думал о себе, как о существе из прошлого,— сказал Борг.— Ну, предположим, что это правда. А далеко ли будущее, откуда вы пришли? — Сто миллионов лет или около того. — Да, это долгий срок. В самом деле долгий. Борг кивнул и хмыкнул. Кармоди понял, что динозавр не знает, что еще сказать. Борг, судя по всему, был рядовым обывателем: гостеприимный, но погруженный в свои дела, хороший семьянин, но неинтересный собеседник— этакий заурядный темный тираннозавр из среднего класса. ' — Ну-ну,— сказал Борг, когда молчание стало тягостным.— И как там в будущем? — Хлопотно,— вздохнул Кармоди.— Суматоха. Полно новых изобретений, а они только затрудняют жизнь. — Да-да-да,— сказал Борг.— Примерно так представляют будущее наши парни с воображением. Некоторые даже пишут, будто эволюция идет к тому, что млекопитающие станут доминировать на Земле. Но я считал это передержкой, гротеском. — Наверное, так это и выглядит,— согласился Кармоди. — Но ваш в'ид — доминирующий? — Ну... один из доминирующих. — А как насчет пресмыкающихся? Или точнее: как дела у тираннозавров там, в вашем будущем. У Кармоди не хватило духу сказать, что динозавры вымрут, что они вымерли за шестьдесят миллионов лет до -человека и вообще пресмыкающиеся занимают третьестепенное место в природе. — Как дела? Именно так, как и можно было ожидать,— сказал Кармоди, чувствуя себя пифией, и к тому же трусливой. — Хорошо! Я примерно так и думал — сказал Борг.— Мы крепкий народ, знаете ли, у нас есть и сила, и здравый смысл. Нас, тираннозавров, не должно тревожить будущее,— продолжал Борг, переходя на округлый стиль послеобеденного оратора. — Правда,-есть и другие виды динозавров. По 52
дороге в городе вы могли заметить хадрозав- ров. — Да, заметил. Они пели. — Эти типы всегда поют,— сказал Борг сурово. — Вы едите их? — О, небо! Конечно, нет. Хадрозавры разумны! Единственные разумные существа на планете, не считая тираннозавров. — Ваш сын сказал, что они «серьезная проблема». — Да, проблема! — подтвердил Борг несколько вызывающе. — В каком смысле? — Они ленивы. А также угрюмы и грубы. Я знаю, что говорю, у меня были слуги-хад- розавры. У них нет самолюбия, нет стремлений, нет идей. Полжизни они не знают, кто будет их кормить, и похоже, нисколько не тревожатся. Они не смотрят в глаза, когда говорят с вами. — Но они хорошо поют. — О да, поют они хорошо. Некоторые из наших лучших исполнителей — хадрозавры. И на тяжелых работах они хороши, если есть надсмотр. Внешность их подводит, этот утиный клюв... Но это не их вина, тут ничего не • поделаешь. А в будущем проблема хадрозав- ров решена? — Да,— сказал Кармоди.— Их раса вымерла. — Возможно, это и к лучшему,— сказал Борг.— Да, я действительно думаю, что это к лучшему. Кармоди и Борг беседовали несколько часов. Кармоди узнал также и об урбанистических проблемах у рептилий. Лесные города переполнялись, поскольку все больше ящеров покидало деревни ради удобств цивилизаций. Крайне обострилась транспортная проблема. Переполненные города — результат демргра- фического взрыва. Но это — не единственная проблема. Ящеры во многих странах жили на краю голода. — У нас масса проблем,— вздыхал Борг.-— Некоторые из лучших умов впали в отчаяние. Но я оптимист по натуре. Мы, ящеры, и прежде видели тяжелые времена и сумели выстоять. И новые проблемы мы разрешим, как и прежние. По-моему, у нас, динозавров, есгь врожденное благородство, искра разума. Я не могу поверить, что она погаснет. Кармоди кивнул: «Вы выстоите». Что ему оставалось кроме джентльменской лжи? — Благодарю вас,— сказал Борг.— А сейчас, полагаю, вам надо поговорить со своим другом. — С каким другом? — Я имею в виду млекопитающее, которое стоит у вас за спиной. Кармоди тотчас обернулся и увидел коротенького толстого человека в очках, с портфелем и зонтиком в левой руке. — Мистер Кармоди? — спросил он. — Да, я Кармоди. — Я Саргис из Бюро Подоходных Налогов. Вы таки заставили погоняться за вами, но от Бюро не скрыться. Борг сказал: «Меня это не касается». И удалился бесшумно, с мягкостью, удивительной для такого крупного тираннозавра. — Странные у вас друзья,—• сказал Саргис, глядя ему вслед.— Но это не мое дело, хотя ФБР может проявить к нему интерес. Я здесь исключительно из-за налогов за 1965 и 66 годы. В моем портфеле ордер на задержание, он в полном порядке — можете убедиться. Предлагаю вам следовать за мной. Моя машина времени на стоянке за этим деревом. — Нет! — сказал Кармоди. — Советую подумать,— настаивал сборщик.— Ваше дело может быть разрешено к обоюдному удовлетворению заинтересованных сторон. Но оно должно решаться немедленно. Правительство Соединенных Штатов не любит, чтобы его заставляли ждать... — Я сказал, нет! — крикнул Кармоди.— Убирайтесь вон! Я знаю, кто вы! Ибо вне всякого сомнения это был его хищник. Грубая подделка под служащего Бюро Налогов никого не могла бы обмануть. И портфель и зонтик приросли к левой руке. Черты лица были правильны, но хищник забыл про уши. И самое нелепое: коленки у него отгибались назад. Кармоди повернулся, чтобы уйти. Хищник не двинулся с места. Очевидно, он не способен был его преследовать. Он взвыл от голода и ярости. И исчез. Кармоди, однако, даже не успел себя поздравить с избавлением, потому что мгновение спустя он исчез тоже. Перевод с английского Г. ГРИНЕВА Окончание следует 53
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ МОХ ПРЕДУПРЕЖДАЕТ ОБ ОПАСНОСТИ Контроль за вредными веществами, витающими в воздухе, сложен — нужны дорогие приборы и густая сеть станций забора проб воздуха. А ведь иногда самые обычные мхи и лишайники могут заменить громоздкое оборудование. Английские специалисты Д. Хоуксворт и Ф. Роуз выяснили, что каждый вид эпифитных лишайников, живущих на туманном острове Великобритания, по-разному восприимчив к содержанию S02 в воздухе и что границы ареала — территории, на которой встречается этот вид, совпадают с изолиниями среднегодовых концентраций двуокиси серы. Всего на территории страны было выделено 11 зон с различным уровнем загрязнения S02 (каждой зоне свойствен свой собственный набор эпифитных лишайников). При этом только один из всех видов лишайников не погибает при самой высокой концентрации загрязнения, встречающейся в Англии,— 170 мг/м3. Подобными исследованиями занимались и в Швеции, где Т. Гер- мунд заинтересовался мхами, которые все необходимые им питательные вещества берут только из воздуха. Значит, в мох могут попасть и несъедобные вещества, значит, химический состав тканей мха должен отражать состав атмосферы, в частности содержание в ней тяжелых металлов. И действительно, изучение вытяжек из мхов с помощью спектроскопии показало, что мхи, растущие возле предприятий цветной металлургии, содержат тяжелые металлы, причем мох чувствует завод даже на расстоянии в 70 км. Более того, мхи позволили заглянуть в прошлое. Об этом поведали образцы мхов, хранящиеся в гербариях, собранных в давно прошедшие времена. Мхи подтвердили, что содержание в воздухе свинца резко возросло за последние десятилетия и что других металлов в атмосфере пока немного. Конечно, анализы тканей мха вовсе не избавляют от систематических проб воздуха, поскольку нужно знать не только среднегодовой уровень концентрации грязи, но также суточные и сезонные колебания. Однако мхи и лишайники— это своего рода природное ОТК. Исчезновение какого-либо вида лишайника, жившего в данной местности,— это сигнал тревоги об угрожающем уровне SO2 в атмосфере. А. СУТУГИН ...витамин С снижает концентрацию холестерина в сыворотке крови морских свинок («World Medicine», т. 8, с. 30)... ...25% радиоактивных осадков, выпавших в 1972 году в Англии, обусловлены взрывом китайской атомной бомбы 14 октября 1970 года, а 10%—взрывом 18 марта 1972 года («Nature», т. 240,с.517). ...с помощью ЭВМ удается моделировать симптомы параноидной шизофрении (Ассошиейтед Пресс, 7 июня 1973 г.)... ...при заполнении водохранилища в Снежных горах (Австралия) наблюдались локальные вариации магнитного поля Земли, достигавшие 8 гамм («Science News», т. 102, с. 408)... для очистки шелковых кокоиовот белка серицина, склеивающего нити, используются протеолитиче- ские ферменты («Прикладная биохимия и микробиология», т. 8, с. 866)... ...с помощью голографии можно Пишут.что.. обнаружить вмятины, оставшиеся на деревянном полу от ботинок преступника («Electron ics Weekly», №656, с. 36)... ...в раыорах вечной мерзлоты из- под земли выходят струи газовой смеси, близкой по составу к атмосферному воздуху («Известия Академии наук СССР», сер. геол., 1972, № 10, с. 156)... ...пептиды, в состав которых входят остатки сладких аминокислот, могут иметь горький вкус («Agricultural and Biological Chemistry», т. 36, с. 1423)... ...электрические заряды, возникающие в горных породах перед землетрясением в результате пьезоэффекта, могут быть причиной особенно ярких молний («New Scientist», т. 58, с. 328)... ...корм сельскохозяйственных животных должен содержать около Ю-7 части селена («Feedstuffs», т. 45, с. 48)... ...создай карманный прибор, предупреждающий больного эпилепсией о приближающемся припадке («Medical Tribune and Medical News», т. 14, с. 37)... 54
КЛУБ W ^ ,^Л юный L i^H (ИМИ К Ш J Wl ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ ЛЕГКОПЛАВКИЕ СТЕКЛА Предлагаем вам самостоятельно получить стекла. Конечно, в домашней лаборатории сделать это трудно, но не все же опыты ставить дома — есть и школьный химический кабинет, и химические кружки. На заводах и в химических лабораториях стекла получают в принципе одинаково. Сначала готовят шихту — тщательно перемешанную сухую смесь порошкообразных окислов, солей и других соединений. Шихту нагревают затем в специальных печах до очень высокой температуры (нередко выше 1500°С). При таком нагреве соли разлагаются до окислов, которые, взаимодействуя между собой, образуют силикаты, бораты, фосфаты и другие устойчивые при высоких температурах соединения. Эти соединения вместе и образуют стекло. Вот таким делом мы и займемся Только стекла мы будем делать легкоплавкие — они не требуют особого оборудования. Нужны лишь лабораторная электрическая печь, позволяющая получать температуру 1000—1100° С, лабораторные тигли — корундовые, шамотные и фарфоровые, тигельные щипцы и небольшая ровная стальная или чугунная плита. И, конечно, мы не просто будем варить стекло, но попытаемся найти ему применение. Приступим к делу. Мы будем наносить легкоплавкими стеклами рисунки на алюминий. Работу начнем с получения самого стекла. Отвесим 10 г буры Na2B4O7-10 H20, 20 г окиси свинца РЬО и 1,5 г окиси кобальта Сс203. На листе чистой бумаги шпателем перемешаем вещества — это и есть шихта. Поместим ее в небольшой тигель и уплотним шпателем так, чтобы шихта образовала конус с вершиной в центре тигля. Тигель должен быть таким, чтобы уплотненная шихта заняла в нем не более трех четвертей объема. Тогда стекло не будет проливаться из тигля и печь не испортится. Щипцами поставим тигель с шихтой в тигельную или муфельную электропечь, предварительно нагретую до 800—900° С, и выдержим в ней до тех пор, пока стекло не сплавится; об этом можно судить по выделению пузырьков: как только оно прекратилось — стекло готово. Тигель вынимаем щипцами из печи и сразу же выливаем расплавленное стекло на стальную или чугунную плиту с чистой поверхностью. Стекло, остывая на плите, образует слиток темно-фиолетового цвета. Для получения стекол других цветов надо вместо окиси кобальта ввести в шихту другие окрашивающие окислы. Например, 1—1,5 г окиси железа Fe203 окрасят стекло в коричневый, 0,5—1 г окиси меди СиО — в зеленый цвет. (Поэкспериментируйте сами с другими окислами.) Стекло измельчим пестиком в фарфоровой ступке. Чтобы осколки стекла не разбрасывались, ступку, пестик и руку ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОКРОЙТЕ ПОЛОТЕНЦЕМ. К мелкому стеклянному порошку добавим немного воды и разотрем до сметанообраз- ного состояния. Полученная масса называется шликером. Его-то мы и нанесем на алюминий. Поверхность алюминия очистим наждачной бумагой и прочертим скальпелем или иглой контур рисунка. Рисунок покроем шликером с помощью обычной кисточки. Просушим шликер над шгаменем, 55
