Наука стран социализма. Семидесятые годы. Сборник - Этингоф Е.Б.

Author: Этингоф Е.Б.
Tags: развитие науки социализм
Year: 1980
Similar
Сущность и слово. Сборник научных статей к юбилею профессора Н. В. Мотрошиловой
История философии. Том 6. Книга 2
История социологической мысли. Том 1
Вопросы философии 2020 № 9
Text
                    '«5AAI


О СТРАН СОЦИАЛИЗМ


НАУКА
СТРАН СОЦИАЛИЗМА
СЕМИДЕСЯТЫЕ
ГОДЫ
НАУКА
СТРАН СОЦИАЛИЗМА
СЕМИДЕСЯТЫЕ
ГОДЫ

Wissenschaft und Menschheit
науна и человечество
Wissenschaft und Menschheit
НАУКА И ЧЕЛОВЕЧЕСТВО
Wissenschaft und Menschheit
Wissenschaft und Menschheit
MENSCHHEIT
1977
\ WISSENSCHAFT ~
til* MENSCHHEIT
WISSENSCHAFT
UND MENSCHHEI'
rtematiotules	A C.
। У /I
НАУКА
ИМЕЛО
ВЕЧЕСТВО
НАУКА
ЧЕЛОВЕЧЕСТВО
1977 .
НАУКА
И ЧЕЛОВЕЧЕСТВО -
1976
a lid<
ЧЕЛОВЕЧЕСТВО
UEDH
aLUDSTUO
UEDH
aLUDSTUO
aLUDSTUO
veda
a lidstvo
UEDH
aLUDSTUO
По материалам
международных
ежегодников
НАУКА
и ЧЕЛОВЕЧЕСТВО
WISSENSCHAFT
und MENSCHHEIT
CZEOWIEK
iNAUKA
VEDA
a LIDSTVO
72
Н34
© Издательство «Знание», 1980 г.
НАУКА
СТРАН СОЦИАЛИЗМА
СЕМИДЕСЯТЫЕ
ГОДЫ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«ЗНАНИЕ»
МОСКВА
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«УРАНИЯ»
ЛЕЙПЦИГ, ЙЕНА, БЕРЛИН
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«ВЕДЗА ПОВШЕХНА»
ВАРШАВА
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«ГОРИЗОНТ»
ПРАГА
1980
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
А. П. АЛЕКСАНДРОВ
академик,
президент Академии наук СССР
А. Т. БАЛЕВСКИ
академик,
президент Болгарской Академии наук
Н. Г. БАСОВ
академик,
член президиума Академии наук СССР,
председатель Правления Всесоюзного общества
«Знание»
К. Ц. БРАТАНОВ
академик,
член президиума Болгарской Академии наук
Я. КОЖЕШНИК
академик,
председатель Чехословацкой Академии наук
Э. ЛЕЙБНИТЦ
академик,
президент общества «Урания»
А. А. ЛОГУНОВ
академик,
вице-президент Академии наук СССР,
председатель редакционной коллегии
ежегодника «Наука и человечество»
(«Wissenschaft und Menschheit»)
В. МИХАЙЛОВ
академик,
член президиума Польской Академии наук,
председатель редакционного совета
ежегодника «Cztowiek i пайка»
В. НОВАЦКИЙ
академик,
президент Польской Академии наук
В. РУМЛ
член-корреспондент Чехословацкой Академии
наук, председатель Центрального комитета
Социалистической академии Чехословакии,
председатель редакционного совета
ежегодника «Veda a lidstvo»
П. Н. ФЕДОСЕЕВ
академик,
вице-президент Академии наук СССР
В. ШЕЛЕР
академик,
президент Академии наук ГДР
Ответственный редактор
Е. Б. ЭТИНГОФ
СОДЕРЖАНИЕ
Н. Г. Басов
ИСТОЧНИК ПРОГРЕССА................. 12
Г. Кларе
АКАДЕМИЯ НАУК ГДР — ЕЕ РОЛЬ,
ЗАДАЧИ И ДОСТИЖЕНИЯ
Перевел Л. Глотов.................. 16
В. Новацкий
О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОЛЬСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
В СЕМИДЕСЯТЫЕ ГОДЫ................. 21
Я. Кожешник
ЧЕХОСЛОВАЦКАЯ НАУКА
В СЕМИДЕСЯТЫЕ ГОДЫ
Перевел Д. Прасолов................ 25
А. Балевски
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БОЛГАРСКОЙ АКАДЕМИИ
НАУК В 1971—1980 ГГ.	31
Б. А. Арбузов, А. А. Логунов
ЧАСТИЦЫ И СИЛЫ:
ПОИСКИ ЕДИНСТВА.................... 37
X. Христов
ЭВОЛЮЦИЯ ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ
В ФИЗИКЕ........................... 51
Ю. Н. Денисюк
ГОЛОГРАФИЯ	59
Ж. И. Алферов
ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ............. 74
П. Л. Капица
ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА................... 87
Е. П. Велихов, Б. Б. Кадомцев
УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ ...	93
В. А. Кириллин, П. С. Непорожний, А. Е. Шейн-
длин
НА ПУТИ К МГД-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ........101
И. А. Глебов
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ЭНЕРГИИ ...........................113
В. Ширмер
ПРОЦЕССЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ
Перевел С. Маслов................128
|Б. Н. Петров |
‘ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС» —
ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО .... 136
В. Ремек
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-27» — «СОЮЗ-28»:
ПОЛЕТ И НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Перевел А. Бондарев................150
М. Гермашевский
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-ЗО»:
НАБЛЮДЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ
Перевел А. Бондарев................156
3. Йен
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-31»:
ВПЕЧАТЛЕНИЯ, ПЕРЕЖИВАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТЫ
Перевела И. Кикнадзе...............162
Ч. Барта, Л. Штоурач, А. Тржиска
КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ:
РОЖДЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ В НЕВЕСОМОСТИ .
Перевел А. Бондарев................170
А. Хорват
НАБЛЮДЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ
ЗЕМЛИ .............................175
Э.-А. Лаутер
АТМОСФЕРА И ЕЕ РОЛЬ
В ЗАЩИТЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Перевела И. Кикнадзе...............186
А. Е. Браунштейн
КЛЮЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ АЗОТИСТОГО ОБМЕНА 199
К. Братанов
ИММУНОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ	212
А. Хорст
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПАТОЛОГИЯ
Перевел Ф. Рышка ..................221
Н. Н. Блохин
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОНКОЛОГИИ.........229
7
Б. В. Петровский
ДОСТИЖЕНИЯ СОВЕТСКОЙ ХИРУРГИИ......237
Д. Блашкович
ГРИПП И ГЕРПЕС:
ЗАГАДКИ ОБЫЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ
Перевел Д. Прасолов...............247
А.	Й. Бараев
НОВАЯ ПОЧВОЗАЩИТНАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕ-
ЛИЯ ..............................259
В.	Н. Ремесло, А. В. Коломацкий
ДИНАСТИЯ МИРОНОВСКИХ ПШЕНИЦ........267
А.	В. Сидоренко
ОСАДОЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ ДОКЕМБРИЯ —
КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ ИСТОРИИ
ЗЕМНОЙ КОРЫ.......................276
Р. Лаутербах
БИОГЕОФИЗИКА — НОВАЯ НАУКА
Перевела В. Большакова............288
В.	Михайлов
ЧЕЛОВЕК И ПРИРОДА
Перевел В. Шибаев.................295
П. Н. Федосеев
ФИЛОСОФИЯ И НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ.......302
Л. В. Канторович, И. В. Романовский
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
В УПРАВЛЕНИИ ЭКОНОМИКОЙ............309
А. Г. Аганбегян
ОПТИМАЛЬНЫЙ ПОДХОД В ПЕРСПЕКТИВНОМ
ПЛАНИРОВАНИИ	320
Ю. В. Бромлей
ЭТНОС И ЭТНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ..........328
А. П. Окладников, Б. А. Фролов
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ:
ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ........338
Й. Поулик
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ
В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
Перевела Н. Еременко...............354
И. Германн
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛА-
ВЯН
Перевел В. Седов...................368
К. Михаловский
РАЗВИТИЕ ПОЛЬСКОЙ АРХЕОЛОГИИ
В РАЙОНЕ СРЕДИЗЕМНОМОРЬЯ
Перевела Н. Северина ..............389
8
Знаменательный период переживают на рубеже десятилетий страны социалистического
содружества — период подготовки и проведения очередных партийных съездов.
Новую важную страницу в истории Советской страны откроет XXVI съезд КПСС. Съезд
определит стратегию и тактику на наступающем этапе коммунистического строительства.
Во многих других социалистических странах также готовятся к партийным съездам. В неко-
торых странах съезды коммунистических и рабочий партий уже состоялись. Съезды намечают
рубежи социально-экономического развития в будущем пятилетии, формируют перспективы на
80-е годы.
И конечно же, съезды братских партий анализируют сделанное, в том числе подводят итоги
70-х годов. Эти годы оставили по себе хорошую память у народов социалистических стран:
неуклонно крепнет наше содружество, политика братских государств стала важнейшим
фактором мирового развития.
В 70-е годы был начат поворот экономики стран социализма в сторону интенсивного разви-
тия, повышения эффективности производства и качества работы, то есть к нынешней экономиче-
ской стратегии. Продолжить и завершить этот переход — дело годов 80-х.
В 70-е годы темпы прироста национального дохода и промышленной продукции стран —
членов СЭВ были примерно вдвое выше, чем в развитых капиталистических странах. На долю
социалистического содружества приходилось за этот период около половины объема мирового
прироста промышленного производства.
Подъем экономики наших государств во многом опирался на их тесное сотрудничество.
«...Минувшее десятилетие,— отмечал Генеральный секретарь ЦК КПСС, Председатель
Президиума Верховного Совета СССР Л. И. Брежнев, — ознаменовалось дальнейшим разви-
тием и обогащением сотрудничества стран социалистического содружества. Это сотрудниче-
ство— могучий ускоритель развития каждой из братских стран. Оно есть также наша общая
гарантия уверенного движения вперед в это сложное и неспокойное время». В постановлении
июньского (1980 г.) Пленума ЦК КПСС указано, что партия будет твердо продолжать курс
XXIV—XXV съездов, направленный, в частности, на всемерное укрепление братского союза
социалистических государств.
В 70-е годы было достигнуто оздоровление международной обстановки прежде всего благо-
даря многосторонней и активной деятельности Советского Союза и других стран социализма,
опирающейся на рост их экономической и оборонной мощи.
Однако агрессивные силы империализма не желают считаться с реальностями современного
мира, с упрочением позиции социализма, успехами национально-освободительного движения,
ростом свободолюбивых демократических сил в целом. Империалисты США, руководители
агрессивного блока НАТО взяли курс на взвинчивание гонки вооружений, усиление милита-
ризма и военного противостояния. В раздувании военного психоза активно участвуют пекинские
гегемонисты.
Центральный Комитет нашей партии, Советское государство, другие братские партии и
государства проявляют в этой сложной международной обстановке ленинскую выдержку, твер-
дость и принципиальность. Они настойчиво выступают за то, чтобы сохранить все то доброе, что
дали нам 70-е годы, добиться поворота к разоружению, поддержать право народов на свободное
и независимое развитие, сберечь и упрочить мир, за то, чтобы и в 80-е годы политическая
разрядка оставалась ведущей тенденцией и была дополнена разрядкой военной.
Делу мира и прогресса надежно служат совместные организации социалистических стран —
Варшавский Договор и Совет Экономической Взаимопомощи. Майское совещание Политиче-
ского консультативного комитета государств — участников Варшавского Договора выдвинуло
целую программу мер для ликвидации опасных тенденций в международном развитии.
Очередное заседание сессии Совета Экономической Взаимопомощи, состоявшееся в июне, еще
раз подтвердило, что страны — члены СЭВ осуществляют политику мира и международной раз-
рядки.
С 1971 года в Крыму регулярно проводятся встречи товарища Л. И. Брежнева с руководите-
лями братских стран — это важная примета 70-х годов.
На крымских встречах нынешнего года было подчеркнуто, что внешняя политика стран
социалистического содружества направлена в первую очередь на то, чтобы продвинуть вперед
разрядку напряженности, придать ей новое дыхание, обеспечить реальный поворот от гонки
вооружений к разоружению, добиться справедливого политического урегулирования существу-
ющих конфликтных ситуаций.
В ходе крымских встреч намечены значительные шаги по дальнейшему расширению равно-
правного взаимовыгодного экономического сотрудничества социалистических государств. К но-
вым высотам в их социально-экономическом развитии ведет совершенствование и углубление
международного разделения труда в рамках СЭВ.
В 70-е годы деятельность СЭВ была направлена на успешное претворение в жизнь догово-
ренностей, достигнутых на встречах руководителей братских партий и государств — членов
9
СЭВ, Комплексной программы социалистической экономической интеграции, на разработку и
реализацию долгосрочных целевых программ сотрудничества.
Главное средство решения экономических проблем — ускорение научно-технического про-
гресса. Выдвигая перед собой в ходе строительства социализма и коммунизма невиданные ранее
по масштабности и сложности задачи, общество ждет от науки творческой разработки актуаль-
ных проблем во всех областях теории и практики. Только опираясь на новейшие достижения на-
уки о природе и обществе, можно успешно строить социализм и коммунизм.
Естественно, что наука стала одной из главных сфер самого тесного сотрудничества социа-
листических стран. Совместные программы в области исследования космоса, наук о Земле,
физики, химии, биологии — яркие примеры такого сотрудничества. Успешно осуществляется
также долгосрочная программа сотрудничества в области общественных наук.
Президенты академий наук на совещании в 1977 году с удовлетворением отметили посто-
янное расширение и укрепление научных связей социалистических стран. В коммюнике сове-
щания подчеркивалось, что идейное единство, политическая сплоченность, интернациональная
солидарность, могучий производственный потенциал и развивающаяся экономическая интегра-
ция братских государств открывают широчайшие горизонты научного сотрудничества.
Руководители академий были приняты Генеральным секретарем ЦК КПСС Леонидом
Ильичом Брежневым. «Встречаясь с вами,— отметил он, в частности,— не могу не сказать о
том, что ученые социалистических стран вправе гордиться той ролью, которая принадлежит им в
деле социального прогресса человечества. Эта высокая роль связана с вашей непосредственной
работой, которая столь много означает для экономики и культуры, для укрепления обороноспо-
собности социалистических государств.
Эта роль вытекает из активного участия ученых социалистических стран в решении
глобальных проблем, ставших перед человечеством в современную эпоху. Так обстоит дело,
когда речь идет об охране окружающей среды, решении энергетических проблем, избавлении
человечества от наиболее опасных болезней и так далее.
И конечно же, это определяется активным и деятельным участием ученых социалистических
стран в борьбе за упрочение мира, ликвидацию угрозы ядерной войны, развитие международ-
ного сотрудничества. Не может не вызывать удовлетворения тот факт, что ученые стран социа-
лизма действенно поддерживают миролюбивую внешнюю политику, проводимую странами
социалистического содружества, настойчиво выступают за объединение усилий ученых всего
мира во имя прочного мирного будущего всех народов земли».
Сознавая ответственность своей миссии, ученые братских стран активно содействуют реше-
нию исторической задачи — соединить достижения научно-технической революции с преимуще-
ствами социализма, чтобы в полной мере использовать в интересах народа все завоевания науки.
А завоевания эти поистине замечательны. В частности, за последнее десятилетие ученые
социалистических стран добились выдающихся результатов на ряде магистральных направлений
современной науки. Дать о них хотя бы некоторое представление— задача сборника «Наука
стран социализма. Семидесятые годы». Его авторы — крупнейшие, всемирно известные ученые,
лауреаты высших национальных и международных научных премий — рисуют широкую пано-
раму расцвета науки в странах социализма.
О том, какое место занимает наука в развитом социалистическом обществе, о вкладе совет-
ских ученых в строительство коммунизма, об Академии наук СССР — координаторе всей
научной работы в стране и участии деятелей науки в благородном деле распространения знаний
пишет председатель Правления Всесоюзного общества «Знание», член Президиума АН СССР
академик Н. Г. Басов.
С главными направлениями деятельности академий наук знакомят их президенты: академик
А. Балевски — президент Болгарской АН, академик Г. Кларе, который был президентом
АН ГДР на протяжении 70-х годов (ныне вице-президент), академик В. Новацкий — президент
Польской АН, академик Я. Кожешник — председатель Чехословацкой АН.
Познание фундаментальных свойств материи — темы статей, среди авторов которых вице-
президент АН СССР академик А. А. Логунов и академик X. Христов (НРБ).
О путях использования открытий физиков для развития энергетики, о создании новых
машин и приборов рассказывают вице-президент АН СССР академик Е. П. Велихов, академики
Ж. И. Алферов, Б. Б. Кадомцев, П. Л. Капица, В. А. Кириллин, А. Е. Шейндлин (все — СССР),
член-корреспондент АН СССР Ю. Н. Денисюк, министр энергетики и электрификации СССР,
член-корреспондент АН СССР П. С. Непорожний.
Одну из важнейших проблем химической промышленности раскрывает академик В. Ширмер
(ГДР).
Разные аспекты космических исследований охватывает группа статей, в числе авторов
которых недавно скончавшийся вице-президент АН СССР академик Б. Н. Петров. Выступают
также космонавты-исследователи В. Ремек (ЧССР), М. Гермашевский (ПНР), 3. Йен (ГДР), вид-
ный венгерский астроном А. Хорват, член-корреспондент ЧСАН Л. Штоурач.
10
Изучение Земли, ее недр, атмосферы и живых обитателей, охрана природы — круг проблем,
затронутых статьями вице-президента АН СССР А. В. Сидоренко, академиков Э.-А. Лаутера,
Р. Лаутербаха (оба— ГДР), В. Михайлова (ПНР).
О наиболее тонких механизмах жизни, об успехах современной молекулярной биологии
пишут академики К. Братанов (НРБ), А. Е. Браунштейн (СССР), член-корреспондент ПАН
А. Хорст.
Борьба за здоровье людей, последние достижения медицины — темы статей президента
АМН СССР академика Н. Н. Блохина, министра здравоохранения СССР академика Б. В. Пе-
тровского, академика Д. Блашковича (ЧССР).
О новейших завоеваниях сельскохозяйственной науки говорится в статьях академика
В. Н. Ремесло и академика ВАСХНИЛ А. И. Бараева (оба — СССР).
Вице-президент АН СССР академик П. Н. Федосеев, академики А. Г. Аганбегян и
Л. В. Канторович (оба — СССР) вводят читателя в круг актуальных проблем философии и
экономической науки.
С работами историков, археологов, этнографов, искусствоведов знакомят статьи, среди
авторов которых академики Ю. В. Бромлей (СССР), И. Германн (ГДР), К. Михаловский (ПНР),
А. П. Окладников (СССР), Й. Поулик (ЧССР).
Сборник «Наука стран социализма. Семидесятые годы» составлен по материалам ежегодни-
ков, издаваемых для читателей СССР, ГДР, ПНР и ЧССР.
Это «Наука и человечество»— международный ежегодник, выпускаемый с 1962 года
Всесоюзным обществом «Знание», Академией наук СССР и издательством «Знание».
Это «Wissenschaft und Menschheit» (Наука и человечество»)— международный ежегодник,
выпускавшийся с 1965 года издательством «Урания» на основе материалов советского ежегод-
ника, а ныне издаваемый на немецком языке совместно издательствами «Знание» и «Урания»
под эгидой Всесоюзного общества «Знание», общества «Урания», академий наук СССР и
ГДР.
Это «Czlowiek i пайка» («Человек и наука») — международный ежегодник, созданный по
образцу советского ежегодника и выпускаемый с 1971 года в сотрудничестве с его редакцией
издательством «Ведза повшехна» на польском языке.
Это « Veda a lidstvo» («Наука и человечество») — международный ежегодник, выпускаемый
с 1979 года Социалистической академией Чехословакии, Чехословацкой и Словацкой академия-
ми наук и издательством «Горизонт» на чешском и словацком языках и родившийся в результа-
те слияния двух ежегодников меньшего объема и формата: «Veda a 1’udstvo», (выпускался в
1973—1978 годах в Братиславе на словацком языке издательским отделом Социалистической
академии Словакии и издательством «Обзор») и «Veda a lidstvo» (выпускался в 1975—1978 го-
дах в Праге на чешском языке издательством «Горизонт»).
В ежегоднике «Наука и человечество», как и в его немецком, польском и чехословацком
изданиях, выступают крупнейшие ученые многих стран мира Земли, объединенные идеей гума-
нистического предназначения науки и международного научного сотрудничества во имя мира и
блага народов.
Разумеется, наиболее полно в этих ежегодниках освещается развитие науки в СССР и других
странах социалистического содружества. Лучшие статьи ведущих ученых братских стран, напеча-
танные в этих ежегодниках за 70-е годы и в большинстве случаев обновленные авторами с
учетом последних достижений науки, и составили основу настоящего сборника. Отбор статей
произведен редакционными коллегиями ежегодников и издательствами и согласован с акаде-
миями наук этих стран. На с. 399 указано, в каких ежегодниках и когда первоначально публико-
вались включенные в сборник статьи. Не упомянутые в этом списке вступительные статьи напи-
саны специально для данной книги.
Этот сборник отражает, таким образом, успехи науки за 70-е годы в СССР, НРБ, ГДР,
ВНР, ПНР, ЧССР. Конечно, он не претендует на исчерпывающую полноту не только по составу
стран, но и по отраслям знания. Наверное, это и невозможно — в одной книге охватить всю на-
уку социалистических стран.
Общества по распространению знаний и академии наук СССР, ГДР, ПНР и ЧССР, издатель-
ства «Знание», «Урания», «Ведза повшехна» и «Горизонт», выпускающие ежегодники, тесно
сотрудничают между собой. Осуществляются взаимные консультации и помощь в подборе авто-
ров, обмен планами, пересылка статей в рукописях, содействие в организации иллюстрирования.
Поэтому можно сказать, что все четыре ежегодника представляют собой плод объединенных
усилий ученых и издателей четырех стран. И естественно, что настоящий сборник, представля-
ющий собой своеобразный итог работы ежегодников за 10 лет, выпускается названными изда-
тельствами совместно.
11
ИСТОЧНИК ПРОГРЕССА
НИКОЛАЙ ГЕННАДИЕВИЧ БАСОВ
Николай Геннадиевич Басов (р. 1922) — физик, один из основоположни-
ков квантовой радиофизики, академик, член Президиума Академии наук
СССР, директор Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР,
председатель Правления Всесоюзного общества «Знание», главный ре-
дактор журналов «Природа» и «Квантовая электроника». Герой Социа-
листического Труда, лауреат Ленинской и Нобелевской премий.
Н. Г. Басов — иностранный член академий наук и обществ ряда стран,
почетный доктор ряда университетов.
икогда в истории наука не зани-
мала такого определяющего по-
ложения в развитии общества, как при социа-
лизме.
«Социализм и наука неразделимы, и в этом
одна из причин победы социализма, — отмечал
товарищ Л. И. Брежнев. — Только социализм
сделал возможным использование завоеваний на-
уки в интересах народа, позволил раскрыть твор-
ческие потенции и таланты, которые в изобилии
имеются у каждого народа. И только опираясь
на новейшие достижения науки о природе и обще-
стве, можно строить социализм и коммунизм».
Благотворный климат для развития науки яр-
ко демонстрирует пример нашей страны. 63 года
Советской власти — это годы постоянного, все
более активного участия ученых в построении но-
вого общества и неустанной заботы партии о
развитии науки. Наша партия видит в науке живо-
творный источник технико-экономического и со-
циального прогресса, роста духовной культуры и
благосостояния народа. Выдвигая перед собой в
ходе строительства коммунизма невиданные ра-
нее по масштабности и сложности задачи, обще-
ство опирается на науку и ждет от нее творческой
разработки проблем, решением которых заняты
партия, государство, народ.
XXIV съезд КПСС (1971 г.) указал на необхо-
димость дальнейшего развертывания фундамен-
тальных исследований, концентрации сил и вни-
мания ученых на наиболее важных и перспектив-
ных направлениях научно-технического прогрес-
са. Было подчеркнуто значение в этом деле пла-
нового начала. «Прогресс науки и техники —
это главный рычаг создания материально-техни-
ческой базы коммунизма, — сказано в Отчетном
докладе ЦК партии съезду. — Вот почему в
таком важнейшем вопросе, как развитие науки и
техники, мы отчетливо должны видеть перспекти-
вы, учитывать их в практической работе». Съезд
выдвинул задачу исторической важности: органи-
чески соединить достижения научно-технической
революции с преимуществами социалистической
системы хозяйства
XXV съезд КПСС (1976 г.) отметил, что уско-
рение научно-технического прогресса остается
первоочередной задачей, и обратил особое внима-
ние на то, чтобы достижения науки быстро вопло-
щались в тысячах новых видов продукции.
«Практическое внедрение новых научных
идей — это сегодня не менее важная задача, чем
их разработка», — было сказано на съезде. Под-
черкнув важность фундаментальных исследова-
ний и роль Академии наук СССР как координа-
тора всей научной работы в стране, съезд обратил
вместе с тем внимание на значение отраслевых
исследовательских институтов, конструкторских
и проектных организаций, непосредственно обес-
печивающих интеграцию науки с производством.
В порядке реализации решений съездов за это
десятилетие был принят ряд постановлений Цен-
трального Комитета КПСС по отдельным кон-
кретным вопросам развития науки.
23 февраля 1981 года откроется XXVI съезд
Коммунистической партии Советского Союза,
который подведет итоги проделанной работы и
наметит задачи на последующие годы, в том
числе, конечно, и по развитию науки, ускорению
научно-технического прогресса. Идя навстречу
съезду, советские ученые углубляют фундамен-
12
ИСТОЧНИК ПРОГРЕССА
тальные исследования и укрепляют связи науки с
производством.
Свой вклад в прогресс науки вносят все совет-
ские республики, все народы и народности в
самых разных районах страны. Проведение в
жизнь ленинской национальной политики приоб-
щило к образованию, а через него и к научному
творчеству все многочисленные нации и народно-
сти нашей страны.
Национальные академии союзных республик
успешно ведут фундаментальные исследования.
В Российской Федерации созданы региональные
научные центры и филиалы АН СССР в автоном-
ных республиках. Активно работают многочис-
ленные институты промышленности, отраслевые;
академии: Всесоюзная академия сельскохозяй-
ственных наук имени В. И. Ленина, Академия
медицинских наук СССР, Академия педагогиче-
ских наук СССР.
За последние годы заметно укрепились связи
академий и научных институтов с высшей шко-
лой. Это благотворно сказывается, с одной сто-
роны, на высшем образовании, в частности на
подготовке кадров для науки. С другой стороны,
это способствует увеличению вклада вузовской
науки в развитие фундаментальных и приклад-
ных исследований.
В стране создан мощный научно-технический
потенциал — действует около 5 тысяч научных
учреждений, общее число научных работников
составляет 1 миллион 300 тысяч. Это самый круп-
ный научный отряд в мире.
Успехи фундаментальных исследований за по-
следние десятилетия обусловили возникновение
многих новых областей в науке и технике,
привели к революционным изменениям в техно-
логиях, к созданию новых материалов, использо-
ванию явлений, не имевших, казалось, практиче-
ского применения.
Ключевая проблема научно-технического про-
гресса на современном этапе — это проблема
быстрейшего применения достижений науки и
техники в народном хозяйстве, социальном раз-
витии и культурном строительстве.
Надо подчеркнуть, что существует весьма тес-
ная и взаимная связь между развитием науки и
технологическими применениями ее достижений.
Между этими двумя областями человеческой
деятельности происходит непрерывный обмен
идеями.
Связь науки и производства нашла наиболее
яркое выражение в развитии самых разнообраз-
ных присущих социализму форм сотрудничества
и, более того, объединения научных учреждений
и промышленных предприятий. Создаются раз-
личного рода научно-производственные объеди-
нения, способствующие ускорению темпов вне-
дрения научно-технических достижений в произ-
водство. Академические институты занимаются
не только глубокими фундаментальными иссле-
дованиями, но и активно внедряют достижения
науки в практику. Они сегодня имеют в своем
составе опытные производства, специальные кон-
структорские бюро.
Так, например, Физический институт им.
П. Н. Лебедева АН СССР призван способство-
вать развитию новых направлений в физике, рас-
крытию глубинных тайн материи. Вместе с тем
этот институт связан более чем с двумястами
отраслевых научно-исследовательских инсти-
тутов, заводов, конструкторских бюро и ведет
внедрение последних достижений науки. Это раз-
личные применения лазеров во многих отраслях
промышленности, энергетике, медицине, вычис-
лительной технике, связи и других областях. Это
новые материалы, новые технологические про-
цессы и многое другое.
На октябрьском (1980 года) Пленуме ЦК
КПСС отмечалось, что соединение науки с произ-
водством, воздействие на него прогрессивных
идей практически идет через машины и техноло-
гию. Отсюда ни с чем не сравнимая роль машино-
строения в развитии народного хозяйства.
В своей речи на Пленуме Генеральный сек-
ретарь ЦК КПСС, Председатель Президиума
Верховного Совета СССР товарищ Л. И. Бреж-
нев поднял ряд коренных вопросов нашей эконо-
мики, в том числе указал, что в будущей пяти-
летке надо уделить особое внимание подъему
машиностроения, в особенности тех его отраслей,
качество продукции которых еще не отвечает
современным требованиям, и нацелить на это
самые сильные научные коллективы. Коснув-
шись снабжения топливом и энергией, он под-
черкнул, что нужно серьезно думать о будущем:
«Нам предстоит и дальше развивать атомную
энергетику. Нельзя ослаблять внимания к рабо-
там по таким перспективным видам энергии, как
термоядерная».
Пленум поставил задачу широко использовать
метод целевых программ. Целевые программы
научно-технического прогресса становятся
стержнем нашей экономики. Разработка таких
программ — межотраслевых и территориаль-
ных — уже несколько лет занимает важное
место в деятельности Академии наук СССР и
научных институтов промышленности. Эти про-
граммы обеспечивают ускорение практической
реализации научных достижений, эффективное
освоение и рациональное использование природ-
ных ресурсов.
В 80-е годы должен быть завершен перевод
экономики страны на рельсы интенсивного раз-
вития, отмечалось на Пленуме, должны быть
резко подняты производительность и качество
труда.
Задача состоит в том, чтобы в полной мере
использовать на благо людей все те огромные
возможности, которые открывает научно-тех-
ническая революция, ибо высшая цель производ-
ства при социализме — удовлетворение растущих
потребностей трудящихся. Именно для этого в
13
Н. Г. БАСОВ
первую очередь и необходимо повысить произ-
водительность труда.
Производительность труда, как указывал
В. И. Ленин, «это, в конечном счете, самое важ-
ное, самое главное для победы нового обще-
ственного строя». Речь идет при этом о повыше-
нии ее во всех сферах, в том числе и в самой нау-
ке. Эффективность исследовательской работы —
одна из главных проблем дальнейшего развития
науки.
В современных условиях повышение эффек-
тивности научных исследований требует тесного
взаимодействия естественных, технических и об-
щественных наук. Единство этих трех главных
ветвей современного научного знания обуслов-
лено комплексным характером тех крупнейших
проблем, решение которых становится в порядок
дня потребностями общественного развития.
Без такого взаимодействия нельзя комплексно
решать задачи научно-технического прогресса,
развития и рационального размещения произво-
дительных сил, строительства больших промыш-
ленных и аграрно-индустриальных комплексов,
благоустройства городов и сел, создания опти-
мальных условий для труда и быта советских лю-
дей, охраны окружающей среды.
Эффективность работы ученых во многом
зависит от уровня развития научного приборо-
строения и автоматизации научных исследований.
Это одна из важных областей сотрудничества
социалистических стран. Сотрудничество между
академиями наук братских стран всесторонне
укрепляется; оно успешно развивается также по
линии СЭВ’а. Совместно реализуются долгосроч-
ные программы решения важных проблем
теории и практики строительства развитого
социализма и коммунизма.
Ученые нашей страны активно поддерживают
ленинскую политику Коммунистической партии и
Советского государства, направленную на разви-
тие взаимовыгодного сотрудничества всех госу-
дарств, в том числе и в области науки и техники.
Этот курс нашей страны продиктован благород-
ными побуждениями и содействует улучшению
отношений между народами.
Мы придаем большое значение мероприятиям
по дальнейшему усилению международного на-
учного сотрудничества, предусмотренным Заклю-
чительным актом Совещания по безопасности и
сотрудничеству в Европе.
Укрепление политической разрядки и допол-
нение ее разрядкой военной позволит наиболее
эффективно объединить усилия научных органи-
заций и ученых стран, принадлежащих к различ-
ным социальным системам, с целью совместной
разработки важнейших проблем, затрагивающих
интересы всего человечества, таких, как изучение
и освоение космического пространства, исследо-
вание Мирового океана, Антарктиды, охрана
окружающей среды, борьба с опасными заболе-
ваниями.
Международное научно-техническое сотрудни-
чество является действенным средством развития
научного, экономического и технического потен-
циала каждой из участвующих в нем стран,
составляет неотъемлемую часть борьбы народов
за прочный мир, за дело свободы и прогресса на
Земле.
Говоря о роли науки в жизни общества, необ-
ходимо хотя бы коротко остановиться еще на од-
ной задаче, стоящей перед учеными, — распро-
странении знаний.
Успех научно-технической революции, ее бла-
готворное воздействие на экономику, на все
формы жизни общества, как было отмечено на
XXV съезде партии, не могут быть обеспечены
усилиями только научных работников. Все
большую роль приобретает вовлечение в этот
процесс всех трудящихся. Наука играет немалую
роль в формировании научного мировоззрения,
она имеет важные идеологические аспекты. Все
это выдвигает распространение знаний в число
задач первостепенной важности.
По инициативе виднейших деятелей науки,
техники и культуры в 1947 г. было создано Все-
союзное общество «Знание», в деятельность
которого с каждым годом вовлекалось все
больше ученых страны. Многие научные учре-
ждения Академии наук СССР стали крупными
центрами распространения научных знаний.
Ученые Академии наук СССР выступают с
публичными лекциями и докладами, преподают в
народных университетах, ведут большую научно-
методическую и организационную работу. ТТТи-
роко известны в СССР и за рубежом совместные
издания общества «Знание» и Академии наук
СССР.
Большую помощь обществу «Знание» оказы-
вают также отраслевые академии — медицин-
ская, сельскохозяйственная, Академия педагоги-
ческих наук, академии наук союзных республик.
Основные направления распространения зна-
ний — это, во-первых, повышение общей куль-
туры и образованности советских людей, форми-
рование у них научного, материалистического
мировоззрения; во-вторых, повышение квалифи-
кации специалистов разных профилей; в-третьих,
помощь внедрению достижений науки и техники
в народное хозяйство.
Последнее достигается, в частности, тем, что
члены общества «Знание», знакомя слушателей
и читателей с научными открытиями и техниче-
скими разработками, одновременно разъясня-
ют их практическое значение, рассказывают о
передовых методах труда, о наиболее удачных
примерах использования на производстве ре-
зультатов исследовательской работы. Это и по-
могает внедрению достижений науки и техники,
а следовательно, и ускорению научно-техниче-
ского прогресса.
Люди, обладающие важными для развития
производства знаниями, не только не сохраняют
14
ИСТОЧНИК ПРОГРЕССА
их в секрете, чтобы употребить для личного обо-
гащения, но, наоборот, стремятся поделиться
ими, считают своим патриотическим долгом сде-
лать их общим достоянием. Поистине такое воз-
можно только при социализме.
Общество «Знание» стремится убедительно,
на конкретных фактах и примерах раскрывать
всю фальшь буржуазной пропаганды, глубоко
разъяснять гигантский творческий потенциал
социализма и наших достижений в области эконо-
мики, науки, культуры и образования.
За 30 с лишним лет общество «Знание» пре-
вратилось в массовую организацию советской
интеллигенции. Оно объединяет сегодня 3 мил-
лиона 200 тысяч человек, в том числе 2 тысячи
академиков и членов-корреспондентов
АН СССР, отраслевых и республиканских акаде-
мий, 170 тысяч докторов и кандидатов наук. За
год читается 26 миллионов лекций, выпускается
50 миллионов экземпляров научно-популярных
книг и брошюр.
Уже одни эти цифры показывают, что задачи,
которые стоят ныне перед учеными — членами
Общества, не ограничиваются чтением общедо-
ступных лекций и выступлениями в научно-попу-
лярной печати. В распространении знаний уча-
ствует теперь многомиллионная армия энтузиа-
стов: учителя, врачи, агрономы, инженеры, пере-
довики и новаторы производства. В силу этого
лекционная работа становится теперь в основ-
ном двухступенчатой: новейшие знания распро-
страняются от ученых к лекторам, а от них — к
широким массам слушателей. Конечно, это не
исключает выступлений ученых в массовой ауди-
тории, но все же подавляющее большинство лек-
ций, особенно вдали от научных центров, сегодня
читают практические работники. Вооружить их
высокими, передовыми знаниями — прямая обя-
занность ученых.
Здесь уместно сказать, что особое значение мы
придаем участию в этой работе именно крупных
ученых, наиболее талантливых и авторитетных
творцов науки. Активное участие ученых в лек-
ционной работе и в издании научно-популярной
литературы в значительной мере способствовало
тому, что деятельность общества «Знание» при-
обрела такой размах.
Успешно развивается также сотрудничество
общества «Знание» с обществами по распростра-
нению знаний и академиями наук братских
стран. Настоящий сборник статей ведущих уче-
ных этих стран отражает некоторые достижения
социалистического содружества в области науки
и техники. Хотелось бы от имени Всесоюзного
общества «Знание» выразить глубокую благо-
дарность авторам и издателям социалистических
стран, принявшим участие в подготовке этого
сборника.
15
ГЕРМАН КЛАРЕ
АКАДЕМИЯ НАУК ГДР —
ЕЕ РОЛЬ, ЗАДАЧИ И ДОСТИЖЕНИЯ
«
процессе построения развитого со-
циалистического общества в ГДР
наука, техника и культура играют ведущую роль.
Руководство Социалистической единой партии
Германии и правительство Германской Демокра-
тической Республики придают большое значение
развитию науки и выделяют для этих целей зна-
чительные средства. В то время как националь-
ный доход Германской Демократической Респу-
блики с 1971 по 1975 г. по сравнению с
1966—1970 гг. возрос на 30%, расходы на науку и
технику увеличились на 66%. В 1975 г. в области
науки и техники работало около 160000 человек,
из них 90000 с высшим и средним специальным
образованием. В системе Академии наук ГДР
в настоящее время работает свыше 20000 со-
трудников, что составляет около 12% всех ра-
ботающих в Германской Демократической Рес-
публике в области науки и техники, в области же
фундаментальных исследований на Академию
наук приходится решающая доля.
Академия наук ГДР является главным цен-
тром науки Германской Демократической Респу-
блики. Место и общественные функции академии
определены в основных решениях СЕПГ и пра-
вительства ГДР и в уставе академии. Как гласит
устав, академия «направляет всю свою научную
деятельность на то, чтобы в полной мере исполь-
зовать эту большую духовную силу в интересах
дальнейшего развития социалистического обще-
ственного и государственного строя». В центре
внимания академии находятся вопросы исследо-
ваний в области фундаментальных наук, пред-
ставляющие собой сконцентрированное изу-
чение основополагающих проблем, рассчитанное
Герман Кларе (Klare) (р. 1909) — немецкий специалист в области химии и
технологии искусственных волокон, профессор, действительный член Ака-
демии наук ГДР. С 1968 по 1979 — президент Академии наук ГДР.
С 1947 по 1949 профессор Кларе работал в Советском Союзе. С 1951
до 1953 возглавлял Тюрингскую фабрику искусственного волокна
им. Вильгельма Пика в Шварце, а затем посвятил себя в основном ис-
следованию полимеров. Был заместителем директора, а позднее дирек-
тором Института исследований волокнистых материалов Академии на-
ук ГДР в Тельтов-Зеехоф (в настоящее время Институт химии полиме-
ров).
В 1961 профессор Г. Кларе был избран действительным членом Академии
наук ГДР. С 1961 по 1968 он был председателем научно-исследовательской
ассоциации естественнонаучных, технических и медицинских институтов
академии. В 1963 — 1968 и с 1979 — ее вице-президентом академии.
Он удостоен ордена Карла Маркса и других высоких правительственных
наград, дважды лауреат Национальной премии ГДР по науке и технике.
В 1976 Г. Кларе присуждена высшая награда АН СССР —Золотая медаль
им. М. В. Ломоносова.
Г. Кларе — иностранный член АН СССР, Чехословацкой, Польской и Бол-
гарской академий наук, АН МНР.
на продолжительный период. Ее деятельность
поставлена в прямую зависимость от обществен-
ных требований применять на практике резуль-
таты исследовательской работы.
Задачи Академии наук ГДР определяются
ведущей ролью науки в процессе дальнейшего
формирования развитого социалистического об-
щества в Германской Демократической Респу-
блике, и при выборе направлений исследований
академия исходит из долгосрочно ориентирован-
ных его потребностей. Социалистическая единая
партия Германии считает развитие науки одной
из своих важнейших задач. Деятельность партии
направлена на «планомерное и долгосрочное раз-
витие науки с тем, чтобы полностью проявился ее
способствующий прогрессу гуманистический ха-
рактер». Это программное положение IX съезда
СЕПГ преследует четко поставленную цель:
использовать научные исследования и, в частно-
сти, исследования в области фундаментальных
наук для получения новых данных о неизученных
или недостаточно изученных до настоящего вре-
мени объективных закономерностях в природе и
обществе и для принятия на перспективный
период решений, определяющих народнохозяй-
ственное научное и культурное развитие респу-
блики. Особо важная задача академии — способ-
ствовать сотрудничеству стран социалистическо-
го содружества и, в частности, развивать сотруд-
ничество с академиями социалистических стран на
основе все более тесной кооперации и разделения
труда.
Академия наук ГДР осуществляет тесное
сотрудничество с Министерством высшего и
среднего специального образования ГДР, с
н»
АКАДЕМИЯ НАУК ГДР — ЕЕ РОЛЬ, ЗАДАЧИ И ДОСТИЖЕНИЯ
отраслевыми министерствами и социалистиче-
ской промышленностью, а также с центральными
общественными организациями и учреждениями
и другими академиями ГДР.
* * *
Академия наук ГДР, университеты и другие
высшие учебные заведения нашей республики
являются основными организациями, проводя-
щими фундаментальные исследования в области
естественных наук и математики, а также иссле-
дования в определенных направлениях техники и
медицины. Они совместно отвечают за разработ-
ку, проведение и координацию этих научных
исследований. Стратегия и ориентация научно-
исследовательских работ академии в области
естественных наук, математики и техники изло-
жены в выработанной Академией наук и Мини-
стерством высшего и среднего специального
образования ГДР концепции долгосрочного раз-
вития естественнонаучных и математических фун-
даментальных исследований, а также фундамен-
тальных исследований определенных технических
направлений до 1990 г.
Исследования осуществляются на основе про-
грамм, разработанных под руководством прези-
дента Академии наук и министра высшего и сред-
него специального образования, Академией наук,
Министерством высшего и среднего специаль-
ного образования, отраслевыми министерствами
и другими центральными учреждениями. На
период с 1976 по 1980 г. академия разработала, в
частности, следующие программы:
исследования в области математики, механи-
ки, кибернетики и обработки информации;
исследования в области физики, включая
ядерные исследования и материаловедение;
исследования в области химии (свойства
веществ и их превращения);
исследования в области биологических на-
ук, включая естественнонаучные основы меди-
цины;
исследования в области наук о Земле, кос-
мические исследования.
Эти программы означают, что в соответствии
с решениями IX съезда СЕПГ Академия наук
ГДР должна рассматривать в качестве первооче-
редных задач следующие:
удовлетворение потребностей в сырье, энер-
гии и материалах и их максимальное использова-
ние;
удовлетворение растущих потребностей в ин-
формации и связи;
обеспечение рационального питания населе-
ния, а также поддержание, улучшение и восста-
новление здоровья и работоспособности людей;
удовлетворение растущих потребностей в оде-
жде и жилье;
обеспечение оптимальных условий окружа-
ющей среды, прежде всего посредством сниже-
ния уровня вредных воздействий на окружа-
ющую среду.
Направления исследований, проводимых ака-
демией в области общественных наук, опреде-
лены соответствующим планом. Исследования в
области общественных наук сосредоточены в
основном на решении проблем, возникающих в
условиях развитого социалистического общества.
Исследуя закономерности развитого социалисти-
ческого общества, ученые способствуют нахожде-
нию вариантов и путей решения новых и назрева-
ющих экономических, социальных, культурных и
идеологических проблем.
Академия наук, университеты и другие
высшие учебные заведения несут ответственность
за применение и использование на практике дан-
ных, полученных в области естественных, техни-
ческих и общественных наук. Поэтому обеспече-
ние тесного взаимодействия всех научных дисци-
плин, в особенности естественных, технических и
общественных наук, входит в число первоочеред-
ных задач академии.
На этой основе совместно с учреждениями
системы высшего специального образования был
разработан пятилетний план исследований в
области фундаментальных наук на 1976—
1980 гг. В соответствии с растущими потребно-
стями и повышением научного потенциала план
ежегодно дополняется и уточняется.
* * *
Обзор содержания и целей естественнонауч-
ных исследований, проводимых в центральных
институтах и институтах академии, отчетливо
показывает, что Академия наук ГДР стремится к
проведению широких и интенсивных исследова-
ний в области фундаментальных наук, чтобы
иметь возможность использовать новые данные и
достаточно широкий опыт. Очевидно, что посто-
янно расширяющийся и требующий все больших
затрат процесс народнохозяйственного воспроиз-
водства требует от нас сосредоточить внимание на
наиболее важных направлениях научных исследо-
ваний. При этом их результаты должны давать
максимально высокий эффект для социалистиче-
ского общества Германской Демократической
Республики.
Для покрытия сырьевых потребностей ГДР
первоочередной задачей является более эффек-
тивное использование местного минерального
сырья — бурого угля, калийных солей, глины,
песка. Проводя научно-исследовательские работы
по разведке, разработке, рациональному и
комплексному обогащению и оптимальному ис-
пользованию ресурсов, академия обеспечивает
создание необходимого научного задела для
удовлетворения потребностей в сырье. Занимаясь
глубоким изучением эффективности геологиче-
ской разведки на территории Германской Демо-
кратической Республики, она способствует тем
17
Г. КЛАРЕ
самым более широкому использованию в химии
новых запасов сырья биогенного происхожде-
ния — нефти, угля, древесины — и прежде всего
освоению с помощью физических и химических
методов силикатных и алюминатных отечествен-
ных и импортируемых видов сырья.
Исследуются возможности использования и
экономичного применения имеющегося вторич-
ного сырья. Работая над проблемой эффектив-
ного использования углеродсодержащих полез-
ных ископаемых, академия решает важную
народнохозяйственную задачу. При этом особый
интерес представляют вопросы глубокого расще-
пления нефти для производства легких топлив и
смазочных материалов, а также использование
нефти в широких масштабах для производства
основных, промежуточных и конечных продуктов
(например, катализаторов, ангидрида малеино-
вой кислоты, метакрилнитрила и бензола).
В области микробиологического белкового
синтеза совершенствуются результаты, получен-
ные в ходе совместных работ с советскими учены-
ми. Академия в интересах более эффективного
использования нефти изучает возможности при-
менения новых источников углерода и энергии
для этого синтеза. При этом используются сырье
и продукты отходов как лесного хозяйства (дре-
весины), так и сельского хозяйства (соло-
ма). Одновременно разрабатываются задачи по
предотвращению загрязнения окружающей
среды.
В области исследования полимеров наряду с
модификацией свойств волокнистых полимеров
изучаются также вопросы материаловедения и
процессы, происходящие в полимерах и позволя-
ющие использовать полимерные продукты при
разделении и преобразовании веществ, а также в
электронике.
В целях удовлетворения энергетических по-
требностей ГДР и рационального применения
энергии академией решаются задачи подготовки,
пуска и эксплуатации атомных электростанций, а
также повышения эффективности их работы,
увеличения надежности и безопасности устано-
вок, включая освоение ядерно-топливного цикла,
процессы контроля и управления энергетиче-
скими реакторами и разработки приборов и обо-
рудования для атомных электростанций. Большое
внимание уделяется также разработке реакторов-
размножителей на быстрых нейтронах, решению
проблемы управляемой термоядерной реакции и
вопросам ядерной физики. Ведутся работы по
химии трансурановых элементов и продуктов
распада.
Кроме того, исследования, проводимые акаде-
мией в области физики, направлены на решение
вопросов значительного повышения мощности
плазменных источников света, на создание основ
экономичных способов соединения и резания
материалов, используемых в металлообрабатыва-
ющей промышленности, на улучшение плаз-
менно-химических технологий. В области лазер-
ной спектроскопии разрабатываются новые
оптико-спектроскопические измерительные ме-
тоды анализа с особенно высоким разрешением
по времени и чистоте для использования их в
научном приборостроении, в фотохимии, фото-
физике и биологии. Начаты работы по исследова-
нию обратного рассеяния Рамана и сверхскорост-
ной спектроскопии хлорофилла и красителей.
О большом народнохозяйственном значении
применения методов ядерной физики свидетель-
ствует изучение процесса имплантации ионов.
При этом одновременно испытываются методы
измерения легирующих добавок в полупроводни-
ковой технике, основанные на результатах
ядерно-физических и радиохимических исследова-
ний.
Постоянное повышение технического и техно-
логического уровня производства и связанное с
этим увеличение экспортных возможностей ГДР
в области машиностроения, приборостроения и
производства аппаратуры ставит перед академией
высокие требования и ведет к расширению соот-
ветствующих направлений работ, например, в
области микроэлектроники, кибернетики и меха-
ники.
В области микроэлектроники разработаны и
разрабатываются основы материаловедения, тех-
нологические процессы и методы получения
современных электронных элементов. Эти рабо-
ты, с учетом тенденций перспективного развития,
направлены на освоение новых технологических
процессов, соответствующих методов контроля
для выявления дефектов как в технологическом
процессе, так и в самих электронных элементах, в
особенности важных в условиях миниатюризации
структуры, увеличения степени интеграции эле-
ментов, а также необходимости повышения наде-
жности. В дальнейшем еще большее внимание
будет уделяться разработке и использованию тех-
нологий с малым расходом энергии и металла, а
также повышению надежности конструкций и
конечных продуктов промышленного производ-
ства и строительства.
Все больше учитываются требования, предъ-
являемые к материаловедению со стороны метал-
лообрабатывающей промышленности, электро-
техники и электроники, а также химической про-
мышленности. Предусмотрена разработка новых,
более качественных конструкционных материа-
лов с учетом динамических предельных нагрузок,
а также разработка специальных материалов,
например сверхпроводников, магнитных и угле-
родистых материалов.
