Text
                    ^
J
ч*#-


■v Jb
fry!) Химия и жизнь — XXI век Ежемесячный научно-популярный журнал Слово «кризис» на китайском состоит из двух иероглифов: один означает «опасность», другой — «благоприятная возможность». Джон Ф.Кеннеди л!51г. 4*»-* ' НА ОБЛОЖКЕ — рисунок М.Златковского к статье «Яне пьян, это мой биоритм». НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ - фрагмент картины известного венгерского художника К. Чонтвари. В июле группе журналистов нашего журнала довелось побывать на Второй всемирной конференции научных журналистов в Будапеште, где мы не преминули посетить Национальную галерею. О том, какие мысли посетили нас возле полотен Чонтвари, читайте в следующем номере. *Ч-,
сн—сн сн 3 СОВЕТ УЧРЕДИТЕЛЕЙ: Компания «РОСПРОМ» М.Ю.Додонов Московский Комитет образования А.Л.Семенов, В.А.Носкин Институт новых технологий образования Е.И. Булин-Соколова Компания «Химия и жизнь» Л. Н. Стрел ьни кова Зарегистрирован в Комитете РФ по печати 17 мая 1996 г., рег.№ 014823 Издатель: Компания «Химия и жизнь» Генеральный директор В.И.Егудин НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ: Главный редактор Л.Н.Стрельникова Главный художник А.В.Астрин Ответственный секретарь Н.Д.Соколов Зав. редакцией Е.А.Горина Редакторы и обозреватели: БА.Альтшулер, В.С.Артамонова, ЛА.Ашкинази, Л.И.Верховский. В.Е.Жвирблис, Ю.И.Зварич, Е.В.Клещенко, С.М.Комаров, М.Б.Литвинов, С.А.Петухов, О.В.Рындина, В.К.Черннкова Производство Т.М.Макарова Служба информации В.В.Благутина Подписано в печать 10.07.99 Отпечатано в типографии «Финтрекс» Адрес редакции 107005 Москва, Лефортовский пер., 8. Телефон для справок: 267-54-18, e-mail: chelife@glas.apc.org (адрес предоставлен ИКС «ГласСеть») Ищите нас в Интернет по адресам: http://www.chem.msu.su:808l/rus/journals/ chemlife/welcome.html; http://www. aha. ru/~ hj/ Перепечатка материалов из журнала «Химия и жизнь — XXI век» возможна только с письменного разрешения издателя. Подписные индексы: в каталоге ♦Роспечать» — 72231 И 72232 в каталоге ФСПС - 88763 и 88764 © Издательство «Химия и жизнь» Ферроцен, карборан, фуллерен — именно эти вещества претендуют на звание «молекул века». НАШ ЧЕЛОВЕК Рыболовы Океании бросают в воду небольших водоемов куски ядовитых черных голотурий, и рыба всплывает на поверхность. Г.ИАбелев «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ» НА ПЕРЕКРЕСТКАХ МОЕЙ ЖИЗНИ» 4 Д.А.Леменовский, М.М.Левицкий МОЛЕКУЛЫ ВЕКА 10 Б.З.Кантор ЭСТЕТИКА НЕСОВЕРШЕНСТВА 16 В.И.Калинин КРОССВОРД МОРСКИХ ОГУРЦОВ 20 С.К-Мотылев О МИКРОБАХ, ВЫТЕСНЯЮЩИХ НЕФТЬ 24 Е.Клещенко Я НЕ ПЬЯН, ЭТО МОЙ БИОРИТМ 28 В.В.Александрин БОЛЬ 32 В.Благугина, Е.Клещенко РЕЦЕПТЫ ДОЛГОЛЕТИЯ 37 М.МЛевачев ТРАНС-ИЗОМЕРЫ ЖИРНЫХ КИСЛОТ: ПОКА БОЯТЬСЯ НЕЧЕГО 42 В.Майоров НЕБЕСНАЯ ЖИВОПИСЬ 48 ВЕЩИ И ВЕЩЕСТВА ИСТОРИЯ СОВРЕМЕННОСТИ
Каждое утро цветы раскрываются навстречу солнцу и каждый вечер закрываются. Но если растение поместить в шкаф, то цветы и листья будут совершать те же движения, продолжая отсчитывать дни и ночи в полной темноте. 37 Меньше есть, защищаться от кислорода и рожать как можно позднее — таковы рекомендации геронтологии, которые позволят дожить до 120, а то и до 150 лет. ФОТОИНФОРМАЦИЯ САлексеев ВЗГЛЯД НА НЕБЕСА ИЗ ЧИЛИ 50 В.П.Визгин ЧУДО И ЧУДОВИЩЕ XX ВЕКА 52 Г.Р.Иваницкий, А.А.Деев ПУШКИН И КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПАСЬЯНС 56 РАССЛЕДОВАНИЕ Л.И.корочкин ПРЕВРАЩЕНИЕ ОГУРЦА В ДЫНЮ, ИЛИ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ АЛХИМИЯ РОССИИ КОНЦА СТОЛЕТИЯ 64 И.Богомолова О ПЕРСПЕКТИВЕ В ЖИВОПИСИ 68 С.Белорусцева МОРСКОЕ БЛЮДЕЧКО 73 ГРАНТ 80 ЗЕМЛЯ И ЕЕ ОБИТАТЕЛИ НАШИ НОВОСТИ НОВОСТИ НАУКИ НАБЛЮДЕНИЯ ПРАКТИКА 8 27 27 ИНФОРМАЦИЯ ПИШУТ, ЧТО... КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ КОНСУЛЬТАЦИИ 46 ПЕРЕПИСКА 74 _78 78 80 ЗДОРОВЬЕ Почему тараканы во сне не ворочаются, а люди, кошки и собаки — обязательно? 42 РАССЛЕДОВАНИЕ Ученые не нашли поводов бояться транс-изомеров жирных кислот. 46 КОНСУЛЬТАЦИИ О безопасных консервах, горбике на шее и кожаной сумке, которая пахнет рыбой. Так выглядело чудовище XX века — первая атомная бомба. 64 РАЗМЫШЛЕНИЯ Вскоре нас ждут чудеса почище лысенковских. Вот уж будет изобилие «жареного» для жадных до сенсаций СМИ. Да что там будет — уже есть!
Член-корреспондент РАН Т.И.Абелев «Химия и жизнь» на перекрестках моей жизни «Меня часто спрашивают, как я пишу. Выхожу из дома, получаю по морде, возвращаюсь и пишу ответ». Из Михаила Жванецкого (по памяти) Дорогая редакция! Я очень рад предложению выступить в рубрике «Наш человек». Я рад быть своим для журнала. Для меня он уже давно свой — так сложилось, и я думаю — не случайно. Многое, что я понял в научной жизни или испытал на собственной шкуре, сформулировано в моих «околонаучных» статьях, над которыми мы работали вместе с вами. Дорога в ваш журнал была не простой и не короткой. Началась она со статьи про этику в науке. Летом 1971 г. сотрудник Института им. Н.Ф.Гамалеи, где я тогда работал, принес мне анкету «Литературной газеты» на тему «Наука и общество» и попросил ответить на заданные вопросы. Если ответы понравятся «ЛГ», то она их напечатает, если нет — то нет. Вопросы были разные, один из них — про роль этики в науке — меня затронул больше других. «ЛГ» в то время была довольно рептильной газетой, писать в нее приличному человеку не следовало бы, но высказаться об этом очень хотелось. С этикой дело было непростое. Начало семидесятых, после конца хрущевской
Начало лаборатории — ранние 60-е годы. С Зоей Глаголевой, Светланой Перовой и Люсей Шиповой (снимок вверху) Конференция лаборатории — 1967 г., Институт им. Н.Ф.Гамалеи (снимок внизу) Май 1965 г., в Сухуми — с В.Рогальским на Первом международном симпозиуме по опухолевым антигенам НАШ ЧЕЛОВЕК оттепели, было временем административного восторга в науке. «Определить наиболее перспективные направления, сконцентрировать на них силы и средства, не распыляться на мелкотемье, объединяться в сильные управляемые коллективы, обеспеченные оборудованием и средствами. Решительно устранить параллелизм в научной работе. Академии — штабы науки, директора управляют научными институтами на основе единоначалия». Управление и контроль должны были обеспечить успех. Какая тут этика? Какие сентиментальные пасторали? Президент академии М.В.Келдыш, вице- президент Ю.А.Овчинников были признанными лидерами нашей науки, волевыми, четко знающими, что и как надо делать, и умеющими доказать это на самом высоком уровне... Все во мне противилось такому подходу. Кто на самом деле знает, как будет развиваться наука завтра? Кто скажет, что завтра будет открыто? Кто укажет исследователю, где и как искать? И можно ли управлять наукой? Планировать ее ход на годы? Мне хотелось сказать громко, ясно, как о вещах очевидных, что наука — это особый мир, живущий по своим неписаным законам, лишенный принуждения, управления и вообще прямолинейных отношений, диктуемых администрацией. Я с увлечением и даже азартом стал работать над этой темой. Мне хотелось поделиться впечатлением, что в мире науки его обитатели руководствуются именно нормами этики, в первую очередь — совестью и разумом. При этом научное сообщество — едва ли не самое прочное, продуктивное и гармоничное международное сообщество. Таково было мое первое открытие, притом вполне очевидное. Надо было лишь эту очевидность увидеть в упор. Такой же очевидностью, но отнюдь не банальностью служит непредсказуемость открытий. Этот основной принцип развития науки делает невозможным целенаправленное управление ею. Этика в моих размышлениях ложилась в основу структуры науки. Все это вошло в анкету и было отправлено в «Литера- турку». Через некоторое время мне сообщили, что анкета понравилась, она уже в верстке и ее пускают в первую обойму ответов — вместе, как было сказано, «с академиками и нобелевскими лауреатами». Этот номер газеты должен был выйти 10.XI.71 г. 10 ноября, как раз в пятую годовщину со дня смерти Л.А.Зильбера, моего учителя, создателя отдела вирусологии и иммунологии рака, которым я после смерти Л.А. руководил, меня вызвали к директору института. В весьма торжественной обстановке в присутствии двух своих заместителей, секретаря парткома института и заведующего кадрами директор зачитал мне приказ об упразднении отдела, сокращении всех научных сотрудников, зачислении их временно исполняющими обязанности и объявлении на все должности конкурса как на вакантные. Это была кульминация в цепи обрушившихся на меня неприятностей — сначала перевод в «невыездные» в самый разгар международной работы с ВОЗ*, МАИР** и африканскими странами. Затем — упразднение вакансии членкора Академии медицинских наук, на которую я был выдвинут тем же директором. Отклонение работы, представленной институтом на Государственную премию СССР. За всем этим стояла Могущественная Организация, с которой у меня не сложилось взаимопонимания. Надо сказать, что в 1970- 1972 годы наши работы — и фундаментальные, и клинические — были на взлете. Публикации именно этих лет получили в последующем более тысячи цитирований (в 1989 г. были включены в «классики цитирования» Current Contents и в число 100 работ, наиболее цитируемых по раку за десятилетие 1962-1972 гг.). Они вошли в открытия СССР (№ 90,1971), были отмечены международными премиями A975 и 1976 гг.) и даже Госпремией СССР 1978 г. И именно на пике такого * ВОЗ — Всемирная организация здравоохранения со штаб-квартирой в Женеве. ** МАИР — Международное агентство по изучению рака со штаб-квартирой в Лионе. 5
Лето 1977 г, С лабораторией и друзьями перед переездом из Института им. Н.Ф.Гамалеи феерического подъема мы оказались в тяжелом нокдауне, став «лишними на этом празднике жизни». Конечно, хотелось, чтобы в «ЛГ» вышла анкета с моим ответом про этику, и вышла бы именно сейчас! Но набранный уже текст разбросали в верстке. Когда я узнал об этом, то позвонил тогдашнему заведующему отделом науки Варшаверу и сказал, что не хочу иметь дела с газетой, которая меняет свое мнение о статье в зависимости от служебных неприятностей автора. Варшавер меня горячо уверял, что это недоразумение и что моя публикация появится сразу же после академиков и нобелевских лауреатов. Конечно же, это было чистое вранье. Между тем оторваться от статьи об этике я уже не мог. Теперь мы работали над ней вместе с женой. Случалось много всякого — я получал и увесистые оплеухи и находил поддержку. И постепенно понял многие вещи. Что эффект этичного поступка никогда не пропорционален его «стоимости»: как цепная реакция он может кончиться ничем, а может — взрывом, вдруг сдвигающим равнодушно-инертную массу. Предсказать же эффект принципиально невозможно. Что этические события не измеряются по прагматической шкале, и вопрос «чем реальным я могу тебе помочь?» бессмыслен. Что «человек не на своем месте» — первый враг научной этики. И что внутренний мир человека неразделим — изменив научной этике, ученый убивает в себе исследователя. Статью мы хотели направить в журнал «Природа». Она была как бы ответом на все несправедливости, которые на нас обрушились, и вызовом той нелепости, которая вокруг творилась. Никакой политики статья, казалось бы, не затрагивала. В «Природе» рецензию на нее дал В.А.Эн- гельгардт — отзыв был четко положительный. Нам было это «мед на душу», но потом началась тягомотина с редакционными исправлениями, которая ничем не кончилась. И публикация ушла, как вода в песок. Между тем рукопись зажила своей самостоятельной жизнью. Однажды меня попросил зайти писатель-публицист М.А.По- повский, который писал о науке и ученых. Было это году в 1973-м или 1974-м. Он сказал, что слышал о нашей статье и хотел бы ее прочитать, так как ездит по стране с лекциями на тему «Нужна ли ученым совесть?», в которых утверждает, что нужна. С Поповским произошла удивительная эволюция. Он был вполне благополучным журналистом-популяризатором отечественной науки, восторженно писал и о Лысенко, и о Лепешинской. Потом заинтересовался Н.И.Вавиловым и написал большой и вполне серьезный очерк «1000 дней академика Вавилова». Он настолько глубоко и сочувственно проникся жизнью Н.И., что нашел следователя, который вел дело ученого, раздобыл в архивах КГБ само дело, познакомился со всеми, кто знал Н.И. и работал с ним и даже отыскал врача саратовской тюремной больницы, где умирал Вавилов, и кладбищенского сторожа — последнего человека, кто приблизительно знал, где и как похоронен великий исследователь. Поповский считал, что Вавилов шел на компромисс с властью и что эта «игра с дьяволом» погубила его. Он написал глубокую, интересную и страстную книгу «Дело академика Вавилова», которая сразу же вытолкнула его в ряды диссидентов, а книгу, вернее, ее рукопись — в самиздат. Когда я познакомился с М.А., он скрывался у своих друзей и работал над книгой «Управляемая наука», в которой пытался отобразить затхлую атмосферу науки застойного периода. Книга писалась в основном по впечатлениям встреч М.А. с сотрудниками научных городков во время его многочисленных поездок с лекциями о совести ученого. Поповский не сразу вошел в строй и язык статьи об этике, но потом принял ее близко к сердцу. Он попросил разрешения использовать статью в своей книге со ссылкой на рукопись и на разрешение авторов. Мы, конечно, согласились, хотя это и грозило неприятностями. Но очень хотелось, чтобы наши мысли были услышаны. Они вошли в рукопись, а потом и в книгу («Управляемая наука». Overseas Press, 1978). Надо сказать, что застойный период имел свои, и даже большие, преимущества. Главное среди них—жажда живого слова, которое ловилось тогда на лету, если даже было сказано шепотом, намеком, опубликовано где-либо в альманахе «Сибирские огни» или «Звезда Востока», ничтожным тиражом в самиздате или единичными экземплярами в «тамиздате». Другая линия самостоятельной жизни рукописи привела ее к писателю В.А.Каверину, младшему брату Л.А.3ильбера. Не знаю, как это произошло, но, скорее всего, через сына Каверина — Колю, сотруд- б
ника Института вирусологии, нашего соседа. Как-то году в 1975-м ко мне обратился Вениамин Александрович, с которым мы знакомы почти не были, и попросил заехать к нему на дачу в Переделкино. Там он сказал мне, что задумал написать телеспектакль из научной жизни так, чтобы в нем был текст от автора как во МХАТовском «Воскресении», где Качалов как бы объяснял, что происходит на сцене и что думают герои во время действия. Для авторского текста он хотел использовать «Этику». Я охотно согласился. Затем ВА рассказал, что работает над романом, герой которого ученый — руководитель лаборатории. Его преследует директор, разрушает лабораторию... Каверина интересовали детали отношений ученых с администрацией, правовая сторона дела, отношения в научных коллективах, и он хотел воспользоваться историей моих злоключений для создания правдивой обстановки вокруг своего героя. Телеспектакль написан не был, а роман «Двухчасовая прогулка» появился в «Новом мире» в 1978 г., в одном номере с брежневской «Целиной». Одновременно Каверин, хотевший публикации «Этики», поговорил с главным редактором «Науки и жизни» В.Н.Болохви- тиновым, который сказал ему, что журнал нуждается именно в таком материале, и попросил прислать ему статью, да поскорее. Статью я, конечно, отправил, но вежливый ответ сотрудницы редакции был таков: наши читатели в основном домохозяйки и от них эти вопросы очень далеки. Тем дело и кончилось. Совершенно случайно моя сотрудница Т.Л.Эраизер предложила показать ее своему дальнему знакомому, заместителю главного редактора «Химии и жизни» М.И.Рохлину. Неожиданно скоро последовал звонок с просьбой прийти в редакцию, поскольку статью решили публиковать. Я так долго, много и любовно работал над статьей, что был уверен в ее полном совершенстве и невозможности улучшения. Но в редакции мне сразу же сказали, что ее надо делать более сжатой и выразительной. Я нехотя согласился и вскоре вместе с редактором засел за статью. Так появилось новое название — «Этика — цемент науки», вместо более длинного и канцелярского «Этика — элемент организации науки», и ушли философские экскурсы. Возникло новое начало, вводившее сразу же в суть проблемы: «Непредсказуемость открытий, а они составляют основную ценность науки, делает управление наукой по общепринятым моделям невозможным». Статья явно выигрывала от правки. Редакция торопила. Как ни странно, «Этику» действительно хотели напечатать и искали способы, как это сделать. И что еще более странно — статья вышла! Это было в феврале 1985 г. — за два месяца до памятного только нашему поколению апрельского пленума ЦК, приведшего М.С.Горбачева к власти, то есть еще до начала перестройки. Статья открывала номер, ей сопутствовала замечательная большая иллюстрация — унылые потоки серых не- отпичимиых друг от друга машин, регулируемые светофорами, — все это по замыслу журнала соответствовало идеалам «управляемой науки». Статья вышла! И более того — она была прочитана и услышана. Первым мне позвонил А.А.Нейфах, человек хорошо известный своим саркастическим умом, блестящим остроумием и желанием учредить «мозговые центры» в науке. Он был сильно удивлен появлением «Этики», поздравил нас и, против обыкновения, не острил. Статью прочли и часто благодарили, говоря, что нам удалось выразить то, что многие научники думают и чувствуют. Как я узнал много позже, статью прочитал и Ю.А.Овчинников, он был недоволен и даже возмущен, что послужило одной из причин больших неприятностей для «ХиЖ» — снятия зам. главного редактора М.Б.Черненко. Об этом недавно написал С.Э.Шноль в его «Героях и мучениках российской науки» A997), где помянул также и нашу статью. «Этику» перевели на словенский и опубликовали в Югославии, а затем со словенского на английский для доклада и публикации на Международной гуманистической конференции в Индии. Рукопись перевода прислали в «ХиЖ», исправленный текст я отослал переводчику, что было дальше — не знаю. Позже статью перепечатал журнал «Онтогенез» (№ 5, 1993). Но жизнь шла и ставила новые вопросы, требующие продумывания. Главным среди них было соотношение фундаментальных и прикладных исследований. Стимулом для размышления послужило модное и широко распространенное в середине 80-х годов мнение, будто каждое фундаментальное исследование должно в перспективе иметь практический выход. Я провел ретроспективный анализ главных практических достижений в иммунологии и онкологии, просмотрел практические выходы нобелевских открытий в нашей области и пришел к неожиданным (для себя) и довольно четким выводам. Главный среди них тот, что фундаментальные исследования создают систему знаний — понимание явлений, а эта система сама уже диктует возможности своего практического использования. Так что каждый должен спокойно делать свое дело — ученый добывать знания и вводить их в систему, инженер или врач использовать их для создания машин или способов лечения. Наше дело — создавать энциклопедию знаний и делать ее полной и удобоваримой для тех, кто будет в нее заглядывать для своих целей. Хотя бывают и другие ситуации: знания, которые сразу же дают практический выход или практические результаты, основанные на чисто эмпирических наблюдениях, как, например вакцинация против оспы. Эту статью я понес в «ХиЖ», и после трех или четырех редактирований она вышла в 1986 г., опять с превосходной иллюстрацией, отражающей самую ее суть. Статья тоже была прочитана и услышана. Далее была очень дорогая для меня (и вполне актуальная) статья о научном и человеческом достоинстве, которая «ХиЖ» не понравилась — почему, не знаю. Кажется, она получилась чересчур абстрактной, а может быть, и банальной — не знаю, но не понравилась. Потом «ХиЖ» взяла у меня заметки о преподавании, потом — очень для меня дорогие воспоминания о гельфандовском семинаре и, совсем недавно, впечатления о системе жизни в науке в условиях конкуренции. Все события, которые здесь описаны, для меня более чем важны. Так же как и моя дружба с «ХиЖ». Вот почему мне так приятно быть своим человеком в этой редакции, в этом из- ЕЯ 7 НАШ ЧЕЛОВЕК
Нанотрубки в физике A.Bachtold et ah, «Nature», 1999, v.397, p.673 В длинном соленоиде, по которому течет ток, магнитное поле существует только внутри него, а снаружи — нет. Тем не менее такой соленоид, размещенный между двумя интерферирующими пучками электронов, все же воздействует на них, сдвигая полосы интерференционной картины. Этот макроскопический квантовый эффект предсказали Я.Ааронов и Д.Бом сорок лет назад, а затем в Японии его подтвердили экспериментально. В 1981 г. Б.Л.Альтшулер, А. Г.Аронов и Б.З.Спивак из ленинградского Института ядерной физики им.Б.П.Константинова теоретически обосновали другой вид влияния магнитного поля на фазу волн электронов: если через проводник, ориентированный вдоль магнитного поля, пропускать ток, то возникнет волнообразная зависимость проводимости от величины магнитного потока, пронизывающего сечение проводника (с периодом hc/2e). В том же году наши физики Д.Ю.Шарвин и Ю.В.Шар- вин в мезоскопической системе, то есть промежуточной между макро- и микро- (они нанесли тонкий металлический слой на поверхность кварцевой нити диаметром 2 мкм), при температуре несколько Кельвинов обнаружили этот необычный эффект. Теперь швейцарские специалисты повторили их опыт, но уже на молекулярном уровне — в качестве проводника они взяли многослойную углеродную нано- трубку диаметром около 100 нм. Пропуская через нее ток и меняя напряженность магнитного поля, они наблюдали осцилляции проводимости с предсказанным периодом (но на некоторых трубках фиксировали и меньшие периоды, что пока не объяснено, — полагают, что сказываются особенности строения конкретной нанотрубки, и, значит, таким способом можно их выявлять — см. статью «Соломинки для микробов» в № 7 за этот год). Наверное, многие макро- физические эксперименты теперь можно воспроизвести на уровне одиночных молекул, что интересно как с точки зрения физики, так и химии. Такие попытки приближают нас к «золотому веку» молекулярной электроники. Кстати, уже начали конструировать машины, сравнимые по размеру с ферментами, и возникла смелая идея делать гибридные системы, то есть сочетающие искусственные и биомолекулярные компоненты. На конференции по молекулярной нано- технологии, состоявшейся в Санта-Кларе (Калифорния), К.Монтемагно из Корнелль- ского университета рассказал о возможности использования в подобных машинах биомоторов, работающих на АТФ. Как недавно доказали, в ферменте АТФ-синтазе есть вращающиеся друг относительно друга части — статор и ротор («Новости науки», 1997, № 7; 1998, № 1). Эти белковые статоры закрепили на металлической поверхности, а к роторам пришили пластмассовые микро- шарики. Когда в раствор добавили АТФ, шарики начали вращаться, причем моторы стабильно работали более двух часов и их КПД был очень высок. Теперь исследователи хотят вместо бусинок взять намагниченные стержни, чтобы, приложив внешнее магнитное поле, определить усилие, которое развивает движок. Кроме того, вращаясь, эти стержни смогут вырабатывать электрический ток. Такие моторы надеются применять в сенсорах, насосах и других медицинских микроустроиствах, которые должны будут функционировать в человеческом организме («Science», 1999, v.283, р.27). Увлечение электронов V.Keppens et ai, «Nature», 1999. v.395, p.876 Уже полтора века известны термоэлектрические явления. Так, если соединить два провода из разных металлов и создать на их границе градиент температур, то возникнет термоэдс (эффект Зеебе- ка); если же через этот контакт пропускать ток, то по одну его сторону металл нагреется, а по другую охладится, причем при изменении направления тока нагреваемая и охлаждаемая части поменяются местами (эффект Пельтье). В 30-е годы А.Ф.Иоффе, соединив два полупроводника, впервые получил действующий тепловой насос, а сейчас на этом принципе основаны различные устройства — термометры, генераторы тока на космических аппаратах, приборы ночного видения, системы охлаждения компьютерных чипов. Их преимущества состоят в отсутствии движущихся частей, простоте и надежности. И все же сфера применения такой техники довольно узка, поскольку эффективность термоэлектрических преобразователей мала. На этот показатель влияют многие факторы, например в полупроводниках нагревание порождает большое число носителей тока, но электрическая проводимость материала остается низкой. Суть проблемы наиболее четко видна в эффекте У.Томсона — возникновении тока в однородном про- #. Я! "к #*• I * \ *
воднике (то есть без термопары), вдоль которого создана разность температур. Понятно, что основная часть энергии будет рассеиваться путем теплопередачи, иными словами, в виде направленного потока фононов (колебаний кристаллической решетки). Если же мы хотим перевести ее в электрическую, то необходимо добиться, чтобы энергия фононов передавалась электронам (это известный «эффект увлечения»). Для этого нужно как-то гасить колебания решетки, например вводя в нее дефекты, то есть делать материал более аморфным, но тогда затруднится и движение электронов. Стремясь преодолеть это противоречие, термоэлектрики из США и Англии обратились к природному минералу скуттерудиту, представляющему собой антимонид (или арсенид) переходного металла (его формула M4Sb12, где М может быть, например, железом или кобальтом). Кристаллическая структура минерала такова, что в нем есть большие полости, в некоторые из которых могут попасть атомы редкоземельных элементов, скажем, лантана или церия. Главное, что в таких частично «заполненных» скуттеру- дитах атомы-гости не занимают в своих ячейках фиксированные положения, а хаотически (как шарики в погремушках) болтаются в них. Из-за этого они будут уменьшать колебания кристаллической решетки, но, что важно, не создавая при этом помех движению электронов. В результате неравномерный нагрев такого минерала приведет к нужному перераспределению энергии — передаче ее от колебаний решетки к электронам. На Земле есть много постоянных градиентов температур, скажем, между поверхностью океана и его глубинной частью. Поэтому было бы здорово заставить их производить электрический ток. Метильные метки генов S.K.Bhattacharya et al., «Nature». 1999. v.397, p.579 Хромосомы не представляют собой изолированные от внешних воздействий хранилища генетической информации — под влиянием разных внутриклеточных факторов отдельные их части меняют свое состояние, к примеру, разрыхляются или уплотняются. Кроме того, основания ДНК в них могут подвергаться энзиматичес- кой модификации — метилированию, когда к цитози- ну или аденину присоединяется метильная группа (СН3); происходит также и обратный процесс — деме- тилирование. Все вместе это будет влиять на активность тех или иных генов. Реакции метилирования и деметилирования проводят ферменты метилтрансфера- зы, которые обладают большой специфичностью — они действуют только на строго определенные, зависящие от контекста основания ДНК. Иными словами, ферменты способны узнавать нужные последовательности букв- нуклеотидов. В настоящее время метилазы уже достаточно хорошо изучены, а вот к исследованию деметилаз только приступают. Канадские биохимики сумели выделить одну из деметилаз, отсоединяющую СН3 от цито- зина, когда за ним идет гуанин, то есть в парах ЦГ. Рассуждали они так. Чтобы выполнить свою функцию, фермент должен прежде всего распознать димер ЦГ, в котором цитозин метилирован. Поскольку один из белков, обладающий такой способностью, был известен, то в базе данных расшифрованных генов надо искать последовательности, близкие к той, что кодирует этот белок. Отобранные таким способом цепочки ДН К клонировали и обнаружили, что один из кодируемых ими белков действительно обладает деметилазной активностью. Принцип его действия, по-видимому, прост: в каталитическом центре фермента происходят разрывы двух связей (Н—ОН в молекуле воды и С—СН3 в метилцито- зине), СН^ замещается на Н, и образуется молекула метанола (НО-СН3). Подобные модификации ДНК относят к эпигенетическим, то есть не затрагивающим сам исходный текст генов. Уже выяснено, что в ходе эмбрионального развития млекопитающих в их тканях (в том числе, и клетках зародышевого пути) постоянно меняется распределение метилированных оснований. Некоторые биологи, например М.Пембри из лондонского Института детского здоровья (он называет себя неоламаркистом), считают, что таким способом могла бы передаваться дополнительная информация потомству, причем о благоприобретенных признаках. Другие ученые, и их большинство, указывают, что пока этому нет убедительных доказательств. Но в любом случае модификации ДНК очень важны; так, замечено, что клетки многих раковых опухолей отличает пониженный уровень метилирования. Клеточная алхимия C.Bjomson et al., «Science», 1999, v.283, p.534 В разных тканях и органах взрослых млекопитающих сохраняются резервные (стволовые) клетки, которые остаются плюрипотентными, то есть способными при необходимости дифференцироваться в нужном направлении. Например, есть мозговые стволовые клетки, из которых могут получаться различные клетки нервной системы, а в костном мозге есть подобные клетки, предназначенные для превращения в различные клетки крови. Такие стволовые клетки называют региональными (РСК) — ведь частично они все же специализированы; иначе говоря, спектр их возможных превращений ограничен потребностями именно этого ограна (в отличие от универсальных, или тотипо- тентных, эмбриональных стволовых клеток, которые могут в принципе породить любую другую). Но оказалось, что РСК более пластичны, чем думали раньше: итальянским и канадским «стволовикам» удалось превратить нейрональ- ные РСК в кроветворные. Для этого РСК, извлеченные из головного мозга мыши (взрослой или зародыша), размножили в культуре, а кроветворную систему (костный мозг) другой мыши разрушили облучением. После этого нейрональные РСК от первой мыши ввели в кровь второй (клетки донора имели генетический маркер, позволяющий легко отличать их самих и их потомство от собственных клеток реципиента). Через пять месяцев маркированные клетки обнаружили среди нормальных клеток крови мыши-реципиента, а также в ее костном мозге (правда, с эритроцитами вопрос еще не вполне ясен, поскольку у них нет ядер). Еще через полгода убедились, что эффект носит длительный характер — несущие донорский маркер клетки не исчезали. Значит, нейрональные РСК могут не только восполнять потери нервной ткани, но и способствовать — в другом окружении — восстановлению крови, а значит, помогать при анемиях и иммуно- дефицитах (это важно для медиков, поскольку сами РСК крови плохо размножаются в культуре). Заместительная клеточная терапия становится сейчас главной альтернативой трансплантации органов с ее трудностями поиска доноров и которые вообще очень дороги. U а*г V'"- Jtk€$
Подводя итоги столетия, нужно признать, что химики виртуозно овладели искусством синтеза и конструирования молекул. Примером тому — работы блистательного Р. Вудворда A917-1979), который синтезировал сложнейшие природные соединения хинин, холестерин, стрихнин, резерпин, хлорофилл, тетрациклин, витамин В12. Но этого оказалось мало — химики захотели создавать вещества, которые не существуют в природе, и добились невероятных результатов. Подводим итоги столетия Первыми ласточками стали совершенно уникальные каркасные структуры углеводородов: тетраэдран (Г. Майер, 1978 г.), призман (Г. Вайх, 1964 г.), кубан (П. Итон, Т. Коль ,1964 г.) и додекаэдран (Л.Пакет, 1982 г.) Р ./к. I" I/ \, СН < \ / C(CH3fe |Н,С>,С / /\ Л /\ и' I' ^\ >н 7 \г\ / тетразц кубан Удача вдохновила исследователей, и к середине нынешнего столетия химики смогли решить и вовсе фантастические задачи. Так, были получены катенаны (catena — цепь) — соединения, в которых кольцевые молекулы продеты одна в другую, подобно звеньям в металлической цепочке; ротаксаны — кольцевые молекулы, надетые на ось, на концах которой объемные заглушки, не позволяющие кольцу соскользнуть с оси (Г. Шилл, 1964 г., Ж. Саваж, 1992 г.); кольцевая молекула, завязанная в узел (Ж. Саваж, 1997 г.); лентообразная молекула, скрученная в ленту Мёбиуса (Д. Вальба, 1982 г.),
Доктор химических наук Д.А.Леменовский, кандидат химических наук М.М.Левицкий КЛАССИКА НАУКИ и карцеранд (Д. Крам, 1985 г.), содержащий внутри полой сферической молекулы другую молекулу, удерживаемую чисто механически («птичка в клетке»). Получение каждого из этих соединений — заметное событие в химии. ОС@)СНз н,оаою К - ГСН-,>|2 N -fCH2)P ' - «н »|2, ао)сн, схоснз о= с СНзС@)Ы CH3C@)N <CH2,L Н3СС(ОК> ^ni QO)CH3 - fCH^n N <CH2)r СХО)СНз катеиаиы OyCHaOCHz^CHj молекула, завязанная в узел молекула - лента Мёбиуса карцеранд (сн7)| сн,оок> W'1 с:=о СИ,С@H сн. [2 Hjc-ч; ^ n цо>сн3 1 / "\ Впрочем, уходящий век в химии был богат и на случайные открытия, результаты которых оказались неожиданными: открытие свободных радикалов (М. Гомберг, 1900 г.), химических соединений инертных газов KrF2, XeOF4, RnF2-2SbF5 (H. Бартлетт.1962 г.), высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu306 7 (И. Беднорц и К. Мюллер, 1986 г.) и т.д. Суммарный результат работ впечатляет — уже описано более 10 миллионов индивидуальных соединений. Как же выбрать из всего этого множества те, которые оказали наибольшее влияние на развитие химической науки и могли бы стать эмблемой химии XX столетия? Предлагаем пять параметров, по которым мы отберем выдающиеся соединения иэ массы остальных: 1) молекулы этих соединений красивы; 2) они расширили представления о природе химических связей и строении молекул; 3) эти соединения устойчивы в обычных условиях и способы их получения сравнительно просты; 4) каждое — родоначальник большого числа похожих соединений; 5) появление каждого такого соединения вызывало большой поток публикаций. Мы сознательно не включили пункт о прикладной значимости, поскольку хотели выделить лишь те вещества, которые оказали наибольшее влияние на развитие химической мысли и фундаментальной науки. Всем перечисленным требованиям в достаточной степени удовлетворяют всего три соединения — ферроцен, карборан и фуллерен. Мы бы так расположили их на пьедестале почета: сн—сн Fe) сн а^ Н ^$?£>^ н СН^^СН карборан ферроцен фуллерен Прежде всего, эти молекулы в самом деле красивы. Они симметричны, изящны, на них приятно смотреть. Такая оценка конечно же субъективна, однако относительно этих трех соединений мнение химиков достаточно единодушно. Почему мы критерий красоты рассматриваем в первую очередь, поговорим несколько позже. А сейчас давайте посмотрим, насколько наши молекулы отвечают остальным требованиям. и