а затем нагреем в том же пламени, пока стекло не наплавится на металл. Если вы делаете, например, значок или другое небольшое изделие, то его можно покрывать слоем стекла и нагревать в пламени целиком. Если же изделие большое — скажем, табличка с надписью, — то надо разбить его на участки и наносить стекло на эти участки поочередно. Чтобы цвет был более интенсивным, можно нанести стекло повторно. А еше из легкоплавких стекол можно приготовить окрашенные фарфоровые пластинки для мозаичных работ. Для этого пластинки из бнтой фарфоровой посуды надо облить тонким слоем шликера, просушить при комнатной температуре или при 70° С в сушильном шкафу, а затем наплавить стекло на пластинки, выдерживая их при температуре не ниже 700° С в тигельной электропечи. Кандидат технических наук Ю. И. БУЛАВИН, Арзамас ПИСЬМО БЕЗ ЧЕРНИЛ Запасемся для опытов следующим: алюминиевой фольгой от конфет или шоколада, батарейками для карманного фонарика, проводами, бумагой, насыщенным раствором поваренной соли и раствором желтой кровяной соли. Прикрепим кнопками к доске листок фольги, предварительно соединив проводком одну из кнопок с отрицательным полюсом батарейки. Листок фольги будет катодом. Зачищенный шкуркой гвоздь или перо школьной ручки соединим с положительным полюсом батарейки (перо или гвоздь будут анодом). Нальем в чайное блюдечко насыщенный раствор поваренной соли, прибавим 3—4 чайные ложки раствора желтой кровяной соли и обильно смочим обе стороны бумажного листка, опуская его в блюдце. Затем влажную бумагу положим на фольгу. Листок бумаги должен быть чуть меньше, чем листок фольги. Теперь гвоздем или пером можно без чернил писать (или рисовать) на бумаге. Буквы будут синими; они не исчезнут и после высушивания — краситель образуется в волокнах бумаги. Вы, наверное, догадались, в чем дело: при электролизе происходит анодное растворение железа и образуются ионы трехвалентного железа. Под их действием желтая кровяная соль превращается в берлинскую лазурь. Можно писать не только синими, но и красными буквами. Для этого нужно вместо желтой кровяной соли взять роданистый калий— тогда образуется красное родановое железо. Между прочим, таким способом можно делать надписи и рисунки и на хлопчатобумажной ткаии: надо просто заменить бумагу лоскутком ткани. Ткань можно и полностью окрасить. Для этого вычищенную шкуркой и обезжиренную кипячением в соде железную пластинку обернем лоскутком белой ткани и опустим в стакан с раствором поваренной и желтой кровяной солей. Пластинку присоединим к положительному полюсу батарейки; проводничок, идущий от отрицательного полюса, можно просто опустить в стакан с раствором. Ткань на железной плас- стинке через несколько мииут станет синей. В. СКОБЕЛЕВ 3i&pcrfcc*<x>Q/ 'Vi'jiic'vtw- ^sVTTCW^S^^'-A^vijixbA 56
ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ! СЕКРЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ Когда вам труднее всего расставлять коэффициенты в уравнениях реакций? Обычно в тех случаях, когда один и тот же элемент входит в состав нескольких исходных или образующихся веществ. Вот простые примеры: S02+02->S03; Fe203+CO^Fe-f-C02; HN03-^H20+N20+02. Они встречались вам в школьном курсе, и, должно быть, так или иначе вы расставите коэффициенты верно. А вот пример чуть посложнее (тоже, впрочем, не выходящий за рамки школьного курса): Cu+HN03->Cu(N03J+NO+H20. раствор Здесь азот и кислород вошли в состав нескольких продуктов реакции, и не очень ясно, как начать расстановку коэффициентов. Мы познакомим вас с таким методом, который позволит даже семикласснику справиться с уравнением любой сложности. В чем главная идея расстановки коэффициентов? В том, чтобы отразить следующую непреложную закономерность: при химических превращениях общее число атомов каждого элемента сохраняется неизменным. В уравнении реакции между медью и разбавленной азотной кислотой трудно сразу сбалансировать число атомов азота или кислорода с помощью числовых коэффициентов. Однако ничто не мешает нам вначале поставить произвольные буквенные коэффициенты в левой части равенства. Поэтому первый шаг будет таким: xCu+yHN03-^?Cu(N03J+?NO + +?н2о. Буквенные коэффиценты определяют теперь общее число атомов всех элементов. Попробуем составить атомный баланс по каждому элементу. Коэффициенты перед формулами продуктов реакции будут такими: 1) xCu(N03J — баланс по меди; 2) (у—2х) NO — баланс по азоту; из числа атомов, содержавшихся в азотной кислоте, вычитается число атомов, вошедших в состав нитрата; 3) 7гуН20 — баланс по водороду. Теперь уравнение приняло такой вид: xCu+yHN08-*xCu(N03J+ (У— —2x)NO+V2yH20. Но как заменить буквы числами? Пока мы не учитывали кислород. Однако поскольку все коэффициенты расставлены, то число атомов кислорода должно «само- сбалансироваться». Этот факт мы отразим следующим алгебраическим уравнением (слева — число атомов кислорода в исходных веществах, справа — в продуктах реакции): 3y=6x+y-2x+V2y, откуда 4х=1,5 у, или 8х = 3у. Как же из одного уравнения найти значения двух неизвестных? Напомним одну особенность сте- хиометрических коэффициентов, о которой иногда забывают: коэффициенты обозначают не число мо- леьул реагирующих и образующихся веществ а соотношение числа молекул; оно выражается обычно целыми взаимно-простыми числами (что, впрочем, необязательно). В нашем алгебраическом уравнении 8х = 3у этому требованию удовлетворяют такие значения неизвестных: х=3, у=8. Уравнение химической реакпии в окончательном виде: 3Cu+8HN03==3Cu(N03J+2N0 + +4Н20. (Заметим, что этот способ расстановки коэффициентов можно видоизменить, с самого начала поставив для одного из исходных веществ численный коэффициент 1, а для второго — х. Дальнейшую последовательность операций попробуйте воспроизвести сами.) Такой способ расстановки коэффициентов универсален. Вот и попробуем испытать его на очень трудном уравнении: [Cr(N2H4CO)e]4[Cr(CN)e]3+ +КМп04+НС1^К2Сг207+С02+ +KN03+MnCl2+KCl+H20. Оно было напечатано в клубе Юный химик (заметка «Химический монстр», 1973, № 4). Приведенные там трех- и четырехзначные коэффициенты производили устрашающее впечатление. Но все же приступим к делу... На первый взгляд трудность связана с тем, что состав окисляющегося комплексного соединения очень сложен. Однако трудность в другом, а именно в том, что калий распределился в трех, а кислород даже в четырех продуктах реакции. 57
Прибегнем к буквенным коэффициентам. Достаточно будет трех, по числу реагирующих веществ. (А если рассчитывать на одну молекулу окисляемого вещества, то даже двух.) Чтобы удобнее было объяснить, запишем уравнение не в строчку, как обычно, а столбиком. Каждую формулу занумеруем, а справа укажем, по какому элементу и из каких формул найден коэффициент. Подсчеты облегчаются, если состав комплексного соединения выразить брутто-формулой. Пересчитав все учтенные элементы, мы обнаружим, что двух из восьми не хватает, а именно калия и кислорода. Они «самосба- лансировались», и алгебраические уравнения атомного баланса будут Еыглядеть так: 1) Для калия: II IV VI VIII y=7x+66x+z—2у; 73х—3y-fz=0. 2) Для кислорода: I II IV V VI IX 24х-Ну=24,5х + 84х+198х+48х + +0.5z; 330,5х—4y+0,5z=0. Получилась система алгебраических уравнений: Г73х—3y-Fz=t) \330,5х—4y+0,5z=U, из которой следует, что 588х=5у^ Номер формулы I II III IV V VI VII VIII IX Коэффициент X У z 3,5jc 42л; 66л: У *-2у 48л* + 0,5-г Формула Cr7C42N66Hg6024 -f -t-KMn04 + + HCI = = К2Сг207 + + co2 + + KNOs -h + MnCl2 -f + KC1 + + н£о По какому элементу вые гавлен коэффициент 1 > произвольно J по хрому по углероду по азоту по маргагцу по хлору по водороду Из какой формулы I I I II III, VII 1. III Если принять значения х = 5, у=588, то уравнение будет составлено правильно, однако для бихромата и воды коэффициенты окажутся нецелочисленными. Этого можно избежать, приняв х=10. Итак, основные коэффициенты: х=10; y=I176; z=2798. Дальше, пожалуй, объяснять ие стоит: остальные коэффициенты легко вычислить самостоятельно. Долго сказка сказывается... Однако если вы уловили суть метода, то, наверное, согласитесь, что дело делается достаточно скоро. Кроме описанного здесь метода атомного баланса можно применять и другой метод — электронного баланса (если речь идет об окислительно-восстановительной реакции). Как использовать его в тех случаях, когда окислительные числа элементов трудно установить по формуле вещества, кратко рассматривалось в «Химии и жизни» A971, № 5, с. 82 и № 6, с. 74). Г. Б. ВОЛЬЕРОВ От редакции. Метод электронного баланса не предусмотрен школьной программой, однако в общих чертах многие школьники с ним знакомы: об этом свидетельствуют письма. Одно из таких писем мы здесь печатаем. В нем описан вкратце как раз тот прием, что был рассмотрен в заметках, которые упомянуты в самом конце статьи Г. Б. Вольерова. А ЕСЛИ МОНСТР ПОПАДЕТСЯ НА ОЛИМПИАДЕ? Автор зйметки «Хийтческий монстр» называет коэффициенты в приведенном им уравнении чудовищными. Но как все-таки быть, если такой монстр попадется на олимпиаде? В комплексном соединении [Cr(N2H4CO)e]4[Cr(CNN]3 трудно и утомительно определять окисли- 58
тельное число каждого атома Но это неважно, так как нам нужно, чтобы молекула была в общем электронейтральной. Пусть молекула представляет собой набор нульвалентных атомов: Сг07№6бН09бС042О024. Тогда очень легко расставить коэффициенты с помошью метода электронного баланса: 7Сг°—42е-=7Сг6+ 66№—330e-=66N5+ 96К°—96е~=96Н- 42С°— 168е-=42С4+ 24О0+48е-=24О2- 1 Мп7+ + 5е- = Мп2+ 5е- } 588е~ р=у Значит, основные коэффициенты 5 и 588. Но так как в правой части уравнения-монстра число атомов хрома четное, а в левой нечетное, то основные коэффициенты удваиваются A0 и 1176). Как видите, ничего умопомрачительного нет. А. БЕЛИНСКИЙ, Донецк, школа № 17 ПЕРВОЕ ПИСЬМО Я сделал снимки химической реакции. Для этого я смешал немного кристаллов лимонной кислоты и соды. Затем капнул водой на смесь. Через несколько секунд реакция началась. Объектив фотоувеличителя был на расстоянии 1,5 м. Экспонировал фотобумагу СНИМКИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ 3—4 секунды. Кружочки на фотографии — пузырьки углекислого газа. До свидания. Ученик 7 класса школы № 2 гор. Евпатории Владимир ФОМИЧЕВ 59
СЛОВАРЬ НАУКИ СЕМЬ ЦВЕТОВ РАДУГИ На этот раз речь пойдет о красителях. Рассказав о некоторых из них, мы закончим эти заметки сведениями о том, откуда взялись названия семи цветов радуги, а также некоторых других цветов, не вошедших в классическую семерку. Итак, первое слово — КРАСИТЕЛЬ Оно находится в ближайшем родстве со словами, имеющими несколько иной смысл, а именно красивый, красный, украшать. Известно ведь, что Красная площадь означает красивая площадь. Возможно, что в слово красота было вложено когда-то и понятие славы. Об этом говорит тот факт, что общеславянское слово краса этимологически связано с немецким словом Ruhm и исландским hros, которые переводятся одинаково — слава. ПИГМЕНТ В химии так называют окрашенные соединения, которые придают краске ее цвет, в биологии — вещества, придающие окраску живым тканям. Термин этот образован от латинского pigmentum — краска, а это слово образовано от глагола pingo — писать красками, рисовать, раскрашивать, вышивать, украшать, описывать, изображать. В родстве древнегреческое слово пииакс — картина и пинакотеке — пинакотека (дословно — вместилище картин). АНИЛИН Это слово в русском языке впервые фиксируется в «Энциклопедическом словаре» 1861 г. Заимствовано оно из французского языка A826 г.), куда вошло из португальского. В португальском же языке это арабизм — арабское слово звучит аль-ниль. Но и арабское слово тоже заимствовано, а первоисточник его — древнеиндийское нила — черно-синий: анилин первоначально получали из темно- синего индиго. ИНДИГО Испанское слово индиго означает кустарник, содержащий гликозид индикан, из которого и получают синий краситель индиго. Испанское слово пришло из латыни, от indi- cum. Краска эта пришла в Европу из Индии, и происхождение названия очевидно. Любопытно, между прочим, отметить, что само слово Индия в разных языках звучит похоже, но все-таки по-разному. В древнем Риме эта страна называлась India, в Греции — Индикэ (Индигэ) — индийская земля, в Персии — Хин- ду, и в самой Индии — Синдхус: страна реки Инд. КАРМИН Ярко-красный краситель, который и по сен день добывают из тропических насекомых, пришел в русский язык из итальянского, от саг- minio. Первоисточник — арабские слова кермец—червец и кермази— ярко-красный. Отсюда же и слово кармазии — тонкая суконная ткань красного цвета. 60