Среди проводимых академией научных иссле-
дований по разработке новых и рациональному
использованию имеющихся материалов особое
место занимают работы по улучшению эксплу-
атационных свойств и качества текстильных и
технических волокон, а также изделий плоской
формы, изучение основных связей между свой-
18
АКАДЕМИЯ НАУК ГДР — ЕЕ РОЛЬ, ЗАДАЧИ И ДОСТИЖЕНИЯ
ствами тонких слоев и процессами их образова-
ния, исследование свойств жидких фаз при обра-
ботке стекла и в металлургии, нанесение неме-
таллических защитных слоев на сталь, производ-
ство коррозионностойких и износостойких по-
верхностей, а также создание новых строитель-
ных материалов.
Приводятся научно-исследовательские рабо-
ты, предусматривающие наряду с преимуще-
ственной добычей высокосортного сырья для
производства оптического стекла одновременное,
более широкое использование месторождений
отечественного минерального сырья для удовле-
творения потребностей в песке при производстве
бытового стекла. Разработаны и разрабатыва-
ются методы, использующие отечественное сы-
рье, способные при незначительных затратах
обеспечить упрочнение тонкого стекла. Кроме
того, на базе отечественного сырья при низких
температурах создаются материалы, напомина-
ющие по своим свойствам фарфор.
Модификация и придание определенных
свойств порошкам и дисперсиям целлюлозы при-
водит к образованию не только известных, но и
новых продуктов, используемых как наполнители
и добавки к диетическому питанию, к различным
продуктам фармацевтической и косметической
промышленности, а также в качестве вспомога-
тельного фильтрующего материала и раздели-
тельного средства в хроматографии. В соответ-
ствии с программой работ по синтезу катионоак-
тивного полиэлектролиза изготовляются полиме-
ры, которые могут быть использованы для мело-
вания бумаги при получении определенных ее
сортов.
В биологических науках предстоит выполнить
фундаментальные исследования элементарных
жизненных процессов микроорганизмов, расте-
ний, животных и человека. Тем самым предпола-
гается создать предпосылки для направленного
воздействия на нормальные или патологические
жизненные процессы, для создания биологиче-
ских систем, для оптимизации взаимодействий
между средой и обществом, для наблюдения за
использованием биологических принципов в тех-
нических разработках. Рациональное питание на-
ряду со многими другими моментами предпола-
гает интенсивные исследования в области физио-
логии питания, химии белков, энзимологии и
токсикологии, а также генетики и селекции рас-
тений и животных. На базе развития естественно-
научных основ медицины предполагается внести
вклад в дальнейшее изучение и борьбу с наиболее
важными болезнями: сердечно-сосудистыми за-
болеваниями, раком, вирусными инфекциями.
Особое значение имеют фундаментальные иссле-
дования мозга, работы в области неврологии,
вирусологии и иммунологии.
Работа академии над естественнонаучными и
техническими основами снижения вредных воз-
действий на окружающую среду поможет обеспе-
чить для нее оптимальные условия, это важно и в
интересах рационального питания человека. На-
пример, для обнаружения мутагенных веществ
были разработаны методы выявления мутаций
генов, хромосом и геномов у низших и высших
организмов. Эта система проверки продукции
химической промышленности позволит устанав-
ливать побочные мутагенные воздействия и сво-
евременно выявлять мутагенные продукты. Ис-
следованиями, проводимыми в целях обеспечения
рационального питания людей, академия внесла
вклад в развитие животноводства и ветеринарии,
определение правильного режима питания лю-
дей, а также в ароматизацию продуктов питания.
Чтобы обеспечивать растущие потребности
развития информационно-поисковых систем и се-
тей связи, академия разрабатывает математико-
кибернетические методы, способствующие повы-
шению эффективности науки, техники и эконо-
мики. При этом исследования касаются прежде
всего основ современной математики и проблем
оптимизации процессов обработки и переработки
информации, определения путей дальнейшей раз-
работки современной вычислительной техники и
ее оптимального использования, а также проник-
новения математики в естественные науки и тех-
нику. Наряду с многими другими задачами иссле-
дования, проводимые академией, преследуют
цель создания кибернетической техники, способ-
ной распознавать образы, проводить классифика-
цию, обучаться и адаптироваться, т. е. имеющей
такие свойства, которые необходимы вычисли-
тельной машине для управления производствен-
ным процессом.
Участие ГДР в программе «Интеркосмос»
позволяет Академии наук ГДР разрабатывать и
испытывать приборы и комплексы приборов для
космических исследований. Высокие требования
к работающим в космосе исследовательским при-
борам по точности и устойчивости против внеш-
них воздействий, по степени миниатюризации
вызваны всевозрастающим их значением для
народного хозяйства.
В области общественных наук Академия наук
ГДР ведет фундаментальные исследования по
следующим комплексным темам.
Закономерности развитого социалистическо-
го общества и постепенного перехода к комму-
низму.
Закономерности развития мировой социали-
стической системы; рост сотрудничества стран
социалистического содружества.
Закономерности, направление и перспективы
социалистической экономической интеграции.
Основные вопросы экономического развития
в условиях строительства социализма; факторы
роста социалистического народного хозяйства,
проблемы повышения эффективности обще-
ственного производства и пути совершенствова-
ния управления, планирования и экономического
стимулирования хозяйственной деятельности.
19
Г. КЛАРЕ
Основные вопросы развития научно-техниче-
ского прогресса; органическое соединение дости-
жений научно-технической революции с преиму-
ществами социализма; присущие социализму
формы науки и производства.
Дальнейший рост ведущей роли рабочего
класса и его марксистско-ленинской партии;
динамика классовой структуры развитого социа-
листического общества.
Закономерности развития социалистического
государства, демократии и права в условиях стро-
ительства в ГДР развитого социалистического
общества.
Основные вопросы марксистско-ленинского
мировоззрения в условиях строительства разви-
того социалистического общества и формирова-
ние социалистической личности.
Основные проблемы социальной политики,
социалистического образа жизни и демографиче-
ского развития.
Закономерности развития социалистической
культуры, в частности вопросов образования,
литературы, искусства и языка.
Дальнейшая выработка марксистско-ленин-
ского понимания истории, изучение прогрессив-
ного и гуманистического наследия, в частности,
революционных традиций рабочего движения.
Основные вопросы развития современного
мирового революционного процесса.
Основные вопросы марксистско-ленинского
мировоззрения в идеологической борьбе между
социализмом и империализмом.
Благодаря исследованиям в области обще-
ственных наук, в особенности в области мар-
ксистско-ленинской философии, политической
экономии социализма, теории государства и пра-
ва, истории, языкознания, теории науки и других
областях, академия вносит все более возраста-
ющий вклад в разработку проблем теории мар-
ксизма-ленинизма, в развитие социалистического
образования и культуры, а также в сохранение и
развитие прогрессивного наследия.
* * *
В настоящее время в ведении академии нахо-
дятся 35 естественнонаучных и 9 общественно-
политических институтов. Они объединены в сле-
дующие исследовательские секторы:
физика, ядерная физика, материаловедение,
математика и кибернетика,
науки о Земле, исследование космоса,
химия,
научно-исследовательский центр по молеку-
лярной биологии и медицине,
общественные науки.
Важную роль в проведении научно-исследова-
тельских работ академии играют пленум и собра-
ния классов академии. Действительные члены
академии и члены-корреспонденты, как правило,
собираются один раз в месяц на научное заседа-
20
ние пленума и один-два раза — на заседание
своих классов. В зависимости от специальности
они принимают участие в работе следующих
классов:
математика,
физика,
химия,
биологические науки,
медицина,
охрана и формирование окружающей среды,
философия, экономика, история, государство
и право (общественные науки I),
литературоведение, языкознание, археология,
искусствоведение (общественные науки II).
Научные заседания пленума призваны осуще-
ствлять интеграцию наук при обеспечении необ-
ходимой специализации, способствовать разви-
тию научной жизни в ГДР путем распростране-
ния новых данных современной науки, содейство-
вать развитию науки в целом с помощью сотруд-
ничества представителей естественных и обще-
ственных отраслей знаний, наконец, путем обсу-
ждения фундаментальных вопросов науки обес-
печивать всестороннее их понимание. Задача
классов состоит в том, чтобы в процессе общения
и сотрудничества между академиками и другими
учеными различных отраслей науки способство-
вать разъяснению комплексных проблем с точки
зрения отдельных наук.
Академия наук ГДР стремится к тому, чтобы
выполнить задачи, поставленные перед ней съез-
дом партии, и внести свой значительный вклад в
дело дальнейшего всестороннего укрепления со-
циалистической Германской Демократической
Республики.
ВИТОЛЬД НОВАЦКИЙ
О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОЛЬСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
В СЕМИДЕСЯТЫЕ ГОДЫ
было благоприятным для разви-
тия польской науки. Значительно расширились и
интенсифицировались задачи Польской Акаде-
мии наук в масштабе страны. Это относится пре-
жде всего к организации научных исследований и
научной жизни, а также к уточнению функций
академии — коллективного научного эксперта
как по вопросам науки, так и по вопросам хозяй-
ственного развития страны.
Принципиальное значение для долгосрочного
планирования исследований в разрезе комплекс-
ных исследовательских программ и в разрезе
отдельных научных достижений имел II конгресс
польской науки. Он состоялся в Варшаве в
1973 г., в приподнятой атмосфере, созданной
VI съездом Польской объединенной рабочей
партии. В постановлениях съезда была подчерк-
нута растущая роль науки в условиях ускорен-
ного развития страны и модернизации его произ-
водственной базы.
Это способствовало созданию в Польше боль-
ших комплексных исследовательских программ,
для выполнения которых начали создаваться мно-
гоотраслевые исследовательские коллективы —
новое явление в научной жизни нашей страны.
Структура научных организаций Польской Ака-
демии наук (ПАН), ее научно-исследовательской
базы (а частично и высших учебных заведений)
была приспособлена к комплексному характеру
исследовательских программ. Укрепилась новая
система планирования и координации исследова-
ний, система тематического финансирования на-
учных программ, а также система оценки резуль-
татов, состоящая в обсуждении их специалистами.
Витольд Новацкий (Nowacki) (р. 1911) —специалист в области строитель-
ной механики и теории упругости, академик, президент Польской Академии
наук, профессор Варшавского университета.
В 1934 окончил Гданьский политехнический институт. В 1945 — доцент
Варшавского политехнического института, затем профессор Гданьского
(1946—1952), Варшавского (1952—1954) политехнических институтов,
Варшавского университета (с 1955), директор Института механики
(1968—1978).
Перу В. Новацкого принадлежит много научных работ и монографий в
области строительной механики, упругости, термоупругости и т. д.
В. Новацкий— член Международного союза теоретической и прикладной
механики, иностранный член Чехословацкой, Болгарской и Австрийской
академий наук, Эдинбургского Королевского общества, почетный доктор
университетов в Глазго, Льеже, Гренобле, Королевского технологиче-
ского института в Стокгольме, Гданьского и Познаньского политехниче-
ских институтов.
Награжден многими правительственными наградами, лауреат Государ-
ственных премий.
Правильный выбор исследовательских при-
оритетов позволил осуществить более тесную
связь науки с потребностями страны. Так, напри-
мер, правительственные программы «Медь»,
«Уголь», «Вода», «Лес» направлены на рацио-
нальное использование природных богатств;
дальнейшему повышению производительности
труда и улучшению качества промышленного
производства служат программы комплексной
автоматизации и химизации хозяйства; прави-
тельственная программа «Белок» должна способ-
ствовать решению проблемы баланса кормов и
питания людей; программа «Опухоли» направ-
лена на охрану здоровья, а программа «Жилищ-
ное строительство» — на быстрое решение этой
животрепещущей проблемы.
Была также создана комплексная программа
исследований в области общественных наук, на-
целенная на разработку проблем общественно-
хозяйственной и культурно-просветительной по-
литики.
VII съезд ПОРП (1975 г.) подтвердил высо-
кий ранг науки и важность задач, стоящих перед
ней в связи с построением развитого социалисти-
ческого общества, подчеркнул повышение ответ-
ственности Польской Академии наук и высших
учебных заведений за успешное развитие фунда-
ментальных наук. Был создан координированный
академией общепольский план фундаментальных
исследований на 1976—1980 гг., включающий
соответствующие разделы правительственных,
узловых и межведомственных программ. Этот
план наметил перспективы развития отдельных
научных дисциплин. Полученные в последние
годы результаты подтвердили правильность по-
21
В. НОВАЦКИЙ
литики поддержки фундаментальных исследова-
ний.
Так, например, польская математическая
школа достигла дальнейших успехов в мировом
масштабе. Увеличилось воздействие математики
на другие дисциплины, повысилась математиче-
ская культура общества. В Варшаве был создан
Международный математический центр им. Сте-
фана Банаха — важный центр сотрудничества и
обучения кадров на наивысшем уровне.
Большие успехи достигнуты в основных раз-
делах физики. В физике твердого тела нашими
учеными открыты, в частности, новые явления,
связанные с транспортом электронов в полупро-
водниках, что открывает новые перспективы
развития электроники. В ядерной физике было
открыто возникновение частиц нового типа в
ядерных взаимодействиях. Вошел в строй ядер-
ный реактор польского производства «Мария».
Активно разрабатывается теория гравитации.
Укрепила свои позиции Международная лабора-
тория сильных магнитных полей и низких темпе-
ратур во Вроцлаве. Развиваются криогенные
исследования.
Польша творчески участвует в программе
«Интеркосмос». Это нашло свое отражение в
запуске спутника «Коперник-500» и в участии
космонавта-исследователя М. Гермашевского в
пилотируемом космическом полете*.
Интенсивно развивались основные разделы
химических наук, в частности, в области структур-
ных исследований, синтеза новых органических
соединений, науки о полимерах, катализа, хими-
ческой термодинамики, термо- и массокинетики.
Развиваются исследования в области физико-хи-
мических основ технологических процессов, не-
фте- и углехимии.
Результаты, полученные польской школой те-
оретической и прикладной механики, все более
сильно влияют на прогресс в области оптимиза-
ции различных конструкций (уменьшение их
веса), в горном деле, судостроении, водном стро-
ительстве, в области пластической обработки
металлов.
Достижения последних лет в акустике оказали
непосредственное воздействие на решение ряда
важных для хозяйства проблем. В частности, в
технике и медицине широко используются нена-
рушающие ультразвуковые методы исследований
(пример — строительство оренбургского трубо-
провода).
В последние годы наблюдается значительное
развитие исследований в области комплексной
автоматизации, информатики и кибернетики.
Оригинальные теоретические работы в области
автоматики позволили распространить новые ме-
тоды проектирования и внедрить комплексную
* Статью М. Гермашевского «Салют-6» — «Союз-
29» — «Союз-30»: наблюдения и эксперименты» см. на стр.
157. — Ред.
автоматику, в частности, в металлургию и хими-
ческую промышленность.
Польские геологи открыли и оценили место-
рождение каменного угля в Люблинском воевод-
стве. Существенно расширились исследования
глубинной структуры земной коры на террито-
рии Польши, которые служат основой для плани-
рования дальнейших геологических разведок.
Значительные результаты получены в области
оптимального освоения территории нашей стра-
ны, а также рационального использования вод-
ных ресурсов. Был составлен Национальный
атлас Польши и Атлас промышленности
Польши. В горных науках развивается механика
горных пород и рудничная аэрология. Разработан
комплекс методов локализации близких горных
ударов и оптимального планирования сети сейс-
мографических станций. Интенсивно разрабаты-
вается техника охраны окружающей среды на
индустриализированных территориях, особенно в
области профилактики и ликвидации загрязне-
ний.
Были предприняты комплексные исследова-
ния полярных территорий на основе организо-
ванных Польской Академией наук исследова-
тельских станций в районах Антарктики и Шпиц-
бергена. Развиваются работы по экологии мор-
ских организмов, являющихся источником кор-
мового и пищевого белка, а также по определе-
нию минеральных ресурсов этих регионов.
В биологических науках наблюдается явствен-
ный прогресс в области молекулярной биологии
и генетики, создающих основы для развития ген-
ной инженерии, а также в области физиологии
нервной системы. Серьезные результаты дали
исследования структуры и функций бактериофа-
гов, что позволило разработать способы успеш-
ной модификации наследственных признаков жи-
вых организмов.
Результаты, достигнутые польскими научны-
ми центрами в области нейрофизиологии, эколо-
гии, палеонтологии, протозоологии, паразитоло-
гии и дендрологии, выдвинули их на передовые
позиции в мире. Исследования польских ботани-
ков и зоологов помогли дальнейшему познанию
картины современной флоры и фауны страны,
являющемуся основой для формирования и
охраны окружающей среды. Значительному про-
грессу в экологии и широко понятой биологии
среды способствовало сотрудничество в рамках
Международной биологической программы.
В области сельскохозяйственных наук были
созданы, в частности, система сигнализации и
регистрации появления агрофагов, а также спо-
собы борьбы с ними. Сильно продвинулась раз-
работка физиологических и кормовых основ про-
изводства животного белка, в частности гибриди-
зации животных. Наблюдается прогресс в обла-
сти растениеводства и определения его потребно-
стей в минеральных удобрениях, что позволяет
повышать урожаи. Разработаны карты польских
22
О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОЛЬСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК В СЕМИДЕСЯТЫЕ ГОДЫ
почв применительно к потребностям разных
землепользователей, а также методы агроэколо-
гической оценки производственного простран-
ства страны.
В медицинских науках отмечены успехи в
области нейробиологии, иммунологии и транс-
плантологии, фармакологии, а также клиниче-
ской и экспериментальной патофизиологии. Зна-
чительные результаты были достигнуты, в част-
ности, в физиологии труда: были определены
механизмы адаптации человека к различным
нагрузкам (в частности, адаптации к труду при
высоких температурах). Выяснение этих механиз-
мов позволяет использовать их в профилактике и
реабилитации. Разработаны методы консервиро-
вания человеческой крови в жидком азоте, а
также способ ее использования при переливании.
Достигнуты успехи в химиотерапии опухолей и
разработке нового типа аппаратуры для раннего
обнаружения опухолевых заболеваний. Произве-
дена комплексная оценка состояния здоровья
населения Польши на фоне санитарных условий
среды.
В тесной связи с развитием фундаментальных
исследований в Польской Академии наук в семи-
десятые годы развивалась система научных кон-
сультаций. Особое значение имеют научные
эксперименты и прогнозы в области обществен-
ной политики и просвещения. Это касается, в
частности, вопросов улучшения системы народ-
ного образования, более успешной борьбы с
антиобщественными явлениями, а также вопро-
сов хозяйственной политики — в связи с сырье-
выми, энергетическими и продовольственными
проблемами.
Академия наук тесно сотрудничает с Плановой
комиссией при Совете Министров в области
экспертиз и прогнозов. Благодаря этому сотруд-
ничеству был разработан список важнейших
экспертиз и прогнозов, повысился уровень про-
гнозирования в хозяйственных ведомствах, а
также увеличилась роль научных консультаций в
процессах, сопровождающих принятие решений.
Наша академия тесно сотрудничает с высшими
учебными заведениями. Результат этого сотруд-
ничества — все более широкое участие учебных
институтов в реализации плана фундаментальных
исследований. С другой стороны, каждый третий
старший научный сотрудник, занятый в ПАН,
имеет педагогическую нагрузку в вузах. Серьез-
ное участие принимают работники научных орга-
низаций и комитетов ПАН в улучшении методов
обучения в вузах, а также в осуществляемой
реформе системы всеобщей средней школы.
Сотрудничество ПАН с высшими учебными заве-
дениями охватывает также подготовку научных
кадров, начиная с опеки над способной молоде-
жью (совместно организованная аспирантура,
курсы, учебные конференции, стажировка) и кон-
чая подписанием контракта (т. е. началом работы
в научном учреждении).
В последние годы начало развиваться сотруд-
ничество нашей академии с научно-технической
базой ведомств, поскольку желательно более
широкое участие этой базы в реализации плана
фундаментальных исследований, и особенно бо-
лее полное использование результатов этих
исследований в разных отраслях народного
хозяйства.
Важной задачей является развитие польской
промышленности по производству научно-иссле-
довательской аппаратуры. Ликвидация недостат-
ков в оснащении современной аппаратурой — в
настоящее время главное условие для повышения
эффективности научной работы. Решение этой
проблемы требует международного сотрудниче-
ства. Поэтому мы поддерживаем инициативы,
выдвинутые в этой области Академией наук
Советского Союза.
Наша академия, так же как и академии других
социалистических стран, — организация, кото-
рая выполняет сложные функции и задачи. Она
является, о чем я говорил вначале, организатором
и координатором фундаментальных исследова-
ний не только в академических учреждениях, но и
в высших учебных заведениях. Кроме того, ака-
демия — наивысшее научное учреждение страны,
представляющее польскую науку перед обще-
ством, государством и всем миром и являющееся
самоуправляемой организацией, объединяющей
выдающихся ученых. От их творческих достиже-
ний и активного участия в работах академии зави-
сят в значительной степени ее авторитет и воз-
можность реализации стоящих перед ней задач.
Политика руководства академии направлена
на наилучшее использование знаний, таланта и
опыта этих ученых. С этой целью мы стараемся
создать им по возможности наиболее благоприят-
ные условия для научной работы, усилить их вли-
яние на формирование научной политики госу-
дарства, передавая им ответственные функции
организаторов и координаторов общепольских
исследовательских программ и привлекая их к
более широкому участию в разработке особенно
важных научных экспертиз и прогнозов.
Расширяется сеть филиалов академии. Наряду
с существующим с 1956 г. Отделением ПАН в
Кракове в последние годы были созданы отделе-
ния академии во Вроцлаве, Катовицах, Лодзи,
Познани, а также в Гданьске. Они выполняют
наряду с научными комитетами ПАН важную
роль в интеграции всех научных центров и кон-
центрации их усилий на общих целях и задачах,
способствуют оживлению научной жизни страны,
развитию научной критики, служат формирова-
нию активных общественно-политических пози-
ций научных работников.
Большое значение для формирования таких
позиций имеет деятельность Университета ПАН.
Он стал для членов ПАН и других ученых фору-
мом распространения новейших достижений на-
уки. Университет способствует развитию самооб-
23
В. НОВ А ЦК ИЙ
разования: кроме цикла политических лекций в
нем действуют также школа по методологии
научной работы и курсы по углублению обще-
ственных знаний.
Под эгидой ПАН находится и общественное
научное движение, которое в Польше широко
развернуто, охватывая несколько десятков на-
учных обществ, научно-технических и научно-
профессиональных товариществ.
Особое внимание мы уделяем развитию
международного научного сотрудничества и по-
вышению его эффективности. Сотрудничество с
нашими главными партнерами — социалистиче-
скими странами, а особенно с Советским Союзом,
отличается разносторонностью проводимых ис-
следований, богатством тематики, разнообразием
форм. Существуют, однако, отрасли, которые
требуют лучшей координации. К ним относится,
например, уже упомянутое производство научно-
исследовательской аппаратуры и проведение не-
обходимых для этого фундаментальных исследо-
ваний. Об этом говорилось на совещании прези-
дентов академий наук социалистических стран в
Москве. Деятельность созданного в 1978 г.
Координационного комитета из представителей
академий наук социалистических стран в области
научного приборостроения будет способствовать
получению лучших результатов.
Вторая область фундаментальных исследова-
ний, которая требует более интенсивной рабо-
ты, — это новые направления биологии: молеку-
лярная биология и иммунология.
В заключение я хотел бы подчеркнуть положи-
тельную роль пока еще, правда, немногочислен-
ных международных научных организаций, кото-
рые служат обучению научных кадров, облегчают
проведение совместных научных исследований и
делают возможность сообща пользоваться уни-
кальной научной аппаратурой. Здесь я имею в
виду — кроме Объединенного института ядер-
ных исследований в Дубне — уже упоминавшу-
юся Международную лабораторию сильных маг-
нитных полей и низких температур во Вроцлаве,
Центр электронной микроскопии в ГДР, Между-
народный центр по тепло- и массообмену в Мин-
ске и Международный математический центр
им. Стефана Банаха в Варшаве. На повестке
дня — дальнейшее развитие этих организаций, а
также создание новых и укрепление научного
сотрудничества в целом.
ЯРОСЛАВ КОЖЕШНИК
ЧЕХОСЛОВАЦКАЯ НАУКА
В СЕМИДЕСЯТЫЕ ГОДЫ
диетического общества во всех сферах
народнохозяйственного, культурного и обще-
ственного развития на семидесятые годы были
определены XIV и XV съездами Коммунистиче-
ской партии Чехословакии. Этот период оценива-
ется как один из наиболее успешных в истории
КПЧ и независимой Чехословакии в целом. Чехо-
словацкая Социалистическая Республика стала
современным социалистическим государством,
одной из наиболее промышленно развитых стран
со зрелым сельскохозяйственным крупнотовар-
ным производством— кооперативным и госу-
дарственным,— с получившими международное
признание достижениями культуры и искусства.
Эти успехи тем более ценны, что в начале деся-
тилетия в нашем обществе еще чувствовалось
влияние кризиса 1968—1969 гг., вызванного
правооппортунистическими, антисоциалистиче-
скими и антисоветскими силами. Сразу же ска-
жем— мы вряд ли достигли бы упомянутых
успехов, если бы ведущая сила общества —
КПЧ — ограничилась лишь устранением тогдаш-
них негативных явлений или же исправлением
имевших место деформаций. Особое значение
имел тот факт, что наряду с борьбой против
последствий политического кризиса полностью
были восстановлены ленинские принципы во
всех сферах нашей политической, экономической
и культурной жизни. Прежде всего следует выде-
лить провозглашенную КПЧ, хотя и трудную, но
реальную конструктивную программу строитель-
ства развитого социалистического общества. Эта
программа выражала потребности следующего,
качественно нового этапа социализма в Чехосло-
Ярослав Кожешник (KoZeSnik) (р. 1907) — чехословацкий ученый, специа-
лист в области прикладной математики и механики, профессор, академик,
председатель Чехословацкой Академии наук, директор Института теории
информации и автоматизации.
Область научных интересов Я. Кожешника —проблемы технической меха-
ники и динамики, упругости и прочности. Он занимается также теорией
нелинейных и квазигармонических колебаний, методами моделирования.
Большое внимание уделяет проблемам автоматизации и кибернетики.
Я. Кожешник —иностранный член АН СССР и ряда академий наук других
социалистических стран. Он член Международной академии астронавтики,
председатель чехословацкой комиссии по сотрудничеству социалистических
стран в области изучения и мирного использования космического простран-
ства, полномочный представитель правительства ЧССР в Объединенном
институте ядерных исследований в Дубне.
Я. Кожешник — член ЦК КПЧ, депутат Федерального собрания ЧССР.
Герой Социалистического Труда, лауреат Государственных премий
им. К. Готвальда. Награжден многими чехословацкими орденами и меда-
лями, советскими орденами Трудового Красного Знамени и Дружбы наро-
дов, орденами НРБ, ПНР, МНР и других стран.
вакии в полном соответствии с жизненными инте-
ресами всех слоев трудящихся. В ней нашел свое
выражение советский опыт, она органически свя-
зана и с теми достижениями строительства социа-
лизма в Чехословакии, которые, несмотря на
горькие уроки шестидесятых годов, отнюдь не
утратили своей значимости.
Именно поэтому выдвинутая программа полу-
чила поддержку всех честных людей и привела к
усилению их активности и трудовой инициативы.
В ходе укрепления ведущей роли рабочего
класса и его революционного авангарда —
КПЧ — произошло дальнейшее сближение рабо-
чих, крестьян и интеллигенции, в особенности
технической. Новое федеративное устройство го-
сударства углубило идейно-политическое един-
ство обоих наших народов, укрепило Националь-
ный фронт, повысило активность массовых орга-
низаций, творческих союзов и т. д.
Одной из наиболее сложных была ситуация на
научном фронте, так же как и в области культу-
ры. Теоретики ревизионизма и правого оппорту-
низма вели свои атаки как раз во имя так называ-
емой «научности» — разумеется, в их собствен-
ном понимании. По терминологии этих лиц «эра
науки» должна была заменить «эру идеологии,
мифов и ложного сознания». Правые силы, с
одной стороны, выступали с нападками на
высший орган чехословацкой социалистической
науки — Чехословацкую Академию наук
(ЧСАН). С другой стороны, часть членов и
сотрудников ЧСАН попала под их влияние и уча-
ствовала в деятельности, которая вызвала глубо-
кую дезориентацию, особенно в области обще-
ственных наук, вела к деформации марксизма,
25
Я. КОЖЕ ШНИ К
псевдонаучному внеклассовому объективистско-
му искажению общественной реальности и ее
познания. Все это серьезно нарушило отноше-
ния между учеными и рабочим классом, между
настоящими коммунистами и теми, кто из-за
своих неправильных позиций и ошибок должен
был оставить ряды КПЧ, и, несомненно, между
коммунистами и беспартийными. Частично в тот
период пострадали интернациональные связи с
братской наукой Советского Союза и других
социалистических стран.
Ввиду создавшегося положения новое руко-
водство КПЧ обратило особое внимание на науку
и на вопросы формирования партийной и госу-
дарственной политики в области науки, ее страте-
гии и тактики. Первые решительные и энергич-
ные меры были направлены на реорганиза-
цию— в первую очередь институтов, занима-
ющихся общественными науками. Это было
непреложным условием консолидации институ-
тов и научного фронта в целом. Важную роль
сыграла и непрекращающаяся помощь советской
науки.
XIV съезд КПЧ (май 1971 г.) проходил в об-
становке вдохновляющего влияния XXIV съез-
да КПСС, открывшего новую эпоху в истории
мировой социалистической системы и между-
народного рабочего движения. Выдвинутое этим
съездом требование органического соединения
возможностей научно-технической революции с
преимуществами социалистической экономиче-
ской системы стало основной задачей револю-
ционных партий всех социалистических стран.
КПЧ сделала соответствующие выводы, и спе-
циальное заседание Пленума ЦК КПЧ в мае
1974 г. было полностью посвящено повышению
эффективности народного хозяйства. В это же
время Президиум ЦК КПЧ особо обсудил про-
блематику фундаментальных научных исследова-
ний и вопросы увеличения их эффективности,
воспитания новой научной смены, а также состо-
яние общественных наук. Выполнение задач
научно-технического развития, подчеркнул Гене-
ральный секретарь ЦК КПЧ товарищ Густав
Гусак в заключительном слове на этом заседа-
нии, — не проявление доброй воли, а необходи-
мость развития нашего общества.
При этом оценка эффективности фундамен-
тальных исследований в научной работе в целом
оказалась очень сложной проблемой, так как она
определяется не только насущными экономиче-
скими потребностями, но и целым рядом дру-
гих — социальных, политических и собственно
научных аспектов, на что указывал товарищ
Л. И. Брежнев на заседании, посвященном
250-летию Академии наук СССР и на XXV съез-
де КПСС. Об этом говорил на съезде и президент
АН СССР академик А. П. Александров. Речь
идет о том, чтобы наряду с экономическими
критериями эффективности реализовывались и
критерии научной и социально-политической эф-
26
фективности, которые зависят главным образом
от количества, своевременности и необходимости
новой информации, содержащейся в результатах
научной деятельности. Если наука должна высту-
пать как важный фактор в процессе воспроизвод-
ства, то она должна интенсивно развиваться.
Это — два взаимно обусловленных, диалектиче-
ски связанных процесса.
В этой связи перед нами встала ответственная
проблема управления научно-техническим разви-
тием, вытекающая из марксистско-ленинского
анализа роли науки в развитии социалистиче-
ского общества,— проблема планирования на-
уки. Мы должны были выбрать самые перспек-
тивные направления исследований как по значи-
мости их для удовлетворения потребностей обще-
ства, так и по нашим возможностям и традици-
ям — с учетом научного потенциала и обеспече-
ния кадрами.
Планирование науки не только не ограничи-
вает ее развитие, а, наоборот, направляет ее уси-
лия на наиболее важные с точки зрения обще-
ственных интересов задачи. В соответствии с
этими предпосылками на обе пятилетки был
создан единый государственный план развития
науки и техники, который стал неотделимой
составной частью государственного народнохо-
зяйственного плана. В нем были зафиксированы
главные задачи фундаментальных исследований,
конкретизированные в восьми государственных
программах, объединяющих все основные на-
учные дисциплины.
Исследования в области физико-математиче-
ских наук были сосредоточены в программе «Ми-
кроструктура и особеннности материи; методы
современной математики». Речь шла о развитии
физики твердого тела, которая позволяет откры-
вать новые материалы для электротехники, авто-
матики, вычислительной техники и т. д. Сотруд-
ничество с Советским Союзом в ядерных исследо-
ваниях содействовало более глубокому познанию
структуры и характеристик материи и одновре-
менно сделало возможным внедрение получен-
ных результатов в технику и биологию. Матема-
тические исследования были направлены на обес-
печение более эффективного использования вы-
числительных машин в различных областях прак-
тического применения и на решение важных
физических, технических и биологических про-
блем.
Программа «Космическое пространство, Зем-
ля и использование их ресурсов» была посвящена
изучению закономерностей возникновения и раз-
вития Земли и космического пространства, кото-
рые имеют принципиальное значение для выявле-
ния источников энергии и сырья и практического
их использования. Сюда входили исследования
проявлений солнечной активности, уточнение све-
дений о структуре земной коры геофизическими
и геологическими методами, физическое и мате-
матическое моделирование атмосферных явлений
ЧЕХОСЛОВАЦКАЯ НАУКА В СЕМИДЕСЯТЫЕ ГОДЫ
и выяснение их влияния на водные запасы, созда-
ние региональной классификации источников сы-
рья в Чехословакии и решение проблемы разра-
ботки месторождений, залегающих на больших
глубинах.
В программе «Новые теоретические основы
техники» основное внимание уделялось изучению
методов автоматического управления сложными
производственными и непроизводственными си-
стемами. В области кибернетики и электроники
вырабатывались предпосылки для создания но-
вых систем и специальных машин. В области
изучения металлов работа была направлена на
создание теоретических основ получения новых
металлических материалов и более совершенное
использование потенциальных возможностей су-
ществующих материалов. Углублялась и научная
база технологических и металлургических произ-
водственных процессов. В области механики
решались проблемы реологии и стабилизации,
представляющие основу создания новых типов
конструкций и конструкционных материалов.
Разрабатывались вопросы термодинамики газов
при высоких температурах и скоростях, в гидро-
динамике решались вопросы, связанные с произ-
водством гидротехнического оборудования для хи-
мической и пищевой промышленности.
Химические исследования были сосредоточе-
ны в программе «Новые химические процессы,
контроль над ними и их техника». Исследования в
области химического синтеза открыли путь для
создания новых соединений и их использования в
экспериментальной химии и на производстве.
Соответственно развивалась физическая и анали-
тическая химия, помогающая объяснить струк-
туру новых материалов и способствующая
частичной автоматизации технологических
процессов. Изучение макромолекулярных мате-
риалов и соединений было сосредоточено на раз-
работке аналогов биополимеров, а также гелей с
определенной структурой. Особое внимание уде-
лялось проблемам химической инженерии с
направленностью на чехословацкую химическую
промышленность. В связи с этим изучались и
такие неорганические системы, как стекломасса,
керамика, волокна, древесные материалы.
Основная часть проблематики биологических
наук была сосредоточена в программе «Струк-
тура и функции живой материи». Для углубления
наших знаний о живой материи она изучалась на
субклеточном и клеточном уровнях, а также на
уровне организмов. Особое внимание уделялось
регулирующим механизмам, управляющим про-
цессами в живой материи. Изучались как нор-
мальные процессы, так и патологические, причем
главным образом образование злокачественных
опухолей. Разработке этой проблематики содей-
ствовало изучение вирусов и фагоцитов, резуль-
таты которого нашли применение в здравоохра-
нении. Очень важными представляются исследо-
вания механизмов биологического воздействия
излучения как с точки зрения теории, так и с
целью защиты от радиации и использования ее в
медицине.
Программа «Человек и природа» предусма-
тривала изучение взаимных отношений отдель-
ных организмов и их сообществ, а также реакций
этих организмов на окружающую среду. В ходе
исследований углубились наши знания о функ-
циях и структуре экологических систем, которые
нашли применение прежде всего в сельском
хозяйстве. В сельскохозяйственных науках на
первом месте стояли вопросы повышения уро-
жайности, а также физиологии и патофизиоло-
гии растений и полезных животных. Подобные
исследования являются базой увеличения продук-
тивности этой сферы народного хозяйства.
Одновременно углублялись теоретические знания
в области лесного хозяйства.
Программа «Биологические и медицинские
основы здорового человека» преследовала цель
получить новые сведения о влиянии внутренних и
внешних факторов на развитие человека и его
здоровье. Она содействовала объяснению пато-
генеза и выработке способа предупреждения и
лечения самых различных заболеваний. Разра-
батывались вопросы теоретической и клиниче-
ской фармакологии, проблемы трансплантации
органов, экспериментальные основы терапии.
Программа «Социалистическое общество в
период научно-технической революции и в усло-
виях классово разделенного мира» объединила
проблематику общественных дисциплин. В сфе-
ре философии и социологии разрабатывались
актуальные проблемы марксизма-ленинизма,
борьбы с немарксистскими течениями, изучения
современных процессов научно-технической ре-
волюции. В области экономической науки был
сделан упор на преодоление последствий ревизио-
нистских тенденций, на проблемы эффективного
управления народным хозяйством, на более тес-
ное сотрудничество с институтами СЭВ. Исто-
рики последовательно занимались нашей древней
и новейшей историей. Педагогика и психология
решали задачи более полного развития лучших
качеств и способностей человека социалистиче-
ского общества. Искусствоведение сосредоточило
свое внимание на изучении нашего культурного
наследия и передового искусства современности.
При решении всех задач этой программы мы
стремились добиться более тесной связи мар-
ксистско-ленинской теории с реальными услови-
ями общества, максимально способствовать па-
триотическому воспитанию обоих наших народов,
укреплению передовых традиций нашей страны.
В 1977 г. эти задачи были подняты на каче-
ственно новый уровень благодаря «Единой про-
грамме общественных наук после XV съезда
КПЧ».
Перечисленные государственные программы
фундаментальных научных исследований были
разделены на 59 кардинальных и 332 главные
27
Я. КО ЖЕ ШНИ К
задачи. Верховным органом, управляющим про-
цессом их реализации, стал Президиум Академии,
которая являлась не только основным исполните-
лем фундаментальных исследований (приблизи-
тельно на 55%), но и отвечала за планирование,
координацию и контроль в этой области.
Для реализации этой ответственной задачи
были созданы Советы по этим восьми програм-
мам и Советы по кардинальным задачам. В со-
став Советов вошли ведущие научные сотрудники
ЧСАН и САН (Словацкой Академии наук) и
представители сотрудничающих с Академией
наук учреждений. В компетенцию Советов по
государственным программам входили подготов-
ка пятилетних планов фундаментальных исследо-
ваний в рамках государственного плана развития
науки и техники и контрольные функций, а
Советы по кардинальным задачам рассматривали
главные проблемы,, которые разрабатывались в
различных научных учреждениях. Большое вни-
мание уделялось оценке достигнутых результатов
и их неотложному внедрению в производствен-
ной или общественной сфере. Таким образом,
Советы были в состоянии оперативно уточнять
государственные программы, контролировать
этапы пятилетних планов и конкретизировать
цели с тем, чтобы они максимально соответство-
вали перспективным потребностям экономиче-
ского, культурного и политического развития
нашего общества и являлись вкладом в инте-
грацию науки стран социалистического содру-
жества.
Новый важный рубеж в истории чехословац-
кой науки был ознаменован состоявшимся в
1976 г. XV съездом КПЧ и последующими за
ними пленумами ЦК КПЧ, на которых обсужда-
лось положение дел в важных отраслях нашего
народного хозяйства (в машиностроении, стро-
ительстве, сельском хозяйстве и пищевой про-
мышленности), а также общие проблемы эффек-
тивности и экономичности в целом (напри-
мер, XI и XII пленумы ЦК КПЧ в 1978 г.).
XV съезд КПЧ творчески использовал итоги
XXV съезда КПСС в вопросах оценки ключевой
роли научно-технического развития «как главно-
го фактора повышения эффективности общест-
венного труда, прогресса в производственной
технологии, развития сырьевой и энергетической
базы, улучшения условий жизни и труда людей»
(из доклада Генерального секретаря ЦК КПЧ
товарища Г. Гусака) и фундаментальных науч-
ных исследований как первичного звена цикла
«научное исследование — производство — пот-
ребление».
Со своей стороны чехословацкая наука смогла
предстать перед съездом с отчетом о выполнении
задач в области фундаментальных исследований в
пятой пятилетке, которые содействовали не
только расширению теоретических знаний, но и
воплощению в жизнь принципов партийной и
государственной политики в области науки, вне-
28
дрению новых методов производства и передовой
технологии.
На съезде говорилось о знаменательных
достижениях, уже реализованных на практике.
Так, например, результаты исследований в гор-
ном деле помогли повысить безопасность и
эффективность добычи не только в шахтах, но и в
открытых разработках Северо-чешского бассей-
на, помогли в сложных условиях строительства
пражского метро и т. д. Наряду с известным
автоэмиссионным растровым электронным ми-
кроскопом чехословацкие ученые (сами или же в
сотрудничестве с АН СССР) разработали сотни
уникальных приборов, таких, как хроматографы,
анализаторы, полярографы и т. д., которые про-
изводятся ныне для нужд всех стран—членов
СЭВ. Чехословацкая наука смогла также проде-
монстрировать значительные результаты в обла-
сти эталонов частоты колебаний и точного вре-
мени.
Наша страна активно участвует в международ-
ном сотрудничестве, на важность которого ука-
зало совещание президентов академий социали-
стических стран в Москве в 1977 г. Речь идет о
совместном планомерном обеспечении научных
исследований лабораторной базой и приборами,
что является необходимым условием эффектив-
ной научной работы. Этот факт приобретает осо-
бую важность в условиях нынешнего развития
науки, когда одна страна не в состоянии обеспе-
чить себя всем необходимым.
Среди других знаменательных достижений че-
хословацкой науки можно привести создание
новой технологии производства теллурида кад-
мия, чистого германия, монокристаллов хлорида
ртути. Чехословацкое производство полупровод-
ников и искусственных алмазов также основыва-
ется на наших научных исследованиях.
Результаты фундаментальных исследований
были использованы и в разработке конструкций
автоматических систем управления технологиче-
скими процессами; эти системы уже действуют в
производстве бумаги, целлюлозы, стекла, в рас-
пределении газа, энергии, в сталепрокате и т. д.
Наши ученые и инженеры внедрили в чехосло-
вацкую химическую промышленность разрабо-
танные ими химические вибрационные экстракто-
ры, колонны, сушильное и сепарационное обору-
дование, катализаторы. Они также создали
новый тип устойчивого поливинилхлорида и
целый ряд новых материалов, тканей, сорбентов,
гелей и гидрогелей, которые имеют широкое
применение.
Эти наугад взятые примеры показывают, что
именно на протяжении семидесятых годов разви-
лось широкое и организованное сотрудничество
чехословацкой науки и производства, высшую
форму которого представляют долговременные
договоры, заключенные между Президиумом
ЧСАН и генеральными директорами производ-
ственных объединений.
ЧЕХОСЛОВАЦКАЯ НАУКА В СЕМИДЕСЯТЫЕ ГОДЫ
Результаты фундаментальных исследований
были внедрены также и в крупнотоварное сель-
скохозяйственное производство, сказались в
увеличении продукции животноводства и расте-
ниеводства, в пищевой промышленности, в
фармакологии, в борьбе с болезнями людей,
животных и растений, в охране окружающей
среды и т. д.
XV създ КПЧ подчеркнул, что более интенсив-
ное включение в международное разделение
труда является первоочередным фактором повы-
шения эффективности экономики, обеспечения
наших потребностей и условием равномерного
развития нашего народного хозяйства.
И здесь наша наука, кроме уже приведенных
примеров, способна продемонстрировать целый
ряд, может быть, самых важных достижений.
Приведем две области, где сотрудничество
достигло' наибольшего уровня, причем обе обла-
сти являются наиболее сложными и наиболее
характерными для современной научно-техниче-
ской революции: исследование космоса и атомная
физика. Благодаря инициативе Советского
Союза международное сотрудничество в этих
сферах было начато еще в шестидесятые годы, а
в семидесятые уже были получены результаты
мирового значения.
В атомной физике речь идет прежде всего о
нашем участии в работе Объединенного инсти-
тута ядерных исследований в Дубне, международ-
ном учреждении нового типа. Группа наших
физиков и инженеров из Дубны существенно
содействовала созданию и введению в действие
водородной камеры «Людмила» в Институте
физики высоких энергий в Серпухове. В свою
очередь наш Институт ядерной физики получил
возможность работать на изохронном цикло-
троне в Дубне, управляемом вычислительной
машиной. Этот ускоритель является плодом кол-
лективного творчества. Институт физики плазмы
ЧСАН был вооружен установкой «Токамак» для
термоядерных исследований. Столь тесное со-
трудничество в этой самой передовой области
позволит нам не только далее развивать теорети-
ческие исследования в ядерной физике, но и
создать новую отрасль промышленности — атом-
ное энергетическое машиностроение. Начав
собственное производство атомных реакторов и
оборудования для атомных электростанций, мы
вошли в число наиболее развитых в этом отноше-
нии стран мира и сейчас уже можем существенно
содействовать развитию атомной энергетики
всего социалистического содружества, на что ука-
зал Председатель Совета Министров СССР това-
рищ А. Н. Косыгин во время пуска нашей пер-
вой атомной электростанции в Ясловских Богу-
ницах.
Роль Чехословакии в международной про-
грамме изучения и мирного освоения космиче-
ского пространства «Интеркосмос» была оце-
нена всем миром, когда в состав первого между-
народного космического экипажа в 1978 г.
вошел чехословацкий гражданин майор Влади-
мир Ремек. Его полет и проведенные на космиче-
ской орбите сложные эксперименты в области
космической технологии, космофизики, космиче-
ской биологии и медицины, а также запуск в том
же году сконструированного в Чехословакии и
работающего без помех нашего первого искус-
ственного спутника «Магион», предназначенного
для изучения магнитосферы и ионосферы, ярко
демонстрируют современный уровень чехосло-
вацкой науки.
На роль нашей науки в процессе интеграции
науки и техники стран социалистического содру-
жества указал во время своего последнего визита
в Чехословакию Генеральный секретарь
ЦК КПСС, Председатель Президиума Верховно-
го Совета СССР товарищ Л. И. Брежнев.
Как подготовилась к подобной роли и какие
дальнейшие меры предпринимает чехословацкая
наука и ее центр— Чехословацкая Академия
наук? Прежде всего следует отметить творческую
разработку и последовательное выполнение ре-
шений XV съезда КПЧ и постановлений после-
дующих пленумов ЦК. Сразу же после съезда
был разработан план действенных мероприятий
до 1980 г. Его оценка и уточнение после XI
Пленума ЦК КПЧ фактически превратили этот
план в долговременную программу. Особое
внимание уделяется выполнению кардинальных
заданий государственного плана фундаменталь-
ных научных исследований.
Выполнение договоров о сотрудничестве
ЧСАН с промышленностью (главным образом с
машиностроением) и внедрение результатов ис-
следований ежегодно контролируются. В настоя-
щее время идет поиск путей заключения новых
соглашений — форма договорного сотрудни-
чества зарекомендовала себя как взаимовыгод-
ная. Сотрудничество академических и производ-
ственных учреждений не только дает большой
экономический эффект соответствующим пред-
приятиям, но и благоприятно влияет на научный
уровень результатов исследований, обеспечивает
конкурентоспособность создаваемой аппаратуры
на мировом рынке, помогает более интенсивному
использованию современных приборов и мето-
дов, способствует ознакомлению научных работ-
ников с потребностями промышленности
и т. д.
В настоящее время долгосрочное планирова-
ние научных исследований — одна из самых
ответственных задач. Ведутся интенсивные ра-
боты по подготовке государственного плана
фундаментальных исследований на следующую
пятилетку, а в перспективе — до 1990 г.
Новый закон о подготовке научных работни-
ков и их комплексной оценке (включая и членов
ЧСАН) позитивно сказывается на воспитании
молодой научной смены; отмечается также повы-
шение личной активности ученых, значительно
29
Я. КО ЖЕ ШНИ К
улучшается кадровая структура отдельных на-
учных учреждений. Бесспорно, утвержденный за-
кон о ЧСАН и подготавливаемый новый устав
Академии наук, так же как и уставы ее органов,
будут содействовать совершенствованию управ-
ления этим высшим научным органом.
Одновременно проводятся тщательно проду-
манные изменения самих основ академических
учреждений. Начата подготовка к созданию
региональных академических центров (в насто-
ящее время, например, идет активная работа по
созданию экологического центра в Чешских
Будеевицах). Подобные центры сосредоточат на-
учный поиск на первоочередных направлениях и
будут способствовать укреплению связей с
вузами и производством.
В общественных науках критерий эффектив-
ности состоит прежде всего в возможности
использовать их разработки в управлении
социальными процессами, в сфере воспитания
человека и формирования социалистического об-
раза жизни, а также в современной идеологиче-
ской борьбе. В 1977 г., как уже упоминалось,
была принята «Единая программа общественных
наук после XV съезда КПЧ». Реализуя эту про-
грамму, мы преодолеваем существовавшую ра-
нее распыленность в исследовании общественной
проблематики, сосредоточиваем силы на задачах,
имеющих решающее значение для прогресса раз-
витого социалистического общества.
Повышению теоретического и идеологическо-
го уровня разрабатываемых тем особенно помо-
гает сотрудничество с соответствующими инсти-
тутами АН СССР, результатом которого явля-
ются многочисленные совместные коллективные
монографии, тематические сборники, параллель-
но издаваемые у нас и в СССР.
Рабочая группа под руководством ученого
секретаря ЧСАН академика Ржимана подгото-
вила для партийных и государственных органов,
чтобы обеспечить целенаправленное планирова-
ние, аналитический материал «Задачи ЧСАН
(САН) в области естественных и технических
наук после XV съезда КПЧ и условия их обес-
печения». Предлагаемые в этом материале и
вынесенные на обсуждение мероприятия по кон-
центрации научных исследований на избранных
направлениях создают реальные условия для
устранения отдельных недостатков, обеспечивают
долговременное перспективное развитие фунда-
ментальной науки и некоторых важных областей
нашего народного хозяйства.
Опираясь на все сказанное выше, мы можем
однозначно ответить на вопрос: как реагировал
чехословацкий научный фронт на созидательный
взлет семидесятых годов и какую роль сыграл он
в процессе возрождения. С вступлением страны в
новый этап — этап строительства развитого
социалистического общества — чехословацкие
ученые с самого начала участвуют в этом много-
гранном процессе. Тем самым они оправдывают
доверие коммунистической партии, нашего рабо-
чего класса, всего чехословацкого народа.