ФЕРРОЦЕН Ферроцен получили Т. Кили и П. Посоном в 1951 г. случайно, как побочный продукт синтеза дициклопентадиенила С5Н5"С5Н5: 6C5H5MgBr + 2 FeCI3 = С5Н5-С5Н5 +3 MgCI2 + 3 МдВг2 + + 2 (C5H5JFe. Последнее соединение в строке реакции — кристаллическое вещество оранжевого цвета. Поскольку его состав соответствовал формуле (C5H5JFe, авторы предложили для него структуру, которая напрашивалась сама собой. СН—Fe- СН сн* \и~ т СН В 1952 г. Р.Вудворд установил, что при ацетилировании этого соединения не образуется изомеров. Плюс к этому оно было очень устойчивым и не обладало магнитными свойствами (ферроцен диамагнитен, то есть не содержит неспа- ренных электронов), что позволило Вудворду предложить весьма необычную структуру: атом железа расположен между двумя циклопентадиенильными циклами, плоскости которых параллельны, и вся конструкция напоминает сандвич. -СН СН Fe Of^CH Появление столь необычного соединения сразу заметили многие химики. С этого момента начинается триумфальное шествие химии ферроцена. Самое необычное в его структуре то, что атом металла взаимодействует не с одним конкретным атомом углерода, а со всей органической молекулой в целом, точнее, с двумя органическими молекулами сразу. Это особый тип химических связей (я-комплекс), поэтому ферроцен сыграл немалую роль в развитии современных представлений о строении молекул. Все атомы углерода в ферроцене структурно и химически равны. Кратные и простые связи усредняются и становятся одинаковыми, и никаких валентных черточек между атомом железа и циклопентадиенильными кольцами обычно не проводят — атом металла как бы висит в пространстве между двумя циклами. Ферроцен устойчив на воздухе, не разлагается при нагревании до 470вС, выдерживает нагревание с концентрированной соляной кислотой и со щелочью. Вслед за ферроценом было синтезировано громадное число родственных соединений. Сейчас уже получены дицикло- пентадиенильные производные большинства металлов, у которых та же структура и природа связи металла с лиганда- ми, что и у ферроцена. © (M = Co,Ni,Mn,Cr) X—®—X (М = Ti, Zr, Nb, Та; X = Hal, R) Благодаря открытию ферроцена удалось понять, как построены некоторые соединения, которые получили раньше и строение которых либо не поняли, либо установили неверно. Так в 1921 г. Ф. Хейн, действуя на гапогениды хрома фенилмагнийбромидом, получил вещества, которые долгое время считали производными трифенил- и тетрафенилхро- ма. Развитие химии я-комплексов переходных металлов навело на мысль, что эти соединения построены подобно ферроцену, и это достаточно быстро подтвердилось. <о>-о> €=>^^ Вскоре целенаправленно получили аналог показанных выше соединений — дибензолхром. Даже само это название первое время резало слух химика, а теперь оно стало вполне привычным. Дибензолхром, построенный так же, как ферроцен, и термически устойчивый до 300°С, вслед за ферроценом стал родоначальником большого класса соединений, называемых ареновыми я-комплексам и переходных металлов. Кроме Сандвичевых существуют и «полусандвичевые» соединения, в которых у атома металла только одно углеводородное кольцо. Они могут быть моноядерными (то есть содержащими один атом металла) и полиядерными. В 1827 г. была получена так называемая «соль Цейзе» [CI3Pt(CH2CH2)] K+, строение которой долгое время не могли разгадать. Теперь стало ясно, что она тоже относится к я-комплексам переходных металлов, поскольку я-электроны двойной связи в этилене связаны с атомом Ft. таким же образом, как в ферроцене. К Так, было показано, что образование соединений, родственных ферроцену, возможно с участием не только циклических ароматических молекул (циклопентадиенил-аниона, бензола), но и непредельных углеводородов (этилена, дивинила и ДР-). Особую группу составляют весьма необычные, так называемые многопалубные молекулы, в которых органические (или неорганические) циклические фрагменты как бы нанизаны на ось из атомов металла. Это напоминает шашлык, в котором на металлический шампур надеты ломтики органических продуктов — «мяса и овощей»: *К Открытие ферроцена имело фундаментальное значение, поскольку позволило установить необычный тип химических связей и сформировало новый раздел науки — химию я-комплексов переходных металлов. 12
КЛАССИКА НАУКИ КАРБОРАН В отличие от ферроцена, который получили случайно, кар- боран «созрел» в недрах хорошо разработанной химии бо- роводородов (чаще их называют боранами). Тот карборан, о котором пойдет речь A,2-дикарба-клозододекаборан-12, или просто ортокарборан), был не самым первым в этом семействе. В 1962 г. Р. Вильяме описал получение карборана, содержащего всего три атома бора, затем, в 1963 г., появилось сообщение о синтезе двух изомерных карборанов с четырьмя атомами бора, и в том же году несколько групп исследователей почти одновременно получили объект нашего повествования — ортокарборан: хр^-н н н н ' V* W 1,6-С2В4Н<, 2,4-С2В,Н. 4,5-С2В7Н9 1,Ю-С2В8Н|Г Нт (Си - AI) 230-250 С ВС13 — г*- В2Н6 *» Н -^ В- / НЪ \ /в ft" HC=' :СН. CH^CN \/ /Л" В ВшНь .^1 У*- 6.8-С2В7Н13 6.9-С2ВкНм Ортокарборан — это почти правильный икосаэдр, собранный из двадцати треугольников и имеющий двенадцать вершин. Строение карборана невозможно было описать в рамках традиционных валентных схем, поэтому пришлось использовать понятие трехцентровых связей (когда три атома связаны двумя электронами), сформулированное еще в 50-е годы. Десять атомов бора и два атома углерода в ортокар- боране образуют каркас, удерживаемый трехцентровыми связями. В классических валентных схемах черточка означает линию, на которой находятся два электрона, связывающие два атома. В данном случае все иначе: линии, соединяющие атомы бора и углерода в каркасе, - не валентные черточки, они просто помогают наглядно показать форму каркаса, в вершинах которого располагаются атомы бора и углерода. Структура ортокарборана стабилизирована благодаря обобщенным валентным электронам. Такая замкнутая электронная система — причина высокой химической устойчивости и в то же время основной признак ароматичности. Все известные до сих пор ароматические соединения имели плоскую структуру (бензол, нафталин, пентадиенильные циклы ферроцена), а в карборане ароматичностью обладает объемная структура. Ортокарборан очень устойчив к действию сильных кислот, оснований и окислителей. Он плавится при 287—293°С и выдерживает нагревание до 450°С (выше этой температуры его каркас перестраивается). Развитие химии карборана породило множество родственных соединений. Атомы бора и углерода могут объединяться в самые разнообразные конструкции, замкнутые и незамкнутые структуры: С2Н2В10Н 10п10 А теперь о наиболее эффектном свойстве ортокарборана: при действии на него алкоголя- та натрия и потом гидрида натрия исчезает одна из вершин многогранника и получается незамкнутая структура в виде дву- зарядного аниона. На открытой грани такого «обкусанного» многогранника расположены пять атомов — три бора и два углерода. Такой дианион, подобно циклопентадиенильному аниону в ферроцене, образует комплексы с переходными металлами. Если металл — железо, то получается необычный аналог ферроцена, который как бы объединяет в себе химию ферроцена и карборана. Аналогично были получены кобальт- и никельсодержащие соединения. -2 Однако возможности ортокарборана этим не исчерпываются. В сильно щелочной среде отщепляется еще одна вершина и образуется соединение с уже двумя открытыми пятиугольными плоскостями, каждая из которых может связываться с металлом. Этот анион образует би- и триметаллические соединения, где каждый атом металла «зажат» между двумя пятиугольными плоскостями. Вся конструкция очень напоминает многопалубные соединения — «шашлыки», которые мы упоминали в разделе химии ферроцена. 13
Так произошло естественное объединение химии ферроцена и карборана. °Чз^ В какой степени карборан соответствует нашим условиям и прежде всего второму пункту — новизне химических представлений? В данном случае ответ не столь категоричен. Теория трехцентовых связей была окончательно сформулирована при совместном изучении бороводоро- дов и карборанов. Понятие трехмерной ароматичности также распространяется на оба класса соединений. На первый взгляд лидирующая роль ортокарборана неочевидна. Однако его полное соответствие всем остальным пунктам наших условий несомненно (о пятом пункте поговорим позже). ФУЛЛЕРЕН История открытия фуллерена, может быть, самая необычная из тех, что мы рассматриваем. В 1973 г. Д.А.Бочвар и Е.Н.Гальперн (ИНЭОС им. А.Н.Несмеянова) опубликовали результаты квантово-химических расчетов, из которых следовало, что должна существовать устойчивая форма углерода, содержащая в молекуле 60 углеродных атомов и не имеющая никаких заместителей. В этой же публикации авторы предложили форму такой гипотетической молекулы. Выводы этой работы казались в то время совершенно фантастическими — никто не верил, что такая молекула может существовать, и тем более не понимал, как взяться за ее получение. Эта теоретическая работа несколько опередила время, и поэтому о ней попросту забыли. В 80-х годах в спектрах некоторых звезд обнаружили полосы, указывающие на существование чисто углеродных молекул различного размера. В 1985 г. Г. Крото и Р. Смолли начали проводить исследования уже в «земных» условиях. Они изучали масс- спектры паров графита, полученных под ударом лазерного пучка, и обнаружили в спектрах два сигнала, интенсивность которых намного превышала все остальные. Сигналы соответствовали массам 720 и 840, то есть ансамблям из 60 и 70 углеродных атомов. С помощью масс- спектров установили лишь молекулярную массу частиц и не более того, однако этого оказалось достаточно, чтобы фантазия ученых заработала. Так появилась структура многогранника, собранного из пяти- и шестиугольников, которая точно повторяла структуру, предложенную 12 лет назад Д.Бочваром. Название «фуллерен» было дано в честь известного американского архитектора Бакминстера Фул- лера, предложившего строить ажурные конструкции сочетанием пяти- и шестиугольников (см. «Химию и жизнь», 1992, № 1). Открытие фуллерена буквально ошеломило химиков. Казалось, что об элементарном углероде известно практически все. Были подробно исследованы три его модификации: алмаз, графит и линейный углерод карбин, получаемый конденсацией ацетилена. Химики были убеждены, что все варианты построения устойчивых модификаций углерода исчерпаны. Фуллерен сразу же преподнес химикам сюрприз: 20 конденсированных углеродных шестичленных циклов внешне напоминали бензол, но сходство было только внешним. Рент- геноструктурный анализ четко показывал, что в каждом шестиугольном цикле есть три фиксированные кратные связи (длина 1,386 ангстрем) и три простые связи (длина 1,434 ангстрем). Напомним, что в бензольном кольце длина всех связей одинакова и равна 1,397 ангстрем. Фуллерен исключительно устойчив. В кристаллическом виде он не реагирует с кислородом воздуха, кислотами и щелочами, не плавится до 360°С. Химические свойства фуллерена находятся в полном согласии со структурными данными. Он не вступает в реакции замещения, характерные для ароматических соединений, поскольку у атомов углерода нет никаких боковых заместителей. Фуллерен — это полиолефиновая система с большим числом изолированных кратных связей. А если есть кратные связи, то возможно образование я-комплексных соединений, что сразу и проверили. Действительно, подобно оле- финам, фуллерен образует я-комплексы с переходными металлами. Например, он вытесняет этилен из платинового комплекса: + сн2 ||—Pt[P(C6H5K]2 сн2 H-.CCH-, ( С60Г"-PWOfthb Уже изучено множество превращений, которые протекают на внешней сфере углеродного каркаса, но у фуллерена есть еще одна необычная структурная особенность. Его молекула имеет внутреннюю полость, диаметр которой приблизительно 5 ангстрем. Этого достаточно, чтобы туда мог поместиться атом металла или небольшая молекула. Так открылся путь к получению химических соединений, где атом механически удерживается внутри замкнутой ячейки. Метод введения атома металла во внутреннюю полость фуллерена практически не отличается от способа получения самого фуллерена — просто графит перед испарением пропитывают солями металлов. В продуктах реакции обнаружены соединения C^La, C^Y, C^U. ♦ • # 14
КЛАССИКА НАУКИ Родственных соединений и аналогов фуллерена пока немного. Самый известный аналог — С70 получили практически одновременно с С^. По форме он близок к эллипсоиду и из- за слегка вытянутой формы получил название «регбиболл». ^ Особую группу образуют так называемые фуллерено- вые трубки — тубулены, представляющие собой полые цилиндры, собранные из шестиугольников и прикрытые, как правило, на конце сферической крышкой (см. «Химию и жизнь—XXI век», 1999, № 7). Диаметр трубок равен 10— 30 ангстрем, а длина достигает сотен ангстрем. Существуют также многослойные образования, по форме напоминающие луковицу. Открытие фуллерена — это появление класса соединений, с новой необычной формой элементарного углерода, способных к химическим превращениям и на внешней поверхности, и во внутренней полости. подводя итоги Если рассуждения о красоте молекулы и простоте ее синтеза все-таки субъективны, то пятый параметр (появление этих соединений вызвало поток публикаций) вполне объективен. Каждому химику хочется попробовать свои силы и поработать с новым, устойчивым и несложным в получении веществом. Однако этого недостаточно, чтобы химики всего мира начали исследовать одно и то же соединение. Необходимо, чтобы его химия оказалась интересной и разнообразной. На рисунке показано, как изменялось количество публикаций по каждому соединению с течением времени (данные получены с помощью предметного указателя реферативного журнала «Chemical Abstracts»). На весьма высокий уровень (около 200 публикаций в год) первые два соединения вышли за 2—4 года. Сейчас каждое из них достигло своего уровня насыщения приблизительно 900 публикаций для ферроцена и 400 — для карборана. Количество публикаций о фуллеренах растет наиболее стремительно (о выходе на насыщение говорить пока рано — фуллерен достаточно «молод»). Для сравнения: достаточно популярное каркасное соединение —адаман- тан вышло на уровень «200 публикаций в год» лишь спустя 60 лет после его открытия A933 г.). А вообще цити- руемость «среднепривлекательного» соединения не превышает 50 публикаций в год. Несмотря на то что мы не рассматривали прикладные свойства у наших трех соединений, они весьма интересны. Ферроцен и его производные применяют как добавки к моторным маслам, чтобы увеличить износоустойчивость трущихся узлов и защитить смазки от окисления, используют как катализатор горения ракетных топлив, как катализаторы ряда реакций промышленного синтеза (дегидратация спиртов, изомеризация олефинов). Производные ферроцена применяют в фармакологии (для лечения заболеваний, вызванных дефицитом железа в организме). Карборан и его производные добавляют в твердые ракетные топлива, используют при создании термостойких полимерных материалов и клеевых композиций, при формировании материалов для солнечных батарей и нейтронопоглоща- ющих материалов, а также при изготовлении препаратов, используемых при нейтронозахватной терапии для лечения злокачественных опухолей. У фуллеренов тоже прекрасные перспективы — сверхпроводниковые материалы, органические проводники, электрические аккумуляторы нового типа, вещества для транспортировки лекарственных препаратов через биологические мембраны. Подводя итог, можем сказать, что каждое из трех соединений как бы знаменует свою эпоху в химии, хотя, конечно, они в разной степени удовлетворяют предложенным параметрам отбора. А теперь вернемся к началу нашей беседы. Почему в первую очередь мы упомянули красоту соединения? Напомним высказывание выдающегося физика Р.Ф.Фейнмана: «Закономерности окружающего мира должны описываться непременно красивыми уравнениями». Может быть, и химикам стоит взять на вооружение эту мысль, слегка перефразировав ее: «Возможность узнать новые тайны природа преподносит нам в виде красивых соединений». Вероятно, у читателя все же осталось недоумение. Неужели за целое столетие получили всего-навсего три соединения, заслуживающих столь патетического названия? Дело в том, что мы руководствовались пятью требованиями, а это достаточно жесткие условия отбора. Попробуйте отменить одно или два из поставленных нами условий, и вся шкала ценностей передвинется. Например, уберите требования простоты синтеза и устойчивости соединений. На первое место, скорее всего, выйдут свободные радикалы. Введите требование практической полезности, и в лидеры выйдут антибиотики или высокотемпературные сверхпроводники. В принципе, в любой области человеческой деятельности каждый может предложить свой набор определяющих параметров и провести аналогичное исследование с торжественным названием «Итоги столетия». 15
А бывают ли идеальные кристаллы? Теорема Вульфа гласит: расстояния граней равновесного кристалла от его центра пропорциональны плотностям поверхностной энергии этих граней. На разных гранях, например, октаэдра квасцов они одинаковы. Значит, должны быть одинаковы и равноудалены от центра и сами эти грани, а кристалл в целом симметричен. Но это относится именно к равновесному кристаллу, который обладает минимальной для своего объема поверхностной энергией. Такой кристалл может получиться в результате бесконечно медленного роста в неизменных условиях. Каждый школьник, мало-мальски поднаторевший в этом деле, знает, что при выращивании кри- Кандидат технических наук Б.3.Кантор минералогии» моих довоенных сверстников охватило повальное увлечение выращиванием кристаллов. Какими только путями не раздобывали мы квасцы, медный купорос, хромпик! Ухаживаешь за своим питомцем, как за породистым щенком, и через неделю или месяц в руках у тебя сверкающий всеми гранями кристаллический сросток или друза. Но голубой мечтой все же было вырастить один большой кристалл. Красивый, как на рисунке в книжке. Если, к примеру, выращиваешь квасцы, то чтобы все грани октаэдра получились гладкими и треугольниками. Но кристалл получался кривым и неровным, покрытым то ступеньками, то кристаллами-*детками», и ни одна грань не повторяла другую.
Если бы природа не была красива, она не стоила бы того, чтобы ее познавать. АНРИ ПУАНКАРЕ Пучки миметизита. Мапими, Мексика ВЕЩИ И ВЕЩЕСТВА сталлов торопиться не надо. Хуже с постоянством условий. Ночью похолодало — кристаллизация пошла быстрее, и труды насмарку. А ведь надо еще создать и поддерживать в растворе максимальную симметрию — не должна температура слева быть выше, чем справа, не должна концентрация внизу быть выше, чем наверху, и т.д. Линия жизни Совершенные кристаллы минералов — редкость. Ведь никто не управляет их ростом и не заботится об их совершенстве. Отсюда и высокие цены совершенных кристаллов — и драгоцен- Стильбит. Красноярский край Корунд. Ильменсц/fb юры, Урал **■! м i м hrze Рис. 1. figptKfypa блочн кристалла ~ *: la^J*
Пиритовый доллар (сферолит пирита). Иллинойс, США ных камней, и обычных минералов. Чтобы понять, почему такие кристаллы редки, надо вникнуть в суть процессов их образования. Побудительный мотив кристаллизации — фундаментальный термодинамический принцип минимизации свободной энергии. Главная тенденция — завершить процесс за кратчайшее время, то есть с максимально возможной в данных условиях скоростью. В системе кристалл—раствор (или другая подвижная среда — газ, расплав) свободная энергия — это энергия некомпенсированных химических связей свободных частичек кристаллизующегося вещества. Внутри кристалла каждая частица окружена другими и связи полностью компенсированы. На поверхности же связи компенсированы только с внутренней стороны, поэтому она остается носителем свободной энергии. По мере роста кристалла его поверхность увеличивается в квадратичной зависимости от размера, а объем, следовательно, и число скомпенсированных связей — в кубической. При очень медленном росте, когда система близка к равновесию и энергетический эффект от дальнейшего наращивания массы кристалла невелик, вклад поверхностной энергии более заметен. Вот тогда-то кристалл и стремится обзавестись наиболее компактной внешней формой с минимальной поверхностью. А при быстром росте кристалл получается неравновесным, возникают скелетные и дендритные формы с весьма развитой поверхностью. На фото 1 — 10 показаны различные несовершенные кристаллы. Как они образуются? Способ поведения Итак, кристалл растет, уменьшая тем самым свободную энергию системы, и спешит, насколько позволяют обстоятельства. В спешке — по геологическим меркам «спешкой» могут оказаться как дни, так и миллионы лет — он неизбежно обзаводится структурными дефектами. Они, как и поверхность, носители свободной энергии. И чем быстрее растет кристалл, тем больше он нашпиговывается дефектами и тем больше удерживает свободной энергии. Поэтому кристалл частично жертвует своей компактностью, избавляясь таким образом от некоторой доли структурных дефектов. Скопления дефектов расщепляют структуру на отдельные блоки, чуть- чуть разориентированные относительно друг друга. По мере роста кристалла эти блоки тоже расщепляются, порождая блоки следующе-
10 Сферокристаллы малахита. Джезказган, Казахстан го поколения (рис.1 на с. 19). Последствия этого можно видеть в расколотом кристалле галенита PbS или флюорита CaF2: в середине — гладкая плоскость, а на периферии — расходящийся узор из так называемых суб- индивидов, напоминающий расшатанный паркет. На поверхности кристалла субиндивид одним краем слегка приподнимается над гранью, а противоположного края нет вовсе — здесь субиндивид сливается с гранью (фото 1 на с. 18). При дальнейшем росте рано или поздно механические напряжения «сгоняют» структурные дефекты в одну зону, и это приводит к обособлению субиндивида. После обособления первого субиндивида отложение вещества в зазоре между ним и кристаллом создает расклинивающее усилие и новые напряжения, и процесс расщепления кристалла начинает идти сам по себе. В итоге получается то, что можно назвать миром расщепленных кристаллов. Он охватывает практически все минеральное царство, так как следы расщепления можно обнаружить почти на всех природных кристаллах. Мир расщепленных кристаллов Галенит, флюорит и другие высокосимметричные кристаллы расщепляются примерно одинаково по всем направлениям. Кристаллы столбчатого, удлиненного облика — преимущественно на концах, «головках». При этом кристалл, прикрепленный одним концом к подложке, на которой он растет, расщепляется в пучок субиндивидов. Он может быть веерообразным, как у эпидота Ca2(Fe,AIK[Si04][Si207]0(OH) (фото 2 на с. 18), или пространственным, как у арсената свинца — миме- тизита Pb5[As04]3CI (фото 3 на с. 19). «Лежачий» кристалл, у которого свободны обе головки, становится сноповидным. Такие кристаллы типичны для стильбита NaCa2[AI5Si13036]14-H20 (фото 4 на с. 19), прежнее название которого «десмин» и означало «сноповидный». Иначе ведут себя кристаллы таблитчатого облика. Растущая боковая грань расщепляется слегка развернутыми ступеньками (корунд Al203, фото 5 на с. 19), торцевые грани (пина- коид) — розой. Коллекционеры особенно ценят редкие «железные розы» (фото 6 на с. 19) — расщепленные кристаллы гематита, оксида железа Fe203. Если процесс идет интенсивно, возникают сферолиты, состоящие из прямых тонких субиндивидов, расходящихся по радиусам из одного центра (фото 7). Иногда это столь тонкие волокна, что головки их неразличимы даже в сильную лупу, и поверхность сферолита получается гладкой и блестящей (фото 8). Таким строением обусловлены декоративные качества малахита Си2[С03](ОНJ — излюбленного материала художников- камнерезов. В приведенных примерах расщепление было «одноактным»: случив- ВЕЩИ И ВЕЩЕСТВА шись однажды, на начальной стадии роста, оно затем прекратилось, и далее каждый субиндивид развивался как самостоятельный кристалл. Если же расщепление сопровождает весь процесс роста, то вместо снопа получается двулистник (рис. 2 на с 19, фото 9 на с.20). При дальнейшем росте и расщеплении противоположные концы двулистника смыкаются и возникает сферокристалл. Встречаются, правда редко, сферокристаллы малахита (фото 10). Одноактное и непрерывное расщепление... Чем определяется выбор? Обособление субиндивидов прекращается, если время обособления становится сопоставимым с продолжительностью всего цикла кристаллизации. А рост кристалла, пусть медленный, продолжается, как известно, и при сколь угодно малом пересыщении. Иными словами: когда пересыщение снижается до критического, кристалл продолжает расти, но перестает расщепляться. Снижение концентрации раствора в процессе роста кристаллов — явление естественное. И в итоге появляются пучки, снопы, сферолиты. Если же пересыщение поддерживается на достаточно высоком уровне, растут двулистники и сферокристаллы. Послесловие «Если бы природа не была красива, она не стоила бы того, чтобы ее познавать», — заметил как-то Анри Пуанкаре. Что же такое — красота? Одни полагают, что красота — объективная реальность. Природа целесообразна, а значит, красива сама по себе. Другие считают, что красота — категория субъективная, это оценка, которую мы ставим природе. Но кроме всего этого, красота — это инструмент интуиции, назначение которого задержать внимание, чтобы затем включить средства познания и понять природу. 19
*Vi-;. ^ * ■'Ш. Кроссворд морских Доктор биологических наук В.И.Калинин Так выглядят морские огурцы: а — дальневосточный трепанг; б— голотурии Psolus fabricii с выпущенными древовидными щупальцами в бухте Кратерной острова Ушигиир 20
ггерип • гликопид комплекс агликон Д , угловолная цепь «$ Гликозиды — это соединения, в которых остаток моносахарида (углеводная цепь) связан с другим органическим остатком (агликоном) так называемой гликозидной связью одиночный ионный канал К О1' водонанолнонные норы #« О жизни голотурий На дне морей и океанов обитают голотурии, они же трепанги, они же морские огурцы и кубышки (рис. 1). Однако никакого отношения к растениям голотурии не имеют, о чем догадался еще сам Аристотель. Он первым заметил, что анатомически они похожи на морских ежей, звезд и лилий, то есть на тех животных, которых впоследствии систематики объединили в тип иглокожих. Сейчас насчитывается около двадцати семейств голотурий. Строение голотурии довольно простое. У нее есть ротовое отверстие, окруженное щупальцами для захвата пищи. Во внутренней полости расположены необходимые для жизни органы, в частности, у многих голотурий там находятся водные легкие — два сильно разветвленных ствола. Развитыми мускулами они прокачивают воду, и через тонкие стенки расширений на концах боковых веточек кислород из воды просачивается в кровь. Подобно другим иглокожим морские огурцы имеют уникальную для живых существ водно-сосудистую (амбулакральную) систему. Меняя давление воды в ее каналах, животное двигает щупальцами и ножками-присосками. У некоторых тропичес- Когда ядовитые гликозиды голотурий своими агликонами связываются со стеринами, которые входят в состав клеточных мембран рыбьих жабр, возникают ионные каналы. Через них, нарушая работу клетки, выходят ионы калия. А если концентрация гликозида велика, то образуются наполненные водой поры и клетка погибает ких голотурий в задней части тела расположены кювьеровы органы — белые клейкие трубочки, которые при механическом раздражении животное может выбрасывать наружу. Голотурии передвигаются по дну и питаются частицами органики, извлекая их из грунта или морской воды. Эти медлительные, мягкотелые животные на первый взгляд кажутся совершенно беззащитными. Однако голотурий почти никогда не едят хищные рыбы. Как же они спасаются? Одни закапываются в грунт или укрываются под камнями, другие (их немного) носят панцирь из сросшихся пластинок наружного скелета. Но большинство голотурий защищается более активно — выделяя вещества, отпугивающие или убивающие хищников. Это свойство морских огурцов используют рыболовы Океании. Они бросают в воду небольших водоемов, образующихся на коралловом мелководье при отливах, куски черных голотурий, и рыба всплывает на поверхность. Как это начиналось В начале 50-х годов Т.Яманоучи (Япония) и Р.Нигрелли (США) независимо друг от друга выяснили, что кожа, внутренности, а самое главное, кювьеровы ИСТОРИЯ СОВРЕМЕННОСТИ органы этих животных содержат яд — смесь тритерпенновых гликозидов, которую назвали голотурином. Позже Ни- грелли с сотрудниками установил, что яд образует комплексы с веществами клеточных мембран рыбьих жабр, например с холестерином, а также другими 5,6-ненасыщенными стеринами. В результате нарушается работа мембран, а при больших концентрациях яда или длительном контакте с ним они могут и разрушиться (рис. 2). В последнем случае кровь из жаберных капилляров будет выходить наружу и рыба погибнет от удушья. Это явление токсикологи назвали эффектом мокрых жабр. Сама же голотурия не страдает от выброшенного в воду яда потому, что клетки ее водных легких имеют другой состав. Как выяснил позднее М.М.Анисимов с сотрудниками, модельные мембраны, содержащие стерины из голотурий и их производные, были устойчивы к голо- турину. К середине 60-х, когда морскими огурцами занялись химики Института биологически активных веществ (ныне ТИБОХ — Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН), гликозиды нашли только в Holoturia leuco- spilota из Тихого океана и Actinopyga agassizi, обитающей на дне Карибского моря. Наши же ученые стали работать с дальневосточным трепангом, которого часто называют «морским женьшенем», благо тогда этих животных можно было собирать на самом берегу Амурского залива во Владивостоке. Интуиция химиков не подвела — гликозиды в трепанге действительно были, и в журнале «Химия природных соединений» за 1968 год об этом появилось краткое сообщение Г.Б.Елякова, Т.А.Кузнецовой и В.Е.Васьковского. Примерно в то же время японский фармаколог С.Шимада нашел в трепанге гликозиды с сильным антигрибковым действием, о чем сообщил в журнале «Science». С этого момента началось пятнадцатилетнее состязание японских и советских химиков — кто быстрее установит полную структуру гликозидов голотурий. 21
OAc углеводная — q, цепь Такова (а) структура типичного ядовитого гликозида, которую впервые расшифровал Дж.Чанли (госпиталь Маунт-Синай, США). Чтобы гликозид мог разрушать клетки рыбьих жабр, у его агликона должна быть группа —СОО, расположенная именно так, как выделено цветным пятном, А если такой группы нет или она расположена по-другому, как у голотурии Psolus fabricu (б), то гликозид становится неядовитым Сквален Возможноч сначала гликозиды голотурии были неядовиты A,2) и регулировали размножение морского огурца. Однако по мере эволюции в агликоне появилась C) та самая группа —СОО и гликозид стал средством обороны от рыб. В дальнейшем гликозиды становились не только активнее, но и растворимее в воде, чему способствовало увеличение числа полярных групп (отмечены цветом). Например, гликозид 5 сохраняет ядовитость предшественника, но лучше растворяется в воде, а гликозид 6 менее ядовит, но растворяется в воде еще лучше, поэтому быстрее и на большем расстоянии достигает своей цели — жабр агрессора Экспансия В 70—80-е годы Советский Союз был великой морской державой. Кроме военных, торговых и промысловых судов у нас строили много научно-исследовательских. Это было время больших морских экспедиций, и химики ТИБОХа получали животных из самых отдаленных и экзотических уголков Мирового океана. Двое молодых исследователей — химик В.А.Стоник и биолог В.С.Левин изучили десятки голотурий из тропических зон Тихого и Индийского океанов и выяснили, что гликозиды есть во многих голотуриях, а их структуры специфичны для различных систематических групп (таксонов) этих животных. К сожалению, по объективным причинам в ТИБОХе зти исследования несколько затормозились, и первые полные структуры установила группа И.Китагавы. Японцам не нужно было тратить время на поиск объектов исследования — они могли пользоваться опубликованными советскими данными и работать именно с теми голотуриями, у которых гликозиды уже обнаружили. Группа В.А.Стоника продолжала исследования, но большую часть результатов неторопливые советские научные журналы публиковали с большой задержкой. Тем не менее в таком соперничестве была большая польза для науки. Структуры веществ, независимо доказанные обеими группами химиков, совпадали и дополнительно подтверждались, причем зачастую различными методами. Кроме того, обе конкурирующие группы собирали животных в разных районах океана, и совпадение структур более надежно подтверждало сделанный ранее вывод о таксономической специфичности гликозидов. 22