ПУРПУР Испокон века к пурпуру относились с особым уважением. Латинское purpura и греческое порфю- ра означают багрянку — улитку, из которой добывают пурпур, а также ткань и одежду, окрашенные этой краской. Purpuratus — так в Риме назывался придворный, одетый в такую одежду. В русский язык слово вошло в XV в. из немецкого. А из греческого порфюра образовались дублеты: порфира — пурпурная мантия монарха и порфиры — один из видов горных пород. МАРЕНГО Так называется и краситель, и шерстяная ткань черного цвета с серым отливом. Однако в итальянском местечке Маренго нет ни текстильного, ни химического производства... Маренго известно иным: в июне 1800 г. Наполеон разгромил там австрийскую армию. -Но причем тут краситель? Разгадку удалось найти не в этимологическом словаре, а в историческом труде. Название итальянского местечка в 1800 г. было известно всем; Наполеон в то время иосил черно-серые брюки, и один текстильный фабрикант решил рекламы ради назвать ткань такого цвета вертевшимся на языке словом маренго... ЦВЕТА Сначала — о семи цветах радуги. Красный — см. слово краситель. Оранжевый, как и оранжерея, восходит к французскому orange — апельсин и далее к провансальскому орания и арабскому на- ранья, заимствованному из Ирана. Желтый и зеленый можно объединить: у них общий корень (см. «Словарь науки» в № 3 за этот год). Голубой — от слова голубь, по окраске шейкн. А юлубь, возможно, заимствование из латыни: со- lumba — голубь. Впрочем, Фасмер считает, что в голубе тот же корень, что в желтом и зеленом. Синий первоначально означало блестящий, сияющий: образовано от той же основы, что слово сиять и немецкое schelnen — блестеть, светить, казаться. Фиолетовый восходит к латинскому viola — фиалка. И еще о некоторых цветах — по алфавиту. Алый —.восходит к татарскому ал —"ярко-красный (нли светло- розовый). В родстве турецкое алев — пламя. Багряный образовано от старого багръ — красный цвет. Богач и бо- гатье означали прежде огонь, который тлеет в золе. Беж — французское beige: светло- коричневый, цвет оладьи — beig- net. Белый в родстве с латышским bals — бледный, литовский balti — белеть, греческим фалос — белый и фане — факел, с древнеиндийскими бхас — сияние и бхалам — блеск и, вероятно, с латинским albus — белый. Коричневый (раньше коричный) — от кора, корица; в родстве со словами скорняк и шкура, с латинским corpus — толстая кожа, шкура. Розовый — конечно, от цветка розы. В русский язык пришло из немецкого, а туда — из латыни. В родстве греческое родон (цветок острова Родос) и армянское вар д. Серый — в родстве с седой, и вероятно, с немецким поэтизмом hehr — достойный, величественный Черный восходит к древнему чьрнъ и еще более древнему сьрхн и кьрз. Литовская река Кирзна — черная. Т. АУЭРБАХ 61
ЗЕМЛЯ И ЕЕ ОБИТАТЕЛИ СКАЗОЧНОЕ СУЩЕСТВО- ЛЯГУШКА ...Лягушкам только образования нехватает, а так они на все способны. Марк ТВЕН кого безобидного существа принято начинать практические занятия по физиологии в школе и вузе. И потом студенты, став маститыми исследователями, часто не расстаются с милой их сердцу лягушкой —удобным лабораторным животным. Только в Ленинградском университете около 15000 лягушек ежегодно кладут свои животы на алтарь науки. А сколько в мире университетов и исследовательских центров, где во имя знаний перестают биться сердца земноводных! Если бы существовал перечень открытий, которыми человечество обязано опытам на лягушках, он был бы очень длинен и разнообразен: в него попал бы и экспресс-анализ пищевых ядов, и способы переработки информации. Перечень этот будет расти, увеличиваться. И каждое открытие унесет лягушачьи жизни. Зоологи называют лягушку ее латинским именем— Rana. Право, для русского уха это кровоточащее слово звучит символично! На Земле проживает более 200 видов настоящих лягушек (некоторые из них изображены на центральной вклейке). У всех этих, так сказать, подлинных лягушек горизонтальный зрачок и раздвоенный конец языка. Нам с вами примелькались лишь несколько видов: две большие зеленые лягушки (озерная и прудовая), которые не решаются далеко отлучаться от воды, и две их бурые подруги помельче (травяная и остромордая), храбро ведущие наземный образ ж-изни. Не искушенные в систематике люди принимают за лягушек их родственниц — жерлянок, чесночниц, квакш. Чтобы разобраться, с кем имеешь дело, надо — как врач на приеме — потребовать: «А ну-ка, покажи язык...» 63 Если нет образования, приходится работать ногами. «Знаменитая скачущая лягушка из Калавераса» — героиня рассказа М. Твена прыгала дальше своих пучеглазых соперниц и приносила хозяину изрядный барыш. Увы, лягушачьи рекорды в то время, очевидно, не регистрировали, во всяком случае у Твена на этот счет нет никаких цифр. А жаль. Их можно было бы сравнить с цифрами, известными науке. Наши лягушки прыгают на 30—40 см. Гораздо дальше скачет лягушка-бык из США. а «лягушка прыткая» из Западной Европы прыгает метра на три. Абсолютный мировой рекорд — 409 см. Ноги у лягушки хоть куда. В один прекрасный день именно они и занесли ее в экспериментальную науку и помогли прославиться Луиджи Гальвани. Ведь феномен «животного электричества» был открыт, когда Гальвани еще и' на свет не появился. Открытие оставалось не замеченным, пока эффектные опыты итальянца не потрясли тогдашний ученый мир: подумать только, отрезанные лягушачьи лапки оживали, вздрагивали на железной решетке балкона — их нервы еще хранили электрический заряд. А вот другой любопытный факт о влиянии лягушек на карьеру ученых. Когда в 1866 году против И. М. Сеченова как автора «Рефлексов головного мозга» было возбуждено судебное дело, великий физиолог заявил: «Зачем мне адвокат? Я возьму с собой в суд лягушку и проделаю перед судьями все мои опыты: пускай тогда прокурор опровергает меня». Теперь опыты с лягушками не интересуют прокуроров. Более того, со вскрытия малень-
СТРАСТИ ХОЛОДНОКРОВНЫХ У самцов травяной лягушки есть нечто общее с Синей Бородой, персонажем из сказки Пер- ро: в брачное время у них синеет горло. (Кстати, представители сильного пола остромордых лягушек синеют почти целиком.) Но у сказочного рыцаря было семь жен, а многоженство среди лягушек—дело нереальное, ибо самцов среди них больше, чем самок. В научной литературе есть сведения о том, как самцы, понапрасну звавшие своих пучеглазых подруг, с горя кидаются на прудовых карпов и стискивают их жабры в железных объятиях. Женами в пруду дорожат: иной раз кавалеры не выпускают самку из объятий даже когда зоологи кладут их обоих в спирт. Однако не следует думать, что самцы в брачный период теряют всякое соображение: стоит самке выметать икру, как она издает особый звук, и самец ее немедленно отпускает. А чтобы подруга не выскользнула самовольно, на передних лапах самца разбухают так называемые брачные мозоли. В этих шершавых мозолях находятся особые железы. Их выделения бактерицидны — они предотвращают воспаление царапин и ран, образующихся на груди самки. Иногда лягушачьи объятия продолжаются по трое суток: самка почему-то медлит с откладкой икры. И самец ждет, натруживая мозоли. Опыт предков говорит ему, что оплодотворить несколько тысяч икринок нужно сразу же, иначе головастиков не будет. У всех позвоночных дети как дети — похожи на родителей, а у лягушки — головастик. Его жизнь начинается в икринке, которая служит убежищем, столовой и инкубатором. Верхняя темная половинка икринки поглощает солнечные лучи и одновременно защищает еще не вылупившегося головастика от ультрафиолета. Икринка устроена наподобие ваньки-встаньки: если ее перевернуть темным экранчиком вниз, то он вскоре снова окажется на прежнем месте, ибо самая тяжелая часть икринки — желток — расположена внизу. И еще оцно защитное приспособление: в оболочке икринки содержится ранидон, который убивает микробов лучше, чем карболовая кислота. Двери маленького домика заперты, и его крошечный постоялец не смог бы выйти, если бы эволюция не снабдила его химической отмычкой: секрет специальных желез головастика растворяет прочную оболочку яйца, и малыш выходит в большой мир. Малыш растет, набирается сил. Сквозь жабры прорастают передние ноги, сильно вырастает язык, рот становится шире. Наконец, рассасывается хвост, и молоденький лягушонок вступает в жизнь, пройдя всего-навсего тридцать стадий превращений. У травяной лягушки метаморфоз головастиков занимает 50—180 дней в зависимости от погоды, у прудовой — 72—214 дней. Иногда головастику приходится зимовать, и только следующим летом он станет полноправной лягушкой. САМОУБИЙСТВО В ЛУЖЕ Не одна погода радует или печалит головастиков. Например, они терпеть не могут даже небольшой примеси йода. Если же в луже есть соли кальция, марганца или глюкоза, то, наоборот, развитие пойдет быстрее. Зато обилие жира в корме угнетает рост. Кстати, у головастиков ни зубов, ни желудка нет. Эти маленькие вегетарианцы потребляют микроскопические водоросли, а в водорослях много щелочей. Желудочное пищеварение с непременным участием соляной кислоты им ни к чему. Куда выгодней кишечное, щелочное. Вот они и обзавелись очень длинным кишечником. У головастиков много врагов, и самые страшные не рыбы и птицы, а личинки жуков- плавунцов. Однажды в пруду под Звенигородом подсчитали, что двадцать личинок плавунца за двадцать дней съели 40 000 головастиков. Ситуацию омрачает еще и то, что головастики могут быть врагами самим себе: рослые особи выделяют в воду вещества, препятствующие развитию хилых собратьев. А заморыши вместо того, чтобы обидеться, сами выбрасывают в воду вещества, которые еще более подстегивают рост акселерантов. Получается, что часть головастиков добровольно уступает место под солнцем более сильным особям, как бы казнит себя. Будем считать, что тот головастик, с которым мы подружились, благополучно превратился в лягушонка. Если его мама была водной лягушкой, он станет «дневным» животным, а если икру отложила наземная лягушка, то «ночным». Дело тут не в сиянии солнца, а в суточных колебаниях влажности воздуха: после дождя наземные лягушки могут резвиться Еозле дома и в полдень. Но резвится лягушачий народец только возле своего дома — на участке в несколько квадратных метров. Однажды профессор П. В. Те- рентьев пометил под Ленинградом 230 лягушек. Через неделю половина бесхвостых домоседов была найдена в нескольких шагах от места первой поимки. Другие — чуть дальше. 64