Чешские и словацкие ученые и инженеры убе-
дились в глубокой правдивости пророческих слов
В. И. Ленина: «...только социализм освободит
науку от ее буржуазных пут, от ее порабощения
капиталу, от ее рабства перед интересами гряз-
ного капиталистического корыстолюбия. Только
социализм даст возможность широко распростра-
нить и настоящим образом подчинить обществен-
ное производство и распределение продуктов по
научным соображениям, относительно того, как
сделать жизнь всех трудящихся наиболее легкой,
доставляющей им возможность благосостояния.
Только социализм может осуществить это. И мы
знаем, что он должен осуществить это, и в пони-
мании такой истины вся трудность марксизма и
вся сила его» ♦.
* В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 36, с. 381.
30
стическое общество в нашей стране. Решение
этой задачи невозможно без широкого использо-
вания результатов научных исследований. По-
этому в период после X съезда Болгарская Ака-
демия наук направила усилия на углубление
связей с хозяйственными министерствами и
научными организациями страны.
XI съезд БКП (1976), утвердив «Основные
направления общественно-экономического раз-
вития НРБ в седьмой пятилетке (1976—1980)»,
обратил особое внимание на необходимость даль-
нейшей интенсификации производства и повыше-
ния эффективности экономики и качества про-
дукции, что невозможно без ускоренных темпов
развития науки и техники и быстрого внедрения
научных достижений в практику.
После XI съезда на нескольких пленумах ЦК
нашей партии обсуждались основные тенденции
в развитии фундаментальных и научно-приклад-
ных исследований в некоторых главных областях
науки и техники.
Партийные документы, принятые на двух
съездах и пленумах ЦК БКП, и являются той
базой, на основе которой Болгарская Академия
наук (БАН) определяет свою научную политику и
основные направления научно-исследовательской
работы своих институтов.
Академия как высшая научная организация
должна проводить фундаментальные исследова-
ния, соответствующие единому плану социально-
экономического развития страны, вносить свой
вклад в разработку связанных с этим планом
комплексных и целевых программ и в то же
Ангел Тончев Балевски (р. 1910) — болгарский специалист в области
механики, металловедения и технологии металлов, академик, президент
Болгарской Академии наук.
Под его руководством и при его непосредственном участии были разрабо-
таны новые методы получения сплавов, обладающих высокой статической
прочностью и повышенной пластичностью.
В начале 60-х годов А. Балевски создал оригинальный способ литья с
противодавлением для различных металлических и неметаллических мате-
риалов. Им разработаны теоретические основы этого способа и принципы,
связанные с конструированием соответствующего оборудования. Разрабо-
танный им способ используется в промышленности и запатентован в ряде
стран.
А. Балевски опубликовал свыше 50 научных работ, посвященных решению
теоретических и практических вопросов металловедения и Литья.
Академик А. Балевски является иностранным членом Академии наук
СССР и удостоен высшей ее награды — Золотой медали им. М. В. Ломо-
носова.
время осуществлять воспроизводство самой на-
уки, всесторонне интенсифицировать научный
труд. Главная задача БАН — предлагать научные
идеи, решения, аппаратуру, технологии и мате-
риалы, соответствующие требованиям развива-
ющейся экономики, и определять направления
будущих исследований. Таким образом, БАН
стоит в первых рядах научно-технического про-
гресса и духовного развития общества.
В короткой статье трудно осветить всю мно-
гообразную деятельность БАН в различных
областях науки, поэтому мы остановимся лишь на
таких научных направлениях, которые получили у
нас наибольшее развитие и имеют дальнейшие
перспективы.
Характерным для науки и ее практического
приложения в наше время является все более
широкое использование математики и ее методов.
Еще в 20-е и 30-е годы нашего столетия
достижения болгарских математиков в области
некоторых специальных приложений достигли
международного уровня. Накопленный опыт по-
зволил быстро создать молодые коллективы,
работающие в новых для математики направле-
ниях — в вычислительной математике, киберне-
тике и математическом моделировании. Работа в
этих областях шла параллельно с развитием дру-
гих наук и соответствовала потребностям разви-
тия электронно-вычислительной техники в стра-
не. Особое значение придавалось комплексу
научных проблем, от которых зависело математи-
ческое обеспечение современных быстродейству-
ющих ЭВМ с программированным^управлением.
В годы шестой пятилетки болгарские матема-
тики разработали национальные программы
31
А. Б А ЛЕ ВСКИ
по математическому обеспечению машин
«Минск-32». В результате вычислительные маши-
ны в нашей стране стали доступными большому
числу специалистов и их эксплуатация улучши-
лась. Так, например, была создана система
ФОР-32, включающая транслятор с алгоритми-
ческого языка ФОРТРАН и библиотеку из
111 программ, и внедрена (для машин
«Минск-32») не только в нашей стране, но и в
других социалистических странах.
Болгарские математики развили и другое
направление вычислительной техники — автома-
тизированные системы управления. Ими разрабо-
тан пакет программ для машин Единой системы.
Сейчас, сохраняя свои традиции в вычислитель-
ной технике, наша математическая наука направ-
ляет свои усилия на компьютерное моделирова-
ние и прикладной системный анализ.
Исследования в области физики в БАН сосре-
доточены на следующих направлениях: физика
твердого тела, ядерная физика, электроника,
радиофизика и оптика.
Неограниченные возможности современной
прикладной электроники в большой степени обя-
заны успехам физики твердого тела. Здесь усилия
наших физиков направлены главным образом на
исследования физических проблем полупровод-
никовой, интегральной и функциональной ми-
кроэлектроники, имеющих важное значение для
электронной промышленности.
Наше государство за короткий срок постро-
ило новые заводы электронно-вычислительной
техники, были созданы вычислительные машины,
организовано серийное производство основных
технических средств: запоминающих устройств,
магнитных дисковых пакетов, центральных про-
цессоров и т. д. Болгария утвердилась как один
из производителей электронно-вычислительной
техники в системе СЭВ. Это со своей стороны
обязывает непрестанно развивать материально-
техническую базу электроники, совершенство-
вать накопленный научно-технический опыт,
чтобы поддерживать высокий уровень изделий
электронной промышленности. О том, как важен
этот вопрос, говорит тот факт, что ему было уде-
лено специальное внимание на Пленуме ЦК БКП
об ускоренном развитии некоторых стратегиче-
ских направлений научно-технического прогресса
в НРБ (июль 1978 г.). Физики академии вносят
свой вклад в решение этой важной задачи, уча-
ствуя в десяти комплексных и координационных
программах.
Кроме этого, в академии разрабатываются
проблемы волновой микроэлектроники, оптиче-
ской записи, акустоэлектроники, акустооптики,
тонкослойной и интегральной оптики.
В области ядерной энергетики на настоящем
этапе предусматривается продолжить исследова-
ния с целью повышения эффективности работы
ядерных электростанций. Ведутся работы по
созданию новых программ обслуживания АЭС с
32
реакторами типа ВВЭР, а также новых аппаратов
и электронных приборов для этих электростан-
ций. Особое внимание будет уделено физике
ядерных реакторов на быстрых нейтронах.
Несколько лет назад в академии возникло
новое научное направление — использование
солнечной энергии. Наши исследования в этой
области направлены на разработку новых эффек-
тивных методов преобразования солнечной энер-
гии в электрическую, тепловую и механическую.
В академии проводятся и фундаментальные
исследования, которые сейчас не имеют непо-
средственного практического значения, но, бес-
спорно, окажут сильное воздействие на развитие
самой науки и расширят наши представления о
законах природы. Речь идет о физике элементар-
ных частиц, теории конденсированных систем,
астрономии, астрофизике и др.
Исследования, проводимые в настоящий мо-
мент болгарскими астрономами в области
физики и эволюции звезд и звездных систем,
получат дальнейшее развитие после пуска в дей-
ствие национальной астрономической обсервато-
рии при академии, оснащенной двухметровым
телескопом.
Исследования в области металловедения и тех-
нологии металлов необходимы для удовлетворе-
ния потребностей промышленности в новых
металлических материалах, сплавах и пенопла-
стах. Центральное место в них занимают про-
блемы обработки металлов, термодинамика жид-
ких и твердых фаз, строение твердых растворов,
легирование материалов газами и т. д. На основе
этих исследований уже создано несколько техно-
логий с большим экономическим эффектом.
Свыше 70% производства стали занимают высо-
копрочные низколегированные азотом стали
10Г2САФ и 17ГСАФ, которые широко использу-
ются при производстве магистральных труб для
газопровода СССР—Болгария, идут на различ-
ные виды конструкций и экспортируются в дру-
гие страны. Создана технология производства
безникелевой нержавеющей стали. На стройках
Сибири широко используется болгарская сталь
для конструкций, выдерживающая температуру
до минус 70 ° С.
В последние годы расширилось исследование
и внедрение электрошлакового переплава стали.
Созданы уникальные машины для литья безнике-
левых азотно-легированных нержавеющих ста-
лей УПЛ-500 и УПЛ-200 с весом отливок 500 и
2000 кг, машина для литья сложных деталей из
цветных металлов и сплавов, предназначенных
для автомобилестроения и других отраслей про-
мышленности.
Больших успехов добились ученые БАН в
области прикладной кибернетики, в частности в
автоматизации технических процессов. Согласно
национальной программе «Автоматизация-VII»,
создана и внедрена автоматизированная система
для оперативного управления автотранспортом
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БОЛГАРСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК В 1971—1980 ГГ.
АСТРА-71. Проделана значительная работа по
математическому моделированию системы опти-
мального распределения водных ресурсов в
одном из экономических районов, что позволило
приступить к проектированию национальной си-
стемы управления водными ресурсами страны.
Разработана автоматизированная система ранней
диагностики раковых заболеваний и ряд других
уникальных аппаратов и приборов.
В ближайшей перспективе ожидается ускорен-
ное развитие роботехники, имеющей большое
значение для автоматизации тяжелого труда при
литье, ковке, сварке, окрашивании, подаче заго-
товок на металлорежущие машины и др.
Значительные успехи наблюдаются и в срав-
нительно новом для академии направлении —
физико-химической механике. Исследования в
этой области чрезвычайно важны для строитель-
ства. Создаются новые материалы, обладающие
ценными техническими и эксплуатационными ка-
чествами, например, уже используются некото-
рые виды комплексных добавок к цементу для
ускорения его затвердевания и повышения про-
чности, разработан новый композиционный мате-
риал на базе карбамид формальдегид ной смолы,
создан вариант трехслойных панелей из болгар-
ского сырья, высокопрочные полимербетонные
трубы и т. д.
Цель основных исследований в области вод-
ного хозяйства (в Болгарии водные ресурсы
ограничены) состоит в разработке методов и
средств для комплексного и наиболее рациональ-
ного использования имеющихся водных ресурсов
и изыскания новых. Проводятся исследования
статической и динамической устойчивости гидро-
технических сооружений. Создаются математиче-
ские модели для национальной автоматизирован-
ной системы управления воднохозяйственными
объектами.
Значительных успехов добились болгарские
химики. Широкую известность и международное
признание получила разработанная ими ориги-
нальная методика защиты металлов от коррозии.
Созданная в нашем центре по химии техноло-
гия блестящего кислотного покрытия медью
получила очень высокую оценку за границей и
с 1975 г. используется на всех автомобильных
заводах СССР и заводах «Вартбург» в ГДР. Соз-
дана и внедрена в производство новая антиокис-
лительная и антикоррозийная добавка «Верба-
на».
Особенно перспективными оказались исследо-
вания поверхностных явлений в тонких жидких
пленках, обогатившие физическую химию капил-
лярной теорией флотации.
Ускоренными темпами развивалась теория
фотографических процессов в твердых телах.
Разработана оригинальная методика, с помощью
которой определен размер критического заро-
дыша — центра скрытого фотографического
образа. Были созданы принципиально новые
типы фотоматериалов, используемых также и в
микроэлектронике (производство печатных плат
и др.). Особенно перспективна технология
получения фотоматериалов, не содержащих
серебра.
Электрохимики академии оказали большую
помощь промышленности, создав новый свинцо-
вый аккумулятор, предназначенный на экспорт.
Ими также разработана технология извлечения
ценных компонентов, таких, как молибден, рений
и медь из концентратов, используемых в химиче-
ской промышленности (например, для производ-
ства молибденовых удобрений).
В последние годы почти все развитые страны
широко используют промышленные и биологиче-
ские катализаторы в химических процессах. Сей-
час перед нашей химической наукой стоит
задача — способствовать более эффективному
использованию сырья путем создания более
совершенных промышленных катализаторов,
изучения ферментов и др. Это — важное стра-
тегическое направление научно-технического
прогресса и экономики страны.
Развитие биологических наук в БАН направ-
лено на раскрытие механизма наиболее важных
жизненных явлений и процессов живой материи
на уровне молекул, клеток и организма. Исследу-
ются микроорганизмы — с целью получения
белка и биологически активных веществ, энзи-
мов, дрожжей и др., микроводоросли, культурные
и лечебные растения, лес — для получения более
высоких урожаев в растениеводстве и помощи
лесоводству, а также домашние животные — для
повышения продуктивности животноводства.
Изучаются также морфология, физиология, ре-
генерация нервных клеток человека.
В области молекулярной биологии усилия
сосредоточены главным образом на одном нере-
шенном вопросе — исследовании молекулярных
механизмов, регулирующих активность генов у
высших организмов, а также на синтезе соедине-
ний, которые могут оказывать влияние на эти
механизмы. Болгарские биохимики исследуют
структурную организацию хроматина (вещества
хромосом), чтобы раскрыть механизмы, при
помощи которых клетка использует свою генети-
ческую информацию, изучают формирование и
функции рибосом, что важно для синтеза полез-
ных белков, контроля роста организмов, борьбы
с вирусными инфекциями и особенно с злокаче-
ственными опухолевыми заболеваниями. Болгар-
скими биохимиками создан оригинальный проти-
воопухолевый препарат «Цидрин» и ряд его
производных с хорошо выраженными противо-
опухолевыми свойствами.
Болгарские биологи разработали технологию
получения энзимных комплексов, стимуляторов и
ингибиторов жизненных функций растений, име-
ющих важное практическое значение для химиче-
ской, фармацевтической промышленности и дру-
гих отраслей. Получены ферменты, которые
33
А. БАЛЕВСКИ
гарантируют отличные вкусовые качества бол-
гарского сыра; дрожжи, играющие важную роль
в получении фуражного белка — перспективного
сырья в животноводстве, и т. д.
Внедрен в промышленность ряд биологически
активных веществ микроорганического происхо-
ждения. Изучено свыше 180 антибиотиков с про-
тивоопухолевым и антибактериальным действи-
ем. Разработана методика полного извлечения
липидов и эфиромасличных компонентов из
микроводорослей, которые культивируются в
больших водных бассейнах.
Для изучения сырьевой базы нашей страны
важны комплексные исследования растительных
и животных ресурсов, результаты которых пред-
ставлены в многотомниках «Флора Болгарии» и
«Фауна Болгарии». На академию возложена
Государственным советом важная задача — дать
полную научную оценку состояния природных
ресурсов с целью их наиболее рационального
использования.
Болгарские генетики и агробиологи имеют
большие заслуги в создании высокоурожайных
сортов пшеницы (болгарские сорта Юбилейная,
Садовая-1 занимают одно из первых мест в мире
по урожайности), новых улучшенных сортов
помидор, гетерозисных сортов перца, новых
сортов табака. При помощи эффективных
средств ликвидирован ряд болезней у полевых
культур и фруктовых деревьев.
Для оказания помощи животноводству
успешно разработаны методы повышения про-
дуктивности в области иммунологии размноже-
ния, внедрены методы увеличения продуктивно-
сти рыбного хозяйства и др. Создана технология
массового производства вакцины против болезни
Марека у кур.
Высокую государственную оценку получили
исследования, послужившие основой для созда-
ния сравнительной патологии лейкозов и сопут-
ствующих им опухолей у птиц. При помощи
энзима «обратная транскриптаза», полученного
из некоторых лейкозных птичьих вирусов, была
синтезирована ДНК, соответствующая вирусной
РНК. Доказано присутствие вируса в опухолевых
и других клетках птиц, больных лейкозом.
В последние годы у нас начало развиваться
новое направление — биофизика. За короткое
время были получены обнадеживающие резуль-
таты в области исследования биологических мем-
бран. Изучаются физиологические механизмы
управления и саморегуляции в организме живот-
ных и человека; предметом исследований явля-
ется структура, функция, биохимия и реактив-
ность мозга.
Несмотря на успехи, достигнутые биологиче-
скими науками, мы все же считаем, что они не
развивались достаточно глубоко в некоторых
важных направлениях. Это отставание сейчас мы
и стараемся преодолеть. В августе 1976 г.
Политбюро ЦК БКП приняло специальное реше-
ние об ускоренном развитии биологических наук.
Мы будем направлять наши усилия главным
образом на теоретические разработки фундамен-
тального характера, позволяющие открывать но-
вые явления и закономерности живой материи, а
также на создание солидной основы для решения
вопросов, имеющих непосредственное значение в
практике сельского хозяйства, промышленности
и здравоохранения.
Многие институты академии занимаются изу-
чением состояния и степени загрязненности воз-
духа, воды и почвы в определенных регионах
страны, поиском эффективных способов оздо-
ровления природной среды (в том числе и биоло-
гических), борьбы с вредителями растений, охра-
ны редких видов растений и животных, пробле-
мами создания безотходных химических произ-
водств закрытого цикла и др. В последнее время
значительное внимание уделяется исследованиям
биологических сообществ развитию экологии.
В центре внимания наук о Земле в нашей
академии — объекты, процессы и явления на
территории Болгарии и в отдельных случаях на
Балканском полуострове. В области геологии
изучается главным образом структура и дина-
мика земной коры с целью выяснения условий
образования и распределения полезных ископае-
мых и открытия новых видов сырья для экономи-
ки страны. В результате многолетних исследова-
ний были открыты, охарактеризованы и оценены
промышленные запасы дунита — важного ком-
плексного сырья, медных руд, алунитовых квар-
цитов, цеолитов, пермитов и др., содержащих
ценное сырье для различных отраслей народного
хозяйства.
Существенное значение для метеорологиче-
ского прогнозирования и искусственного воздей-
ствия на атмосферные явления имеют исследова-
ния по физике и динамике атмосферы. Болгар-
ские геофизики открыли новый эффект при
замерзании переохлажденных капель воды, с
помощью которого объясняется ряд явлений в
фазовом переходе облаков и туманов и дается
новое толкование механизму кристаллизацион-
ных процессов в атмосфере. Ученые академии
предложили первую и до сих пор единственную
морфологическую систему облачных вихрей над
Средиземноморьем.
В последние годы успешно развивались также
физическая и экономическая география страны,
теория гидротехнических сооружений, сейсмоло-
гия и антисейсмическое строительство, гидроло-
гия, исследования Черного моря и океанология.
Участие академии в программе «Интеркос-
мос» дало мощный импульс исследованиям кос-
мического пространства и космическому прибо-
ростроению в нашей стране. Оригинальные бол-
гарские приборы для исследования электронных
и ионных концентраций, которые были разме-
щены на нескольких спутниках «Интеркосмос»,
получили очень высокую оценку. После полетов
34
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БОЛГАРСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК В 1971—1980 ГЕ
спутников «Интеркосмос-2, 8, 12 и 14» и геофи-
зических ракет «Вертикаль» наши специалисты
доказали свои возможности в области косми-
ческого приборостроения. Накопленный опыт в
создании точной аппаратуры для космоса
раскрывает возможности использования ее также
в промышленности и научном приборостроении.
Новый важный этап в развитии космических
исследований в Болгарии связан с полетом
международного экипажа в составе летчика-кос-
монавта СССР Н. Н. Рукавишникова и космо-
навта НРБ Г. Иванова. Этот полет осуществлен
в апреле 1979 г. на советском космическом кора-
бле «Союз-33». На борту орбитального компле-
кса «Салют-6» и «Союз» космонавты В. А. Ля-
хов и В. В. Рюмин успешно выполнили ряд
совместных болгаро-советских геофизических и
технологических экспериментов.
Космические исследования уже доказали, что
имеют важное значение для укрепления междуна-
родного сотрудничества и дружбы между народа-
ми. Новым вкладом в развитие дружбы между
Болгарией и Индией является использование
болгарских приборов на индийских метеорологи-
ческих ракетах «Кентавр».
Нашими учеными разрабатываются теория и
практика спутниковых сообщений, спутниковая
метеорология, ракетное зондирование высокой
атмосферы, космическая биология. Большое вни-
мание уделяется созданию дистанционных аэро-
космических методов для геологии, геофизики,
океанологии, сельского хозяйства, исследований
природной среды и т. д.
Большое внимание БАН уделяет развитию
научного приборостроения и автоматизации на-
учных экспериментов. В этом направлении уста-
новлено сотрудничество с академиями наук
социалистических стран.
Приборы, созданные в академии, например
ионно-сублимационный насос для высокого и
сверхвысокого вакуума («БИНИОН»), система
для электрокардиографического обслуживания
на расстоянии («ТЕЛЕКАРД-ПП»), спектрометр
Мессбауэра, параметрические СВЧ-усилители,
микрокомпьютерная система «КАМАК», ско-
ростные спектрофотометры и автоматизирован-
ные системы для цифровой записи и обработки
данных, а также ряд других уникальных и специа-
лизированных приборов и аппаратов для измере-
ния параметров ионосферы и околоземного кос-
мического пространства космическими спутника-
ми, приборы для подводных морских исследова-
ний и другие, получили высокую международную
оценку и включены в производство согласно про-
граммам академий социалистических стран.
Сейчас перед академией стоит и другая важная
задача— создание систем автоматизации ком-
плексных научных исследований на микроком-
пьютерной основе, систем управления роботами,
лазерной технологией, быстропротекающими
процессами и др.
Важное место в научной деятельности акаде-
мии в 70-е годы занимали исследования в области
общественных наук.
Цель социалистического строя — формирова-
ние гармонически развитой и высоконравствен-
ной личности, воспитание граждан-патриотов и
интернационалистов — активных строителей
нового общества. Поэтому так много внимания
уделяется социологическим, социально-психоло-
гическим, эстетическим и философским исследо-
ваниям. Проблемы формирования личности в
социалистическом обществе, социалистического
образа жизни, борьбы с буржуазной идеологией,
антисоветизмом и антикоммунизмом, вопросы,
связанные с новыми социальными явлениями, и
друпие занимают центральное место в исследова-
ниях болгарских философов, социологов, юри-
стов, экономистов.
За последнее десятилетие в области общест-
венных наук получены ценные научные резуль-
таты, создан ряд монографий, сборников,
прогнозов и концепций, касающихся проблем
развития социалистического общества и эконо-
мического развития Болгарии в период 1981 —
1985 гг., социальной структуры современного
болгарского общества, истории болгарской
философии, идеологического процесса и воспи-
тания личности и т. д.
Исследования в области права направлены
главным образом на усовершенствование зако-
нодательства и социалистических общественных
отношений.
Историки и археологи внесли существенный
вклад в политическую и культурную историю
Болгарии, изучение материальной культуры и
искусства болгарских земель в доисторическую,
античную и средневековую эпохи.
Издание многотомных трудов по истории
Болгарии и болгарской литературы, по языко-
знанию, искусству, архитектуре, театру и т. д.
помогает раскрывать и оценивать творческие
достижения нашего народа за его 1300-летнюю
историю, дает возможность оценить вклад Бол-
гарии в мировую культуру.
Международное признание получили исследо-
вания болгарских филологов в области истории и
современного состояния болгарского языка и
языка древних фракийцев. Активно разрабатыва-
ются теоретические проблемы современного бол-
гарского искусства и культуры, архитектуры и
фольклора.
В управлении наукой, образованием и культу-
рой значительную помощь оказали науковедче-
ские исследования общетеоретических, социаль-
ных и организационных основ развития науки и
техники.
Ни одна страна в мире не может занимать
передовые позиции на всех фронтах науки. Един-
ственно правильным решением для нас является
выбор научных областей, направлений и
проблем, которые особенно важны для нашей
35
А. БАЛЕВСКИ
страны и социалистического сообщества и кото-
рые мы бы могли решать самостоятельно,
собственными силами или совместно с академи-
ями наук социалистических стран. Для Болгар-
ской Академии наук важно все более эффектив-
но использовать огромные возможности научно-
го сотрудничества между социалистическими
странами.
Вся научная деятельность академии в 70-е
годы осуществлялась и ныне продолжает осуще-
ствляться в тесном сотрудничестве с академиями
наук социалистических стран, и прежде всего с
Академией наук СССР. Как двухстороннее, так и
многостороннее сотрудничество позволило до-
стигнуть ценных результатов, способствующих
развитию не только нашей отечественной науки,
но и науки всех социалистических стран. Наше
сотрудничество с Академией наук СССР охваты-
вает большинство проблем, над которыми рабо-
тают болгарские ученые. В будущем мы сделаем
упор не столько на объем сотрудничества,
сколько на его качество и углубление путем улуч-
шения и усовершенствования форм совместной
работы. С этой целью мы уже сейчас определили
с руководством АН СССР важнейшие проблемы
и темы, на которых будут сконцентрированы
главные усилия до 1990 г.
Все более тесным становится наше сотрудни-
чество с академиями наук социалистических
стран, а также с научными организациями других
стран, с которыми наша академия поддерживает
договорные отношения. Через эти связи мы пред-
ставляем нашу науку и культуру мировой научной
общественности, участвуем в едином и необходи-
мом процессе сближения и сотрудничества наро-
дов во имя мира и использования науки для блага
и развития человечества.
Борис Андреевич Арбузов (р. 1938) — физик-теоретик, доктор физико-
математических наук, начальник лаборатории Института физики высоких
энергий.
Окончил Московский государственный университет и до 1966 работал в
Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. С 1966 работает
в Институте физики высоких энергий.
Его исследования посвящены различным аспектам физики элементарных
частиц и квантовой теории поля. Им получены важные результаты в кван-
товой электродинамике, неперенормируемых вариантах квантовой теории
поля, внесен вклад в развитие квазипотенциального подхода. Большое зна-
чение имеют работы Б. А. Арбузова по теории слабых взаимодействий и
проблемам нарушения CP-инвариантности. Ему принадлежит гипотеза о
геометрическом смысле нарушения CP-инвариантности. Ряд исследований
посвящен нейтринной физике, проблемам новых частиц.
Б. А. Арбузов ведет также преподавательскую работу на физическом
факультете МГУ.
сследование строения вещества,
поиски мельчайших частиц мате-
рии, изучение их структуры и сил, действующих
между ними, всегда были одним из главных
направлений науки. Поскольку окружающий нас
мир состоит из частиц, их свойства, законы их
движения и взаимодействия определяют свойства
макроскопических тел и процессы, происходящие
в них.
Таким образом, знания в области строения
элементарных «кирпичиков» материи являются
фундаментом для всех естественных наук.
Крупные открытия в этой области ведут в
конечном счете к коренным изменениям в техни-
ке, к возникновению новых производств, к разви-
тию смежных дисциплин. Именно открытия в
области строения атома и атомного ядра, сделан-
ные в первой половине XX века, не только дали
ключ к многочисленным приложениям, но лежат
также в основе современной химии, физики твер-
дого тела, электроники и целого ряда других
наук, которые, в свою очередь, являются фунда-
ментом для самых различных отраслей современ-
Анатолий Алексеевич Логунов (р. 1926) — физик-теоретик, академик,
Герой Социалистического Труда, вице-президент Академии наук СССР,
ректор Московского государственного университета, лауреат Ленин-
ской и Государственной премий.
Основные его работы посвящены квантовой теории поля и физике эле-
ментарных частиц. Им внесен фундаментальный вклад в развитие и
применение метода дисперсионных соотношений. А. А. Логуновым
были открыты динамические уравнения в квантовой теории поля, по-
лучившие название квазипотенциальных уравнений Логунова — Тав-
хелидзе. Новое направление в изучении динамики сильных взаимодей-
ствий открыли работы А. А. Логунова по исследованию инклюзивных
реакций. Этот новый подход привел к открытию фундаментального
закона подЬбия в микромире — масштабной инвариантности сильных
взаимодействий.
А. А. Логунов — один из создателей Лаборатории теоретической физики
ОИЯИ. Огромный вклад внес он в создание крупнейшего научного
центра — Института физики высоких энергий в Серпухове, директором
которого он был на протяжении многих лет и научным руководителем кото-
рого является в настоящее время.
А. А. Логунов — депутат Верховного Совета СССР.
ной техники. Осознание того, что атомы состоят
из положительно заряженного ядра и электронов,
а взаимное движение их управляется законами
вновь созданной теории — квантовой механики,
произвело революцию как во всем естественно-
научном мировоззрении, так и в технике. Можно
сказать, что к настоящему времени квантовая
механика превратилась, по существу, в инженер-
ную науку, с приложениями которой мы сталки-
ваемся в многочисленных областях техники и
даже в повседневной жизни. Это и техника полу-
проводников, которая находит такое широкое
применение в радиоэлектронике и без которой
было бы невозможно создание современных
мощных электронно-вычислительных машин.
Это и явление сверхпроводимости, которое уже
имеет техническое применение и, несомненно,
богатейшие перспективы в будущем. Это и кван-
товая электроника, которая привела к созданию
лазеров и мазеров. Список примеров можно было
бы продолжить и далее.
Открытие строения ядра, т. е. того факта, что*
оно состоит из нейтронов и протонов, привело,
37
Б. А. АРБУЗОВ, А. А. ЛОГУНОВ
с одной стороны, к дальнейшему углублению на-
ших знаний о строении вещества, а с другой —
к таким общеизвестным приложениям, как ядер-
ная энергетика, многочисленные применения
радиоактивных изотопов и т. д.
Наряду с исследованием структуры материи
(атомов, ядер и т. д.) фундаментальное значение
имеет познание сил, действующих в природе.
Наиболее яркий пример здесь — это открытие
Фарадеем связи между электрическими и магнит-
ными явлениями, которое получило в дальней-
шем математическое выражение в уравнениях
Максвелла. Это открытие имело решающие
последствия для развития науки. Оно привело,
во-первых, к созданию теории физического поля
и, во-вторых, к созданию теории относительно-
сти. Обе эти теории вместе с квантовой механи-
кой и составляют фундамент современного есте-
ственнонаучного мировоззрения. С другой сторо-
ны, создание теории электромагнитных явлений
дало поистине неисчислимые приложения. Без
электротехники, радиотехники, радиоэлектрони-
ки немыслима современная техника и повседнев-
ная жизнь.
Мы видим, что каждый успех в познании фун-
даментальных физических закономерностей,
углубляя наши знания и давая импульс для даль-
нейших исследований, в то же время существенно
расширял власть человека над силами природы и
приводил к многочисленным приложениям в тех-
нике и промышленности.
В настоящее время фронт работ по познанию
новых фундаментальных законов природы
продвинулся еще глубже. На очереди стоит
вопрос о структуре элементарных частиц, состав-
ляющих атомы и атомные ядра. Из чего состоит
протон (и нейтрон), какие силы действуют внутри
него — вот самый важный вопрос современной
физики.
Этими проблемами занимается бурно разви-
вающаяся область физики — физика высоких
энергий, которую иногда называют также физи-
кой элементарных частиц.
Последние годы ознаменовались существен-
ным прогрессом в физике высоких энергий.
В первую очередь это связано с многочисленными
экспериментальными результатами, полученны-
ми в крупнейших ускорительных центрах: ИФВЭ
Рис. L Силы взаимодействия частиц аналогичны силам,
действующим на два электрических тока, текущих по про-
водам. Эти так называемые диаграммы Фейнмана приве-
дены как примеры электромагнитного взаимодействия
(а) и двух типов слабых взаимодействий (би в). При
электромагнитном взаимодействии двух электронов
е~ они обмениваются фотоном у. При слабом взаимо-
действии электронного нейтрино ve с электроном об-
мен происходит гипотетической частицей — РТ-бозоном.
Если обмен идет заряженной Ж-частицей (0, то взаимо-
действие вызывается заряженным током; если обмени-
ваемая частица нейтральна (в), то это процесс с нейтраль-
ным током
(Серпухов), ЦЕРН (Женева), ФНАЛ (Батавия),
СЛАК (Стэнфорд)* и ряде других. Подчеркнем,
что мощные ускорители — основной инструмент
исследования элементарных частиц, поэтому про-
гресс в решении физических проблем теснейшим
образом связан с прогрессом в физике и технике
ускорителей, с расширением ускорительной базы
физики высоких энергий.
С другой стороны, крупные успехи были
достигнуты и в теории элементарных частиц. По-
водимому, мы находимся в настоящее время на
пороге нового уровня понимания явлений в мйре
элементарных частиц и их внутренней струк-
туры.
Однако нельзя сказать, что этот уровень уже
достигнут. Еще остаются нерешенными пробле-
мы как теоретического, так и эксперименталь-
ного плана, и для решения их требуются даль-
нейшие экспериментальные исследования,
создание ускорителей со сверхвысокими энерги-
ями и напряженные усилия физиков, как экспе-
риментаторов, так и теоретиков. Если картина
структуры элементарных частиц и их взаимодей-
ствий, о которой пойдет речь ниже, подтвердится,
мы получим ключ к пониманию многообразных
явлений природы, начиная от глобальных астро-
физических проблем и кончая взаимодействием
мельчайших частиц материи.
Несомненно, выяснение строения элементар-
ных частиц будет представлять столь же значи-
тельный шаг, как и открытие строения атома и
ядра. В качестве примера укажем на одну из воз-
* ИФВЭ— Институт физики высоких энергий; ЦЕРН
(CERN)— Европейский центр ядерных исследований;
ФНАЛ (FNAL) — Национальная ускорительная лаборато-
рия им. Э. Ферми (США); СЛАК (SLAK) — Стэнфордский
линейный ускоритель (США). — Ред.
3«
ЧАСТИЦЫ И СИЛЫ: ПОИСКИ ЕДИНСТВА
Рис. 2. Фотография одного
из событий с нейтральны-
ми токами (сделана на пу-
зырьковой камере «Гарга-
мель» в ЦЕРНе). Пучок мю-
онных нейтрино входит в
камеру справа. Он выбива-
ет электрон атома жидко-
сти, который движется вле-
во, закручиваясь по часо-
вой стрелке в магнитном
поле камеры, прежде чем
остановиться. Треки не
посредственно слева о»
трека электрона отдачи об-
разованы электрон-пози-
тронной парой, которая
была создана в электриче-
ском поле атома фотоном,
испущенным замедляю-
щимся электроном отдачи.
Это событие обусловлено,
по-видимому, нейтральным
током
Рис. 3. Сверхмультиплет ба-
рионов со спином 1/2
можностей. Если допустить, что кварки, из кото-
рых по современным представлениям состоят
протоны и нейтроны и о которых пойдет речь
дальше, имеют большую массу, значительно пре-
вышающую массу протона, то дефект масс трех
кварков в протоне будет огромным. Энергия,
выделяющаяся при элементарном акте объедине-
ния трех кварков с образованием протона, в этом
случае будет в тысячи раз превышать энергию,
выделяющуюся в элементарном акте ядерной
реакции. Такая возможность возникает, если
кварки существуют в свободном, несвязанном
состоянии. Эта возможность не исключается
экспериментом. Применение новых теоретиче-
ских принципов, о которых мы подробнее будем
говорить дальше, делает возможным постановку
вопроса об объединении самых различных по
характеру сил, действующих в мире частиц, о
достижении понимания их единой основы. Такое
объединение в случае успеха будет иметь не мень-
шее значение, чем объединение электрических и
магнитных явлений, достигнутое в прошлом
веке.
Система элементарных частиц
и составная кварковая модель
К настоящему времени открыто очень боль-
шое число элементарных частиц. Некоторые из
них широко известны. Это протоны и нейтроны,
из которых состоят атомные ядра, электроны,
заполняющие оболочки в атомах, фотоны, т. е.
кванты света. Однако наряду с ними открыты и
изучены многие другие частицы, которые отлича-
ются друг от друга своими свойствами и характе-
ристиками. Очень важным признаком частицы
являются так называемые квантовые числа. Про-
стейший пример квантового числа — электриче-
ский заряд частиц. Заряд всех наблюденных до
сих пор частиц оказывается кратным заряду эле-
ктрона е, причем частицы могут быть положи-
тельными, отрицательными либо нейтральными.
Наряду с зарядом оказалось необходимым ввести
другие квантовые числа: барионный заряд В,
которым обладают протон и нейтрон и ряд других
частиц — гиперонов (но, например, фотон, эле-
ктрон и целая группа частиц — мезонов им не
обладают); изотопический спин /3 и странность 5,
которые различают между собой частицы с оди-
наковым барионным зарядом; лептонный заряд,
которым обладают электрон, мюон и нейтрино.
Кроме того, частицы имеют различные массы,
спины и четности.
В этом многообразии частиц тем не менее
обнаруживается достаточно стройная система.
Прежде всего частицы по своим свойствам разде-
ляются на три большие группы. Первая —
наиболее многочисленная группа сильновзаимо-
действующих частиц — адронов, к которой при-
надлежат протон, нейтрон, гипероны, их антича-
стицы, мезоны, несущие странность и не несущие
ее, и большое число короткоживущих частиц, так
называемых резонансов. Эти частицы взаимодей-
ствуют между собой с силами, характерными для
взаимодействия протона и нейтрона в ядре. Такое
взаимодействие получило название сильного вза-
имодействия, и оно отличается тем, что в нем
сохраняются квантовые числа странности и изо-
топического спина.
Вторая группа частиц — лептоны, т. е. эле-
ктрон, мюон, два типа нейтрино и их античасти-
цы, — не участвует в сильном взаимодействии.
Наиболее характерным для них является слабое
взаимодействие, в котором участвуют также и все
адроны и которое приводит к распадам почти всех
частиц, а также к нейтринным реакциям. Ста-
бильны лишь протон, электрон, нейтрино и
фотон. Однако для слабого взаимодействия
характерны сравнительно малые вероятности
распада, и поэтому оказывается возможным
получать пучки нестабильных частиц, исследовать
их взаимодействия до того, как они распадутся.
В слабом взаимодействии не сохраняются стран-
39
Б. А. АРБУЗОВ, А. А. ЛОГУНОВ
Рис. 4. Представление ме-
зона (а) и бариона (б) в со-
ставной кварковой модели
ность, изотопический спин и, что очень суще-
ственно, четность.
Третью группу образует пока единственная
частица — фотон, который переносит электро-
магнитное взаимодействие. В электромагнитном
взаимодействии участвуют в той или иной сте-
пени все частицы, как заряженные, так и ней-
тральные.
Кроме упомянутых законов сохранения, кото-
рые различаются для разных взаимодействий,
есть абсолютные законы. Это законы сохранения
энергии и импульса, закон сохранения электриче-
ского заряда и, с некоторыми оговорками,
законы сохранения барионного и лептонного
чисел, которые требуются для обеспечения
стабильности материи (нужно отметить, что тре-
бования сохранения барионного и лептонного
чисел не являются абсолютными).
Столь же сильно, как и различные классы
частиц, отличаются друг от друга и типы взаимо-
действий: сильное, электромагнитное и слабое.
Одним из проявлений сильных взаимодей-
ствий являются ядерные силы, благодаря кото-
рым нейтроны и протоны связываются в атом-
ные ядра. Представление об этих силах как о
силах новой, неизвестной ранее природы появи-
лось сразу же после открытия строения ядра. Бы-
ло установлено, что ядерные силы обладают
очень малым радиусом действия, порядка
10 -13см. Этим фактом, кстати, объясняется то,
что ядерные силы были обнаружены на несколь-
ко веков позже известных дальнодействующих
сил — электромагнитных и гравитационных.
В начале 30-х годов для объяснения короткодей-
ствующего характера ядерных сил И. Е. Таммом,
а также Д. Д. Иваненко была выдвинута гипотеза
об обменном характере этих сил. В дальнейшем
X. Юкава (Yukawa) предположил, что взаимо-
действие между нуклонами осуществляется по-
средством обмена новой гипотетической частицей
точно так же, как электромагнитное взаимодей-
ствие между заряженными элементарными части-
цами происходит за счет обмена фотонами.
Однако для объяснения малого радиуса ядерных
сил переносчик их должен в отличие от фотона
обладать довольно большой массой покоя —
примерно в 300 раз больше массы электрона.
Правильность этой гипотезы блестяще подтвер-
дилась открытием л-мезона. Вместе с тем сфор-
мировалось представление о существовании но-
вых сил — сильных взаимодействий. Современ-
ные гипотезы о природе сильных взаимодействий
мы рассмотрим ниже.
Первое представление о слабых взаимодей-
ствиях было получено в 1934 г., когда Э. Ферми
показал, что для объяснения основных законо-
мерностей радиоактивного 0-распада атомных
ядер необходимо предположить существование
особых сил, под действием которых нейтрон в
ядре превращается в протон с одновременным
испусканием электрона и антинейтрино. Силы,
которые вызывают распад, должны действовать
между четырьмя частицами со спином у2 на
очень малых расстояниях (так называемое четы-
рехфермионное* взаимодействие). Относитель-
ная величина этих сил при энергиях, характерных
для 0-распада, в 1()12 раз меньше электромагнит-
ных. В конце 40-х годов, когда были открыты
л- и ц-мезоны, ученые установили, что распады
* Фермионы — частицы, подчиняющиеся стати-
стике Ферми—Дирака. Они обладают полуцелым спином, и
согласно принципу Паули два тождественных фермиона не
могут находиться в одном состоянии. Все барионы (и анти-
барионы) являются фермионами.
Частицы, имеющие целочисленный спин и подчиняющи-
еся статистике Бозе—Эйнштейна, называются бозона-
ми (о них см. ниже). Их число во всяком квантовом со-
стоянии ничем не ограничено. Все мезоны являются бозо-
нами.
40
ЧАСТИЦЫ И СИЛЫ: ПОИСКИ ЕДИНСТВА
этих частиц также вызываются силами, сравни-
мыми с силами, приводящими к Р-распадам; та-
ким образом, возникла идея об универсальном
характере слабых взаимодействий. Однако дока-
зательство такой универсальности и установле-
ние законов слабых взаимодействий потребовали
проведения огромной исследовательской работы,
которую нельзя считать полностью завершенной
и в настоящее время. Интенсивные эксперимен-
тальные и теоретические исследования привели
к установлению так называемой универсальной
векторно-аксиальной (И—А) теории слабых вза-
имодействий. Согласно V—А -теории слабые вза-
имодействия сводятся к взаимодействию особых
слабых токов аналогично тому, как электромаг-
нитные взаимодействия частиц представляются
взаимодействием их электромагнитных токов. Но
электромагнитный ток — нейтральный, посколь-
ку в акте взаимодействия заряд участвующих в
Рис. 5. Столкновение нейтрино с протоном, в результате
которого, по-видимому, появился очарованный барион.
Фотография сделана в жидководородной пузырьковой ка-
мере; треки частиц иллюстрируются диаграммой
Нейтрино появляется снизу. Поскольку оно не имеет за-
ряда и, следовательно, не производит ионизации, его трек
не виден. Очарованный барион должен иметь электриче-
ский заряд, но так как время его распада составляет
10 “13 с, трек оказывается настолько коротким, что не
наблюдается. Очарованная частица распадается на ней-
тральную А-частицу (также не оставляющую трека).
Продукты ее распада образуют вершину, указывающую
на начало взаимодействия. Образуются также другие час-
тицы, показанные на диаграмме
нем частиц не изменяется (при электромагнитном
взаимодействии строго сохраняется электриче-
ский заряд частиц до и после взаимодействия).
В отличие от электромагнитного тока слабый
ток заряженный: после взаимодействия происхо-
дит превращение частиц с изменением их заряда.
В 1973 г. были открыты реакции, которые
могут происходить лишь при существовании
нового вида слабых токов — нейтральных. Как
мы увидим ниже, открытие нейтральных слабых
токов служит важным указанием на единую при-
роду слабых и электромагнитных взаимодей-
ствий.
Очень большое значение имеет изучение
самого многочисленного семейства частиц —
адронов и их основного взаимодействия — силь-
ного. Многочисленные факты свидетельствуют в
пользу составной структуры адронов. Среди этих
фактов нужно прежде всего выделить система-
тику частиц. Оказывается, что частицы объединя-
ются в некоторые группы, называемые сверх-
мультиплетами. Например, в сверхмультиплет,
состоящий из 8 барионов со спином у2, входят
наряду с известным протоном р и нейтроном п
частицы, имеющие ненулевую странность: А,
S * S°; S' (5 = - 2) и Е°; S" (5 = — 2). Мезоны, т. е.
частицы со спином 0 и отрицательной четностью,
также объединяются в восьмерку: л4; л°; л-; г]
(5=0): К + К0 (5 = +1): К\ К° (5=-1). Анало-
гичным образом группируются в сверхмультип-
леты и барионные и мезонные резонансы. На-
пример, имеются 9 обладающих спином 1 и от-
рицательной четностью частиц: р+, р°, р_, а), ср
(5=0);	(S= + /)	K*°(S= - 1).
На математическом языке эту систематику
частиц можно описать в рамках так называемой
группы симметрии 5(7(3)*, которая была введена
в физику частиц в работах Гелл-Манна
(Gell-Mann) и Неемана (Neeman).
В самое последнее время открыты новые
частицы, и для их классификации потребовалось
новое квантовое число, которое получило назва-
ние «чарм» (charm — очарование). Это частицы
со спином 0 и отрицательной четностью: £>+, D°
(S = Q, «чарм» С± +1); D ", D° (5=0, С= -1),
а также семейство частиц J/гр (5=0, С= 0); £)*+,
£> *° (5 =0, C = +l); D*", ZJ*0 (5=0, С = -1)’.
Аргументы в пользу введения нового квантово-
го числа мы более подробно разберем ниже, а
здесь отметим, что оно не укладывается в рамки
5(7(3)-симметрии. В качестве более широкой
группы симметрии была предложена группа
5t/(4).
Классификацию частиц в рамках групп сим-
метрии 5(7(3) или 5(7(4) иногда сравнивают с
классификацией химических элементов согласно
* SU (З)-группа (Special Unitary) —специальная унитар-
ная (см. сноску на с. 46) группа симметрии, отражающая
41
Б. А. АРБУЗОВ, А. А. ЛОГУНОВ
Рис. 6. Сверхмультиплеты
адронов с введением оча-
рования могут быть пред-
ставлены в виде много-
гранников.
Внутри каждого сверх-
мультиплета частицы зани-
мают положения соответ-
ственно значениям трех
квантовых чисел: положе-
ние иа одинарно заштрихо-
ванной плоскости опреде-
ляется изотопическим спи-
ном и странностью, сами
плоскости определяют зна-
чение очарования. Мезоны
представляются точкой (а)
и кубическим восьмигран-
ником (б), содержащим
15 частиц (6 из них — оча-
рованные). Барионы об-
разуют маленький правиль-
ный тетраэдр (в) из четы-
рех частиц, усеченный че-
тырехгранник из 20 частиц
(г) и большой правильный
тетраэдр также из 20 час-
тиц (д). Каждая фигура
имеет одну плоскость из
иеочароваиных частиц
(двойная штриховка), кото-
рая идентична первона-
чальному представлению
SU(3)-rpynnbi (ср., напри-
мер, (г) и рис. 2)
таблице Менделеева, которая находит объясне-
ние в квантовомеханической составной теории
строения атома. Точно таким же образом зако-
номерности систематики частиц находят есте-
ственное объяснение в гипотезе о том, что адро-
ны имеют сложное строение и состоят из более
фундаментальных частиц, которые получили
название кварков.
При переходе от группы 5(7(3) к группе 5(7(4)
увеличивается и число кварков, т. е. частиц, а точ-
нее объектов (поскольку мы не уверены, что
можем с полным правом применять к кварку
название «частица»), которые образуют муль-
типлет, преобразующийся по фундаментальному
представлению группы, в данном случае 5(7(4).
Кварки были введены в рамках группы 5(7(3) для
того, чтобы можно было понять наблюдающуюся
симметрию в классификации адронов на языке
составной модели. Фундаментальное представле-
ние группы 5(7(3) имеет размерность 3 и описы-
вает поэтому 3 кварка # а (а =1,2,3). Эти три квар-
ка получили обозначение и (up — верхний), d
(down — нижний), s (strange — странный). Со-
пряженное ему представление описывает 3 ан-
тикварка дР.
Из представления qa и сопряженного ему
qP мы можем построить любые представления
группы 5(7(3), в том числе и те, которые классифи-
цируют уже известные частицы. Для этого требу-
ется приписать всем кваркам и антикваркам спин
У2 и барионное число В=1/3 — для кварков и
В = — */3— для антикварков. Такая возможность
и явилась основой для построения составной
кварковой модели, в которой мезоны описыва-
лись как связанные состояния кварка и антиквар-
ка, а барионы — как связанное состояние трех
кварков. При этом кварки и антикварки имеют
следующие основные квантовые числа (здесь Q —
электрический заряд кварка);
2	1
и((2=з-е, S=0, S=y),
2	1
w(Q=~ j-e, S=0, В----у);
Рис. 7. Представление Q-
частицы в составной мо-
дели с цветными кварка-
ми
42
ЧАСТИЦЫ И СИЛЫ: ПОИСКИ ЕДИНСТВА
d(Q—ye,S=0,5-y),
d(Q=y e,S~0,B-----у);
s( Q--ye, S—1, B=y),
s(Q-ye, S=1,B-----y).
Легко видеть, что, например, протон р, т. е.
частица с барионным зарядом +1, зарядом + е
и странностью 0, строится из трех кварков:
р =(uud); нейтрон п =(ddu). Мезоны, имеющие
барионное число 0, строятся из кварка и анти-
кварка: например, it + =(ud),	=(du), K + =(us),
K°=(ds) и т. д.
Оказывается, что такая простая кварковая
модель, дополненная естественными динамиче-
скими предположениями, дает достаточно хоро-
шее описание не только систематики частиц, но и
динамики их взаимодействия. В качестве приме-
ров наиболее успешных применений кварковой
модели можно привести вычисление магнитных
моментов протона и нейтрона, описание глубоко-
неупругих реакций электронов и нейтрино с
нуклонами. Представление о кварке как о частице
с размерами, значительно меньшими, чем раз-
меры обычных частиц, или, как говорят, о точеч-
ноподобности кварка, в случае последних реак-
ций, как впервые предсказал М. А. Марков,
приводит к тому, что в целом глубоконеупругая
реакция подобна реакции на точечной частице.
Очень интересны закономерности, которые
получили объяснение простым счетом числа квар-
ков в частицах. Примером является соотношение
между полными сечениями двух взаимодействий:
л-мезонов с нуклонами и нуклонов с нуклонами.
В первом случае взаимодействует частица, содер-
жащая 2 кварка (мезон), с частицей, содержащей
3 кварка (нуклон). Во втором случае обе частицы
состоят из 3 кварков. Если кварки взаимодей-
ствуют между собой одинаково и независимо и
если (в соответствии с известной теоремой
И. Я. Померанчука) сечения взаимодействия
кварка с кварком и антикварка с кварком сравни-
ваются при высоких энергиях, то отношение
вероятностей взаимодействий мезона с нуклоном
и нуклона с нуклоном, т. е. соответствующих
полных сечений, составляет %. Близкое к этому
значение наблюдается на опыте. Простым счетом
числа кварков объясняются также интересные
закономерности в упругом рассеянии на большие
углы.