В 1985 году в Париже на симпозиуме по химии морских природных соединений В.А.Стоник и И.Китагава обменялись рукопожатиями. На этом гонка за структурами гликозидов была фактически закончена, поскольку все доступные виды тропических голотурий семейств Holothuriidae (настоящие голотурии) и Stichopodidae (сти- хоподиды) были изучены. Бросок на север В начале 80-х годов сотрудники лаборатории В.А.Стоника, в числе которых был автор этих заметок и С.А.Авилов, решили изучить голотурий из ранее не исследованных семейств. Такие животные есть в Охотском море и в прилегающих к нему районах Тихого океана. Но они там обитают в холодной воде и на недоступной для водолазов глубине ниже 30-40 метров. Помогли друзья-ботаники из Биолого-почвенного института ДВО РАН, которые исследовали растительный покров се- «Академик Опарин» у берегов острова Кунашир верных Курильских островов. Они много путешествовали на попутных рыболовных судах и рассказали нам, что во время промысла гребешка на глубине в 100—150 м тралы поднимают много других животных. В 1981—1983 гг. каждое лето мы проводили на борту сейнеров в районе острова Онекотан и собрали немало материала для работы, причем голотурии двух видов выделялись своим необычным обликом. Одна из них — Psolus fabricii, показанная на рис. 16, — была покрыта мощным известковым панцирем красного цвета, а другая, ярко-синяя Duasmodactyla kurilensis, оказалась вообще новым для науки видом. Именно в ее тканях удалось сразу же найти не просто новые вещества, а принципиально иные, неядовитые гликозиды, что и неудивительно — эта голотурия закапывается в грунт и так спасается от рыб. У бронированного Psolus тоже были необычные гликозиды (рис. 36). Один из них имел две сульфатные группы в углеводной цепи, благодаря чему хорошо растворялся в воде. Поскольку собранные на севере животные (в частности, морские звезды) заинтересовали коллег, в Охотском море стали проводить экспедиции научно-исследовательского судна «Академик Опарин» (рис. 4), во время которых поймали много новых голотурий. Всего же в лаборатории В.А.Стоника установили полные структуры свыше пятидесяти тритерпеновых гликозидов — больше, чем все зарубежные исследовательские группы вместе взятые. Что бы это значило? С начала 1990-х годов с экспедициями стало трудно, зато появилось время для теоретического анализа. Оказалось, что распределение гликозидов в голотуриях очень напоминает проявление закона гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И.Вавилова, в соответствии с которым независимое появление одинаковых признаков у различных растений вызвано их сходной биологической ролью. В молекулах гликозидов можно вычленить фрагменты (рис. 5), которые в различных сочетаниях появляются в самых разных эволюционных ветвях голотурий, в частности в четырех из пяти имеющихся отрядов: Aspidochirotida (щитовиднощупальце- вые), Dendrochirotida (древовиднощу- пальцевые), Apodida (безногие), Molpadida (бочонкообразные). Комбинируя их, можно предсказывать новые структуры гликозидов и даже вероятность обнаружения этих структур в различных систематических группах голотурий. В сконструированных «гомологических рядах» по мере эволюционной про- двинутости гликозидов либо возрастает способность к разрушению мембран, либо снижается метаболическая стоимость, то есть животное тратит меньше энергии на биосинтез. Активность гликозидов может расти за счет модификаций разных блоков молекулы, поэтому в природе существует большое мозаичное разнообразие структур: низкая эффективность одного блока компенсируется высокой эффективностью другого. А малоактивные гликозиды есть у животных с «нехимическими» способами защиты — у «бронированного» Psolus да у закапывающихся голотурий. В небольших количествах они присутствуют у других голотурий как своеобразные химические рудименты. Если вспомнить, что морские огурцы появились 600 млн. лет назад, в ордовике, на 150 млн. лет раньше рыб, то станет понятна «эволюция» гликозидов. Помимо защиты они, как выяснили в 80-е годы Д.Л.Аминин и М.М.Анисимов, регулируют созревание яйцеклеток— изменяют микровязкость их мембран и влияют на поток ионов кальция. Вероятно, поначалу гликозиды служили лишь для этого. А ядовитыми они стали в ответ на угрозу со стороны рыб. Более того, у многих голотурий семейства Holothuriidae, применяющих химическую защиту, кювьеровы органы нефункциональны или вовсе отсутствуют. Зато в молекулах гликозидов у этих видов много гидрокисильных и других полярных групп, которые увеличивают растворимость в воде. Такие гликозиды сами по себе быстро выделяются в воду и создают химическое защитное поле—для их доставки кювьеровы органы стали не нужны. То есть полярные группы вещества эволюционно вытеснили целые органы животного! Таким образом, накопив информацию о структурном разнообразии и распределении гликозидов среди различных групп голотурий, химики получили интереснейшие данные об эволюции оборонительной системы этих животных. Для любого биохимика поиск новых структур всегда будет интересен сам по себе. Недаром один коллега-биолог в шутку назвал этот процесс «коллекционированием марок с помощью ЯМР- спектрометра». Но накопление данных о разнообразии структур природных соединений в организмах рано или поздно обязательно поможет понять те особенности их биологии, которые лежат за пределами внимания исследователей или не находят понятного объяснения. 23
С.К.Мотылев О микробах, вытесняющих Недавно мы рассказывали о том, как микроорганизмы, занесенные в нефтеносный пласт с поверхности земли, обживают скважину и системы трубопроводов, вызывая катастрофическую коррозию (см. «Химию и жизнь — XXI век», 1998, № 12). Но, оказывается, микроорганизмы могут принести и большую пользу в той же нефтедобыче. Как течет нефть Нефть из недавно пробуренной скважины обычно бьет фонтаном. Так получается потому, что на нефтеносный пласт сверху давит огромная толща пород и сопутствующий газ, а снизу его подпирают пластовые воды. Когда нефть выкачивают, давление в пласте уменьшается и однажды скважина приходит в равновесие — чтобы выдавить нефть из пласта давления не хватает. Месторождение иссякает несмотря на то, что нефти в нем еще осталось немало — в зависимости от типа нефтеносной породы 50—80% исходного запаса. Как же выдавить из пласта побольше нефти? Можно увеличить давление — закачать в пласт воду или безопасный газ, например азот. Можно уменьшить вязкость нефти, чтобы хватило имеющегося в пласте давления, — закачать ПВА и вещества-растворители. А можно применить биотехнологию, чтобы все необходимое синтезировать непосредственно в пласте. Здесь-то и пригодятся микроорганизмы. Роль микроба под землей Микрофлора нефтяного пласта многообразна, но в основном она состоит из микроорганизмов трех групп — углеводородокисляющих, метанобра- зующих и сульфатвосстанавливаю- щих. Первые — аэробные организмы. Для жизни им нужен кислород, а поедают они входящие в состав нефти углеводороды. В результате получаются жирные кислоты, спирты, полисахариды, углекислота и биологические поверхностно-активные вещества. Последние очень важны для микробов: только с такой добавкой нефть начинает смачивать мембрану клетки, после чего та поглощает нефтяную капельку. Микробы двух оставшихся групп — аназробы, кислород не переносят, нефть не едят, но питаются отходами жизнедеятельности первых. При этом получается СН4, С02 и H2S. В принципе все вещества, образуемые микроорганизмами (за исключением сероводорода), очень полезны для добычи нефти — спирты и длинные жирные кислоты разжижают нефть, ПВА «отцепляют» ее от частичек грунта, а короткие кислоты, растворяя породу, расширяют поры, по которым движется пластовая жидкость. Метан же увеличивает давление в нефтяном пласте. Однако в естественном состоянии бактерии вырабатывают слишком малые объемы веществ для того, чтобы выгнать больше нефти из месторождения. Приходится им помогать. Путь первый — правильный микроб Когда американский профессор Зо Белл в 1945 году предложил ремонтировать истощившиеся месторождения с помощью микроорганизмов, ученые решили, что главное — подобрать наиболее производительные штаммы и заселить ими пласт. Микроорганизмы будут синтезировать Схема месторождения. Вода в нагнетательной скважине содержит немного кислорода, поэтому вокруг нее развиваются аэробные углеводородокисляющие бактерии. Дальше от скважины, куда кислород не попадает, селятся анаэробные микроорганизмы. Получается, что неплохая природная ассоциация в пласте уже есть — надо только подкормить бактерий, чтобы их сила увеличилась. В первую очередь нужно дать им кислород. Именно его недостаток не дает развиваться основным героям — углеводородвосстанавливающим бактериям. Ну и кроме того, конечно, неплохо добавить в закачиваемую воду фосфор и азот, то есть минеральные удобрения. 24 Нагнетательная^ скважина Поток воды с питательными веществами Насос Зона остаточной нефтенасыщенности Зона активизации пластовой микрофлоры Микробные продукты
Углеводородокисляющие бактерии Rhodococcus maris плотно заселили капельки нефти (а). Они же при большом увеличении (б) ПВА и кислоты для разжижения, метан для давления, и нефть пойдет. Такие штаммы выделяли, наносили на субстраты, смешивали с кормом — мелассой, то есть отходами сахарного производства, и закачивали в скважину вместе с оборотной водой. Но это оказалось дорого. Во-первых, мелассой питаются не только культурные, но и дикие штаммы, в том числе и вредные сульфатвосстанавливаю- щие, которые выделяют сероводород и лишают таким образом аэробных бактерий кислорода. Значит, мелассы должно быть много, десятки тонн, чтобы сразу хватило на всю зону месторождения. А во-вторых, эту мелассу надо везти к скважине. В нашей стране, как правило, сахар делают на юге, а нефть добывают на севере. То есть везти придется за тысячи километров, причем иногда по болотистому бездорожью. В общем, России этот способ не подошел. Наши ученые из Института микробиологии РАН решили воспользоваться природным биоценозом. Нефтяной вал Нефтесодержащая порода Путь второй — правильное питание для диких бактерий Когда нефть кончает бить фонтаном, в скважину начинают закачивать воду, которая повышает давление в пласте и выталкивает нефть из соседней скважины. На старых промыслах, например в Татарии, добывающие нефтяные скважины обычно окружены несколькими нагнетательными, расположенными в соответствии с гидродинамическим расчетом, чтобы закачиваемая вода текла в нужном направлении (рис.1). Если воду насытить воздухом, аэрировать ее, углеводородокисляющие бактерии окажутся в благоприятной кислородной среде и станут активно размножаться, потреблять остатки нефти и вырабатывать кислоты, ПВА и прочие, способствующие течению нефти вещества. С анаэробными соседями дело сложнее. Часть из них, расположенная ближе к нагнетательной трубе, из-за притока кислорода погибнет. Зато те, что подальше, по- 25
Метанобразующих пресноводных бактерий Methanobacterium ivanovii из нефтесодержащих пород Бондюжского месторождения назвали в честь известного микробиолога академика РАН М.А.Иванова возрастающем количестве. Чем активнее работают углеводородокисля- ющие, тем больше они делают пищи для метанобразующих и тем выше давление газа в пласте. Но эту же пищу получат и их вредные сульфатвосстанавливающие сожители. Результат конкуренции этих двух групп зависит от их исходной численности: если изначально метанобразующих было больше, они подавят конкурента. В противном случае сульфатвосстанавливающие микроорганизмы плотно заселят пласт и нефтяное оборудование, которое станет быстро разрушаться. Так что эта технология или неприменима, или недостаточно эффективна там, где в пласте живет много вредных организмов, и там, где в скважину заливают соленую воду. Содержащиеся в ней сульфаты также способствуют развитию вредной микрофлоры. Однако, как показали пятнадцатилетние испытания на промыслах Татарии, Башкирии, в Азербайджане и Западной Сибири, если сульфатвос- станавливающих бактерий в пласте мало и мало сульфатов в сопутствующих водах, технология дает солидную прибавку — 10-40% к тому уровню, что добывали из скважины до обработки. Причем, откормив за один сезон природную микрофлору, отдачу можно получать два-три года. Потом, видимо, бактерии деградируют и нужно их кормить снова. Но затраты получаются значительно меньше, чем при использовании других технологий, — всего 5—10 долларов США на дополнительно добытую тонну нефти (при цене 1 тонны 80—120 долларов). Кстати, аналогичный способ собираются применять на своих промыслах и норвежцы, хотя еще совсем недавно зарубежные ученые считали, что активировать аэробных микроорганизмов, а тем более закачивать в скважину воду, насыщенную кислородом, ни в коем случае нельзя. Микробов, вытесняющих нефть, изучают в Институте микробиологии РАН под руководством доктора биологических наук С.С.Беляева. @95I35-30-95, dik@imbran.msk.su 26
Когда плавится органика? Средняя температура плавления группы веществ не годится для расчетов, но может служить цифровой характеристикой этой группы. Чтобы вычислить ее для органических соединений, из справочников взяли данные для 9581 вещества. При этом исключили соединения, плавящиеся с разложением, возгоняющиеся до плавления, полимеры, кристаллогидраты и другие двойные соединения. К сожалению, не удалось обойти влияние примесей (они снижают температуру плавления), дисперсности (например, температура плавления салола при уменьшении размера частиц от 32 до 8 микрон понижается с 41,5 до 38°С) и методику (многие авторы отождествляют температуру плавления с температурой затвердевания, которые, как правило, не совпадают между собой). Для удобства вещества разбили на 13 произвольных групп по 130-560 соединений. Каждую из них математически обработали, результаты сложили, поделили и получили, что средняя температура плавления органических веществ равна 86,0°С. При этом около 4% всех содинений попадает в интервал 86,0±5,0°С, а экстремальные температуры имеют десяток веществ. Крайние же точки занимают пропан С3Н8 (-187,65°С) и коронен С24Н12 (+440°С). Интересно, что гидротермальные воды и поверхность почвы в тропиках нагреты примерно до 86°С. Может быть, именно там и образовались первые сложные органические вещества? Р.В.Чернов, Киев В Институте общей и неорганической химии РАН создали прибор для измерения коэффициентов отражения или пропускания света образцами твердых и жидких веществ, суспензий и газов. Его можно применять в полевых условиях для быстрого анализа геологических пород, для определения содержания в водах тяжелых металлов, фенолов, ПВА, для выявления аммиака, водорода или паров спирта. Тел. @95I35-59-32, mkb@analyt.chem.msu.ru. На основе нерадиоактивных люминофоров, разработанных в НПО «Платан», ЗАО «Агрогаз» выпустило краску, накапливающую свет в количестве до 1022 квантов/см3. После выключения источника света краска светится зелено-желтым светом в течение 8—12 часов. Тел. @95J29-52-21, 465-88-88, 526-90-17. Чтобы с помощью горячей прокатки, штамповки или прессования получить материал с хорошей структурой, нужно знать, как эта структура зависит от температуры и степени деформации. Во Всероссийском институте легких сплавов изучили эту зависимость для многих алюминиевых сплавов и построили диаграммы структурных состояний и механизмов деформации, которые применяют для расчета режимов термомеханической обработки. Тел. @95L44-92-12, 444-91-95. В Институте синтетических полимерных материалов РАН придумали способ утилизации старых шин — их размалывают, отделяют остатки корда, а из получившейся крошки и полиэтилена делают листы гофрированной кровли. При взаимодействии с солнечным светом верхний слой полиэтилена разрушается, обнажая резину, на которую свет не действует, что и обеспечивает кровле долгую службу. Тел. @95K32-58-41, 369-94-78. Другой способ утилизации шин предложили специалисты Государственного дорожного НИИ и Института проблем технологии микроэлектроники РАН. Резиновую крошку обрабатывают специально подобранными реагентами и добавляют в битум, применяемый для строительства дорог. Такой модифицированный битум оказывается в два раза более растяжимым при 0°С, хрупким же становится при морозе в 25°С вместо обычных 18°С. Тел. @95)942-47-94, 459-03-85, rdnii@aha.ru, snv@ipmt-hpm.ru. В Тульском государственном университете предлагают избавляться от старых шин и других резиновых отходов с помощью газового пиролиза. В результате получаются пиролизная смола — пластификатор строительных материалов и сырье для производства активированного угля, порошок углерода и металло- корд. Пиролизный же газ полностью расходуется как топливо. Опытная установка должна перерабатывать 15 тысяч тонн шин в год и окупится через 2 года. Тел. @872K5-37-60. АО «Сварог» при поддержке фонда «Прогресс» выпускает установки для обеззараживания воды и ее очистки от растворенных нефтепродуктов. В установке воду быстро перемешивают, и в ней образуются парогазовые микропузырьки. Потом, при облучении ультрафиолетом, в пузырьках начинается фотохимическое окисление органики и образование озона, перекиси водорода и других окислителей. В результате интенсивность реакций увеличивается в добрую сотню раз. Тел. @95)951-73-79, 951-36-32. В АО «Сократ» разработали технологию и начали делать строительные блоки на основе торфа с соломой или древесными опилками. Из таких блоков можно строить двухэтажные дома, которые будут столь же комфортными, что и деревянные. Тел. @8231J-18-04, 2-24-82, @822K1-58-61. В Московском институте стали и сплавов разработали, а на АО «Магнетон» внедрили технологию производства литых и монокристаллических постоянных магнитов с различными кристаллическими структурами. Тел. @95J36-72-94, @9222K8-67-6, 36-15-2. 27
Е.Клещенко это мои биоритм Создания земные Все мы, живые существа, — дети нашей планеты, все мы унаследовали от нее характерные черты. В нашей крови соль древнего Мирового океана, в наших легких — воздух, которым дышали наши далекие предки. (О составе древней атмосферы Земли можно прочитать в наших недавних публикациях: №№ 5—6 и 7 за этот год.) А еще внутри у каждого из нас тикают часы, которые отсчитывают земные сутки. По этим часам животные просыпаются и засыпают, растения ассимилируют углекислый газ и выделяют кислород, простейшие совершают регулярные деления — так нас всех ндучила матушка Земля. Если кто-то из наших потомков заблудится в космических просторах, ему не придется мучительно вспоминать «номер галактики в спирали». Достаточно будет предъявить свой собственный организм, и всем станет ясно, откуда скиталец родом. В этой статье мы расскажем о суточных, или циркадианных, ритмах биологических часов. На самом деле жизнь индивидуума и вида в целом слагается из множества ритмов. Есть среди них ульт- радианные — те, что гораздо короче дня и длятся миллисекунды, секунды (например, ритмы сердечных сокращений), а также инфрадианные — сезонные, годовые, многолетние. Однако суточные ритмы, если можно так выразиться, наиболее заметны. Чтобы убедиться в их огромном значении, достаточно лечь спать не вовремя... Какая польза живым существам от встроенных часов, догадаться легко. Очень полезно предвидеть хотя бы самое близкое будущее и загодя к нему 28 готовиться: с приближением неблагоприятного времени суток засыпать, а в хорошее время просыпаться, ощущать голод именно тогда, когда есть возможность охотиться, и так далее. Но использовать для предсказания будущего память и разум могут не все: у огромного множества обитателей нашей планеты нет ни разума, ни даже нервной системы, а биологические часы все-таки есть. Как они устроены и откуда взялись? Ни один процесс в природе не протекает равномерно и непрерывно. Внешние для организма условия изменяются с более или менее четкой периодичностью: суточные и сезонные колебания температуры и освещения, приливы и отливы... Но и внутренние процессы в любом живом существе тоже периодичны: за голодом следует сытость, за бодрой пробежкой — покой. Некоторые из этих периодов впрямую навязаны внешними изменениями, другие — устройством самого организма или законами физики: во многих случаях кратковременным усилием, за которым последует отдых, можно добиться результата, которого никогда не достичь постоянным, но слабым напряжением. Что верно для физиологического уровня, верно и для клеточного, и для молекулярного. Скорости большинства реакций в живой клетке — величины переменные: меняется активность генов и соответственно количество белков, синтезируемых в каждый момент, меняется активность готовых продуктов... Самое лучшее, что тут можно сделать, — научиться синхронизировать все эти колебания, заставить ферменты шагать в ногу. У некоторых животных и растений уже найдены гены особых белков-»тайме- ров», которые и отвечают за синхронизацию на уровне клетки: организуют дневную и ночную смену, включая одни реакции и выключая другие. Активность самих этих белков регулируется светом или температурой. Но что особенно интересно, синтез таймеров и при постоянных условиях ритмично убывает и возрастает (это наблюдалось, например, на клетках дрозофилы в культуре) — стало быть, речь идет не о внешних воздействиях, а о настоящих внутренних часах. Однако для начала попробуем разобраться: как и почему наши часы подчиняются внешним условиям? Сдвиг по фазе В точном переводе «циркадианный» значит «околосуточный». Действительно, период суточного ритма обычно не равен 24 часам. Как правило, у ночных животных он чуть короче (скажем, около 23 часов), а у дневных — чуть длиннее. У людей циркадианные периоды сильно различаются: от 25 до 28 часов. Выявить настоящую длину периода в принципе несложно. Достаточно изоли-
Каждое утро цветы раскрываются навстречу солнцу и каждый вечер закрываются. Лист мимозы расправляется на свету и поникает в темноте. Но если растение поместить в темный шкаф, листья и цветы будут совершать те же движения, продолжая отсчитывать дни и ночи в полной темноте. (Одним из первых такой опыт с цветком гелиотропа поставил в 1729 году французский астроном Жан-Жак де Мэран.) Что это за устройство — биологические часы, как они могли возникнуть, как работают и что определяют в нашей жизни? х , о J > х ровать подопытное существо в затемненном помещении или при искусственном свете, исключить вероятность температурных колебаний и всех других перемен, которые могли бы свидетельствовать о смене дня и ночи, — и подопытный станет подчиняться своим внутренним часам, будет, например, каждый день просыпаться на час позже, смещая время бодрствования. Кстати, в обычных условиях это происходит со слепыми людьми и животными. А бывает и так, что человек с нормальным зрением наотрез отказывается подчиняться темпу вращения Земли: в полночь работает, спит до полудня, и разрыв со световым днем постепенно накапливается. Классическая «сова» — человек, потакающий своим внутренним часам, у которых на циферблате одно-два лишних деления. Это может быть капризом, но может быть и неисправимой личной особенностью. Почему природа не позаботилась точнее синхронизировать циркадианные ритмы с вращением Земли? Но если так ставить вопрос, точность нужна очень уж высокая. Если различие между циркади- анным ритмом и земным днем составит одну минуту, сдвиг в шесть часов будет достигнут не за несколько дней, а за годы, только и всего. К тому же перелетные птицы (и люди в самолете), переместившись в другой часовой пояс, не получат никакой пользы от точнейших часов, показывающих неправильное время. Но природа пошла по иному пути. Каждый день мы подводим свои часы, чтобы догнать слишком быстро вертящуюся планету. Когда-то предполагалось, что ритм организма — это сумма ритмов всех его клеток. Иначе трудно было объяснить, почему ритмичность проявляют отдельные органы (к примеру, срезанные цветы). Однако многочисленные эксперименты показывали, что биологические часы обычно подводятся по Солнцу — по дневному свету или по изменению температуры. Возможность наблюдать солнечный свет явно неодинакова у клеток кожи и костного мозга, у клеток листьев и корней. Как синхронизируются ритмы клеток? Очевидно, существуют внеклеточные «таймеры», химические синхронизирующие сигналы, которые клетки посылают друг дружке. Это подтвердилось в экспериментах на простейших. Многоклеточным растениям также, по- видимому, вполне достаточно химических сигналов, чтобы синхронизировать часы. Но у животных наверняка должны быть специальные органы или структуры, скорее всего, связанные со зрением и нервной системой, способные задавать ритм всему организму и корректировать этот ритм в зависимости от внешних обстоятельств. Такие органы действительно есть. В гипоталамусе животных и птиц обнаружили два крохотных (размером с булавочную головку) скопления нервных клеток, так называемые супрахиазмеиные ядра (СХЯ). По современным представлениям, это и есть маятники биологических часов, главные генераторы нашего внутреннего ритма. Физиологи называют такие генераторы «пейсмекерами» или, по-русски, «ритмоводителями». Сигналы супрохиазменных ядер побуждают шишковидную железу (эпифиз) вырабатывать гормон мелатонин. Этот гормон имеет прямое отношение ко сну и к цир- кадианным часам — в экспериментах на грызунах его инъекции вызывали сдвиг фазы часов. Очевидно, именно он прямо или косвенно регулирует синтез внутриклеточных таймеров. Умение задавать ритм у супрахиазмен- ных ядер формируется постепенно. Если новорожденному младенцу позволить кушать и спать когда он захочет и данные о его режиме наносить на график, будет видно, как кристаллизуется индивидуальный ритм маленькой личности: устанавливается характерная длина периода, постоянный ночной сон... А на самом деле обучение СХЯ начинается еще до рождения. Как показали опыты на крысах, важную роль тут играют циркадианные ритмы матери: самки с поврежденными СХЯ рожают «аритмичных» крысят. Ритм для СХЯ плода, по-видимому, задает материнский мелатонин. & ЗДОРОВЬЕ Итак, супрахиазменные ядра «по умолчанию» генерируют собственный, внутренний ритм организма. Свет может сдвинуть — «захватить», как говорят хронобиологи, — этот ритм. Подстройкой часов ведают светочувствительные клетки сетчатки глаза, сигналы от которых отводятся в гипоталамус — к СХЯ. Таким образом секреция мелатонина резко снижается под действием света. А человек (и любое дневное животное), завидев утреннее солнышко, чувствует: хватит спать. Радуга винтом Подстройку часов не следует путать со случайными пробуждениями. Иногда жизнь заставляет человека проснуться в пять часов зимнего утра или в два ночи . (Точно так же очень усталый человек может уснуть и в полдень, что бы ни думали по этому поводу его супрахиазменные ядра.) Человек проснется и будет действовать так же бодро, как и солнечным утром, но потом опять заснет и доспит положенное. Некая «пружина» возвращает обратно стрелку часов, насильственно переведенную вперед. А может быть, разбуженный и не заснет снова. Если через полчаса все равно вставать, какой уж тут сон... Лучше лечь пораньше. Но более раннее по сравнению с обычным вставание и засыпание означают, что часы все-таки переведены, подстройка фазы произошла! Получается, что один и тот же сигнал, поданный в разное время — при разных значениях фазы нашего биоритма, — вызывает различные эффекты. А кроме того, от разных по силе сигналов, даже поданных в один и тот же момент цикла, будет неодинаковый эффект. Свет ночника может и не разбудить, но попробуйте включить люстру в комнате, где спят! Таким образом, новая фаза зависит от старой фазы и от силы сигнала — график зависимости будет трехмерный. Как его построить? Легко сказать: «Фаза изменила значение с такого-то на такое-то», но как на самом деле определяют значение фазы? У всех живых существ в суточном цикле 29
24 ч Старая фаза г Г О ь ш о Н f / Положение стрелки наших внутренних часов (или, как говорят специалисты, фаза биологических часов) изменяется под воздействием некоторых стимулов: например, после световой вспышки посреди ночи подопытное животное уже не хочет спать, для него начался «день». На этой серии рисунков показано, как новая фаза зависит от старой при сигналах разной силы. При слабом стимуле значение фазы совсем не изменяется (диагональ вверху), а при сильном — значение новой фазы равняется константе или колеблется около нее: утром или вечером был сигнал, для подопытного настало утро (синусоида внизу) есть какие-то примечательные события, столь же разнообразные, как и сами живые существа. (У комаров, например, каждые сутки наблюдаются два пика активности, утренний и вечерний, разделенные двумя периодами покоя, — если, конечно, поблизости не окажутся особо вкусные туристы.) Какое-то из этих событий можно принять за нулевое значение фазы и от него отмеривать время. А чтобы определить сдвиг фазы, необходимо переждать несколько таких событий. Вообще-то у людей (и у других млекопитающих) есть еще один «маркер фазы», и его легко наблюдать даже в домашних условиях. Как известно, из всех живых существ по-настоящему спят только млекопитающие и птицы. Рептилиям и амфибиям ночной покой задан иначе и более жестко: после захода солнца падает температура тела и замедляются все процессы — только и остается, что дремать. Сон с его характерными физиологическими особенностями, очевидно, возник в ходе эволюции вместе с теплокровностью. Но своего рода рудиментом, подарком на память от пращуров-рептилий, остался у нас температурный суточный ритм. Температура нашего тела не так уж стабильна: мы засыпаем, когда она снижается (пройдя максимум около шести вечера), и просыпаемся, когда она идет вверх (минимум наблюдается около пяти утра). Интересно, что температурный ритм отражает истинный внутренний ритм: даже если человек не заснет в полночь, он все равно похолодеет на несколько десятых градуса. Недаром мы стараемся тепло укрыться во время сна, а одна из самых частых жалоб у страдающих бессонницей—«холодно, стынут ноги, не могу согреться». Но температурный ритм сдвигается в случае принудительной подстройки фазы, например когда человек переходит работать в ночную смену. Для наших исследований — то, что нужно! Трехмерное изображение зависимости новой фазы от прежней фазы и величины стимула — плоскость, закрученная архимедовым винтом (рис.1). Если посмотреть на эту спиралеобразную плоскость сверху, станет ясно: правильно подобрав величину стимула, можно заменить любую фазу на любую фазу. Экспериментальные данные для таких красивых трехмерных графиков получены для многих одноклеточных и беспозвоночных. Для человека — пока нет. Теории и математические модели не возражают против того, что у человека фазу биологических часов можно подстраивать так же предсказуемо. Но эксперимент — совсем другое дело. Люди существа очень разнообразные: далеко не всегда возможно привести «к общему знаменателю» данные, полученные от разных добровольцев. Да и с одним человеком не все просто. Наблюдая установление новой фазы, как удостовериться, что это действие именно стимула, а не кошмарного сна, или потрясающей идеи, неожиданно пришедшей в голову? Добавим к этому, что действие одного и того же стимула может меняться в зависимости от времени, прошедшего с начала эксперимента. И в любом случае для того, чтобы определить поверхность подстройки фаз, понадобится огромное число экспериментальных точек — соответственно много человеко-часов (а точнее, человеко-месяцев) пребывания в бункерах. Большой отряд добровольцев и подземный городок для них! Может, бомбоубежища когда-нибудь пригодятся? Сонный что пьяный Так или иначе зависимость новой фазы от старой и от стимула можно найти и научиться использовать. Тогда будет покончено с мучениями «временного перепада» («jet lag» по-английски), который возникает при трансмеридианных перелетах. Нашим людям в Америке больше не придется в первые дни командировок зевать и таращить глаза. Достаточно будет провести сеанс адаптации — и порядок, сон синхронизирован по времени Балтимора или Сиэтла. В далекие командировки у нас летают не все. Но два временных перепада в год все россияне имеют в законодательном порядке. Каждую весну мы все перелетаем в соседний часовой пояс и каждую осень откочевываем обратно. Интересно бы узнать, что думают специалисты по хронобиологии о российском «летнем времени»? Кроме того, множество людей по всему миру работает в ночную смену: сутки через трое, двенадцать часов и два выходных... Долгое время счита- 30
Эту красивую картинку, на которой представлена зависимость новой фазы часов от значения старой и от величины стимула, создал Артур Уинфри, возможно, лучший популяризатор среди хронобиологов. Она получится, если «сложить в стопку» графики из рисунка 1. Новая фаза лежит на винтовойповерхности. Вертикальная плоскость на переднем плане соответствует самому слабому стимулу, на заднем плане — самому сильному ю ЗДОРОВЬЕ лось, что ничего страшного в этом нет: за трое-то суток человек найдет, когда отоспаться! Какая разница, когда отдыхать — днем или ночью? Разница, оказалось, есть. Еще в 1972 году в Англии было показано, что продолжительность сна машинистов железной дороги зависит не только от того, сколько времени человек перед этим провел без сна, но и от времени засыпания! Что из этого следует: то ли востановительная функция сна непропорциональна его длительности, то ли, наоборот, длительность сна определяется вовсе не временем, необходимым для накопления новых сил? Может быть, верно и то, и другое. Всем известно, что можно проспать двенадцать часов подряд и встать как с похмелья, а можно прекрасно выспаться за четыре часа. И, очевидно, есть преимущество в том, что регулировка сна, не зависящая от усталости, не дает организму сбиться с суточного ритма. Однако слишком короткий сон вряд ли будет полноценным отдыхом, даже если человек сам проснулся и спать больше не хочет. А ночь по его внутренним часам все равно останется временем сна, а не работы. Американские специалисты по организации труда говорят прямо: «История ночных смен — это история аварий». Типичные фразы из отчетов: время инцидента — четыре утра, оператор не заметил двух предупреждающих вспышек... Как утверждает Перетц Леви, директор Лаборатории сна в Израильском институте технологии в Хайфе, по меньшей мере одна восьмая часть человечества для ночных работ непригодна в принципе. И это не только страдающие мигренями и психосоматическими расстройствами, но также люди с трудно сдвигаемым временем сна и «жаворонки». Ночью они недееспособны, и сажать их на дежурство — себе дороже. Темные спальни и освещенные колени Ну а тем, кому все-таки приходится вставать по будильнику, что делать, чтобы чувствовать себя бодрее? Самые простые, давно известные средства — яркий свет, когда надо проснуться, и темнота, когда спишь. Организм, умеющий ориентироваться во времени по Солнцу, такие сигналы обязательно поймет. Но беда в том, что наша «темнота» — вовсе не темнота. Шторы не очень-то спасают от света фонарей, автомобильных фар и окон в доме напротив. Что говорить о дневном сне в комнате с занавешенным окном... Точно так же, электрическая лампочка, включенная зимним утром за час до рассвета, солнца не заменяет. Кстати, некоторым одноклеточным вполне хватает даже такого слабого света, чтобы проснуться, но ведь они не жили до эксперимента в квартире с окнами на оживленный проспект. Специалисты по хронобиологии советуют работающим в ночную смену повесить в спальне плотные темные шторы — сделать затемнение, как в фотокомнате. Командированным в другой часовой пояс в первые недели следует пользоваться всеми случаями, чтобы побыть на солнышке. Но все-таки, как еще можно полечиться? В 1991 году Чарльз Сайслер из Центра терапии нарушений биоритмов и сна в Гарвардской медицинской школе (кстати, именно он исследовал зависимость долготы сна от момента засыпания) показал, как можно подвести биологические часы человека на целых двенадцать часов за два-три дня. Нормальная ночная освещенность — 250—500 люкс, в то время как полдень в Северной Европе — это примерно 10000 люкс (в восемь раз меньше, чем на экваторе). Если работникам ночной смены в служебное время несколько раз включать «полуденный» свет, а во время сна обеспечивать настоящую темноту, полночь становится полднем. Сдвигаются в проти- вофазу и температурные графики, и другие физиологические параметры, и, что самое важное, пики внимательности и работоспособности! Дэн Орен из медицинской школы Йельского университета недавно выяснил, что на ход биологических часов влияет и свет, попадающий на кожу. Он предположил, что химический сигнал для подстройки часов при этом дает гемоглобин крови. На основе этого открытия Орен с коллегами разработали методику лечения так называемой сезонной депрессии — болезни, которую считают простым капризом почти все, кто ей не подвержен. Каждый десятый житель северных американских штатов (наверное, и в нашей стране не меньше) тяжело переносит зиму: жалуется на тоску и скуку, ночную бессонницу и дневную сонливость, лишний вес. Считается, что основная причина этого — короткий день, при котором наши биологические часы подходят к некоему пределу выносливости. (Мы все-таки родом из Африки, как уверяют палеонтологи!) Помогает от депрессии мощная доза света от специального источника. А совсем недавно, в январе 1998 года, Скотт Кэмпбелл и Патриция Мер- фи (Лаборатория хронобиологии человека, Корнеллский университет в штате Нью-Йорк) сообщили о новом способе подстройки часов. Оказывается, освещать надо подколенную впадину! Добровольцу на ногу надевают специальную повязку и с помощью световода подают в чувствительную зону яркий свет на три часа. В зависимости от момента цикла, в который подается стимул, часы подводятся либо назад, либо вперед. Как подколенная впадина связана с гипоталамусом, пока загадка. Но идея многообещающая. Вмонтировать лампочки под сиденья самолетных кресел — и никакого перепада времени! Кроме того, во многих экспериментах показана подстройка часов под действием температурных колебаний, а также физических упражнений. (И не только у нас, но и у других млекопитающих.) Так что, если вставать неохота, воспользуйтесь старой рекомендацией — открытая форточка, гимнастика и водные процедуры. Проверено наукой. 31