Лишь единицы отважились бродить метрах в ста. Выходит, что к путешествиям лягушки склонны только в сказке. Кстати, пометить лягушку краской или кольцом довольно просто: ее надо опрокинуть на спину и придержать в этом положении; она застынет и лишь через несколько минут сообразит, почему перевернулся мир. А вообще-то лягушки соображают неплохо: после четырех-семи попыток они перестают хватать мохнатых гусениц или дождевых червей, смазанных гвоздичным маслом, хлорной известью или соединенных с электрическими проводами. Урок помнят дней десять. Лабиринт лягушки осваивали хуже, хотя учили их, конечно, без всякого уважения. Когда они прыгали по неправильному пути, то получали электрический удар. Лишь получив сто ударов, лягушки, наконец, соображали, чего от них хотят, и прыгали правильно — так сказать, путешествовали из-под палки. ЗАЧЕМ ЛЯГУШКА КВАКАЕТ? Не надо бить и тиранить лягушек, их надо уважать. Для этого причин более чем достаточно. Хотя бы та, что первым живым звуком, некогда раздавшимся на континентах планеты, было кваканье лягушачьих предков. Рев, рык, писк и мычанье начали сотрясать воздух гораздо позже. Блеять и ржать тоже долгое Бремя было некому. Так что, если заглянуть в даль времен, можно прийти к неожиданному выводу: наша речь — это кропотливо измененное и отшлифованное эволюцией кваканье. Правда, в необозримо далеком прошлом земноводные скорее всего квакали не так, как нынче. Но как именно, не знал никто, кроме них самих, — уши тогда были тоже только у земноводных. Лягушки квакают от полноты чувств, их песня — это древнейший призыв к поддержанию непрерывного потока жизни. А вот замысловатая соловьиная трель — всего-навсего вопль эгоиста, предупреждающего о частной собственности на участок, где построено гнездо, чтобы сосед не лез. И уж если не соловьям, то другим пернатым неплохо бы отдать должное вокальным данным американской жабы и некоторых древесных квакш: они издают звук флейты и свирели, да еще звенят словно бубенчики. А японская веслоногая лягушка поет совсем как птица. Пучеглазые певцы услаждают слух японцев, которые специально держат их дома. Жаль, что голоса наших лягушек немного подкачали. Но это не помешало зоологам, подслушивая их хоровые номера и интимные беседы, узнать немало интересного. Выяснили, например, что лягушки-дамы молчаливее лягушек-кавалеров и что наземные виды лягушек молчаливее водных. Оказалось, что в лексикон прудовой лягушки обычно входит шесть криков: громогласный квакающий призыв к продлению рода, два негромких территориальных крика, два сигнала о высвобождении и крик тревоги. Если ничего не подозревающую лягушку внезапно и грубо схватить, она издает иногда пронзительный вопль, похожий на кошачий. Это крик ужаса, прощанье с жизнью. ПАЛЬМЫ ПЕРВЕНСТВА Этих пальм у земноводных не счесть, они во многом первые. Земноводные первыми стали обмениваться информацией с помощью звуков. Они были первыми существами, которые 300 миллионов лет назад встали на ноги — прежде на Земле ни у кого из позвоночных просто не было ног. Не было и другой полезной части тела — той, на которой сидят. Чтоб присесть и тем более переставлять ноги, эволюция наделила земноводных шаровидными сочленениями — суставами. Это достижение природы доктор биологических наук Б. Ф. Сергеев сравнил с изобретением человеком колеса. На руках обезьян и человека большой палец отведен в сторону, противопоставлен другим. То же и у лягушки. Иными словами, они раньше нас узнали, что такое настоящая хватка. И в то же время лягушки первые слюнтяи планеты. Это не каприз: чтобы на суше можно было легко глотать сухую добычу, потребовалась смазка — слюна. Она у лягушки жиденькая, водянистая, ферментов в пей нет. И еще одно приобретение лягушачьих предков — насморк. И здесь дело не в капризе, а в необходимости: лягушки ощущают запах только растворенных веществ, и поэтому их обонятельная полость усиленно снабжается влагой из множества мелких железок. Перечень принадлежащих земноводным физиологических патентов очень длинен. Этими изобретениями теперь пользуются самые разные животные. И мы тоже. Об этом отлично сказал герой тургеневских «Отцов и детей» Базаров: «На что тебе лягушки, барин?» — спросил его один из мальчиков. «А вот на что, — отвечал ему Базаров, — я лягушку распластаю да посмотрю, что у нее там внутри делается; а так как мы с тобой те же лягушки, только что на ногах ходим, я и буду знать, что у нас внутри делается». 65 <
ПОЧЕМУ ЛЯГУШКА ХОЛОДНАЯ? длина 23, а ширина 16 микрон. Ничего хорошего в этом нет, чем меньше эритроциты, тем В самом деле, почему она не греется изнутри? лучше. Например, наши эритроциты в попе- Дело тут в величине красных кровяных те- речнике около восьми микрон. Миллилитр лец — эритроцитов. У лягушки они огромные: лягушачьей крови вмещает 400 тысяч эритро- А — движение языка лягушки при ловле насекомых; Б — положение ноздрей и глаз плавающих лягушек, крокодилов и бегемотов; В — позы лягушки во время прыжка 66
цитов, нашей — пять миллионов, а козьей даже 18 миллионов. Общая поверхность эритроцитов в миллилитре козьей крови дает умопомрачительную цифру, у нас величина тоже будет внушительной, а у лягушки — скромной. Из-за этого она и холодная. Ведь чем больше поверхность эритроцитов, тем, интенсивней газообмен. Крошечные эритроциты быстрее поглощают кислород и легче отдают его, чем эритроциты-гиганты. После того как кислород в эритроцитах вступил в контакт с гемоглобином, его надо доставить к тканям и органам. Тут принцип един: внутри всех животных действует трубопроводный транспорт. И чем мощнее мотор, прокачивающий кровь по венам, тем быстрее она снова попадет в легкие за следующей порцией -кислорода. Но и с насосом у лягушки дела обстоят неважно — маломощен он и медлителен. Вес ее сердца в девять раз меньше, чем у равной ей по весу ласточки. И с легкими лягушкам тоже не повезло — уж очень мала Ш поверхность, ее не хватило бы даже на то, чтобы прикрыть тело. Если, например, тщательно разровнять легкие быка и обернуть получившейся тканью его фигуру, получится кокон почти из ста слоев. И не мудрено, что простеньким лягушачьим легким требуется помощь — кожное дыхание. Зато тут лягушка своего не упустит: она впитывает кислород жиеотом, спиной и даже слизистой оболочкой рта. За час квадратный сантиметр кожи поглощает в среднем 1,6 см3 кислорода и выделяет наружу 3,1 см3 С02. Летом прохладная кожица выделяет от 2/3 до 3/4 всей углекислоты, выбрасываемой организмом, а зимой еще больше. Так что кожа — более мощный вентилятор, чем легкие. v Даже громадным ртом «от уха до уха» ей ' пришлось обзавестись для того, чтобы побольше набрать воздуха. Но понапрасну рот лягушка разевать не станет — чтоб не задохнуться. Ведь ребер у лягушки нет, и воздух изо рта в легкие накачивает нижняя стенка рта. Из-за этого у нее и дрожит кожа на горле. Постоянные неурядицы с кислородным снабжением заставили лягушку приглушить обмен веществ. Она и пищу переваривает медленно: жук, не сильно пострадавший при поимке, остается в ее животе живым более часа (жалеть его не надо — обычно это вредитель, которым брезгуют птицы). А в прохладные дни у лягушек совсем нет аппетита. Млекопитающие и птицы в это время страшно прожорливы: им надо покрывать потери энергии, поддерживать температуру тела. Но у лягушек таких хлопот нет, они никогда не дрожат от холода — даже замерзая насмерть. ЗИМОЙ ЛЯГУШКИ НЕ ТЕРЯЮТ ВРЕМЕНИ ДАРОМ Чтобы зря не рисковать, лягушки спешат на зимние квартиры, как только воздух устойчиво становится холоднее воды. Большинство земноводных зимой спит в воде. Но, например, остромордой лягушке подводный ночлег не нравится, она предпочитает зимовать в ямах возле пней, среди опавшей листвы и хвои. В коллективной подводной спальне собирается десятка два холоднокровных постояльцев. Но бывает, что рядышком в особо уютном местечке в ил зарываются и по сто особей разного пола и возраста. Здесь может прикорнуть и лягушка другого вида — ее не обидят. Лягушкам выгодно спать толпой. В коллективе, оказывается, легче сохранить силы: у особей, зимующих в коллективе, уровень обмена веществ почти на 40% ниже, чем у одиноких. Дышат лягушки во время зимовки под водой только кожей, пульс слабеет, рН крови сдвигается с 7,4 до 7,9. Когда же в спальне станет неуютно, они перебираются в другое место водоема. Так что спят они чутко. Более того, они не теряют времени даром и скучными зимними ночами растут — хоть и медленнее, чем летом. Но если водоем за зиму промерзнет — им конец. Например, суровые зимы 1828 — 1830 годов погубили всех лягушек во всей Исландии. Теплая зима тоже опасна. В 1924 году под Москвой не все лягушки залегли в спячку, и весной их хор зазвучал жидковато. Трудная у лягушки жизнь. И врагов у нее много. И поэтому пятилетняя лягушка — большая редкость. А между тем в неволе она преспокойно проживет 15 лет. ЗАЧЕМ ЛЯГУШКУ ПУСКАЮТ В МОЛОКО? Может, потому, что в жару она холоднее воздуха за счет испарения с мокрой кожи? Но в молоке-то ничего не испаришь. Кроме того, лягушка не терпит солнца: жара в 39° несет ей смерть. Конечно, можно погибнуть и не в такую жарищу — под солнечными лучами пучеглазая быстро высохнет и умрет от 15%-ной потери влаги. Поэтому отправляясь на охоту, лягушка берет с собой воду из пруда или ближайшей лужи, а если таковых поблизости не имеется, она рада и росе. Но вкуса росы, так же как и молока, она не знает. Она рьяная поклонница сухого закона и не берет в рот ни капли. Если нет лужи, откуда можно быстро поглотить воду через поверхность кожи, придется 67
елозить по траве, и роса благодаря осмосу тоже проникнет в тело. Так что если вы хотите спасти намаявшуюся на жаре лягушку, а под рукой нет лужи, заверните ее в мокрую тряпку, она быстро восстановит осанку, посвежеет. Но если вода легко проходит через кожу, то почему она не выльется обратно? Кожа лягушки гораздо легче пропускает воду внутрь, чем наружу. В этом важном деле пучеглазой помогает слизь, обильно смачивающая ее небольшое тельце. Если слизь удалить, лягушка сохнет в пять раз быстрее. Слизь — великолепная штука, она хранит воду, помогает выскользнуть из лап или клюва врага. Эта же слизь нечто вроде персональной химчистки — поддерживает в чистоте лягушачье платье, не дает жить микробам на влажной коже. Поэтому-то и родился обычай пускать лягушек в молоко, чтоб ие скисало. Их слизь мешает молочнокислым бактериям делать свое дело. Лягушачья слизь страшна не только микробам. Если ее впрыснуть золотой рыбке, то рыбка через минуту умрет; у мышей инъекция слизи вызывает паралич задних конечностей. Зато для нас слизь безвредна, и никаких бородавок от нее не бывает. Все это сказки. В любимой всеми сказке «Царевна-лягушка» молодой наследник престола совершил опрометчивый поступок. Во время пира у батюшки-царя он побежал домой, нашел лягушечью кожу и спалил ее на большом огне. Приезжает Василиса Премудрая, хватилась — нет лягушечьей кожи, приуныла, запечалилась. «Ох, Иван-царевич! Что же ты наделал? Если б ты немного подождал, я бы навечно твоей стала, а теперь прощай!» И отправилась она к противному Кощею Бессмертному. А Иван- царевич горько заплакал. Нельзя так расточительно распоряжаться сброшенной кожей — она лягушке нужна. Настоящие лягушки переодеваются не реже четырех раз в год и всякий раз съедают свое поношенное платье — не пропадать же добру попусту, ведь с кожными пигментами туговато, нельзя их просто так выбрасывать. Эта процедура свидетельствует о том, что у лягушки есть чувство бережливости. Неплохо развито у нее и так называемое химическое чувство кожи: если на мокрую лапу брызнуть капельку совсем слабого раствора хлористого аммония, калия или натрия, лапа отдернется. Кожа на спине лягушки толще, прочнее и чувствительнее: тут гораздо больше осязательных бугорков, чем на брюхе. Спина и более ядовита: на ней много ядовитых зернистых желез, а слизистых, наоборот, больше всего на животе н лапах. Кожа у лягушки вся в дырках — у маленького существа 300 000 слизистых желез! Выделения этих желез щелочные, а зернистых — кислые. В результате лакмусовая бумажка краснеет от выделений спины и синеет на брюхе. КАК ЛЯГУШКА ВИДИТ МИР? У дырявой лягушачьей кожи есть необыкновенное свойство — чувствительность к свету. Подумать только, ослепленная лягушка с удаленным мозгом (!) поворачивается к свету. Существо, стоящее одной ногой в гробу, как бы отдает светилу последний земной поклон. Лягушка, такая спокойная с виду, на самом деле очень нервное существо: кончики чувствительных нервов пронизывают не только кожу, но и даже роговицу глаза. И хотя о чужих глазах за глаза говорить не принято, обойти молчанием это лягушачье украшение нет никакой возможности. Странно, но я никак не мог припомнить, какого они цвета, а в научных книгах об этом почему-то не написано. А глаза у лягушек замечательные. Они видят далеко и на суше, и в воде. Куда дальше, чем глаза рыб, про которых так и хочется сказать, что они дальше своего носа не видят. Лягушку можно сразу назвать и трусихой, и отважным существом. Иначе трудно расценить тот факт, что прыгает она вслепую: втягивает внутрь глаза на время прыжка. Но самое удивительное, то, что лягушачий глаз как бы сам думает, вернее, перерабатывает информацию: в мозг поступает обобщенный сигнал о свойствах предмета. Как это получается — пока еще не изучено. Лягушки, вероятно, расстроились бы, если поняли выражение о том, что, мол, такой-то подхалим глазами ест начальника, карьеру делает. И как не огорчиться, бесхитростные создания всю жизнь едят глазами. Правда, едят не начальство, а мошек: втягивая громадные глазные яблоки, словно поршнем пропихивают ими в глотку пойманную букашку. Прежде чем завершить рассказ, давайте вспомним начало: «Лягушкам только образования не хватает, а так они на все способны». И уж если не на все, то на многое они действительно способны. Травяная лягушка за лето съедает в среднем 1 260 вредных насекомых, а остромордая закусывает как раз теми вредителями, которых не трогают птицы. Так что лягушка — большой и серьезный наш друг. И на научном поприще, и в жизни. С. СТАРИКОВИЧ 68