Как мы уже отмечали, оказалось необходи-
мым дополнить старую кварковую модель хотя
бы пдним новым кварком с—носителем нового
квантового числа, чарма С. Приведем таблицу
основных квантовых чисел в современной четы-
рехкварковой модели.
	Q/e	В	I	А	S	С	
и	2/3	1/3	1/2	1/2	0	_0	
d	—1/3	V3	1/2	—1/2	0	_0	
S	-1/3	V3	0	0	-1	0
с	2/3	V3	0	0	0	1
и	-2/3	-1/3	1/2	—1/2	0	_0	
d_	1/3	—1/3	1/2	1/2	0	0
S	1/3	-V3	0	0	1	_0	
с	-2/3 Теперь как	-1/3	0 : в мезоны,		0 так и в	0 барионы	-1 могут
входить наряду с обычными и новые кварки с, с.
В частности, добавляется 7 новых мезонных со-
стояний. В настоящее время накоплена некото-
рая информация относительно таких состояний
со спином 0 и 1. Введем данные, известные о та-
ких состояниях, в следующие таблицы, в которых
мезоны, состоящие из кварка и антикварка, на-
ходятся на пересечении соответствующих строк
и столбцов (в таблице в скобках указаны массы
в ГэВ/с2).
0		и	d	5	С
и	к0,nW)	7Г+	к+	5° (1,86)
d_		к		к°	2>_(1,86)
S	К~	к*	п(п')	^-(2,03)
с	D° (1,86)		Г-(2,03)	Х(2,8)
1		и	d	$	с
и	р°,(д)	р+	к*+	D* ° (2,01)
d	р"	р°,(д)	/с*°	D*~f2,01)
S	К*'	к*9	ф	^(2,14)
с	£>*°(2,01)	D*"(2,01)	F**(2,14)	7/ф(ЗД)
Относительно новых барионных состояний
пока информация не очень велика, поэтому мы не
будем приводить соответствующих таблиц.
В самое последнее время получены указания
на существование еще одного квантового числа,
которое получило условное название «прелесть»
(«beauty»). Эти указания связаны с открытием
трех новых узких резонансов, аналогичных
J/ip-частицам, в области масс 9—10 ГэВ/с2.
Эти резонансы наиболее вероятным способом
Интерпретируются как связанные состояния но-
вого кварка b и его антикварка b с зарядами
соответственно — г/3е и -I- У3е. В этом случае
следует ожидать появления семейства новых
тяжелых «прелестных» частиц с массами в районе
5 ГэВ/с2, аналогичных, в частности, уже
наблюденным D- и F-мезонам. Из соображений
симметрии часто предполагают и существование
еще более тяжелого кварка t с зарядом %е,
эффекты которого до сих пор не наблюдались.
Таким образом, семейство кварков по мере
расширения исследований растет, и пока мы не
можем с полной определенностью сказать, где
этот процесс остановится.
43
Б. А. АРБУЗОВ, А. А. ЛОГУНОВ
Итак, систематика частиц, а также совокуп-
ность данных, из которых мы привели лишь
некоторые примеры, убеждают нас в плодотвор-
ности кварковых представлений. Однако при
этом возникает ряд вопросов как теоретического,
так и экспериментального характера. Первый из
них связан с одним из самых глубоких принципов
квантовой теории — с принципом запрета Пау-
ли, согласно которому тождественные частицы со
спином У2 не могут находиться в одном кванто-
вом состоянии. В то же время для правильного
описания систематики барионов (протона, ней-
трона, гиперонов, их резонансов) требуется
именно симметричное состояние. Наиболее ярко
это проявляется на примере Q “-частицы со
странностью —3. Кварковое содержание этой
частицы sss, причем все три одинаковых кварка
находятся в тождественном состоянии.
Выход из этого затруднения был найден
Н. Н. Боголюбовым, Б. В. Струминским,
А. Н. Тавхелидзе, которые предложили считать
кварки, составляющие барионы и, в частности,
Q-, различными. Таким образом, следует предпо-
ложить, что существуют 3 сорта каждого из квар-
кор, и различаются эти сорта неким новым кван-
товым числом, за которым утвердилось название
«цвет». Тогда, например, кварковое содержание
Q“ есть s и никаких трудностей с принци-
пом Паули не возникает. При этом кварки уже
не обязательно имеют дробные заряды. Можно
рассматривать различные возможности, из ко-
торых наиболее популярны две, изображенные
ниже схематически (в таблицах заряды квар-
ков — в единицах элементарного заряда).
1		2	3		1		2	3
и	2/3	2/3	2/3	и	1	1	0
d	— 1/3	-1/3	-1/3	d	0	0	-1
S	-1/3	-1/3	-1/3	S	0	0	-1
с	2/3	2/3	2/3	с	1	1	0
Первая возможность является прямым обобще-
нием модели кварков, и сейчас она наиболее
популярна. Вторая возможность также имеет ряд
преимуществ и используется во многих вариантах
теории. Обе возможности приводят к одинако-
вым результатам в систематике частиц, но,
вообще говоря, к различным схемам взаимодей-
ствий кварков.
Следующий очень важный вопрос: почему,
несмотря на интенсивные поиски, кварки не были
обнаружены на опыте? Есть различные варианты
ответов на этот вопрос. Во-первых, кварки могут
иметь очень большую массу. Тогда они будут в
конце концов обнаружены в опытах на будущих
ускорителях сверхвысоких энергий. Во-вторых,
возможно, что кварки (с целыми зарядами) неста-
бильны, что и объясняет отрицательный резуль-
тат их поисков. И наконец, в-третьих, наиболее
широко обсуждается в последнее время возмож-
ность «заключения» кварков. Согласно этой
гипотезе кварки имеют небольшие массы, но вза-
имодействие между ними устроено таким
образом, что кварки не могут покинуть внутрен-
ней области частицы. Простейшая модель такой
ситуации — потенциал с бесконечными стенка-
ми. Существует ряд вариантов таких моделей
«мешков». Во второй части статьи кратко остано-
вимся на возможностях, которые рассматрива-
ются в квантовой теории поля для объяснения
«мешков».
Итак, основой современных представлений о
строении адронов является составная модель с
цветными кварками. Как мы увидим ниже, введе-
ние цвета позволяет не только решить проблему
статистики кварков, но и рассмотреть привлека-
тельную возможность формулировки основ силь-
ного взаимодействия частиц.
В последнее время появились дальнейшие под-
тверждения кварковой структуры частиц, кото-
рые прежде всего связаны с изучением при
высоких энергиях свойств так называемых ин-
клюзивных реакций. Дело в том, что при высо-
ких энергиях внутренняя структура частиц вы-
является в суммарных (интегральных) характе-
ристиках, когда мы из большого числа рожден-
ных в процессе частиц выбираем частицу одного
сорта и изучаем характерные свойства ее рож-
дения. Такие реакции с выделенной одной или
несколькими частицами получили название ин-
клюзивных. Впервые как теоретически, так и
экспериментально такие реакции были изучены
в ИФВЭ (Серпухов).
Кварковая структура частиц проявляется в
различных реакциях. Важные результаты, в част-
ности, были получены при изучении процесса
аннигиляции электронов и позитронов в адроны
на встречных электрон-позитронных пучках. Де-
ло в том, что вероятность такого процесса в рам-
ках кварковых представлений определяется прос-
тым подсчетом числа различных сортов кварков
и их зарядов. Наблюдаемая в настоящее время
картина этих процессов хорошо подтверждает
вариант с дробными зарядами кварков и с тремя
цветами.
Еще одна черта процесса аннигиляции е+е~ в
адроны служит подтверждением составной квар-
ковой модели. Мы имеем в виду адронные
«струи», на которые разделяется конечное адрон-
ное состояние при высоких энергиях. Каче-
ственно можно представить себе картину таким
образом, что пара кварков, родившихся в элемен-
тарном акте е +е“-аннигиляции (e++e“-»g+ q),
превращается в адроны, которые разлетаются в
основном вдоль первоначальных направлений
движения кварков пары. Таким образом, адрон-
ное состояние разделяется на две струи, которые
разлетаются в противоположные стороны (в
системе центра инерции). Характеристики этих
струй оказываются согласующимися с вычисле-
ниями кварковой модели. При этом существенно,
44
ЧАСТИЦЫ И СИЛЫ: ПОИСКИ ЕДИНСТВА
1МГ-1- • I	I	аЛ г
Рис. 8. Жидководородная пузырьковая камера «Мира-
бель» (ИФВЭ), на которой проводятся совместные совет-
ско-французские эксперименты по исследованию инклю-
зивных реакций, образованию новых резонансов и др.
что угловое распределение струй относительно
направления импульсов е+ и е~ характерно для
частицы со спином Это, по-видимому,
наиболее важный факт, указывающий на то, что
объектом, породившим струю, является именно
кварк.
Очень важной областью проверки кварковых
представлений являются также инклюзивные
глубоконеупругие реакций лептонов (электро-
нов, мюонов, нейтрино) с нуклонами при высо-
ких энергиях. Речь идет, например, о таких реак-
циях: e+N->e +адроны,v +Д/—ф7 +адроны. Ока-
зывается, что закономерности этих реакций и ка-
чественно и количественно хорошо описываются
в рамках модели, получившей название кварк-
партонной. Можно представлять, что такие реак-
ции происходят на отдельных кварках, и потому
в реакции мы получаем информацию о свойствах
кварков, например об их зарядах. Важно, что
экспериментальные данные снова хорошо согла-
суются с дробными зарядами кварков. При этом
также выяснилось, что не весь импульс нуклона
переносится кварками, но есть нечто, что не испы-
тывает ни электромагнитных, ни слабых взаимо-
действий, но несет на себе существенную долю
импульса нуклона. Возникла гипотеза, что этим
объектом являются поля, связывающие
(«склеивающие») кварки внутри адронов и полу-
чившие название «глюоны» (от glue — клей).
Заканчивая обсуждение составных кварковых
моделей, отметим, что подавляющее большинство
фактов указывает на справедливость стандартной
кварковой модели, в которой существует не менее
четырех сортов кварков с дробными зарядами,
каждый в трех цветных состояниях. В то же
время нельзя исключить и некоторые альтерна-
тивные модели, например с кварками, облада-
ющими целыми электрическими зарядами.
Калибровочные теории
со спонтанно нарушенной симметрией
и единое описание слабых
и электромагнитных взаимодействий
Перейдем теперь к обсуждению современных
представлений о динамике взаимодействия эле-
ментарных частиц. Как известно, аппаратом опи-
сания этих взаимодействий является квантовая
теория поля. До последнего времени мы имели
лишь один пример хорошо работающей
теории — квантовую электродинамику, т. е. те-
орию взаимодействия фотонов с заряженными
лептонами. Квантовая электродинамика облада-
ет двумя наиболее существенными преимущест-
вами.
Первое заключается в том, что эта теория
перенормируема. Это означает, что математиче-
ские неопределенности, возникающие.при вычи-
слениях и связанные с наличием расходящихся
интегралов, оказывается возможным устранить в
каждом порядке теории возмущений путем пере-
определения значений заряда и масс частиц. Дру-
гими словами, в этом случае удается провести
программу перенормировок в каждом порядке
теории возмущений.
После выполнения перенормировок все вы-
числения по теории возмущений становятся одно-
значными и вступает в действие второе преимуще-
ство — малое значение константы связи, точнее,
параметра разложения а =е2/4л =1/137. Малость
параметра разложения приводит к поразительно-
му согласию результатов по теории возмуще-
ний с опытом.
Попытки применения методов, разработанных
в квантовой электродинамике, к другим взаимо-
действиям, а именно к сильному и слабому, до
последнего времени не приводили к существен-
ным успехам. Можно было думать, что для силь-
ных взаимодействий причиной являются лишь
вычислительные трудности, связанные с боль-
шими 4 значениями константы связи, в то вре-
мя как для слабых взаимодействий возникли
принципиальные трудности. Четырехфермионная
V—Л-теория оказалась неперенормируемой, что,
в частности, проявляется в росте сечений ней-
тринных взаимодействий с энергией, причем та-
кой рост согласуется с экспериментом при
доступных в настоящее время энергиях. Как бы-
ло впервые отмечено Д. И. Блохинцевым, такое
поведение при очень высоких энергиях вступает
в противоречие с так называемым условием уни-
45
Б. А. АРБУЗОВ, А А. ЛОГУНОВ
Рис. 9. Диаграмма, иллюстрирующая происхождение
струй
тарности (сохранения вероятности)*. Энергия
около 1000 ГэВ, при которой наступает это про-
тиворечие, получила название унитарного преде-
ла. Существование этого противоречия всегда
вызывало желание избавиться от неперенорми-
руемости слабых взаимодействий и в первую оче-
редь от роста нейтринных полных сечений.
В частности, мы можем избавиться от роста сече-
ния процесса v^ + /V—>ц- + адроны, если предпо-
ложим, что слабое взаимодействие происходит
за счет обмена частицей, аналогичной фотону,
но имеющей достаточно большую массу и обла-
дающей электрическим зарядом. Эта гипотети-
ческая частица получила название промежуточ-
ного РУ-бозона.
Однако теория с массивным промежуточным
бозоном оказалась все еще неперенормируемой.
Это, в частности, выражается в том, что расту-
щими оказываются сечения ряда других процес-
сов, например, процесса аннигиляции нейтрино и
антинейтрино в пару W+ и W~. Для того чтобы
не получался рост сечения в этом процессе, нужно
ввести еще один аналог фотона — нейтральную
массивную частицу, получившую название Z0.
Кроме того, мы всегда должны учитывать и эле-
ктромагнитное взаимодействие, поскольку части-
цы И/+, W~ являются заряженными.
Таким образом, выяснилось, что перенорми-
руемость слабых взаимодействий может осуще-
ствиться лишь в том случае, если мы будем рас-
сматривать на единой основе три тяжелые
частицы И/+, W~, Z° и безмассовый фотон, при-
чем взаимодействие с их участием должно быть
устроено очень симметричным образом, с тем
чтобы во всех процессах* сокращались члены,
*Для любого конкретного физического процесса
сумма вероятностей всех возможных результатов равна
единице. Требование выполнения этого условия называют
условием унитарности (сохранения вероятности).
Рис. 10. Спонтанное йарушеиие симметрии в задаче с вер-
тикально нагруженной балкой: а — нагрузка меньше
критической; б — нагрузка больше критической
приводящие к растущим сечениям. Последова-
тельное осуществление этой программы привело
к созданию известной схемы Салама—Вайнберга
(Salam, Weinberg), объединяющей слабые и эле-
ктромагнитные взаимодействия. Оказалось при
этом, что симметрия, которой должна удовлетво-
рять единая теория, связана с так называемыми
калибровочными преобразованиями основных
промежуточных полей Z0, у.
Калибровочное преобразование для электро-
магнитного поля известно уже в классической
электродинамике. Оно не изменяет уравнения
электромагнитного поля (инвариантно). След-
ствием калибровочной инвариантности является,
во-первых, сохранение электрического заряда и,
во-вторых, точное равенство нулю массы фотона.
В случае, когда у нас есть несколько промежу-
точных частиц, калибровочные преобразования
усложняются, однако физические следствия ока-
зываются подобными. А именно: обобщением
закона сохранения электрического заряда явля-
ется точная симметрия относительно некоторой
группы преобразований, а второе следствие не
изменяется совсем — все промежуточные поля
должны иметь массу нуль. Последнее свойство на
первый взгляд делает калибровочные теории
непригодными для единого описания слабых и
электромагнитных взаимодействий, поскольку из
соответствия с экспериментом частицы Z0
должны иметь массу, причем довольно большую.
Однако это затруднение снимается благодаря
явлению спонтанного нарушения симметрии.
Концепция спонтанного нарушения сим-
метрии играет решающую роль в объяснении
таких явлений, как сверхпроводимость, сверхте-
кучесть, ферромагнетизм. Общий метод решения
такого рода задач был развит Н. Н. Боголюбо-
вым. Мы проиллюстрируем суть явления и под-
хода к нему на простом наглядном примере. Рас-
смотрим вертикальную цилиндрическую балку,
на которую сверху, точно по оси действует неко-
торая сила нагрузки. Задача обладает точной сим-
метрией относительно вращений вокруг оси бал-
ки. Пока нагрузка не очень велика, осуществля-
ется симметричное решение, т. е. балка остается
46
ЧАСТИЦЫ И СИЛЫ: ПОИСКИ ЕДИНСТВА
Рис. 11. Потенциал между
кварком и антикварком,
обеспечивающий иевыле-
тание кварков
точно вертикальной. Если же нагрузка превы-
шает некоторое критическое значение, связанное
со свойствами упругости и размерами балки, про-
исходит переход к несимметричному решению,
говоря попросту, балка прогибается. Прогиба-
ется она в какую-то определенную сторону, и
этим сразу же нарушается исходная симметрия
относительно вращений вокруг вертикальной
оси.
Таким образом, суть явления заключается в
том, что симметричная по своей постановке задача
может при определенных условиях иметь несим-
метричное решение. Полностью аналогичное яв-
ление происходит в задачах сверхпроводимости,
сверхтекучести и др., а также в ряде задач кванто-
вой теории поля и, в частности, в задаче о едином
описании слабых и электромагнитных взаимо-
действий. В этом случае мы исходим из четверки
безмассовых калибровочных полей. Исходная за-
дача является полностью калибровочно-сим-
метричной и потому соответствует перенормиру-
емой теории. Выясняется, что при некоторых
условиях, о которых мы подробно не будем гово-
рить, осуществляется именно решение с нарушен-
ной симметрией. Это приводит к тому, что у трех
из четырех исходных промежуточных полей, а
именно 1У+, W~ и Z0 возникает масса, а фотон
остается безмассовым. Кроме того, в теории
должны присутствовать один или более массив-
ных бозонов со спином нуль, которые непосред-
ственно со слабыми взаимодействиями не связа-
ны. Они получили название бозонов Хиггса по
имени физика, впервые рассмотревшего решения
со спонтанно нарушенной инвариантностью в
калибровочных теориях.
Из соответствия с имеющимися данными по
слабым и электромагнитным взаимодействиям
получаются ограничения на массы W± и Z°-
бозонов:М^ >37 ГэВ/с2, Mz° >74 ГэВ/с2.
Рис. 12. Барион — система из трех разноцветных квар-
ков (а), так что он как целое бесцветен. Силы взаимо-
действия между цветными кварками отличаются от сил,
действующих между бесцветными сложными частицами:
они не уменьшаются с расстоянием, а остаются постоян-
ными (или даже растут). Когда кварк отделяется от ба-
риона (б), потенциальная энергия системы возрастает на-
столько, что возможно рождение кварка и аитикварка (в).
Родившийся кварк восстанавливает барион в его преж-
нем виде, а антикварк (светлый кружок) присоединяется
к удаляющемуся кварку, образуя мезон (г). Такая природа
сил, действующих между кварками в барионе, не дает воз-
можности наблюдать отдельный кварк; любая попытка
«оторвать» его приведет лишь к образованию нового
адрона или нескольких адронов
Такие большие массы хороши тем, что они не
противоречат имеющейся совокупности данных,
поскольку мы при существующих энергиях этих
частиц не наблюдаем.
Однако само существование нейтрального
промежуточного бозона Z0 приводит к наблю-
даемым следствиям, которые получили подтверж-
дение на опыте. Действительно, если обмен заря-
женным [У-бозоном приводит к давно известным
нейтринным реакциям вида	+7V—>ц_ + адроны,
то обмен нейтральным Z0 приводит к «безмю-
онным» нейтринным реакциям: v„ \ —vu
+ адроны. 1 акие реакции были откры i ы в 1973 г.,
и данные по ним согласуются со схемой
Салама—Вайнберга.
Итак, в рамках калибровочной теории возни-
кает возможность единого описания слабых и
электромагнитных взаимодействий. Этот реша-
ющий успех калибровочных теорий кажется нам
очень знаменательным. Он свидетельствует о том,
что мы, по-видимому, достигли качественно
новой ступени понимания природы взаимодей-
ствий частиц. Проводя историческую аналогию,
можно было бы сравнить объединение слабых и
электромагнитных взаимодействий с объедине-
нием электрических и магнитных полей в рамках
47
Б. А. АРБУЗОВ, А А. ЛОГУНОВ
уравнений Максвелла, которое привело к таким
плодотворным результатам в самых различных
областях человеческой деятельности.
Нужно отметить, что калибровочная единая
схема слабых и электромагнитных взаимодей-
ствий привела еще к одному важнейшему след-
ствию, получившему подтверждение на опыте.
Если рассматривать взаимодействие нейтрально-
го бозона Z°c адронами, то выясняется, что мы
не можем обойтись набором всего из трех квар-
ков и, d, s, о которых шла речь в первой части
статьи. Оказывается необходимым введение по
крайней мере одного нового кварка с (о нем тоже
говорилось выше) для того, чтобы в этой схеме
не возникли слабые распады вида л+vv, кото-
рые не наблюдаются на опыте. Поэтому можно
считать, что предсказание четвертого кварка с и,
следовательно, целого семейства «очарованных»
частиц (£)-, F-мезонов и др.)» совершенное, по
существу, на кончике пера, начинает подтверж-
даться экспериментально, а это показывает, что
мы в основном правильно понимаем структуру
взаимодействий элементарных частиц.
После формулировки единых калибровочных
теорий слабых и электромагнитных взаимодей-
ствий предпринимались попытки включить в еди-
ную калибровочную схему также и сильные вза-
имодействия. Здесь пока еще не удалось добиться
столь же прозрачных построений, как в предыду-
щем случае. В то же время рассмотрение различ-
ных возможностей привело к формулировке
калибровочной теории взаимодействия кварков с
цветными безмассовыми полями (глюонами), ко-
торая рассматривается сейчас как серьезный кан-
дидат на роль теории сильных взаимодействий.
Остановимся кратко на этой возможности. Мы
знаем, что если кварки существуют, они имеют
три цветных состояния. Простейшей группой,
описывающей симметрию этих состояний, явля-
ется группа SUC (3), где нижний значок ука-
зывает на «цветной» характер этой группы.
В упомянутой теории, которая получила название
квантовой хромодинамики, предполагается, что
сильные взаимодействия переносятся цветными
калибровочными полями и что в этом случае не
происходит спонтанного нарушения инвариант-
ности. Поэтому глюоны не имеют массы и сим-
метрия SUC(3) является точной.
Эта модель имеет ряд достоинств. В частности,
в ее рамках становится понятным, почему леп-
тоны не имеют сильных взаимодействий — при
этом нарушается SUC (З)-инвариантность. Кроме
того, равенство нулю массы глюонов и характер
их взаимодействия между собой позволяют вы-
сказать надежду на то, что в этой теории осущест-
вляется «заключение» кварков и глюонов внутри
частиц. Требование «заключения» является обя-
зательным для справедливости квантовой хромо-
динамики, поскольку, если бы глюонные поля
существовали вне частиц, это привело бы к зна-
чительным дальнодействующим силам. Однако
до сих пор доказать, что в квантовой хромодина-
мике осуществляется «заключение», не удалось.
Поэтому для описания составной модели частиц
в рамках квантовой хромодинамики используют-
ся феноменологические подходы, из которых на-
иболее популярны два.
Первый можно назвать потенциальным под-
ходом. В нем постулируется, что на малых рассто-
яниях между кварками и антикварками справед-
лив обычный потенциал Кулона. На больших же
расстояниях потенциал линейно растет с рассто-
янием до бесконечности, что и создает непреодо-
лимую преграду для вылетания кварков из
частиц. Такая модель с соответствующим образом
подобранными параметрами дает хорошее согла-
сие для масс большого количества состояний.
Другой подход, о котором мы уже упоминали,
называется моделью «мешков». В этом подходе
частица имеет вполне определенную, хотя и
деформируемую поверхность размерами порядка
10-13 см, граничные условия на которой сфор-
мулированы таким образом, что она является
непроницаемой для цветных объектов, т. е. для
кварков и глюонов, но прозрачной для бесцвет-
ных лептонов и фотонов. В такой модели также
удается добиться успехов в описании спектра
адронов и их свойств.
Важной проблемой составной модели в рам-
ках квантовой хромодинамики является проблема
состояний с нестандартным количеством кварков
и антикварков в частице. Так, например, ничто не
мешает существованию «мешка» вообще без
кварков, содержащего только глюоны («глю-
оний»). С другой стороны, могут существовать
«мешки» с аномально большим количеством
кварков вплоть до макроскопических количеств.
Проблема глюония является важной эксперимен-
тальной проблемой. Пока среди известных состо-
яний нет кандидатов на эту роль. Вопрос о суще-
ствовании «мешков» с огромным количеством
кварков — кварковых звезд — представляет со-
бой проблему для астрофизических исследований.
По нашему мнению, степень обоснованности
квантовой хромодинамики как с эксперименталь-
ной, так и с теоретической точек зрения пока еще
уступает уровню, достигнутому в единых теориях
слабого и электромагнитного взаимодействий.
Однако на рассмотренных примерах мы видим,
что калибровочные теории являются привлека-
тельными с самых различных точек зрения.
Заключение
Выше мы рассмотрели основные положения
современных представлений о структуре элемен-
тарных частиц и их взаимодействий. Следует под-
черкнуть, что ни эксперимент, ни теория пока еще
не позволяют сделать окончательного заключе-
ния о справедливости такой картины. Действи-
тельно, в теории обсуждаются различные альтер-
48
ЧАСТИЦЫ И СИЛЫ: ПОИСКИ ЕДИНСТВА
Рис. 13. Советская пузырь-
ковая камера СКАТ, на ко-
торой в ИФВЭ проводят-
ся нейтринные исследова-
ния. Результаты, получен-
ные на этой камере, ука-
зывают на возможное су-
ществование новой час-
тицы — нейтрального тя-
желого лептона
нативные возможности, как основанные на квар-
ках и калибровочных полях, так и использующие
другие предположения. Поэтому главной пробле-
мой, стоящей перед физикой высоких энергий,
является работа по проверке основных положе-
ний обсужденных выше представлений. Прежде
всего это относится к исследованию вопроса о
том, с каким набором основных частиц мы имеем
дело в природе.
Суммируем, что нам известно, что мы предпо-
лагаем и что мы хотели бы узнать о трех
основных группах частиц.
1.	Адроны состоят из кварков, которых
должно быть не менее четырех сортов, каждый в
трех цветных разновидностях. Здесь основной
вопрос: являются ли они абсолютно «заключен-
ными» или нет? Очень важно также выяснить,
обладают ли они именно теми квантовыми числа-
ми, какие мы им приписываем, прежде всего
являются ли их заряды дробными? Следующий
вопрос: не нужно ли дополнить семейство из
12 кварков еще другими новыми кварками?
И наконец, является ли протон абсолютно ста-
бильным?
2.	В настоящее время известно 10 лептонов:
е, ve, Н, т и их античастицы. Существуют ли
другие лептоны, в частности нейтрино, соответст-
вующее тяжелому лептону т? С какой степенью
точности сохраняется лептонное квантовое число
и числа, различающие между собой отдельные
лептоны (в, ц, т)? Здесь большую ценность будут
иметь опыты по осцилляции нейтрино, рассмо-
тренные Б. М. Понтекорво.
3.	Семейство промежуточных частиц, которое
состояло из одного лишь фотона, пополнилось
новыми (пока гипотетическими) калибровочны-
ми частицами: слабыми промежуточными бозона-
ми W\ W~ Z° и 8 цветными глюонами. Основ-
49
Б. А. АРБУЗОВ, А. А. ЛОГУНОВ
ной вопрос: действительно ли они существуют?
Что касается W и Z, мы должны получить прямой
ответ при достижении энергии более чем
200 ГэВ в системе центра инерции. Вопрос о
существовании цветных глюонов связан с вопро-
сом о справедливости абсолютного «заключе-
ния». Решением вопроса было бы также откры-
тие глюония. Следующий вопрос: достаточно ли
нам только этих промежуточных частиц или
существуют и другие? Во всех схемах, объединя-
ющих сильные, слабые и электромагнитные вза-
имодействия, требуется значительно большее чи-
сло промежуточных калибровочных полей.
Мы видим, что число составляющих в каждой
из трех групп увеличивается по мере накопления
экспериментальных данных и развития теории.
Мы не можем сказать, существует ли предел
этому процессу, и если да, то где он находится.
В качестве иллюстрации можно привести инте-
ресную модель, развиваемую в цикле работ
Ф. Гюрши (Gursey). В этой модели предсказыва-
ются, кроме известных четырех, еще два новых
кварка с зарядом е , и кроме известных
10 лептонов, еще 10 новых заряженных и ней-
тральных. Что касается промежуточных вектор-
ных частиц, то их здесь должно быть очень много.
Среди них уже знакомые нам Wy Zy безмассовые
глюоны и более сотни новых с очень большими
массами. Справедлива ли эта или какая-либо дру-
гая модель, могут показать лишь дальнейшие
исследования.
Что касается динамики взаимодействия эле-
ментарных частиц, то многообразные проблемы
здесь связаны, по существу, со всеми процессами,
которые исследуются сейчас и которые могут
быть исследованы на будущих ускорителях. Это
относится ко всем взаимодействиям — сильным,
электромагнитным и слабым.
Несомненную принципиальную ценность для
понимания структуры частиц и их взаимодействий
имеют опыты при высоких и сверхвысоких энер-
гиях по определению полных сечений взаимодей-
ствий частиц, дифференциальных сечений, ин-
клюзивных спектров, особенно при больших
поперечных импульсах рожденных частиц, по
выявлению закономерностей множественного
рождения частиц и образования «струй». Очень
важны опыты по уточнению спектра «старых»
частиц и резонансов и по исследованию законо-
мерностей рождения новых частиц. Принци-
пиальную информацию уже дали и, несомненно,
еще дадут в будущем опыты по исследованию
реакций электронов, мюонов и нейтрино с адро-
нами и процессов аннигиляции электронов и
позитронов. Многие важные вопросы физики
слабых взаимодействий можно изучать, исследуя
закономерности распадов частиц. Разумеется,
трудно предугадать направление исследований, в
котором будут получены наиболее важные
результаты. Очевидно одно, что исследования
должны вестись широким фронтом.
50
ХРИСТО ЯНКОВ ХРИСТОВ
эволюция
ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ
В ФИЗИКЕ
«
се течет, все изменяется», —
учил древнегреческий фило-
соф Гераклит. В справедливости этих слов мы
убеждаемся каждый день: движение — неотъ-
емлемое проявление, форма существования мате-
рии. И все же — абсолютно все не должно
меняться. Величины и их изменения измеряются с
помощью эталонов, которые приходится считать
постоянными. Материя как подлинная субстанция
протекающих повсюду процессов остается. За-
коны природы, которые мы обнаруживаем, по
идее не ограничены во времени и пространстве,
они везде и всегда (в определенных условиях)
остаются справедливыми. Само утверждение «все
изменяется», если оно верно, представляет собой
пример того, что не меняется. Значит, должны
быть постоянные величины, вещи и утверждения.
Но и это не совсем так. Известно, что те мате-
риальные эталоны длины, массы и времени, а
также и вторичные эталоны напряжения, тока,
сопротивления и т. д., которые в силу междуна-
родных решений были приняты в качестве неиз-
менных, на самом деле такими не являются.
В настоящее время вводятся новые эталоны на
базе требования постоянства физических законов,
т. е. требования, чтобы фигурирующие в них
коэффициенты (скорость света с, постоянная
Планка /z, гравитационная постоянная к и т. д.) не
менялись. А сами законы — мы это знаем —
эволюционируют, уточняются.
С развитием познания постоянство нарушает-
ся, но все же мы всегда стремимся к нему. Иначе
нам не понять природу. И в то же время постоян-
ство вновь обнаруживается на более глубоком
уровне. В этом диалектика науки. Хорошо, что
Христо Янков Христов (р. 1915) — болгарский физик, академик.
Окончил отделение физики и математики Софийского университета.
С 1951 — профессор. В 1951 X. Я. Христов избран членом-корреспон-
дентом, а в 1961 —действительным членом Болгарской Академии наук.
Заведует сектором теории ядра и элементарных частиц в Болгарской
Академии наук и является директором Института ядерных исследований и
ядерной энергетики.
Со дня основания Объединенного института ядерных исследований в Дубне
X. Я. Христов был членом Ученого совета Лаборатории теоретической
физики, а в данное время он член Ученого совета Института. С 1968 по 1970
был его вице-директором. X. Я. Христов —председатель Общества физи-
ков Болгарии. Ему присвоено звание народного деятеля науки, он награ-
жден Димитровской премией.
X. Я. Христов — автор работ по многократному рассеянию частиц (ней-
тронов, электронов, космических лучей и т. д.) в различных материалах. Им
были проведены исследования по группам Ли, в частности их линейным и
нелинейным представлениям. Много внимания X. Я. Христов уделяет
аксиоматическому подходу в классической механике, теории относительно-
сти, квантовой механике, теории рассеяния.
имеются величины и законы относительно посто-
янные. Их открытие всегда оценивалось как
крупнейшее достижение человеческой мысли.
В физике, науке о самых общих законах мате-
рии, проблема сохранения приобретает более
конкретный и содержательный смысл. Есть зако-
ны, устанавливающие неизменность во времени
некоторых величин. Сохраняющиеся величины
(или интегралы движения, как их называют в
теоретической механике) очень важны, потому
что каждая из них ограничивает неопределен-
ность в развитии материальных систем, а если
сохраняющихся величин достаточно много, они
могут определить развитие систем полностью.
Здесь мы бы хотели на примере законов
сохранения проиллюстрировать общие черты
развития всех физических законов: сначала их
возникновение в качественной форме, как идея,
затем развитие до степени точного количествен-
ного соотношения, потом уточнение, обобщение
или ограничение их применимости и всегда —
восстановление на более высокой ступени
научного знания.
Законы сохранения
в классической физике
Самый древний и основной закон сохране-
ния — это закон сохранения материи. Мысль
о том, что материя, подвергаясь бесчисленным ме-
таморфозам, никогда не исчезает и не возникает
из ничего, принадлежит еще древнегреческим мы-
слителям — Анаксагору, Эмпедоклу, Демокриту
и другим. В XVI—XVII вв. это положение неодно-
51
X. ХРИСТОВ
кратно повторялось философами-материалиста-
ми — Дж. Бруно, Г. Галилеем, Ф. Беконом...
Однако эта мысль обосновывалась только фило-
софскими соображениями — без обращения к
опыту. Первые экспериментальные доказатель-
ства закона сохранения вещества были получены
в опытах М. В. Ломоносова. В 1756 г. он прове-
рил закон сохранения, обжигая металлы «в
заплавленных накрепко стеклянных сосудах,
чтобы исследовать, прибывает ли вес металла от
чистого жару. Оными опытами нашлось, что
славного Роберта Бойля мнение ложно, ибо без
пропущения внешнего воздуха вес сожженного
металла остается в одной мере». Некоторое время
спустя опыты того же типа, но в более широком
масштабе проводил Л. Лавуазье. После этого
закон твердо вошел в науку, причем мерой мате-
рии была признана масса т, та масса, которая
измеряется на весах и которая фигурирует в
законе Ньютона:
F=mw,	(1)
где F— сила, действующая на тело с массой т, а
w — ускорение, которое оно получает.
Более сложна и поучительна история второго
по важности закона — закона сохранения энер-
гии. Идея сохранения механического движения
была выдвинута в 1644 г. Р. Декартом, а в 1668 г.
Г. Лейбниц сформулировал закон о сохранении
«живой силы»:
T=mv2/2,	(2)
где т — масса, а у — скорость тела.
Закон сохранения энергии был сформулиро-
ван в 40-е годы XIX в. Р. Майером и затем Дж.
Джоулем и Г. Гельмгольцем. В соответствии с
общими принципами классической физики этот
закон утверждает, что каждой материальной
системе соответствует определенная функция ее
состояния 5 — энергия
E-E(s\	(3)
такая, что если система не соприкасается с дру-
гими телами, то изменение dE должно быть
равно работе внешних сил:
dE-^F.dx^	(4)
Здесь Fj — внешняя сила, действующая на /-ю
частицу системы; dxj — перемещение этой части-
цы; 5 — знак суммирования по всем- частицам.
Под состоянием 5 подразумеваются все сведения о
системе в данный момент, которые, если система
изолирована, однозначно определяют ее развитие
в будущем. Это — положения, скорости и, воз-
можно, внутренние параметры составных частиц
(или тел) системы — температура, давление и
т. д., которые следует ввести, если мы хотим при-
нять во внимание внутренние процессы, протека-
ющие в частицах (телах). Этим набором данных
энергия определяется с точностью до несуще-
52
ственной аддитивной (добавочной) константы.
Каждая материальная система имеет свою энер-
гию, выражение которой через состояние (3) не
зависит от взаимодействий системы с внешней
материей, но соотношение (4) имеет место только
тогда, когда частицы (или тела), составляющие
систему, не соприкасаются с остальными части-
цами (телами). В противном случае в правую
часть соотношения (4) необходимо включить еще
напряжения и тепловой поток, через посредство
которых тоже может передаваться энергия. Если
система изолирована, ее энергия не будет изме-
няться — налицо сохранение энергии. В зависи-
мости от переменных, от которых зависит
энергия, — скорости, положения, давления, тем-
пературы, химического состояния, изотопическо-
го состава и т. д. — энергия будет кинетической,
потенциальной, деформационной, химической,
ядерной и т. д.
Иногда на основании соотношения (4) гово-
рят, что энергия — это способность системы
совершать работу. Это не совсем точно. Работа,
которая совершается над системой, в общем отли-
чается от работы, которую она «отдает» внешним
телам. Кроме того, не все процессы, согласу-
ющиеся с (4), возможны. Возможности превра-
щения энергии ограничиваются законом возрас-
тания энтропии и уравнениями движения систе-
мы.
Если рассматривать энергию как меру движе-
ния, то закон сохранения энергии выражает
сохранение движения. Есть, однако, и другой
закон сохранения движения — закон сохранения
импульса
d'£mivi=%Fidt.f	(5)
где v7 — скорость f-й частицы системы. Если
внешних сил нет, то, очевидно, импульс
(6)
будет сохраняться.
Классическая физика знает еще два общих
закона сохранения: сохранение трехкомпонент-
ного кинетического момента М — аналог закона
(5) для вращательного движения, и сохранение
электрического заряда Q, характеризующего эле-
ктрические свойства частиц.
Эти законы стояли суровыми стражами на
протяжении всего периода расцвета классической
физики и отделяли пути возможного прогресса
от бесплодных поисков разных вечных двигате-
лей.
Что принесла теория относительности
Природа оказалась более сложной. Конец
XIX в. ознаменовался опытами, которые обнару-
жили несовершенства классической физики.
Опыт Майкельсона доказал, что скорость света,
ЭВОЛЮЦИЯ ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ В ФИЗИКЕ
как это ни парадоксально, не зависит от движения
измеряющего ее наблюдателя. Из экспериментов,
проведенных Беккерелем, а также Марией и Пье-
ром Кюри, следовало, что атомы, вопреки своему
названию, делятся. Экспериментами Томсона
было установлено, что даже масса, казавшаяся до
сих пор неизменной, увеличивается у электрона с
увеличением его скорости. Применение классиче-
ской термодинамики к описанию электромагнит-
ного излучения черного тела вело к противоре-
чию с экспериментальными данными — к так
называемой «ультрафиолетовой катастрофе».
Стремление учесть все эти факты привело в
начале XX в. к созданию теории относительности
и квантовой теории.
В теории относительности Эйнштейна было
отвергнуто одно из утверждений классической
физики, которое считалось таким очевидным, что
его даже не высказывали в явной форме. В клас-
сической физике, с ее идеей абсолютного про-
странства и абсолютного времени, полагали, что
интервал времени между любыми двумя событи-
ями, как и расстояния между одновременными
событиями, не зависит от системы отсчета, т. е. от
движения наблюдателя, который их измеряет.
Эйнштейн, напротив, показал, что эти величины
зависят от движения, при этом так, что в соответ-
ствии с опытом Майкельсона скорость света по
отношению ко всем инерциальным системам
остается одной и той же. Вследствие этого мно-
гие величины, которые считались абсолютными,
перешли в класс относительных, т. е. таких, кото-
рые, как координаты и скорости, в различных
системах отсчета могут иметь различные значе-
ния. Во многих формулах появились дополни-
тельные, поправочные члены, при малых скоро-
стях незначительные, но при скоростях, близких к
скорости света, очень существенные и даже
определяющие. Время t и три пространственные
координаты х, у, z любого элементарного собы-
тия оказались компонентами единого 4-мерного
вектора в так называемом четырехмерном про-
странстве Минковского — четырехмерном про-
странственно-временном континууме. Энергия
Е уже определяется однозначно, а не с точностью
до константы, как это было в классической физи-
ке, и вместе с импульсом Р образует 4-мерный
вектор энергии — импульса в том же простран-
стве Минковского. Поэтому в теории относитель-
ности законы сохранения этих величин объедини-
лись в один закон сохранения энергии — импуль-
са. К закону сохранения кинетического момента
М добавился закон сохранения величины (также
трехкомпонентной)
N=mX—Pt,	(7)
где X — координаты центра инерции системы.
Обе величины М и N выступают как компоненты
единого 6-компонентного антисимметричного
тензора в пространстве Минковского.
В теории относительности была доказана
эквивалентность массы и энергии, выражающа-
яся известной формулой
Е=тс2.	(8)
Несмотря на то что энергия и масса измеряются
совершенно разными способами, они представ-
ляют собой одну и ту же величину, измеренную в
разных единицах. Таким образом, отдельные
классические законы сохранения массы и энер-
гии оказались различными формулировками
одного и того же закона.
С другой стороны, в теории относительности
понятие массы усложнилось. Еще в классической
физике были две массы — инертная и тяжелая,
но опыты Этвеша показали, что в рамках экспе-
риментальной ошибки они равны. В теории отно-
сительности понятие массы еще более расщепля-
ется, и в принципе здесь четыре массы — инерт-
ная масса в движении т, инертная масса в покое
т0, притягивающая масса mg и притягиваемая
масса т 'g. Соотношение (8) относится к массе т.
Массы т и т0 связаны соотношением
^0
т = .	.
/1— v2/с
По так называемому принципу эквивалентности
инерционных и гравитационных сил имеем еще
т0=т 'g. Остаются две независимые массы. Мы
можем их свести к одной при помощи принципа
равенства действия и противодействия (mg =т fg),
но этот принцип прямо не переносится в теорию
относительности. Возможно, например, что у
античастиц т0 = —т 'g. Все эти массы, по-види-
мому, сохраняются: т в случае, если нет
внешних воздействий, a , mg и т 'g — всегда,
лишь бы частицы не меняли свою природу.
Отсюда следует, что вопреки (8) мы не можем
обойтись только одним из понятий массы (или
энергии).
Раньше считалось, что электромагнитное поле
и все остальные силовые поля — это атрибуты
материи, т. е. проявления ее существования.
Постепенно выяснилось — и теория относитель-
ности это определила окончательно — что эти
поля представляют собой различные формы
существования материи, т. е. разновидности мате-
рии, которые существуют объективно и незави-
симо от нас. Они, как и обычные формы материи,
имеют свою энергию, свой импульс и т. д., кото-
рые нужно учитывать в законах сохранения. Тем
самым получили естественное объяснение
процессы взаимного превращения электронно-
позитронной пары в у-кванты, или протон-анти-
протонной пары в л-мезоны (и другие, более тон-
кие, как, например, распады «очарованных»
частиц: пси — на электрон — позитрон, эпси-
лон — на три глюона и т. д.) — процессы, которые
раньше интерпретировались как исчезновение
S3
X. ХРИСТОВ
материи, или возникновение материи из энер-
гии.
Законы сохранения в микромире
Создание квантовой теории связано с отказом
от другого, казалось бы, еще более очевидного
утверждения классической физики, а именно что
измерения динамических переменных данной си-
стемы коммутативны. Коммутативность означает,
что если состояние данной материальной системы
задано вероятностно, то результаты измерений не
зависят от последовательности, в которой произ-
водятся эти измерения, и поэтому значения дина-
мических переменных существуют в каждый
момент и мы можем рассматривать их как объек-
тивные характеристики состояния этой системы.
Вместо этого в квантовой теории считается, что
существуют два вида механических систем:
макросистемы, для которых вышеуказанное
утверждение имеет силу, и микросистемы, для
которых измерения не коммутативны. Два после-
довательных измерения данной динамической пе-
ременной могут привести к различным результа-
там, если между ними производились измерения
других величин, даже и в том случае, когда интер-
валы времени между измерениями незначитель-
ны. Получается, что каждая динамическая пере-
менная в каждый момент может иметь много зна-
чений, каждое из которых при измерении может
быть получено с определенной вероятностью.
Таким образом, квантовая механика в принципе
является статистической теорией. В квантовой
теории нельзя утверждать, что данная величина
сохраняется, если ее значение остается постоян-
ным — там вообще динамические переменные не
имеют определенных значений. Поэтому прихо-
дится расширить определение сохраняющейся ве-
личины. Считается, что данная величина сохраня-
ется, если вероятность получения каждого из ее
возможных значений остается неизменной во вре-
мени. В частности, если сохраняющаяся величина
имеет в заданный момент только одно возможное
значение, оно останется единственным и во вре-
мени.
В начале 40-х годов физики пришли к выводу,
что процесс |3-распада нейтрона идет по схеме
п-+р + е (нейтрон распадается на протон и эле-
ктрон), причем закон сохранения энергии
Еп =Ер + Ее имеет место не в каждом акте распада,
а только в среднем. Но в 1934 г. В. Паули
выдвинул гипотезу (которая потом блестяще под-
твердилась), что в |3-распаде участвует еще одна
невидимая частица — нейтрино v, так что вместо
схемы распада п-+р + е следует принять схему
н—>p+e + v. В этом случае законы сохране-
ния энергии, импульса, момента количества
движения и электрического заряда точно
выполняются в каждом элементарном акте
распада.
В квантовой теории сохраняющиеся величины
приобрели еще более важное значение, потому
что практически мы умеем измерять прямо только
эти величины — собственные энергии, импульсы,
кинетические моменты и т. д.
Строгие законы сохранения стали теперь
основой для открытия новых заряженных и ней-
тральных элементарных частиц (например, метод
недостающей массы). Открытие резонансов тоже
базируется на законах сохранения.
Законы сохранения и симметрии
Дальнейшее углубление в понимании законов
сохранения было достигнуто в 1919 г. на базе
теоремы Э. Нетер о их связи с симметриями. Вве-
дем предварительно некоторые понятия. Кон-
кретное движение каждой материальной системы
определяется уравнениями движения и началь-
ными условиями. Уравнения движения — это
общие физические законы. Они обычно задаются
в виде дифференциальных уравнений для состо-
яния и, как все уравнения этого типа, имеют
много решений. Поэтому они однозначно не
определяют состояние во все моменты времени.
Нужны дополнительные сведения о состоянии в
один «начальный» момент — это и есть началь-
ные условия. Например, чтобы определить
движение данного снаряда, мы должны знать не
только влияние силы тяжести и трения воздуха,
но и данные о снаряде в начальный момент: его
положение и начальную скорость.
Оказывается, уравнения движения допускают
преобразования — инвариантные, или симметри-
ческие, при которых они сохраняют свою форму.
Например, принцип относительности требует,
чтобы все инерциальные системы отсчета были
эквивалентными, и это вводит в классическую
механику инвариантность по отношению к преоб-
разованию Галилея, а в теории относительно-
сти — к соответствующему неоднородному пре-
образованию Лоренца. Э. Нетер указала, что
имеется соответствие между инвариантными
преобразованиями и законами сохранения. Так,
10-параметрическому преобразованию Галилея и
имеющему столько же параметров преобразова-
нию Лоренца соответствуют 4-компонентный
сохраняющийся вектор энергии — импульса и
6-компонентный антисимметричный тензор,
составленный из величин М и N.
Оказывается, что уравнения движения в кван-
товой теории допускают еще и другие, так назы-
ваемые калибровочные преобразования. Они
ведут к сохранению электрического заряда.
В ядерной физике кроме электромагнитных
взаимодействий есть еще и другие — сильные и
слабые взаимодействия. Им тоже соответствуют
сохраняющиеся заряды — барионный и лептон-
ный, которые возникают как следствие калибро-
вочных преобразований.
S4
ЭВОЛЮЦИЯ ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ В ФИЗИКЕ
Дискретные симметрии и антимиры
Более драматическая ситуация создалась в
связи с так называемыми дискретными симметри-
ями и соответствующими им сохраняющимися
величинами — четностями, принимающими толь-
ко два значения: -Ь 1 и — 1. Классические уравне-
ния физики были симметричными не только от-
носительно непрерывных преобразований, ка-
кими являются упомянутые преобразования
Галилея и Лоренца, но также обладали свойст-
вами симметрии относительно дискретных пре-
образований, не зависящих от непрерывных
параметров: зарядового сопряжения (С), про-
странственного отражения (Р) и обращения
времени (Т). Им соответствуют зарядовая,
пространственная и временная четности.
Инвариантность относительно зарядового со-
пряжения означает, что уравнения движения не
должны меняться, если заменить знаки всех эле-
ктрических зарядов на обратные. Можно было
бы возразить, что такой симметрии фактически
нет, — в атомах есть только отрицательные эле-
ктроны и положительные протоны и нет ни поло-
жительных электронов, ни отрицательных прото-
нов. Но, к удивлению всех, оказалось, что все же
есть и такие — в природе существуют и поло-
жительные электроны (позитроны), и отрица-
тельные протоны (антипротоны). Есть и антиней-
троны — частицы с обратным по сравнению с
нейтроном магнитным моментом. Все они объ-
единены одним общим названием — античас-
тицы.
На Серпуховском ускорителе были созданы
и антиатомы, составленные из античастиц. Прав-
да, античастиц очень мало, их получение связано
с большими сложностями, так как они очень
быстро исчезают — путем аннигиляции с обыч-
ными частицами превращаются в излучение, но
тем не менее они существуют. Операция зарядо-
вого сопряжения имеет прямой физический
смысл, и опыт подтверждает все ее следствия.
Пространственное отражение означает, что
уравнения не должны меняться, если перейти к
зеркально-отображенным процессам, т. е. если
«правое» и «левое» поменять местами. Можно
возразить, что в природе такой симметрии нет —
люди пишут правой рукой и имеют сердце слева.
В неживой природе такая симметрия имеется
повсюду, и поэтому то, что наблюдается в живой
природе, можно объяснить разницей начальных
условий.
Обращение времени означает симметрию по
отношению к замене понятий «раньше» и «поз-
же». И в данном случае, казалось бы, можно
возразить, что, например, закон энтропии не
удовлетворяет симметрии этого рода — энтропия
всегда должна расти, а не убывать. Тем не менее
можно проверить, что уравнения гравитации или
электродинамики, как и всей классической и
релятивистской механики, обладают указанной
симметрией.