. , ... у;«. *^ V ;л я»*
В.В.Александрии У тараканов и муравьев скелет снаружи, а у людей, кошек и собак внутри. Ну и что? А то, что тараканы во сне не ворочаются. Но попробуйте заставить кота полежать на одном боку хотя бы пару часов — и ваша киска станет царапаться. Все мы, имеющие внутренний скелет, лежим и сидим на собственных мышцах и пережимаем не только мышечные волокна, но и кровеносные сосуды, которые питают эти волокна кислородом. Без кислорода все живое погибает. Поэтому собака или кошка не станет лежать всю ночь на одном боку, а время от времени будет менять позу То же самое делаем и мы, причем чем жестче табурет или постель, тем чаще приходится вертеться и переворачиваться. Даже во времена ГУЛАГа, когда зеки спали на нарах вплотную друг к другу, каждый час дежурный по бараку подавал команду перевернуться на другой бок. А кто подает аналогичную команду нам, спящим со всеми удобствами на индивидуальной кровати? Смертельный сон Командуют высокочувствительные тактильные рецепторы — разбросанные в глубинах кожи и похожие на крошечные сливы тельца Пачини. Их задача быстро, со скоростью 120 м/с, передать в мозг информацию: на такой-то участок тела сел комар или упала капля дождя. Они же способны передавать информацию и о более крупных объектах, в соприкосновение с которыми пришло тело, например о форме и «мягкости» валуна, на который вы присели отдохнуть. Но, быстро передав сведения, тельца Пачини столь же быстро отключаются. И мы забыли бы напрочь и о комаре, и о капле дождя, и о каменном «пуфике», если бы не другие рецептор- ные устройства, которые, словно кроны деревьев в тропическом лесу, оплетают всю изнанку нашего тела. Это — так называемые свободные нервные окончания. По сравнению с тельцами Пачини они обладают пониженной чувствительностью, скорость передачи информации у них в сто раз медленнее. Зато, раз включившись, они неспешно, но упорно бомбардируют мозг своими однообразными сообщениями. И только благодаря их назойливости через определенное время вы прервете свои размышления о возвышенном, чтобы прихлопнуть комара, уже погрузившего свой хоботок в вашу шею, а спустя еще некоторое время почувствуете, что хотя валун теплый и удобный, но пора пересесть на что-нибудь помягче. А если вы отмахнетесь от настойчивых предупреждений свободных нервных окончаний, то почувствуете боль. Сначала — от комариного укуса — собственной шеей, а потом и от сидения на жестком камне — не будем уточнять каким местом. Матушка-природа в полном соответствии со своими демократическими принципами, открытыми Дарвином, постоянно ставит жестокие эксперименты, как бы предлагая: вот вам несколько вариантов на выбор, а уж какой выживет — не мое дело. Так, время от времени на свет появляются люди, от рождения лишенные болевой чувствительности. И тогда вдруг оказывается, что зубы могут пережевывать не только шашлыки и лангеты, но заодно и собственный язык. Выясняется, что боль — это благо, ибо заставляет бежать к врачу, пусть не совсем своевременно, но, как правило, когда еще не поздно. Человек, лишенный болевой чувствительности, не чихает и не кашляет при простуде или когда подавится. Он будет гулять, опираясь на ногу с трещиной в кости, до тех пор, пока кость не переломится окончательно. Он не будет переминаться с ноги на ногу, поджидая автобус, что закончится воспалением суставов. Он будет пить кипяток из чайника, сжигая глотку, браться рукой за оголенные провода. Он не будет ворочаться во сне! Обычный сон для него — смертельная опасность. Главный гамлетовский вопрос здесь даже не возникает. Здесь сон — однозначно «предел сердечных мук и тысячи лишений, присущих телу». По ком звонил колокол Декарта? Природа жестока, но она хоть убивает не больно, если этого можно избежать. Совсем другое дело человек. Он придумал множество орудий, чтобы убивать как можно больнее. Даже обычная пуля, если попадет в нервное волокно, иннервирующее руку или ногу, может вызвать каузалгию — состояние, которое сравнивают с сошествием в преисподнюю. Нерв после такого ранения может срастись, и даже произвольное управление конечностью восстанавливается, но движение сопровождается адской болью. Стоит пошевелить раненой кистью руки или стопой ноги, и возникает ощущение, будто внутри руки или ноги протаскивают раскаленный железный прут. Причем эта экзекуция может длиться не секундами и минутами, а часами и сутками напролет. Человек начинает мечтать о смерти как об избавлении. 33
Природа не мелочится и предоставляет нам боль в ассортименте: стреляющую, вспыхивающую, буравящую, сверлящую, колющую, пронизывающую, дергающую, режущую, обжигающую, палящую, саднящую, жалящую. Язык боли древнее любого другого и не нуждается в переводе. Казалось, и механизм ее должен быть простым. Три с половиной века назад Рене Декарт, солдат и ученый, сформулировал концепцию боли, и она удовлетворяла нуждам науки и практической медицины целых два столетия. Такая живучесть теории боли Декарта объяснялась ее простотой: «Если огонь приблизится к ноге, то мельчайшие частицы огня способны привести в движение тот крошечный участок кожи, которого они коснутся. Тем самым они натянут тонкую жилку, прикрепленную к этому участку кожи, и в тот же миг откроют клапан в мозгу, на котором оканчивается эта жилка. Все похоже на то, как если бы вы потянули за веревку, привязанную к языку большого колокола». На смену простой и умозрительной модели Декарта пришли более детальные теории, но они были тоже не шибко эмпирические. В них, образно говоря, на смену декартовскому колоколу пришли фисгармония или саксофон. Однако и теория Декарта, и все последующие рассыпались в прах перед самыми простыми фактами из жизни. Например, представители одной из разновидностей бродячих юродивых, дервиши, пляшут на раскаленных углях уже не первое тысячелетие. В наше время большинство из них бросили юродствовать и делают на своем аттракционе неплохой бизнес. У них что, пятки железные? Дерматологи обследовали стопы огнеходцев и не нашли в них каких-то особых отличий от подошв рядовых граждан, которые моментально получат тяжелейший ожог, как только наступят на костер. Или другой пример — Муция Сцево- лы. Юный римлянин держал руку на жаровне, пока захвативших его в плен этрусков не начало тошнить от запаха паленого мяса. По легенде, убоявшись связываться с народом, который не знает чувства боли, этруски отпустили героя и сняли осаду с Рима. Разумеется, если Муций реально существовал, то, скорее всего, его настоящая судьба сложилась гораздо печальнее, чем в героической легенде. Но точно так же, как юный римлянин, поступали и продолжают поступать по всему миру сотни и тысячи обычных людей и отнюдь не героев, перенося без единого стона самые изощренные пытки. Это уже не легенда, а, к сожалению, факты. Им всем не больно? Проще всего ответить, исходя из формальной логики: им было больно, но они терпели. Но не всегда самый очевидный ответ — верный. А кроме того, попробуйте сами, положите кисть руки на раскаленную плиту на своей кухне, а я посмотрю, как вы будете терпеть. Вы, разумеется, скажете: с ума сошел, сравнил тоже! Вот в этом все дело: в ситуации. Опытные палачи всех времен и народов знали эту азбучную истину, а неопытные дилетанты били и истязали жертву до изнеможения и ничего не могли от нее добиться. Муций был юношей не только мужественным, но и, судя по его поступку, очень впечатлительным. Он просто опередил своих мучителей, не оставил им шанса. Оказавшись в окружении столь ненавистных ему этрусских варварских физиономий и глядя, как они готовят орудия пыток, он, римлянин до мозга костей, задохнулся от ненависти и в ярости сунул руку в огонь: нате смотрите, гады, как умирают римляне! Сунул — и не почувствовал боли... Пришла боль, открывай ворота Канадский нейрофизиолог Роналд Мел- зак в середине 1970-х годов первым заподозрил, что Муций Сцевола не испытал при своем подвиге вообще никакой боли. Обезболивающие вещества (анальгетики) были известны, и их использовали в практической медицине как минимум несколько тысяч лет (например, опий). А в середине 1970-х уже было известно, что наша нервная система при определенных условиях сама способна вырабатывать обезболивающие вещества. Выделили первые два анальгетика, образующиеся в нервной системе. Они были очень похожи друг на друга и представляли собой олиго- пептиды из пяти аминокислотных остатков каждый: тер — гли — гли — фен — мет (мет — энкефалин) и тер — гли — гли — фен — лей (лей — энкефалин). Аминокислота тирозин (тир) на кончике пептидов и есть тот самый «золотой ключик» от дверцы в чудесную страну, где нет боли. А сама «стреляющая и буравящая» прячется, как Кащеева смерть, в потайном месте — в задних рогах спинного мозга и посылает оттуда на вылазки гонца — другой пептид, под названием «субстанция Р». Мелзак предложил оригинальный теоретический механизм, объясняющий обезболивающий эффект, и назвал его «воротной теорией боли» (от слова «ворота»). Вот его суть. В спинном мозге есть двухслойная структура, состоящая из короткоотростчатых нейронов, — «желатинозная субстанция». Ее предназначение — тормозить все сигналы, идущие от поверхности тела в мозг: и тактильные, и болевые, и тепловые, и холодовые, — в общем всё подряд. Информация от тактильных рецепторов, быстро проскакивая по нервным волокнам, активирует желатинозную субстанцию, как бы будит ее. А та, пробудившись, через какое-то время как бы вспоминает, зачем она вообще существует, и блокирует тактильную информацию. Совсем иначе ведут себя сигналы от болевых рецепторов. Они сами обладают способностью тормозить деятельность желатинозной субстанции. И, как бы нейтрализовав сторожа у ворот, закрывающего путь в головной мозг, болевой сигнал вырывается на оперативный простор. И возникает неутихающая боль. Помешать этому могут все те же тактильные стимулы (сигналы), которые, как мы помним, включают тормозную желатинозную субстанцию. У здорового человека соотношение тактильной и болевой информации сблансирова- но. И проводники тактильных сигналов, и волокна, проводящие болевые сигналы, не повреждены и работают в нормальном режиме. Это легко проверить самому с помощью простейшего опыта. Положите пальцы на руку. Чувствуете? Но через некоторое время вы перестанете их ощущать: сторож у ворот Мелзака закрыл их. Теперь ущипните себя за руку. Сторож открыл ворота. Долго вы сможете это терпеть? Если вы не мазохист, то недолго и перестанете щипать себя. Но свою теорию «ворот для боли» Мелзак придумал не для здоровых людей, а как раз для раненых солдат. При попадании раскаленной пули в нервный пучок в первую очередь страдают волокна, несущие в спинной мозг тактильные импульсы. Потом они срастаются, но перестают активировать желатинозную субстанцию. В итоге природный 34
баланс смещается в пользу болевых импульсов, что и служит причиной непрекращающейся боли — каузалгии. А если точно известна причина болезни, то полдела уже сделано. Остается только ликвидировать эту причину. Как это сделать «по Мелзаку»? Очень просто: активизировать желатинозную субстанцию, ибо именно она выделяет те самые пептиды энкефалины (еще их называют опиоидами, потому что они сходны по действию с героином и морфием). Иногда достаточно просто активировать побольше высокочувствительных тактильных рецепторов. Прием, кстати, не новый и хорошо известный всем, кому делали уколы. Опытная медсестра всегда шлепнет вас по мягкому месту, прежде чем воткнуть туда иглу. После шлепка желатинозная субстанция выбрасывает порцию обезболивающих энкефалинов, и боль от укола уже не такая сильная. Точно так же при ранениях нервных пучков назначают страшно болезненный массаж раненой конечности. Но надо терпеть. Через неделю-другую боль начнет стихать. Желатинозные нейроны восстановят нормальный баланс энкефалинов и субстанции Р. Аналогичным образом может помочь иглоукалывание. Гипофиз Муция Сцеволы Однако вернемся к Муцию и огнеход- цам. Им ведь никто заранее не втыкал иголки в акупунктурные точки, превентивного массажа не делал и даже не бил больно. В чем фокус здесь? Дело в том, что опиоиды выделяет не только спинной мозг. То же самое способна делать наша главная эндокринная железа — гипофиз. Опиоиды гипофи- зарного происхождения разносятся с током крови, из крови просачиваются в жидкость, окружающую мозг (ликвор), а оттуда все в ту же желатинозную субстанцию. Больше того, наиболее интенсивно опиоиды выделяются гипофизом при стрессе — это просто-напросто неспецифическая (на всякий случай) защитная реакция организма. Ненависть к мучителям, подсознательный страх и ярость человека, попавшего в безвыходное положение, — вот букет, вполне достаточный для столь сильной встряски организма, что простая физическая боль как бы отступает на второй план. Огнеходцы тоже настраивают себя, прежде чем наступить на тлеющие угли. В чем именно заключается их подготовительный обряд — профессиональная тайна. Не исключено, что в наше время это тоже ненависть и презрение людей, не способных зарабатывать на жизнь другим способом, к богатеньким зрителям, что собрались за гроши полюбоваться чужими мучениями. Впрочем, здесь мы уже касаемся другой темы — нейропсихологии, области очень интересной, но требующей отдельного разговора. Если же вернуться в русло любезной нам нейрофизиологии, то из всего изложенного выше можно сделать по крайней мере один полезный практический вывод. Если вы боитесь зубного врача, то подгадайте так, чтобы визит к дантисту пришелся сразу после хорошего скандала с женой или начальником. Обезболивающий эффект часа на два обеспечен. Если же у вас нет желания ссориться с супругой или шефом, то можно нырнуть в прорубь, перебежать дорогу перед несущимся самосвалом или посмотреть по телевизору выступление кого-нибудь из правительства. Но если отставить шутки в сторону и говорить серьезно, то требовать мужества от каждого пациента — не в традициях медицины. Врач должен иметь в своем распоряжении методы лечения боли, одинаково приемлемые и для рядового пехоты, раненного под Баму- том, и для пенсионера, разбившего коленку в гололед на улице Островитянова. Поиск таких методов приводит иногда к самым неожиданным находкам. Обезболивание боли Например, выяснилось, что в очаге!вос- паления свойства свободных нервных окончаний изменяются. В частности, оболочка на их поверхности разрушается и «оголяются» антиболевые рецепторы. Открытие само по себе пародок- сальное: оказывается, нервные окончания исходно имеют на своей поверхности механизм собственного подавления. Но если бы этим все и заканчивалось! Антиболевые рецепторы не только «раскрываются», но и число их по мере нарастания воспалительного процесса увеличивается. Попросту говоря, болит и болит все сильнее и сильнее. Как поступали врачи раньше? Лечили очаг воспаления отдельно, а боль отдельно, назначая успокоительные таблетки и уколы. Хотя сам организм подсказывал, криком кричал: «Хотите снять болевой синдром? Введите обез- боливающие препараты непосредственно в воспаленный орган». Кстати, и доза анальгетика уменьшается при этом в десятки раз. Но прошло много десятилетий, прежде чем врачи расслышали этот крик и начали лечить, как подсказывала сама природа. Вышеупомянутому пенсионеру, пострадавшему на улице Островитянова, попробовали вводить морфин прямо в прооперированный коленный сустав. В результате в течение всего реабилитационного периода дедушка забыл про больную коленку, он ее просто «не чувствовал». Достичь точно такого же щадящего эффекта можно было и по старинке, вводя морфин внутривенно. Но тогда из травматологического отделения выписывались бы готовые наркоманы. В общем, нет ничего практичнее хорошей теории, как говаривал один умный человек. Эту истину подтверждает еще один пример, закончившийся уже не столь благополучно. Крошка Цахес У каждого из нас в головном мозге живет гомункулюс — крохотный, непропорционально уродливый человечек с руками, ногами, ушами, коленками... Величина всех органов у него пропорциональна плотности тактильных рецепторов на поверхности нашего тела. Поэтому большой палец гомункулюса в два 35
ф :<^frr*<- у<*&-^* раза крупнее его предплечья, лоб низкий, как у питекантропа, а язык длинный, как у хамелеона. Мягкое место у него почти отсутствует. В общем, вылитый крошка Цахес по прозвищу Цин- нобер. Но, в отличие от злобного гоф- мановского уродца, наш гомункулюс хоть и неказистый малый, но весьма полезный. Благодаря его неэстетической внешности наша рука одинаково легко крутит крошечный винтик завода наручных часов и толкает спортивное ядро. Гомункулюс ощущает любую точку кожи и управляет любым малейшим движением нашего тела. Но беда в том, что церебральный лилипут, при определенных условиях, может взять да и зажить самостоятельной жизнью, как гоголевский Нос. Только здесь уже фарс переходит в трагедию: И на Цветном, что ближе к цирку, Сидел уже старик почти, Держа зубами бескозырку И крупно выставив культи... (Евгений Винокуров) Поэт сам воевал и знал, о чем пишет. Отгремевшие бои всегда оставляют в наследство солдатам не только ноющие рубцы старых ран и костыли, но и незабываемую память об ампутированных конечностях. Несуществующие пальцы иногда сжимаются в кулак, на несуществующую ногу хочется опереться. И, как свет давно угасших звезд, остается ощущение реальной боли в давно ампутированной руке или ноге. Хирурги называют такую боль фантомной. Избавиться от нее совсем невозможно, ни с помощью уколов, ни путем оперативного удаления оставшихся нервных окончаний. Болит не у ветерана, а у его церебрального гомун- кулюса, у которого ноги и руки остались целыми — и навеки простреленными, раздробленными, искореженными. Лилипут в нашем мозге помнит эту боль. Впервые во время боев на Халхин- Голе в 1939 году фронтовой хирург Александр Александрович Вишневский, сын профессора Александра Васильевича Вишневского (того самого, кто изобрел знаменитую мазь), впервые 36 применил другое важнейшее новшество отца — новокаиновую блокаду — в борьбе с травматическим шоком. Позже, уже во время Великой Отечественной войны, 80 процентов раненых были прооперированы в полевых госпиталях и под местной анестезией. Это спасло миллионы ветеранов той войны от фантомных болей. В вермахте и в армиях наших союзников у раненых ампутировали конечности под общим наркозом, когда спит только сам пациент, а церебральный лилипут бодрствует. Ему режут по живому, ощущение страшной боли навечно остается у него в памяти. При местном же наркозе информация от области операции блокируется, и крошка Цахес боли не чувствует и просто-напросто не запоминает ее. Странно, что в наше время, во время войны в Афганистане, забыли об этом опыте. Сразу после ранения и при транспортировке либо сам раненый, либо санитар колол шприц-тюбик промедола, но потом бойцу ампутировали ногу или руку под общим наркозом, усугубляя и без того нелегкую жизнь инвалидов еще и фантомными болями. И лишь благодаря таким ученым, как академик Георгий Николаевич Крыжа- новский, сегодня при ампутации параллельно с общим наркозом снова начали применять новокаиновую блокаду. Академик Крыжановский против Фантомаса Но как помочь тем, у кого фантомная боль уже есть? Чтобы ответить на этот вопрос, академик Крыжановский сформулировал теорию так называемого «генератора патологически усиленного возбуждения». Как показали исследования, крошкой Цахесом, живущим в головном мозге, дело не ограничивается. «Генератор» может возникнуть в любом отделе ЦНС, начиная от спинного мозга и кончая корой больших полушарий. Например, созданный в экспериментах «генератор» в одном из ядер таламуса, срединном центре, вызывал у подопытных животных симптоматику, очень похожую на фантомную боль у человека. Образно говоря, гомункулюс кричит в срединный центр, как в телефонную трубку: «Мне больно!» — а на другом конце его слышат лобные отделы мозга, где собственно и живет наше «я», и это «я» не видит никаких оснований не доверять отчаянному «телефонному звонку». Раз на том конце провода говорят, что болит, значит, будет болеть. Так появляется фантомная боль. Попробовали удалить это ядро таламуса, и ложные звонки обманщика Фантомаса прекратились. Болеть перестало. Когда это стало ясно, решили проанализировать протоколы множества операций, среди последствий которых присутствовала фантомная боль. И все стало на свои места. Фантомные боли возникали тогда, когда операции проводили не под местной анестезией, а под общим наркозом. При этом обезболивающую блокаду непосредственно в места операции не делали. Зачем? Все равно больной ничего не чувствует. Больной действительно ничего не чувствовал. Зато крошка Цахес в его мозгу очень даже чувствовал, как хирурги копаются железками в живой ране. Запоминал эту адскую боль и через некоторое время начинал бомбардировать лобную кору, субъективное «я» больного жалобами: «Больно, сил нет!» Так выяснилось, что общий наркоз не должен отменять местную анестезию при операциях. Еще одна маленькая победа над болью. Сколько их еще впереди?
Рецепты долголетия Путей к долгой и счастливой жизни за последние двадцать лет нам предлагали великое множество. Некоторые идеологи здоровья и долголетия совсем не нуждались в научных объяснениях, другие приводили научные (или почти научные) обоснования. За этим парадом чудес трудно стало разглядеть настоящую, серьезную науку: рутинную лабораторную работу, чередование удач и неудач, десять нерешенных проблем на каждую решенную. Этот материал посвящен реальным достижениям геронтологии. Возможно, кому-то они покажутся незначительными, а конкретные рекомендации — банальными, зато все, что здесь написано, — чистая правда. В.Благутина, Е.Клещенко Человек на службе у ДНК Некоторые люди считают, что эволюция — это борьба индивидуумов, в которой слабый проигрывает, а сильный выигрывает. Те, кто помнит школьный курс теории эволюции, поправят: борьба идет не между индивидуумами, а между видами или популяциями. А многие современные эволюционисты авторитетно заявляют: и то, и другое неверно. Истинная борьба за существование происходит не на уровне особей или групп, а на уровне генов. Один из самых знаменитых пропагандистов этой точки зрения — английский ученый и писатель Ричард Докинз, автор книг «Слепой часовщик», «Эгоистичный ген», «Расплетание радуги». По Докинзу, живые существа — это «машины выживания» генов. Назначение каждого из нас, от инфузорий до людей, состоит лишь в том, чтобы служить временным прибежищем для определенной уникальной комбинации генов. Когда приходит время, гены в новых комбинациях рассаживаются по «спасательным шлюпкам» половых клеток и покидают старое тело, чтобы создать новое и продолжить в нем свое существование. Отсюда следует, что вся морфология и физиология, а также все поведенческие особенности живых существ служат не благополучию индивидуума или вида, а благополучию генов. Самцы дерутся за самку — на самом деле это два аллеля (две копии, немного различающиеся) одного гена сражаются за право сохраниться в новом поколении. (Точнее, дерутся две группы генов, каждая в своем теле. Может получиться и так, что ген, определяющий длину когтей, поспособствует выживанию гена янтарной окраски глаз — этот ген в драке вообще ни при чем, но ему повезло с соседями.) Мать жертвует собой, спасая детенышей, — гены заботятся о сохранении своих более новых копий. За всякой борьбой, внутривидовой или межвидовой, прямой или косвенной, стоят разновидности одного гена, за помощью или взаимопомощью — одинаковые гены. Естественно, интересы живого существа и его генома во многом совпадают. Передачу генов в новое поколение эффективнее всего осуществит особь, всем довольная и процветающая, да и сам процесс передачи генов, как правило, особям не неприятен. Но что происходит после того, как копии генов начинают существование в телах детенышей? Ответ прост и ошеломляющ: дальнейшая судьба старой «машины выживания» генам безразлична. Ну, испортилась рабочая дискета, так есть же запасная, и все файлы записаны на ней. А не портиться наши «машины», к сожалению, не могут: слишком агрессивная среда нас окружает. Клеточные структуры повреждает не только радиация или канцерогены, но и самое важное в нашей жизни вещество — кислород. Окислительные процессы, снабжающие нас энергией, имеют оборотную сторону: несанкционированное окисление биомолекул, неизбежное в нашем мире, ни к чему хорошему не приводит. Разумеется, у живого организма есть системы противодействия старению: регенерация тканей — постоянная замена специализированных клеток, отработавших свой ресурс, репарация повреждений в ДНК, удаление и замена других поврежденных молекул. Теоретически можно было бы отладить эти системы так, чтобы обеспечить особи вечное существование. Но в работе любого механизма неизбежно наступает время, когда капитальный ремонт начинает обходиться слишком дорого, а ничего неэкономичного эволюция не поощряет. «Машина выживания» поддерживается в рабочем состоянии на тот срок, за который она может выполнить свои основные задачи: произвести на свет потомство и позаботиться о детенышах, пока они не станут самостоятельными. А затем скорость починки все заметнее отстает от скорости, с которой появляются повреждения... Ну а если мы попробуем стать на позицию антропоцентризма: «у генов свои цели, а у нас свои»? Или хотя бы попытаемся найти разумный компромисс с нашими генами-эгоистами? Тогда вопрос об индивидуальном бессмертии обретает смысл. Убивают ли нас гены? Уже сейчас максимальная продолжительность жизни человека выше, чем у большинства млекопитающих, так как мы защищены от многих опасностей. Это позволяет нам отдавать больше ресурсов на дополнительное продление жизни: на восстановление и защиту нашего собственного организма. Представители других видов вкладывают все силы в раннее воспроизводство и мало заботятся о себе: любой ценой нужно успеть оставить потомство прежде, чем быть убитым или умереть от болезни. Будем оптимистами: допустим, что над нами, людьми разумными, не висит этот дамоклов меч и нам гарантирована возможность дожить до репродуктивного возраста и увидеть своих детей взрослыми. Мы можем подумать и о собственном благополучии. Сложный и до сих пор не до конца разрешенный вопрос: записана ли в генах продолжительность жизни? Существуют ли генные часы, которые отмеряют бабочке-поденке — сутки, мыши или хомячку — два-три года, человеку — семьдесят или сто? Есть теория, согласно которой все обстоит именно так. Гены, вызывающие смерть особи в пре- 37
клонном возрасте, не уничтожаются естественным отбором, если в pehpc-ду^ тивном возрасте они «молчат», а^«вЦрю- чаются» позже. Известно, что у некоторых беспозвоночных естественна^ продолжительность жизни о границе Blajj- точностью до /з,ня. С точки зр^нй^го- истичных генов такое устройство самоликвидации «старых копий»Гложет быть даже полезным: снижается конкуренция, облегчается жизнь молодых особей. Впрочем, если говорить об эволюции человека, это не совсем так. По крайней мере, последние 12 миллионов лет, с появлением второй сигнальной системы, стариковская мудрость значительно повышает шансы молодых родить и вырастить здоровое потомство. Следовательно, преимущество получают популяции, в которых старики живут долго. (Последнее замечание касается не только генетики, но и социологии...) Кроме того, непонятно, почему не- - которые виды животных представляют исключения из этого правила. Деревья, крабы, кальмары, даже рыбы иногда 1 проживают дномально долгие жизни (и, ■ кстати, до самой своей кончинырас- тут). Где у них «гены смерти» — испорчены мутациями или попросту отсут- ^ cf вуют? Так или иначе, продолжительность жизни человека определяется генами не жестко. Это означает, что, манипулируя внешними факторами, можно значительно продлить нашу#жизнь. О недавних попытках -найти лазейку для выживания, которую нам оставили наши эгоистичные гены, расска- , зывает книга журналиста Тьёрри Сук- кара и доктора Жан-Поля Куртея «Программа долголетия» (на французском языке). «Наша «программа долг* гой жизни» поворачивается спиной к интересам ДНК, которую мы все носим. Она состоит в том, Hj/обы замедлить рост, ограничить количество энергии, максимум усилий вложить в защиту от кислорода, воспроизводиться как можно позднее. В этом случае 120, а то, и 150 лет здоровой жизни — реальность. Разве за этот век мы уже не выиграли лет 30?» Снова инсулин Путь к долголетию геронтологам указал паразитический червь, нематода Caeno/habditis elegans. У нее, в отличие от человека, гены жестко детерминируют не только продолжительность жизни, но и судьбу каждой отдельной клетки (много интересных подробностей из жизни этого крошеч- ' рого .создания приведено в статье В.И.Агола «Самопожертвование клетки» в № 2 «Химия и жизнь — XXI век»
за 1997 год). Так вот, в 1992 году Синтия Кенион из Калифорнийского университета (Сан-Франциско) получила, мутантных червей, которые жили в два- три раза дольше, чем нормальные. Для этого оказалось достаточно изменить единственный ген, названный daf-2. Интересно, что жизнь паразитов-мутантов удлинялась за счет продления молодости, а не старости. (Недавно выяснилось, что мутантный ген снижает способность червей к размножению.) Но настоящая сенсация произошла 15 августа 1997 года, когда Гари Рув- кун (Гарвардская медицинская школа) объявил, что он разгадал секрет этого гена. Его продуктом оказался.белок — рецептор гормона инсулина. Как известно, инсулин вырабатывается, когда мы едим, в ответ наТювышение сахара в крови. Он дает клетке команду поглощать глюкозу, связываясь с рецептором на ее поверхности. Интересно, что червячий рецептор инсулина оказался похожим на человеческий: аминокислотные последовательности этих белков совпадают на 35%. Это и понятно, ведь глюкоза — важнейший источник энергии для животных, и механизм, контролирующий ее усвоение, очень древний. Стоит ли удивляться, что метаболизм глюкозы оказался связан с не менее древним физиологическим процессом — старением? Ножом и вилкой мы роем себе могилу - Когда пищи много, инсулин сигнализирует клеткам о то,м, что они могут жечь сахар без оглядки, жить на пвяную катушку. Чем больше инсулина, тем больше образуется IGF-1, фактора роста, который дает клеткам команду делиться и расти. Организм быстрее развивается" и достигает половой зрелости. (Кстати, английская аббревиатура IGF расшифровывается как «инсулинопо- добный фактор роста». Структуры этих белков, как и их рецепторов, действительно имеют много общего. Может быть, в этом секрет их функциональной связи?) Но именно эта стратегия, служащая интереса*им£(ших генов — больше есть, 2vS£ быстрейдэасци и размножаться, — при- *j££ водит к старению.С течением времени клетки все слабее реагируют на призывы инсулина.Ъ организм в ответ производит его вс^больше и больше. Хронический избыток инсулина поражает клетки гипофиза, отввгрггвенные за синтез гормона роста, и уровень IGF-1 снижается. Очевидно, как- раз поэтому у пожилых_людей его меньше, чём у молодых. А пожилым людям гормоны роста тоже необходимы: ведь рост клеток — это не только/увеличение размеров, но и регенерация. В последнюю четверть жизни IGF-1 участвует в поддержании мускульной и костной массы. Есть корреляция между количеством IGI^I и изменениями в иммунной системе. У людейл доживших до 100 лет с нормальным уровнем IGF-1, лучше сохраняются способности к обучению. А когда этот гормон дают людям старше 60 лет, проявляется выраженный омо- лажийаюЩий эффект. Итак, еДа^без^п&цничения приводит к активному росту в Ьервой части жизни, но лишает органйа&факторов роста в старости^ Лoxcridjr наука дает нам старый совет: «Меньше есть, чтобы дольше жить». Но так ли это выглядит в эксперименте, как обещает теория? Что произойдет, если млекопитающие воспроизведут в своем поведении стратегию, которая у низших организмов закодирована в генах? ^\ Хорошо известно, чтО)В голодное время многие животные, ч}обы дожить до лучших дней, замедляютусвой метаболизм. Наши зАакомые нематоды, когда в популяции их'^тадрвйЙ^слишком много и пищи не^хвтевтжачокс, запасают питательные веществв^рекраща- ют есть и впадают в анабиоз. (Не последнюю роль в этом играет ген daf-2.)