ЧТО МЫ ЕДИМ ЖЕМЧУЖНОЕ МАСЛО, ИЛИ КАКОЕ ОТНОШЕНИЕ МАРГАРИН ИМЕЕТ К ХИМИИ В 1970 году мировое производство маргарина праздновало свое столетие. Были подведены, конечно, итоги. Своего рода рекордсменов стали Нидерланды — на душу населения там производилось тогда около 26 кг маргарина в год. На втором месте оказались Бельгия и Люксембург, на третьем — Дания. В США с 1961 по 1970 маргариновое производство возросло на 45,2%, а в Японии оно увеличилось в 2,1 раза. В нашей стране в 1970 году на душу населения приходилось 3,1 кг маргарина в год. ПОЧЕМУ МАРГАРИН НАЗВАЛИ МАРГАРИНОМ — Жемчуг! — воскликнул французский химик Меж-Мурье, увидев мерцавшие на солнце шарики, образовавшиеся из только что охлажденной жировой эмульсии. Эти шарики и были маргарином, принесшим ему вскоре славу — Меж-Мурье выиграл приз, назначенный Наполеоном III за изобретение заменителя сливочного масла. Метаморфозы с названием нового масла на- 69
чались с момента его рождения — продукт именовали искусственным сливочным маслом, баттеритом, витаминным маслом и, наконец, маргарином, потому что полагали, что в состав его входила маргариновая кислота. Название «маргариновая кислота» в свою очередь происходит от греческого слова «маргарон», то есть жемчуг. Позднее, однако, выяснилось, что в новом продукте была не маргариновая кислота, а ее гомологи — пальмитиновая и стеариновая кислоты, но название сохранилось. В июле 1869 года Меж-Мурье получил патент на производство заменителя сливочного масла и начал строить завод в местечке Пуас- си; там с 1870 года стали производить маргарин. Как позднее утверждал ученый, свой метод получения искусственного масла он подсмотрел, наблюдая за животными. Коровы, содержавшиеся несколько дней без пищи, продолжали давать молоко, хотя и в меньшем количестве. Животные теряли в весе, а молоко все же содержало жир. Значит, думал ученый, этот жир мог браться только из жировых отложений животного. Это обстоятельство натолкнуло Меж-Мурье на мысль, что в результате каких-то метаболических процессов животный жир расщепляется на две фракции — тугоплавкую и легкоплавкую; тугоплавкую животное использует как источник энергии, а легкоплавкая доставляется к молокопроизводя- щим органам. Там жир становится составной частью молока, которое представляет собой идеальную природную эмульсию. Как получить масло из молока, известно. Значит, решил ученый, надо научиться составлять подобную молоку эмульсию, а затем получать из нее масло испытанным путем. Для этого говяжий жир разделялся на жидкую фракцию (олеомаргарин) и твердую (олео- стеарин). Две эти составные части смешивались в определенной пропорции, а потом к ним добавляли воду, молоко, соду и очень немного измельченной ткани коровьего вымени. Меж- Мурье полагал, что в вымени есть какие-то вещества, способствующие образованию эмульсии. Всю эту смесь следовало взбалтывать два-три часа, а потом в полученную эмульсию влить ледяную воду. Вот тогда-то и образовывались жемчужные шарики, их оставалось отделить от жидкости, посолить — и маргарин готов. Современное маргариновое производство сильно отличается от того, что предложил когда-то Меж-Мурье. Дело обходится без из- мельченого вымени, и вместо животных жиров используют преимущественно растительные. ТРАДИЦИИ И АРГУМЕНТЫ — Химия? Ни в коем случае,— испугался Га- регин Георгиевич Фаниев, главный инженер Союзмаргаринпрома, услышав, что о маргарине собирается рассказать журнал, в названии которого есть слово «химия».— У нас нет никакой химии! Мы уже устали от бесконечных подозрений и обвинений несведущих людей, будто бы маргарин делают из нефти, бензина или, что еще хуже, из недоброкачественных продуктов. Маргарин делают только из высококачественных натуральных продуктов — растительных масел, молока, сливочного масла, и все эти продукты в процессе переработки не ухудшаются, а наоборот, облагораживаются. Недопонимание того, что делается на производстве, существует не первый десяток лет. Вот случай, который рассказал мне главный инженер. ...В нашей стране первый маргариновый завод был пущен в 1930 году. Для ознакомления с новым продуктом и процессами его приготовления завод взял на себя хлопотливую обязанность организовывать экскурсии по цехам. Рабочим, колхозникам, студентам, школьникам показывали, как делают маргарин. Однажды в цех пастеризации молока привели группу колхозников и объяснили им, что пастеризация нужна для того, чтобы убить микроорганизмы, которые есть в молоке; иначе они могут направить сквашивание молока по неправильной схеме. — Убиваете? — последовал немедленный вопрос.— А трупы куда деваете? Руководительница экскурсии растерялась, но тут же спохватилась: — Так вы ведь дома кипятите молоко! Это было давно, сейчас никто уже не задаст подобного вопроса, да и маргарин стал несравненно лучше, но недоверие у некоторых продолжает вызывать. В чем же дело? Маргарин обошел весь свет, во многих зарубежных странах он на каждом столе. Тут, конечно, возможна еще одна тонкость. Почему, например, иная хозяйка, подавая гостям искусно замаринованную треску, говорит — судак и ни за что не сознается, что пирог испечен на маргарине? Может, дело в том, что треска и маргарин дешевле своих конкурентов — судака и сливочного масла; вот хозяйка и боится, чтобы не подумали, что она пожадничала. Зато никто не стесняется подать на стол конфеты «Маска», пирожное «Сливочное» и печенье «Юбилейное»,— может, не знают, что они приготовлены на маргарине? 70 -. v
ЖИДКИЕ МАСЛА СТАНОВЯТСЯ ТВЕРДЫМИ Меж-Мурье в свое время с помощью кристаллизации разделил животный жир на твердую и мягкую фракции. Потом эти составные части он смешивал снова, но уже в иных пропорциях, чем в организме животного: уменьшалось содержание тугоплавкой части. Это снижало температуру плавления смеси. Ведь чтобы маргарин, как и сливочное масло, таял во рту, температура его плавления не должна превышать 31° С. Сейчас эта задача как бы вывернута наизнанку: из жидких масел приходится получать твердую основу для маргарина, и вот почему. Мир в общем-то испытывает недостаток в животных жирах, а растительных пока много. Но растительные — жидкие, поэтому их подвергают процессу гидрогенизации (настоящему химическому процессу!). В присутствии катализатора (никеля) через масла пропускают водород. Ненасыщенные жирные кислоты становятся насыщенными, а жидкие масла твердыми. И чем больше водорода присоединится к молекуле жирной кислоты, тем жир получится тверже. Чтобы будущий маргарин все же таял во рту, гидрогенизация идет не до полного насыщения кислот водородом и, кроме того, к полученному твердому продукту — саломасу — добавляют жидкие негидрогенизированные масла. Входящие в маргарин разные виды масел не должны влиять на его вкус, поэтому их еще подвергает дезодорации: в вакууме при температуре 200° С через масла продувают пар, который уносит с собой все ароматические вещества. У дезодорированных масел нет ни запаха, ни вкуса, поэтому в один и тот же сорт маргарина могут входить, не мешая друг другу, подсолнечное, пальмовое, арахисовое, соевое, хлопковое. Основу вкуса будущего маргарина составляют всевозможные добавки, например молоко—натуральное и особой закваски, сливочное масло, специальные ароматизаторы. Вкус заменителя масла зависит не только от добавок, но и от его физических свойств: из всех компонентов, которые должны войти в будущий маргарин, готовят эмульсию. Именно поэтому, а также потому, что у маргарина низкая температура плавления, он, как и сливочное масло, не оставляет во рту салистый вкус. Но эмульсия эмульсии рознь. Почти все маргарины представляют собой так называемую обратную эмульсию, то есть частички влаги распределены в массе жира. А маргарин «Новый» (приготовленный по рецептуре профессора Н. И. Козина) представляет собой смесь двух эмульсий: обратной и прямой, то есть частичек жира в жидкости. Именно такая структура у сливочного масла. Может возникнуть вопрос: а зачем вообще готовить эмульсию, не лучше ли стопроцентный жир? Нет, не лучше. И дело не только во вкусе. Организм легче усваивает эмульгированный жир. Если бы он был цельным, все равно организму пришлось бы затратить энергию на его раздробление. ГОТОВ ДЛЯ СБАЛАНСИРОВАННОГО ПИТАНИЯ , Сливочное масло — прекрасный традиционный продукт, но его недостаток со временем будет ощущаться все сильнее и сильнее. Как уже говорилось, чтобы накормить человечество жирами, обязательно нужно использовать и всевозможные растительные жиры. Но тут пищевикам приходится сталкиваться с традициями и привычками. На юге от растительного масла не отказываются, а вот в средних и северных широтах предпочитают животные жиры. Что же лучше — животные или растительные? В Институте питания АМН СССР разработана сейчас система так называемого сбалансированного питания, в которой кроме прочих рекомендаций предусмотрено включение в рацион и растительных, и животных жиров. Суточная норма взрослого человека — 75— 125 г жира, и треть этой нормы должна приходиться на растительные жиры. С точки зрения сбалансированного питания, скажем, мясные или рыбные котлеты лучше жарить на подсолнечном или другом растительном масле, а для многих сочетание запаха этого масла с мясом непривычно. И вот тут-то маргарин незаменим. По вкусу и консистенции он похож на сливочное масло, и в то же время содержит как бы обезличенные растительные жиры. Или другой пример. Бутерброд с сыром или колбасой без масла суховат, если же норма масла на день исчерпана, можно намазать на хлеб бутербродный маргарин. Следует помнить: этот продукт содержит все, что есть полезного и в сливочном, и в растительном маслах. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ В свое время гидрогенизация совершила буквально революцию во многих отраслях промышленности, в том числе и в пищевой; благодаря этому процессу любое жидкое расти- 71