Значение дискретных симметрий в ядерной
физике возрастает, потому что до сих пор законы
ядерного взаимодействия не известны, и каждое
соображение, которое в состоянии уменьшить
неопределенность в выборе гипотез, имеет боль-
шую ценность.
В физике существует не высказанный в явной
форме закон — закон равномерного распределе-
ния, утверждающий, что если уравнения движе-
ния инвариантны по отношению к данному пре-
образованию, то распределение материальных
форм в мире в среднем должно быть равномер-
ным по отношению к этому преобразованию.
Например, в соответствии с принципом относи-
тельности уравнения движения инвариантны по
отношению к пространственным трансляциям
(сдвигам), и мы видим, что распределение мате-
рии во Вселенной в среднем однородно — мир не
имеет центра. Поскольку уравнения инвариантны
по отношению к ориентации координатных осей,
распределение материи в среднем изотропно — в
мире нет привилегированных направлений. По-
скольку уравнения инвариантны также по отно-
шению к переносу начала в шкале времени, то
Вселенная в целом не должна стареть — для нее
не должно быть ни рождения, ни смерти. Смысл
закона равномерного распределения заключается
в том, что локальные асимметрии в распределе-
нии материи могут быть обусловлены началь-
ными условиями, но для глобальной асимметрии
этого недостаточно— она должна иметь более
глубокие причины, должна содержаться в самих
уравнениях движения.
Отметим, что закон равномерного распреде-
ления не является доказанным утверждением,
как, например, теорема Нетер, а выступает скорее
как далекая экстраполяция астрономических
наблюдений на базе общих теоретических сооб-
ражений.
До середины 50-х годов асимметрия по отно-
шению к зарядовому сопряжению на опыте не
обнаруживалась. Поэтому следовало ожидать,
что обычные частицы— электроны, протоны,
нейтроны и т. д., их античастицы — позитроны,
антипротоны, антинейтроны и т. д. представлены
в мире в одинаковой мере. На самом деле это не
так — вокруг нас повсюду обычные частицы, а
античастицы появляются как исключение. Чтобы
выйти из этого затруднения, было предположено
(сторонниками закона равномерного распределе-
ния), что во Вселенной имеются области — анти-
миры, где все составлено из античастиц, а обыч-
ные частицы —только исключение. Тот факт, что
нет смежных областей, где обычные частицы и
античастицы перемешивались бы, тоже понятен:
они сразу бы аннигилировали— превратились
бы в у-кванты, У которых нет античастиц (у-
кванты совпадают со своими анти-у-квантами).
По той же самой логике предполагалось суще-
55
X. ХРИСТОВ
ствование антимиров по отношению к простран-
ственному отражению, в которых «антилюди»
писали бы левой рукой и имели бы сердце справа.
Должны были бы быть антимиры и по отноше-
нию к обращению времени, а также и комбини-
рованные антимиры.
В законе равномерного распределения есть
одно несоответствие, поэтому он не в списке при-
знанных законов. Уравнения движения ин-
вариантны еще и к переходу от одной инерциаль-
ной системы к другой, движущейся с некоторой
скоростью относительно первой. Опыт, однако,
показывает, что по отношению, например, к
Земле звезды в среднем неподвижны, или если
они и разлетаются (эффект Хаббла), то это про-
исходит симметрично во всех направлениях. Если
перейти к другой системе отсчета, движущейся с
некоторой скоростью относительно Земли, то по
законам кинематики эффект Хаббла по направ-
лению движения должен быть меньше, чем в дру-
гих направлениях, а это не соответствовало бы
закону равномерного распределения. Нет рас-
пределений материи, которые были бы инва-
риантными по отношению к скорости. Из этой
ситуации есть два выхода: или закон равномер-
ного распределения неверен, или имеются еще и
другие, лоренц-неинвариантные взаимодействия,
которые, возможно, и очень слабы, но в масшта-
бах Вселенной могут обусловить существующую
локальную неподвижность звезд в среднем. Боль-
шинство физиков убеждены в справедливости
преобразования Лоренца, но есть и физики, кото-
рые не исключают вторую возможность. Вопрос
остается пока открытым.
Ограничение
дискретных симметрий
и крушение гипотезы об антимирах
В середине 50-х годов появилась так называ-
емая ©-т-загадка. Она состояла в следующем.
Среди элементарных частиц имеется четыре типа
К-мезонов:	К~,	Возьмем, например,
К+-мезоны. Они распадаются разными способа-
ми, включая распад на 2л-мезона — это так назы-
ваемые ©-частицы, и на Зя -мезона — т- частицы.
Твердо установлено, что четность л-мезона рав-
на — 1, так что если четность К+-мезона есть -I- 1,он
не должен распадаться на Зл-мезона, а если она
равна —1, не должен происходить распад на
2л-мезона. Предположение, что имеются два раз-
личных К+-мезона, соответствующих двум раз-
личным л-мезонным распадам, крайне неправдо-
подобно, так как массы, времена жизни и все
остальные характеристики всех К+ -мезонов оди-
наковы. Это был бы беспрецедентный случай в
мире элементарных частиц.
Тем не менее оба распада существовали.
Физики Ли и Янг после детального анализа всех
возможных вариантов взаимодействий выдвину-
ли гипотезу, что дискретные симметрии наруша-
ются в слабых взаимодействиях, проявляющихся
в распадах К+ -мезонов. Ими были указаны даже
эксперименты, на которых прямо можно было
проверить их гипотезу. Такие эксперименты
были проведены, и гипотеза Ли и Янга подтвер-
дилась полностью.
Как теперь перестроить теорию с учетом этих
фактов? Все ли четности нарушаются? Ответ
нашли одновременно Л. Д. Ландау, Ли и Янг, а
затем и А. Салам. Среди слабых взаимодействий
есть распады, в которых сохраняется только ком-
бинированная четность (СР), т. е. зарядовая (С) и
пространственная (Р) одновременно — перемена
знака заряда сопровождается заменой «левого»
на «правое». Гипотетические люди, состоящие из
античастиц, должны писать левой рукой и иметь
сердце справа. Значит, число антимиров сокраща-
ется наполовину.
Но природа опять оказалась сложнее.
В 1964 г. Кроннингом был получен новый
результат: К/ -мезон, который по СР-инвариант-
ности не должен распадаться на 2л-мезона, все
же, хотя и редко, распадается — примерно 2 раза
на 10 000 распадов. Комбинированная четность
оказалсь тоже нарушенной.
Остается вопрос о Т-инвариантности. Здесь
проверка труднее, потому что она сводится не к
проверке существования или несуществования
данного распада, а к обнаружению некоторых
асимметрий в угловых распределениях и рас-
пределениях скоростей продуктов распада К-ме-
зонов. Изучение углового распределения л-ме-
зонов при распаде К-мезонов дает некоторую
асимметрию в смысле несохранения временной
четности. Эксперименты в Дубне по исследова-
нию реакций р +n-*d + y и р +л—>Л + л° (d—дей-
тон, ядро тяжелого водорода) наряду с изуче-
нием процессов распада К—>2л более точно
указали на нарушение Т-инвариантности.
Все три инвариантности — С, Р, Т — имеют
место в сильных и электромагнитных, но не в
слабых взаимодействиях. Таким образом, гипо-
теза о существовании антимиров теперь не имеет
научной базы. Они могут и существовать, но те
соображения, которые нам давали повод строить
такую гипотезу, уже отпали. Эти частично нару-
шенные симметрии дали возможность ввести ряд
частично сохраняющихся чисел — странности S,
гиперзаряда У, изоспина I и т. д. Такие ограни-
ченные симметрии указывают на существующие
в микромире сродства, и на их базе строится
сегодняшняя систематика элементарных частиц.
Группа высших симметрий
Законы сохранения и связанные с ними инва-
риантности выросли как новый подход в теории
элементарных частиц. Создана теория высших
симметрий на базе различных групп Ли —
56
ЭВОЛЮЦИЯ ЗАКОНОВ ( ОХРАНЕНИЯ В ФИЗИКЕ
5(7(2), 5(7(3), 5(7(6), 5(7(2) X 5(7(2),	(7(6,6)
и т. д. Оказывается, что чем сильнее взаимодей-
ствие, тем более широка группа симметрий, по
отношению к которой это взаимодействие инва-
риантно. Дискретные симметрии важны еще и по
следующей причине. Теорема Паули—Людерса
доказывает комбинированную СРТ-инвариант-
ность на базе самых общих принципов квантовой
теории.
Следовательно, ее нарушение могло бы по-
ставить под сомнение всю современную теорию
элементарных частиц. В связи с этим можно упо-
мянуть одну работу И. Тодорова и Д. Стоянова,
в которой они показывают, что теорема Паули —
Людерса не общеприменима — она не относится
к бесконечнокомпонентным полям.
Имеются также попытки заменить простран-
ство Минковского на пространство элементов
неоднородной группы Лоренца. Автором статьи
указаны физические соображения, которые
обусловливают этот переход, и сформулированы
дополнительные требования одного, на наш
взгляд перспективного, варианта. Эта идея
предоставляет большие возможности по созда-
нию нетривиальных моделей в аксиоматическом
подходе к квантовой теории элементарных
частиц, т. е. по созданию внутренне непротиво-
речивой и согласованной с опытом теории, а
также позволяет найти дополнительные сохраня-
ющиеся величины.
На основе всех этих высших симметрий пред-
сказано существование новых частиц и установ-
лен ряд связей между массами, каналами
распада и другими свойствами элементарных
частиц.
Физика элементарных частиц имеет ту специ-
фику, что интересующие нас процессы взаимо-
действия прямо не наблюдаемы — мы видим
только некоторые их следствия, иногда скудные
и опосредствованные. А обратный ход — нахо-
ждение причин данных результатов — в общем
неоднозначен. Возможны различные гипотезы,
хотя все они довольно странные, поскольку
теории содержат много неизвестных параметров,
которые следует определить экспериментально.
Законы сохранения выступают здесь как филь-
тры, выделяющие класс возможных теорий, на
которых мы должны далее сосредоточить свое
внимание.
Более того, в последнее время интенсивно
развиваются так называемые калибровочные те-
ории, где каждому полю, описывающему данный
класс частиц, сопоставляется другое, компенсиру-
ющее поле, частицы которого осуществляют вза-
имодействие между частицами первого поля. Эти
структуры характеризуются тем, что для них
группа симметрий и, соответственно, множество
сохраняющихся величин очень богаты. Калибро-
вочные теории имеют то ценное свойство, что они
перенормируемы — расходимости, которые пре-
следуют квантовую теорию поля на всем пути
развития, в этих теориях устраняются. Таким
образом, законы сохранения являются здесь не
только стражами, преграждающими путь некон-
курентоспособным вариантам теории, но и вер-
ными проводниками, указывающими дорогу луч-
шим среди них.
Конечно, природа сложнее любой теории:
необходимость сопоставить массы компенсиру-
ющим полям привела к спонтанному нарушению
симметрий, к новым гипотетическим частицам,
к новым поискам.
Законы сохранения
в макрокосмосе
Законы сохранения впервые были обнару-
жены в процессах, наблюдаемых невооруженным
глазом. Дальше они развивались главным
образом с учетом явлений в микромире. Но мы
имеем еще и другой поток информации, идущий
от макрокосмоса. Начало нашего столетия знаме-
нует собой (приблизительно) и начало современ-
ной астрофизики.
Эта наука открывает все более могуществен-
ные источники энергии. Самые интенсивные сре-
ди них — так называемые квазары — в 1013 раз
ярче нашего Солнца, хотя, судя по скорости изме-
нения их яркости, они не должны быть намного
больше его. Каковы источники этой энергии?
Известные нам самые интенсивные термоядерные
процессы в 106 раз слабее. Предполагают, что
источником столь мощного излучения может ока-
заться гравитационный коллапс — стремитель-
ное сжатие звезды, разрушение ее «скорлупы»
вследствие гравитационного притяжения, но уве-
ренности в этом пока нет.
Неясно также, согласуются ли эти явления
с законом сохранения энергии в его класси-
ческой форме. Между тем появились и другие
новые, не менее загадочные объекты — пульса-
ры, яркость которых колеблется с периодом от
нескольких сотых до нескольких секунд, причем
эта частота поддерживается с изумительной отно-
сительной точностью—до 10-9. Предполагают,
что ядро пульсаров представляет собой нейтрон-
ную звезду. В. А. Амбарцумян утверждает, что
звездные ассоциации рождаются на наших гла-
зах из космических облаков. Будущее поможет
установить это более точно.
Объекты астрофизики находятся слишком да-
леко от нас, информация о них пока еще очень
неполная, поэтому точных теорий в этой области
сейчас еще нет. Но все же вполне возможно, что
законы сохранения энергии* массы и других
сохраняющихся в классической физике величин
имеют в астрофизике иное содержание.
В космогонических теориях обсуждаются мо-
дели Вселенной с начальным взрывом и рожда-
ющейся материей— идеи, не согласующиеся с
57
X. ХРИСТОВ
законом равномерного распределения. Все стро-
ится на базе общей теории относительности, а как
следует сформулировать в этом случае законы
сохранения — это опять открытый вопрос.
* я- *
Мы видим, что эволюция законов сохранения,
как и эволюция всего человеческого познания, не
является непрерывным накоплением окончатель-
ных, раз и навсегда установленных истин.
Законы сохранения имеют свой путь развития —
они уточняются, обобщаются, объединяются,
ограничиваются и всегда восстанавливаются на
более высоком уровне знания. Этот путь более
сложен и более труден, но для тех, кто предпочи-
тает волнение поиска спокойствию достигнутой
победы, этот путь, без сомнения, более заманчив.
ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ ДЕНИСЮК
ГОЛОГРАФИЯ
был в абсолютной темноте в течение нескольких
суток, после этого часто теряет зрение навсегда.
И это понятно — ежедневно, каждую секунду
своей сознательной жизни человек воспринимает
и осмысливает образы внешнего мира, которые
ему доносит свет, и поэтому конструкция глаза
просто не рассчитана на сколько-нибудь продол-
жительное пребывание в темноте.
Однако степень приспособления человека к
свету далеко не ограничивается этим интересным
физиологическим феноменом. Фактически все
наше мышление, все представления об окружа-
ющей действительности находятся в прямой зави-
симости от законов, по которым распространя-
ется и взаимодействует с веществом эта неулови-
мая субстанция. Эта зависимость настолько
полна и всеобъемлюща, что она стала совер-
шенно неощутимой — в нашей практической
жизни мы никогда не делаем различия между
предметом и тем, чем он нам кажется, т. е. его
образом.
И это понятно: свет является практически
единственным источником получаемой нами ин-
формации, за многие тысячи поколений человече-
ский мозг в высокой степени специализировался
в переработке этой информации и «привык»
доверять ей полностью.
Вместе с тем ведь в действительности предмет
и его образ— понятия совершенно различные.
Предметы существуют сами по себе, а то, что мы
видим, есть результат сложного взаимодействия
законов испускания и поглощения света, законов
его распространения в пространстве и средах и,
Юрий Николаевич Денисюк (р. 1927) — физик, член корреспондент
АН СССР, лауреат Ленинской премии.
Научные работы Ю. Н. Денисюка относятся к области физической оптики,
причем большинство работ посвящено фотографическому методу регистра-
ции волновых полей — голографии. В 1962 им был предложен и обоснован
метод голографии с записью в трехмерных средах.
В последние годы Ю. Н. Денисюк, продолжая работу в области основ голо-
графии, обнаружил наличие отображающих свойств у бегущих волн интен-
сивности, возникающих при интерференции излучения с различными часто-
тами.
В области практических приложений голографии им был предложен
широко известный метод отражательной голографии в встречных пучках.
Ему принадлежит приоритет предложений использовать голографию для
получения изображений, создающих полную иллюзию действительности
изображаемых объектов. В последние годы Ю. Н. Денисюком совместно с
сотрудниками была создана технология получения высококачественных
отражательных голограмм.
Ю. Н. Денисюк —автор более 100 научных работ.
наконец, методов извлечения информации из
светового поля, которых придерживается наш
мозг.
Более детально физические процессы, сопро-
вождающие регистрацию образа, можно предста-
вить в виде цепочки последовательных событий, в
каждом из звеньев которой информация о пред-
мете зашифрована своим сугубо специфическим
образом (рис. 1). И нигде, за исключением сет-
чатки глаза, ничего внешне похожего на предмет
мы не наблюдаем. На сетчатке линза хрусталика
действительно формирует свет в знакомые нам
образы предмета, однако это собственно ни о чем
не говорит — ведь мозг приспособился распозна-
вать предметы, именно анализируя световой
рисунок на сетчатке, и поэтому независимо от
того, каково бы ни было истинное соотношение
рисунка с предметом, этот рисунок всегда дол-
жен казаться нам похожим на оригинал.
Объективное и субъективное неразрывно пе-
реплелось в процессе восприятия образа. Процес-
сы, протекающие вне нас, т. е. на предмете и в
окружающем его пространстве, не зависят от нас
и, несомненно, носят объективный характер.
Процессы, протекающие в организме человека,
т. е. на сетчатке глаза и в коре головного мозга,
зависят от наблюдателя, т. е. субъективны.
Возможные способы
создания иллюзии предмета
Рассматривая цепочку, по которой информа-
ция об образе передается человеку, нетрудно
понять, что сам последовательный характер пере-
59
Ю. Н. ДЕНИСЮК
дачи образа от предмета через световое поле и
далее в глаз и мозг допускает возможность созда-
ния образа объекта без участия самого объекта.
Действительно, ведь если точно воспроизвести
соответствующий образу процесс в одном из про-
межуточных звеньев упомянутой цепочки, по
которой передается образ, то очевидно, что соот-
ветствующие образу процессы воспроизведутся и
во всех последующих звеньях этой цепочки. Соот-
ветственно у наблюдателя возникнет иллюзия,
что он видит объект.
Вопрос заключается в том, можно ли соответ-
ствующие данному объекту процессы воспроиз-
вести без участия самого объекта. Оказывается,
что это действительно возможно. При этом, соот-
ветственно тому, в каком из звеньев — объектив-
ном или субъективном — воспроизводится такой
процесс, все методы воссоздания образов можно
подразделить на объективные и субъективные.
Развитие этих обоих методов создания образов
началось еще в глубокой древности.
Наиболее очевидный и всеобъемлющий спо-
соб воспроизведения образа объекта заключается
в замене этого объекта его двойником. По этому
пути пошло развитие скульптуры. Этот способ,
несомненно, объективен, однако весьма громоз-
док и неудобен.
Изображения на стенах пещер, петроглифы
на скалах Карелии и многие другие находки сви-
детельствуют о том, что десятки тысяч лет тому
назад наши далекие предки предложили и другой,
гораздо менее очевидный способ воссоздания
образов, который позволяет отображать трехмер-
ное пространство на двухмерной плоскости.
Живопись, а затем и фотография завершили
линию развития этого способа, не меняя его
идейную основу по существу.
Как это ни удивительно на первый взгляд,
механизм, посредством которого плоская кар-
тинка создает иллюзию предметов, в действитель-
ности достаточно сложен. Еще более удивительно
то, что этот способ создания образов предметов,
включая его такую, казалось бы, явно техничную
разновидность, как фотография, следует отнести
к категории субъективных. Однако если
отвлечься от предвзятых представлений, простота
механизма действия плоской картинки действи-
тельно начинает казаться сомнительной. На
самом деле, как, например, ответить на такой
простой вопрос: что, собственно, общего имеется
у маленькой плоской фотографии и большого
предмета, который на ней изображен? Оказыва-
ется, что общее заключается в данном случае
только в том, что оба этих предмета создают на
сетчатке человеческого глаза одинаковые изобра-
жения, так как на фотографии представлена та и
только та часть информации об объекте, которую
регистрирует зрительный аппарат человека.
Формулируя проблему в терминах современ-
ного оптического приборостроения, можно ска-
зать, что предложенная нашими далекими
предками идея плоского изображения является
решением задачи создания сугубо специального
иммитатора, способного создавать иллюзию
предмета только в глазу человека или в зритель-
ном аппарате аналогичной конструкции. В обла-
сти живописи законы построения таких иммита-
торов были открыты художниками сугубо экспе-
риментально. В фотографии такой иммитатор
получают благодаря тому, что фотоаппарат подо-
бен по своему устройству человеческому глазу:
роль хрусталика в данном случае играет объек-
тив, роль сетчатки — фотопластинка. Очевидно,
что идентичность конструкции обоих аппаратов
предполагает и идентичность результатов реги-
страции. Именно в силу этой причины, а не в
результате «сходства» фотография кажется нам
похожей на объект.
Для того чтобы почувствовать глубину той
пропасти, которая разделяет объективные и
субъективные методы, представим себе на мину-
ту, что наши земные произведения искусства —
живопись и скульптура — попали в руки инопла-
нетян, зрительный аппарат которых принци-
пиально отличается по своему устройству от зри-
тельного аппарата человека (рис. 2). Предста-
вим, например, что эти инопланетяне «видят» при
помощи светолокаторов, измеряющих форму
объектов по глубине. Очевидно, что для таких
существ шедевры нашей живописи окажутся
совершенно непонятными, вместе с тем скульпту-
ру — объективный метод — эти существа поймут
и смогут составить по ней правильное суждение о
внешнем виде человека.
Механизм создания иллюзии предмета
с помощью голограммы
Из приведенной на рис. 1 цепочки процессов,
сопровождающих восприятие образа предмета,
следует возможность существования еще одного
объективного способа регистрации и воспроиз-
ведения образов. Если вспомнить, что вся инфор-
мация об образе, которую переносит свет, заклю-
чена в особенностях строения светового поля, то
возникает естественная мысль: если бы удалось
записать, а затем воспроизвести это поле со всеми
его подробностями, то глаз или любое другое
устройство не смогли бы отличить такое восста-
новленное поле от истинного поля света, рассеян-
ного предметом, и зарегистрировали бы появле-
ние образа, создающего полную иллюзию дей-
ствительности оригинала.
Именно по такому принципу воссоздает образ
предмета голограмма. Отложив на некоторое
время вопрос о способе, с помощью которого
можно записывать и воспроизводить волновые
поля, рассмотрим этот механизм создания
иллюзии предметов несколько подробнее. На
рис. 3 изображен процесс непосредственного на-
блюдения объекта— матрешки О. Регистриру-
60
ГОЛОГРАФИЯ
Рис. L. Цепочка событий, сопровождающих появление
образа наблюдаемого объекта — матрешки О. На пред-
мете образу объекта соответствует определенная кон-
фигурация колеблющихся атомов и электронов Q19 Q29
Q з; в пространстве между объектом и наблюдателем—опре-
деленная структура светового поля — волны W\, W2,
W3. На сетчатке глаза образу соответствует определенная
конфигурация возбужденных рецептов света г в г 2, г 3;
в мозгу человека — определенная конфигурация воз-
бужденных нейронов п29 п3. Для воссоздания образа
достаточно воспроизвести соответствующие ему процес-
сы в одном из звеньев рассмотренной цепочки. В зависи-
мости от того, где воспроизводятся эти процессы — во
внешнем мире или в организме человека, методы вос-
создания образа можно разделить на объективные и субъ-
ективные.
емый объект весьма сложен — матрешка объем-
ная, частично закрывает второй объект — метлу,
слева от матрешки находится предмет со специ-
фическим строением поверхности— металличе-
ский самовар. Поле света, отраженного матреш-
кой, метлой и самоваром, изображено в виде
извилистых линий — волн Wlf W2, W3 при
этом предполагается, что извилины отображают
особенности строения этого поля. Волновое поле
объекта регистрируется наблюдателем h. Обра-
батывая информацию, полученную с сетчатки
глаза, мозг наблюдателя представляет результат
в весьма простой форме: наблюдатель просто
«видит» предмет, причем так, что полностью
убеждается в его присутствии.
Рассмотрим подробнее, чем же определяется
«эффект присутствия». Собственно говоря, это
несколько эффектов. Один из самых впечатля-
ющих— «эффект оглядывания»: когда наблю-
датель находится в точке h (см. рис. 3, я), он видит
только матрешку и самовар, метлу он не видит —
она закрыта матрешкой. Для того чтобы увидеть
метлу, наблюдателю достаточно переместиться из
точки h в hr и «заглянуть» за матрешку. Меха-
низм заглядывания достаточно прост: структура
световых полей в точках h и несколько различ-
на, поскольку в точке hr добавляется свет, рассе-
янный метлой. Очевидно, что различным свето-
вым полям будут соответствовать несколько раз-
личные образы (в данном случае с метлой и без
нее).
Аналогичный механизм обусловливает и эф-
фекты стереоскопического видения, создающие
впечатление объемности воспринимаемой сцены:
когда наблюдатель смотрит на предмет обоими
глазами одновременно, то в двух разных точках
он регистрирует различные световые поля и соот-
ветственно видит несколько различные изобра-
жения. Мозг регистрирует эти различия и извле-
кает из них информацию о расстоянии до предме-
тов.
И наконец, особую живость наблюдаемой
сцене придает так называемая игра бликов.
В случае, изображенном на рисунке, она будет
выражаться в том, что блики света на блестящей
поверхности самовара будут перемещаться при
перемещении наблюдателя из точки h и ht. Этот
эффект также обусловлен различием структуры
волновых полей в точках h nht.
Предположим теперь, что в некоторой плоско-
сти F каким-то неизвестным способом записано
со всеми подробностями значение волнового поля
света, распространяющегося от объекта. Предпо-
ложим далее, что полученная таким способом
запись Н восстанавливается таким образом, что,
являясь источником светового поля, восстанавли-
61
Ю. Н. ДЕНИСЮК
Рис. 2. Различие объективных и субъективных методов
воссоздания иллюзии объекта. Инопланетное существо,
снабженное вместо глаз светолокатором, измеряющим
форму объектов по глубине, не может понять назначе-
ния земных шедевров живописи, поскольку живопись —
это субъективный метод, рассчитанный на восприятие с
помощью человеческого глаза. Вместе с тем скульпту-
ру — объективный метод воспроизведения образа объек-
та — это существо воспринимает так же хорошо, как и
человек. Глядя на скульптуру Венеры, оно составит пра-
вильное представление о внешнем облике обитателей
Земли
вает его значения начиная от плоскости записи и
далее по ходу распространения света (см.
рис. 3,6). В результате такого процесса во всем
трехмерном пространстве слева от фотопла-
стинки Н восстановится световое поле объекта О
(волны W[, W2, И7^,...), сам объект при этом
уже, естественно, отсутствует.
Тождеству истинного поля объекта и поля,
восстановленного записью Н, будут соответство-
вать и тождественные ощущения наблюдателя:
так как на глаз наблюдателя h', расположенного
перед записью Н, действует точно такое же поле,
как и на глаз наблюдателя h, расположенного
перед истинным объектом, то наблюдатель h'
«увидит» изображение матрешки точно таким,
каким видел настоящую матрешку наблюдатель
/?. Попытка отличить это изображение от истин-
62
ГОЛОГРАФИЯ
ного за счет смещения точки наблюдения в точку
к успеху не приведет, так как в новой точке
наблюдения также будет восстановлено то свето-
вое поле, которое создавал там объект.
Поскольку полю объекта в точке hr соответству-
ет, как уже отмечалось, образ матрешки с выгля-
дывающей из-за нее метлой, то наблюдателю
покажется, что он «заглянул» за несуществу-
ющую матрешку.
Одновременно с эффектами оглядывания при
перемене точки наблюдения воспроизводится и
игра бликов на самоваре. За счет одновремен-
ного воспроизведения поля перед обоими гла-
зами наблюдателя будут воссозданы стереоскопи-
ческие эффекты и возникнет впечатление объем-
ности сцены. Суммируя все эти впечатления,
наблюдатель, рассматривающий фотографию,
зафиксирует появление изображения О', совер-
шенно неотличимого от оригинала.
Важно, что поскольку голограмма регистри-
рует и воспроизводит объективный, существу-
ющий вне наблюдателя процесс, то она создаст
полную иллюзию действительности предмета не
только для человека, но и для любого существа
или механизма, которые воспринимают предметы
посредством анализа отраженных или испущен-
ных ими волновых полей. Именно на этой осо-
бенности голографический записи основано
большинство практических приложений гологра-
фии, ведь точность и объективность — это
именно то, что необходимо современной науке и
технике.
Таким образом, как это ни удивительно, ока-
зывается, что голография является первым
известным человеку объективным методом реги-
страции и воспроизведения образов окружа-
ющего нас мира.
Рис. 3. Механизм создания иллюзии присутствия объекта
с помощью голограммы. Поле света (рис. 3/0» рассеян*
ного объектом О (волны W2, И'з), регистрируется
наблюдателем. Фотопластинка, внесенная в поле света,
рассеянного объектом, регистрирует значения этого поля
в плоскости F.
Голограмма Н (рис. 3,6), на которой записано значение
светового поля объекта в плоскости F, восстанавливает
это поле во всем трехмерном пространстве слева от своей
плоскости (волны W"i, W' 2, И"з). Наблюдатель не мо-
жет отличить восстановленное поле от истинного и видит
изображение несуществующего объекта О, совершенно
неотличимое от оригинала.
Запись и воспроизведение волновых полей
с помощью двухмерных голограмм
Перейдем теперь к рассмотрению механизма,
посредством которого голограмма записывает и
воспроизводит волновые поля. Основой этого
механизма является так называемая волновая
теория света, которая была предложена голланд-
ским физиком Христианом Гюйгенсом в 1690 г.
в его известном «Трактате о свете».
Собственно говоря, привычного нам понятия
«волна», под которым мы понимаем некую
систему горбов и впадин, X. Гюйгенс не исполь-
зовал. Сущность его теории заключается в том,
что он, в противовес Ньютону, считавшему, что
свет переносят корпускулы, которые летят через
пустое пространство, утверждал, что свет пред-
ставляет собой возмущение, передаваемое через
некую промежуточную среду «эфир». Основным
следствием этого утверждения явился так назы-
ваемый принцип Гюйгенса. Применительно к
данной задаче этот принцип звучит следующим
образом: если воспроизвести возмущение в одном
из промежуточных элементов среды, через кото-
рую оно распространяется, т. е., например, на
поверхности Н (см. рис. 3, 6), то оно воспро-
изведется и во всех остальных элементах этой
среды по ходу возмущения, т. е. во всем трехмер-
ном пространстве слева от поверхности Н.
Применительно к голографии это означает,
что для того чтобы воспроизвести значения вол-
нового поля во всем трехмерном пространстве,
достаточно воспроизвести его значения на одной
какой-то поверхности.
Возможность осуществления такой поверх-
ностной записи появилась с открытием так назы-
ваемого явления интерференции света, которое
также представляет собой одно из следствий вол-
новой теории света. Это явление было открыто в
ходе эксперимента, поставленного английским
ученым Т. Юнгом в 1807 г. Схема опыта
Т. Юнга изображена на рис. 4. Монохроматиче-
ский источник света 5 освещал непрозрачный
экран N, в котором имелись два отверстия и S2,
игравшие роль вторичных источников. Источник
, действуя в отдельности, создавал на белом
экране Р равномерно светящийся круг Lx. Ана-
логично источник S2 создавал круг L2. Однако
63
Ю. Н. ДЕНИСЮК
Рис. 4. Опыт Юнга. Излучение монохроматического
источника S проходит через отверстия и S2, которые
играют роль вторичных источников излучения. Излучение
источника 5-р действуя в отдельности, образует равномер-
но светящийся круг Lr излучение источника S2— равно-
мерно светящийся круг L ? При одновременном действии
источников S1 и 5 2 в области перекрытия кругов L1
и L 2 появляется картина интерференции — система тем-
ных и светлых полос. Светлые полосы соответствуют
местам, где колебания полей источников и S2 имеют
одинаковую фазу, темные— местам, где фазы этих коле-
баний отличаются
возникло поразительное явление: область, где
круги Lr и L2 перекрывались, пересекалась
системой темных полос, т. е. свет гасил свет. Это
удивительное явление нетрудно объяснить, если
вспомнить о том, что свет распространяется при
помощи волн. Оказывается, что в темных местах
экрана расстояния до источников и S2 таковы,
что свет от этих источников всегда приходит в
противофазе, т. е. гребень волны источника
совпадает со впадиной волны источника S2 и
наоборот.
Естественно, что два равных и взаимно про-
тивоположных отклонения нейтрализуют друг
друга и свет в этих местах всегда отсутствует.
В светлые места экрана волны источников и
S2 всегда приходят в одной и той же фазе, т. е.
гребень волны источника всегда совпадает с
гребнем волны источника S2. В результате коле-
бания светового поля в таких точках усилива-
ются.
Открыв явление интерференции света,
Т. Юнг мог, по сути дела, тут же записать (если
бы тогда были фотопластинки) и восстановить
первую голограмму. Однако этот простой шаг
был сделан только более чем 100 лет спустя
английским физиком Деннисом Габором.
История появления голограммного метода в
общих чертах сводится к следующему: работая
над усовершенствованием электронного микро-
скопа, Д. Габор столкнулся с необходимостью
улучшить качество изображения, которое сильно
искажалось так называемой сферической аберра-
цией электронных линз. На первый взгляд эта
трудность не кажется значительной: известно, что
сферическая аберрация обычных линз исправля-
ется достаточно просто. Однако в электронной
оптике действуют несколько иные законы, и сфе-
рическую аберрацию в этом случае невозможно
исправить по принципиальным соображениям.
На этот счет была даже доказана соответству-
ющая теорема.
Для того чтобы преодолеть эту трудность,
Д. Габор предложил построить точную модель
поля электронных волн в оптическом диапазоне
спектра, а затем исправить у этой модели сфери-
ческую аберрацию методами обычной световой
оптики. Именно для решения такой, в общем
весьма частной, однако вместе с тем очень харак-
терной задачи и была предложена в 1948 г. голо-
графия.
Термин «голограмма» ввел Габор. «Холос»
по-гречески означает целый, весь; «грамма» —
запись. Голограмма — «всесторонняя запись».
Под этим термином можно понимать как всесто-
роннюю запись волновых полей, так и всесторон-
нюю запись сведений об объектах. Оба эти тол-
кования правильны: голограмма точно восста-
навливает волновые поля; и с ними появляются
удивительные по своей детальности изображения
объектов. Термин «голография» был введен зна-
чительно позднее американским исследователем
Д. Стройком.
Ход мысли Габора был весьма прост: если
наложить сложное, в общем случае неизвестное
волновое поле излучения, рассеянного некото-
рым объектом О, и излучение простой, заранее
известной волны, испускаемой точечным источни-
ком S (эту волну называют референтной), то
образуется интерференционная картина, анало-
гичная той, которая возникла в опыте Юнга
(рис. 5,а). Отличие заключается только в том,
что рисунок картины интерференции будет значи-
тельно более сложным. Однако общий смысл
такой картины сохранится — светлые полосы
будут соответствовать местам, где фазы объект-
ной и референтной волн одинаковы, темные —
местам, где эти фазы отличаются. Предположим,
что такая интерференционная картина зареги-
стрирована на фотопластинке F и проявлена с
обращением таким образом, что в местах, где рас-
полагались светлые полосы, пластинка станет
прозрачной, а там, где были темные полосы,
почернеет и станет непрозрачной.
Перейдем к так называемому процессу рекон-
струкции (рис. 5, б). Если на полученную по рас-
смотренному способу фотопластинку-голограм-
му направить излучение одной только референт-
ной волны S, то поскольку голограмма прозрачна
только в тех местах, где фазы объектной и рефе-
рентной волн одинаковы, она пропустит только
те участки референтной волны, которые совпа-
дают по фазе с волной объекта. Участки же рефе-
рентной волны, которые отличаются по фазе от
излучения объекта, будут поглощены голограм-
мой. Исключая таким способом из референтной
волны все ненужное, голограмма воспроизводит
приблизительно на половине своей площади рас-
64
ГОЛОГРАФИЯ
Рис. 5. Рассмотрение механизма записи и воспроизве-
дения волнового поля объекта с помощью двухмерной
голограммы на примере схемы, предложенной Э. Лей-
том и Ю. Упатниексом. При записи (рис. S,a) на фото*
пластинке F регистрируется интерференционная карти-
на, возникающая при наложении волны излучения, рас*
сеянного объектом О, и референтной волны, испускае-
мой источником £. Фотопластинка наиболее сильно
засвечивается в тех местах, где фаза референтной волны
совпадает с фазой излучения, рассеянного объектом. Пос-
ле проявления с обращением эти места становятся про-
зрачными. Там, где фазы объектной и референтной воли
отличаются, фотопластинка почернеет. При реконструкции
(рис. 5,6) иа голограмму Н падает референтная волна
того же источника S. В соответствии с условиями за-
писи голограмма пропустит только те части этой волны,
фаза которых совпадает с фазой излучения, рассеянного
объектом. Таким образом, воспроизводится волновое по-
ле объекта и, следовательно, в соответствии с принципом
Гюйгенса это поле восстановится во всем трехмерном
пространстве справа от голограммы. Восстановленное
поле образует изображение объекта О, неотличимое от
оригинала. Однако, кроме этого изображения, в качестве
ошибки процесса появляется ложное изображение О "
пределение фаз, совпадающее с распределением
фаз излучения, рассеянного объектом.
На остальной части поверхности голограммы,
там, где референтная волна поглощается, значе-
ния поля будут равны нулю. Поскольку почерне-
ние голограммы зависит от величины засветки,
то оказывается, что кроме фазы на поверхности
голограммы восстанавливается также и ампли-
туда объектной волны. Как уже отмечалось, вос-
произведение поля на какой-то поверхности, т. е.
в одном звене, в соответствии с принципом Гюй-
генса влечет за собой воспроизведение поля во
всех остальных звеньях, т. е. во всем трехмерном
пространстве справа от голограмм (см. рис. 5, б).
Наблюдатель h, который регистрирует такое
восстановленное поле, увидит неотличимое от
оригинала изображение О, расположенное на
том же месте, где располагается при съемке
объект.
Следует отметить, что схема, изображенная на
рис. 5, была предложена значительно позднее
работы Габора американскими исследователями
Э. Лейтом и Ю. Упатниексом.
В действительности Д. Габор использовал не-
сколько иной, гораздо менее эффективный метод
записи голограммы. Однако и в усовершенство-
ванном виде метод голографии с записью в
двухмерной среде имеет ряд существенных недо-
статков. В частности, например, поскольку такая
голограмма восстанавливает значения поля
только на половине своей поверхности, кроме ис-
тинного изображения О' в этом случае возникает
ложное О " (см. рис. 5). Недостатком двухмерной
записи следует признать также и то, что она не
воспроизводит спектр зарегистрированного на
голограмме излучения и поэтому при рекон-
струкции необходимо использовать монохрома-
тический, т. е. одноцветный, источник излучения.
Практически это означает то, что такую голо-
грамму можно восстанавливать только с по-
мощью лазера. Кроме технических трудностей
при этом возникают также и осложнения, связан-
ные с тем, что излучение лазера вредно для зре-
ния.
Запись
и воспроизведение волновых полей
с помощью трехмерных голограмм
В 1958 г. автор настоящей статьи, проводя
исследования в области создания изобразитель-
ной техники, воспроизводящей полную иллюзию
действительности изображаемых объектов, также
пришел к идее записи волнового поля за счет его
смешения с референтной волной. Первоначально,
исходя из принципа Гюйгенса, автор, так же как
и Габор, собирался регистрировать двухмерную
интерференционную картину, чтобы воспроизво-
дить с ее помощью значение поля на некоторой
поверхности. Однако в отличие от метода Габора
65
Ю. Н. ДЕНИСЮК
референтную волну предполагалось подавать на-
встречу объектной. Это обстоятельство со-
бственно и предопределило направление дальней-
ших исследований.
На самом деле, плоская интерференционная
картина, с которой мы ознакомились на примере
опыта Юнга, фактически является лишь одним из
частных проявлений процесса интерференции.
В общем же картина интерференции объемна —
свет интерферирует со светом всюду, где только
встречаются интерферирующие пучки. Такая
трехмерная картина интерференции называется
стоячей волной. Аналогично тому, как плоская
интерференционная картина состоит из светлых и
темных полос, стоячая волна состоит из поверх-
ностей пучностей — мест, где световые коле-
бания усиливают друг друга, и узловых по-
верхностей — мест, где колебания взаимно га-
сятся.
В общих чертах конфигурация стоячей волны,
возникающей в пространстве вокруг объекта О,
на который падает излучение источника S, изобра-
жена на рис. 6. Как видно из рисунка, поверхно-
сти пучностей стоячей волны, обтекая объект,
образуют структуру, напоминающую волны,
которые возникают в воде вокруг движуще-
гося корабля. В области между объектом и
источником, где волна источника S распространя-
ется навстречу волне, отраженной от объекта,
картина стоячих волн сильно сжата и расстояние
между поверхностями пучностей составляет по-
рядка половины длины волны. В боковых зонах
картина расширяется и расстояние между пучно-
стями увеличивается. Регистрация голограммы
со встречной волной собственно и предполагала,
что фотопластинка Е размещается между источ-
ником излучения 5 и объектом О, там, где рассто-
яние между поверхностями пучностей минималь-
но. Нетрудно понять, что для записи плоской
интерференционной картины, т. е. для получения
плоского сечения картины стоячих волн, необхо-
димо, чтобы толщина эмульсионного слоя была
значительно меньше расстояния между поверхно-
стями пучностей. Поскольку в видимом свете при
встречном ходе пучков расстояние между пучно-
стями составляет порядка одной десятой микрона,
то толщина эмульсионного слоя фотопластинки
должна быть порядка сотой доли микрона.
Поиски такого фотоматериала к успеху не приве-
ли, задача казалась безнадежной.
Сейчас понятно, что все эти трудности можно
было бы легко обойти за счет использования
попутной референтной волны, так как в этом
случае период картины стоячих волн можно
сделать сколь угодно большим. Однако автор с
работой Габора в то время не был знаком и о
такой возможности не знал.
В конце концов возникло предположение, что
и объемная картина несет в себе информацию о
фазе и амплитуде волнового поля: казалось
вполне естественным, что сведения об этих пара-
Рис. 6. Конфигурация пространственной стоячей волны,
возникающей вокруг объекта О, на который падает из-
лучение монохроматического источника S. В области
между объектом и источником, где волна источника 5
распространяется навстречу волне, отраженной от объек-
та, картина стоячих воли сильно сжата и расстояние
между пучностями составляет около половины длины
световой волны. В боковых зонах расстояние между пуч-
ностями увеличивается. Регистрация голограммы со
встречной референтной волной эквивалентна тому, что
фотопластинка Е размещается между источником излуче-
ния 5 и объектом О — там, где расстояние между пуч-
ностями минимально. В этих условиях даже в очень тон-
ком эмульсионном слое фотопластинки укладывается
множество слоев картины стоячих волн и структура го-
лограммы приобретает объемный характер.
метрах могут быть заключены в причудливых
изгибах и изменениях интенсивности поверхно-
стей пучностей стоячей волны.
Несколько вариантов теории и эксперимент
подтвердили справедливость этого предположе-
ния. В результате выяснилось, что свойства двух-
мерного сечения картины стоячих волн являются
лишь весьма слабым отблеском удивительного по
своей полноте комплекса отображающих
свойств, который проявляет трехмерная картина
в целом. Процесс записи трехмерной голо-
граммы изображен на рис. 7, а. На произвольный
объект О падает излучение монохроматического
источника S. Рассеянное объектом излучение
(волны W19 W29 И^з), интерферируя с излучени-
ем, распространяющимся от источника света
(волна Ws), образует стационарную картину сто-
ячих волн (поверхности пучностей этих волн обо-
значены d, dlf d2, Лз)- В поле стоячих волн распо-
лагается объем V, заполненный прозрачной свето-
чувствительной эмульсией. После экспозиции и
химической обработки в этом объеме образуется
структура, плотность которой моделирует распре-
деление света в стоячей волне.
Перейдем к реконструкции (рис. 7,6). Предпо-
ложим, что полученная трехмерная модель сто-
ячей волны освещается излучением источника 5.
Однако на этот раз источник не обязательно дол-
жен быть монохроматичным — при реконструк-
ции трехмерных голограмм можно использовать
66
ГОЛОГРАФИЯ
Рис. 7. Регистрация и реконструкция трехмерной голо*
граммы. При регистрации (рис. 7,а) излучение источника
падает иа объект О9 отраженное объектом излучение,
складываясь с падающим излучением (волна И^), обра-
зует стоячую волну — систему поверхностей пучностей
d19 d2, d3, которые регистрируются в объемном свето-
чувствительном материале V. После проявления на месте
поверхностей пучностей высаживается металлическое
серебро и образуются своеобразные металлические зер-
кала сложной формы. При реконструкции (рис. 7^5) на
голограмму падает излучение источника 5 со сплошным
спектром. Отражаясь от поверхности каждого из металли-
ческих зеркал d/, d 2', d3, волна источника 5 транс-
формируется в волну излучения, отраженного от объек-
та, поскольку на поверхности пучностей фазы объектной
и референтной волн совпадают, а различие направлений
их распространения компенсируется после отражения ре-
ферентной волны от данного металлического зеркала.
В результате интерференции излучения, отраженного
всеми следующими друг за другом металлическими зерка-
лами d/, d2'> d3, трехмерная голограмма выбирает из
падающего излучения и отражает только те монохрома-
тические составляющие, которые были зарегистрирова-
ны на данной голограмме. Наблюдатель h9 восприни-
мающий волновое поле излучения, отраженного трехмер-
ной голограммой, видит объемное цветное изображение
объекта О9 располагающегося на том месте, которое
этот объект занимал при съемке. Какие-либо ложные
изображения и искажения в этом случае отсутствуют
обычный источник белого света. Картина, выяв-
ляющаяся при освещении трехмерной голограм-
мы, поразительна. Оказывается, в отраженном от
такой голограммы излучении точно воспроизво-
дятся практически все параметры волнового
поля — амплитуда, фаза, а также спектральный
состав. Наблюдателю, воспринимающему такую
точную имитацию поля объекта, кажется, что за
голограммой возникает единственное простран-
ственное цветное изображение, ничем не отлича-
ющееся по внешнему виду от оригинала. Какие-
либо ложные изображения, а также искажения в
этом случае отсутствуют; объект может быть
произвольным и не должен удовлетворять усло-
вию отсутствия тени. Изображение имеет обыч-
ный вид «на отражение», а не представляет собой
темный силуэт, наблюдаемый на светлом фоне.
Совсем новым качеством в данном случае явля-
ется то, что голограмма сама выбирает из излуче-
ния белого источника и отражает излучение
только того спектрального состава, которое
падало на нее при съемке, т. е., кроме всего про-
чего, трехмерная голограмма воспроизводит
также и цвет.
Механизм действия трехмерной голограммы
достаточно прост. По самому своему смыслу
поверхности пучности стоячей волны являются
местами, где фазы падающей и отраженной от
объекта волн совпадают. На поверхностях пучно-
стей эти две волны отличаются только направле-
нием распространения. Падающая волна распро-
страняется слева направо, отраженная — справа
налево.
Естественно возникает мысль, что если бы при
реконструкции удалось каким-то способом повер-
нуть направление падающей на голограмму
волны источника 5 в точках поверхности пучно-
стей, т. е. там, где ее фазы совпадают с фазами
излучения, рассеянного объектом, то эта волна
источника S трансформировалась бы в волну излу-
чения, отраженного объектом О.
Именно такую операцию, оказывается, и
выполняет трехмерная голограмма. После хими-
ческой обработки, в процессе которой в засвечен-
ных местах эмульсии высаживается металличе-
ское серебро, поверхности пучностей превраща-
ются в своеобразные кривые зеркала. Во время
реконструкции, когда излучение референтной
волны источника 5 взаимодействует с таким
зеркалом, направление распространения излуче-
ния меняется на обратное. При этом, поскольку
такая операция осуществляется именно в тех
местах, где фазы волн источника 5 и объекта О
совпадают, излучение источника S, отражаясь от
изофазного зеркала, начинает свое движение от
этого зеркала с той же фазой, с которой двига-
лась в этом месте волна излучения, рассеянного
объектом.
Таким образом, уже каждая отдельная зафи-
ксированная голограммой поверхность пучно-
стей превращает референтную волну в волну
излучения, рассеянного объектом. Что же каса-
ется всей системы следующих друг за другом зер-
кальных поверхностей в целом, то ее роль сво-
дится к воспроизведению спектрального состава
излучения совершенно аналогично тому, как это
имеет место в методе цветной фотографии
Липпмана, т. е. голограмма выбирает из сплош-
ного спектра падающего на нее излучения и отра-
67
Ю. Н. ДЕНИСЮК
жает излучение только тех монохроматических
составляющих, которые были зарегистрированы
на ней при экспозиции.
О явлении,
которое лежит в основе голографии
Обобщая рассмотрение случаев двухмерной и
трехмерной записи голограммы, можно сказать,
что наиболее полный набор сведений о волновом
поле объекта несет вся окружающая его безгра-
ничная объемная картина стоячих волн (рис. 8).
С помощью фотографической модели этой кар-
тины можно восстановить практически все пара-
метры волнового поля излучения, рассеянного
объектом — амплитуду, фазу, а также спе-
ктральный состав. Именно это свойство объем-
ной картины стоячих волн и представляет собой
первичное явление голографии, из которого, как
частные случаи, следуют все остальные методы.
Такая всеобщая связь методов голографии обу-
словлена замечательной способностью объемной
картины стоячих волн делиться без ущерба для
целостности восстановленного голограммой изо-
бражения. Оказывается, что полное изображение
объекта несет не только вся объемная картина
стоячих волн, но и ее отдельные фрагменты, в
частности, ограниченная часть объема этой кар-
тины V (см. рис. 7) также позволяет восстановить
пространственную конфигурацию поля и его
спектральный состав. Уменьшение объема записи
сказывается только в том, что точность воспроиз-
ведения параметров поля уменьшается. Более
того, оказывается, что достаточно точная запись
полей содержится не только в объемных элемен-
тах, но и в плоских сечениях картины стоячих
волн (например, в сечении 5 на рис. 8). Однако
плоская запись все же существенно обеднена —
она не однозначна, о чем свидетельствует появле-
ние ложного изображения, и кроме того, такая
запись не воспроизводит спектральный состав
излучения, падавшего на голограмму при экспо-
зиции. Свойство голограммы делиться без суще-
ственного ущерба для изображения можно про-
должить и далее — оказывается, что изображе-
ние всего объекта несет каждый из фрагментов
плоского сечения картины стоячих волн (напри-
мер, участок Д5), т. е. можно разбить плоскую
голограмму, однако через каждый ее кусок все
равно будет видно целое изображение объекта.
Такая на первый взгляд несколько загадочная
устойчивость к повреждениям объясняется доста-
точно просто. Каждая точка объекта рассеивает
излучение во всех направлениях. При реконструк-
ции это излучение восстанавливается и соответ-
ственно через каждый малый участок голо-
граммы можно наблюдать изображение всего
объекта.