Но речь идет не только об анабиозе беспозвоночных или, допустим, зимней спячке млекопитающих. При нехватке пищи или тепла (не при полном их отсутствии) аппетит у животных снижен, развитие замедлено, воспроизводство прервано. Оказалось, что при этом замедляется и старение! Гипокалорийные режимы питания, замедляющие обмен, подробно исследованы в лабораториях. Эксперименты Клив Мак-Кей (университет Корнелл, штат Нью-Йорк) показали, что животные, которых кормят гипокалорийной пищей с добавками витаминов и минералов, живут дольше. Соотношение таково: если количество калорий уменьшить на 30—40%, то время жизни подопытных увеличивается на 20—40%. Эти эксперименты воспроизводили сотни раз на мышах, крысах, на беспозвоночных и каждый раз получали один и тот же, абсолютно предсказуемый результат: возрастала и средняя, и максимальная продолжительность жизни. Можно было бы думать, что животные почувствуют слабость от недостаточного питания, но, напротив, они были активнее контрольной группы. Исследователи отметили только два негативных эффекта гипокалорийной диеты: замедленная регенерация тканей и повышенная чувствительность к холоду. Допустимо ли экстраполировать эти результаты на человека? Чтобы ответить на этот вопрос, Национальный институт старения США с 1987 года ведет эксперимент с 250 макаками Резуса, у которых 95% ДНК совпадает с человеческой. Уже двенадцать лет часть животных получает обычный рацион, то есть примерно 690 килокалорий в день, тогда как калорийность рациона второй группы уменьшена на 30% (с добавлением витаминов и минералов). В среднем резусы живут 30—40 лет, а значит, у них уже сейчас должны быть заметны признаки старения. В контрольной группе все так и есть, а что касается обезьян с уменьшенным рационом, то уже два года лаборатории Ричарда Вейндраха (Висконсинский университет) и Джорджа Рота и Дональда Ингрэма (Центр геронтологических исследований, Балтимор) получают только радужные результаты. Похоже, что обезьяны, посаженные на диету, прошли настоящие курсы омоложения. Подопытную группу обезьян обозначили аббревиатурой CRAN (Caloric Restriction with Adequate Nutrition). Тела животных имеют меньше 10% жира (в контрольной группе — 25%), и он распределен равномерно. Биохимические маркеры риска сердечно-сосудистых заболеваний показывают, что риск минимален: например, за десять лет содержание триглицеридов (предшественников жиров) понизилось на 20%. Те маркеры старения, которых у молодых должно быть много, фермент щелочная фосфатаза, которая способствует формированию костей, или гормон дегидроэпиандростерон (DHEA) остаются на очень высоком уровне. Обычно количество инсулина увеличивается с возрастом, но у обезьян CRAN его очень мало. Эти животные научились извлекать максимум энергии из того количества пищи, которое они получают. Их базовый метаболизм (энергетические реакции, которые происходят в состоянии покоя, чтобы обеспечивать сокращения сердечной мышцы, поддерживать температуру тела, компенсировать затраты на пищеварение и дыхание) снизился, о чем говорит понижение температуры тела на 0,5—1,5 градуса. Маленькие, но очень живые обезьяны CRAN отстают примерно на год в половом развитии от контрольной группы, которая питается нормально. Словом, обеспечивается не скорейший рост и воспроизводство, а выживание. Вечная молодость с геморроем Ну а все-таки, может ли обыкновенный человек стать долгожителем? Каковы рекомендации науки? Первое, что приходит в голову, — по примеру нематод и обезьян уменьшить потребление пищи до необходимого минимума. Уже сегодня в программе низкокалорийного питания участвуют пятьдесят американцев, которые рассчитывают дожить с ее помощью до 120, а то и до 140 лет. Среди них 74-летний Рой Уолфорд (Калифорнийский университет, Лос-Анджелес), инициатор эксперимента, проходившего с декабря 1991 по сентябрь 1993 года. Восемь здоровых людей, в том числе и сам Уолфорд, жили в полной изоляции от внешнего мира, потребляя ограниченное количество калорий. За два года холв- стерин в их крови уменьшился на 30%, а триглицериды на 45%. Сегодня Рой Уолфорд потребляет около 1800 калорий в сутки, то есть на 200—1000 меньше, чем рекомендовано для людей его возраста. По его мнению, человек, который с 20 лет уменьшит на 20% количество потребляемых калорий, сможет дожить до 140 лет. Даже включившись в гипо- калорийный режим в середине жизни, можно ожидать эффекта (эксперименты на крысах показали, что такая диета на 10—20% увеличивает максимальную продолжительность жизни и предотвращает появление рака). Правило здесь простое: надо вспомнить, сколько вы весили в 25 лет, а потом уменьшить количество калорий так, чтобы ваш вес стабилизировался на 10—25% ниже. Естественно, не следует забывать о витаминах и минералах. Некоторые ученые предполагают, что все человечество интуитивно стремится к этому идеалу. «В этом веке мы потребляем почти в два раза меньше калорий, чем в предыдущем, может быть, поэтому мы уже живем на 30 лет дольше», — говорит доктор Жан-Поль Куртей. Однако энтузиастам неплохо бы иметь в виду, что этот путь к долголетию не из легких. Уже шесть лет Бен Бест, журналист, поглощает всего 1600 калорий в день. Положительный результат налицо: он потерял 12 кг, содержание сахара в крови упало на 20%, а триглицеридов — на 30%. Чтобы не потерять этих достижений, каждый кусочек пищи приходится взвешивать и высчитывать калорийность — это утомляет. Бен страдает от повышенной чувствительности к холоду: зимой носит две- три пары теплых носков, чтобы не коченели ноги. Вдобавок будущего долгожителя мучает геморрой, так как его экскременты маленькие, сухие и твердые. Другой энтузиаст — Брайан Деле- ней, студент философского факультета, потерял за четыре года 7 кг из 75 (столько он весил в начале эксперимента). Он стал таким худым, что все принимают его за больного СПИДом. Университетские девушки его избегают. (Интересно, понравятся ли CRAN-сам- цы самкам из контрольной группы, если поставить соответствующий эксперимент?) Брайан пришел к выводу, что перспектива жить так еще 80 или 90 лет не очень привлекательна. Лекарства от инсулина Давно и хорошо известно: все, что вызывает выделение инсулина, укорачивает жизнь. В экспериментах у мышек, которым ежедневно 20% калорий давали в виде глюкозы, средний срок жизни уменьшался на 10%. Так что голодать до истощения, может быть, и необязательно, но ограничивать с детства продукты, которые подстегивают инсулин — сахар, белый хлеб, кукурузные хлопья и прочие, — желательно. А нельзя ли прожить дольше, ни в чем себе не отказывая? Идея Джорджа Рота и Дональда Ингрэма (мы уже упоминали о них в связи с экспериментами на макаках) состоит в том, чтобы попытать- 40
ся обмануть системы метаболизма, «активизировать программу долгой жизни, не меняя питания». Исследователи провели серию экспериментов, в которых крыс кормили заменителем глюкозы B- дезоксиглюкоза, или 2-ДГ). Дезоксиг- люкоза нормально проникает в клетки, но дальнейший ее метаболизм неполный. Предварительные результаты показывают, что рацион, содержащий всего 0,4% такой «ложной глюкозы» от общего количества Сахаров, снижает вес животного на 10%, температуру тела на пол градуса и уровень инсулина на 30%. Все это приводит к задержке старения. Теория также утверждает, что полезно было бы повысить чувствительность клеток к инсулину, чтобы поджелудочная железа могла продуцировать меньшее его количество для достижения того же эффекта. Вещества, которые повышают чувствительность к инсулину, известны: хром, ванадий, некоторые длинноцепочечные жирные кислоты. Продлевают ли они жизнь? Опыты на грызунах показали, что если вклад витамина Е в продолжительность жизни небольшой и составляет всего 5%, то вклад хрома составляет 36%! Противоядия для кислорода А кстати, при чем тут витамин Е? В начале статьи мы говорили об агрессивной кислородной среде, в которой все мы обитаем и без которой жить не можем. Чтобы выжить, постоянно потребляя этот страшный яд — кислород, все живые существа синтезируют или потребляют в пище противоядия: антиок- сиданты. Каротиноиды помогают растениям не сгореть на солнце, жирорастворимый витамин Е защищает от свободных радикалов липиды, водорастворимый витамин С — водорастворимые молекулы. Может, стоит усилить эту естественную защиту? Денхэм Хармэн (университет Небраска), автор теории старения, в которой ключевую роль играют свободные радикалы, проверил это на животных. В 1968 году ему удалось увеличить жизнь самца мыши с 24,5 до 31,6 месяцев за счет добавления в его пищу антиокси- данта B-меркаптоэтанола). Другие исследования дали менее впечатляющие результаты. Тем не менее ученый полагает, что ежедневный прием антиок- сидантов увеличит среднюю продолжительность жизни на 10—15 лет и уменьшит угрозу рака. Последние данные подтверждают это. Если мужчинам, предварительно пролеченным от рака кожи, ежедневно в течение четырех с половиной лет давать селен, риск рака простаты уменьшается на 63%, а остальных типов рака — на 50%. Сам ученый каждый день принимает витамины с цинком, селеном и коферментом Q10. У него много единомышленников: 44% американских врачей и абсолютное большинство исследователей, которые работают над проблемой свободных радикалов, делают то же самое. Среди них есть очень яркие личности, например Лайнус По- линг, вошедший в историю официальной науки как один из основоположников современной биохимии, а в историю нетрадиционной медицины — как автор учения о «сверхдозах» аскорбиновой кислоты. Рожать позже? Как читатель, вероятно, заметил, пониженный обмен веществ и удлинение жизни все время связывается с третьим фактором: поздним деторождением. Вспомним, что мутантный ген нематод, продлевающий жизнь, одновременно снижает генеративную функцию. Но где здесь причина, а где следствие? Вдруг позднее деторождение само по себе продлевает жизнь? Казалось бы, невероятное предположение, но еще в 1984 году Майкл Роуз (Калифорнийский университет) подтвердил его экспериментально. Идеальный объект для подобного эксперимента — мушки-дрозофилы, которые становятся взрослыми уже на 11-й день жизни. Исследователи отбирали яички, отложенные самками в преклонном возрасте G0 дней). С мушками, выведенными из таких яичек, повторили ту же процедуру — отбирали яички, которые отложили самые старые мамы. От поколения к поколению отбирали все более поздно отложенные яички и в конце концов их брали у мушек такого возраста, до которого обычные дрозофилы не доживают, не говоря уже о том, чтобы приносить потомство. Через 25 поколений был получен потрясающий результат: средний срок жизни мушек удвоился — с 40 до 80 дней, и ничто не говорило о том, что это предел. Каковы причины этого явления, трудно сказать с уверенностью. Можно предположить, что отдельные особи откладывали яички позже, потому что хуже питались, и по этой же причине они жили дольше. Но как одни дрозофилы могли питаться хуже других в хорошо отлаженных лабораторных условиях? В принципе не исключено, что мушиные «поздние мамы» были носи- $» телями некой неидентифицированной мутации (как в гене daf-2 у нематод), которая подавляла и размножение, и обмен. Но возможно и другое объяснение, основанное не на генетике, а на физиологии, — затраты на произведение потомства в позднем возрасте оказываются положительным стрессом, который настолько хорошо стимулирует организм, что это компенсирует и колоссальную нагрузку и даже заставляет отступить старость. Пока невозможно сказать, насколько эта стратегия применима к человеку. Положительный стресс — вещь хорошая, но то, что у женщин старше 35 лет повышается вероятность хромосомных аберраций и многих других неприятностей, касающихся как самой женщины, так и будущего ребенка (вероятны, например, иммунодефицитные состояния), — медицинские факты. Не следует совсем пренебрегать интересами наших генов, лучше сотрудничать с ними по-хорошему. Вряд ли разумно рожать в сорок лет специально для того, чтобы прожить до ста. Но, может быть, не так плохо, что современные женщины рожают не в 16—18 лет, а чаще в 25—30? Кстати, статистика подтверждает эту точку зрения. 24 декабря 1998 года Том Кирквуд (Манчестерский университет) опубликовал в «Nature» результаты исследования, в котором, опираясь на архивные данные за 1200 лет, посвященные генеалогии английских аристократов, показал, что женщины, рожавшие поздно, жили дольше. Правда, исследования в ограниченном аристократическом кругу могут не отражать истинного положения вещей. Но все-таки роженицы старше 28 лет, которых в женских консультациях порой называют добрым словом «старородящие», отныне могут гордо ответить: «Зато я всех молодых переживу». Вот и все на сегодня. Таблеток, чтобы жить до ста лет и дальше, ученые пока не придумали, но зато порадовали всех, кто живет трудно и голодно: именно они — первые кандидаты в долгожители. А кто у нас живет легко?.. 41
Транс-изомеры жирных кислот: пока. бояться нечего М Ч л. iK-iv, # * н 1е так давно в российских газетах появились публикации, в которых утверждалось, что транс-изомеры жирных кислот вредны — приводят к росту заболеваемости атеросклерозом, раком и другими болезнями. Транс-изомеры не приходится долго искать: они есть во многих обычных продуктах. Неудивительно, что эти статьи встревожили всех, кто следит за здоровьем. Однако объективной информации в газетах не было. Создавалось впечатление, что учен ые-медики и органы здравоохранения проглядели эту проблему. Неужели это так? Льюфесйо^М.М.Левачев, '.Институт питания РАМН оля правды в таком суждении есть. Врачи и физиологи не сразу поняли, что жирные кислоты растительных масел и рыбьего жира с несколькими двойными связями «углерод — углерод» имеют биологический смысл. Соединения с такими связями химики называют ненасыщенными: они способны присоединять водород, хлор и не- с=с транс-изомер fc которые другие вещества — «насыщаться» ими. При одинаковом составе их молекулы бывают двух сортов: у одних атомы и группы при двойной связи смотрят в одну сторону, у других — в разные (рис. 1). В первом случае вещество называют цис-изоме- ром, во втором — транс-изомером. Такие изомеры есть и у молекул ненасыщенных жирных кислот (рис.2). с = с / \ Н ' NH цис-изомер 42
Это различие в строении молекулы тоже важно для организма, но об этом долгое время никто не догадывался. Жиры, начиная с Либиха, оценивали только по их калорийности, а по этому показателю жидкие масла оказались примерно равными твердым жирам. При этом использовать их не так удобно: и хуже хранятся, и нельзя намазывать на хлеб. Для того чтобы РАССЛЕДОВАНИЕ превратить жидкие масла в подобие сливочного, были разработаны специальные технологии: двойные связи гидрогенизировали — насыщали водородом. Поначалу при этом получалось совсем твердое вещество — стеарин, годный лишь на мыло и свечи. А в 1902 году американец Норман сумел подобрать такие условия, при которых гидрогенизация проходила не до конца и образовывалась мягкая паста, из которой начали делать маргарин. Для того чтобы он был вкуснее, к гидрогенизированным жирам стали добавлять цельное или сквашенное молоко, сливочное масло, а позднее — специальные ароматизаторы, имитирующие вкус и запах натурального масла. Маргарин был дешевле животных жиров и быстро нашел дорогу к покупателю. Физиологи и гигиенисты проверили новый продукт и не нашли поводов для беспокойства: он усваивался хорошо, по калорийности (9 ккал/г) не уступал обычным жирам и не проявлял никаких токсических свойств. Переворот в представлениях о роли жиров в организме произошел только в 1929 году: биохимики Г.Бурр и М.Бурр установили, что жирные кислоты с двумя и более двойными связями, так называемые полиненасыщенные, не синтезируются в организме человека и должны обязательно поступать с пищей. Они совершенно необходимы для нормального проте- Конфигурация молекул цис- и транс-изомеров жирных кислот 9 со2н 5-цис- 9-транс-октадеценовая кислота Олеиновая (9-цис-октадекадеценовая) кислота Элаидиновая (9-транс-октадекадеценовая) кислота Липолевая (9-цис-12-цис-октадеценовая) кислота
кания обменных процессов, за что и были названы незаменимыми, или эссенциальными. Без этих веществ угнетается рост молодых животных и детей, нарушается репродуктивная функция у взрослых. Сколько их требуется человеку, вскоре определили опытным путем. Чтобы понять, зачем нужны полиненасыщенные жирные кислоты, понадобилось почти три десятилетия напряженных поисков. Оказалось, что они участвуют в переносе и обмене холестерина, поддерживают структуру клеточных мембран, необходимы для работы зрительного аппарата и клеток нервной системы, влияют на активность ферментов и иммунную защиту. Некоторые из них — исходный материал для синтеза проста- гландинов, регулирующих разнообразные процессы в организме. ак только исследователи осознали важность двойных свя- i зей, они заинтересовались, ' чю происходит со структурой жирных кислот при частичной гидрогенизации растительных масел. До переработки они представлены только цис-изомерами; в ходе же превращений образуются транс-изомеры (в маргаринах поначалу они составляли до 50% от всех жирных кислот), а кроме того, двойные связи перемещаются по углеродной цепи. Скажем, в олеиновой кислоте связь С=С расположена при девятом атоме углерода, а во время ее частичной гидрогенизации образуются кислоты с двойной связью при 7-м, 8-м, 10-м, 11-м атомах углерода. Транс-изомеры нашли не только в маргаринах, но и в коровьем молоке и мясе. Их образуют бактерии, живущие в рубце, одном из отделов желудка жвачных: они давно освоили гидрогенизацию. При этом микробы используют водород, который там же, в рубце, и выделяется. Наибольшее количество транс-изомеров образуется летом, когда в кормах много семян растений, богатых полиненасыщенными жирными кислотами. Транс-изомеры жирных кислот по структуре и физическим свойствам отличаются от обычных цис-изомеров, и это насторожило медиков. Что будет, если длительное время употреблять их в пищу? Вступают ли трансизомеры в те же биохимические реакции, что и цис-изомеры? Что происходит с ними в организме? И наконец, каковы медицинские последствия употребления транс-изомеров — не приводят ли они к болезням? Репутация маргаринов, сливочного масла, говядины и множества других продуктов оказалась под угрозой. Биохимические исследования обеспокоили: транс-изомеры ведут себя не так, как цис-изомеры. Первую стадию превращений они преодолевают, как обычные моно- и полиненасыщенные жирные кислоты: при шестом углеродном атоме отщепляются два атома водорода и образуется еще одна двойная связь; происходит процесс, обратный гидрогенизации, — десатурация. Когда этот этап проходит транс-изомер олеиновой кислоты — элаидиновая кислота, образуется 5-цис, 9-транс-октадекадиеновая кислота. Дальше пути цис- и трансизомеров расходятся. Цис-изомеры снова подвергаются десатурации и дальнейшим превращениям, а 5-цис, 9-транс-октадекадиеновая кислота удлиняется на два атома углерода и больше двойных связей в ней не образуется. Сведения о превращениях молекул, конечно, очень важны. Но еще важнее было понять, сказываются ли особенности транс-изомеров на жизни целого организма. Чтобы получить ответ на этот вопрос, ученые измеряли количество транс-изомеров в тканях человека; выясняли, как они влияют на различные звенья метаболизма; проводили эпидемиологические исследования, чтобы установить возможную связь между частотой заболеваний и уровнем потребления транс-изомеров. Первое открытие состояло в том, что транс-изомеры в организме обследованных людей есть. К середине 70-х годов с применением газо-жидкостной хроматографии их удалось найти в сыворотке крови, липидах эритроцитов, женском молоке. По-видимому, источником этих веществ стали молочные продукты, мясо и жир крупного рогатого скота, ведь большинство из нас ест эти продукты каждый день. Состав жирных кислот подкожного жира у 500 практически здоровых людей различного пола и возраста изучили в 1985 году в университете в Утрехте (Нидерланды). Образцы жира собирали техникой микробиопсии, с помощью специальной полой иглы. Транс-изомеров в тканях было не очень много: элаидиновой (9-транс- октадекадеценовой) кислоты — от 2,4% до 2,9% всех жирных кислот; транс-транс-линолевой кислоты — от 0,2% до 0,4%. Свой вклад в науку внесли, как обычно, экспериментальные животные. Они помогли ответить на вопрос: зависит ли содержание трансизомеров в органах и тканях от поступления с пищей? Для этого в корме изменяли количество транс-изомеров и их состав и смотрели, к чему это приводило. Опыты на животных выявили главные особенности обмена изомеров жирных кислот. Транс-изомеры не только не превращаются в обычные метаболиты цис-кислот, но и влияют на эффективность их образования. Например, из транс-транс-линолевой кислоты не образуется арахидоновая кислота — важнейший компонент биологических мембран и предшественник очень нужных организму регуля- торных веществ — эйкозаноидов. Транс-изомеры в больших количествах уменьшают скорость образования арахидоновой кислоты из цис- цис-линолевой. Было доказано, что введение животному одних лишь транс-изомеров приводит к дефициту незаменимых жирных кислот и характерным для него симптомам. Эти симптомы можно предотвратить, если давать животному линолевую кислоту, но в присутствие транс-изомеров ее нужно больше, чем без них. Правда, полученные ранее для человека величины пересматривать не пришлось: когда определяли наши потребности в эс- сенциальных жирных кислотах (они составляют 6 — 7 граммов в день), транс-изомеры присутствовали в рационах и их влияние на обмен учитывалось автоматически. Таким образом, сформировалось представление, что транс-изомеры — неполноценные жирные кислоты, но их недостатки можно скорректировать. Полученные данные нашли практическое применение: в маргарины стали добавлять жидкое растительное масло. Изучение влияния транс-изомеров на процессы жизнедеятельности продолжается. Результаты этих исследований подтвердили, что транс-изомеры включаются во все липидные структуры организма, кроме мозга, 44
однако всегда ограниченно. Даже при высоком потреблении их не накапливается больше какого-то предела, излишки же окисляются подобно насыщенным жирным кислотам. о, что удалось узнать про обмен транс-изомеров ненасыщенных жирных кислот, позволяло считать, что они не причиняют вреда организму (при достаточном поступлении цис-изоме- ров). Однако для полной уверенности предстояло провести эпидемиологические исследования и выяснить, не влияет ли уровень потребления трансизомеров на заболеваемость. Поскольку большая их часть окисляется, можно считать, что они играют роль энергетического ресурса, подобно насыщенным жирным кислотам. А так как высокое потребление последних — один из факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, усилия врачей сосредоточились именно на кардиологических работах. Были предприняты десятки исследований, в которых пытались проследить, как зависит заболеваемость коронарной болезнью сердца от характера потребляемого жира, в том числе от содержания в нем транс-изомеров. Исследования проводили в различных странах, отличающихся по уровню потребления транс-изомеров. Обследовали группы в сотни и тысячи человек. Однако ни в одной работе не удалось доказать, что сердечно-сосудистые заболевания возникают чаще, когда человек потребляет больше транс-изомеров. Более того, в Скандинавских странах частота заболеваемости снизилась после проведения профилактических программ, в которых взамен молочного жира, содержащего холестерин, насыщенные жирные кислоты и относительно мало транс-изомеров, рекомендовали употреблять маргарины. Эти исследования убедили не всех. Многие врачи решили, что потребление транс-изомеров подсчитано недостаточно точно: содержание подозрительных веществ измеряли только в основных жировых продуктах и всех возможных источников поступления не учитывали. И так как представление об ограниченной биологической ценности транс-изомеров оставалось неоспоримым, кое-кто поторопился преувеличить их негативное влияние на метаболизм эссенци- альных жирных кислот и представить как факторы возникновения заболеваний. Такие взгляды изложил американский автор М.Т.Мюррей, перечисляя в своей книге ряд заболеваний, в возникновении которых вроде бы повинны транс-изомеры. И все же ни в одной стране мира власти не сочли нужным принимать законодательные акты, регламентирующие содержание транс-изомеров в пищевых продуктах. В современных маргаринах содержание транс-изомеров в основном не превышает 10—15% от суммы всех жирных кислот, а в части маргаринов, сделанных из твердого пальмового и жидких растительных масел, их вооб- Содержание транс-изомеров жирных кислот в некоторых продуктах питания Продукт Содержание транс-изомеров в %% от суммы жирных кислот Сливочное масло (81,5 — 83,0% жира) 4,04 — 6,15 Молоко B,4 — 4,0% жира) 3,90 — 5,09 Сыры B1,5 — 32,0% жира) 3,59 — 5,68 Говядина C,3 — 21,5% жира) 2,78 — 9,52 Столовые маргарины F2,0 — 80,0% жира) 0,12 — 15,8 Кулинарные жиры (80% жира) 0,42 — 21,27 Хлебопекарные и кондитерские жиры (80 — 99% жира) 1,12 — 6,68 Фритюрные жиры (99,5% жира) 0,51 — 39,09 Хлебобулочные изделия A,4 — 8,7% жира) 0,25 — 17,35 Первые и вторые блюда быстрого приготовления A5,3 — 26,0% жира) 0,48 — 38,63 Картофельные чипсы A0,2 — 18,0% жира) 2,9 — 34,84 РАССЛЕДОВАНИЕ ще нет. Однако тревожный вопрос о влиянии транс-изомеров на здоровье медики не торопились считать закрытым. Это побудило 14 европейских стран затеять небывалый по размаху проект TRANSFAIR. Цель этого начинания — собрать данные по содержанию транс-изомеров в 100 наиболее популярных продуктах, определить их потребление в различных странах и выяснить, зависит ли от него частота сердечно-сосудистых заболеваний. В 1998 была опубликована первая часть результатов исследований: содержание транс-изомеров в пищевых продуктах, производимых в странах- участницах проекта. Некоторые величины приведены в таблице; как видно, разброс в содержании транс-изомеров может быть велик даже для одной группы продуктов. Далее исследователи рассчитают, сколько транс-изомеров приходится в среднем на душу населения в 14 европейских странах (с учетом «продовольственных корзин» для каждой страны) и сравнят полученные величины с данными о частоте заболеваний коронарной болезнью сердца. Это позволит поставить точку в затянувшемся споре о влиянии транс-изомеров жирных кислот на здоровье. LJ едицинские исследования и дискуссии порой длятся десятилетиями, однако в этом случае итоги можно подвести уже сейчас. Транс-изомеры жирных кислот действительно часто встречаются в пище. Они не вступают во все те реакции, в которые вступают цис-изомеры ненасыщенных жирных кислот, и если в пище будут присутствовать только транс-изомеры, возникнет дефицит многих важнейших соединений и жизнедеятельность организма будет нарушена. Однако обычно мы с растительным маслом едим достаточное количество цис-изомеров. Они компенсируют действие транс-изомеров, так что никаких отрицательных последствий для организма не наблюдается. 45
к Щ^ъггз^.'шщ Безопасные консервы Хотелось бы еще раз прочитать о том, как при заготовке грибов уберечься от ботулизма. Семья Ждановых, Воронежская обл. Ботулинический токсин — одна из самых страшных опасностей, которая подстерегает любителей домашних маринованных грибов. Именно этот продукт жизнедеятельности CI. botulinum — причина отравления, а не сама бактерия, которая в виде спор встречается почти везде: в почве, воде, придонном иле. Размножаться, а значит, выделять токсин ботулинум начинает только в анаэробных условиях, когда нет доступа воздуха (об этом рассказано в «Химии и жизни», 1980, № 9). Поэтому опасны могут быть не только консервы, но и ветчина, колбаса, соленая рыба. Стоит чуть-чуть нарушить технологию (например, плохо выпотрошить или вымыть продукты, которые вы пускаете в переработку), и неприятности обеспечены. Но опаснее всего — консервы, и именно грибные. Грибы трудно промыть как следует, а попавшая в банки земля может содержать споры бактерий, которые не разрушаются даже после пятичасовой стерилизации. Правда, отравиться свежеприготовленными продуктами невозможно: для размножения бактерий требуется значительное время. Но кто же заготавливает консервы для того, чтобы их немедленно съесть? Поэтому первая рекомендация: храните маринованные грибы в холодильнике, поскольку для бактерии наиболее благоприятна температура 20 - 37°С, а при 12- 14°С и ниже ее размножение замедляется и прекращается совсем. Если же банки простояли в холодильнике долго и у вас появились какие-либо опасения, то прокипятите содержимое (как показывает опыт, это ничуть не ухудшит вкуса) — в отличие от спор бактерий токсин ботулизма нестоек, и при кипячении разрушается в течение 10— 15 минут, а бактерии — еще быстрее. Только теперь уж ешьте грибы сразу, поскольку споры, если они были, вам все равно уничтожить не удалось. Что касается покупных консервов, то при промышленном производстве используют специальные автоклавы, в которых жестко выдерживают такой режим стерилизации, что никаких спор уже не остается. Другой способ — добавить в маринад много уксуса, доведя кислотность готового продукта до 4,4 рН. Правда, не каждый желудок выдержит такую кислятину, но зато она абсолютно безопасная. Грибы можно не мариновать, а солить. Соленые грибы обычно хранят в кастрюлях, бидонах или бочонках, где всегда есть небольшое количество воздуха, поэтому ботули- нус в них не развивается. Правда, с солеными грибами много хлопот: их тоже нужно хранить в прохладном месте, периодически удалять плесень, но согласитесь — здоровье стоит того. Прекрасный способ заготовки грибов на зиму — заморозка. Для этого свежие грибы надо тщательно очистить от грязи, обрезать корешки, разрезать на несколько частей, положить в целлофановые пакеты и — в морозильник. Из них можно всю зиму готовить вкуснейшие супы. Если вы хотите приготовить еще и жареные грибы или грибную икру, то свежие грибы надо хорошенько промыть, порезать и отварить в соленой воде. Затем слить отвар, охладить, разложить по пакетикам и заморозить. И наконец, не следует забывать о самом древнем и безопасном способе заготовки грибов — сушке. Итак, если вы хотите без боязни есть зимой маринованные грибы, то как можно тщательнее промывайте продукты перед закладкой в банку; храните заготовки в холодном месте; перед употреблением прокипятите грибы 15—20 минут; остерегайтесь покупать самодельные консервы в банках. Е.Краснова Эффект «присоски» У меня сзади на шее появился какой-то горбик. Доктор мне сказал, что это связано с женскими возрастными изменениями в организме и ничего сделать нельзя. Но ведь это случается не у всех женщин, может быть, все не так уж непоправимо? П.Чемыкина, Москва Горбик, который нередко называют климактерическим, действительно вырастает не у всех женщин, а у мужчин его и вовсе не бывает (может быть, это связано с особенностями жировых отложений). Но
врачи склонны думать, что это все-таки не признак возрастных или гормональных изменений, а скорее результат нарушения осанки. Обычно это связано с малоподвижным образом жизни и, конечно, с обменными нарушениями в организме. Поскольку практически все мы неправильно питаемся и мало двигаемся, то остеохондроз в определенном возрасте появляется почти у всех. Из-за него снижается эластичность межпозвонковых дисков. Дальше — больше: длительная неправильная нагрузка (особенно статическая) и слабость связок и мышц увеличивают изгиб позвоночника, и он как бы проседает. В этом месте появляется функциональное ограничение движений, что способствует отложению жировой ткани. Кожа натягивается и создает эффект «присоски» — тянет за собой остальные ткани, тем самым еще сильнее изгибая шейный отдел позвоночника и ограничивая движения. Круг замкнулся — горбик готов. Избавиться от него непросто, но можно. Для этого есть три основных способа — специальная гимнастика, мануальная терапия и массаж. Мануальная терапия помогает восстановить подвижность между позвонками, скорректировать изгиб позвоночника, улучшить работу окружающих мышц и связок и уменьшить болевые ощущения. Массаж улучшает крово- и лимфоток, уменьшает количество жировой ткани и тем самым — эффект «присоски». Лечебная гимнастика закрепляет действие мануальной терапии и массажа и отчасти служит профилактикой. Что касается восстановления нарушенного обмена веществ, то здесь лечение может быть только индивидуальным. Подбирать такое лечение должен врач, но в целом курс состоит из очищения организма, регуляции микроэлементного состава и восстановления регенерации тканей. Обратитесь к специалисту, проявите немного терпения, и у вас пропадет не только этот косметический дефект, но и сопровождающие его боли в затылке, шее, межлопаточной области и руках. Кандидат медицинских наук А.К.Рязанцев, Городской неврологический центр «Рыбья» кожа Купила на рынке кожаную сумку, а она чем-то так пахнет, что люди в транспорте от меня шарахаются. Что делать? В.Галутвина, Москва Как рассказали нам специалисты из НИИ коже- венно-обувной промышленности, специфический запах кожа приобретает во время выделки. Чтобы она стала мягкой, ее жируют, то есть промазывают мездру (внутренний слой кожи) водно- жировой эмульсией. Понятно, что для разного типа кож нужны эмульсии определенного состава. В нашей промышленности используют и минеральные, и животные жиры, которые предварительно обрабатывают: омыляют, фосфатируют, а потом добавляют дезодоранты. Кожу, выделанную не промышленным, а кустарным способом, могут жировать составом на >1 основе сильно пахнущего рыбьего жира или некачественного, плохо обработанного свиного. Маленькие частные предприятия нередко вносят в рецептуру творческие изменения, после чего кожа начинает пахнуть рыбой. Причиной неприятного запаха кожаной вещи может быть и лак, которым ее покрывают после выделки для придания водоотталкивающих свойств. Впрочем, в современном производстве обычно используют акрилатные лаки, которые практически не пахнут. Избавиться от неприятного запаха, к сожалению, нельзя — если удалить его источник, то есть жир, то кожа испортится и станет жесткой. Можно, конечно, проветривать пахучую вещь на балконе в сухую, нежаркую погоду. Но рыбий жир окисляется медленно, и к тому времени, когда вещь приобретет нормальный запах, вам она, скорее всего, уже не понадобится. Поэтому остается либо спрыснуть подкладку сумки духами (есть риск, что получится смесь рыбного запаха и духов), либо не покупать дешевую некачественную вещь (вероятнее всего, именно она окажется с запахом). К сожалению, густой аромат рынка, где торгуют кожей, отлично маскирует отдельные запахи, и надо проявить достаточно сноровки, чтобы не ошибиться. П.Данилов |Щ5.г^-сттяа(и ;i ;
Небесная Радуга представляет собой часть конуса, в вершине которого находится наблюдатель. Каждая точка на радуге — это луч, посланный нам одной капелькой воды. Чем больше в воздухе капель — тем ярче радуга удожник — солнце, холст — ка- . пельки воды... Вы конечно же не раз любовались этим небесным чудом: только что закончился дождь, сквозь разрывы туч проглянуло солнце — и на небе засияла радуга. Автору фотографий повезло: ему удалось запечатлеть сразу три радужные арки. Самая яркая из них называется главной радугой. Внутри разноцветной дуги иногда можно различить несколько красноватых и зеленоватых колец, постепенно бледнеющих к центру, а над нею часто видна вторичная радуга. Центр у этих двух арок общий, но вторичная радуга обычно бледнее, и цвета в ней следуют в обратном порядке. Почему так происходит? Чудесное явление природы возникает благодаря крошечным капелькам, которыми насыщен воздух после дождя; радугу можно увидеть в водяной пыли фонтана или поливальной машины, если встать спиной к солнцу. Падая на капельку воды, солнечные лучи преломляются, а затем либо проходят ее насквозь, не принимая участия в образовании радуги, либо возвращаются к нам, отразившись от внутренней поверхности сферы. Именно благодаря этим лучам мы видим на небе многоцветную арку, В 1637 году Рене Декарт вычислил оптические пути нескольких тысяч солнечных лучей, которые всегда образуют практически параллельный пучок. Оказалось, что независимо от того, на какую точку внешней поверхности шарика падает луч, после отражения от внутренней поверхности он обычно выходит из капли под углом около 42° к линии, задающей направление падающего света (рис. 1). Фактически радуга — это часть конуса, осью которого служит продолжение прямой, соединяющей солнце и Параллельные лучи одного цвета, отражаясь от внутренней поверхности капли, выходят из нее под разными углами, которые зависят от того, на какую точку шарика упал луч, а потому накладываются друг на друга в определенных точках пространства, создавая интерференционную картину — чередование красных и зеленых колец внутри радуги глаз наблюдателя; в вершине его находится сам человек (рис. 2). Итак, на выходе из капель лучи снова образуют почти параллельный пучок. Но если бы не это «почти» — никакой радуги мы бы не увидели: так как компоненты солнечного света преломляются по-разному, то после путешествия внутри водяного шарика лучи оказываются рассортированными по длине волны. Красные преломляются слабее прочих и потому образуют внешнюю дугу главной радуги, а фиолетовые, обладающие самым большим показателем преломления, оказываются внутри (рис. За). Если бы лучи разного цвета преломлялись одинаково и были на выходе абсолютно параллельны, радуги не получилось бы. Те лучи, которые не проникают в капельки глубоко, а только слегка задевают их, отражаются под произвольными углами меньше 42е. Они не рисуют разноцветную арку, а только создают светлый рассеянный фон внутри нее. Часть этих «неправильных» лучей накладывается в определенных точках пространства на «правильные» лучи того же цвета, и в результате явления, которое называется интерференцией, внутри главной радуги иногда появляются дополнительные красные и зеленые дуги (рис. 1). (Кстати, интерференция — тоже очень интересное оптическое явление. Именно оно дает нам возможность любовать-
Вторичная радуга Самую большую радугу можна увидеть на рассвете или на закате, когда лучи солнца параллельны поверхности земли. При этом лучи, падающие на верхние полусферы капелек, рисуют главную радугу, которую мы видим под углом около 42° (а), а лучи, падающие на нижние - полусферы, — вторичную радугу, расположенную ^^^- ^- у под углом ^*<4ъ ^w /^ примерно 5Г (б) Главная радуга Обратная радуга Обратную радугу порождают лучи солнца, отраженного в воде. Ее центр находится над горизонтом и пачти симметричен центру главной радуги относительно этой ваображаемой линии. Вот почему в этом случае вместо привычной дуги мы видим почти полную окружность ся красивыми переливами мыльных пузырей и тонких пленок бензина на асфальте.) Главная арка появляется благодаря свету, падающему на верхние полусферы капелек. Лучи, прошедшие сквозь нижние полусферы, также могут порадовать нас радугой, но для этого они должны дважды отразиться внутри водяного шарика (рис. 36). Часть из них покинет каплю уже после первого отражения, а потому вторичная радуга всегда будет бледнее главной. Она видна под углом 51°. Красные лучи, преломляющиеся слабее других, окажутся в этом случае на внутренней стороне дуги. Каждая точка на радужной дорожке — это послание от одной капли воды, и чем их больше, тем ярче радуга. Капелька, приславшая лично вам красный луч, уже не сможет послать в том же направлении зеленый или фиолетовый, но, быть может, один из них увидит кто-то стоящий рядом Каждый из ваших друзей видит свою радугу, а вам зеленым, желтым и голубым цветом блеснут совсем другие капельки: ведь вся великолепная картина создается не одной, а мириадами взвешенных в воздухе дождевых брызг. Помимо двух параллельных радуг, которые каждый из нас наблюдал много раз, на фотографии изображено редчайшее явление — обратная радуга. Ее можно наблюдать из лодки, если после дождя водяная гладь успокоится и в ней отразится солнце. Лучи солнца, отраженного в воде, дают жизнь перевернутой радуге. Этот источник света находится где-то под водой, а значит, линия, соединяющая его с наблюдателем, устремляется в небо, где и находится центр обратной радуги. Вот почему вместо привычной радуги-дуги мы можем увидеть теперь большую часть окружности (рис. 4). Центры главной и обратной радуг почти симметричны относительно линии горизонта, а порядок цветов в них одинаков. Но в отличие от главной, вторичная радуга случайна и недолговечна: любая, пробежавшая по воде рябь, уничтожит ее... 49
С.Алексеев начале марта чины Южной европейской обсерватории во главе с директором профессором Рикардо Джаккони собрались в чилийском местечке Паранал, что расположено в самой сухой части пустыни Атакама на высоте 2600 метров. Там они в присутствии президента этой страны дона Эдуарда Фреи Руиз-Талье успешно «зажгли первый свет», то есть приняли в эксплуатацию второй блок Очень Большого Оптического (ОБО) телескопа с зеркалами диаметром 8,2 м. Всего у этого телескопа будет четыре блока с большими зеркалами, каждому из которых дали имена на языке индейцев мапуче. Работающий с мая 1998 года назвали Анту (Солнце), только что смонтированный получил имя Кюйен (Луна), а два строящихся — Мелипал (Южный Крест) и Йепуун (Сириус). Весь монтаж должен быть закончен к 2001 году. Все четыре блока свяжут оптоволоконным кабелем, и они будут работать как один телескоп с зеркалом 16,4 метра. Сейчас самое большое зеркало A0 м) у американского телескопа KECK-1 на Гаваях, а у нас в Архызе (Карачаево- Черкессия) работает телескоп БТА с зеркалом шестиметрового диаметра. Как рассказали астрономы из ГАИШ, благодаря отличной оптике, тонкому зеркалу и двигателям на пьезоэлементах новый телекоп удастся наводить на слабо светящиеся объекты, которые не видит
ФОТОИНФОРМАЦИЯ даже орбитальный телескоп Хаббл. Уже собрано более 1000 заказов на исследования с помощью ОБО. Первые же наблюдения показали, что блок Кюйен работает хорошо, а когда его настроят, то астрономы смогут получить уникальные данные. Хотя красивые космические объекты во время проверки систем наблюдения уже сфотографировали, например участок космоса вблизи южного полярного созвездия Хамелеон I (фото 1), заполненный яркой туманностью и горячими звездами. На фото 2 — изображение спиральной галактики NGC2997 в созвездии Англия, синтезированное из трех одноцветных изображений, полученных соответственно в зеленой, красной и ближней инфракрасной областях спектра. Поперечный размер сфотографированной области — 55 тысяч световых лет. В двойной галактике из созвездия Кентавра (фото 3) справа расположена NGC5090A типа SO с ярким центром, окруженная тусклыми звездами, плохо видимыми на изображении. А похожие на звезды яркие объекты, расположенные вокруг, на самом деле могут оказаться карликовыми галактиками. Слева — спиральная галактика NGC 5090В типа Sa. Скорости галактик различаются примерно на 1000 км/с, поэтому непонятно — то ли они находятся далеко друг от друга, то ли быстро пролетают на близком расстоянии. Это изображение, как и фото 4, получено из картинок, снятых в синем, желто-зеленом и красном цвете. А на фото 4 — центральная область спиральной галактики ES0269-57 из того же созвездия Кентавра. На расстоянии в 150 млн. световых лет расположено много галактик, которые образуют рыхлое скопление и ярко светятся. На заднем фоне — более тусклые отдаленные галактики. ES0269-57 принадлежит к типу Sar, где г обозначает хорошо заметное на изображении кольцо вокруг яркого центра. Центр шарового скопления Messier 68 (NGC4590) в созвездии Гидры — на фото 5. Диаметр скопления —140 световых лет, и оно удалено на 35 тысяч световых лет от Земли. Между прочим, как заметили ученые, приехавшие в чилийские горы отметить столь важное событие, строительство грандиозного телескопа (фото 6) было бы невозможно без успешного сотрудничества многих институтов, предприятий, а также правительств стран-участниц — Бельгии, Дании, Франции, Германии, Италии, Нидерландов, Швеции и Швейцарии. Вот и строили бы они телескопы совместными усилиями. Это у них хорошо получается.