тельное масло можно было сделать твердым, то есть пригодным для изготовления маргарина. Но сейчас гидрогенизация уже не всегда удовлетворяет производственников, так как наряду с обычными жирными кислотами в массе иногда образуются их гомологи — трансизомеры, влияние которых на качество маргарина еще недостаточно изучено. До сих пор они вызывают споры среди ученых. Кроме того, при традиционном способе не удается вводить в продукт достаточно много жидких растительных масел. Сейчас гидрогенизацию постепенно заменяют переэтерификацией (тоже чисто химический процесс), во время которой в присутствии другого катализатора (этилата натрия) не происходит разрыва двойных связей и присоединения водорода, как при гидрогенизации, а просто идет перераспределение радикалов в триглицеридах — одной из составных частей масла. Это приводит к изменению триглице- ридного состава вообще и соответственно выравнивает точки плавления и твердость массы: из смеси разных масел образуется новый жир. Поэтому маргарин, полученный на основе переэтерифицированных жиров, отличается особой однородностью, пластичностью и легкоплавкостью. Преимущество переэтерификации еще и в том, что она ведется при низких температурах (80° С); это предотвращает окислительные процессы в жире, неизбежные при высоких температурах гидрогенизации. Маргаринщики решают не только технологические проблемы; совершенствуется аппаратура, вводятся линии нерерывного действия. Не менее важна и упаковка. Пергаментную обертку и даже фольгу, в которых сейчас маргарин поступает в продажу нельзя назвать удобными. Скоро на прилавках магазинов появятся полихлорвиниловые коробочки — маргарин попадет на стол прямо в масленке. Те, кто выпускает маргарин, стараются, чтобы об этом полезном и нужном продукте знали как можно больше. В Минске, Иваново, Харькове и Тбилиси работают кафе, где подают разнообразные блюда, приготовленные только на маргарине. Такое кафе (а также специализированный магазин) будет и в Москве. Л. ЕВСИКОВА ЖЕМЧУЖНОЕ МАСЛО НА ПРИЛАВКАХ МАГАЗИНОВ Вероятно, было бы невежливо рассказывать о проблемах маргаринового производства и не упомянуть о том, какое жемчужное масло можно купить в магазине. Поэтому приводим сведения о маргаринах, выпускаемых сейчас. Всего их 12, но о двух из них мы рассказывать не станем, так как в розничную продажу они не по- поступают, это технические маргарины. Значит, остается 10. Эти десять маргаринов бывают выс- iwei о и первого сорта. То, что здесь рассказывается, относится только к высшему. О продукции первого сорта можно сказать то же, но не столь категорично. Скажем, у маргарина высшего сорта хорошо выраженный молочный аромат, как пишут в каталогах, а у первого сорта — не столь явственный. «славянский» Это бутербродный маргарин. У него как раз хорошо выраженный молочньй вкус и аромат. В состав ы о кроме обычных компонентов входят витамин А и лимонная кислота. «Славянский» отличается также особенно однородной консистенцией, потому что приготовлен из переэтерифицированных жнров. «СТОЛОВЫЙ» В его состав входит 25% подсолнечного масла н 16% натурального молока. Добавление этого маргарина в песочное тесто делает его особенно рассыпчатым Можно применять его для обжарки мяса н рыбы, добавлять в суп. кашу — маргарин придает им нежный вкус. 72 .\
«ЭРА» Тоже столовый маргарин, но поскольку название «Столовый» досталось другому, для этого пришлось придумать новое. «Эра» — единственный маргарин, в состав которого входит животный жир. У «Эры» хорошо выраженный кисломолочный вкус и аромат. В ее состав входит ие только цельное и сквашенное молоко, но и ароматизатор, добавляющий к этому букету запах сливочного масла. Обжаренные на маргарине мясо, рыба, картофель приобретают аппетитный золотистый оттенок. «НОВЫЙ» Предназначается для бутербродов, а также для дрожжевого теста, идущего на пончики, блины и пирожки. В «Новом» есть сухое и натуральное молоко, он отличается большим содержанием солей фосфора. Считается, что именно благодаря присутствию в марга- Писем с таким вопросом мы получаем немало. Однако ни в литературе, ни у сотрудников Научно-исследовательского института бытовой химии нам не удалось раздобыть способ оживления засохшей пасты. Впрочем, это и понятно: вряд ли стоит терять время на разработку такого способа, ведь каждый может купить новый стержень, заполненный свежей пастой. Но меня этот вопрос все же заинтересовал, потому что была у меня привычка без конца покупать шариковые ручки. А так как пользоваться одновременно всеми невозможно, не раз оказывалось, что долго лежавшая без дела руч- рине сухого молока и сахара мясо, рыба и овощи, пожаренные на нем, покрываются хрустящей корочкой, которая по вкусу любому гурману. «СЛИВОЧНЫЙ» Обладает привкусом и ароматом настоящего сливочного масла; состоит из 90% столового маргарина и 10% сливочного масла. «РОССИЙСКИЙ» По вкусу и запаху похож на топленое масло. В нем, действительно, около 10% топленого масла, а также кокосовое масло, молоко и фосфатиды. Этим маргарином можно сдабривать пельмени и супы. «ЛЮБИТЕЛЬСКИЙ» По составу близок к «Российскому», но на вкус чуть солонее. И кроме того, обладает одновременно вкусом и запахом топлеио- ка не желает писать. Когда выяснилось, что большинство моих ручек не пишут, я вынула из них стержни и решила провести эксперимент по их оживлению. Для этого стержни были опущены в пробирки с растворителями — бен- зиловым спиртом, глицерином, этиловым спиртом, ацетоном и смесью этилового спирта с ацетоном в разных пропорциях. Затем периодически проверяла, пишут ли ручки. Все делалось при комнатной температуре. Результаты получились очень разнородные и в общем мало утешительные. Некоторые стержни удалось расписать через один-два часа после того, как они были го и сливочного масла, потому что он действительно содержит эти масла. «ШОКОЛАДНЫЙ» Это деликатесный маргарин, предназначенный специально для бутербродов. У него сладкий шоколадный вкус; в состав его входит 18% натурального молока, 18% сахара, какао и ванилин. Однако «Шоколадный» пригоден ие только для бутербродов, из него по* лучается отличный шоколадный крем. «ЭКСТРА» И «ОСОБЫЙ» Самые лучшие наши маргарины. И у них молочный вкус и аромат. Особенно хороши эти жемчужные масла для выпечки тортов, пирожных, песочного теста. Кокосовое масло (до 25%), которое содержится в них, делает маргарины пригодными для бутербродов. погружены в растворитель, а некоторые не писали даже после двух суток, проведенных в пробирке. Вероятно, здесь играет роль и качество пасты, и время бездействия ручки. Теперь я взяла себе за правило — иметь не более двух ручек и стараться писать обеими ежедневно. А на тот случай, если паста израсходуется в обеих, дома у меня хранится перьевая авторучка и флакон чернил — это проще, чем держать набор растворителей и потом сутками возиться с оживлением засохших стержней. Консультант отдела писем кандидат химических наук Г. БАЛУЕВА КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ МОЖНО ЛИ «ОЖИВИТЬ» ЗАСОХШУЮ ПАСТУ ДЛЯ ШАРИКОВЫХ РУЧЕК! 73
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ЕЩЕ ОДИН НОВЫЙ ИЗОТОП В таблицу изотопов пора внести очередную поправку: в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне открыт еще один изотоп элемента № 41, ниобия. Ниобий-86 — короткоживущий изотоп с периодом полураспада 1,4±0,2 секунды. Новый изотоп обнаружен при исследовании распада другого радиоизотопа — нио- бия-87, открытого двумя годами раньше КОРМ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД Водоросли, например, хлорелла,— ценная добавка в корм скоту. Оригинальный способ выращивания таких кормовых водорослей предложили недавно американские ученые. В качестве питательной среды используются... городские бытовые сточные воды. Водоросли в них не только быстро растут, но и выполняют полезную работу: очищают стоки от органики и минеральных веществ и даже обеззараживают их, выделяя бактерицидные вещества и подщелачивая среду до таких значений рН, при которых бактерии и в ирусы гибнут. Как считают авторы, с помощью этого метода можно очищать не только бытовые стоки, но и сточные воды животноводческих ферм, предприятий пищевой промышленности. КАПЛИ БЕЗ ПИПЕТКИ ' Каунасский завод эндокринных препаратов освоил производство глазных капель, расфасованных в полимерные тюбики для однократного использования. Их можно закапать в глаз без всякой пипетки в любых условиях: дома, на работе, в дороге, а потом выбросить тюбик. Еще одно важное преимущество такой упаковки: в ней долго сохраняется стерильность и нужная концентрация лечебного препарата. Первая партия капель в тюбиках проходит испытания. Если от- 74 зывы будут хорошими, новая упаковка скоро получит широкое применение в медицинской практикз. ПО СКОЛЬЗКОЙ ДОРОГЕ Когда автомобильная шина скользит по асфальту, машину заносит. Такая ситуация чревата аварией... В Латвийской сельскохозяйственной академии сконструировали прибор, позволяющий точно определять сцепление колес с полотном, или, если можно так выразиться, скользкость дороги. Это одноколесный прицеп с тормозом и динамометром. Водитель-испытатель включает тормоз на контролируемом участке пути, при этом прибор показывает усилие, которое необходимо, чтобы протащить колесо по дороге. Остается вычислить коэффициент сцепления шины с асфальтом, другими словами, скользкость дороги. Как это сделать, подробно рассказано в журнале «Наука и техника» A973, № 7). ЧЕГО НЕ ХВАТАЕТ КОРОВЕ Как установили в Японии, основная особенность коровьего молока, не позволяющая ему служить полноценной заменой молока кормящих женщин, заключается в том, что оно содержит в 3,7 раза меньше ДНК и в 9 раз меньше РНК. Нуклеиновые кислоты, оказалось, играют важную роль в усвоении питательных веществ и сопротивлении организма ребенка инфекции. В связи с этим, как сообщает журнал «Секухин кайхацу» A972, № 12), молочные продукты, предназначенные для вскармливания грудных детей, имеет смысл обогащать нуклеиновыми кислотами. АСПИРИН И БУРАЯ РЖАВЧИНА У хорошо известного аспирина — ацетилсалициловой кислоты — недавно обнаружены новые полезные свойства. Оказывается, эта кислота угнетает развитие микро-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ скопического гриба — возбудителя бурой ржавчины злаков. Основное его инфекционное начало — летние споры — полностью подавляются в растворе с концентрацией кислоты 0,0025 г/мл. При меньших концентрациях прорастание спор заметно нарушается. РОГОЛИСТНИК ПРОТИВ ВОДОРОСЛЕЙ Все большее внимание уделяется разработке биологических методов борьбы с сине-зелеными водорослями, вызывающими цветение водоемов. К числу естественных врагов водорослей, оказывается, относятся высшие водные растения: тростник, камыш, рогоз и многие другие. В Институте ботаники АН Туркменской ССР установили, что они выделяют токсичные для водорослей вещества — фитонциды. Как выяснили сотрудники института Ш. И. Коган и Г. А. Чиннова, особенно сильно угнетает развитие сине-зеленых водорослей роголистник погруженный. Ученым выдано авторское свидетельство ча изобретение нового биологического способа борьбы с цветением водоемов. СТАРЫЕ ШИНЫ — В НОВОЕ ДЕЛО В Голландии разработан метод превращения изношенных автомобильных шин в материал, пригодный для изготовления изоляции электрических кабелей. Для этого шины сначала сортируют (синтетический и натуральный каучуки перерабатываются раздельно), затем извлекают корд, измельчают, удаляют в магнитном сеператоре металлические частицы, обрабатывают паром при давлении 45 атмосфер и температуре 250° С, а затем вальцуют до образования однородной массы, подобной не вулканизованному каучуку. РАДОВАТЬСЯ ИЛИ ОГОРЧАТЬСЯ? То, что галактики разбегаются, знают все. Менее широко извест- 75 но, что и внутри галактик не все благополучно. Недавно появилось сообщение о расширении нашего Млечного пути («Science News» 1973, № 19). Оказывается, каждый читатель «Химии и жизни» к концу отпущенных ему дней будет в среднем на два миллиарда километров дальше от центра Галактики, чем в момент своего рождения. Пока не ясно, следует по этому поводу радоваться или; наоборот, огорчаться... НЕ ЗАМОЧИВ РУК В США построен прибор для анализа грунта на дне океана. Нейтроны, испускаемые радиоактивным калифорнием-252, пронизывают толщу воды, достигают дна и вызывают вторичное излучение элементов, которые входят в донные осадочные породы. Это излучение регистрируется на борту исследовательского судна. За три-пять минут можно провести анализ на 30 элементов (в том числе на медь, золото, серебро, марганец), что называется, не замочив рук. МАРСИАНСКИЕ НАПОЛЕОНЫ Многим хозяйкам известен домашний торт под названием «Наполеон», который состоит из коржей, перемежаемых слоями крема. По данным, опубликованным в журнале ctNew Scientist» A973, т. 58. № В46), такую же конструкцию имеют полярные шапки на планете Марс. Только вместо коржей там слои пыли, а вместо крема — слои замерзшей углекислоты. Слоистая конструкция шапок вызвана, возможно, усилением и ослаблением солнечного излучения, падающего на полюса Марса. А само это ослабление и усиление зависят в свою очередь от периодических изменений орбиты планеты под воздействием других планет Солнечной системы.