До сих пор мы рассматривали голограмму как
некоторое приспособление, с помощью которого
68
можно воспроизводить волновые поля излучения,
рассеянного объектом. Однако такое определе-
ние несколько неточно — оно значительно шире
определяемого понятия. На самом деле, волно-
вые поля можно воспроизводить не только при
помощи голограмм, но и другими способами,
например, с помощью системы управляемых по
фазе излучателей. Голограмма же выполняет
операцию воспроизведения волновых полей со-
вершенно определенным образом — за счет
отражения излучения от материальной струк-
туры. Исходя из такого механизма голограмму
можно скорее определить как оптический эквива-
лент объекта, т. е. как такую структуру, которая
воздействует на данное излучение так же, как и
объект. С этой точки зрения первоначальной
причиной сходства голограммы с объектом явля-
ется то, что материальная голограмма отобра-
жает какие-то характеристики материального
объекта и, уже только как следствие этого, вос-
производятся волновые поля.
Из такого рода представлений следует, напри-
мер, что голограмма такого объекта, как вогну-
тое зеркало, должна сама являться зеркалом. Так
оно и оказывается в действительности.
Голограммы вогнутых зеркал фокусируют
свет, увеличивают или уменьшают изображаемые
предметы, так же как и сами зеркала-оригиналы
(рис. 9).
Более детальный анализ, проведенный на при-
мере так называемых фазовых объектов, пока-
зал, что трехмерная голограмма действительно
стремится скопировать структуру объекта. Этот
процесс становится очевидным только в том слу-
чае, если объект и голограмму изобразить в так
называемом частотном пространстве, т. е. в виде
разложения Фурье на гармоники плотности.
Однако наш глаз привык опознавать образы в
обычном пространстве, и поэтому голограмма
(именно она, а не восстановленное ею изображе-
ние) кажется нам совершенно непохожей на объ-
ект.
Тенденция голограммы копировать строение
объекта является одним из самых неожиданных
аспектов развития понятия «изображение». Ока-
зывается, что голограмма — это своеобразная
копия объекта и ее можно рассматривать как
некое развитие техники скульптуры. Насколько
далеко можно продлить аналогию голографии
скульптуры и удастся ли когда-либо получить
таким методом двойник объекта, в настоящее
время сказать трудно. Однако уже сейчас доста-
точно ясно, что современная наука пока что
только коснулась удивительной способности
предметов отражаться друг в друге и что эта спо-
собность идет далеко в глубины строения мате-
рии.
Исходя из рассмотренных представлений
можно дать вторую, несколько иную формули-
ровку первичного явления, лежащего в основе
голографии, определив его как свойство возни-
ГОЛОГРАФИЯ
Рис. 8. Ограниченный объем V воспроизводит простран-
ственную конфигурацию волнового поля и его спектраль-
ный состав, как следствие этого восстанавливается цвет-
ное пространственное изображение объекта О. Доста-
точно точная запись волнового поля содержится и в плос-
ких сечениях картины стоячих волн. Изображение все-
го объекта несет также и каждый участок плоской запи-
си AS, поскольку на него при экспозиции попадает из-
лучение всех точек объекта, например, изображение
точек Р г, Р2, Рз записывается на участке AS лучами
кающей вокруг объекта объемной картины сто-
ячих волн копировать элементы структуры этого
объекта.
Однако и такое, весьма широкое определение
все же недостаточно всеобъемлюще, чтобы вме-
стить в свои рамки данное явление. Автор данной
статьи показал, что отображающими свойствами
обладают не только стоячие, но и бегущие волны
интенсивности. В частности, оказывается, что
если длины волн участвующего в интерференции
излучения различаются, то возникающая при
этом картина интерференции перемещается в
пространстве с определенной скоростью.
Если предположить, что на месте таких бегу-
щих волн интенсивности образуется соответству-
ющая материальная структура, то нетрудно дока-
зать, что такая структура точно преобразует одну
из интерферирующих компонент во вторую ком-
поненту с учетом различия их длин волн (рис. 10).
Оказывается, что и это обобщение не является
последним словом в развитии основной идеи
голографии. В 1971 г. советский физик
Ш. Д. Какачашвили доказал, что голограмма мо-
жет воспроизводить также и состояние поляриза-
Рис. 9. Плоская голограмма, на которой было заре-
гистрировано вогнутое зеркало, фокусирует падающее
на нее излучение так же, как и зеркало-оригинал
69
Ю. Н. ДЕНИСЮК
Рис. 10. При сложении волн, характеризующихся раз-
личной частотой, например, волн Ws неподвижного
источника 5 и волн WQ излучения, отраженного от дви-
жущегося объекта О, возникает система бегущих волн
интенсивности d13 d2, di. Оказывается, что если заре-
гистрировать эти бегущие волны в объемной материаль*
ной среде, то такая динамическая система, отражая вол-
ции излучения, т. е. что голограмма учитывает
также и векторные характеристики волновых
полей. В этом общем случае, когда направления
поляризации объектной и опорной волн различ-
ны, стоячая волна характеризуется не только рас-
пределением интенсивности, но и распределением
состояний поляризации (циркулярное правое, ли-
нейное; циркулярное левое и т. д.).
Если зарегистрировать такую картину в фото-
материале, характеризующемся фотоанизотроп-
ным эффектом, т. е. таком, отклик которого
зависит от состояния поляризации воздейству-
ющего излучения, то полученная таким образом
голограмма при реконструкции воспроизведет и
состояние поляризации объектной волны.
Некоторые практические приложения
голографии и их перспективы
Сформировавшись как наука, голография на-
чинает входить и в нашу повседневную жизнь.
Сфера ее возможных практических приложений
необычайно широка, и в этом нет ничего удиви-
тельного: ведь по существу голография — чрез-
вычайно универсальный метод отображения и
познания окружающего мира, который может
равным образом использоваться фактически во
всех областях человеческой деятельности, начиная
от лингвистики и кончая исследованиями процес-
сов в термоядерной плазме.
Так, методы голографической интерфероме-
трии широко используются в современном точ-
ном машиностроении и в научных исследованиях
для измерения очень малых деформаций, а также
при исследовании флюктуаций плотности газов и
плазмы. В этом случае на одной и той же фото-
пластинке последовательно регистрируют голо-
грамму детали или процесса в исходном состо-
янии и голограмму этой же детали или этого же
процесса в конечном состоянии. При реконструк-
ции экспонированной таким образом и проявлен-
ной голограммы оба изображения восстанавли-
ваются одновременно, соответствующее им излу-
чение интерферирует и изменения выявляются в
виде интерференционных полос. Точность изме-
рения деформаций поистине оптическая — деся-
тые доли микрона и выше. На рис. 11 приведена
голографическая интерферограмма плазмы так
называемого Z-пинча.
Успешно развивается и ряд других техниче-
ских приложений голографии. В оптических
приборах вместо вогнутых зеркал теперь все
чаще используются их голографические копии.
Наряду со спектрографами, использующими
обычные нарезные дифракционные решетки, по-
лучили распространение спектрографы с голо-
графическими решетками, которые имеют ряд
преимуществ, в том числе, например, более низ-
кий уровень рассеянного света. При создании
микроэлектронных схем используют так назы-
ваемые голографические мультипликаторы, с по-
70
ГОЛОГРАФИЯ
мощью которых можно размножить изображе-
ние одного блока схемы и получить регулярное
табло, составленное из таких изображений. Для
компенсации искажений изображения, вноси-
мых оптическими системами, используют так на-
зываемые голографические методы обращения
волновых фронтов. В этом случае лучи, форми-
рующие изображение, обращаются с помощью
голограммы и направляются по обратному пути
через ту же оптическую систему, через которую
это изображение регистрировалось. Знак оши-
бок при этом меняется на обратный и искажения
компенсируются. Голография в СВЧ диапазоне
широко используется для наблюдения местности
сквозь туман и облака. В этом случае голограмма
регистрируется в радиодиапазоне спектра, а за-
тем на фотопластинку впечатывается ее оптиче-
ская модель. При просвечивании такой модели ко-
герентным светом возникает видимое оптическое
изображение местности.
Перейдем к рассмотрению изобразительной
голографии и голографической памяти — обла-
стей, которые имеют большие перспективы раз-
вития и обещают внести существенный вклад в
науку и культуру нашего общества.
Принципиальные основы применения голо-
графии в счетной технике весьма глубоки и сво-
дятся, по-видимому, к тому, что операции отобра-
жения и познания в известной степени род-
ственны друг другу. Голография — наиболее
объективный и совершенный из известных нам
способов отображения внешнего мира, и она, как
это и следовало ожидать, открыла ряд возможно-
стей осуществления разнообразных логических
Рис. 11. Голографическая интерферограмма плазмы так
называемого Z-пинча; зарегистрирована фаза разви-
тия разряда, при которой разряд еще не успел затронуть
центральные области трубы
операций. Наиболее интересным направлением
развития в этой области явилась работа амери-
канского исследователя П. И. Ван Хирдена. Ис-
ходным пунктом этого исследования послужила
гипотеза Р. И. Берля, который утверждал, что
каждый элемент запоминаемой человеком ин-
формации хранится не в виде пространственно-
локализованной ячейки, а в виде гармоники воз-
буждения, заполняющей всю кору головного
мозга. П. И. Ван Хирден указал, что в оптике воз-
можным аналогом такого процесса записи
информации является трехмерная голограмма, и
предложил использовать ее для создания оптиче-
ской памяти сверхвысокой емкости.
Различие между записью информации в про-
странственно-локализованных ячейках и записью
ее в виде гармоник возбуждения иллюстрируется
рис. 12.
П. И. Ван Хирден показал, что с точки зрения
плотности записи информации оба рассмотрен-
ных способа одинаковы, однако другие свойства
этих двух типов записи существенно различны.
В частности, например, в случае записи на про-
странственно-локализованных ячейках разруше-
ние части объема V ведет к полной потере инфор-
мации, записанной в этой части объема. В то же
самое время в случае записи с помощью гармо-
ник записанная информация становится в целом
«менее четкой», однако полностью не стирается.
В трехмерной голограмме гармоники, несу-
щие информацию, образуются в результате реги-
страции стоячих волн, которые возникают при
интерференции падающего на голограмму излу-
чения. Например, на рис. 12 гармоника с поверх-
ностями пучностей dlf d2, d3 может быть образо-
вана в результате интерференции пары плоских
волн и W2. Если на голограмму падала более
сложная система волн, например, волн от точек
изображения льва (см. рис. 12), то запись, очевид-
но, будет носить более сложный характер. Здесь
уместно упомянуть о другом существенном свой-
стве трехмерной голографической записи — ее
ассоциативности. Оказывается, что если на голо-
грамму с записью целого льва направить излуче-
ние только от одного его хвоста, то голограмма
восстановит изображение всего льва. Аналогич-
ным свойством обладает и наш мозг — когда мы
видим хвост, высовывающийся из-за забора, наш
мысленный взор сразу восстанавливает образ
льва.
Работа П. И. Ван Хирдена была выполнена в
1973 г., однако тогда эти идеи не могли быть
реализованы в связи с отсутствием соответству-
ющих светочувствительных сред. В настоящее
время такие среды созданы на основе полимеров
и, таким образом, подготовлены условия для
нового шага в этом направлении.
В заключение остановимся на применении
голографии в изобразительной технике. Впервые
мысль о возможности использования гологра-
фии для создания изображений, воспроизводящих
71
Ю. Н. ДЕНИСЮК
Рис. 12. Различие между способами объемной записи
информации в пространственно-локализованных ячейках
и в виде гармоник. В первом случае каждый бит инфор-
мации записан в определенном малом объеме dV, яв-
ляющемся частью общего объема записи V. Во втором
случае каждый бит информации записан в виде гармо-
ники d2, d3, распространяющейся на весь объем V.
Запись в виде гармоник малочувствительна к поврежде-
ниям, т. е. разрушение части объема не ведет к полному
стиранию какой-то части информации

полную иллюзию действительности изобража-
емых объектов, была высказана автором данной
статьи в 1962 г. в связи с разработкой метода
голографии с записью в трехмерных средах.
Первая голограмма естественного объекта (шах-
матных фигурок) была получена американскими
исследователями Э. Лейтом и Ю. Упатниексом в
1964 г. по методу записи в двухмерной среде с
использованием так называемого попутного ре-
ферентного пучка.
Дальнейшее развитие, однако, показало, что
изобразительную голографию гораздо удобнее
развивать на основе записи в трехмерных средах,
используя при этом схему, когда объектный
пучок направлен навстречу референтному. Такие
голограммы допускают реконструкцию с помо-
щью обычной лампы накаливания, что весьма
удобно на практике. Наиболее простая, так назы-
ваемая однолучевая схема записи трехмерной
изобразительной голограммы, приведена на
рис. 13.
Совершенствование изобразительной голо-
графии в настоящее время идет в основном по
линии улучшения лазеров и фотоматериалов.
В результате этой работы размеры голограмм
возросли до метров и сами они имеют вид
эффектных объемных картин. Повсеместно про-
водятся выставки голограмм и организуются
музеи для их показа. Интерьер одной из таких
Рис. 13. Однолучевая схема записи изобразительной голо-
граммы во встречных пучках: 5 — когерентный источ-
ник, О — объект, F— фотопластинка, / — ее эмульсион-
ный слой, W — отраженное объектом излучение
72
ГОЛОГРАФИЯ
выставок, размещенной в Ленинграде, изображен
на рис. 14.
Одна из существенных перспектив изобрази-
тельной голографии — переход на съемку с
помощью импульсных лазеров. На этом пути
открывается возможность регистрации объем-
ных голографических портретов. Широкое вне-
дрение этой техники в жизнь заметно отразится
на быте и культуре человека.
Еще большее влияние на культуру человече-
ства окажет голографическое объемное кино.
Есть все основания предполагать, однако, что
Рис. 14. Интерьер выставки голограмм, организованной
в Ленинграде
роль голографии в данном случае не будет такой
непосредственной, как в случае с голографиче-
скими портретами. Съемка сцен будет, по-види-
мому, осуществляться методами обычной и рас-
тровой фотографии, а голография будет
использоваться в основном на промежуточных
этапах для сокращения площади кинопленки, с
помощью которой изображение проектируется в
кинозал.

ЖОРЕС ИВАНОВИЧ АЛФЕРОВ
ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ
В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Жорес Иванович Алферов (р. 1930) —физик, академик, заведующий лабо-
раторией контактных явлений в полупроводниках Физико-технического
института им. А. Ф. Иоффе АН СССР.
В 1952 закончил факультет электронной техники ЛЭТИ им. Ульянова (Ле-
нина). С 1953 работает в Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе.
Основные научные интересы Ж. И. Алферова относятся к физике полу-
проводников и полупроводниковой электронике. При его активном участии
созданы новые отечественные транзисторы и мощные германиевые выпря-
мители. За фундаментальные исследования гетеропереходов в полупровод-
никах и создание новых приборов на их основе Ж. И. Алферов в 1972
удостоен Ленинской премии. В 1972 Ж. И. Алферов был избран членом-
корреспондентом АН СССР, в 1979 —академиком. Ж. И. Алферов избран
членом Института Бенджамина Франклина (США) и награжден золотой
медалью этого института. В 1978 Ж. И. Алферов награжден премией
«Хьюлетт-Паккард» Европейского физического общества.
ткрытие американскими физиками
Д. Бардином и В. Браттейном в
1948 г. транзисторного эффекта вызвало у
физиков и радиоинженеров всего мира необы-
чайный интерес. Эта работа и последовавшее
затем создание р—п переходов в монокристал-
лах германия и их теории стимулировали лавин-
ное нарастание исследований по физике и техно-
логии полупроводников, что в конечном счете
привело к технической революции в области ра-
диоэлектроники и электротехники, значение ко-
торой, по-видимому, ничуть не меньше, чем от-
крытие ядерной энергии для энергетики.
Блестящий успех полупроводникам обеспечи-
ли уникальные физические свойства р—п пере-
хода, искусственно созданного в полупроводни-
ковом монокристалле распределения примесей,
при котором в одной части кристалла носителями
отрицательного заряда являются электроны, а в
другой носителями положительного заряда —
квазичастицы, получившие название «дырок».
Благодаря р—п переходу в кристаллах удалось
осуществить инжекцию электронов и дырок, а
простая комбинация двух р—п переходов позво-
лила реализовать кристаллические усилители с
высокими параметрами.
Все дальнейшее развитие полупроводниковой
электроники шло по пути исследования монокри-
сталлических структур на основе германия, крем-
ния и в последнее время полупроводниковых сое-
динений элементов третьей и пятой групп перио-
дической системы А^В5 с различном распределе-
нием примесей по типу и концентрации. Р—п
переход был основным типом такого распределе-
ния. Структуры с одним р—п переходом (диоды и
фотоэлементы), двумя (транзисторы) и тремя (ти-
ристоры) получили наибольшее распространение.
Улучшение свойств приборов шло главным
образом по пути совершенствования методов
образования р—п переходов и использования
новых материалов. Замена германия кремнием
позволила поднять рабочую температуру прибо-
ров и создать высоковольтные диоды и тиристо-
ры. Успехи в технологии получения арсенида гал-
лия и других аналогичных полупроводников при-
вели к созданию полупроводниковых лазеров,
высокоэффективных источников света и фото-
элементов. Комбинации диодов и транзисторов в
одной монокристаллической пластине кремния
стали основой интегральных схем: на их исполь-
зовании базируется развитие электронно-вычи-
слительных машин.
Однако р—п переход в гомогенном по составу
полупроводнике не мог обеспечить высоких пара-
метров для многих приборов. В транзисторах
вследствие наличия одновременно и электронной
и дырочной инжекции коэффициент усиления
заметно падает при высоких плотностях тока.
В полупроводниковом лазере необходимость
применения сильно легированных («вырожден-
ных») р—п переходов и отсутствие отграничения
активной области от пассивных приводят к боль-
шим потерям и необходимости работы в условиях
охлаждения жидкими газами.
В фотоэлементах поглощение света и генера-
ция электронно-дырочных пар происходят на
поверхности, а не непосредственно в области
перехода, благодаря чему снижаются эффектив-
ность и быстродействие.
Между тем многие свойства этих приборов
74
ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
можно было бы улучшить, используя так называ-
емые гетеропереходы.
Зонная модель
и инжекционные свойства
гетеропереходов
Гетеропереходы в полупроводниках — кон-
такты двух различных по химическому составу
полупроводников. В таком контакте происходит
не только изменение ширины запрещенной зоны,
меняются обычно и другие фундаментальные
свойства: зонная структура, эффективные массы
носителей тока, их подвижности, физико-химиче-
ские и оптические свойства.
Гетеропереходы могут быть монокристалли-
ческие и поликристаллические, резкие и плавные,
идеальные и неидеальные, анизотипные (р—п
гетеропереходы) и изотипные (р—р и п—п гете-
ропереходы).
Возможность получения монокристаллических
гетеропереходов, то есть контактов,различных по
химическому составу полупроводников, осуще-
ствленных в одном монокристалле, связана с раз-
витием методов эпитаксиального выращивания
полупроводниковых кристаллов, то есть образо-
вания единообразно относительно друг друга
ориентированных кристаллов одного вещества
на грани другого вещества.
В резком гетеропереходе изменение химиче-
ского состава происходит на расстоянии, мень-
шем ширины области объемного заряда пере-
хода.
В идеальном гетеропереходе на границе раз-
дела перехода отсутствуют дефекты и граничные
состояния.
Комбинация нескольких гетеропереходов,
р—п переходов в одной монокристаллической
структуре, обычно составляющей часть полупро-
водникового прибора, называется гетерострукту-
рой.
Зонная схема резкого гетероперехода без
учета заряженных состояний на границе раздела
(идеальная модель) приведена на рис. 1. Суммар-
ный контактный потенциал V D, вызванный раз-
ностью величин работ выхода, то есть энергии,
необходимой для освобождения, или, иначе гово-
ря, для перевода в зону проводимости носителей
тока в разных зонах — электронов в зоне п и
дырок в зоне р равен сумме VD1 и VD2-
Так как в этой модели пренебрегают дипо-
лями и поверхностными зарядами, то электроста-
тический потенциал в вакууме будет непрерывен
и электрические индукции перпендикулярны к
границе и равны между собой. Электрическое
поле, обусловленное наклоном зон на границе
раздела, будет претерпевать разрыв, величина
разрыва зоны проводимости АЕС определяется
разницей в величинах электронных сродств кон-
тактирующих материалов ДЕС = 01 — 0 2 = А 0,
a AEV =Д£9-Д0.
Таким образом, в гетеропереходе в отличие от
обычного р—п перехода потенциальные барьеры
для электронов и дырок могут значительно отли-
чаться, что существенным образом скажется на их
инжекционных свойствах. Приложение смеще-
ния, то есть внешнего поля или напряжения, в
пропускном направлении к р—п (п—р) гетеро-
переходу будет обеспечивать одностороннюю эф-
фективную инжекцию из материала с большей
шириной запрещенной зоны. Так, для р—п гете-
роперехода (р — часть широкозонная) наличие
разрыва АЕс будет препятствовать инжекции
электронов в широкозонный полупроводник.
Наличие разрыва в валентной зоне AEV умень-
шает барьер для инжектируемых дырок.
Токи инжектированных электронов и дырок в
первом приближении отличаются на фактор
ДЕС + ДЕУ
ехр—
Если учесть, что кТ при 300 К равно 0,026 эВ, а
ДЕс+ДЕу может составлять величины в
несколько десятых электронвольт, то в таких
гетеропереходах режим односторонней инжекции
легко достигается, и реализация широкозонного
эмиттера может улучшить параметры транзисто-
ров.
Если предположить постоянство квазиуровня
Ферми в слое объемного заряда, то при некото-
ром значении приложенного напряжения плот-
ность инжектированных дырок должна превы-
сить равновесную плотность их в эмиттере N д.
Максимально достижимое соотношение
/ АГ	Д Ер
Pn/NA^ ехр -уу
В п—р гетеропереходе (п — часть широкозон-
ная) наличие разрыва уменьшает барьер для
электронов и максимально достижимое соотно-
шение плотности инжектированных электронов
к равновесной концентрации электронов в эмит-
тере	.,г	ДЕС
np/ND « ехр кТ .
Эта особенность инжекции в гетеропереходе (эф-
фект «суперинжекции») делает гетеропереход
уникальным по эффективности инжектором,
особенно перспективным для лазеров и электро-
люминесцентных диодов.
Наличие широкозонного окна для фотонов,
энергия которых больше ширины этой зоны вто-
рого материала, позволяет использовать гетеро-
переход в качестве эффективного фотоэлемента
и обеспечивает без поглощения вывод рекомби-
национного излучения в полупроводниковых ис-
точниках света.
В плавных гетеропереходах изменение хими-
ческого состава полупроводников, а значит, и
ширины запрещенной зоны происходит на значи-
тельных расстояниях, обычно превышающих
длины диффузии неосновных носителей тока.
В кристаллах с переменной шириной запрещен-
75
Ж. И. АЛФЕРОВ
Рис. 1. Схема р—п гетероперехода (а, в) и п—р гетеропе-
рехода (б, г): а, б — в тепловом равновесии; в, г —с при-
ложенным в пропускном направлении напряжением;
0 — электронное сродство; ср — работа выхода; ДЕС —
разрыв в зоне проводимости; A£v — разрыв в валентной
зоне; Ef — уровень Ферми; EFp и EFn — квазиуров-
ни Ферми для электронов и дырок
ной зоны (плавных гетеропереходах) при нало-
жении плавно меняющегося потенциала на
периодический потенциал решетки последним
можно пренебречь и рассматривать движение
электрона с определенной эффективной массой в
плавно изменяющемся потенциале.
В кристалле с переменной шириной запрещен-
ной зоны существуют, таким образом, поля, дей-
ствие которых отлично от действия электриче-
ского поля, прикладываемого к кристаллу, или
контактного поля в р—п переходе. Как видно из
рис. 2, возникающие за счет таких, получивших
название «квазиэлектрических» полей силы дей-
ствуют либо только на один сорт носителей, либо
на оба, но в одном направлении. Благодаря нали-
чию этих полей эффективная длина диффузии
неосновных носителей тока может быть значи-
тельно увеличена или уменьшена. По этой при-
чине такие системы особенно перспективны для
улучшения параметров диодов и транзисторов,
фотоэлементов, создания полупроводниковых
спектрометров и преобразователей инфракрас-
ного излучения в видимое. В плавном р—п гете-
ропереходе, как в этом можно легко убедиться из
рис. 3, также реализуются односторонняя инжек-
ция и эффект «сверхинжекции». Таким образом,
анализ возможностей использования идеального
гетероперехода, то есть контакта двух полупро-
водников без дефектов и заряженных центров на
границе раздела, показывает очень привлекатель-
Рис. 2. Изотипный плавный гетеропереход в материале п
типа (а), р типа (б) и чистом полупроводнике (в). Анизо-
типный плавный гетеропереход в тепловом равновесии
(г) и смещенный в пропуском направлении (д)
ные перспективы по улучшению параметров
почти всех важнейших полупроводниковых при-
боров и созданию принципиально новых прибо-
ров и электронных систем. Но как сделать такой
гетеропереход?
Методы получения гетеропереходов
Широкое практическое использование нашли
эффективно инжектирующие гетеропереходы,
близкие по свойствам к «идеальной» модели. Сте-
пень совершенства гетероперехода зависит от
кристаллической структуры материалов, близо-
сти постоянных решетки, сорта и концентрации
легирующих примесей, непрерывности и поляр-
ности связей, многих особенностей технологии
изготовления. Надежная работа гетероперехода
качестве элемента прибора требует совпадения
механических и тепловых констант материалов, в
первую очередь коэффициента линейного расши-
рения в широком интервале температур. Бли-
зость постоянных решетки является первым и
важнейшим критерием «совместимости» мате-
риалов пары. В полупроводниковых соединениях
А3В5 благодаря совпадению ковалентных ра-
диусов галлия и алюминия гетеропереходы
между арсенидами, фосфидами и антимонидами
галлия и алюминия и их твердыми растворами
близки по свойствам к идеальной модели: измене-
ние химического состава в них и ширины запре-
щенной зоны происходит без изменения периода
кристаллической решетки.
В принципе на основе твердых растворов сое-
динений А3В5 можно создать практически любое
число гетеропереходов с совпадающими постоян-
ными решетки (см. рис. 3), однако их получение
требует развития очень сложных методов кри-
76
ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
сталлизации. Наибольшее применение нашли ге-
теропереходы в системе арсенид галлия — арсе-
нид алюминия. Удачное сочетание ряда
свойств — малой эффективной массы и большой
ширины запрещенной зоны, эффективной излу-
чательной рекомбинации и резкого края оптиче-
ского поглощения благодаря «прямой» зонной
структуре, высокой подвижности в абсолютном
минимуме зоны проводимости и резкому ее
уменьшению в ближайшем минимуме в точке
(100) — обеспечили арсениду галлия широкое
применение для создания различных полупровод-
никовых приборов. Если учесть, что максималь-
ный эффект дает использование гетероперехода
между полупроводником, являющимся активным
веществом прибора, и более широкозонным
материалом, то практически ценность гетеропе-
реходов в системе AlAs — GaAs вполне понятна.
Среди весьма большого числа различных
методов эпитаксиального роста полупроводнико-
вых кристаллов наибольшее распространение по-
лучили:
1)	метод химических транспортных
реакций
2)	метод испарения в вакууме
3)	выращивание из раствора-
расплава
4)	метод поверхностного
оплавления
Рост из паровой
фазы
1
J
Рост из жидкой
фазы
Рис. 3. Зависимость ширины запрещенной зоны для со*
единений твердых растворов А3 В5 от постоянной их
кристаллической решетки
В первом из этих методов обычно галогены
транспортируют атомы выращиваемого веще-
ства в зону кристаллизации. Таким способом
были получены первые монокристаллические ге-
теропереходы арсенид галлия — германий. Ме-
тоды испарения в вакууме и поверхностного
оплавления пока не получили широкого распро-
странения из-за трудностей получения этими спо-
собами совершенной границы раздела в гетеро-
переходах.
Одним из самых простых и эффективных ока-
зался метод эпитаксиального выращивания из
раствора-расплава, получивший также название
метода жидкостной эпитаксии. В кварцевую
трубу в токе водорода помещают в графитовой
кассете кристалл-подложку (рис. 4), на которую
наливают металл-растворитель, хорошо смачива-
ющий поверхность подложки. В металл-раство-
ритель добавляют вещество, кристаллизацию ко-
торого необходимо провести на подложке. Осо-
бенно удобен этот метод для получения гетеропе-
реходов между полупроводниковыми соединени-
ями, в состав которых входит металл-раствори-
тель. Методом жидкостной эпитаксии были полу-
чены гетеропереходы в системе AlAs — GaAs
и многослойные гетероструктуры (например,
р—п—п+, — подробнее см. ниже) на их основе
различного состава с различными толщинами
слоев от сотен ангстрем до десятков микрон.
Возможность управления в полупроводнико-
вых приборах и кристаллах шириной запрещен-
ной зоны и другими свойствами полупроводника
открыла новые перспективы для физических
исследований и практического использования
приборов. Для большинства полупроводниковых
приборов (транзисторы, лазеры, диоды, фото-
элементы) применение гетеропереходов в систе-
ме AlAs —GaAs позволило существенно улуч-
шить их основные параметры: мощность, чувст-
вительность, КПД, рабочие частоты. Были соз-
даны новые типы приборов: антистоксов преоб-
разователь света, лазер-динистор, селективные
фотоприемники и полупроводниковые спектро-
метры и др. Гетеропереходы нашли применение
в микроэлектронике, интегральной оптике и оп-
тоэлектронике.
Инжекционные гетеролазеры
Инжекционный лазер — одно из лучших при-
кладных достижений физики твердого тела
последнего десятилетия. В этом приборе впервые
удалось достичь прямого преобразования элек-
трической энергии в энергию когерентного све-
тового излучения. Высокий КПД, простота моду-
ляции вплоть до частот в сотни мегагерц, миниа-
тюрность, большая долговечность и малая по-
77
Ж. И. АЛФЕРОВ
требляемая, мощность — эти качества открыва-
ли новому прибору широкие перспективы приме-
нения. К исследованию свойств инжекционных
лазеров, в особенности изготовленных на осно-
ве арсенида галлия, как наиболее высококачест-
венных и практически ценных, обратились физи-
ки во многих лабораториях мира. В течение
1963—1966 гг. были опубликованы сотни работ.
К сожалению, радужные перспективы быстро
померкли, и область применения инжекционных
лазеров реально стала быстро сужаться. Чрезвы-
чайно большая величина пороговой плотности
тока, требуемая для начала генерации в приборе,
и сильная температурная зависимость ее выну-
дили применять громоздкие системы охлаждения,
привели к необходимости использовать питание
короткими импульсами. Высокий КПД оказался
практически недостижимым: внешний квантовый
выход составляет доли процента при плотности
тока ниже пороговой и резко возрастает лишь
после начала генерации. Вследствие широкой
плотности порогового тока (/пор =25 103А/см2 —
рекордный результат для лазеров из GaAs при
комнатной температуре) рабочая область токов
не может существенно превышать порог: при
высоком дифференциальном квантовом выходе
суммарный квантовый выход не превышал 2—3 %
при 300 К, и не было видно путей его повыше-
ния. По той же причине из-за большой плотности
порогового тока долговечность прибора оказа-
лась низкой, через несколько часов работы начи-
налась деградация рабочих параметров.
Физические причины этих недостатков можно
понять из рассмотрения простейшей схемы
работы прибора (рис. 5). Для достижения
инверсной заселенности необходимо, чтобы рас-
хождение квазиуровней Ферми Ерп и Ерр было
больше энергии кванта генерируемого излуче-
ния, то есть \Ер ^hvreH (для инжекционного
лазера эта величина очень близка к ширине
запрещенной зоны полупроводника hv —Eg)- По-
этому в лазере на основе обычного р—п перехо-
да необходимо использовать «вырожденный» пе-
реход, когда степень легирования р- и и-частей
Рис. 4. Принципиальная схема эпитаксиального выращи-
вания гетероперехода из раствора-расплава для системы
AlAs — GaAs до (а) и в процессе кристаллизации (б)
перехода настолько велика, что уровень Ферми
находится в разрешенных зонах.
Один из основных механизмов внутренних
потерь квантового генератора связан с поглоще-
нием светового излучения в активной области на
свободных носителях и дефектах внутри нее.
Необходимость сильного легирования приводит
к высокой плотности равновесных носителей и к
большой концентрации дефектов в активной
области, а следовательно, и к значительным поте-
рям.
Концентрация инжектированных р—п пере-
ходом электронов и дырок (в арсениде галлия
вследствие разницы в эффективных массах элек-
тронов и дырок имеет место в симметричном
переходе преимущественная инжекция в р-об-
ласть) плавно спадает по обе стороны от перехо-
да, так что область рекомбинации и область
инверсной населенности не совпадают. Таким
образом, имеют место дополнительные рекомби-
национные потери в пассивных областях.
Оптическая неоднородность среды связана
только с распределением примесей и концентра-
цией инжектированных носителей. Поэтому за-
метную роль играют дифракционные потери
светового излучения из активной области в пас-
сивную. Благодаря большим потерям требуется
значительный коэффициент усиления для их ком-
пенсации и достижения генерации, то есть высо-
кая пороговая плотность тока. Из-за наличия
неустранимых в принципе потерь внешний кван-
товый выход заметно ниже внутреннего, и, таким
образом, принципиально невозможно достижение
квантового выхода, близкого к 100% (даже при
низких температурах).
Применение р—i—п(р—п—п + п—р—р +)-
структуры с гетеропереходами качественно ме-
няет положение. В такой структуре (рис. 6) сред-
ним активным слоем (2) служит материал с мень-
шей шириной запрещенной зоны и большей ди-
электрической постоянной, а эмиттерами (1,3) —
материалы с большей шириной запрещенной зо-
ны и меньшей диэлектрической постоянной.
Области рекомбинации светового излучения и
инверсии населенности полностью совпадают и
сосредоточены в среднем слое. Благодаря потен-
циальным барьерам на границах гетероперехо-
дов отсутствуют рекомбинационные потери в
пассивных областях, и электронно-дырочная
плазма заключена в потенциальном ящике сред-
него слоя. Вследствие заметной разницы в ди-
электрических постоянных средний слой играет
роль высококачественного волновода, и потери
светового излучения в пассивных областях пре-
небрежимо малы.
Инверсия населенности достигается чисто ин-
жекционным способом (двойная инжекция), и для
ее достижения не требуется высокого уровня ле-
гирования и тем более вырождения. Все это при-
водит к резкому снижению потерь и пороговой
плотности тока. В такой структуре внешний и
78
ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Рис. 5. Инжекционный лазер с р—п переходом: а и б —
энергетическая зонная диаграмма в тепловом равновесии
и с приложенным в пропускном направлении напряже-
нием; в — распределение концентраций электронов и
дырок; г — схематическое изображение лазера и распре-
деление неравновесных электронов и дырок, d — ширина
активной области; D — ширина области рекомбинации
Рис. 6. Инжекционный гетеролазер (обозначения те же,
что и на рис. 5)
внутренний квантовый выходы практически со-
впадают и имеется принципиальная возможность
получения квантового выхода, близкого к 100%.
В настоящее время созданы инжекционные
гетеролазеры с пороговой плотностью тока
500—1000 А/Ьм2 при 300 К. У этих гетеролазе-
ров внешняя дифференциальная квантовая эф-
фективность достигает 80%, а полный КПД —
25%.
Низкая пороговая плотность тока обеспечила
осуществление непрерывного режима работы
при комнатной температуре, что было невоз-
можно при использовании инжекционных лазе-
ров на обычных р—п переходах.
Энергия когерентного излучения определяет-
ся составом твердых растворов AlxGai___xAs в
среднем слое и может быть задана в диапазоне
длин волн 6900—9000 А.
На фотографии (рис. 7) показана картина
излучения одного из лазеров, имеющего длину
волны когерентного света 7000 А при 300 К.
Спонтанное излучение, распространяющееся изо-
тропно, глубоко проникает в прозрачные для
него эмиттеры, и узкая яркая полоса когерент-
ного света четко выделяется на его фоне. Благо-
даря равномерной генерации в активной области
расходимость пучка составляет величину менее
0,5° в плоскости, параллельной переходу. Дол-
говечность гетеролазеров в непрерывном режиме
работы при комнатной температуре составляет в
настоящее время десятки и сотни тысяч часов.
Для сравнения заметим, что лазеры с обычным
р—п переходом в арсениде галлия имели при
300 К пороговый ток (30—50) 103 А/см2, диф-
ференциальную квантовую эффективность
10——15% и полный КПД 1—2%.
Таким образом, создание инжекционных лазе-
ров с гетеропереходами в системе AlAs—GaAs
позволило значительно снизить порог генерации
и обеспечить надежную работу инжекционных
полупроводниковых квантовых генераторов при
комнатной температуре. В связи с этим исключи-
тельную актуальность приобрела задача совмеще-
ния таких неоспоримых достоинств инжекцион-
ных гетеролазеров, как высокий КПД, малые
габариты, быстродействие с традиционной для
лазеров высокой направленностью излучения.
Для этого необходимо было отказаться от обыч-
ного вывода излучения через торец волноводного
слоя и осуществить его через плоскость, парал-
лельную этому слою.
Новый подход к решению указанной задачи
был намечен, когда для получения узконаправ-
ленного излучения было предложено использо-
вать дифракционную решетку, нанесенную на
поверхность волноводного слоя.
При шаге решетки, близком к длине волны
света, в веществе возможен вывод большей части
генерируемой световой мощности перпендику-
лярно волноводному слою.
При этом существенно увеличивается апер-
тура излучающей поверхности (в обычном гете-
ролазере или гомо р—п лазере вследствие ма-
лой толщины активной области расходимость в
Рис. 7. Фотография излучения гетеролазера
79
Ж. И. АЛФЕРОВ
плоскости, перпендикулярной волноводному
слою, составляет десятки градусов).
Впервые экспериментально возможность со-
здания полупроводникового лазера с малой рас-
ходимостью излучения была продемонстрирова-
на в условиях оптической накачки, где вывод из-
лучения через плоскость, параллельную активно-
му слою, был осуществлен за счет взаимодейст-
вия волноводной моды с дифракционной решет-
кой на поверхности волновода. Направленность
когерентного излучения определялась уже не ве-
личиной апертуры, а полушириной спектральной
линии и для многомодовой генерации составляла
величину около 30 мин. Для получения аналогич-
ного эффекта в случае инжекционной накачки
была разработана специально конструкция гете-
ролазера.
В средней части лазера со стороны р-эмиттера
с помощью контролируемого электрохимическо-
го травления было протравлено окно до волно-
водного слоя (рис. 8). На поверхность волновода
методом интерференционного фототравления
была нанесена дифракционная решетка с шагом
около 0,22 мкм.
Несмотря на наличие пассивной области в
резонаторе, пороговая плотность тока в изобра-
женной на рис. 8 структуре незначительно пре-
вышала значение пороговой плотности для обыч-
ных гетеролазеров, что свидетельствовало о
малом уровне потерь, вносимых этой областью.
Указанный факт является следствием эффекта
сужения ширины запрещенной зоны в областях
с высоким уровнем инжекции, обеспечивающего
смещение линии генерации в область энергий,
меньших ширины запрещенной зоны материала
пассивной части волновода.
Свет, распространяющийся в пассивной части
волновода, выводился с помощью дифракцион-
ной решетки, нанесенной на его поверхности.
Расходимость излучения в плоскости, перпен-
дикулярной волноводному слою и решетке, изме-
ренная в наиболее интенсивном луче, составляла
30 мин и определялась спектральной шириной
линии генерации аналогично случаю оптической
накачки.
Таким образом, принципиально показана
возможность создания инжекционных низкопо-
роговых лазеров с высокой направленностью
излучения. В последнее время получены лазеры с
расходимостью, определяемой апертурой и со-
ставляющей несколько минут.
Дифракционная решетка с шагом, равным
или кратным длине волны света в веществе,
может служить плоским резонатором благодаря
отражению световой моды в такой решетке, где
выполнены условия Вульфа—Брегга. В послед-
нем случае инжекционный лазер с распределен-
ной обратной связью (РОС), как его называют,
не требует наличия сколотых граней (резонатор
Фабри—Перо). Такие структуры открывают но-
вые перспективы в интегральной оптике. РОС
Рис. 8. Инжекционный гетеролазер с дифракционной ре-
шеткой на поверхности активного слоя
лазеры упростили возможность получения одно-
частотной генерации в непрерывном режиме.
Фотоэлектрические приемники
и преобразователи инфракрасного излучения
в видимое
Уже отмечалось, что использование гетеро-
структур с «идеальными» гетеропереходами по-
зволяет создавать эффективные фотопреобразо-
ватели в различных спектральных диапазонах.
Основные преимущества гетеропереходов как
основы фотоэлектрических приборов вытекают
из возможности использования широкозонной
части гетероперехода в качестве «окна», прозрач-
ного для света, поглощаемого в узкозонной час-
ти (рис. 9). Генерация электронно-дырочных
пар осуществляется непосредственно в области
объемного заряда перехода, что создает принци-
пиальные возможности получения высокого
быстродействия, исключает рекомбинационные
потери на освещаемой поверхности, а потери за
счет рекомбинации в объеме узкозонного мате-
риала делает пренебрежимо малыми. В области
энергии фотонов, ограниченной шириной запре-
щенных зон узкозонного и широкозонного ма-
териалов, может быть получена постоянная спек-
тральная чувствительность.
Однако указанные выше преимущества могут
быть реализованы только в том случае, если зон-
ная диаграмма гетероперехода обеспечивает раз-
деление неравновесных носителей контактным
полем перехода. Такому требованию полностью
удовлетворяют гетеропереход ы р A1XG a j _х As
—nGaAs (рис. 9, а), в которых благодаря отсут-
ствию разрыва в профиле края валентной зоны
(AEV =0) и высокому совершенству границы раз-
дела удается получить практически полное разде-
ление неравновесных носителей. На основе р — п
гетеропереходов в системе AlAs—GaAs были
созданы координатно-чувствительные фотоэле-
менты (рис. 9,6), солнечные преобразователи
80
ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
(рис.	9,в)	и селективные фотоэлементы
(рис. 9,г).
В координатно-чувствительном фотоэлементе
(см. рис. 9, б) при падении пучка света в центр
i1=i2 и фотонапряжение между крайними кон-
тактами V =0. При отклонении пучка света вле-
во V положительно, при отклонении вправо —
отрицательно. При освещении вблизи одного из
контактов И=Итах. Благодаря малому уровню
тока «утечки» через границу раздела повышение
позиционной чувствительности достигается пу-
тем увеличения удельного сопротивления широ-
козонной области гетероперехода, с контактов
которой снимается продольное фотонапряжение;
поглощение света происходит непосредственно в
активной области прибора. Была разработана
технология изготовления высокоомных слоев
p-типа проводимости путем легирования их гер-
манием, позволившая довести чувствительность
фотоэлементов до значения 2000 мв/мм мВт
при базе 0,5 см, что более чем на два порядка
превышает чувствительность аналогичных при-
боров с гомопереходом р—итипа.
Развитие фотоэлектрических преобразовате-
лей солнечной энергии, ставшее столь актуаль-
ным в последнее время, в значительной степени
связано с использованием полупроводниковых
гетероструктур. На основе резких гетероперехо-
дов в системе AlAs—GaAs были созданы наибо-
лее эффективные из существующих фотопреоб-
разователей. Для этих целей была решена задача
оптимального легирования широкозонной части
гетероперехода для уменьшения последователь-
ного сопротивления, а р—п переход располагал-
ся в узкозонной части на глубине эффективного
поглощения большей части солнечного света.
КПД преобразователей на основе таких гетеро-
структур достигает 20—25 %. Другим преимуще-
ством гетероструктур является возможность их
использования на концентрированном солнечном
свете. Созданный в последнее время новый тип
гетерофотоэлемента с промежуточным преоб-
разованием излучения (рис. 9,в) позволил до-
стичь КПД 20% при облучении его концентриро-
ванным солнечным светом более 2000 «солнц»
(то есть при концентрации на поверхности фото-
элемента солнечного света в несколько тысяч
раз).
Возможности дальнейшего повышения КПД
фотопреобразователей связаны с использованием
плавных гетероструктур. Одним из основных
видов потерь в фотоэлементах являются так
называемые «стоксовы потери», обусловленные
тем, что каждый фотон в солнечном свете, име-
ющий энергию, большую ширины запрещенной
зоны узкозонного полупроводника, генерирует
только одну электронно-дырочную пару. Избы-
ток энергии переходит в тепло. В кристалле с
переменной шириной запрещенной зоны погло-
щение фотонов приводит к генерации и разделе-
нию электронно-дырочных пар с энергией, рав-
Рис. 9. Фотоэлектрические приборы с гетеропереходами:
а — зонная диаграмма фотогетероперехода; АЕ с—раз-
рыв в зоне проводимости; б — схематическое изображение
координатно-чувствительного фотоэлемента; в — сол-
нечный фотоэлемент с промежуточным преобразованием
излучения. Солнечное излучение, поглощаясь в узкозонной
части слоя pAl^Ga^^As, преобразуется с близкой к
100% эффективностью в монохроматическое излучение Av п
поглощаемое в области р—п перехода в GaAs и создающее
фототок. Благодаря такому механизму действия фотоэле-
мента резко снижаются последовательное сопротивление
и сопротивление контактов, что дает возможность исполь-
зовать этот тип фотоэлемента на высококонцентрирован-
ных солнечных потоках; г — зонная энергетическая диа-
грамма селективного гетерофотоэлемента; 1 И ^9 2
ширина запрещенной зоны для широкозонной и узкозон-
ной частей соответственно; д— спектральное распределе-
ние фоточувствительностн селективного фотоэлемента (1)
н солнечного гетерофотопреобразователя (2)
Селективный
ной энергии поглощенного фотона. Таким
образом, в принципе на основе таких гетеро-
структур КПД фотоэлементов может суще-
ственно возрасти благодаря устранению «стоксо-
вых потерь». Недавно удалось на изотипных
плавных гетероструктурах AlGaAs впервые на-
блюдать в условиях концентрированной засветки
значительные фотоэдс (в несколько десятых
вольта). Получение дополнительной фотоэдс за
счет этого эффекта может привести к увеличению
КПД примерно в 1,3—1,5 раза на основе гетеро-
структур арсенид галлия — арсенид алюминия и
еще более на основе новых материалов.
81
Ж. И. АЛФЕРОВ
Управление составом компонентов гетеропе-
рехода дает возможность изменять область спек-
тральной чувствительности гетерофотоэлемента
и получать фотоприемники, имеющие чувстви-
тельность в узкой, наперед заданной области —
селективные фотоэлементы. На рис. 9 приведена
зонная энергетическая схема такого гетерофото-
элемента (г) и спектральное распределение фото-
чувствительности (д). Высокая абсолютная фото-
чувствительность селективного гетерофотоэле-
мента определяется малой толщиной слоя
pAlj-Ga^Aj., поглощающего свет с hv ~Eg. (Для
получения минимальной ширины области фото-
ответа и сохранения чувствительности селектив-
ного гетерофотоэлемента необходимо выполне-
ние условия Eg\ —Eg2)- Как следует из рис. 9,д
полуширина фотоотвёта составляет ДЕ = 22 МэВ.
Она не меняется в интервале температур
77—300 К.
Задавая различные значения Egi и Eg2, мож-
но получать селективные фотоэлементы на осно-
ве гетеропереходов в системе AlAs—GaAs во
всем интервале составов твердых растворов
AlxGa;_xAs с «прямой» зонной структурой, то
есть в области энергий 1,4—2,0 эВ. Таким
образом, использование гетеропереходов для фо-
тоэлементов позволяет не только получать высо-
коэффективные преобразователи солнечной
энергии, координатно-чувствительные фотопри-
емники, но и легко управлять спектральной чув-
ствительностью этих приборов. Сказанное выше
полностью относится и к фотоприемникам с вну-
тренним усилением, например фототранзисторам,
и приемникам с умножением при лавинном про-
бое.
Многие задачи техники (например, «ночное
видение») требуют преобразования инфракрасно-
го излучения в видимое. Техническое решение
этой проблемы до сих пор осуществлялось на
основе так называемых электронно-оптических
преобразователей. Фотоэлектроны, имитиру-
емые при освещении чувствительного к инфра-
красному излучению фотокатода, ускоряются
внешним полем в вакуумной трубке и бомбарди-
руют люминесцентный экран. Большие габари-
ты, малые ударная и вибростойкость, необходи-
мость высокого вакуума и высоких напряжений,
низкая чувствительность — это далеко не пол-
ный перечень недостатков таких приборов. Ис-
пользование внешнего фотоэффекта, то есть не-
обходимость сообщения фотоэлектронам энер-
гии, достаточной для выхода из фотокатода, на-
кладывает серьезные принципиальные ограниче-
ния на возможность расширения в область мень-
ших энергий спектральной чувствительности.
Практически трудно достижимо получение фото-
катодов с работой выхода менее 1,0 эВ, а значит,
и получение чувствительности в области длин
волн более 1,2—1,3 мкм.
Использование структур с резкими гетеропе-
реходами или же кристаллов с переменной шири-
ной запрещенной зоны — плавных гетеропере-
ходов — открыло принципиальную возможность
создания твердотельных преобразователей ин-
фракрасного света в видимый.
На рис. 10 показано, как при освещении плав-
ного гетероперехода со стороны узкозонной
части инфракрасным светом hvt генерируются
электронно-дырочные пары. Внешним электриче-
ским полем неравновесные носители заряда (дыр-
ки) «протягиваются» в широкозонную часть, где
рекомбинируют с излучением квантов видимого
света hv2 и hv3.
В резком гетеропереходе, находящимся под
прямым смещением, имеется возможность не-
сколько увеличить ток и рекомбинацию в широ-
козонной части при освещении узкозонной.
Эффективность подобного рода преобразова-
телей невелика, так как в соответствии с принци-
пом работы в них отсутствует механизм усиле-
ния света.
В четырехслойной структуре nAlxGa bxAs —
pAlxGai-xAs - Si Ga As - р ALGai-xAs
использование широкозонного эмиттерного пе-
рехода позволяет создать твердотельный преоб-
разователь света, в котором фоточувствительная
Si-область (полуизолирующий арсенид галлия) ра-
ботает как приемник инфракрасного излучения.
Схематическое изображение твердотельного пре-
образователя, его зонная энергетическая диа-
грамма и принцип работы показаны на рис. 11.
При подаче положительного смещения (плюсом к
крайней p-области) напряжение распределяется
между крайними переходами, включенными в
пропускном направлении, средним переходом,
смещенным в запорном направлении, и высоко-
омной полуизолирующей областью.