В.П.Визгин На склоне своих лет Фредерик Содди как-то выразился в том духе, что поиск нового, атомного, источника энергии породил главное чудо и, вместе с ним, самый страшный кошмар XX века — атомную бомбу. Трудно не согласиться с Фредериком Содди, но начиналось все это, при деятельном, кстати, участии того же Содди, не столь апокалиптически. Напротив, жизнерадостно начиналось, с энтузиазмом и верой в светлое будущее, присущей революционерам всех времен и народов. Ибо XX век начался очередной революцией в физике — на этот раз квантово-релятивистской. 1902—1903. Предтечи: П. и М.Кюри, Ф.Содди, Э.Резерфорд Первые сигналы о том, что внутри атомов скрыты огромные запасы энергии, поступили как раз от того элемента, который впоследствии и подсказал способ ее извлечения. В самом конце XIX века Антуан Анри Беккерель, пытавшийся обнаружить рентгеновское излучение при флюоресценции солей урана, открыл явление радиоактивности — беккере- левы лучи. Открытие Беккереля заинтересовало многих. Имена большинства история не сохранила, остались только те, кто добился заметных успехов: во Франции ими были, помимо самого Беккереля, Мария и Пьер Кюри, Поль Виллар, в Англии — Эрнест Резерфорд и Содди, в Германии и Австрии — Эгон Швейтлер, Стефен Майер, чуть позже — Отто Ган. Но первыми до конца осознали, что попало им в руки, были все-таки Содди с Резерфордом. И произошло это не позже 1902—1903 годов, потому что уже в 1903 году Содди написал: «Атомная энергия, по всей вероятности, обладает несравненно большей мощностью, чем молекулярная энергия, <...> и сознание этого факта должно заставить нас рассматривать планету, на которой мы живем, как склад взрывчатых веществ, обладающих невероятной взрывной силой». (Спустя пять лет Содди писал что-то насчет возможности с помощью атомной энергии «превратить всю планету в цветущий сад», но это не имело никакого значения, главные слова уже были сказаны.) 52
1905. Релятивистский аргумент Эйнштейна в пользу атомной энергии К началу испытаний первой атомной бомбы в Соединенных Штатах был подготовлен к печати так называемый «Отчет Смита», который увидел свет в том же 1945 году, но уже после Хиросимы и Нагасаки и под названием «Официальный отчет о разработке атомной бомбы под наблюдением правительства США». Введение к этой книге начиналось с фразы о том, что эйнштейновское соот- Оборона — наша честь, Дело всенародное. Бомба атомная есть, Есть и водородная! Сергей Михалков ношение Е=глс2 «выбрано в качестве руководящего принципа изложения» всего дальнейшего. Да и сам Эйнштейн полагал, что это фундаментальное следствие теории относительности, разрабатываемой им в 1905 году, найдет экспериментальное подтверждение именно при изучении радиоактивных веществ. Как в воду глядел. 1911-1913. Резерфорд открывает атомное ядро и возникает ядерная физика Гипотезу о ядерном строении атома выдвинул в 1904 году Хантаро Нага- ока, один из основателей японской физики. В 1908—1909 годах работавшие в Манчестере у Резерфорда Ханс Гейгер и Эрнест Марсден установили, что при прохождении альфа-частиц сквозь тонкие пластинки из металлической фольги подавляющее большинство пролетает навылет, но единичные частицы отклоняются на углы больше 90°, или, попросту говоря, отражаются. Отсюда Резерфорд в 1911 году делает вывод о том, что такое возможно лишь в случае, если «атом содержит центральный заряд, распределенный в очень малом объеме». Масса этого заряда равняется половине атомного веса. Голландец Антониус Ван Ден Брук на основе работ Резерфорда, Гейгера и Марсден а находит: заряд ядра элемента совпадает с его порядковым номером в Периодической системе. В том же 1913 году Нильс Бор, работавший в Манчестере у Резерфорда, положил ядерную модель в основу своей квантовой теории атома, что объясняло ряд непонятных до этого спектральных закономерностей и вместе с тем устойчивость «ядерного атома». Так, можно сказать, ядерная структура атомов обрела статус научного факта (а развитие теории Бора в двадцатые годы привело к возникновению квантовой механики). 1919-1920. Резерфорд расщепляет ядро и предсказывает нейтрон Резерфорд, переехав в Кембридж, делает несколько важных открытий. Во-первых, он видит, что при воздействии альфа-частиц на атомы легких газов происходят ядерные превращения, а значит, понимает он, их можно вызвать искусственно. Во- вторых, при этом в ряде случаев испускаются положительно заряженные частицы, которые служат основными структурными элементами ядер (Резерфорд назвал их протонами). И наконец, логика подсказывает, что должен существовать еще один структурный элемент ядра, а точнее — нейтральная частица с массой, равной массе протона, и эта частица, как пророчески заметил Резерфорд, должна «свободно проникать в структуру атомов», а посему стать «новым эффективным инструментом ее исследования». 1932. «Год чудес» в «Великое трехлетие» ядерной физики A932-1934) В 1932 году Джеймс Чэдвик наконец открывает нейтрон, предсказанный Резерфордом, его учителем по Кембриджу. И едва исследователи получили в руки этот «эффективный инструмент», как открытия хлынули лавиной. Дмитрий Дмитриевич Иваненко (СССР) и Вернер Гейзенберг (Германия) создают протонно-нейтрон- ную модель атомного ядра. Ученики Резерфорда Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон расщепляют ядра лития протонами, ускоренными с помощью электростатического ускорителя. В США Гаролд Юри с сотрудниками открывают дейтерий, тяжелый протон водорода. Еще один американец, Карл Андерсон, открывает в косми- 53
ческих лучах позитрон, положительно заряженный аналог электрона. В 1933 году Патрик Блэкетт и Джу- зеппе Оккиалини подтверждают открытие Андерсона. Гилберт Льюис и Р.Макдональд в США открывают тяжелую воду. Сразу во Франции (Ирен и Фредерик Жолио-Кюри), в Англии (Блэкетт, Оккиалини и Чэдвик), в США (Андерсон) и в Германии (Л. Мейтнер) обнаруживают рождение электронно- позитронных пар из жестких гамма- квантов вблизи ядер достаточно тяжелых элементов. В 1934 году Энрико Ферми, добавив гипотезу Вольфганга Паули о нейтрино (безмассовой нейтральной частице, вылетающей при бета-распаде) к протонно-нейтронной модели ядра, создает теорию бета-распада. Тот же Ферми публикует первые работы по облучению урана медленными нейтронами, где приходит к выводу, что ему удалось получить новые элементы номер 93 и 94 (их химическую идентификацию провести Ферми не удалось — не было достаточного количества для анализа). Ирен и Фредерик Жолио-Кюри экспериментально открывают явление искусственной радиоактивности химических элементов. Ида Ноддак (Германия) теоретически предсказывает возможность деления ядер урана. Лео Сциллард в Англии высказывает мысль о цепной ядерной реакции при облучении бериллия нейтронами, что, как он считает, можно использовать для получения мощной взрывчатки нового типа. Первая атомная бомба мощностью двадцать килотонн РДС-1 взорванная 29 августа 1949 г. Маркус Олифант, Пол Хартек и Ре- зерфорд открывают тритий, сверхтяжелый изотоп водорода. Прорыв в ядерной физике за эти три года оказался таким значительным, что, как это видно задним числом, уже в 1934 году физики имели все теоретические предпосылки для создания атомной бомбы —деление урана, цепной характер этого деления и, по сути, уже открытый плутоний. Однако потребовалось еще несколько лет исследований физиков в содружестве с химиками, чтобы открыть феномен деления урана с помощью медленных нейтронов. 1938-1939. «Томный» характер атомной энергии На этот раз вперед вышли немцы. Отто Ган и Фриц Штрассман уверенно фиксируют расщепление ядра урана под действием медленных нейтронов. А теоретическое объяснение явлению дают Лизе Мейтнер и Отто Фриш, вынужденные эмигрировать из фашистской Германии в Швецию. Они же в очередной раз, но теперь не умозрительно, а строго доказательно, указывают на то, что деление ядер должно сопровождаться высвобождением огромных количеств энергии, что Фриш подтверждает экспериментально. С начала 1939 года новое явление изучают сразу в Англии, Франции, США и Советском Союзе. Нильс Бор и Джон Уилер в Соединенных Штатах и Яков Ильич Френкель в СССР предлагают теорию деления ядер, и почти сразу выясняется цепной характер деления (В? Цинн и Лео Сциллард, США, Яков Борисович Зельдович и Юлий Борисович Харитон, СССР). Появляется понятие кричес- кой массы урана, при достижении которой начинается процесс деления (Френсис Перрен, Франция). Выясняется решающая роль изотопа ура- на-235 (актиноурана, как тогда говорили), составляющего в природной урановой смеси всего 0,71% (Нильс Бор). Открывают два трансурановых элемента, 93-й и 94-й — нептуний и плутоний (Эдвин Макмил- лан, Филипп Абельсон, Гленн Си- борг, США), и устанавливают, что плутоний так же хорошо делится под действием нейтронов, как и уран-235 (Джозеф Кеннеди, Сиборг, Эмилио Сегре, Артур Валь, США). Таким образом, окончательно стало известно все необходимое для извлечения атомной энергии. Позже Содци предлагал назвать эту энергию как полагается: «томной», то есть Юш Б.Харитон со своим детищем
«делительной» (слово «атомная» означает как раз «неделимую»). Но неологизм Содди не привился. 1939-1945. Финишный рывок В 1939 году началась Вторая мировая война. Но еще на ее пороге физики-ядерщики, похоже, окончательно осознали, к чему на самом деле могут привести их открытия. 2 августа 1939 года Альберт Эйнштейн (после настоятельных уговоров Сциллар- да и Юджина Вигнера) пишет письмо президенту Рузвельту, и в США в октябре 1939 года появляется первый правительственный комитет по атомной энергии. В Англии, где развертываются работы по военному применению ура- на-235, предпочитают не пользоваться эвфемизмами типа «атомная энергия»: а называют вещи своими именами. Летом 1941 года Чэдвик заявляет: «Мы убеждены, что создание атомной бомбы реально и может сыграть решающую роль в войне». Аналогичные призывы слышны в Кремле и от собственных, советских, ученых. Но после 22 июня 1941 года ядерные заботы отошли здесь на второй план. А в США работа тем временем идет по двум направлениям: 1) выделение урана-235 из природной смеси, а точнее — поиск наиболее эффективного метода разделения изотопов урана, и 2) сооружение ядерного реактора для наработки плутония-239, который, как и уран-235, годился для «томной» бомбы. Первый в мире реактор был запущен в США под руководством Эн- рико Ферми в декабре 1942 года. Советский Союз под давлением данных разведки тоже вынужден принять Самая мощная в мире пятидесятимега тонная водородная бомба государственную программу по созданию атомной бомбы. В феврале 1943 года в Москве возникает секретная Лаборатория № 2 АН СССР, где под руководством Игоря Васильевича Курчатова ведут работу по тем же двум направлениям, что и американцы. При этом разведывательный канал из США продолжал действовать всю войну и после нее и существенно корректировал советскую программу. В июле 1945 года американцы финишируют, испытав на полигоне в Аламогордо первую в мире плутониевую бомбу. Свои вторую и третью бомбы они сбросили на Хиросиму и Нагасаки, форсировав завершение Второй мировой войны. 1945-1949. Ядерный паритет достигнут Советский атомный проект отставал от американского ровно на четыре года. В декабре 1946 года Курчатов запустил первый в Европе атомный реактор, а 29 августа 1949 года Советский Союз испытал свою первую плутониевую бомбу на полигоне под Семипалатинском. Как стало известно совсем недавно (в 1992 году), она была точной копией американской бомбы, о которой наши специалисты знали еще в 1945 году. Но тогда, в 1949-м, успех СССР казался неожиданным. Ведь для создания бомбы недостаточно было иметь известный научный потенциал и располагать конкретными разведывательными сведениями, как ее сделать практически, руками. Для наработки даже минимальных количеств оружейных урана и плутония требовалось создать абсолютно новую и очень высоко технологичную по тем временам промышленность, что, как считали на Западе, в ближайшие лет двадцать для Советского Союза нереально. Но как бы то ни было, атомная бомба у СССР появилась, и начался отсчет новой эпохи — мира во всем мире под угрозой всеобщего уничтожения. 1949—? Армагеддон продолжается Когда-то Плиний Старший так же серьезно, как мы сейчас обсуждаем плюсы и минусы расползания ядерного оружия по странам мира, обсуждал апокалиптическую судьбу другого научного открытия: «Железо служит жизни лучшим и худшим орудием, поскольку им мы вспахиваем землю... им мы строим дома, разрубаем скалы, и для всех других надобностей пользуемся мы железом, но им же пользуемся для войн, убийств, разбоев, не врукопашную только, а даже метательным и летящим... Это я считаю преступнейшим коварством человеческой изобретательности... В договоре, который после изгнания царей заключил с римским народом Порсенна, мы находим и особое условие, по которому римский народ железом мог пользоваться только в земледелии, и тогда было установлено писать костяными стилями... Существует эдикт Помпея Великого, изданный в его третье консульство в связи с беспорядками из-за убийства Клодия, в котором он запрещал в Городе какое бы то ни было оружие (подразумевалось — железное. — Ред.)». В переводе на современный язык уже давно позабытого всеми Клодия звали бы Хиросима-и-Нагасаки, а чем кончился договор о нераспространении железа знал еще Плиний. 55
ШШ^ *• Член-корреспондент РАН Г.Р.Иваницкий, кандидат физико-математических наук А.А.Деев Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН Бь/гь может (лестная надежда!), Укажет будущий невежда На мой прославленный портрет 5 И молвит: го-го был поэт! г^ А.С.ПУШКИН В общем-то это странно на первый ^ взгляд: Пушкин, который в поззии был ^S всегда предельно точным, рискнул предположить, что его абстрактный потомок (к тому же невежда) лишь по одному живописному изображению «^ жившего много лет назад человека W (го бишь Пушкина же) сразу признает ) в нем поэта, и не рядового, Ъ а знаменитого (оговорка «то-то» ч^ здесь неспроста). ;■ Странно — и не странно. Ибо Пушкин был точным действительно у всегда. Заметьте: ключевое слово гут — «прославленный». К этому слову мы еще вернемся. И.Е.Репин: «Нет удачи!» 28 января 1917 года Илья Ефимович Репин, который в течение двадцати лет работал над картиной «Пушкин на берегу Невы», писал Леониду Андрееву: «Испробованы все мои самые смелые приемы — нет удачи, нет удачи, а между тем ведь вот, кажется, так ясно я вижу этого «неприятного, вертлявого человека», этого «обезьяну», этого возлюбленного поэта... Передо мной фотографии со всех его портретов, передо мною две маски с мертвого; я уже умею разбираться, что лучше из всего материала; уже совершенно ясно чувствую характер этого чистокровного арапа. Маска с мертвого так изящна по своим чертам и пластике, так красивы эти благородные кости, такой страстью полно было это в высшей степени подвижное лицо, и все это было заключено в строгой раме врожденного благородства
I I III I «Карты компьютерного пасьянса»: 1 — фрагмент изображения головы натуры (из «Прейслеровской рисовальной книги», 1724 г.) — одного из основных учебных пособий Российской академии художеств в XVIII — XIX вв., по которому учились портретисты, создавшие прижизненные портреты Л.С.Пушкина) с разметкой антропометрических соотношений изображения рельефа лица; 2 — один из портретов поэта с цифровыми значениями его антропометрических параметров; 3 — глаза и 4— нижняя часть изображения лица поэта из разных портретов для «фоторобота» и гениального ума... И вот я, посредственный художник, дерзнул изобразить этого гения... Признаюсь вам — особенно три последние недели, еще более три последние дня, опять беззаветно, ходил на приступ своего Порт-Артура». Вот таковыми были творческие мучения вовсе не посредственного, а великого художника Репина, по его словам, дерзнувшего воссоздать внешний облик великого поэта, используя многочисленные художественные материалы предшественников. Но — «нет удачи, нет удачи»! Еще об одном великом Как известно, у Дмитрия Ивановича Менделеева было много предшественников: немец И.Дюберейнер, французы Ж.Дюма и А.Шанкуртуа, англичане У.Од- линг и Дж.Ньюлендс. Все они пытались навести порядок в хаосе известных на тот период химических элементов и их соединений. Так, в 1829 году И.Дюберейнер подметил, что если расположить три сходных химических элемента в ряд — например, Ca, Sr и Ва, — то атомная масса среднего вещества такой тройки приближенно равна полусумме атомных масс крайних членов. В 1834 году Ж.Дюма сформулировал гипотезу, согласно которой любые элементы в химических соединениях могут быть заменены другими «похожими». Так возникла идея гомологического ряда. И тот же Дюма еще через 9 лет установил существование первого гомологического ряда в органической химии — ряда муравьиной кислоты. Эти «триады» оказались первой, но далеко не последней попыткой классификации химических элементов. Дж.Ньюлендс за 65 лет до Менделеева также пытался систематизировать элементы, объединяя их в тройки. Но все эти попытки вызывали лишь ехидные вопросы со стороны химиков — к примеру, такой: «А не пытались ли вы располагать элементы по алфавиту и найти здесь какую-либо закономерность?» Однако Д.И.Менделееву удалось-таки решить задачу. Он сгруппировал похожие элементы и, переставляя их группы, нашел долгожданную периодичность. Алгоритм его работы был прост: «смотри и пробуй». Менделеев записал на отдельных карточках свойства и атомные массы элементов, а потом... потом раскладывал пасьянсы. И 17 февраля 1869 года наконец воскликнул: «Эврика!» Говорят, что решение явилось ему во сне. РАССЛЕДОВАНИЕ Великие комбинаторы В истории науки и искусства найдется не так уж много дат, сравнимых по значению с 26 мая F июня) 1799 года и с 17 февраля A марта) 1869-го. Первая из этих дат — день рождения А.С.Пушкина, вторая —день открытия Д.И.Менделеевым периодической системы химических элементов. Казалось бы, между названными событиями нет ничего общего, кроме того разве, что в 1999 году они — юбилейные: А.С.Пушкину—200 лет, периодической системе — 130. Однако для авторов этой статьи оба юбилея оказались связаны между собой, причем вышло так по чистой случайности. Пушкинский юбилей послужил для нас поводом к тому, чтобы компьютерными методами, на основе «пасьянса Менделеева» как способа решения, воссоздать наиболее вероятный внешний облик великого позта. Основания для этого были: мы уже имели многолетний опыт работ по реконструкции различных молекулярных биоструктур — опыт, накопленный при изучении белков, вирусов и клеток. Это вселяло в нас определенный оптимизм. Не скроем, задуманную нами работу мы воспринимали поначалу как игру. Но затем, как-то незаметно, она переросла в объемное биофизическое исследование — с элементами искусствоведения, психологии восприятия образов, а затем — с компьютерным анализом и синтезом образов, то есть объединением наиболее характерных элементов лица из различных образов. К нашему удивлению и сожалению, эта работа оказалась более сложной, чем мы предполагали, и имеющийся у нас опыт далеко не всегда приходил на помощь и выручал. Прежде мы исследовали микро- биоструктуры по электронно-микроскопическим, рентгеновским или оптическим снимкам. Их изображения часто были искажены из-за аберраций приборов, однако эти приборные ошибки, накладываемые на истинный образ биоструктур, можно было оценить, вычислить и затем скорректировать. А вот в данном случае мы имели дело с рукотворными портретами поэта, то есть с произведениями искусст- 57
Галерея автопортретов А.С.Пушкина, относящихся к разным периодам его творчества: 1 — на полях рукописи поэмы «Кавказский пленник»; 2. 4, 5, 6, 11 — на полях черновой записи рукописи романа «Евгений Онегин»; 3 — на листке с записями турецких слов; # — на листке с автографом стихотворения «Н.Д. Киселеву»; 9 — зарисовка Пушкина в альбоме Ушаковой; 7, 10 — два автопортрета на одном листе: на первом — так автор видел себя до ссылки, на втором — после возвращения; 12 — один из последних автопортретов на черновике письма к В.Л.Соллогубу ва. Человеческое же творчество — зто, как известно, то немногое, что с большим трудом поддается формализации. Тем не менее именно способ, которым воспользовался Д.И.Менделеев при формировании своей таблицы, подсказал нам, как модифицировать алгоритм воссоздания живописных образов. Ключевыми понятиями для Менделеева были следующие: весовые соотношения, перебор (комбинаторика) и гомологические ряды «похожести». Может быть, и нам воспользоваться этим принципом? Ведь хорошо известно, что в процессе переработки старого материала часто возникает нечто новое, и именно как не существовавшее ранее любопытное сочетание. Комбинационная игра, оценка образов и их последующий отбор — это основа продуктивного мышления. И вот, собрав прижизненные живописные и словесные портреты позта, мы решили именно таким же способом реализовать поставленную задачу (иллюстрация этого принципа — см. рис. 1). Заметим, кстати, что самому Пушкину в его творчестве комбинаторика была не чужда. Вот пример — одна из его эпиграмм: Угрюмых тройка есть певцов — Шихматов, Шаховской, Шишков, Уму есть тройка супостатов — Шишков наш, Шаховской, Шихматов, Но кто глупей из тройки злой? Шишков, Шихматов, Шаховской! Когда всего много, но нет таланта, нужен компьютер (шутка!) И все-таки решение нашей задачи не исчерпывалось лишь простой комбинаторикой и выстраиванием гомологических рядов образов. Она одновременно напоминала моделирование интеллектуальной работы художников, в свое время пытавшихся воссоздать облик «ушедшей натуры», то есть Пушкина. О том, как мучился И.Е.Репин, работая над таким, обобщенным, портретом поэта, мы уже говорили. А ведь аналогичную работу выполняли до Репина многие живописцы! Все материалы о Пушкине, которыми располагал Репин, были и у нас. Это словесные портреты поэта, почерпнутые из мемуаров его современников, а также визуальные живописные портреты, зарисовки лица, выполненные самим Пушкиным на полях своих рукописей и в альбомах друзей (рис. 2). Кроме того, у нас были зарисовки и скульптурные портреты Пушкина, созданные художниками и скульпторами уже после смерти поэта — как теми, кто, возможно, видел его живого, так и теми, кто рисовал Пушкина, опираясь на произведения предшественников. Были у нас также и зарисовки лица поэта на смертном одре, и фотографии его посмертной маски в разных ракурсах (рис.3). Кстати, о маске. Мы возлагали на нее большие надежды — как на объективный носитель образа поэта. Однако выяснилось, что маска лишь приблизительно отражает облик живого лица. Причина следующая: после смерти человека мышцы его лица расслабляются, а ткани, напротив, сжимаются, поскольку кровяное давление становится нулевым — попросту говоря, его нет. Черты лица заостряются. Эти изменения довольно индивидуальны, они зависят от тканевой структуры лица конкретного человека, массы мягких тканей и плотности сосудов кровеносной системы. В свое время наш знаменитый антрополог-скульптор М. М. Герасимов, создавая метод пластической реконструкции лица по черепу, исследовал эти вопросы. И вывод такой: не зная, каким был облик человека при жизни, точно реконструировать рельеф его лица по маске, а тем более по черепу, нельзя. Возможно передать лишь приблизительный облик натуры, но образ (именно образ!) сложится вполне узнаваемым. Мы специально подчеркиваем этот аспект проблемы, чтобы у читателей не возникало вопроса, почему мы не воспользовались компьютерными методами криминалистики, созданными на основе работ Герасимова. В общем, много чего у нас было. Не было, к сожалению, только одного: художественного таланта, каким обладал И.Е.Репин. Зато мы имели компьютер! 58
♦ ♦ Л 'v> *J I I rft i Л Посмертная маска поэта в разных ракурсах и пять рисунков «А.С.Пушкин на смертном одре». Художники: АЛ Козлов (верхний справа), следующий — неизвестный художник (возможно, А.Н.Струговщиков), А.Н.Мокрицкий, Ф.А.Бруни (второй ряд) и ВЛЖуковский От субъективизма никуда не деться и в точной науке Итак, посмертная маска поэта, на которую поначалу мы возлагали надежду, не оказалась определяющим фактором в нашей работе. Да и вообще необходимо держать в уме следующее: задача восстановления облика по портретам, маске или черепу — в строгом смысле некорректна. Дело вот в чем. Создание наиболее вероятного облика Пушкина при последовательном извлечении из архивов его словесных и живописных портретов состоит, по сути, в решении задач в обратном порядке причинно-следственных отношений. Это напоминает химическое исследование исторических объектов (скажем, метеорита или останков вымерших животных), когда по продуктам химической реакции необходимо определить, какие вещества-субстраты участвовали в реакции. Решение таких задач основано на выдвижении гипотез с их последующей проверкой. При этом можно собрать многочисленные косвенные «улики» и по ним пы- таться реконструировать как субстраты, так и сам ход реакции. Однако решение подобной задачи неоднозначно: один и тот же продукт может быть получен и охарактеризован разными способами. Ну а кроме того, существенную роль здесь играет фактор времени — взгляд из, так сказать, ясного настоящего в туманное прошлое. То есть известный метод восстановления целого по фрагментам всегда несет в себе элемент субъективизма исследователя, хотя и имеет разнообразные области применений. Кстати, этот метод используется и в искусстве. Вот как Пушкин создает образ ночного бегства в поэме «Полтава»: Никто не знал, когда и как Она сокрылась. Лишь рыбак Той ночью слышал конский топот, Казачью речь и женский шепот, И утром след осьми подков Был виден на росе лугов. В основе образа здесь четыре детали: конский топот, казачья речь, женский шепот, след подков. А вот целостный образ побега воссоздается самим читателем в силу его собственного понимания связей .РАССЛЕДОВАНИЕ между этими признаками. Короче говоря, субъективизм. Допустим ли он в искусстве? Безусловно. А в науке? Чем меньше, тем лучше. Именно поэтому, чтобы свести фактор субъективизма к минимуму, следовало использовать количественный анализ, а именно — анализ антропометрических признаков. Фоторобот, морфинг и «суд присяжных» Для создания с помощью компьютера обобщенного, наиболее реального образа Пушкина мы производили синтез его портретов из имевшихся у нас 38 базовых образов C2 портрета, а также фотографии маски и рисунки «Пушкин на смертном одре»). Этот синтез осуществляли методом комбинаторных перестановок элементов портретов (метод «фоторобот») и наложением изображений друг на друга (метод «морфинг»), иллюстрация работы которых показана на рис. 4. После синтеза множества обликов поэта мы неизбежно должны были выслу- 59
4 Иллюстрация работы методов «фоторобота» (а) и «морфинга» (б). Переход от одного портрета к другому при перестановках их элементов и наложении их друг на друга с различными весовыми коэффициентами шать мнения экспертов — «суда присяжных». Эту группу составили люди, высокая квалификация которых не подлежала сомнению, — пушкинисты, криминалисты и специалисты в области компьютерного распознавания образов. Они и отбирали наиболее вероятный облик лица Пушкина. Однако этот отбор имел вероятностный характер: ведь Пушкина уже нет в живых, а среди нас, ныне живущих, нет тех, кто его видел. Опять субъективизм; решение «суда» при выборе одной гипотезы из множества других вызывает сомнение и порождает вопрос: «А судьи кто?» Поэтому мы можем лишь утверждать, что отобранные экспертами образы из множества синтезированных нами портретов Пушкина не противоречат словесным описаниям и живописным прижизненным портретам позта (конечно, с учетом квалификации и объективности мемуаристов и художников). Однако заметим: даже после всех поправок выбранный портрет остается все равно только портретом, а не фотографией и несет на себе груз субъективизма. Тем не менее мы рискнули обнародовать полученные нами изображения поэта, соответствующие его облику в различные периоды жизни (рис. 5 — 7). Не будем утомлять читателя математическими выкладками, связанными с измерением антропометрических параметров лиц на портретах, с количественными от- В центре — выбранный экспертами синтезированный образ поэта в возрасте 15 —16 лет 1СГ.ЧырыковA815) .Неизв. худ. A801-1802) 60
РАССЛЕДОВАНИЕ клонениями этих параметров на различных портретах и с формированием пространств из этих признаков с целью распознавания образов. И также не станем излагать методы поворотов изображений на портретах для их сравнения, расчетные формулы эллипсоидальной геометрии при проекциях рельефа лица на плоскость портрета и обнаруженные нами психологические особенности восприятия портретов. Обо всем этом можно узнать, прочитав наши статьи в журналах «Успехи физических наук» (№ 5, 1999) и «Вестник Российской академии наук» (№ 6,1999). Перейдем сразу к зрительному ряду портретов, составивших базу данных в нашем компьютере, и к результатам работы. Молодой, зрелый, стареющий Проживи Пушкин еще хотя бы пять лет, потомки, возможно, располагали бы его фотопортретами, а это заметно облегчило бы наши исследования. Как известно, первые черно-белые фотоизображения были сделаны во Франции Л.Ж.М.Дагером и Ж.Н.Ньепсом в 1839 году; двумя годами позже то же произошло в Англии, а затем и в России. Пушкину было бы тогда 40 — 45 лет. А если бы он дожил до 86 — 87 лет (как, например, его друг князь П.А.Вяземский), то, не исключено, в истории осталось бы и его цветное фотоизображение. Но история не имеет сослагательного наклонения. Результат проведенной нами реконструкции образа молодого Пушкина в возрасте приблизительно 15 — 16 лет показан на рис. 5 в центре, вокруг которого — дошедшие до нас порт- В центре — выбранный экспертами синтезированный образ поэта в возрасте 27—28 лет О. А Кипренский A827) Н.И.Уткин A827) К П. Витали A843) АМОпекушин A880)
реты Пушкина-ребенка и периода юности. Из трех образов молодого поэта (образы 2 — 4 на рис. 5) мы синтезировали ни много ни мало 24 новых портрета, из которых эксперты выбрали портрет, полученный из образов 2 и 3 методом «морфинг». При выборе учитывались два обстоятельства: во-первых, образ поэта в зрелом возрасте и возможность перехода к нему при взрослении выбираемого детского лица; во-вторых, то, что Н.И.Гнедич, впервые издавая в 1822 году «Кавказского пленника» Пушкина, поместил там именно портрет 3, что было обусловлено, скорее всего, наибольшим сходством с автором поэмы. Выбранный экспертами синтезированный портрет молодого Пушкина весьма похож на образы 2 и 3, а кроме того, совпадает со словесными описаниями его внешности в тот период жизни. Не противоречит этим описаниям и сам Пушкин: «У меня свежий цвет лица, русые волосы и кудрявая голова». Теперь — Пушкин в возрасте 27 — 28 лет. На рис. 6 в центре представлен портрет, отобранный экспертами как наиболее вероятный внешний облик поэта в этом возрасте. Отбор производили из базовых портретов, а также сотни новых, синтезированных компьютером. Ну а тот портрет, который в конце концов отобрали эксперты, мы получили прямым объединением по программе «морфинг» портретов работ О.А.Кипренского и В.А.Тропини- на (Елагинская копия). Чем же руководствовались эксперты, выбирая именно этот образ? Первое — это степень сходства антропометрических параметров выбранного изображения со средним их значением по всей совокупности прижизненных портретов Пушкина данного возрастного периода. Второе — соответствие этого образа словесным описаниям внешности поэта. Вот некоторые из таких словесных портретов. «С Пушкина списал Кипренский портрет, необычайно похожий» (Н.А. Муханов, знакомый Пушкина, в письме к брату от 15 июля 1827 года). ИЛЛшт A837) Н.П.Улъяно* A936) КЛ Сомов A899) П.Я.Павлинов A924) Г.Ф.Гиппиус A827-1828) В.И.Шухаев A960) К.С.Петров-Водкин A936) Н.П.Гаврилов A938) В центре — выбранный экспертами синтезированный образ поэта в возрасте после 35 лет 62