Rp: НОВЫЙ ПРЕПАРАТ Под этой рубрикой мы печатаем краткую информацию о новых лекарственных препаратах, серийно выпускаемых отечественной медицинской промышленностью. Публикуемые сведения предназначены для медицинских работников и ни в коем случае не могут служить руководством для самостоятельного лечения. При отсутствии препаратов в продаже следует обращаться в аптекоуправления. ПИРИДРОЛ PYRIDROLUM Стимулятор центральной нервной системы, по химическому строению — хлоргндрат а, а-днфенил- пиперидил-а-карбинола. По характеру н механизму действия на центральную нервную систему близок к фенамину. Оказывает возбуждающий эффект, ослабляет адинамию, вызванную фенамином; в некоторых случаях предотвращает снотворное действие наркотических препаратов. В отличне от фенамина мало влияет на периферические ацре- нореактнвные системы: не вызывает сужения кровеносных сосудов и не повышает артериальное давление. Применяется в психиатрической практике н в клинике нервных болезней в качестве средства, стимулирующего центральную нервную систему при нстощеннн, депрессивных состояниях, нарколепсии, вяло текущей шизофрении. Может быть использован и при так называемом «синдроме насыщения», вызванном длительным применением аминазина, резерпина и других нейролептических препаратов. Продолжительность курса лечения — 2—4 недели. Прн применении пиридрола может наблюдаться беспокойство, иногда двигательное возбуждение, тахикардия, нарушение сна. Поэтому препарат следует принимать лишь в первую половину дня. Подобно фенамину пиридрол может вызывать явления привыкания. К числу противопоказаний относятся повышенное артериальное давление, склероз сосудов, бессо- ница, стенокардия, гипертнреоз. Литература: Я. Б а л т к а й с. «Известия АН Латвийской ССР», 1965, №9, с. 106—110. МЕТАЦИН METHACINUM Атропиноподобный препарат, йод- метнлат р-диметиламнноэтило- вого эфира бензиловой кислоты. По фармакологическим свойствам близок к атропину, но отличается от него тем, что оказывает более выраженное бронхолитн- ческое действие, сильнее подавляет выделение слюны. Несомненное преимущество перед атропином — слабая токсичность и отсутствие существенного действия на центральную нервную систему. Применяется в тех же случаях, что и атропин: при язвенной болезни и хроническом гастрите, при почечной и печеночной коликах. В акушерской практике весьма эффективен прн появлении угрозы прерывания беременности (преждевременные роды, поздние выкидыши). В хирургии удобнее атропина в качестве вспомогательного средства при наркозе. Используется также при фармако- рентгенологических исследованиях желудочно-кишечного тракта. Абсолютных противопоказаний нет. Метацин следует применять с осторожностью при глаукоме. В случае передозировки, как и от других подобных препаратов, возможны побочные явления — тахикардия и сухость во рту. Литература: С. С. Лнберман, Л. Н. Яхонтов. «Химнко-фарма- цевтический журнал», 1971, № 2. с. 7. МЕТИСАЗОН METHISAZONLM Препарат для профилактики и лечения натуральной оспы, представляющий собой тносемикарба- зон N-метилизатина. Применяется* для экстренной профилактики натуральной оспы (совместно с протнвооспенной вакциной), а также для лечения кожных осложнений, возникающих после прнвивкн против оспы. Прн этом не исключается одновременное применение и других лечеоьы\ препаратов (иммунного гамма-глэ- булина, кортикостероидов и др.). Принимают препарат в виде таблеток в течение 4—6 дней. Как правило, переносится он хорошо, лишь изредка могут отмечаться тошнота, рвота, головокружение (особенно при приеме натощак). В этих случаях следует уменьшить разовую дозу вдвое. В период лечения метисазоном не рекомендуется употреблять алкогольные напитки. Препарат противопоказан при поражениях паренхимы печени, почек, хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Литература: Г. П. Николаевский «Журнал микробиологии, эпидемиологии и имммуно- бнологии», 1972, № 9, с. 39—41. 76 i
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ • СОВЕЩАНИЯ И КОНФЕРЕНЦИИ 4-я всесоюзная конференция по теоретическим вопросам адсорбции. Тема конференции — «Адсорбция и пористость». Январь-февраль. Ленинград (Научный совет АН СССР по синтезу, изучению и применению адсорбентов. Институт физической химии АН СССР, Ленинградский технологический институт им. Ленсовета — Ленинград Л-13, Московский пр., 26). • МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ 5-я международная конференция по криогенной технике. Февраль. Япония, Киото. Конгресс Международной комиссии по стеклу. Февраль. Япония, Токио. 19-й всемирный конгресс по спортивной медицине. Февраль. Австралия, Мельбурн. Симпозиум по контролю окружающей среды в сталелитейной промышленности. Февраль. Япония, Токио. • ВДНХ СССР В павильоне «Химия» Академии наук СССР в декабре будет проведена 4-я всесоюзная конференция по порошковой металлургии В этом же павильоне до конца 1973 г. работает выставка «Перспективы развития нефтехимии в девятой пятилетке. В павильоне «Химическая промышленность» в декабре состоятся встречи: «Новые формы минеральных удобрений и химических средств защиты растений, эффективность их применения на различных почвах»; «Новые аналитические реагенты и их применение в народном хозяйстве»; «Средства предупреждения аварийных ситуаций в химических производствах»; «Пути снижения производственного травматизма и предупреждения аварийных ситуаций на предприятиях химических волокон»; «Организация поставки комплектных технологических линий, агрегатов и установок предприятиями Минхиммаша для химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности»; «Внедрение системы статистического контроля качества продукции на предприятиях химических волокон». • СООБЩЕНИЕ Заключено соглашение о научно- техническом сотрудничестве стран СЭВ по проблеме «Синтез новых пластических масс и синтетических смол, усовершенствование существующих и разработка новых технологических процессов производства, переработки и расширение их применения в народном хозяйстве». Представителем Советской стороны в Совете уполномоченных назначен заместитель председателя Всесоюзного объединения «Союзхим- пласт» МХП СССР А. Ф. РЫБАКОВ, руководителем Координационного центра — директор Научно-исследовательского института пластических масс (НИИПМ) В. А. ПОПОВ. Функции координатора по разработке и осуществлению программы возложены на НИИПМ, координация деятельности министерств и ведомств по выполнению обязательств Советской стороны — на Министерство химической промышленности СССР. • НАЗНАЧЕНИЯ Начальник Отдела природопользования и защиты окружающей природной среды Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике, кандидат технических наук В. Г. СОКОЛОВСКИЙ утвержден заместителем председателя Междуведомственного научно- технического совета по комплексным проблемам охраны окружающей природной среды и рациональному использованию природных ресурсов. Кандидат химических наук В. И. СЕРГИЕНКО утвержден заместителем директора Института химии Дальневосточного научного центра АН СССР. • книги В ближайшее время выходят в издательстве «Наука»: Основные проблемы кинетики и динамики адсорбции. Сборник докладов. 2 р. Е. Н. Прилежаева. Реакция Прилежаева. Электрофильное окисление. 1 р. 60 к. Проблемы кинетики элементарных химических реакций. 1 р. 20 к. Теория и практика жидкофазного окисления. 2 р. 50 к. Химия морей и океанов. 1 р 45 к. Д. П. Щербов, М. а. Матвеец. Ана- 77 литическая химия кадмия. 1 р. 45 к. Энергия разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. Справочник. 2 р. 85 к. • ОБЪЯВЛЕНИЕ Центральная контора «Академкнига» предлагает книги, выпущенные издательством «Наука»: А. А. Ахрем, Ю. А. Титов. Стероиды и микроорганизмы. 1970. 3 р. 12 к. А. А. Васильев. Синтез полимерных нерастворимых сульфокислот (суль- фокислотных ионитов). 1971. 1 р. 66 К. Е. Т. Денисов. Константы скорости гемолитических жидкофазных реакций. 1971. 2 р. 55 К, Б. М. Кедров. Энгельс о химии. 1971. 1 р. 13 к. Химия и применение фосфорорга- нических соединений. Сборник, посвященный памяти вкадемика А. Е. Арбузова. 1972, 2 р. 76 К. Н. А. Чумаевекий. Колебательные спектры элементоорганических соединений элементов IVE и VB групп. 1971. 2 р. 07 К. М. Ф. Шостаковский, А. В. Богданова. Химия диацетилена НС=С— —С=СН. 1971. 2 р. 17 к. Заказы на книги можно направлять в магазины «Книга — почтой» конторы «Академкнига» по адресам: 117463 Москва, Мичуринский пр., 12; 197110 Ленинград, Петрозаводская ул., 7; 252030 Киев, ул. Ленина, 42; 630076 Новосибирск, Красный пр., 61. Полностью вдреса магазинов «Книга — почтой», высылающих книги наложенным платежом, опубликованы в газете «Книжное обозрение» A971, № 7, 8, 9).