Рис. 10. Зонная энергетическая диаграмма плавного гете-
роперехода в тепловом равновесии (а) и с приложенным
внешним напряжением (б)
82
ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Рис. 11. Схематическое изображение и принцип действия
твердотельного преобразователя; а — схематическое изо-
бражение n-p-Si-р-структуры; 1 — nAlxGa v_xAs;
2 —pAIxGaj_vAs; 3 — полуизолирующий Si—GaAs;
4—pAIxGa t_xAs; hv j— инфракрасное излучение; hv 2
— видимое излучение; б — зонная энергетическая
диаграмма при V =О; в — то же, при V >О; г — зонная
схема во включенном состоянии
Как и в обычной р—п—р—п структуре, при
достаточно больших прямых смещениях средний
переход «заливается» инжектированными носи-
телями заряда и переходит из непроводящего со-
стояния в проводящее. При напряжениях, близ-
ких к точке такого «срыва», этот переход может
происходить при освещении средних («базовых»)
областей. Использование в качестве одной из баз
полуизолирующего GaAs, легированного хро-
мом, позволяет при определенных условиях зна-
чительно увеличить диффузионную длину, а зна-
чит, и чувствительность к управлению переходом
в проводящее состояние в структуре. Тогда, осве-
щая полуизолирующий GaAs (сбоку или через
широкозонные эмиттеры) инфракрасным излу-
чением (AvJ, поглощаемым в SiGaAs, переводят
прибор в проводящее состояние и преобразуют
излучение в видимое (hv?) за счет рекомбинации
неосновных носителей в широкозонной области
(рис. 11, б, г).
Исследование спектральных характеристик
таких приборов показало, что длинноволновая
граница преобразования составляет 0,75 эВ,
или 1,65 мкм. Применение полуизолирующего
GaAs, легированного другими примесями (напри-
мер, железом), по-видимому, позволит продви-
нуться до 3,0—3,5 мкм. Огромную ценность
этому прибору придает наличие значительных
коэффициентов усиления (102—103) при преоб-
разовании. Пороговая чувствительность уже сей-
час составляет 10-8 Вт.
Переключающие и излучательные диоды
Для диода-выпрямителя применение структу-
ры с изменяющейся шириной запрещенной зоны
позволяет удовлетворить нескольким противоре-
чивым требованиям. Получение высоких обрат-
ных напряжений требует использования широко-
зонных материалов. С другой стороны, получе-
ние малого сопротивления в пропускном направ-
лении требует низкоомных токоотводящих кон-
тактов и достаточно больших эффективных длин
диффузии инжектированных носителей тока в
базовой области диода. Наилучшим образом этим
требованиям удовлетворяет структура диода с
переменной шириной запрещенной зоны. Нали-
чие градиента ширины запрещенной зоны
заметно повышает эффективные длины диффу-
зии (инжектированные дырки, увлекаемые вну-
тренним контактным полем, проникают намного
дальше, чем при обычной диффузии за счет гра-
диента концентрации в гомогенном по составу
материале). Электрическая прочность обеспечива-
ется большой шириной запрещенной зоны в
области объемного заряда.
В кристаллах AlxGai.xAs с переменной ши-
риной запрещенной зоны (плавный гетеропере-
лод) и р — п переходом расположенным в облас-
ти максимальной ширины запрещенной зоны
(рис. 12), получены высоковольтные диоды на
обратные напряжения до 900 В с напряжением
отсечки в пропускном направлении 1,8 В
при дифференциальном сопротивлении
10-3 ом см2. Обратный ток при Т=360°С и
номинальном напряжении уобр =10 мкА/мм2.
При работе в пропускном направлении диоды
излучают красный свет.
В диодных структурах, полученных последова-
тельным выращиванием двух слоев с различной
шириной запрещенной зоны (рис. 13), при совпа-
дении положений р-п перехода с металлургиче-
ской границей слоев обеспечивается высокий
квантовый выход для спонтанного излучения.
Благодаря небольшому градиенту внутреннего
электрического поля область рекомбинации
«прижата» к широкозонному «окну», и вывод
рекомбинационного излучения происходит без
самопоглощения. Полученные на основе таких
структур в системе AlxGa;_xAs источники спон-
танного излучения в ближней инфракрасной и
видимой области спектра имели внешний кван-
товый выход 1—1,5% при 300 К в плоской кон-
струкции без применения антиотражающих по-
крытий. Инерционность источников света менее
10-®с. В новых типах светодиодов на двойных
гетероструктурах типа Лазерных благодаря эф-
фектам многократного переизлучения внешний
квантовый выход поднят до 40—50%.
Основным материалом для изготовления ди-
нисторов и тиристоров, как известно, служит
кремний. Рабочие частоты в кремниевых прибо-
рах ограничены величинами порядка
83
Ж. И. АЛФЕРОВ
106—107 Гц вследствие большего времени
жизни неосновных носителей тока; рабочие тем-
пературы— величиной 100—120°С вследствие
небольшой запрещенной зоны. Использование
арсенида галлия для создания тиристоров и дини-
сторов позволило бы поднять на один-два
порядка рабочие частоты и увеличить рабочую
температуру до 200—250°C. Однако вследствие
малой величины длины диффузионного смеще-
ния возникают трудности в получении достаточ-
ных коэффициентов усиления в «составных»
транзисторах р—п—р—п структуры. Примене-
ние твердых растворов с переменной шириной
запрещенной зоны дает возможность преодолеть
эту трудность. Благодаря эффективной инжек-
ции и «суперинжекции» удается совместить в
одной р—п—р—п структуре гетеролазер и тирис-
тор (динистор) (рис. 14).
В результате проведенных исследований со-
зданы р—п—р—п структуры с гетеропереходами
в системе AlAs—GaAs в диодном исполнении
(динисторы) с напряжением переключения
20—800 В (300 К) и остаточным напряжением
2 В. Во включенном состоянии диоды излучают с
высокой эффективностью красный или ближний
инфракрасный свет, при достаточно больших
токах — когерентный! Время выключения менее
10"8 с.
Мы познакомились с основными физическими
процессами в гетеропереходах и свойствами
различных приборов на основе гетеропереходов в
системе AlAs — GaAs. Эти приборы уже созданы в
лаборатории, и некоторые из них выпускаются
промышленностью. Как было сказано, сейчас
уже ясно, что гетеропереходы позволяют карди-
нально улучшить основные параметры (такие,
как мощность, чувствительность, КПД, рабочие
частоты) подавляющего большинства полупро-
водниковых приборов. В ряде случаев использо-
вание гетеропереходов дает возможность созда-
ния совершенно новых приборов, таких, напри-
мер, как преобразователи света, селективные
фотоэлементы, транзисторы с оптической связью
эмиттера с коллектором.
Естественно, что создание новых дискретных
элементов с более высокими параметрами
представляет новые возможности и для микро-
электроники. Однако гетеропереходы открывают
и другие принципиально новые перспективы их
использования, особенно в оптоэлектронике.
Рассмотрим кратко некоторые области приме-
нения уже созданных приборов с гетероперехода-
ми. Инжекционные гетеролазеры можно широко
использовать при комнатной температуре без
охлаждения жидкими газами. Резко возрастают
надежность и долговечность их работы. Такие
области применения, как оптическая многока-
нальная связь, оптическая дальнометрия, различ-
ные системы оптического управления, накач-
ка твердотельных лазеров, стали вполне реаль-
ными.
Рис. 12. Плавный р—п гетеропереход в твердых растворах
в тепловом равновесии (а) и с приложенным напряжением
в пропускном направлении (б)
Плавный гетеропереход
Гетеросветодиоды и быстродействующие
фотоприемники образуют оптрон — основной
активный элемент оптоэлектронных систем вы-
числительной техники и автоматического управ-
ления и регулирования. Преимущества таких
приборов с гетеропереходами в существенно
большей эффективности и быстродействии. В по-
следнее время изучение процессов излучательной
рекомбинации в светодиодных структурах типа
гетеролазерных (с двумя широкозонными эмит-
терами) привело к созданию источников света с
100%-ным внутренним квантовым выходом. Со-
вершенствование технологии их изготовления и
конструкции должно обеспечить в близком буду-
щем светодиоды с КПД, близким к этой цифре.
А это уже революционное преобразование в све-
тотехнике. Динисторы дают возможность созда-
ния различных схем вычислительной техники,
световых экранов с памятью, генерации коротких
импульсов тока когерентного и спонтанного
излучения без применения специальных модуля-
торов.
Твердотельные преобразователи инфракрас-
ного излучения в видимое с внутренним усиле-
нием необычайно перспективны для видения в
темноте, регистрации и наблюдения излучающих
удаленных (например, космических) объектов,
экспериментального исследования рекомбина-
ционного излучения твердых тел, тепловидения.
Гетерофотопреобразователи существенно повы-
шают рабочие температуры солнечных батарей, а
значит, и эффективность энергоагрегатов косми-
ческих станций при полетах к «горячим» плане-
84
ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ПРИБОРЫ НА ИХ ОСНОВЕ
там и автономных систем энергоснабжения в
жарком поясе.
Координатно-чувствительные фотоэлементы
весьма ценны в различных системах автоматики и
управления, устройствах точного раскроя и
микрорезки материалов, системах ориентации и
наведения. Селективные фотоэлементы интерес-
ны в качестве фотоприемников лазерного и спон-
танного излучений от различных источников.
В оптоэлектронных монолитных блоках их испо-
льзование гарантирует от ошибок и ложных
«срабатываний» от «чужих» и фоновых засветок.
Этот тип фотоприемников, в сущности, является
прообразом малогабаритных твердотельных спе-
ктрометров излучения.
Высоковольтные диоды благодаря излучению
видимого света облегчают контроль их работы в
сборках и матрицах, а вследствие необычно высо-
ких рабочих температур (до 400 ° С) значительно
повышаются способность к перегрузкам и надеж-
ность.
Пока экспериментально хорошо разработан
только один тип «идеального» гетероперехода —
гетеропереход в системе AlAs — GaAs. Излу-
чатели и фотоприемники на основе этих гетеро-
структур перекрывают ближнюю инфракрасную
и красную области спектра. Между тем только
для полупроводниковых соединений А3В5 в прин-
ципе возможно получение идеальных гетеро-
структур между всеми бинарными соединениями
и их твердыми растворами при замене галлия на
алюминий или изменении взаимного соотноше-
ния их концентраций. Более сложные, например
четверные, композиции значительно расширяют
число возможных комбинаций. Для соединений
AlGaAsPj AlGaAsSb эта перспектива является уже
доказанной. Значительные успехи достигнуты в
последнее время в области создания непрерыв-
ных лазеров, светодиодов и фотоприемников на
основе гетероструктур JnGaAsP для наиболее
важного в оптической волоконной связи спе-
ктрального диапазона 1,0—1,5 мкм.
Р—п переходы в соединениях А2В6 практиче-
ски невозможны вследствие больших значений
энергий активации акцепторных примесей в боль-
шинстве из них (исключение составляют ZnTe,
CdTe и твердые растворы CdTe—HgTe). Получе-
ние гетеропереходов между соединениями и твер-
дыми растворами различного типа проводимости
в этой группе полупроводников является един-
ственной возможностью для создания инжекци-
онных лазеров, источников света и фотоэлемен-
тов. Эти материалы особенно перспективны для
видимой (CdS, CdTe, ZnSe, ZnS) и далекой инф-
ракрасной областей спектра (система CdTe —
HgTe).
Инжекционные гетеропереходы обеспечивают
на сегодняшний день среднюю мощность
100—200 мВт в области длин волн
7000—9000А. Когда мощности будут увеличены
в несколько раз и будут разработаны лазеры во
Рис. 13. Энергетическая зонная диаграмма светодиода с
гетеропереходами с приложенным в пропускном направ-
лении напряжением
всем видимом диапазоне спектра, станет вполне
реальным создание новой системы цветного теле-
видения на полупроводниковых инжекционных
лазерах. Простота высокочастотной модуляции
интенсивности излучения, экономичность, меха-
ническая прочность, компактность и принци-
пиально большая долговечность — вот основные
преимущества такой системы.
Конечно, для реализации цветного телевиде-
ния на полупроводниковых лазерах требуется
создать инжекционные гетеролазеры всех трех
Рис. 14. Энергетическая зонная диаграмма лазера-динис-
тора с гетеропереходами. EF — уровень Ферми и Eg
Eg 2— то же, что и на рис. 9
85
Ж. И. АЛФЕРОВ
Рис. 15. Интегральная оптическая схема в монокристал-
лической гетероструктуре
Контакт накачки Контакты модуляции
оснбвйых цветов, значительно повысить их мощ-
ность и когерентность, разработать системы
отклонения и сканирования луча. Но, как гово-
рится, в данном случае «овчинка стоит выделки»:
ведь успешное решение этих задач позволит
создать телевизоры с проецированием на боль-
шой экран, по габаритам и стоимости эквива-
лентные транзисторным радиоприемникам.
В современных силовых полупроводниковых
выпрямителях основное тепловыделение проис-
ходит вследствие рекомбинации инжектируемых
в пропускной полупериод электронно-дырочных
пар в объеме пластины полупроводника в сильно
легированных р—/z-областях и в средней базо-
вой (/, иоили ро) области. Выделяющаяся при ре-
комбинации энергия или непосредственно пре-
вращается в тепло (безызлучательная рекомби-
нация) или возникающее при рекомбинации из-
лучение почти полностью поглощается в объеме
кристалла, что в конечном счете также приводит
к его разогреву. Первый случай типичен для гер-
маниевых и кремниевых вентилей, второй — для
приборов на основе «прямых» полупроводнико-
вых: GaAs, JnP, JnAs и др. Предельно допусти-
мая плотность тока в мощных германиевых и
кремниевых вентилях определяется именно «ре-
комбинационным» и тепловыделением; чисто
«омические» потери обычно составляют сущест-
венно меньшую долю.
Уже говорилось, что получение генерации в
невырожденных гетеропереходах дает возмож-
ность создания мощных лазеров на высоковольт-
ных гетеропереходах. На таких структурах при
достаточно высоком КПД можно построить
выпрямители, рассчитанные на сверхвысокие
плотности тока (103—104 А/см2), в кото-
рых значительная доля выделяемой мощности
при токах выше порога генерации может быть
отведена в виде когерентного излучения, так как
рекомбинация имеет место только в средней уз-
козонной области.
В гетеролазерах с дифракционными решет-
ками благодаря прозрачности для генерируемого
в активной области излучения реализован вывод
перпендикулярно плоскости перехода. В таких
приборах можно будет получить значительно
большие постоянные и импульсные мощности при
высокой когерентности и направленности излуче-
ния. Реализация гетеролазеров этого типа даст в
руки практиков экономичный, предельно простой
в эксплуатации, малогабаритный и дешевый при-
бор универсального применения.
Оптические методы передачи и обработки
информации, как известно, весьма привлека-
тельны благодаря значительно большей плотно-
сти информации в единице объема, помехозащи-
щенности, высокой скорости записи и обработки.
Гетероструктуры в системе AlAs—GaAs являются
идеальным материалом для создания оптических
интегральных схем, так как в данном случае воз-
можна реализация в одном монокристалле прак-
тически любого набора элементов такой схемы.
Лазер с распределяющей обратной связью явля-
ется основным активным элементом, канали-
зация световых потоков легко осуществляется
благодаря зависимости показателя преломления
от толщины среднего волноводного слоя гетеро-
структуры, а модуляторы и фотоприемники излу-
чения осуществляются внутри той же гетеро-
структуры (рис. 15).
Большая часть результатов по исследованию
гетеропереходов в полупроводниках и созданию
новых приборов на их основе, о которых расска-
зано в настоящей статье, получена впервые в
лаборатории контактных явлений в полупровод-
никах Физико-технического института им.
А. Ф. Иоффе АН СССР.
86
ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА
ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА
ром, определяющим развитие мате-
риальной культуры людей, является создание и
использование источников энергии. Производи-
мая ими работа теперь во много раз превосходит
мускульную. Так, в наиболее развитых странах
используемая мощность разнообразных источни-
ков энергии составляет до 10 кВт на человека в
год. Это, по крайней мере, в 100 раз больше, чем
средняя мускульная мощность одного человека.
Роль энергии в народном хозяйстве хорошо
иллюстрируется на рисунке. (Данные относятся к
1968 г.; составлены по материалам ООН и
Международного банка реконструкции и разви-
тия.) По горизонтальной оси отложена стоимость
валового национального продукта (ВНП) для
различных стран (в долларах на человека), а по
вертикали — потребление энергии в пересчете
на каменный уголь (в килограммах на человека).
В пределах естественной флуктуации видно,
что существует простая пропорциональность. По-
этому если люди будут лишаться энергетических
ресурсов, то, несомненно, их материальное
благосостояние будет падать.
Получение, преобразование и консервирова-
ние энергии и есть фундаментальные процессы,
изучаемые физикой. Основная закономерность,
которую установила физика, — это закон сохра-
нения энергии. На основании этого закона пред-
сказывается глобальный кризис в получении
энергии. Сейчас в качестве основных энергетиче-
ских ресурсов используются торф, уголь, нефть,
природный газ. Установлено, что запасенная в
них химическая энергия была накоплена в про-
должение тысячелетий благодаря биологическим
Петр Леонидович Капица (р. 1894)— физик, академик, дважды Герой
Социалистического Труда, лауреат Нобелевской премии и Государствен-
ных премий СССР, директор Института физических проблем АН СССР.
В 1920 совместно с Н. Н. Семеновым предложил метод определения
магнитных моментов атомов в атомном пучке. В 1928 обнаружил в сильных
магнитных полях линейную зависимость электрического сопротивления
ряда металлов от напряженности поля. В 1938 П. Л. Капица открыл
сверхтекучесть жидкого гелия. В 1939 создал новый метод сжижения
воздуха с помощью цикла низкого давления.
В 1950—1955 П. Л. Капица разработал СВЧ-генераторы нового типа —
планотрон и ниготрон мощностью до 300 кВт. и обнаружил, что при высо-
кочастотном разряде в плотных газах образуется стабильный плазменный
шнур.
В 1978 П. Л. Капице за фундаментальные изобретения и открытия в области
физики низких температур присуждена Нобелевская премия.
П. Л. Капица является членом Лондонского королевского общества (1929),
Национальной АН США (1946), Датской королевской АН (1966), Польской
АН (1963) и многих других зарубежных академий и научных обществ.
Награжден 6 орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени и
медалями.
процессам. Статистические данные по использо-
ванию этих ресурсов показывают, что в ближай-
шие столетия они будут исчерпаны. Поэтому на
основе закона сохранения энергии люди, если
они не найдут других источников энергии, будут
поставлены перед необходимостью ограничения
ее потребления, и это приведет к снижению
уровня материального благосостояния человече-
ства.
Неизбежность глобального энергетического
кризиса сейчас полностью осознана, и поэтому
энергетическая проблема для техники и науки
стала проблемой номер один. Сейчас в ведущих
странах отпускаются большие средства на
научно-технические исследования в этой области.
Главное направление этих поисков обычно
ведется с узкотехническим подходом, без доста-
точного учета тех закономерностей, которые
установлены физикой. Жизнь показала, что
эффективность исследований значительно повы-
шается, если они ведутся с более глубоким учетом
базисных законов физики.
Я хочу отметить те закономерности физики,
которым следовало бы играть ведущую роль в
решении энергетических проблем.
Энергия, которой пользуются люди, делится
теперь на две части. Первая — это так называ-
емая бытовая энергия. Она непосредственно
обеспечивает культурный образ жизни. Эта энер-
гия используется для освещения, для питания
холодильников, телевизоров, электробритв, пы-
лесосов и большого количества других приборов,
которыми пользуются в повседневной жизни.
Используемая в быту мощность исчисляется
обычно киловаттами. Другой вид энергии — это
87
П. Л. КАПИЦА
промышленная энергия, энергия больших мощ-
ностей. Ее используют в металлургии, на тран-
спорте, в машиностроении, в механизации стро-
ительства и сельского хозяйства и ряде подобных
областей. Эта энергия значительно больше быто-
вой, мощность ее исчисляется в мегаваттах, ее
масштабы и стоимость определяют уровень вало-
вого продукта в народном хозяйстве страны.
Конечно, предстоящий кризис будет вызван недо-
статком ресурсов энергии только в энергетике
больших мощностей; обеспечение получения этой
энергии в достаточном количестве и является
основной проблемой, которая ставится перед
наукой.
Я уже сказал, что предсказания предстоящего
энергетического кризиса делаются на основе
закона сохранения энергии. Как известно, боль-
шую роль в ограничении возможности использо-
вания энергетических ресурсов играет также
закон, требующий во всех процессах преобразо-
вания энергии возрастания энтропии. Оба эти
закона накладывают «вето» на преодоление кри-
зиса путем создания «перпетуум-мобиле». Закон
сохранения энергии накладывает «вето» на
«перпетуум-мобиле» 1-го рода. Энтропия накла-
дывает «вето» на так называемый «перпетуум-
мобиле» 2-го рода. Интересно отметить, что этот
второй род «перпетуум-мобиле» и по сей день
продолжают предлагать изобретательные инже-
неры, и часто опровержение такого рода
устройств связано с большими хлопотами. Эта
область относится к термодинамике, она хорошо
изучена, и я на ней останавливаться не буду.
Я ограничусь рассмотрением закономерно-
стей, которые определяют развитие энергетики
В Н П в долларах на человека в год
Потребление энергии и валовой национальный продукт
(ВНП) на человека. Данные относятся к 1968 г., составле-
ны по материалам ООН и Международного банка рекон-
струкции и развития
больших мощностей и связаны с существованием
в природе ограничений для плотности потока
энергии. Как будет видно, часто эти ограничения
не учитываются, что ведет к затратам на проекты,
заведомо бесперспективные. Это и будет основ-
ной темой моей статьи.
Все интересующие нас энергетические про-
цессы сводятся к трансформации одного вида
энергии в другой, и это происходит согласно
закону сохранения энергии. Наиболее употреби-
тельные виды энергии — электрическая, тепло-
вая, химическая, механическая, а теперь и так
называемая ядерная. Трансформацию энергии
обычно можно рассматривать как происходящую
в некотором объеме, в который через поверх-
ность поступает один вид энергии, а выходит пре-
образованная энергия.
Плотность поступающей энергии ограничена
физическими свойствами той среды, через кото-
рую она течет. В материальной среде плотность
потока энергии и ограничивается следующим
выражением:
и <vF,	(1)
где v — скорость распространения деформации,
обычно равная скорости звука; F — плотность
энергии, которая может быть либо упругой, либо
тепловой; и — есть вектор.
При стационарных процессах div и определяет
величину преобразования энергии в другой вид.
Вектор и оказывается весьма удобным для изуче-
ния процессов преобразования энергии. Впервые
он был предложен сто лет назад (в 1874 г.) рус-
ским физиком Н. А. Умовым. Десятью годами
позже такой же вектор для описания энергетиче-
ских процессов в электромагнитном поле был дан
Дж. Пойнтингом. Поэтому у нас принято назы-
вать его вектором Умова — Пойнтинга.
Если выражение (1) применить для газовой
среды, то оно приобретает следующий вид:
и=АТ'/гр,	(2)
где А — коэффициент, зависящий от молекуляр-
ного состава газа; Т — температура и р — дав-
ление газа.
Выражение такого вида определяет, напри-
мер, ту предельную мощность, которую может
передать горючая среда на единицу поверхности
поршня мотора или лопаток турбины. Как видно,
эта мощность падает с давлением; поэтому такое
же выражение определяет ту предельную высоту,
на которой может летать турбореактивный само-
лет.
Используя вектор Умова — Пойнтинга,
можно описывать даже такие процессы, когда
энергия передается ременной передачей. Тогда
произведение скорости ремня на его упругое
напряжение дает мощность трансмиссии. Таким
же путем можно определить предельную мощ-
ность, передаваемую лентой в генераторе типа
Ван-де-Граафа.
88
ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА
Мне пришлось на практике встретиться с тех-
нической проблемой, когда недостаточная плот-
ность потока электрической энергии ограничи-
вала осуществление решения этой проблемы на
практике. Это произошло при следующих поучи-
тельных обстоятельствах.
В 40-х годах мой учитель А. Ф. Иоффе зани-
мался разработкой оригинального электростати-
ческого генератора, который питал небольшую
рентгеновскую установку. Этот генератор был
прост по своей конструкции и неплохо работал.
Тогда у Иоффе возникла идея заменить в широ-
ком масштабе электромагнитные генераторы на
электростатические и перевести на них всю боль-
шую электроэнергетику страны. Главным осно-
ванием было то, что электростатические генера-
торы не только проще по своей конструкции, но
могут сразу давать высокое напряжение для
линий передач. Мне пришлось тогда опровергать
осуществимость этого проекта, исходя из оценки
плотности потока электроэнергии при трансфор-
мации ее в механическую.
Определим, согласно выражению (1) для и,
плотность потока энергии, которая в зазоре
между ротором и статором генератора преоб-
разуется из механической в электрическую или
обратно. Тогда v будет равна окружной скорости
ротора генератора. По конструктивным сообра-
жениям эта скорость обычно берется около
100 м/с. Тангенциальные силы взаимодей-
ствия между статором и ротором в электромаг-
нитном генераторе определяются энергией маг-
нитного поля, поэтому мы имеем для плотности
потока энергии
Н2
и = V-
4л
Коэффициент а определяется конструкцией ге-
нератора и характеризуется косинусом угла,
образованного силой F со скоростью v. Обычно
а имеет величину, равную нескольким десятым
долей единицы. Магнитное поле Н определяется
насыщением железа и не превышает 2 104Э.
При этом плотность потока электроэнергии (ко-
торая трансформируется в механическую или
обратно) получается около 1 кВт на 1 см2.
Таким образом, для генератора мощностью
100 МВт ротор будет иметь рабочую поверхность
примерно около 10 м2.
Для электростатического генератора плот-
ность потока энергии и будет равна
Е2
M = a47v’	(4)
где электростатическое поле Е ограничивается
электрической прочностью воздуха и не превы-
шает З Ю4 Е/см, или 100 э.с.е. Поэтому
чтобы получить ту же мощность в 100 МВт,
потребуется ротор с поверхностью в
(Н/Е)2 ~4 • 104 раз большей, т. е. равной
4-105 м2, или примерно половине квадратного
километра. Таким образом, электростатический
генератор больших мощностей получается прак-
тически неосуществимых размеров.
Аналогичный анализ показывает, что ограни-
чение плотности потока энергии приводит к тому,
что для энергетики больших мощностей прихо-
дится отказываться от ряда весьма эффективных
процессов трансформирования энергии. Так, на-
пример, в газовых элементах, где происходит
прямое превращение химической энергии окисле-
ния водорода в электроэнергию, этот процесс
уже сейчас может осуществляться с высоким
КПД, который достигает 70%. Но возможность
применения газовых элементов для энергетики
больших мощностей ограничивается весьма ма-
лой скоростью диффузионных процессов в элек-
тролитах; поэтому, согласно выражению (1), на
практике плотность потока энергии очень мала, и
с 1м2 электрода можно снимать только 200 Вт.
Для 100 МВт мощности рабочая площадь элек-
родов достигает 1 км2, и нет надежды, что
капитальные затраты на построение такой элек-
тростанции оправдаются генерируемой ею энер-
гией.
Другое тоже, казалось бы, очень перспектив-
ное направление, но на которое по той же при-
чине нельзя возлагать надежды, — это прямое
превращение химической энергии в механиче-
скую. Как известно, такие процессы широко осу-
ществляются в живой природе, в мускулах живот-
ных. К стыду биофизиков эти процессы еще по-
настоящему не поняты, но хорошо известно, что
их КПД весьма высок. Однако эти процессы,
даже если со временем они будут воспроизведены
не на живой природе, не смогут быть применены
для энергетики больших мощностей, так как и
здесь плотность потока энергии будет мала,
поскольку она ограничивается скоростью диффу-
зионных процессов, происходящих через мем-
браны или поверхность мускульных волокон.
Скорость диффузии здесь не выше, чем в элек-
тролитах, поэтому плотность энергетического
потока не может быть больше, чем в газовых эле-
ментах.
Сейчас главный интерес привлекают те
методы генерирования энергии, которые не зави-
сят от количества энергии, запасенной в прошлом
в топливе различного вида. Здесь главным из них
считается прямое превращение солнечной энер-
гии в электрическую и механическую, конечно, в
больших масштабах. Опять же осуществление на
практике этого процесса для энергетики больших
мощностей связано с ограниченной величиной
плотности потока энергии. Оптимальный расчет
сейчас показывает, что снимаемая с 1 м2 осве-
щенной солнцем поверхности мощность в сред-
нем не будет превышать 100 Вт. Поэтому чтобы
генерировать 100 МВт, нужно снимать электро-
энергию с площади в 1 км2. Ни один из предло-
женных до сих пор методов преобразования
солнечной энергии не может этого осуществить
89
П. Л. КАПИЦА
так, чтобы капитальные затраты могли оправ-
даться полученной энергией. Чтобы это было
рентабельно, надо понизить затраты на
несколько порядков, и пока даже не видно пути,
как это осуществить. Поэтому следует считать,
что практическое прямое использование солнеч-
ной энергии в больших масштабах нереально. Но
по-прежнему это остается возможным через ее
превращение в химическую энергию, как это
испокон веков делается при содействии расти-
тельного мира. Конечно, не исключено, что со
временем будет найден фотохимический процесс,
который откроет возможность более эффективно
и проще превращать солнечную энергию в хими-
ческую, чем это происходит сейчас в природе.
Такой процесс химического накопления будет
иметь еще то большое преимущество, что даст
возможность использования солнечной энергии
вне зависимости от изменения ее интенсивности в
продолжение дня или времен года.
Сейчас также идет обсуждение вопроса ис-
пользования геотермальной энергии. Как извест-
но, в некоторых местах мира на земной поверхнос-
ти, где имеется вулканическая деятельность, это
успешно осуществляется, правда, в небольших
масштабах. Преимущество этого метода для
энергетики больших мощностей, несомненно,
очень велико, энергетические запасы здесь неис-
тощимы, и в отличие от солнечной энергии, кото-
рая имеет колебания не только суточные, но и в
зависимости от времен года и от погоды, геотер-
мальная энергия может генерироваться непре-
рывно. Еще в начале этого века гениальным изо-
бретателем современной паровой турбины
Ч. Парсонсом разрабатывался конкретный про-
ект использования этой энергии. Конечно, он не
мог предвидеть тех масштабов, которых достиг-
нет энергетика теперь, и его проект имеет только
исторический интерес.
Современный подход к этой проблеме осно-
вывается на том, что в любом месте земной коры
на глубине в 10—15 км достигается температура
в несколько сот градусов, достаточная для полу-
чения пара и генерирования энергии с хорошим
КПД. При осуществлении этого проекта на прак-
тике мы опять наталкиваемся на ограничения,
связанные с плотностью потока энергии. Как
известно, теплопроводность горных пород очень
мала. Поэтому при существующих внутри Земли
градиентах температур для подвода необходи-
мого тепла нужны очень большие площади, что
весьма трудно выполнимо на глубине в
10—15 км. Вот почему возможность нагрева
необходимого количества воды сомнительна.
Сейчас тут выдвигается ряд интересных пред-
ложений. Например, на этой глубине взрывать
атомные бомбы и этим создавать либо большую
каверну, либо большое количество глубоко про-
никающих трещин. Осуществление такого про-
екта будет стоить очень дорого; но ввиду важно-
сти проблемы и больших преимуществ геотер-
мального метода, я думаю, что, несмотря на эти
расходы, следует, по-видимому, рискнуть осуще-
ствить этот проект.
Кроме солнечной и геотермальной энергий, не
истощающих запасы, есть еще гидроэнергия,
получаемая при запруживании рек и при исполь-
зовании морских приливов. Накопленную та-
ким' образом гравитационную энергию воды
весьма эффективно превращать в механическую.
Сейчас в энергетическом балансе использование
гидроэнергии составляет не более 5 %, и, к сожале-
нию, дальнейшего увеличения не приходится
ждать. Это связано с тем, что запруживание рек
оказывается рентабельным только в горных
местах, когда на единицу площади водохрани-
лища имеется большая потенциальная энергия.
Запруживание рек с подъемом воды на неболь-
шую высоту обычно экономически не оправды-
вает себя, в особенности когда это связано с зато-
плением плодородной земли, так как приносимый
ею урожай оказывается значительно более цен-
ным, чем получаемая энергия. Опять тот же недо-
статок плотности потока энергии.
Использование ветра также из-за недостаточ-
ной плотности энергетического потока оказыва-
ется экономически неоправданным. Конечно, ис-
пользование солнечной энергии, малых водяных
потоков, ветряков часто может быть полезным
для бытовых нужд в небольших масштабах.
Из приведенного анализа следует, что нужно
искать новые источники энергии для энергетики
больших мощностей взамен истощающихся в
природе запасов химической энергии. Очевидно,
можно и следует более бережно относиться к
использованию энергетических ресурсов. Конеч-
но, желательно, например, не тратить их на воен-
ные нужды. Однако все это только отсрочит исто-
щение топливных ресурсов, но не предотвратит
кризиса.
Как это уже становится общепризнанным, вся
надежда на решение глобального энергетиче-
ского кризиса — в использовании ядерной энер-
гии. Физика дает полное основание считать, что
эта надежда обоснована.
Как известно, ядерная физика дает два
направления для решения энергетической про-
блемы. Первое уже хорошо разработано и осно-
вывается на получении цепной реакции в уране,
происходящей при распаде его ядер с выделением
нейтронов. Это тот же процесс, который происхо-
дит в атомной бомбе, но замедленный до стацио-
нарного состояния. Подсчеты показали, что при
правильном использовании урана его запасы
достаточны, чтобы не бояться их истощения в
ближайшие тысячелетия. Электростанции на
уране уже сейчас функционируют и дают рента-
бельную электроэнергию. Но также хорошо
известно, что на пути их дальнейшего широкого
развития и перевода всей энергетики страны на
атомную энергию лежит необходимость преодо-
ления трех основных трудностей:
90
ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА
1.	Шлаки от распада урана являются сильно
радиоактивными, их надежное захоронение пред-
ставляет большие технические трудности, кото-
рые еще не имеют общепризнанного решения.
Самое лучшее было бы отправлять их на ракетах
в космическое пространство, но пока что это
считается недостаточно надежным.
2.	Крупная атомная станция на миллионы
киловатт представляет большую опасность для
окружающей природы и в особенности для чело-
века. В случае аварии или саботажа вырвавшаяся
наружу радиоактивность может на площади мно-
гих квадратных километров погубить все живое,
как атомная бомба в Хиросиме. Опасность сейчас
расценивается настолько большой, что в капита-
листическом мире ни одна страховая компания не
берет на себя риск таких масштабов.
3.	Широкое использование атомной энерге-
тики приведет также к широкому распростране-
нию плутония, являющегося необходимым участ-
ником ядерной реакции. Такое распространение
плутония по всем странам земного шара сделает
более трудным контроль над распространением
атомного оружия. Это может привести к тому,
что атомная бомба станет орудием шантажа,
доступным даже для предприимчивой группы
гангстеров.
По-видимому, под угрозой энергетического
кризиса люди найдут пути преодоления этих труд-
ностей. Например, две последние трудности
можно было бы преодолеть, располагая атомные
электростанции на небольших необитаемых
островах в океане, далеко от густонаселенных
мест. Эти станции находились бы под тщатель-
ным контролем, и в случае аварии ее последствия
не представляли бы большой опасности для
людей. Энергией, вырабатываемой электростан-
цией, можно было бы, например, разлагать воду,
и полученный водород в жидком виде транспор-
тировать и использовать как топливо, которое
при сгорании не загрязняет атмосферу.
Следует признать, однако, что лучшим выхо-
дом из создавшегося положения нужно считать
получение энергии путем термоядерного синтеза
ядер гелия из ядер дейтерия и трития. Известно,
что этот процесс осуществляется в водородной
бомбе, но для мирного использования он должен
быть замедлен до стационарного состояния.
Когда это будет сделано, то все указанные труд-
ности, которые возникают при использовании
урана, будут отсутствовать, потому что термо-
ядерный процесс не дает в ощутимых количествах
радиоактивных шлаков, не представляет большой
опасности при аварии и не может быть использо-
ван для бомбы как взрывчатое вещество. И нако-
нец, запас дейтерия в природе, в океанах еще
больше, чем запас урана.
Но трудности осуществления управляемой
термоядерной реакции пока еще не преодолены.
Я скажу о них потому, что, как теперь оказывает-
ся, эти трудности в основном также связаны с
созданием в плазме энергетических потоков
достаточной мощности. На этом я останавлива-
юсь несколько подробнее.
Хорошо известно, что для полезного получе-
ния термоядерной энергии ионы в плазме
должны иметь очень высокую температуру —
более 108К. Главная трудность нагрева ионов
связана с тем, что нагрев плазмы происходит в
результате воздействия на нее электрического
поля, и при этом практически вся энергия воспри-
нимается электронами, которые благодаря их
малой массе при соударениях плохо передают ее
ионам. С ростом температуры эта передача
становится еще менее эффективной. Расчеты
передачи энергии в плазме от электронов к ионам
при их кулоновском взаимодействии теоретиче-
ски были надежно описаны еще в 30-х годах.
Л. Д. Ландау дал выражение для этого взаимо-
действия, которое до сих пор остается справедли-
вым.
Мощность Ра, передаваемая электронами с
температурой Те ионам с температурой 7} в объ-
еме v, равна
Т —Т
Ра-УПк1^^	(5)
т eq
где к — постоянная Больцмана; п — плотность
плазмы. Время релаксации xeq вычисляется по
формуле Ландау, основанной на учете кулонов-
ских взаимодействий. Согласно этой формуле
при тех высоких ионных температурах
7/ =108— 109К, при которых термоядерная реак-
ция может давать полезную мощность, поток
энергии, переданный от электронов к ионам,
очень мал.
Изучение выражения (5) приводит нас к тому,
что когда температура ионов Т/ =0,6Те> передава-
емая мощность имеет максимум значения. Макси-
мальная величина мощности, переносимая от эле-
ктронов к ионам дейтерия, будет равна
2
Pmm = 1,57-10 -34 v-^ Вт. (6)
v Т j
В плазме при 1 атм и температуре электронов
Те = 109К в объеме 1 м3 передаваемая электро-
нами ионам мощность будет около 400 Вт. Это
небольшая величина, так как нетрудно подсчи-
тать, что для того, чтобы нагреть кубометр
плазмы до 6- 108К при подводе такой мощности,
потребуется около 300 с.
Малость величины передаваемой ионам энер-
гии в особенности проявляется при осуществле-
нии наиболее широко разрабатываемых теперь
термоядерных установок Токамак. В них ионы
удерживаются в ограниченном объеме сильным
магнитным полем, и процесс нагрева произво-
дится электронами, которые вначале коротким
импульсом тока нагреваются до очень высоких
температур, потом путем кулоновских столкнове-
ний передают свою энергию ионам. В условиях,
принимаемых в современных проектах Токамака,
91
П. Л. КАПИЦА
время, за которое электроны передадут свою
энергию ионам, достигает 20—30 с. Оказывает-
ся, за это время большая часть энергии электро-
нов уйдет в тормозное излучение. Поэтому сейчас
изыскиваются более эффективные способы под-
вода энергии к ионам. Это может быть или высо-
кочастотный нагрев, или инжекция быстрых ней-
тральных атомов дейтерия, или диссипация маг-
нитоакустических волн. Все эти методы нагрева
ионов, конечно, значительно усложняют
конструкцию реакторов типа Токамак.
Из выражения для Ра видно, что эффектив-
ность энергетической передачи между электрона-
ми и ионами растет с плотностью. Поэтому пред-
положим, что при нагреве лазерным импульсом
твердого конденсированного трития или дейте-
рия начальная плотность будет очень велика, на
несколько порядков выше, чем в Токамаке, и им-
пульсами удается нагреть ионы в короткий про-
межуток времени. Но подсчеты показали, что
хотя время нагрева и сокращается до 10-8с, все
же оно недостаточно, так как за это время ничем
не удерживаемый плазменный сгусток уже раз-
летится на значительное расстояние.
Как известно, теперь для лазерного «термо-
яда» ищут методы коллективного взаимодействия
электронов с ионами, например, создание удар-
ных волн, которые адиабатическим сжатием
подымут температуру ионов более быстро, чем
при кулоновском взаимодействии.
Главное препятствие в данное время лежит в
том, что еще недостаточно глубоко изучены
физические процессы в плазме. Теория, которая
здесь хорошо разработана, относится только к
нетурбулентному состоянию плазмы. Наши
опыты над свободно парящим плазменным шну-
ром, полученным в высокочастотном поле, пока-
зывают, что горячая плазма, в которой электро-
ны имеют температуру в несколько миллионов
градусов, находится в магнитном поле в турбу-
лентном состоянии. Как известно, даже в
обычной гидродинамике турбулентные процессы
не имеют полного количественного описания и
в основном все расчеты основаны на теории
подобия. В плазме, несомненно, гидродинами-
ческие процессы значительно сложнее, поэтому
придется идти тем же путем.
Пока нет оснований считать, что трудности
нагрева ионов в плазме не удастся преодолеть, и
мне думается, что термоядерная проблема получе-
ния больших мощностей будет решена.
Основная задача, стоящая перед физикой, —
это более глубоко экспериментально изучить
гидродинамику горячей плазмы, как это нужно
для осуществления термоядерной реакции при
высоких давлениях и в сильных магнитных
полях. Это большая, трудная и интересная задача
современной физики. Она тесно связана с реше-
нием энергетической проблемы, которая стано-
вится для нашей эпохи проблемой физики номер
один.
92
ЕВГЕНИЙ ПАВЛОВИЧ ВЕЛИХОВ,
БОРИС БОРИСОВИЧ КАДОМЦЕВ
УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ
Евгений Павлович Велихов (р. 1935)— физик, академик, вице-президент
АН СССР, заместитель директора Института атомной энергии
им. И. В. Курчатова. Родился в Москве, в семье инженера-путейца.
В 1958 окончил физический факультет Московского университета и начал
работать по физике плазмы и магнитной гидродинамике в секторе акаде-
мика М. А. Леонтовича в Институте атомной энергии им. И. В. Курчато-
ва.
В 1962 Е. П. Велихов возглавил теоретическую лабораторию, занимающу-
юся вопросами физики низкотемпературной плазмы и магнитной гидроди-
намики. В настоящее время руководит исследованиями в области управля-
емого термоядерного синтеза (УТС) в СССР, представляет СССР в
Международном совете по УТС при МАГАТЭ.
В 1968 Е. П. Велихов был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в
1974 — академиком.
Борис Борисович Кадомцев (р. 1928) — физик, академик, директор отделе-
ния физики плазмы Института атомной энергии им. И. В. Курчатова.
Родился в Пензе. В 1951 закончил физический факультет МГУ. Несколько
лет работал в Обнинске, где занимался нейтронной физикой, с 1958 ра-
ботает в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова.
В 1962 Б. Б. Кадомцев был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в
1970 — академиком.
Основные научные интересы относятся к физике плазмы. Длительное время
занимался неустойчивостью плазмы и ее турбулентностью, т. е. самопроиз-
вольным развитием шумов и колебаний в неустойчивой плазме. В насто-
ящее время руководит исследованиями по стационарным системам управля-
емого термоядерного синтеза.
м
ы давно привыкли к часто
повторяющейся фразе: «Наш
век — это век освоения космоса и атомной энер-
гии». Привыкли, в частности, и к тому, что атом-
ная энергия уже поставлена на службу человеку и
что атомные электростанции добросовестно несут
свою вахту и дают весомый вклад в обеспечение
деятельности промышленных предприятий.
Вероятно, значительной части читателей из-
вестно, что в современных атомных электростан-
циях в качестве «топлива» используется уран (или
плутоний), деление ядер которого и приводит к
высвобождению внутриядерной энергии, запа-
сенной в далекую эпоху формирования звезд и
планет. По существу, это та же самая энергия,
которая в форме огромного по мощности взрыва
выделяется при испытании атомной бомбы.
Но кроме реакции деления тяжелых ядер плу-
тония или урана, ядерная энергия может освобо-
ждаться при реакциях слияния или синтеза легких
ядер в более тяжелые. Эта реакция похожа на
химическую. К примеру, в химической реакции
горения водорода происходит соединение атомов
водорода и кислорода в молекулы воды, и при
этом выделяется энергия химической связи. Ока-
зывается, что точно так же могут сливаться
между собой ядра легких элементов, когда осво-
бождается энергия связи ядер.
По современным представлениям, именно
ядерная реакция синтеза гелия из водорода и есть
источник энергии, поддерживающий излучение
Солнца. Тем самым она в конечном счете явля-
ется источником большинства из накопленных на
Земле энергетических ресурсов: угля, нефти,
газа, гидроэнергии и т. п.
Впервые реакция ядерного синтеза была осу-
ществлена в термоядерной бомбе. При умении
контролировать термоядерную реакцию, т. е. при
осуществлении спокойного протекания процесса,
человечество получит возможность использовать
в земных условиях огромные запасы ядерной
энергии легких элементов прямым путем, а не
косвенно — через радиацию солнца.
Именно этой цели — зажечь искусственное
солнце на Земле и получить возможность контро-
лируемым способом извлекать ядерную энергию
93
Е. П. ВЕЛИХОВ, Б. Б. КАДОМЦЕВ
из легких элементов с помощью термоядерной
реакции — посвящены упорные усилия ученых
многих лабораторий мира. Об их успехах, наде-
ждах и планах мы и хотели бы рассказать читате-
лям.
Напомним, что ядра атомов состоят из прото-
нов и нейтронов, причем, как правило, одному и
тому же химическому элементу соответствуют
ядра с разным количеством нейтронов. Такие раз-
новидности ядер называются изотопами. Напри-
мер, у простейшего химического элемента водо-
рода есть три изотопа.
Обычный водород (Н), или протий, имеет в ка-
честве ядра протон, ядро дейтерия (D) состоит из
протона и нейтрона, а ядро трития (Т) — из про-
тона и двух нейтронов.
Ядерные реакции синтеза могут происходить
между изотопами водорода. Очень заманчивой
является реакция слияния двух ядер дейтерия.
Самого дейтерия достаточно много в обычной
воде, извлечь его из воды нетрудно, и в соответ-
ствующем перерасчете запасы ядерной энергии в
обычной воде практически неисчерпаемы. Но, к
сожалению, процесс слияния ядер дейтерия про-
текает не столь быстро, как хотелось бы, и тре-
бует более труднодостижимых условий, чем для
другой реакции синтеза изотопов дейтерия, а
именно, реакции Д+Т. Образовавшиеся после
реакции ядро гелия и нейтрон разлетаются от
места реакции с огромной скоростью (например,
скорость нейтрона составляет около 50 тыс.
км/с). Их кинетическая энергия и составляет
энергетический выход реакции.
Тритий радиоактивен — его ядра неустой-
чивы и распадаются со временем (с периодом
полураспада около 12 лет). Поэтому на Земле
трития практически нет. Но его можно воспроиз-
вести из лития с помощью тех самых быстрых
нейтронов, которые образуются при D + T-реак-
ции. Расчеты показывают, что тритий в нужных
количествах может быть легко воспроизведен из
лития в том же самом термоядерном реакторе, в
котором будет происходить реакция «горения»
дейтерия с тритием. Таким образом, в расчете на
D + T-реакцию ресурсы «топлива» определяются
ресурсами лития. В перерасчете на энергию этих
ресурсов на Земле примерно столько же, сколько
и ресурсов тяжелого топлива (урана, тория) для
обычных атомных реакторов, т. е. их хватит на
сотни лет, в отличие от ресурсов химического
топлива, которые могут быть исчерпаны значи-
тельно раньше.
Как мы упомянули раньше, реакции ядерного
синтеза сходны с химическими реакциями, только
вместо соединения атомов здесь происходит
соединение ядер. Оказывается, что аналогия идет
дальше: подобно тому, как для химической реак-
ции горения водорода требуется его поджечь, т. е.
нагреть до высокой температуры, для протекания
реакции ядерного синтеза также нужно нагреть
вещество (т. е. смесь дейтерия с тритием).
Именно поэтому реакции ядерного синтеза и
называются термоядерными.
Термоядерные реакции протекают только при
очень высоких, точнее, сверхвысоких температу-
рах. Так, для наиболее легко «воспламеняющей-
ся» смеси дейтерия с тритием температура должна
быть выше 50 млн. градусов. Поэтому первой
задачей в достижении термоядерной реакции
является нагрев водорода до температуры в
десятки миллионов градусов. В водородной бом-
бе для этого служит «запал» из атомной бомбы,
а для управляемой реакции следует найти другие,
менее мощные, но достаточно эффективные ме-
тоды нагрева.
Кроме высокой температуры, для протекания
термоядерной реакции необходимо выполнение
еще одного условия: такое состояние должно
поддерживаться некоторое время, чтобы успела
прореагировать заметная доля ядер. Это время
зависит от скорости протекания реакции, и оно
тем больше, чем меньше плотность вещества и
чем медленнее идет реакция. Так, в бомбе реакция
успевает протечь за время ее инерционного раз-
лета.
При желании сделать реакцию менее мощной
и более медленной плотность реагирующего ве-
щества нужно сильно уменьшить, но при этом и
время поддержания сверхвысокой температуры
должно быть во много раз увеличено.
Требуемая величина времени поддержания
высокой температуры, т. е. времени удержания
тепла в нагретом водороде, давно известна. Для
того чтобы мощность, выделенная в плазме при
термоядерных реакциях, покрывала потребля-
емую реактором, необходимо получить параметр
удержания пт при определенной рабочей темпера-
туре. Это условие называют критерием Лоусона.
Реакция дейтерия с тритием может сама поддер-
живать себя при пт>3’ 1014см-3с и рабочей тем-
пературе около 100 млн. градусов. Здесь п —
плотность, т. е. число частиц (ядер дейтерия и три-
тия) в кубическом сантиметре, ат — время удер-
жания. Например, при п =1014 время т должно
быть больше секунды. Скорость протекания ре-
акции за время масштаба секунды представля-
ется вполне подходящей с точки зрения воз-
можностей ее регулирования. Да и плотность
1014 вполне разумна: ведь при температуре в
сотни миллионов градусов газ при такой плот-
ности будет иметь давление в несколько атмо-
сфер, т. е. оно не очень велико с точки зрения
механических нагрузок на реактор.
Но как же в земных условиях можно столь
длительное время удерживать вещество при тем-
пературе, большей, чем температура в центре
Солнца? Уже давно для этой цели был предложен
принцип магнитного удержания. Дело в том, что
в отличие от обычного газа вещество при сверх-
высокой температуре находится в состоянии
плазмы: атомы распадаются на свои составные
части — электроны и ионы (ядра). Электроны
94
УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ
и ионы заряжены, поэтому на них можно подей-
ствовать магнитным полем.
В магнитном поле заряженные частицы дви-
жутся по спиральным траекториям, навитым на
силовые линии. Тем самым они могут быть изо-
лированы от стенок, так что можно говорить о
магнитной ловушке для плазмы.
Магнитные ловушки бывают двух типов:
открытые и закрытые. В открытой, или зеркаль-
ной, ловушке плазма выглядит в виде «веретена»,
по ее торцам силовые линии сгущаются, т. е. маг-
нитное поле становится сильнее. В результате
образуются магнитные зеркала, которые отра-
жают основную часть падающих на них заряжен-
ных частиц и тем самым осуществляют удержа-
ние плазмы в продольном направлении (по отно-
шению к магнитному полю).