Результаты исследования пущинских биофизиков достаточно широко представлены в прессе. Однако для нас было полной неожиданностью появление подобного материала в другом научно-популярном журнале. «Вот поэт Пушкин. Не смотрите на подпись: видев его хоть раз живого, вы тотчас признаете его проницательные глаза и рот, которому недостает только беспрестанного вздрагивания: этот портрет писан Кипренским» (профессор Петербургского университета А.В.Никитен- ко, 2 сентября 1827 года). «Не распространяясь в исчислении красот сего произведения г. Кипренского, мы скажем только, что это живой Пушкин» (Ф.В.Булгарин. Газета «Северная пчела», 1827 г.). «Среднего роста, худощавый, с мелкими чертами смуглого лица. Только когда вглядишься пристально в глаза, увидишь задумчивую глубину и какое- то благородство в этих глазах, которых потом не забудешь... Лучше всего, по- моему, напоминает его гравюра Уткина с портрета Кипренского. Во всех других копиях у него глаза сделаны слишком открытыми, почти выпуклыми, нос выдающимся — это неверно. У него было небольшое лицо и прекрасная, пропорциональная лицу голова, с негустыми, кудрявыми волосами», (из воспоминаний И.А.Гончарова, когда он студентом впервые увидел Пушкина при посещении им Московского университета 27 сентября 1832 года). Наши эксперты приняли во внимание на выбранном ими в итоге портрете Пушкина, о котором сейчас речь, еще одну деталь: характерные особенности его подбородка и губ — явные признаки Ганнибаловой (эфиопской) наследственности. Ну и что еще существенно, так это высокая квалификация художников — В.А.Тропинина и О.А.Кипренского, создавших портреты Пушкина, которые взаимно дополняют друг друга в манере портретной живописи. Казалось бы, задача решена успешно. Однако, не скроем, выяснилось (и это очень важно), что на каждого из экспертов при их выборе непроизвольно оказывал влияние уже сформировавшийся социальный стереотип облика поэта, и это не позволяло им заметно отклоняться от принятого стандарта. Ну а кроме того, влияла и привлекательность образа, полученного методом наложения и усреднения, — то, что называется «давлением усреднения». Фокус вот в чем. Обычно считается, что «среднее» лицо непривлекательно, однако в нашем случае вышло наоборот: «среднее» лицо Пушкина — всмотритесь! — обладает особой привлекательностью. Вот и решайте, соответствует ли усредненный портрет Тропинина — Кипренского реальному облику поэта или выбор именно этого портрета определили непроизвольные внутренние установки экспертов! И наконец, мы попытались создать внешний облик позднего Пушкина — Пушкина после 1830 года. Выбранный экспертами образ представлен на рис. 7 в центре. Он получен методом «фоторобот» из портретов В.А.Шухаева и Жана Вивьена, хотя в принципе похожий на этот образ портрет можно получить методом «фоторобот» и из портретов Жана Вивьена и И.Л.Линева. Выбор экспертами образа позднего Пушкина подтверждается словесными портретами поэта последнего периода его жизни: «Вообще пылкого, вдохновенного Пушкина уже не было. Какая-то грусть лежала на лице его» (П.Х. Граббе, знакомый Пушкина, автор воспоминаний о встрече с ним). «К концу жизни у него уже начала показываться лысина и волосы его переставали виться» (П.В.Нащокин, один из близких друзей Пушкина). «Я уверен, что беспокойство о будущей судьбе семейства, долги и вечные заботы о существовании были главною причиною той раздражительности, которую он показал в происшествиях, бывших причиною его смерти» (Н.М.Смирнов, близкий знакомый Пушкина). И все-таки — образ В конкретный исторический период, с 1799 по 1837 год, жил человек со своими амбициями, радостями и горестями; он был очень впечатлительным, имел РАССЛЕДОВАНИЕ импульсивный темперамент, любил друзей, влюблялся в женщин, обижался на критику. Роста он был небольшого, всего 166 см, с необычной для европейца внешностью, казавшейся кому-то даже безобразной. Впрочем, многие считали его обаятельным, интересным и приятным. Главное же другое: почти никто не отказывал ему в высоком таланте стихотворца, в поэтической гениальности. А гений не бывает удобным для всех. «Кутила... вспыльчивый до бешенства... вечно рассеянный... ничего любезного и привлекательного в своем обращении... представлял тип самого грязного разврата... У него господствовали только две стихии: удовлетворение плотскими страстями и поэзия, и в обеих он ушел далеко» (из воспоминаний барона М.А.Корфа). «Бог, даровав ему гений единственный, не наградил его привлекательной наружностью. Лицо его было выразительно конечно, но некоторая злоба и насмешливость затмевали тот ум, который был в голубых, или, лучше сказать, в стеклянных глазах его... (из воспоминания А.А.Олениной, 1828 г.). Эти отрывки принадлежат людям, которых, мягко говоря, не отнести к явным доброжелателям Пушкина. Он им не нравился, но не внешностью — характером. Однако для нас, живущих в конце XX столетия, не так уж важно, как Пушкин выглядел и как воспринимался современниками. Сегодня Пушкин для нас — это национальный символ культурно-исторического плана. Пушкин для россиян значит больше, чем Шекспир и Байрон для англичан или Гете для немцев. И его обобщенный хрестоматийный вневременный образ (пусть не совсем похожий на оригинал) живет уже сам по себе. И с этим ничего не поделать. Это действительно прославленный портрет — образ, в коем и реальность, и легенда, и то, что мы, потомки, желали бы в нем видеть. Мы — увидели: воссоздали наиболее вероятный «прославленный портрет» методами, которые раньше не были доступны художникам. 63
Превращение огурца в дыню, ИЛИ Генетическая алхимия России конца столетия о. $(£tj$ nv Член-корреспондент РАН Л.И.Корочкин ®аи ■ с/ ичего не поделаешь — опять приходится поминать старое. Старое, но не забытое. Не забытое нами — то есть учеными старшего поколения. Вот, например: классика псевдонауки «Агробиология» Т.Д.Лысенко. Эта книга — действительно фантастика, ибо живописует о чудесах в растениеводстве, о возможности получения невиданных урожаев, выведении сортов ветвистой пшеницы, превращении овсюга в овес, ели в сосну и тому подобном. Смешно? Да нет, горько: ведь все это выдавалось за чистую науку, а тех, кто не разделял взгляды товарища народного академика, в лучшем случае выгоняли из научных учреждений, а в худшем — отправляли известно куда. Что это было по сути, я имею в виду «науку» Лысенко? Шарлатанство? Борьба за ведущее место на научном Олимпе? Да, не без того, но все-таки, полагаю, в основе подобного лежала сверхценная, недоступная ничьей критике идея вкупе с научным дилетанством. Очень хотелось облагодетельствовать родное государство (или — то же самое — товарища Сталина), и Лысенко с сорат- 64
<S>4j аГ1 никами на любой идущий с самого верха заказ отвечали по-большевистски: «Есть!» Но опыты, как правило, они ставили грязно, на генетически непроверенном материале, результаты неправильно обрабатывали статистически, а конечные выводы нередко подтасовывали. В общем, жульничество... В этом же ряду и «творения» О.Б.Лепешинской, доказывавшей, что клетки могут происходить из мифического «живого вещества» или белка куриного яйца, а то и просто из растертой перламутровой пуговицы! Не верите? Честное слово! Тяжелое и смутное было время, но с восстановлением справедливости о нем потихоньку стали забывать, и казалось, что повторение такого рода явлений невоз- РАССЛЕДОВАНИЕ можно. А зря казалось. Ход истории на Руси, как известно, закольцован, и вскоре нас ждут чудеса почище лысенковских. Вот уж будет изобилие «жареного» для жадных до сенсаций СМИ. Да что там будет — уже есть! 1994 и 1998 годах в московском издательстве «Общественная мысль» вышли две книги П.П.Гаряева: первая из них — «Волновой геном», вторая — «Волновая генетика» В чем «сенсационность» этих книг? Да в том, что они начисто отрицают генетику. Знакомая песня? 65
Ну ладно, давайте представим на минуточку, что генетики, то есть науки о наследственности и изменчивости, действительно нет, что все эти хромосомы, гены, ДНК, РНК, траскрипция, трансляция, мутации — все это выдумки сумасшедших ученых вот уже на протяжении столетия. Хорошо, этого нет, а что же есть по Гаряеву? Оказывается, процессы наследования сводятся к действию неведомых доселе биоволн. С их мифической помощью можно превращать кукурузу в пшеницу, а огурцы в дыню. Вот это и есть истинная генетика. На самом деле в названных книгах ни о какой генетике речи нет. Генетика — наука точная, она изучает то, как гены определяют развитие определенных признаков, она может точно установить, от каких конкретных генов зависит формирование того или иного признака, где эти гены конкретно расположены и как устроены. Все, повторяю, очень конкретно. Вот один из многочисленных примеров. В середине 90- х годов группа швейцарских ученых под руководством Вальтера Геринга доказала, что в ДНК есть участок, от функционирования которого зависит развитие глаза. И если исхитриться и заставить этот участок работать в необычном, другом месте ДНК, то у дрозофилы глаза развиваются не там, где положено, а на брюхе, на крыльях или на антеннах. И заметьте, без всяких воздействий биоволн или электромагнитных полей. Эти последние в данном случае тут никакой роли не играют. Ошибки Т.Д.Лысенко повторяются, таким образом, вновь и в полном объеме. Нынешние его сторонники, как и их предшественник, не желают считаться как раз с данными современной науки. Поэтому-то в рассуждениях Гаряева никакой генетики нет — ни «нашей» генетики, ни генетики его, волновой, потому что конкретных сведений о генах в них не содержится. Нет в его книгах ничего конкретного и доказанного о тонкой структуре генома, о том, как конкретно эта структура работает при формировании определенного признака. Ну а что же у Гаряева все-таки есть? Вот лишь два примера. «Знаковая структура жидкокристаллических топологий хромосомного континиума, как система преобразования эндогенных полей организма, а также внешних по отношению к нему излучений, должна быть шире и составлять некий языковый плюрализм, своего рода многомерное семантическое пространство...» И: «Конденсация хромосом есть следствие возникновения эпсиплексных структур. Это выражается в возбуждении (фотонной накачке) ДНК по сравнению с фоновым состоянием». Комментировать подобную словесную эквилибристику генетикам просто не следует. Это — для медиков определенной специальности. Издательству «Общественная мысль» — ура! А вот шестой номер журнала «Свет» за 1996 год. Тут отличился ученый секретарь Академии наук Белоруссии И.Н.Семененя. В подтверждение его доводов цитируется Даниил Андреев (из книги «Роза мира»): «Юпитер обитаем высокоразумными существами, но столь отличными от нас и живущими в... немыслимых для нас условиях». И далее: «Таким образом (каким? — Л.К.), из изложенной концепции вытекает, что полевая форма, очевидно (кому?— Л.К.), является первичной и в то же время параллельной, а возможно, и высшей формой жизни на нашей планете и во Вселенной в целом». В том же журнале и том же номере нам явилось духовное воскрешение О.Б.Лепешинской. Доктор медицинских наук Д.И.Финько доказывает, что ДНК и РНК, содержащиеся в эритроцитах человека, сохраняются в процессе распада этих клеток в селезенке и на их основе в кроветворных органах синтезируются новые эритроциты и другие клетки крови. Эти клетки, вопреки принятым в науке взглядам, по Финько бессмертны! Более того, «эритро- цитные нуклеиновые кислоты выполняют роль стволовых клеток, а потому точно так же бессмертны и все остальные клетки крови». Это, конечно, уже не психиатрия, а просто невежество, по части которого Финько явно превзошел свою предшественницу. Ведь на конечной стадии дифференцировки эритроцитов млекопитающих из них выбрасываются ядра (то есть ДНК); следовательно, эритроциты — клетки безъядерные, лишенные ДНК. Братцы мои, да это же еще в вузе проходят! Еще цитата, на сей раз из одного из самых популярных на сегодня изданий — газеты «Аргументы и факты» A989, № 7). «Согласно новым данным (каким? —Л.К.) большая часть хромосом (а что с меньшей частью? —Л.К.) оказывается носителем не генетического кода, а многомерного голографического кода, отображающего пространственно- временную структуру организма. Становится понятной и роль хромосомных лазеров (а это что за структура и где она локализована? — Л.К.). Они предназначены для считывания полевых образцов с голограмм хромосом». Итак, некие никому не известные «новые» данные опять отрицают основы генетики. Чем же эта наука у нас неугодна, причем как в советские, так и нынешние времена? Эх, неизбывную нашу российскую любовь к мифам — да в книгу бы Гиннеса! екоторое время назад в научных центрах Новосибирска и Хабаровска были проведены эксперименты, которые дали опять же сенсационные результаты (предпоследнее слово пока не станем закавычивать). Эти эксперименты будто бы продемонстрировали возможность управлять жизненными процессами, в том числе наследственностью, с помощью неких биоэлектромагнитных излучений. (В новосибирском Институте теоретической и клинической медицины этим занимались сотрудники лаборатории, возглавляемой академиком РАМН В.П.Казначеевым.) Суть опытов заключалась в следующем. Если поставить рядом две чашки Петри с культурами клеток человека и одну из культур заразить вирусом, то во второй, «здоровой» чашке появляются зоны гибели клеток, симметричные тем, которые возникли в первой, «больной» чашке. Отсюда выводы: 1) в эксперименте между культурами клеток, находившимися в разных чашках, произошла своеобразная «телепатическая» связь и постоянно шел обмен информацией; 2) не только между чашками, но и в процессе развития организма в целом эта связь играет ключевую, возможно, решающую роль. Эксперименты, о которых речь, были 66
ш РАССЛЕДОВАН' восприняты научным миром весьма критически и в солидных лабораториях впоследствии никем не воспроизведены. Иэвест-ный химик профессор В.П.Торчилин справедливо заметил по этому поводу: «Во-первых, каким образом в сотнях лабораторий мира удаются эксперименты по избирательному убиению определенных клеток с помощью, например, так называемых иммунотоксинов? Почему убитые клетки... не вызывают гибели других клеток в популяции, как бы их долго вместе ни выдерживали? Во-вторых, если описанное верно только для клеток одной линии, то почему, например, при химиотерапии опухолей малая доза лекарства, вызывающая гибель некоторой части раковых клеток, не приводит к возникновению цепной реакции гибели всей опухоли...» (из книги «Там, где кончается наука», М.: «Политиздат», 1991, с.93). От себя добавлю, что в таком случае индивидуальное развитие было бы вообще невозможным, ибо оно сопровождается постоянной запрограммированной гибелью больших масс клеток. Однако это не приводит к общему летальному исходу — большинство клеточного материала продолжает развиваться нормально. Кроме всего прочего эмбриологи часто проводят опыты с повреждением тех или иных нервных ганглиев без всяких вредных последствий для их симметрично расположенных «близнецов». Но это — по Торчилину и Корочкину, а вот специалист по китайской народной медицине, сотрудник Хабаровского мединститута Дзян Каньджен идет еще дальше, чем новосибирские ученые. Он утверждает, что ДНК — вовсе не носитель генетической информации, а представляет собой лишь своеобразную кассету, в которой и хранится истинный носитель — биоэлектромагнитные сигналы. Доктор Дзян воздействовал, в частности, электромагнитным полем дыни на проросшие семена огурцов. Результат: выросшие огурцы имели вкус дыни, а биохимический анализ показал, что в ДНК огурцов будто бы произошли соответствующие (какие конкретно?— Л.К.) изменения, якобы передававшиеся затем из поколения в поколение. Что за анализ проводили в Хабаровске и какими методами? Мне хорошо известно, что в окружении упомянутого выше доктора нет специалистов, которые могли бы провести такие исследования, нет и квалифицированных специалистов по генетике, способных оценить генетическую чистоту используемого в опытах материала, а также передачу по наследству приобретенных в результате электромагнитных воздействий признаков. Все это сводит на нет достоверность изложенных выше результатов. Но доктора Дэяна уже не остановить. Последующие его опыты и вовсе впечатляющие. Так, он «считал» информацию с пшеницы и «передал» кукурузе. В итоге обработанная таким способом кукуруза образовала вместо метелок колосья с пшеницеподобными зернами. «А во время одного из опытов он (доктор Дзян. — Л.К.) облучил беременную крольчиху био-ЭМ-полем козла с большими рогами. Результат был ошеломляющий: у родившихся крольчат развились большие загнутые зубы!» (Эту «сенсацию» представил массовому российскому читателю все тот же журнал «Свет», 1996, № 6, с. 19-20. Как говорил Райкин, ох и дурят же нашего брата!) Ну а если по делу, то тут хотелось бы напомнить, что если уж всерьез описывать такого рода «опыты», то следует все-таки соблюдать требования современной науки. Прежде всего, необходима строгая проверка чистоты генетического материала, чего, как я убедился в беседах с авторами этих опытов, они не делали. То есть опять повторялась ошибка Т.Д.Лысенко. А дело вот в чем: все популяции животных и растений всегда насыщены разнообразными мутациями, которые, пусть достаточно редко, но выщепляются в потомстве. Да, это редкие явления — ну, так и сами сторонники неолысен- ковщины признают плохую воспроизводимость и чрезвычайную редкость наблюдаемых ими феноменов! А что касается кукурузы, то у нее встречаются мутации и почище «пшеницеподобных»: например, это мутация «corngrass», в результате которой кукуруза становится похожей на траву. Такую кукурузу действительно трудно отличить от обычной травы, и появляется она без всяких воздействий ЭМ-полей. И еще: любые изменения такого рода должны непременно сопровождаться изменениями нуклеотидных последовательностей ДНК. Если современные чудодеи получают пшеницеподобную кукурузу или куроутку, то они обязаны продемонстрировать появление соответствующих новых последовательностей ДНК в облученном материале, а также соответствующие изменения в пространственно-временных параметрах молекулярного и морфогенетического развития, в составе белков, жиров, углеводов, спектре изоферментов и так далее. Кстати, вот вам и критерии различия науки и псевдонауки, если речь конкретно о генетике. Это я к тому, что некоторые наши интеллигенты из философов и ученых полагают, будто ничего плохого и страшного в неукладывающихся в традиционную науку данных нет. А коли так, то, значит, не следует их дискредитировать, ибо нет критериев лженауки, да и вообще — неизвестно, может быть, Чумак и взаправду лечит от всех болезней, а нынешняя консервативная наука ему просто завидует? Есть критерии, есть! Надо только быть профессионально грамотным — раз, профессионально (да и житейски) честным — два, и верить фактам, а не мифам — три. Всего-то. Вот тогда и критерии, о которых сказано чуть выше, четко отделят от строгой науки все то, что начинается со слова «псевдо». Как когда-то от химии отделили алхимию. Борщ отдельно, а мухи отдельно. 67
I перспе в живописи Приезжает твоя тетушка! — Кен- ди (моя жена) вбежала на террасу, размахивая каким-то листком. — Вот, только что принесли! — И, улыбаясь, она протянула мне этот листок. Оказалась, телеграмма. Я взял ее, а Кенди передал кисти. Видите ли, я художник. И надеюсь, когда-нибудь краткое изложение моей биографии появится хотя бы в «Малой истории искусств». Меня будет легко найти, поскольку моя фамилия должна стоять сразу же после Пикассо... Правда, не все разделяют такую мою уверенность. Вот мой сосед, мистер Стоун, говорит, что если в аду есть стены, то они непременно должны быть украшены моими картинами. Но я плевать хотел на мнение выжившего из ума старикашки! Пускай мои картины висят хоть в аду, хоть в раю, хоть в придорожной забегаловке, где всего пять посетителей в неделю!.. Впрочем, насчет забегаловки я погорячился. Ведь не все такие идиоты, как мой сосед. Кенди, например, прекрасно разбирается в современном искусстве. Я познакомился с ней прошлым летом на выставке декоративных собак, где писал портреты дгм-устроительниц выставки и их четвероногих друзей. Если по мне, так услуги фотографа обошлись бы им гораздо дешевле. Я сказал об этом Клайду. (Клайд — мой приятель. Сначала эту работу предложили ему, а он уступил ее мне. По дружбе.) «Зачем им эти дурацкие портреты?» — спросил я, имея в виду дам-устроительниц. «Наверное, чтобы повесить их над камином», — ответил Клайд. На том мы и порешили. В тот день было настоящее пекло. Краски буквально плавились на палитре. Мне удалось устроиться с относительным комфортом на открытой веранде, рядом с громкоговорителем. Время от времени в громкоговорителе что-то щелкало, потом раздавалось шуршание, и следом: «Уважаемые участники выставки, разберитесь по породам и приготовьтесь к параду!» Или: «Господа участники, тщательно оботрите морды от слюны для облегчения осмотра зубной системы!» Или: «Сейчас состоится награждение призеров! Владельцы без намордников награждаться не будут». К середине дня у меня просто рябило в глазах от всех этих болонок, шпицев, чихуахуа, пекинесов и французских бульдогов... 68
Я заканчивал портрет президентши какого-то общества (названия не помню) по охране животных и ее мопса. От жары собаку все время клонило ко сну, а как только она засыпала, тут же начинала храпеть, и президентше постоянно приходилось ее тормошить. Наконец, поднявшись со своего места, дама подошла ко мне, чтобы полюбоваться на себя и свое «золотце». — Ну знаете ли, молодой человек! Это где же вас научили писать такие картины?! — закричала она, едва взглянув на портрет. — По-вашему, я такая толстая, с тремя подбородками и пальцами, похожими на жареные колбаски?.. Господи, а это кто? Кого это я держу на руках на вашей карикатуре?.. О Боже, золотце мое, ты только посмотри! Вместо тебя этот негодяй изобразил какую-то морскую свинку! Вас, молодой человек, пригласили сюда, чтобы отображать действительность, а вы... Я ей сказал, что эту «действительность» даже несколько приукрасил, точнее — приуменьшил. Президентша окончательно взбесилась. Она бегала вокруг меня и кричала, что я хам, наглец и вообще аморальный тип, и все тыкала мне в лицо свою, как она выразилась, морскую свинку. Ну а само «золотце» отказывалось понимать происходящее: оно начало жалобно поскуливать, потом заскулило громче, а когда и это не помогло (президентша так и не угомонилась), залаяло. Стремясь перекричать «золотце», президентша перешла на визг. (Это с ее-то тембром!) Вокруг нас постепенно собралась толпа. Она разделилась на два лагеря: кто-то стал на сторону президентши (и таких было большинство), а оставшиеся — на мою сторону. Страсти накалялись все больше — противостояние двух лагерей плавно перешло в жаркую дискуссию о перспективах в живописи... Точку во всей этой истории — и какую точку! — поставил неизвестно откуда взявшийся фокстерьер с большим рыжим пятном на белом боку. Подскочив к президентше сзади и не переставая вилять хвостом, он вцепился зубами ей в то место, которое повыше бедра, сзади опять же. Президентша охнула, на мгновение замолчала, а потом окрестности огласил звук, похожий на крик марала в брачный период. На этот звук прибежали два охранника, а также девушка, хозяйка фокстерьера. Втроем им удалось оторвать пса от дамы, вернее, от того места, куда он вцепился. — Глупый Джими, что же ты наделал! — сокрушалась девушка, пристегивая поводок к ошейнику пса. Тому нечего было возразить. Потом охрана проводила нас до ворот. — Забавно получилось. — Девушка улыбнулась. — Вы не находите? Я посмотрел на нее. Решалась моя судьба. — Как вас зовут? — Кенди. Судьба моя была решена. Я понял, что с этого момента и до конца моих дней из всех женских имен я буду любить только имя Кенди, а из всех собак моя любовь будет отдана только фокстерьерам. Через месяц мы с Кенди поженились... 69
И вот впервые после нашей свадьбы Кенди принесла мне нерадостные... да что там нерадостные — просто дурные вести. Я еще раз перечитал телеграмму. Да, сомнений быть не может: тетушка Джилл намерена нанести нам визит. — Хорошие новости? — спросила Кенди. — Нет. — Но как же? — Кенди явно расстроилась. А это самое ужасное для меня — видеть ее такой. — Кенди, милая!.. — А я так мечтала познакомиться с ней. Других-то родственников у тебя нет. Это чистая правда. Мои родители умерли, когда мне было четыре года. Однако тетя Джилл не позволила мне остаться сиротой и забрала меня к себе. И с того самого момента, как только я переступил порог ее дома, моя жизнь превратилась в кошмар. Тетушка Джилл... Одно время я даже считал ее сумасшедшей. Она жила в мире нелепых фантазий. И что самое страшное, заставляла окружающих верить во все эти бредни. Однако надо отдать ей должное: рассказывала она всегда мастерски, и даже я, несмотря на здравый рассудок, первые пять минут ее повествований принимал все за чистую монету... А еще тетушка могла неожиданно сорваться с места и уехать неизвестно куда, а потом так же неожиданно вернуться. Вокруг нее постоянно что-то происходило, она становилась участницей каких-то нелепых (подчас странных) событий. Не жизнь, а настоящая карусель... Правда, мне неплохо жилось в ее доме. Я ни в чем не нуждался. Получил приличное образование, много путешествовал, но все же... Как-то раз тетушка накрыла стол на три персоны и объявила, что к ужину у нас будет гость. Карл XVI Густав. Она познакомилась с ним утром. Шведский король как простой смертный прогуливался по бульвару. (Там-то, как я понимаю, его и настиг самый страшный в его жизни кошмар — появление моей тетушки Джилл.) Часы пробили полночь, но король так и не появился. Цыпленок остыл, соус остыл, вино нагрелось; я отправился спать голодным... Наутро тетушка сказала, что, скорее всего, король заплутал, разыскивая наш дом. Ну конечно! — точно такая же мысль пришла и мне в голову. А тот случай в ресторане? (Я вряд ли его забуду. Так глупо я себя еще никогда не чувствовал.) Тетушка увидела своего врача — специалиста по пластической хирургии — и ринулась к нему через весь зал. — Вы меня избегаете? — спросила она, усаживаясь напротив него. — Придет же такое в голову, — еле проговорил хирург, подавившись салатом. — Когда же операция? Я хочу молодо выглядеть! — Тетушка улыбнулась ему так, как, наверное, улыбался саблезубый тигр, встретив свою травоядную жертву. — Дорогая Джилл, — начал хирург, сделав большой глоток воды прямо из хрустального кувшина, — вы, конечно, можете молодиться, как вам вздумается. Но запомните (и он посмотрел на меня), что между вами и вашим сыном должно быть хотя бы девять месяцев разницы... А ее поездки на острова за пиратскими сокровищами! А ее акция по спасению морских котиков, когда она и еще десяток таких же сумасшедших дам с транспарантами в руках перекрыли дорогу, по которой через час должен был проехать президент! Котиков тогда она так и не спасла, зато заплатила приличный штраф и провела ночь в участке... О Господи, и эта авантюристка планирует поселиться в нашем доме на две недели? Прощай, покой, прощай, душевное равновесие!. Нет, ни за что! Надо что-то делать! Итак, я перечитал телеграмму еще раз: тетя Джилл приезжает завтра. А сегодня... — Кенди, наш хрупкий мир в опасности! Всеми возможными способами мы должны помешать тетушке приехать к нам. Пожалуйста, иди на почту и отправь тетушке встречную телеграмму. Убеди ее отложить поездку... ну, хотя бы на ближайшее время. А потом мы еще что-нибудь придумаем. — Но почему? — удивилась моя жена. — Потому что североамериканский торнадо, цунами и песчаная буря вместе взятые причиняют меньше разрушений, чем моя тетушка Джилл. Она начнет переставлять мебель в нашем доме, она установит свой распорядок, при котором нормальный человек существовать просто не может. А ее знаменитые обеды? По пятницам она готовит особые блюда и уверяет, что они — по мексиканским рецептам. Я видел мексиканцев: милые, доброжелательно настроенные к чужестранцам люди. Им бы и в голову не пришло изобрести такую убийственную смесь. И вообще, моя тетушка самая великая лгунья из всех, когда-либо живших на земле. Однажды она подло обманула меня, сказав, что знакома с Пикассо. — Она была знакома с самим Пикассо? — А чему тут удивляться? Для тети Джилл завязать знакомство со знаменитостью — все равно что стакан воды выпить. А вот для меня узнать, что она знакома с Пикассо, это было все равно, что... что... Но я так и не нашел подходящего сравнения. Сейчас поясню. Я ведь всегда рисовал. Всегда, сколько себя помню. Рисовал всюду и везде: в школьных тетрадках (я уж не говорю о бесконечныхх блокнотах и альбомах), на асфальте, перед соседским домом (потому что перед нашим домом места уже не было), на воротах гаража, на стенах бассейна (когда из него была выпущена вода, конечно), на оберточной бумаге в супермаркете. Понимаете? И вот я узнаю, что моя дражайшая тетушка знакома с Пикассо. С самим Пикассо! Я умолял ее отослать ему мои рисунки... Потом я в течение трех месяцев как дурак каждый день сам забирал почту. Все в школе знали, что я жду письма от Пикассо. Письмо так и не пришло. Тетя Джилл просто-напросто обманула меня. И я до сих пор не могу ей этого простить. — А теперь — пожалуйста: она хочет ворваться в наш мир и разрушить его! — воскликнул я, подталкивая Кенди к гаражу. — Но может, она и не разрушит наш мир? — Нет-нет, разрушит. Обязательно разрушит. И мы будем погребены под его обломками. — Я выкатил на дорожку мотоцикл. — Кенди, милая, пожалуйста, поезжай на почту! — А что я ей напишу? — спросила жена, помогая мне докатить мотоцикл до ворот. — Господи, да что хочешь! Главное, чтобы было убедительно. Например: в городе эпидемия чумы, оспы, лучше черной, или холеры (Кенди передернуло от моих слов), или, скажем, смерч пронесся над нашим домом, или... — Все это мне не нравится, — вздохнула Кенди. — Что же делать, дорогая, если, кроме нас, некому защитить наш хрупкий мир? Я толкнул калитку. И... о, силы небесные! — Ренди, мальчик мой! Вот и я! Смерч над нашим домом, чума, оспа, землетрясение и цунами — все, что я напророчил, сбылось. — Тетя Джилл! — еле простонал я. — Здравствуй, здравствуй, мой мальчик! — Она потрепала меня по щеке. — Ну, поцелуй же свою тетушку! Ты получил мою телеграмму? Но теперь это не имеет значения, ведь я уже здесь. Это мой сюрприз. 70
Она все говорила и говорила, а я, широко раскрыв глаза, смотрел на нее. Изумлению моему не было предела: тетя Джилл была одета в брючный костюм из ярко-зеленого шелка, на ногах — такие же ярко-зеленые туфли на умопомрачительно высоких каблуках. И на этот раз тетя Джилл была ярко-рыжей. (Последний раз я видел ее, когда приезжал на каникулы: тогда она была брюнеткой, носила платья в восточном стиле а-ля Клеопатра и массивные украшения.) Ну а помимо этого я заметил, что тетушка опять помолодела... Что мне оставалось! — только сказать ей какой-то неумелый комплимент. — Спасибо, спасибо, Ренди! Ты всегда был очень внимателен! Ну так когда же, когда ты познакомишь меня со своей женой? — Прости, — извинился я. — Вот, познакомься, это Кенди. Она... — Дорогая, как я рада! — Не дослушав меня, тетушка бросилась к Кенди с объятьями. — Как я счастлива, дорогая! Именно о такой жене я мечтала для Ренди! Мы непременно подружимся! О, я вижу, ты куда-то собралась? Это твой мотоцикл? Я обожаю мотоциклы! В прошлом месяце я провела две чудесные недели во Франции. У Бельмондо тоже есть мотоцикл. Мы познакомились случайно. Он предложил подвезти меня. Я согласилась. И мы объездили с ним все южное побережье... Когда тетушка начинала так говорить, на меня будто столбняк нападал. — Какое бельмондо? — спросил я, стряхивая оцепенение. — Что значит «какое бельмондо»? Жан-Поль Бельмондо! Так вот, о нашем путешествии... — Тетушка! — Да, мой мальчик? — Кенди проводит тебя в дом. — Ах, спасибо, Ренди. Да, чуть не забыла! Там, — тетушка махнула рукой куда-то за калитку, — там такси. Будь добр, принеси мои чемоданы. Моя дорогая! — Она взяла Кенди под руку, и они направились к дому. — Я бы не отказалась от горячей ванны и чашечки цветочного чая. Как ты завариваешь цветочный чай? (Я не расслышал, что ответила Кенди.) Лучше взять поменьше воды, но зато добавить еще не распустившихся бутонов шиповника. Итак, мы будем пить чай, я знаю чудесный тибетский рецепт, и я расскажу тебе, каким Ренди был милым ребенком... Они свернули за угол, и я уже больше не слышал щебетания тети Джилл. Тетушка не только «чуть не забыла» о чемоданах, но и позабыла расплатиться с таксистом. Он смотрел, как я пересчитываю мелочь, как выгребаю из карманов смятые, чудом уцелевшие после покупки нового мольберта бумажки. Потом он, плохо скрывая усмешку (уже после того, как получил на чай доллар), поставил к моим ногам большие чемоданы и стал укладывать на мои вытянутые руки огромные свертки и коробки поменьше. (Почему-то весь тетушкин багаж был обтянут гобеленом. Причем одной расцветки.) Я застал Кенди и тетю Джилл в гостиной, они мирно беседовали. Я не мог поверить своим глазам: Кенди прямо светилась от счастья. А ведь они общались не более получаса. Бедная маленькая Кенди успела попасть в ловушку, умело расставленную тетушкой Джилл! А чему я, собственно, удивляюсь? И на более закаленных людей тетушкины россказни действовали подобно взгляду удава на кролика. Ничего, решил я, глядя на Кенди, я спасу тебя! Спасу, чего бы мне это ни стоило! — Ренди, дорогой, кажется, я забыла заплатить таксисту, — сказала тетушка, увидев свои чемоданы. Я поспешил ее успокоить. Во время обеда... Нет, сначала все было очень хорошо. Но вдруг чувство, похожее на злость, шевельнулось во мне, когда я увидел, с каким восхищением смотрит Кенди на тетю Джилл, с каким благоговением внимает ее бредням. Я молчал, но мое настроение с каждым глотком вина становилось все хуже и хуже. — А где вы провели медовый месяц? — прозвучал вопрос. Все-таки я утратил бдительность — тетя Джилл не преминула этим воспользоваться и нанесла первый удар. — Пока нигде, — ответила Кенди. (Это была наша больная тема). — Сначала надо было внести аренду за дом, потом... потом... Но мы понемногу откладываем деньги, чтобы поехать на острова. — Кенди хочет сказать, что в этом году мне еще не удалось продать ни одной картины, — вставил я, понимая, что палю из пушек по воробьям. — Ах, острова! — пропела тетушка, закатив глаза. (Меня она не услышала. Похоже, это следовало расценить как второй удар). —А ведь у меня мог быть собственный остров. Да, где- то в Эгейском море, кажется. Я точно уже не помню! — И она рассмеялась. — Вам хотели подарить остров, тетя Джилл?! — Да, милочка. — И кто? — Аристотель Онассис. Он сделал мне предложение... Ну вот, началось, понял я. Психологическая атака! Особо впечатлительных просим покинуть поле боя. — Ну-ка, ну-ка, этой истории я еще не слышал. Надо отдать должное твоей фантазии, тетя! Хочу тебе напомнить: ты просто забыла, но он был женат на Жаклин Кеннеди. — Мальчик мой, я никогда ничего не забываю! У меня просто нет такой привычки, — строго сказала тетя. — Сначала Аристотель сделал предложение мне, а когда я ему отказала, он с горя женился на вдове Кеннеди. — Она расстреливала меня из всех орудий. — О, деточка! (Это уже для Кенди: улыбка и ласковый тон.) Как же это было романтично! Мы летели в одном самолете... — А я-то всегда был уверен что у Онассиса был личный воздушный флот, — проговорил я между четвертым и одиннадцатым глотками вина третьего бокала. — О его личном воздушном флоте, Ренди, мне ничего не известно. 71