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ винной (или, что то же самое, виннокаменной) кислоты. Через некоторое время после того, как сок приготовлен, эта соль выпадает в осадок. Внешне такой напиток выглядит хуже — ведь всякий осадок воспринимается как загрязнение. А вот вкус его улучшается — сок, в котором кристаллы выпали в осадок, становится слаще. Поэтому на консервных фабриках виноградный сок специально выдерживают, пока весь винный камень не осядет, а потом его удаляют. Свежеприготовленный сок для этого фильтруют, затем охлаждают и после этого перекачивают в цистерны (лучше всего в эмалированные) емкостью 15—30 тонн, где он хранится в течение нескольких месяцев при температуре примерно 2° С. За это время весь винный камень выпадает в осадок и скапливается на дне цистерны. Отстоявшийся сок сливают, снова фильтруют, после чего осветляют. Затем следует расфасовка и, наконец, пастеризация. В готовом виноградном соке высшего сорта не должно быть никакого осадка, а в соке первого сорта может быть немного мелких кристаллов. Такие же кристаллы бывают и в компотах из винограда. Винный камень — побочный продукт переработки винограда, это ценное сырье для получения виннокаменной кислоты, о которой наш журнал уже рассказывал — в шестом номере за 1969 год. СТЕНА В ВАННОЙ КОМНАТЕ СТАЛА ЧЕРНОЙ, КАК БЫТЬ! Пытаясь избввитьсв от плесневых грибков, я по совету знакомой обработала стены ванной комнаты разведенным купоросом. А лотом мне пришлось принимать сероводородные ванны. После этого стены ванкой комнаты почернели, и никакая побелка их не берет. Каи быть! Л. Б. Баринова, Ново-Ульяновск С химической точки зрения все произошло именно так, как и должно было произойти. Медный купорос вступил в реакцию с сероводородом, который выделялся из воды; в результате на стенах образовался черный налет сернистой меди. Это очень прочное соединение, почти ни в чем че растворяющееся. Поэтому химическим способом удалить налет нельзя; можем лишь посоветовать воспользоваться более радикальными методами. Например, сбить всю штукатурку, затем наложить новую и только после этого приступить к побелке. Можно поступить и по-другому: оклеить ванную комнату моющимися обоями из поливинилхлорида. Есть еще один способ — отскоблить верхний слой штукатурки так, чтобы стены стали гладкими, и проолифить их. Когда олифа высохнет, стены покройте масляной краской. Белила должны быть цинковыми или титановыми; свинцовые брать нельзя, потому что они тоже темнеют в присутствии сероводорода — на поверхности белил образуется черный сернистый свинец. Сульфиды цинка и титана — соединения белого цвета. ПОСТОЯНЕН ЛИ УДЕЛЬНЫЙ ВЕС СМЕТАНЫ! Я покупала сметаку в Харькове и Полтаве, там в литровую бвчку входило 0,9 кг ее, а у нас б городе в такую же банку входит 1,05 кг сметаны. Прошу сообщить: постоянная ли величина удельный вес сметаны? Если нет, то от чего он зависит! 3. Н. Козубова, гор. Кобеляки Удельный вес любого продукта зависит от входящих в его состав компонентов. Однако в технических условиях на сметану разных сортов не приводится удельный вес ее. Качество этого продукта определяют по его составу. Обычно в технических условиях нормируется содержание жира в сметане, кислотность, вкус, запах, консистенция и внешний вид. Количество жира в сметане высшего и первого сорта должно быть не ниже 30%; остальные показатели меняются в зависимости от сорта, Вероятно, поэтому меняется и удельный вес сметаны. Но в каких пределах, сказать трудно. Если у покупателей возникают сомнения в качестве сметаны, которую они купили в магазине, то им следует обратиться в торговую инспекцию или в местную санэпидстанцию. КАКИЕ КРИСТАЛЛЫ МОГУТ ПОЯВИТЬСЯ В ВИНОГРАДНОМ СОКЕ Недавно, открыв банку с виноградным соком домашнего приготовления, я обнаружила, что на дне образовались целые семейства кристаллов; они непрозрачны, бежевого цвета, твердые и хрупкие. Что это за кристаллы! Как они влияют на вкус сока! В. И. Замирайло. Одесса Кристаллы, которые читательница обнаружила в банке с соком,— это так называемый винный камень. В виноградном соке содержится много кислой калиевой соли БЕЛЫЕ ПЯТНА НА ТУФЛЯХ ...Купил в магазине коричневые туфли, проносил их недели две. Потом приобрел бесцветный крем для обуви «Wittol». На этикетке было написано, что это идеальное средстсо по уходу за всей модной обувью и в особенности разноцветной. Сделал с туфлями все, что написано в инструкции. Ходил потом в них целый день, вечером поставил просушить, а нсутро уви- 78
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ дел на туфлях белые пятна, и притом не маленькие. Тер водой — пропали пятна, а когда вода высохла, появились вновь. Откуда лятка и как их удалить! В. Колмычек, Керчь В появлении белых пятен на туфлях повинен не крем, а сама кожа. В процессе выработки кожи из шкур сырье обрабатывают различными водными растворами и дисперсиями, а потом сушат. Когда обувь сильно намокает, вода экстрагирует из кожи водорастворимые пропитки. Экстракт остазляет на поверхности обуви белый налет. Такое случается не со всеми кожами, но довольно часто. Тач как вода извлекает белое вещество из кожи, удалить его можно тоже с помощью воды. Сначала снимают следы крема, для чего кожу протирают тряпкой, смоченной скипидаром или бензином (следует поменять тряпку 3—4 раза). Затем побелевшие места нужно обработать водой — протереть несколько раз умеренно влажной тряпкой, пока после высыхания кожи пятна не перестанут проступать. Если белый налет не удастся удалить до конца, туфли следует покрыть цветным кремом. КАК БОРОТЬСЯ С КОЖЕЕДОМ У нас в доме поселилось вредное насекомое, которое в народе зовут шерстеедом. В прошлом году эти насекомые испортили мне несколько вещей, а в этом году я нашла их даже в шелковом белье. Пробовала опрыскивать всю квартиру хлорофосом и другими ядохимикатами. Бесполезно. Посоветуйте что-нибудь, а то от всех этих химических препаратов скорее задохнемся мы, а не шер- стеед. Е. А. Нестеренко, Днепропетровск Познакомившись с письмом читательницы, сотрудники лаборатории ВНИИ «Химпроект» сообщили нам, что вещи читательницы, вероятно, испортил кожеед. Это вредитель из семейства жуков. Известно около 500 видов кожеедов; распространены они очень широко. Насекомые повреждают кожу и меха на складах, чучела и экспонаты коллекций в музеях. Если жук поселился среди вещей, хранящихся в чемоданах или шкафах, бороться с ним сравнительно нетрудно. Следует вещи прямо в шкафу или чемодане проложить в нескольких местах препаратом «Антимоль». Через некоторое время вредители должны погибнуть. Если же кожеед завелся в коврах, дорожках и других вещах, находящихся п росто в комнате, то уничтожить его труднее. В лаборатории института еще только работают над препаратом для борьбы с этими насекомыми. И. КОРНЕЙЧУКУ, Московская обл.: Биллон— это общее название сплавов серебра, содержащих свыше 50% меди. А. М. ЛИПАТОВУ, Бугуруслан: Клеи типа БФ твердеют необратимо, и если они засохнут, восстановить их невозможно. В. А. КИСЛЯЕВОИ, гор. Красноар- мейск Московской обл.: Кипятить найлоновые занавески ни в коем случае нельзя, их надо стирать в теплой воде с добавлением мягкого моющего средства, специально для синтетики. А. СКОТНИКОВУ. гор. Кстово Горьковской обл.: Обозначение Аи на часах и других изделиях означает, что вещь позолочена; стоящая рядом цифра указывает толщину слоя позолоты в микронах. Ю. ВЕЛИЧКО, Волынская обл.: Изолировать в домашних условиях тонкий провод для намотки катушек нельзя: лаки для этой цели в продажу не поступают. А. И. ПЕТРОВУ, гор. Тростянец Сумской обл.: Галловые чернила делали в старину из галлов — шарообразных наростов на нижней стороне листьев дуба. Л. В. ПРОЗОРОВОЙ, Волгоград: Покрасить лампочку в синий цвет можно спиртовым лаком; надо иметь в виду, что окрашенная лампочка не должна гореть подряд более часа. Г В. НИКОЛАЕВОЙ, Йошкар-Ола: Запах цветов олеандра вызывает у некоторых людей сильную головную боль, поэтому не надо держать цветущее растение в жилой комнате. 3. И. ЖИТЕ НЕВОЙ, Московская обл.: Подписка на «Химию и жизнь» принимается без ограничений; обращаться в редакцию по этому поводу следует лишь в том случае, если вам почему-либо отказали в подписке. Читателю из Краснодара, подписавшемуся неразборчиво и не указавшему свой адрес: Критика гораздо действеннее, когда она не анонимна. 79
НЕ ОДНА БУМАГА ТЕРПИТ «Бумага все стерпит», — гласит народная пословица. Не будем вдаваться в ее смысл, не наша это задача; ухватимся только за одно слово — за бумагу. Не одна бумага терпит. И не только чернилами пишут. Для примера совершенно незачем залезать в глубокую древность и вспоминать египтян, писавших на папирусе, ацтеков и майя, высекавших свои надписи на камне, ипи тем более инков, не писавших, кажется, вообще, а вязавших «кипу» — узлы на разноцветных веревках. Разговор пойдет о наших днях. И сейчас в буддийских монастырях где-нибудь в Бирме, Таиланде или Шри Ланка есть монахи-переписчики, изо дня в день старательно копирующие священные тексты. Перед каждым из них лежит обычно стопка пальмовых листьев, высушенных и аккуратно подрезанных в виде продолговатых прямоугольников. Пишет монах заостренной бамбуковой палочкой, процарапывая ею затейливые буквы алфавита пали. Когда лист (в отличие от бумаги лист в буквальном смысле слова) покрыт надписями, его замазывают особой черной краской — сложным составом, куда входит жидкость каракатицы, измельченный уголь и еще масса неизвестных нам компонентов. Потом лист помещают в тенистое место, чтобы краска подсохла. А затем ее с листа смывают с помощью нежной губки; остается краска только в углублениях процарапанных букв. После этого лист сушат на солнце; теперь краска схватывается намертво. Готовые листья складывают в стопку, затем зажимают деревянными дощечками и, наконец, оборачивают шелком. Книга готова. Остается добавить, что пальмовые пистья куда прочнее бумаги. И будем считать, что книги делают из них не везде из-за неудобства печати ка листьях в типографской машине. Народ басуто [в африканском государстве Лесото] записи ведет на другом материале. Деревни, где живут басуто, легко отличить от любых других по яркой раскраске глинобитных хижин. Волнистые синие пинии сменяются красными квадратами, зеленые зигзаги — желтыми прямыми пиниями; на первый взгляд — простое нагромождение цветов и рисунков, праздничное, но беспорядочное. Однако, если спросить басуто о возрасте любого из его детей, хозяин тут же выйдет из хижины и, поводив пальцами по орнаментам на стене, ответит более или менее точно, например — «пятнадцать». Басуто делают свои краски, смешивая бараний жир, красную глину, пепел разных трав и высушенных толченых жуков. (Каждому цвету соответствует своя трава и свой жук.) К сожалению, краски быстро блекнут, и хижину приходится часто перекрашивать. Но при этом басуто стараются перенести на свежепобеленную стену старые узоры. Новые узоры слегка отличаются от старых, поэтому ответ о возрасте может быть приблизительным. До того как басуто перешли на латинский алфавит, все события они записывали особыми значками на стеках хижин. Письменностью это в прямом смысле слова не назовешь, но все же с помощью такой системы знаков всегда можно получить нужную информацию, если знаешь, о чем написано. А у полинезийцев и такой письменности не было, и все же и у них существовали некоторые приемы, с помощью которых можно было записать, чтобы не забыть, хотя бы личные подвиги. Бумагой служило собственное тело, пером — заостренный обломок раковины, а чернилами — сок незрелых кокосовых орехов, смешанный с копотью от горящей кокосовой скорлупы. Короче говоря, речь идет о татуировке, но не той примитивной и грубой вроде «Нет вжизни щастья», а о возведенной в ранг высокого искусства, утонченной и продуманной. Человеку, знакомому с правилами этого искусства (а знаком с ним был каждый уважающий себя полинезиец), стоило пишь посмотреть на встречного, чтобы по концентрическим кругам на его щеках понять — это отважный воин и искусный кормчий. Чем больше татуировки покрывало тело человека, тем больше уважения он вызывал. Если учесть технику татуирования, то можно себе представить, что приходилось вытерпеть, чтобы нанести хоть один знак доблести. Когда человек умирал, осе его узоры переносили на деревянную статуэтку, которая рассказывала потомкам о его биографии. Так что не зря, превозмогая боль, предок подставлял свое тело, не зря терпел. А разве бумага зря терпит! К. САМОПАНЩИКОВ Художественный редактор В. С. Любаров Номер оформили художники Н. В. и Г. И. Нейщтадт Технический редактор Э. И. Михлин Корректоры Г. Н. Нелидова, Е. И. Сорокина Т16333. Сдано в набор 10/IX 1973 г. Подписано к печати 12/Х 1973 г. Бум. л. 2,5 + вкл. Усл. печ. л. 8,4. Уч.-изд. л. 9,6. Бумага 84xl07i6. Тираж 175 000 экз. Заказ 424. Цена 30 коп. Адрес редакции: 117333, Москва В-333, Ленинский проспект, 61 Телефоны: 135-52-29, 135-90-20, 135-63-91 Московская типография JV° 13 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 1070С5, Москва Б-5, Денисовский пер., 30
Издательство «Наука» Цена 30 коп. Индекс 71050 * 4 * КОВРИК ДЛЯ МАССАЖА Приятно пройтись босиком по нагретому солнцем морскому песку. Людям же, страдающим плоскостопием, такие прогулки рекомендуют совершать почаще — упругий песок укрепляет мышцы стопы. Кроме приятных прогулок, ортопеды рекомендуют своим пациентам еще и специальные комплексы упражнений. В Научно-исследовательском институте резиновых и лагексных изделий разрабатывают технологию изготовления специальных ковриков, которые хотя и не доставляют столько же удовольствия, как морской песок, не менее полезны при массаже. Это небольшой резиновый коврик (размером примерно 50 X 50 см), из которого торчат конусообразные выросты разной высоты — в середине коврика самые высокие (до 20 см), а чем ближе к краям, тем они меньше. На этих выростах можно массировать не только ступни, но, скажем, и спину при болезнях позвоночника. Такой массаж снимает напряжение в мышцах и улучшает кровообращение. Пригоден коврик и для профилактики плоскостопия у детей — дошкольников и школьников, им можно пользоваться и в специальных лечебных учреждениях, и дома. ^с