ФАНТАСТИКА — Тетя Джилл, а что было дальше? Это спросила моя жена, моя Кенди. И мне стало ясно, что я потерял единственного союзника в этой битве. Кенди переметнулась в стан врага. А я остался в одиночестве. — Дальше? — спокойно продолжила тетушка. — Онассис подошел ко мне и сказал, что влюбился с первого взгляда и, если я только согласна, нас обвенчают прямо в самолете. А в знак его любви ко мне один из островов в... в Эгейском море будет принадлежать мне. Я разозлился: — Он что, повсюду возил с собой личного капеллана? Однако на меня — ноль внимания. — И вы отказали ему? — не унималась Кенди. — Да, отказала. (Мне вдруг показалось, что тетя Джилл действительно вспоминает об этом с грустью.) Тогда я была влюблена... в одного студента из Йельского университета, славного молодого человека. Я была влюблена. И я была счастлива, да... И поэтому, — она рассмеялась, — отказала Аристотелю! — Почему же с горя он не выбросился из иллюминатора и не утопился в этом самом... в Эгейском море, как тот капитан? — спросил я. — Знаешь, Кенди, у тетушки был поклонник. Вернее, у нее было много поклонников. Но это был чертовски богатый поклонник — владелец яхты, виллы, ну и все такое. Как же его звали? Капитан... капитан... Черт, теперь и не вспомню! Так вот он, когда тетушка Джилл бросила его, выбросился за борт. Она — бросила, а он — выбросился. Смех да и только! В том месте океан кишмя кишел акулами. Они-то его и съели. Верно я рассказываю, тетя? — спросил я, поднимаясь со своего места, чтобы отправиться за очередной бутылкой вина. Но в дверях остановился и продолжил: — Нет, он не выбросился за борт, и акулы им не закусили. Он заколол себя хребтовой костью стеклянного сомика... Следующим утром я проснулся в гостиной на диване. Голова раскалывалась. Во рту было сухо и противно, будто я наглотался горячего песка. Но самое печальное, я смутно помнил, чем закончился вчерашний вечер. И надо было еще как-то объясняться с Кенди. Моя жена готовила на кухне завтрак. Придав своему лицу выражение «виновен, ваша честь!», я подошел к ней. — Понимаешь, вчера... Даже не знаю, что на меня нашло. — Будешь завтракать? — спросила Кенди. Но спросила не как обычно. Не как обычно! — Да... то есть нет. Только кофе... пожалуйста. Мы сели за стол. Однако что-то было не так — будто чего- то не хватает. — Тетя Джилл, — подсказала Кенди. — Она уехала. — Точно! Тетя Джилл! Как же я мог забыть такое! Да, вчера я здорово перебрал. Что? Что ты сказала? — Она уехала. Какое-то у нее срочное дело в Риме. — Ну конечно! — отмахнулся я. — Просто очередная выходка. Помню, как... — Я проводила ее до такси. — До такси? — Я огляделся вокруг, точно ждал, что тетушка Джилл вот-вот выскочит из каминной трубы, словно черт из коробки, с криком: «А вот и я, мой мальчик!» И тут я действительно увидел коробку. Одну из коробок тетушки Джилл, которыми вчера был забит весь наш дом. Она лежала в противоположном углу комнаты у дивана. Я побежал туда, по пути опрокинув стул. Но вдруг, вспомнив что-то, остановился. — Ты проводила тетю до такси? Значит, она забыла зту коробку! Где ключи от мотоцикла? Я успею — до аэропорта не так далеко. Кенди, где же ключи? А, вот они. Я успею. — Ренди, она уехала два часа назад. — Два часа? Почему... — Она не хотела тебя будить. — Понимаю. Я вчера сказал что-то не так? Кенди не ответила. — Кенди, пожалуйста, скажи. Я должен знать! — Зачем? Действительно — зачем? — А коробка? — Она оставила ее для тебя. Сказала, что, может быть, ты захочешь еще раз посмотреть. Я поставил коробку на стол. Кенди отодвинула чашки. Большая квадратная коробка. Похожа на кубик из детской головоломки, только обтянутый пестрым гобеленом. Я снял крышку. Вот черт! Мои детские рисунки! Я дарил их тете Джилл на праздники, дни рождения и просто так. Вот какие-то безумного вида цветы. Их зажал в огромной, неуклюжей лапе золотой дракон с хитрой улыбкой. На обороте надпись корявыми буквами: «Дарагой тети Джилл в День Матери от Ренди» (кажется, мне тогда было не больше пяти лет). Альбом. Я прислал его из скаутского лагеря. Поздравления на Рождество. Зачем надо было хранить все это? — Здесь письмо, адресованное ей. — Кенди протянула мне конверт. Там оказался сложенный пополам лист дорогой почтовой бумаги. Повертев в руках, я передал его Кенди. — Прочти лучше ты. — «Дорогая Джилл! Прости, что так долго не писал тебе. Не проходит и дня, чтобы я не думал о тебе»... М-да, слишком личное, Ренди, — прервала чтение Кенди. —А вот постскриптум: «Джилл! По поводу работ твоего племянника. Что тут скажешь, дорогая? Морю на его картинах не хватает воздуха. Облакам — легкости. Но больше всего удручает вид деревьев: они смахивают на какие-то фаллические символы, служащие для отправления религиозных обрядов диких племен где-нибудь в Центральной Африке. Я исправил все, что поддавалось исправлению, но... Посоветуй ему заняться чем-нибудь другим». И постпостскриптум: «Дорогая Джилл, приезжай, когда хочешь. Пикассо». 72
Белорусцева еро-зеленые волны с силой,способной крушить камни, бьются о скалис- желых волн, способных расплющить мелких животных. Крепкая раковина удивительно напоминает неболь- оно может быстро погибнуть, поэтому обитатели прибрежной полосы решают эту проблему каждый тый берег, дробясь на мелкие брызги. Казалось бы, здесь, на границе между сушей и морем, под мощными ударами беспрерывной череды волн нет места живому. Однако изобретательность природы безгранична: она создала не только наземных и подводных жителей, но и своеобразные виды животных, которые приспособились к непостоянству условий в прибойной полосе, где иссушающие отливы и бурные приливы с четкой периодичностью сменяют друг друга. Одно из таких животных — брюхоногий моллюск тесту- диналия, обитатель прибрежной зоны Белого моря. Нежное тело моллюска сверху прикрыто толстой твердой раковиной, которая защищает от давления тя- шои колпачок или, скорее, опрокинутое вверх дном крошечное овальное блюдце диаметром около двух сантиметров. За такой необычный домик тестудина- лию и прозвали морским блюдечком. Заметить моллюска среди обрастаний, которые в изобилии покрывают поверхность крупных водорослей, камни и скалы, бывает не так-то просто. Его раковина, расписанная незатейливым узором из бурых и желтоватых неровных пятен, — излюбленный субстрат для крошечных гидроидов, мшанок и микроскопических растений, и зто неспроста. Ведь помимо угрозы гибели от ударов волн, прибой опасен еще и тем, что может оторвать животное от субстрата. Вырванное из привычной среды обитания, по-своему. Двустворчатые моллюски — съедобные мидии — укрепляются на твердой поверхности при помощи биссуса — множества тонких клейких нитей, а колониальные гидроиды и усоногие раки просто прирастают к субстрату. На поверхности раковины морского блюдечка гидроиды находятся в полной безопасности, поскольку моллюск держится на камнях очень прочно. На брюшной стороне тела животного, как, впрочем, и у всех представителей этого типа, имеется мощная нога с широкой плоской подошвой. Когда мышцы ноги ритмично сокращаются, а железы, расположенные на ней, выделяют обильную слизь, животное медленно и плавно скользит по поверхности каменистого грунта, преодолевая за час расстояние около сантиметра. При каждом накате прибоя и во время отлива мышца ноги напрягается, и тогда мускулистая подошва моллюска действует подобно вакуумной присоске. Края раковины плотно прижимаются к поверхности камня, надежно скрывая животное. К тому же под колпачком всегда остается немного воды, которая позволяет морскому блюдечку чувствовать себя достаточно уютно во время отлива. Мощность присоски-ноги столь велика, что отодрать животное от субстрата становится почти невозможно и потому прибойная волна, какой бы силы она ни была, не может сбросить с камня маленького моллюска. В глотке морского блюдечка, как и у большинства его сородичей, имеется плоский язык, покрытый гибкой пластинкой — радулой, похожей на терку. Движениями мышц языка радула выдвигается наружу и прижимается к субстрату. При помощи множества острых зубов, поперечными рядами устилающих эластичную ленту, моллюск легко соскребает органический налет с поверхности скал. Пищей морскому блюдечку служат известковые багрянки, диатомовые водоросли и другие микроскопические растения. Всю свою жизнь, а это 6 — 8 лет, моллюск ползает по прибрежным скалам, дочиста выедая вокруг себя растительный слой, и обглоданная полоска на поверхности камня обозначает его медленный путь. 73
Доза Датчики DULCOTEST Датчик рН состоит из цепи герметичных, наполненных гелем или твердым электролитом одностержневых датчиков. С его помощью аппараты DULCOMETER измеряют и регистрируют значения рН от 0 до 14. При этом, по заказу, их можно оснастить специальными электродами для решения любой нестандарной задачи. Датчики для измерения окислительно- восстановительного потенциала также состоят из одностержневых датчиков, наполненных гелем или твердым электролитом. Электроды — платиновые, стандартные Ag/AgCI и сделанные на заказ. Концентрацию хлора и его соединений измеряют одним из четырех датчиков, которые работают по амперометрическому принципу: датчик CLE определяет содержание свободного хлора — он снабжен микропористой, чувствительной к хлору мембраной; датчик CDE аналогичной конструкции измеряет концентрации диоксида хлора в воде; датчик CGE предназначен для определения общей концентрации хлора в воде; датчик СТЕ измеряет свободный и связанный хлор. Все эти датчики легко вставляются в проточный кожух DGM. Кроме того, с помощью датчика PEROX можно непрерывно контролировать концентрацию перекиси водорода или уксусной кислоты. А концентрацию кислорода или степень насыщения им воды легко определять с помощью кислородного зонда 02 600 и измерительного преобразователя 02 161 Т. Все эти измерения чрезвычайно важны. Например, контролируя окислительно-восстановительный потенциал, следят за дезинфекцией бассейна и качеством питьевой воды. Регулируя значение этого потенциала, корректируют детоксикацию хроматов и цианидов при обработке сточных вод. Концентрацию хлора в питьевой воде или в воде бассейнов приводят в норму, определив содержание свободного или общего количества хлора. По электропроводности контролируют уменьшение содержания соли в системах охлаждения или системах опреснения воды, а также расход моющих средств в промышленных моющих машинах. Помимо определения концентрации диоксида хлора, озона, кислорода, перекиси водорода и уксусной кислоты, аппаратура DULCOMETER измеряет температуру, индуктивную проводимость и стандартный сигнал. 74
Контроллеры Чтобы регулировать поток веществ, нужно правильно выбрать параметр и правильно его измерить. Это делает контроллер, который адаптируется к постоянно меняющемуся сигналу. Например,изменяет регулируемый параметр пропорционально скорости потока. А из контроллера сигнал выходит через амплитудно-импульсные выходы, выходы импульса переменной продолжительности, выход реле управления исполнительным двигателем или выход постоянного аналогового сигнала, который передается в принимающую решения вычислительную машину. Такие контроллеры можно устанавливать на стенах, в панелях приборов или в корпусах дозирующих насосов — последней составляющей части системы. Устройства, предлагаемые ООО «КФ Центр», взаимоадаптированы ---. Датчики DULCOTEST® быстро и надежно регистрируют измеряемые параметры Дозирующие насосы ProMinent Разнообразие управляемых электроникой дозирующих насосов ProMinent постоянно возрастает. При разработке системы распределения жидкости можно выбрать насос с производительностью от 1 мкл/ход до 30 л/ч с величиной противодавления до 16 бар. И здесь есть из чего выбирать: электромагнитные дозирующие насосы, которые можно подсоединять к вычислительной машине через последовательный интерфейс, электромеханические насосы со встроенной системой управляющих микропроцессоров, а также насосы с рабочим органом в виде поршня или мембраны и с производительностью до 6 м3/ч. А чтобы не возникло проблем при перекачивании различных жидкостей, насосы снабжены дозирующими головками из разных материалов. Поскольку все детали устройств системы взаимно согласованы, дозирующая техника ProMinent с измерительной и регулирующей аппаратурой DULCOMETER станет надежным помощником, который умеет управлять измерением, контролем, регулированием и дозированием всевозможных жидкостей. Насосы ProMinent® применяются для дозирования жидкостей во всех отраслях промышленности Все это оборудование поставляет и обслуживает Московское отделение KARME FILTRS - ООО «КФ Центр»; тел. @95) 212-24-86 и 214-05-58. Запрос можно прислать по электронной почте kfcentr@glasnet.ru, а дополнительная информация есть на страничке ООО «КФЦентр» по адресу www.glasnet.ru/-kfcentr. 75
& Уважаемые господа! 9—12 ноября 1999 года в Санкт-Петербурге в рамках Международного Форума Северных территорий пройдут специализированные выставки и конференции VII Международная выставка и конференция «ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ СТРАН СНГ» Ло^Е/?£ КИНЕФ II Международная выставка и конференция «АКВАТЕРРА» Международная выставка и конференция «НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА И НЕФТЕХИМИЯ» Место проведения — Михайловский манеж (Манежная пл.2) ОРГКОМИТЕТ: 199004 Россия, Санкт-Петербург, а/я 215. Телефон (812) 321-78-93, 325-16-86; факс 321-30-24, 112-23-48. http//www.restec.ru; e-mail: minerals@restec.spb.su Международная специализированная выставка НМИА J -^1 30 ноября - 3 декабря Организаторы выставки: Союз Российских городов, Администрация Санкт Петербурга, Правительство Ленинградской области, Российское химическое общество им Д И Менделеева, ЗАО "Ортикон" RTICON Тел./факс: (812) 118-35-37, 264-00-67 \А САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ПЕТЕРБУРГСКИЙ СКК пр. Гагарина 8 Тематические разделы выставки: • Химическая наука, достижения и перспективы • Технологические приемы получения химических материалов • Оборудование для химического производств • Лабораторное оборудование • Продукция химических предприятий горючесмазочные материалы лакокрасочные материалы синтетические смолы, пластмассы химические волокна, нити кино-фото материалы, магнитные носители реактивы, катализаторы композиционные материалы, стеклопластики коагулянты, флокулянты бытовая химия химическая продукция ь строительстве • Тара, упаковка, транспортировка и хранение химической продукции • Химическая продукция и маркетинг • Проектирование и строительство химических предприятии • Охрана окружающей среды 76
ALEx Поставки по России и странам СНГ Analytical Laboratory Equipment and Supplies предлагает различные виды импортного аналитического оборудования и запасные части к нему, включая: — хроматографическое, весовое, спектральное, электрохимическое, микроволновое; — оборудование для иммунологических, биохимических и токсикологических исследований; — оборудование для подготовки проб к анализу; — лабораторную посуду, в том числе одноразового использования; — реактивы, стандартные вещества, а также мелочи, необходимые в лабораторной практике. Мы не стремимся продать продукцию каких-либо определенных фирм, наша задача — подобрать оборудование, которое подходит по техническим характеристикам и цене именно вам! Подготавливая свой заказ, вы можете познакомиться с каталогами фирм, производящих нужное вам лабораторное оборудование. Через нас вы также сможете получить копии научных статей и технической документации, находящейся в публичном доступе. Телефон/факс @95) 441-12-17, E-mail: helper@id.ru MAXIMA I SIGMA 1 -я Москокмм международная специализированная выстана ! jj^fc ^^^|pWS!S ИНДУСТРИЯ ЧИСТОТЫ'99 8-11 сентября 1999 г., Москва, Выставочный центр "Сокольники" ОРГАНИЗАТОРЫ: ЗАО "МАКСИМА", Международный Центр Деловых Контактов "ДЕЛЬКОНТ; при содействии Ассоциации производителей профессиональных уборочных услуг. ОФИЦИАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА: Министерство экономики Российской Федерации, Правительство г. Москвы, Администрация Московской области. ТЕМАТИКА: ОБОРУДОВАНИЕ, СРЕДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ: • профессиональной и бытовой уборки дома, офиса; • очистки воздуха и воды; • ухода за полами; Л • ухода за автомобилями; » • ухода за компьютерами, Hi-Fi оборудованием. ЧИСТЯЩИЕ И МОЮЩИЕ СРЕДСТВА. СПЕЦОДЕЖДА И СРЕДСТВА ОХРАНЫ ТРУДА. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИЗДАНИЯ, НАУЧНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. По вопросам участия обращаться в ЗАО "МАКСИМА": 117838 Москва, ул. Профсоюзная д.З, офис 410; тел.: @95) 124-6400, 124-7760; факс: @95) 124-70-60,124-61-63; Email: waits@centro.ru ItItT«KtiH!M:2! официальный дилер корпорации «SIGMA - ALDRICH», предлагает различные химические материалы, реактивы, приборы и лабораторное оборудование, которые производят и поставляют компании: Реактивы для естественнонаучных исследований Q ALORICH /Л Fluka §SUPELCO L Органические и неорганические реактивы для химического синтеза и микроэлектроники Специализированные реактивы для аналитических и исследовательских целей Хроматографические продукты для анализа и очистки Лабораторные реактивы для исследовательских и аналитических целей Вы можете заказать каталог любой из этих компаний или обратиться к нам по телефонам: в Нижнем Новгороде: (8312) 41-47-46; 41-36-74; 41-76-96 (тел./факс) в Москве: @95) 975-33-21; 975-40-27 представительство «ТехКэр Системе, Инк.» OOO «PEAKOP» официальный российский дистрибьютор английской фирмы «Lancaster Synthesis Ltd» предлагает химические реактивы и укрупненные партии продуктов тонкого органического синтеза по каталогу Каталоги предоставляются бесплатно, имеется компьютерная версия. Тел.@95)951-73-60, тел./факс: @95)951-18-02, 951-80-87. E-mail: reagents@rc.msu.ru; reakor@rc.msu.ru 77
Пишут, что. ^?Й?' КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ Бесшумный холодильник Казалось бы, что нового можно придумать в холодильной индустрии? Меняется цвет, форма, объем холодильников, но неизменным остается сам принцип охлаждения и более или менее ненавязчивое жужжание, сопровождающее работу домашнего Деда Мороза. Оказывается, от привычного шума можно избавиться, если использовать новую холодильную технологию, основанную на обратимой термохимической реакции, которая позволяет делать лед всего за 45 секунд. Технология, предложенная специалистами из Перпиньянского научного института во Франции («Eureka», 1998, № 32), на удивление проста. Новый «холодильник» состоит их двух резервуаров, соединенных шлангом с вентилем. Первый резервуар наполнен жидким аммиаком под давлением; второй содержит твердый хлористый кальций. Если открыть вентиль, жидкий аммиак начинает испаряться и газ через шланг попадает в резервуар с хлористым кальцием. Так как испарение жидкого аммиака сопровождается поглощением тепла, первый резервуар охлаждается; взаимодействие же аммиака с хлористым кальцием идет с выделением тепла. Таким образом, поворот вентиля позволяет очень быстро получать холод до минус 40 °С и в то же время тепло до +150 °С. В зависимости от применения устройство работает от нескольких часов до нескольких недель (пока жидкий аммиак полностью не испарится), а регенерировать систему можно, нагревая соединение хлористого кальция с аммиаком: при повышении температуры оно разлагается, газ возвращается в свой резервуар и конденсируется. И все это — в полной тишине. Новый метод уже испробован военными в производстве герметичных комбинезонов для экстремальных условий. Весит такой комбинезон всего на 6 кг больше обычного и позволяет поддерживать температуру одежды в 21 °С около двух часов. Другое применение — холодильные контейнеры для транспортировки питания из централизованных кухонь в школьные столовые, больницы и дома престарелых. Такие контейнеры сохраняют продукты при 3 °С в течение 6 часов. Правда, есть одно «но»: жидкий аммиак небезопасен для здоровья, поэтому необходимо обеспечить полную герметичность агрегата. Вот почему его цена, пока, увы, несравнима со стоимостью обычных компрессоров, продолжающих наполнять наши кухни привычным гудением. О.Рындина .начинающему ученому требуется около 10,5 лет для подготовки и защиты кандидатской диссертации, затем 16 лет, чтобы стать доктором наук, и еще 8 лет для получения звания профессора («Бюллетень ВАК», 1999, № 2, с.44)... ...в Англии строго соблюдается традиция, согласно которой ученый, добившийся коммерческого успеха, должен часть денег пожертвовать своему университету («Вестник РАН», 1999, № 2, с.10)... ...немецкие химики, соединив сферический бакибол и вазоподобный ка- ликсарен, создали молекулярную модель Кубка мира по футболу («New Scientist», 6.02.99, с.12)... ...вероятность точного прогноза, предсказывающего разрушительное землетрясение за десятки часов до его начала, сейчас оценивают в 70—80% («Физика Земли», 1999, № 1, с.90)... ...теперь уже ясно, что ключ к прогнозу землетрясений находится в руках механохимиков («Успехи химии», 1999, №2, с.ПЗ)... ...Гавайские дрожжи Saccharomyces paradoxus плохо скрещиваются как с американскими, так и с европейскими штаммами, а потому представляют собой зарождающийся вид («Доклады Академии наук», 1999, т.364. с.281)... ...семена растений Brassica гара, созревшие в условиях космического полета на станции «Мир», биологически полноценны («Авиакосмическая и экологическая медицина», 1999, № 1, с. 14)... ...за последние 30 лет структура смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в России почти не изменилась — около 90% приходится на ишемичес- кую болезнь сердца и мозговой инсульт («Кардиология», 1999, № 2, с.4)... ...аутоиммунными расстройствами страдают 8,5 миллионов жителей США, из них 6,7 миллионов — женщины («Science», 1999, т.283, с.1277)... 78
Пишут, что... ...время полужизни оксида азота (NO) в живых организмах составляет примерно пять секунд («Успехи физиологических наук», 1999, № 1, с.54)... ...около 70% оборудования тепловых электростанций на Украине уже отработали расчетный ресурс, а износ остального составляет 40—90% («Эко- технологии и ресурсосбережение», 1999, № 1,с.4)... ...исследования целостных геномов различных организмов сформировали новую науку — геномику («Молекулярная биология», 1999, № 1, с.54)... ...в США создано «идеальное зеркало», которое способно почти без поглощения отражать свет, падающий под любым углом («Успехи физических наук», 1999, № 1, с.48)... ...более двух третей населения России проживают в условиях загрязнения воздуха, превышающего гигиенические нормативы («Гигиена и санитария», 1999, № 1,с.З)... ...на 19% территории Москвы степень экологической напряженности оценивается как очень высокая, на 29% — как высокая, на 45% — как средняя и лишь на 7% (в крупных зеленых массивах) — как условно благоприятная («Вестник МГУ, серия География», 1999, № 1,с.69)... ...исследование волос женщин методом рентгеноструктурного анализа позволяет выявить среди них больных раком груди («Nature», 1999, т.398, с.ЗЗ)... ...в России разработана логическая структура микропроцессора «Эльб- рус-2000», быстродействие которого будет в 2,5 раза выше, чем у всех его аналогов, создаваемых за рубежом («Электроника: Наука, технология, бизнес», 1999, № 1, с.6)... ...пора относиться к науке как к полноценной отрасли экономики, а не как к особому заповеднику, финансируемому обществом на благотворительной основе («НГ-Наука», апрель 1999, с.11)... КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ Изучай погоду — и найдешь нефть Поиск нефтяных и газовых месторождений — дело трудоемкое и дорогое. Однако не всегда результаты разведывательных работ оправдывают ожидания, и тогда весь труд и потраченные деньги напрасны. Ученые из американского университета Кардифф уверены, что, изучая погодные условия, царившие 300 миллионов лет назад, можно точно определить места залежей нефти и газа. Образование большинства месторождений нефти и газа относят ко временам Пермского периода, 250—300 млн. лет назад, когда южные континенты были покрыты обширными льдами. Вслед за этим периодом последовала эра потепления: вода в морях испарялась, и по мере ее испарения морские чаши покрывались слоями соли. Под такими соляными куполами нашли газовое месторождение в Казахстане (Карачаганаке), Тен- гизское месторождение нефти, чьи запасы оцениваются в 18 миллионов баррелей нефти, и нефтяные месторождения в районе Северного моря. Откуда же под слоем соли берется нефть? По мере появления и таяния ледников уровень моря постоянно колебался (±60 метров). Все это не могло не влиять на геологическое развитие Земли. Когда уровень воды падал и на рифы обрушивались дождь и ветер, известняк — основа рифов — становился пористым. В этих порах накапливалась органическая материя, которая со временем превращалась в нефть и газ. Если же уровень моря падал на относительно короткое время, нефть и газ не образовывались. По мнению американских ученых, изучение активности Солнца в разные геологические периоды и составление глобальных диаграмм изменения уровня моря помогут найти места, в которых с большой вероятностью должны быть неф-тяные и газовые месторождения. Как сообщила «NewsReal Corp.», группа исследователей под руководством профессора Пауля Райта сейчас разрабатывает компьютерные программы, которые учитывают все собранные данные о климате Земли миллионы лет назад и рисуют схемы геологического развития районов. Ученые считают, что эту модель можно использовать для предсказания месторождения в любой части мира. Т.Зимина
^n% Е.Д.МОЛЧАНОВОЙ, Екатеринбург: Если мед бродит, это означает, что он содержит слишком много влаги, или потому, что он незрелый, или набрал влагу из воздуха, или был разбавлен, или же, наконец, это вообще не мед, а фальсификат. П.А.ОРЛОВУ, Томск: В составе пентамасляных художественных красок льняное масло заменяют пентаэритритовые эфиры жирных кислот подсолнечного масла; по мнению технологов, пентамасляные краски, в отличие от масляных, не желтеют со временем. Г.Н.БАРИНСКОЙ, Пенза: «Коринка» — так раньше называли мелкий изюм без косточек; название происходит не от корицы, а от древнего города Коринфа. О.В.КОВАЛЕВОЙ, Москва: Пектин — это полигалактуроновая кислота, в которой часть карбоксильных групп связана с метоксильными группами, а желатин — смесь полипептидов, «обрывков» белка коллагена; для проявления желирующих свойств пектина необходимы сахар и кислая среда, потому в молочный пудинг или, скажем, в заливное лучше добавлять желатин, а с пектином варить варенье. ТАНЕ ДЕНИСОВОЙ, Санкт-Петербург: Капрон можно покрасить красителем для хлопка или шерсти: добавьте в красильный раствор 2 столовые ложки уксуса и 3 столовые ложки соли, нагрейте раствор до 40° С и подержите в нем ткань 15—20 минут, затем нагрейте до температуры, не превышающей 75°С, и красьте 20—30 минут, потом оставьте без нагревания на 15—20 минут, выньте и прополощите. М.П.ВЕЙН БЕРГУ, Ярославль: Определить свежесть замороженной рыбы или мяса просто — воткните нагретый в кипятке или слегка разогретый на огне стальной нож и понюхайте, как пахнет сок. П.П.БАРАНОВУ, Вологда: Вы перепутали, таблетки тетрациклина ни в коем случае не надо запивать молоком, так как в молоке он взаимодействует с кальцием и из-за этого слишком быстро выводится из организма; лучше запивать его (как и другие антибиотики, название которых кончается на -циклин) теплой кипяченой водой. МАРИНЕ К., Ижевск: Рады были узнать, что претенденты на грант «Химии и жизни» читают наш журнал «днем и ночью в библиотеке в читальном зале», хотя не вполне понятно, как вам это удается. ВНИМАНИЕ! По вопросам приобретения и употребления косметических препаратов на перфторуглеродной основе (ГОЛУБАЯ КРОВЬ, концерн "НИЗАР") обращайтесь к консультанту-дистрибьютору Б.Б.Смирнову по адресу: 125167, Москва, А-167, а/я № 51. Наш щ грант Ai Мы подвели итоги второго конкурса на тему «Какую научную или техническую проблему вы хотели бы решить, когда закончите институт?» (см. «Химию и жизнь —XXI век», №1, 2, 1999) и отобрали 6 заявок из 34. Победителем конкурса стал Габриелов Андрей Владиславович, ученик 11-го класса Астраханской средней школы № 5. Он получит 1500 рублей на продолжение поиска электролитов для осаждения покрытий на металлические изделия. Гранты по 1000 рублей мы присудили санкт-петербургскому студенту Колпачникову Роману Леонидовичу, который подбирает катализатор для удаления лигнина из целлюлозы, и школьнице из Черноголовки Крутенюк Анастасии Юрьевне, изучающей возможность создания трансгенной березы, семена которой не вызывали бы аллергии. Малые гранты по 500 рублей достались Стефанову Виктору Викторовичу из Москвы, мечтающему всерьез заняться продлением жизни человека, Маслову Владимиру Владимировичу, который разрабатывает очиститель выхлопных газов автомобиля, и представителю группы товарищей из Ижевска Якимову Денису Николаевичу за неожиданность и оригинальность идеи: выращивание коррозионностой- ких покрытий из клеток растений. Макотрова Галина Васильевна, учительница Белгородской гимназии №1, ученики которой проводят самостоятельные исследования по химии, получит специальный грант в 1000 рублей на покупку реактивов. Объявление об условиях следующего конкурса читайте в нашем сентябрьском номере. 80
Конец — делу «В чем смысл прихода Дарумы с Запада?», спросил монах у Сэйгена. «Потом он снова куда-то ушел», — ответил тот. Тн Услышав эти слова, монах достиг внезапного просветления. Золотой век дзена рехмерный человек в трехмерном мире — ах, сколько опасностей его подстерегает! Как жить?. Как спасаться? Как узнать, кто враг, а кто друг? Древний инстинкт подсказывает — найди перед, посмотри в глаза, или в морду, или что там есть у него впереди, и узнаешь. Один из самых характерных примеров в истории значимости фронтальной позиции демонстрирует Портос со своей перевязью, расшитой золотом только спереди. Знание, случайно полученное д'Артаньяном, опасно — оно может превратить роскошный фасад в убогий зад, поэтому у Портоса альтернатива — либо убить д'Артаньяна, либо стать его другом. Большинство трехмерных объектов искусства устроено по этому же принципу. И хотя они апеллируют к высшему творческому началу, у них неизбежно есть перед, а значит, и зад, то есть они конечны в сути своей. Высшее же требует бесконечности. Путь к этому лежит через принципиальное уничтожение оппозиции перед—зад. Это дорога к преднатальному состоянию мира при котором изотропное распределение пространства-времени не дает реализовываться какой бы то ни было индивидуальности. Состояние 0, особая точка. Другая особая точка — бесконечность. Есть физическая теори, согласно которой в объектах, перемещенных из одного поля тяготения в другое (из бесконечности в ноль), возникают мощные внутренние напряжения, которые не только меняют его форму, но и взаимодействуют с полем-аборигеном. Это взаимодействие выкидывает пришельца обратно. Вообще-то говоря, мы не знаем, есть ли в нашей Вселенной разрывы в гравитационном поле, но при переходе в параллельную Вселенную это произойдет обязательно. Этот принцип даже собираются использовать при возвращении космических кораблей из межвселенских путешествий. Но этот же принцип можно использовать по-другому. Создать такие напряжения в объекте, так его деформировать, что он сам потащится на свою далекую Родину. Можно представить такую картину, как вывезенный в Космос коллектив начинает тихо расползаться по своим галлактикам или Вселенным, где они и обретают свои прекрасные переды и зады. Может быть, как раз наличием или отсутствием этих внутренних напряжений и определяется ценность произведения искусства. Конечно, в одном произведении подъемной силы не такуж и много, но сколько их накопилось за время существования человечества. Так что подходит время, когда Земля, а за ней и вся Солнечная система под действием суммы сил гениального человечества тронется с насиженного места и двинется домой, на свою далекую и таинственную Родину, где все мы примем свой изначально прекрасный облик. Это и будет обещанным концом Света. А.Астрин 2
химия I 6-10 СЕНТЯБРЯ 1999 г. Россия, Москва, выставочный комплекс ЗАО «Экспоцентр»ite Красной Пресне Краснопресненская наб., 14 телефон: @95J55-37-39, факс: @95J05^60-55 \ Интернет:Шр://№Аллг. expocentr.ru e-mail:rnervist@expocentr.ru