После многих лет упорных исследований по
удержанию плазмы в ловушках такого типа на
Рис. 1. Установка Токамак-10
основе стабилизации многочисленных неустойчи-
востей плазмы (основной вклад здесь был внесен
советскими учеными) американским физикам
удалось получить в открытых ловушках плазму с
нужными температурой и плотностью. Заполне-
ние ловушки плазмой осуществлялось инжекцией
мощных потоков быстрых нейтральных атомов
водорода. В результате удалось создать плазму с
плотностью 1014 частиц в 1 см3 при температуре
около 100 млн. градусов. Это как раз те величи-
ны, которые требуются для будущих реакторов, и
по этим двум параметрам получена настоящая
термоядерная плазма. Однако время удержания
плазмы в такой ловушке очень мало: оно состав-
ляет тысячные доли секунды вместо необходимых
одной или нескольких секунд. Причем в этом
отношении открытые ловушки имеют принци-
пиальный дефект: они удерживают не все
частицы плазмы, и поэтому основная утечка
частиц идет в продольном направлении — сквозь
«дырявые» магнитные зеркала.
95
Е. П. ВЕЛИХОВ, Б. Б. КАДОМЦЕВ
Рис. 2. Схема Токамака
(Т-20) в разрезе. Внутри то-
роидальной камеры элект-
рическим разрядом создает-
ся высокотемпературная
плазма, имеющая форму
тора (бублика). Разряд в
плазменном витке создает-
ся с помощью первичной
обмотки (индуктора), а вся
установка похожа на боль-
шой трансформатор. Для
стабилизации плазмы слу-
жат катушки продольного
магнитного поля
В настоящий момент физики обсуждают, как
можно поправить ситуацию, и в этом отношении
высказаны некоторые предложения, но пока еще
не вполне ясна их осуществимость.
С точки зрения эффективности удержания
плазмы более обещающими представляются за-
мкнутые ловушки. Значительными преимуще-
ствами среди них обладает так называемый тока-
мак, впервые созданный в СССР.
В токамаке плазма имеет форму бублика, так
что утечка частиц вдоль магнитного поля отсут-
ствует: поле замкнуто в тор. Поэтому, чтобы
добраться до стенки, частице требуется переска-
кивать с силовой линии на соседнюю силовую
линию и так далее до соприкосновения со стен-
кой. Такие перескоки действительно имеют место
при столкновениях частиц между собой, но оче-
видно, что чем больше размеры плазмы, тем
больше времени потребуется частице, чтобы
попасть на стенку. Другими словами, в замкнутой
ловушке, в частности в токамаке, время удержа-
ния частиц возрастает с размерами плазмы, и
поэтому существует очень простой способ улуч-
шения этого параметра: нужно просто увеличи-
вать установку.
Этот вывод на самом деле не носит такого
умозрительного характера, как может показаться
из изложенного выше. Он был проверен и под-
твержден многочисленными экспериментами.
Обширные экспериментальные исследования,
выполненные академиком Л. А. Арцимовичем и
его коллегами, позволили наметить последу-
ющие этапы исследовательской работы. В част-
ности, они послужили основой для предложения
по созданию крупнейшей термоядерной уста-
новки Токамак-10 (Т-10). Летом 1975 г. эта уста-
новка была введена в строй в Институте атомной
энергии имени И. В. Курчатова.
Первая же серия экспериментов на Т-10 пока-
зала правильность развитых ранее представле-
ний, и экспериментально измеренные параметры
плазмы оказались в хорошем соответствии с
теоретическими предсказаниями. На Т-10 в
импульсах получалась плазма с температурой
около 13—15 млн. градусов и плотностью около
1014 частиц/см3 вблизи центра шнура. Эта
плотность достаточна для будущих термоядерных
реакторов, а температура должна быть повышена
в 7—10 раз, что может быть сделано с помощью
дополнительных методов нагрева. Такой экспе-
римент по нагреву плазмы был проведен на уста-
новке ПЛТ, которая была введена в строй в Прин-
стоне и которая представляет собой токамак,
имеющий размеры, близкие к Т-10. Американ-
ским физикам удалось достигнуть температуры
70 млн. градусов при дополнительном нагреве
плазмы мощностью около 2 МВт. На зеркальных
ловушках температура такого масштаба и даже
более высокая достигалась и ранее, но на очень
короткое время. Что же касается времени удержа-
ния тепловой энергии, то на Т-10 оно составляет
величину около 0,06 с. Для реакторов это время
должно быть в 10—15 раз больше, но именно в
отношении этой величины, как мы уже говорили,
96
УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ
путь ясен — нужно увеличивать размеры уста-
новки. А прогнозируемые в настоящее время
реакторы на основе токамака обладают как раз
примерно такими размерами, которые являются
разумными с точки зрения достижения необходи-
мых параметров плазмы.
В токамаках-реакторах термоядерная реакция
должна протекать в форме спокойного горения
дейтериево-тритиевой смеси. Другой подход к
управляемой реакции синтеза состоит в осуще-
ствлении ее в виде серии взрывов небольшой
мощности. Системы, где предполагается получе-
ние «пламени», называются стационарными, а
системы, использующие серии взрывов, — им-
пульсными. Во втором варианте предполагается,
что реакция должна успеть протечь за очень
короткое время, пока еще не успела разлететься
реагирующая смесь. На этом пути не обязательно
ориентироваться на магнитную термоизоляцию
плазмы — если время реакции очень мало, то
она успеет протечь до остывания вещества за счет
теплопроводности.
В импульсном термоядерном синтезе речь
фактически идет о создании термоядерных взры-
вов очень малой мощности; и уже давно было
ясно, что мощность взрыва будет тем меньше, чем
больше плотность термоядерной мишени. В са-
мом деле, чем больше плотность, тем быстрее
протекает реакция и тем меньше могут быть ее
размеры. Поэтому для создания минимально
малых взрывов желательно делать более плот-
ную мишень, например, использовать твердую
льдинку из смеси дейтерия с тритием. Но для
нагрева такой плотной мишени требуется очень
большая удельная мощность.
Длительное время не существовало средств
для концентрации мощности до очень больших
значений, и поэтому очевидные соображения о
желательности повышения плотности мишени не
Рис. 3. Работающая в настоящее время американская уста-
новка ПЛТ масштаба Т-10 в сравнении с проектируемой
установкой ТФТР (испытательный термоядерный реактор),
которая должна начать работать в 1981 г. в Принстоне
могли быть реализованы. И лишь в начале 60-х
годов с появлением мощных лазеров и реляти-
вистских электронных пучков выявились принци-
пиально новые технические средства для достиже-
ния огромных значений плотности потока энер-
гии. Соответственно стали использовать и новые
подходы к решению проблемы управляемого тер-
моядерного синтеза. В настоящее время оба этих
направления очень быстро развиваются и, судя по
всему, имеют хорошие перспективы.
Как показали аналитические и численные рас-
четы, процессы взаимодействия световых и элек-
тронных пучков с плазмой весьма сложны, и для
оптимизации этих процессов желательно ис-
пользовать сложные мишени, в которых, кроме
термоядерного заряда, должны быть слои из раз-
личных материалов для лучшего «усвоения»
энергии пучков, более «мягкого» нагрева
мишени и ее дополнительного сжатия, увеличе-
ния времени разлета и т. д. Особенно результа-
тивным представляется использование эффекта
сжатия центральной части мишени за счет разлета
ее периферийных слоев: сжатие в сто — тысячу
раз существенно снижает величину полной энер-
гии, необходимой для зажигания мишени.
Проведенные в последние годы эксперименты
показали, что действительно можно осуществить
процесс сильного сжатия мишеней. И с помо-
щью лазеров, и с помощью релятивистских элек-
тронных пучков достигнуто сжатие вещества в
несколько сотен (до тысячи) раз. При этом уда-
ется нагреть центральную часть мишени до тем-
пературы около или несколько выше 10 млн.
градусов. В отношении величины пт здесь, как и
в токамаках, нет принципиальных ограничений.
Уже сейчас эта величина близка к 1014, а за счет
увеличения размеров мишеней (и соответственно
размеров лазеров и ускорителей электронных
пучков) она может быть сделана еще выше.
Таким образом, можно сказать, что исследова-
ния по управляемому термоядерному синтезу
находятся сейчас в фазе очень быстрого прогрес-
са. Из трех необходимых для протекания D + T-
реакции параметров (температура, плотность и
время удержания) порознь каждый или даже в
комбинации с одним из двух других получены.
Задача заключается в достижении всех трех пара-
метров в одном эксперименте. Судя по темпам
прогресса, это будет достигнуто, вероятно, в тече-
ние ближайших нескольких лет.
Что может дать нам термоядерная энергия, и в
каких формах она может быть использована в
ближайшем будущем (скажем, в конце этого или
в начале следующего столетия)?
Как мы уже упоминали выше, первые термо-
ядерные реакторы будут работать не на чистом
дейтерии, а на смеси дейтерия с тритием,
поскольку реакция в такой смеси протекает
наиболее быстро и притом при достаточно «уме-
ренной» температуре — около 100 млн. граду-
сов.
97
Е. П. ВЕЛИХОВ, Б. Б. КАДОМЦЕВ
Рис. 4. Термоядерные мишени для лазерного термоядер-
ного синтеза — это крохотные стеклянные сферы, запол-
няемые смесью дейтерия с тритием
В результате слияния ядер дейтерия и трития
рождается ядро гелия-4 (альфа-частица) и
нейтрон. Термоядерная энергия, которая выделя-
ется в виде кинетической энергии продуктов
реакции, распределяется между ними обратно
пропорционально их массам, так что 80% энергии
синтеза приходится на нейтроны. Альфа-частицы
будут оставаться внутри плазмы, расходуя свою
Рис. 5. «Ангара» — ускоритель релятивистских электро-
нов для импульсного термоядерного синтеза
кинетическую энергию на ее «подогрев». Ней-
троны же практически беспрепятственно (магнит-
ное и электрическое поля на них не действуют)
будут выходить из плазменного объема наружу.
Таким образом, задача использования энергии
термоядерных реакций сводится в основном к
использованию энергии быстрых нейтронов.
Для этой цели реагирующая D + T-плазма
должна быть окружена специальной оболочкой, в
которой энергия нейтронов будет поглощаться и
переходить в тепло. Эту оболочку принято назы-
вать бланкетом (по-английски — «одеяло»).
В бланкете должны быть каналы для циркуляции
теплоносителя, снимающего энергию, выделен-
ную при торможении нейтронов. В первых реак-
торах будет использоваться обычный паро-водя-
ной способ преобразования тепловой энергии в
электрическую, т. е. энергия теплоносителя в
теплообменнике будет передаваться воде, цирку-
лирующей во втором контуре, превращать ее в
пар под давлением, который, в свою очередь,
будет вращать турбины и генераторы, вырабаты-
вающие электроэнергию. В дальнейшем, воз-
можно, будут разработаны другие способы пре-
образования термоядерной энергии в электриче-
скую, в том числе способы прямого преобразова-
ния.
Напомним, что трития в естественном виде нет
в отличие от дейтерия, который содержится в
тяжелой воде, составляющей примерно 0,016%
обычной воды. Поэтому необходимо, чтобы реак-
тор, работающий на дейтериево-тритиевой смеси,
98
УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ
сам производил для себя тритий. Наиболее подхо-
дящей для восстановления трития является — об
этом уже говорилось — реакция взаимодействия
нейтронов с литием.
Значит, исходным «горючим» для термоядер-
ного реактора на самом деле будут служить дей-
терий и литий, запасы которых на земном шаре
вполне достаточны для большой энергетики, в
частности, как мы упоминали выше, запасы ядер-
ной энергии в литии примерно равны запасам
энергии в уране.
Таким образом, в рамках предположения об
осуществимости D + Т-синтеза рассуждения о пре-
имуществах и месте термоядерных реакторов сле-
дует строить не на основе эмоциональных аргу-
ментов о безбрежном океане энергии в морской
воде (хотя решение проблемы термоядерного
синтеза на основе D + T-реакции, безусловно,
является шагом к последующему достижению
D + D-реакции и овладению ресурсами дейтерия).
Здесь, скорее, следует оценить другие аспекты
возможных выгод и преимуществ от создания
термоядерных реакторов.
У термоядерных реакторов (пока еще, разуме-
ется, гипотетически) есть такие общие с обыч-
ными атомными реакторами достоинства, как
огромные ресурсы сравнительно дешевого то-
плива, отсутствие химического засорения среды,
достаточная их безопасность. Но при этом у тер-
моядерных реакторов могут быть определенные
преимущества и дополнительные возможности:
1.	Они обладают значительно большей ядер-
ной безопасностью, что позволяет упростить про-
блему их размещения вблизи городов и в густо-
населенной местности.
2.	При правильном выборе материалов термо-
ядерный реактор будет производить существенно
меньшее количество радиоактивных отходов и с
более коротким временем их полураспада, чем
реакторы деления, что существенно упрощает
проблему захоронения отходов.
3.	Термоядерный реактор дает гораздо больше
нейтронов на единицу мощности, и тем самым он
может создать уникальную возможность для про-
изводства и трансформации элементов.
4.	Энергия термоядерного реактора выделя-
ется в основном в форме быстрых нейтронов; и
их большой пробег в веществе позволяет отде-
лить зону ядерных реакций от зоны энерговыде-
ления, что в принципе открывает дорогу для
высокотемпературных циклов преобразования
энергии, производства высокотемпературного
тепла и синтетического топлива.
Возможность использования термоядерного
реактора для трансформации элементов вместе с
очевидным соображением, что термоядерные ре-
акторы начнут функционировать в условиях
достаточно развитой ядерной энергетики, есте-
ственно, приводит к идее так называемого
гибридного, ядерно-термоядерного реактора.
Гибридный реактор, или сокращенно гибри-
Рис. 6. Схема эксперимента по сжатию термоядерной ми-
шени релятивистским электронным пучком: конусовид-
ная полость в свинце заполняется дейтерием, закрывает-
ся двухслойной фольгой из золота и полиэтилена и об-
лучается мощным пучком электронов, которые нагре-
вают и испаряют фольгу. Продукты «взрыва» фольги
сжимают мишень в тысячу раз и нагревают ее до темпе-
ратуры выше 10 млн. градусов
дер, — это термоядерный реактор с бланкетом,
содержащим уран или торий. В таком реакторе
термоядерная реакция является главным образом
источником быстрых нейтронов, которые могут
делить ядра урана в бланкете с выделением энер-
гии деления. Так как в гибридере термоядерная
реакция не является главным источником энер-
гии, то в плазме такого реактора не обязательно
достигать зажигания термоядерной реакции: вы-
сокотемпературная плазма может быть доста-
точно интенсивным источником энергии в усло-
виях вынужденной реакции, когда плазма допол-
нительно подогревается извне. Таким образом, к
параметрам плазмы гибридного реактора предъ-
являются гораздо меньшие требования, чем к
плазме чистого реактора (например, в несколько
раз уменьшается требуемое пт), и поэтому они
будут достигнуты гораздо раньше, буквально
через несколько лет. Соответственно снижаются
требования к стенкам камеры, удерживающей
плазму, так как через нее можно пропускать
поток нейтронов меньшей интенсивности.
В качестве делящегося материала для гибри-
деров можно использовать ураново-плутониевое
и ториевое топливо. При этом возможна оптими-
зация бланкета на производство делящегося
топлива для атомных тепловых электростанций
или на производство электроэнергии в самом
гибридере.
Расчеты показывают, что один гибридный
реактор заданной тепловой мощности, кроме
вырабатываемой им электроэнергии, может на-
рабатывать плутоний в количестве, достаточном
для обеспечения пяти обычных атомных реакто-
ров с той же тепловой мощностью. Таким
99
Е. П. ВЕЛИХОВ, Б. Б. КАДОМЦЕВ
Рис. 7. Проект «Ангары-5» — демонстрационного термо-
ядерного реактора с использованием мощных ускорите-
лей электронных пучков
Сегодня ученые, работающие в области
управляемой термоядерной реакции, более чем
когда-либо уверены в том, что практическое
применение реакций синтеза будет достигнуто в
текущем столетии. Уровень научно-исследова-
тельских работ сейчас таков, что достижения
физических условий протекания термоядерной
реакции можно ожидать в ближайшие несколько
лет. Соответственно сейчас начинается фаза пере-
хода от научно-исследовательских работ к инже-
нерно-физическим и опытно-конструкторским
разработкам. Представляется естественным осво-
ить сначала гибридные, ядерно-термоядерные ре-
акторы и на основе их технологии перейти к раз-
работке и последующему созданию чистых реак-
торов, сначала дейтерий-тритиевых, а в более
отдаленном будущем —дейтериевых.
Рис. 8. Проект термоядерного реактора токамака Вискон-
синского университета (США)
образом, гибридный реактор может принять на
себя функции, которые обычно связывают с бри-
дерами, т. е. реакторами-размножителями.
А именно он может производить топливо для
обычных реакторов. Время наработки партии
топлива определяется мощностью реактора,
удельной нагрузкой и циклом перегрузки. При
быстром вводе в строй гибридные реакторы,
оптимизированные на «наработку» делящегося
горючего, имеют определенные преимущества
перед бридерами, так как они сами не нуждаются
в ядерном топливе, а все топливо отдают «на
сторону».
Если гибридный реактор оптимизирован на
производство электроэнергии, то он тоже может
обладать определенными достоинствами, по-
скольку в качестве ядерного топлива такой реак-
тор может использовать отвальный уран, и при
этом возможен очень глубокий уровень его
выгорания.
100
ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ КИРИЛЛИН,
ПЕТР СТЕПАНОВИЧ НЕПОРОЖНИЙ,
АЛЕКСАНДР ЕФИМОВИЧ ШЕЙНДЛИН
НА ПУТИ К МГД-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Владимир Алексеевич Кириллин (р. 1913) — специалист в области энерге-
тики и теплофизики, академик.
Окончил Московский энергетический институт в 1936. В 1943 защитил
кандидатскую, а в 1951 — докторскую диссертацию. В 1953 избран чле-
ном корреспондентом АН СССР, а в 1962 — академиком. С 1963 по
1965 вице-президент АН СССР. С 1965 по 1980 заместитель
Председателя Совета Министров СССР, председатель Госу-
дарственного комитета Совета Министров СССР по науке и тех-
нике. Один из основоположников отечественной теплофизической шко-
лы, автор более 150 научных работ, в том числе около 20 моногра-
фий и книг.
Большой вклад сделан В. А. Кириллиным в постановку и широкое
развертывание научных исследований в области МГД-преобразования
энергии. Под его научным руководством созданы крупные эксперименталь-
ные МГД-установки и разработана программа внедрения МГД-метода пре-
образования в энергетику.
За работы в области энергетики и теплофизики удостоен Ленинской и Госу-
дарственной премий.
В. А. Кириллин — член ЦК КПСС. Награжден многими орденами и меда-
лями.
Петр Степанович Непорожний (р. 1910)— инженер-гидротехник, доктор
технических наук, профессор, член-корреспондент АН СССР, лауреат
Ленинской премии, министр энергетики и электрификации СССР.
В 1933 окончил Ленинградский институт инженеров водного транспорта.
В 1959 защитил докторскую диссертацию. С 1963 — руководитель строи-
тельства всех основных новых энергетических объектов в стране.
Избран в члены-корреспонденты АН СССР в 1979.
Автор около 100 научных трудов, в том числе более 20 монографий и книг.
В последние годы активно работает над созданием и внедрением поточных
методов строительства гидроузлов, руководит строительством атомных
электростанций, является одним из ведущих руководителей программы раз-
вития энергетики СССР, в частности программы строительства атомных
электростанций до 2000 года. Много работает над внедрением МГД-метода
преобразования энергии в большую энергетику.
П. С. Непорожний — член ЦК КПСС. Награжден многими орденами и
медалями.
реобразование химической энер-
гии органического топлива, а
также ядерной энергии в электрическую прак-
тически всегда происходит путем промежуточ-
ного преобразования исходной энергии в тепло и
последующего использования тепла для получе-
ния механической и затем электроэнергии.
Такой путь неизбежно, в соответствии с фун-
даментальным вторым законом термодинамики,
приводит к сравнительно малой эффективности
этого преобразования.
Александр Ефимович Шейндлин (р. 1916)— известный ученый в области
энергетики и теплофизики, академик, лауреат Ленинской и Государствен-
ной премий, директор Института высоких температур АН СССР.
В 1937 окончил Московский энергетический институт. В 1943 защитил
кандидатскую, а в 1953—докторскую диссертации. Член-корреспондент
АН СССР с 1964, а в 1974 избран академиком.
Автор около 150 научных работ, в том числе книг и монографий.
Широко известны работы А. Е. Шейндлина в области теплофизики. Им, в
частности, много сделано в изучении калорических свойств водяного пара
высоких параметров и свойств твердых веществ при весьма высоких темпе-
ратурах. Значительный вклад внес А. Е. Шейндлин в область МГД-преоб-
разования энергии. Под его научным руководством и при непосредственном
участии проведены разработки всех крупных экспериментальных МГД-
установок в нашей стране.
Из второго закона термодинамики следует,
что КПД установки, использующей тепло для
преобразования в механическую или электриче-
скую энергию, не может быть выше КПД тепло-
вого цикла Карно:
1 Карно J’j
где — верхняя температура цикла в градусах
Кельвина, Т2 — нижняя температура цикла,
101
В. А. КИРИЛЛИН, П. С. НЕПОРОЖНИЙ, А. Е. ШЕЙНДЛИН
обычно близкая к температуре окружающей
среды (около 300 К).
Верхняя температура водяного пара (рабочего
тела) современных паротурбинных электростан-
ций, работающих на органическом топливе,
около 850 К, атомных электростанций — обычно
еще ниже. Это обстоятельство, несмотря на высо-
кое совершенство самого паротурбинного цикла,
и определяет прежде всего относительно неболь-
шое значение КПД паротурбинных электростан-
ций, которое, как правило, не более 40%. Тем
самым до 60 % энергии органического или ядер-
ного топлива в виде низкопотенциального тепла
бесполезно рассеивается в окружающей среде.
В газотурбинных и комбинированных парога-
зовых установках верхняя температура рабочего
тела может достигать больших значений, однако
из-за несовершенства реального теплового цикла
этих установок их КПД также, как правило, не
превосходит 40 %.
Каковы же принципиально возможные верх-
ние рабочие температуры теплосиловых устано-
вок?
Для установок, работающих на органическом
топливе, под такой температурой следует пони-
мать предельную температуру сгорания этого
топлива — угля, нефти, мазута, природного газа.
В определенных условиях (при предварительном
подогреве воздуха, необходимого для сгорания
топлива, а тем более при небольшом обогащении
воздуха кислородом и последующем его предва-
рительном нагреве) температура продуктов сго-
рания органических топлив может достигать
3000 К.
В ядерных энергетических установках верхние
температуры в принципе могут быть весьма
высокими. В некоторых типах реакторов, напри-
мер в так называемых газофазных, в которых
делящееся вещество находится в активной зоне
реактора в газовой фазе, температуры рабочего
тела могут достигать многих тысяч градусов.
Высокие температуры рабочего тела возможны и
в будущих термоядерных установках.
Обратимся снова к выражению для КПД
цикла Карно. Как следует из рис. 1, по мере
роста верхней температуры цикла 7\ сначала
имеет место значительный рост КПД, а после
достижения температуры порядка 3000-—5000 К
он практически не увеличивается.
Таким образом, существенное повышение эф-
фективности преобразования энергии органиче-
ского топлива, а также ядерной энергии в элек-
трическую требует прежде всего резкого повы-
шения температуры рабочего тела вплоть до
величины порядка 3000 К и выше.
Единственную технически разумную возмож-
ность осуществления теплового цикла с такой
верхней температурой дает магнитогидродинами-
ческий метод преобразования энергии. Дело в
том, что рабочее тело (продукты сгорания) с тем-
пературой 2000—3000 К может обладать замет-
102
ной электропроводностью, что позволяет совме-
стить процесс преобразования тепловой энергии
рабочего тела в механическую (тепловая машина)
с процессом преобразования механической энер-
гии в электрическую (электрическая машина) в
одном агрегате — МГД-генераторе.
МГД-генератор — это установка прямого
преобразования тепла в электроэнергию, в кото-
рой роль проводника, где индуцируется электро-
движущая сила (ЭДС), играет высокоскоростная
струя электропроводящего рабочего тела, пересе-
кающая поперечное магнитное поле.
Хотя принципиальная возможность получения
электроэнергии магнитогидродинамическим ме-
тодом была впервые продемонстрирована Фара-
деем еще в 1831 г., только в последние
15—20 лет был сделан важный вклад в разра-
ботку промышленных МГД-установок. Успехи
эти в решающей степени были определены дости-
жениями в области физики плазмы и высокотем-
пературной технологии.
Различают три основных вида энергетических
МГД-установок: плазменные МГД-установки от-
крытого цикла, плазменные МГД-установки за-
крытого цикла и жидкометаллические МГД-уста-
новки.
МГД-генераторы открытого цикла
В настоящее время для использования в боль-
шой энергетике наиболее перспективны МГД-
установки открытого цикла. Рабочим телом в них
являются продукты сгорания органических то-
плив. Для получения требуемых высоких темпе-
ратур (порядка 3000 К) сжигание топлива произ-
водится в подогретом воздухе, обычно обогащен-
ном кислородом. В плазменное (электропроводя-
щее) состояние продукты сгорания переходят при
этих температурах путем ввода в них небольшого
количества легкоионизирующейся присадки (ка-
лия или цезия). Полученная плазма направляется
в канал МГД-генератора (рис. 2), где она
взаимодействует с магнитным полем генератора.
Индуцируемый постоянный электрический ток
преобразуется затем в инверторных системах в
переменный и направляется потребителю.
Указанное преобразование энергии может
происходить эффективно лишь при достаточно
высокой электропроводности плазмы, определя-
емой прежде всего ее температурой. Поэтому на
выходе из МГД-генератора температура продук-
тов сгорания еще очень высока — выше
2200—2300 К. Для достижения высокого КПД
электростанции (что особенно важно для станций,
работающих на базисную нагрузку) продукты
сгорания, выходящие из МГД-генератора, на-
правляются в парогенератор обычной паротур-
бинной установки. Таким образом, МГД-генера-
тор — не только источник электроэнергии, но и
представляет собой своеобразную надстройку к
обычной паротурбинной электростанции.
НА ПУТИ К МГД-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
МГД-генератор может применяться в каче-
стве надстройки не только к обычной паротур-
бинной станции. Он хорошо сочетается с любой
другой возможной тепловой электростанцией:
парогазовой, газотурбинной, термоэмиссионной,
углекислотной, на диссоциирующих газах и т. п.
При этом всегда получится дополнительный
выигрыш в КПД.
Таким образом, схема с МГД-генератором
открытого цикла оказывается вне конкуренции с
другими схемами, используемыми для повыше-
ния тепловой эффективности станций. КПД (нет-
то) крупных тепловых станций МГД-генерато-
ром открытого цикла уже на первых этапах их
внедрения будет составлять 50%, а в дальнейшем
он может быть поднят до 55—60%.
Весьма привлекательной возможностью для
крупной энергетики явится использование МГД-
установок открытого цикла для снятия пиковых
нагрузок. В этом случае речь идет об МГД-уста-
новке без паротурбинной части. Будучи необы-
чайно простой и имея КПД, сравнимый с КПД
популярных ныне пиковых паротурбинных уста-
новок, МГД-установка сравнительно дешева и
необычайно приемиста (время запуска может
составлять несколько секунд). Быстрота запуска
пиковых МГД-установок привела к предложе-
нию использовать эти установки для предотвра-
щения аварийных ситуаций в энергетических
системах. Мощность единичного агрегата таких
установок может составлять многие сотни МВт и
даже доходить до 1000 МВт.
МГД-генераторы закрытого цикла
в ядерной энергетике
В отличие от открытого в закрытом цикле*
МГД-установки возможно применение для на-
грева газа высокотемпературного газоохлажда-
емого ядерного реактора с использованием в
качестве рабочего тела некоторых инертных
газов (например, гелия или аргона). В этом
случае МГД-генератор может работать с так
называемой неравновесной плазмой при темпера-
турах газа существенно ниже 3000 К, например,
при начальных температурах порядка
1700—2000 К.
Это возможно потому, что существует способ
обеспечить достаточную проводимость за счет так
называемой неравновесной ионизации. Плазма,
возникающая при нагреве инертного газа со
щелочной присадкой, в достаточно сильном элек-
трическом поле оказывается двухтемпературной:
электронная температура значительно превышает
температуру тяжелых частиц, что и обеспечивает
достаточно высокую электропроводность.
* Системы закрытого цикла характеризуются тем, что
использованное рабочее вещество снова подается на вход
системы и опять проходит все стадии цикла.
Рис. 1. Зависимость термического КПД цикла Карно от
верхней температуры цикла I i
100
80
6
X
Q.
СО
X 60
40
600 1200 1800 2400 Тр°Н
В действительности ряд присущих неравновесной
плазме неустойчивостей несколько ослабляет
указанный эффект. Отметим, что сначала в
СССР, а затем и в других странах были созданы
МГД-генераторы на неравновесной плазме,
обеспечивающие преобразование в электроэнер-
гию 20% и более начальной энергии рабочего
тела.
Предварительные проектные оценки показа-
ли, что АЭС с МГД-генераторами на неравновес-
ной плазме с начальной температурой
1700—2000 К должны иметь технико-экономи-
ческие показатели, недостижимые для других
схем АЭС. Поскольку в настоящее время отсут-
ствуют надежно работающие газоохлаждаемые
реакторы даже на существенно более низкие тем-
пературы, работы по МГД-генераторам на
неравновесной плазме во многих странах были
свернуты, однако мы полагаем, что в недалеком
будущем интерес к ним может возродиться.
Перспективы внедрения МГД-генераторов в
ядерную энергетику могут существенно расши-
риться в связи с газофазными реакторами. В га-
зофазном реакторе (например, на гексафториде
урана) рабочее тело может быть нагрето до суще-
ственно более высоких температур, например до
10 000 К.
При таких температурах даже без применения
ионизирующейся присадки равновесная проводи-
мость плазмы может оказаться весьма высокой,
на порядок превышающей проводимость плазмы
продуктов сгорания в МГД-генераторах откры-
того цикла. В настоящее время сведений о газо-
фазных реакторах очень мало, однако стремление
повысить эффективность преобразования ядер-
ной энергии в электрическую объективно должно
всячески стимулировать работы в этом направле-
нии.
В отличие от реакторов деления ядерные реак-
торы синтеза имеют существенно более слабые
ограничения по температуре активной зоны.
К тому же реакторы термоядерного синтеза неза-
висимо от их типа по природе своей являются
источниками высокопотенциального тепла.
В Институте высоких температур АН СССР
103
В. А. КИРИЛЛИН, П. С. НЕПОРОЖНИЙ, А. Е. ШЕЙНДЛИН
Рис. 2. Схема МГД-генера-
тора: 1 — разгонное соп-
ло; 2 — изоляционные стен-
ки МГД-канала; 3 — элект-
родные стенки канала;
4 — обмотка магнита; В —
магнитная индукция;
v — скорость плазмы;
I — электрический ток;
R* — сопротивление на-
грузки
(ИВТАН) совместно с Институтом атомной энер-
гии им. И. В. Курчатова выполнен предэскизный
проект электростанции с газоохлаждаемым тер-
моядерным реактором типа «Токамак» и МГД-
генератором на неравновесной плазме.
Имеются интересные предложения по МГД-
преобразованию энергии термоядерных микро-
взрывов, инициированных концентрированным
лазерным излучением или электронными пучка-
ми. В ИВТАН совместно с Физическим институ-
том АН СССР проведен анализ импульсного
индукционного МГД-генератора на плазме тер-
моядерного микровзрыва. Показано, что за время
10 мкс в электроэнергию может быть преобразо-
вано до 90 % тепловой энергии плазмы (20 % энер-
говыделения микровзрыва).
В ИАЭ им. И. В. Курчатова рассмотрены воз-
можности МГД-преобразования энергии вторич-
ной плазмы микровзрыва с температурой
20—30 тыс. градусов и давлением в сотни атмо-
сфер. Эффективность такого преобразования мо-
жет достигать 70—80 %.
Жидкометаллические МГД-генераторы
Интерес к жидкометаллическим МГД-генера-
торам определяется тем, что они могут использо-
ваться непосредственно в сочетании с жидкоме-
таллическим ядерным реактором на быстрых
нейтронах. Комбинированная установка, вклю-
чающая жидкометаллический МГД-генератор
в качестве надстройки над обычным паротурбин-
ным контуром, может иметь КПД порядка 45%
уже при весьма умеренных (примерно 800° С)
верхних температурах цикла. Однако низкий
внутренний КПД жидкометаллических МГД-уста-
новок усложняет реализацию этих термодинами-
ческих прогнозов. Общей проблемой всех предло-
женных до настоящего времени схем жидкометал-
лических МГД-установок остается создание
эффективного разгонного устройства, формиру-
ющего высокоскоростную струю жидкого метал-
ла, направляемую далее в собственно МГД-гене-
ратор.
Большие потери кинетической энергии в раз-
гонных устройствах приводят к низким значе-
ниям КПД жидкометаллических МГД-установок.
Работы в этой области не вышли пока за рамки
лабораторных установок небольшого масштаба,
однако жидкометаллические МГД-установки со-
храняют благодаря высокой удельной мощности
свою привлекательность для ряда специальных
приложений.
Опытно-промышленная МГД-установка У-25
Изучение проблемы МГД-преобразования
энергии было начато в СССР в 1960 г., и к
настоящему времени в этой области достигнуты
значительные успехи. В 1964 г. в Институте
высоких температур АН СССР Министерством
энергетики и электрификации СССР была
построена первая в мире комплексная МГД-уста-
новка У-02 (рис. 3), которая содержит все основ-
ные элементы промышленной МГД-электростан-
ции. Установка У-02 была предназначена для
проведения широкой программы эксперимен-
тальных работ, включая разработку оптимальной
конструкции МГД-генератора, камеры сгорания,
систем ввода и вывода ионизирующейся присадки
и других элементов контура. Получены ценные
результаты, которые легли затем в основу разра-
ботки и создания опытно-промышленной МГД-
установки У-25.
В 1971 г. в ИВТАН был осуществлен физиче-
ский пуск установки У-25. В течение сравни-
104
НА ПУТИ К МГД-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Основные параметры установки У-25		Освоенные
Параметры	Проектные	
Мощность МГД-генератора, МВт	20,4	20,1
Топливо	Природный газ	Природный газ
Окислитель	Воздух, обогащенный кис- лородом (до 37%)	Воздух, обогащенный кисло- родом (до 40—43%)
Температура подогрева обогащенного воздуха, °C	1200	1200-1250
Начальная температура продуктов сгорания, °C	2500	2600-2650
Ионизирующаяся присадка	До 1%К	До 1% (K+Cs)
Расход продуктов сгорания, кг/с	50	50-60
Скорость плазмы на входе в МГД-генератор, м/с	800	800-900
Давление на выходе МГД-генератора, ат	1,07	1,0-ц
Использование тепла за МГД-генератором	Паросиловой цикл	Паросиловой цикл
Расход электроэнергии на питание магнитной системы, МВт	2,6	2,4
Рис. 3. Общий вид экспе-
риментальной МГД-уста-
новки У-02
105
В. А. КИРИЛЛИН, П. С. НЕПОРОЖНИЙ, А. Е. ШЕЙНДЛИН
Рис. 4. Принципиальная
схема опытно-промышлен-
ной МГД-установки У-25;
1 — кислородная станция;
2 — воздухонагнетатели;
3 — высокотемпературный
регенеративный воздухо-
подогреватель; 4 — каме-
ра сгорания; 5 — система
ввода присадкй; 6 — МГД-
генератор; 7 — магнитная
система МГД-генератора;
8 — инверторная подстан-
ция; 9 — парогенератор;
10 — система вывода при-
садки; 11 — дымососы;
12 — дымовая труба
Рис. 5. Общий вид МГД-ге-
нератора установки У-25.
На переднем плане слева
виден магнит, на заднем
плане: слева — парогене-
ратор, справа — система
вывода присадки и два ды-
мососа
тельно короткого промежутка времени на У-25
проведено большое число научных и технических
экспериментов с целью получения данных о
работе различных узлов применительно к созда-
нию промышленной МГД-электростанции
(МГДЭС).
Проблема дальнейшего развития МГД-метода
преобразования энергии и создания в ближайшем
будущем промышленных МГДЭС первого поко-
ления тесно связана с исследовательскими рабо-
тами и опытом эксплуатации единственной в
мире опытно-промышленной комплексной энер-
гетической МГД-установки У-25, содержащей
все основные элементы будущих промышленных
МГДЭС. Принципиальная схема установки при-
ведена на рис. 4, а на рис. 5 показан общий вид
основных элементов установки.
Установка У-25 работает по следующей схеме
(рис. 4). Атмосферный воздух обогащается до
40% кислородом, получаемым на кислородной
станции 7, сжимается воздухонагнетателем 2 до
давления 3,2—3,5 ат, подогревается в высоко-
температурном регенеративном воздухоподогре-
Рис. 6. Зависимость мощности, полученной в МГД-гене-
раторе, от продолжительности его работы:-СССР,
- - - США, - - - Япония.
КВт
10	1
сен мин.
1
мес.
Продолжительность работы
106
НА ПУТИ К МГД-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Рис. 7. Общий вид высокотемпературных воздухоподо-
гревателей, установленных перед основным зданием У-25
вателе 3 до температуры 1200—1250° С и
подается в камеру сгорания 4, куда одновременно
через систему ввода присадки 5 впрыскивается
ионизирующаяся присадка (раствор карбоната
калия). Образующаяся плазма (с температурой
2500—2550° С) разгоняется в сопле камеры сго-
рания и поступает в МГД-генератор 6 постоянного
тока, имеющий магнитную систему 7. Электри-
ческая энергия, вырабатываемая генератором,
посредством инверторной подстанции 8 пере-
дается в сеть переменного тока. Выходящая из
МГД-генератора плазма с высоким теплосодер-
жанием поступает в парогенератор 9, где ее энер-
гия используется для получения пара с температу-
рой перегрева 540° С и давлением 100 ат. Продук-
ты сгорания (с температурой около 150° С) прохо-
дят через систему вывода присадки 10 и дымо-
сосами 11 через дымовую трубу 12 выбрасы-
ваются в атмосферу.
Основные параметры тепловой схемы приве-
дены в таблице. Следует отметить, что в насто-
ящее время достигнуты практически все проект-
ные параметры теплового контура.
Истекшие годы опытной эксплуатации уста-
новки показали работоспособность всех ее функ-
циональных элементов, доводка оборудования
позволила вывести их характеристики на проект-
ный уровень, и в 1975 г. было достигнуто про-
ектное значение мощности МГД-генератора.
Одновременно интенсивно велись изыскания по
увеличению ресурса его работы. Уже в 1974 г.
была достигнута непрерывная работа установки
в течение 100 ч при уровне мощности порядка
3 МВт, а в 1977 г. длительность непрерывной
работы возросла до 250 ч, причем в конце
работы мощность составила более 10 МВт.
Наиболее важна для энергетических устано-
вок комплексная характеристика мощность —
время работы. Значительный прогресс, достигну-
тый на У-25 в сравнении с другими МГД-уста-
новками, иллюстрирует рис. 6. Полученные ре-
зультаты вплотную приблизили характеристики
опытно-промышленной установки к промышлен-
ной электростанции. В связи с приближающимся
завершением важной исследовательской части
программы работы У-25 все большее развитие
получает непосредственное моделирование на ней
элементов будущих МГД-электростанций —
МГД-канала, камеры сгорания, парогенератора,
систем присадки, инверторов, воздухоподогрева-
телей. Этот опыт является уже достаточной осно-
вой для проектирования головного блока МГД-
электростанции.
Остановимся на некоторых основных систе-
мах установки У-25.
Высокотемпературные воздухоподогреватели.
Для предварительного подогрева окислителя до
температуры порядка 1200° С на установке
используется блок из четырех высокотемператур-
ных воздухоподогревателей (рис. 7), аналогич-
ных воздухоподогревателям доменных печей.
В результате проведенных на У-25 исследований
впервые получены важные результаты по отра-
ботке режимов высокотемпературных воздухопо-
догревателей, работающих на природном газе.
Разработана и внедрена в практику технология
устойчивой подачи окислителя, подогретого до
температур 1200—1250° С.
Заметим, что на установке У-02 был создан
воздухоподогреватель, успешно проработавший
Рис. 8. Камера сгорания КС-3 МГД-установки У-25
107
В. А. КИРИЛЛИН, П. С. НЕПОРОЖНИЙ, А. Е. ШЕЙНДЛИН
Рис. 9. Канал 1Д МГД-генератора, на котором была до-
стигнута проектная мощность установки У-25
108
НА ПУТИ К МГД-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Рис. 10. Канал РМ МГД-генератора установки У-25, на
котором была достигнута непрерывная работа в течение
250 ч
109
В. А. КИРИЛЛИН, П. С. НЕПОРОЖНИЙ, А. Е. ШЕЙНДЛИН
Рис. 11. Совместная советско-американская программа
сотрудничества в области МГД-преобразования предусмат-
ривает испытания сверхпроводящего магнита Аргоннской
национальной лаборатории на установке У-25. В марте
1978 г. был осуществлен энергетический пуск МГД-уста-
новки с американской сверхпроводящей системой. Пред-
полагается, что эта система уникальной конструкции бу-
дет работать в контуре У-25 в течение нескольких лет.
На фотографии — транспортировка магнита
около 15 000 ч при подогреве воздуха
1700—2000° С.
Камера сгорания. Камера сгорания (КС) для
энергетической установки с МГД-генератором
выполняет роль генератора плазмы и в значи-
тельной мере определяет работоспособность и
показатели установки в целом. КС для МГД-эле-
ктростанции должны одновременно отвечать
условиям как стационарной энергетики, так и
ракетной техники, отличаясь от них использова-
нием высокотемпературного (1500—2000 К)
окислителя, наличием ионизирующейся присадки
и высоким (для крупной МГДЭС — до
20—35 кВ) электрическим потенциалом.
Создание и доводка КС такого типа — слож-
ная научно-техническая задача. В опытно-про-
мышленном масштабе она впервые решается на
У-25 применительно к газообразному топливу.
Разработаны и в условиях длительной опытной
эксплуатации испытаны два типа прямоточных
КС— с «холодными» и «горячими» стенками.
Камера сгорания последнего типа показана на
рис. 8. Она отличается малыми тепловыми поте-
рями и обеспечивает необходимый уровень иони-
зации плазмы.
Каналы МГД-генератора У-25. Работы по
исследованию каналов’МГД-генераторов на У-25
развивались в двух направлениях. Одно из
них состояло в совершенствовании так называ-
емого фарадеевского МГД-канала, другое за-
ключалось в создании диагонального МГД-кана-
ла. Рассмотрим более подробно результаты работ
в указанных двух направлениях.
МГД-канал фарадеевского типа имеет две
секционированные электродные стенки и две изо-
ляционные стенки, выполненные из металличе-
ских изолированных друг от друга модулей (см.
рис. 2). Наиболее современную и совершенную
модификацию фарадеевского МГД-канала пред-
ставляет собой канал 1Д (рис. 9). В этом канале
проточная часть спрофилирована таким образом,
чтобы обеспечить оптимальный газодинамиче-
ский режим течения в канале с постоянной око-
лозвуковой скоростью. Температура Электрод-
ных и изоляционных стенок была существенно
увеличена, что привело к значительному увеличе-
нию проводимости плазмы. За счет уменьшения
шага секционирования электродов было увели-
чено их число. Это позволило избежать возникно-
вения межэлектродных пробоев.
В результате проведенных исследований на
канале 1Д в декабре 1975 г. и апреле 1976 г.
достигнута проектная мощность (несколько пре-
вышающая 20 МВт).
Параллельно с усовершенствованием и довод-
кой фарадеевских МГД-каналов проводились ра-
боты по созданию и исследованию весьма пер-
спективных МГД-каналов диагонального типа.
Диагональный МГД-канал отличается от фа-
радеевского тем, что его изоляционные стенки
выполняются из длинных металлических моду-
лей, расположенных под углом (по диагонали) к
оси канала и соединяющих электроды анодной и
катодной электродных стенок канала, имеющих
одинаковый потенциал. Возможно конструктив-
ное объединение эквипотенциональных диаго-
нальных модулей и электродов в рамку, что при-
водит к реализации МГД-канала рамочного типа.
Основное преимущество диагонального
МГД-канала состоит в его более высокой надеж-
ности (по сравнению с фарадеевским каналом),
что связано со значительным упрощением техно-
логии конструкции.
Первая модификация диагонального кана-
ла — канал Р — позволила осуществить успеш-
ный пуск установки У-25 длительностью свыше
100 ч на уровне мощности, соответствующей
расчетной.
110
НА ПУТИ К МГД-ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Продолжением исследований в этом направ-
лении была разработка и создание для У-25 диа-
гонального рамочного МГД-канала РМ, предна-
значенного для работы на уровне электрической
мощности около 10 Мвт. В апреле 1977 г., как
уже было сказано, проведены испытания канала
РМ в длительном непрерывном режиме работы в
250 ч при мощности, достигшей в конце экспери-
мента свыше 10 МВт.
Результаты работы каналов на установке
У-25, позволившей достичь проектной мощности
свыше 20 МВт и длительности непрерывной
работы до 250 ч, являются большим достиже-
нием на пути создания промышленных МГД-
установок.
МГД-электро станции
в топливно-энергетическом балансе
Советского Союза
Отмеченные основные преимущества электро-
станций с МГД-гшераторами по сравнению с
другими типами энергоустановок, результаты
освоения и доводки опытно-промышленной
МГД-установки У-25 дают возможность плани-
ровать внедрение МГД-электростанций в эле-
ктроэнергетику нашей страны. Особую значи-
мость МГД-установки приобретают в связи с
некоторыми специфическими особенностями то-
пливно-энергетического баланса страны,
сложившимися в последнее время. В частности,
для европейской части СССР существует ряд фак-
торов, определяющих в перспективе до 2000 г.
структуру топливно-энергетического баланса:
нехватка местного органического топлива и
трудности его транспортировки из восточных
районов страны; значительная потребность в
теплофикации с учетом повышенных требований
к защите окружающей среды; резкая неравно-
мерность суточных графиков электрических на-
грузок.
Особенности работы МГДЭС позволяют рас-
сматривать этот тип энергоустановок уже в
настоящее время как один из наиболее целесооб-
разных при определении структуры энергопро-
изводящих мощностей в европейской части Со-
юза.
В качестве первого этапа внедрения МГД-
метода преобразования в энергетику страны
целесообразно рассматривать создание МГДЭС
на газовом (или газомазутном) топливе там, где
предполагается создание или реконструкция су-
ществующих обычных электростанций на газе.
Однако основная перспектива МГДЭС связы-
вается с применением угольного топлива. В вы-
сокотемпературных камерах сгорания МГДЭС
может использоваться большинство базовых
углей СССР, в частности, каменные угли Кузнец-
кого, Экибастузского и Донецкого бассейнов,
канско-ачинские угли, или полукокс, полученный
термической переработкой последних. По своим
тепловым показателям и составу минеральной
части для МГДЭС особо перспективен полукокс
березовских углей.
К числу достоинств угольного варианта отно-
сится и несколько более высокая электропровод-
ность продуктов сгорания угля (по сравнению с
газом и мазутом при равной температуре).
Имеющиеся в настоящее время как в СССР,
так и в США экспериментальные данные по
работе канала МГД-генератора на угольном
топливе позволяют предварительно утверждать,
что его ресурсные и электрические характери-
стики могут быть вполне приемлемыми. Так,
МГД-канал фирмы «Авко—Эверетт» (США)
проработал в общей сложности 100 ч при расчет-
ной электрической мощности МГД-генератора
около 600 кВт (по последним данным достигнута
большая длительность работы этого канала).
Весьма успешными были эксперименты, модели-
рующие использование угля, на советской МГД-
установке У-02 и американской МГД-установке
Аэрокосмического университета в штате Тен-
несси.
Дальнейшие перспективы связаны с проведе-
нием комплекса научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ на соответствен-
но модифицированных установках У-02 и У-25 и
ряде других установок в течение ближайших
5—7 лет.
В конечном итоге результаты этих исследова-
ний, а также опыт эксплуатации газомазутных
МГДЭС должны позволить создать к
1990—1995 гг. головной энергоблок с МГД-ге-
нератором на угольном топливе.
МГДЭС на газомазутном топливе
Рассмотрим подробнее особенности первого
головного промышленного МГД-энергоблока,
над созданием которого работают многие орга-
низации Советского Союза под научным руко-
водством Института высоких температур АН
СССР.
Опыт эксплуатации существующих экспери-
ментальных МГД-установок позволяет сформу-
лировать следующие основные отличительные
особенности МГДЭС первого поколения.
Головной МГД-блок следует проектировать
на достаточно чистое (газовое или газомазутное)
топливо. В качестве окислителя надо применять
воздух, подогретый до 1700° С. Расчеты пока-
зывают, что при таком подогреве можно было бы
использовать и необогащенный кислородом воз-
дух. Тем не менее небольшое обогащение воздуха
кислородом (примерно до 30%) целесообразно
предусмотреть как резервную меру на случай,
если в начальный период эксплуатации темпера-
тура и электропроводность плазмы окажутся
ниже расчетных. Впоследствии по мере достиже-
111
В. А. КИРИЛЛИН, П. С. НЕПОРОЖНИЙ, А. Е. ШЕЙНДЛИН
ния расчетных параметров от обогащения воз-
духа можно будет отказаться.
В нижней ступени цикла предполагается ис-
пользовать известную современную турбину К-300
мощностью порядка 300 МВт. Стремление со-
хранить стандартную паровую турбину приводит
к отказу от парового привода компрессора в
схеме головного блока и к переходу на электри-
ческий привод.
МГД-генератор в составе головного про-
мышленного энергоблока служит высокотемпе-
ратурной маневренной надстройкой к паротруб-
ному блоку. Электрическая мощность МГД-гене-
ратора составляет около 45% от установленной
электрической мощности энергоблока. Коэффи-
циент полезного действия энергоблока при
работе МГД-генератора примерно на 10% превы-
шает КПД паротурбинного блока. Таким
образом, энергоблок с МГД-генератором пред-
ставляет собой уникальную энергетическую уста-
новку, работа которой в маневренном режиме не
только не ухудшает, но заметно улучшает ее пока-
затели.
Расчеты показывают, что экономия топлива
при применении МГД-генератора в качестве ука-
занной выше надстройки к паротурбинному
блоку будет около 20—25 %.
Детальный анализ стоимости МГД-блока (при
его серийном производстве) показал, что она
больше стоимости обычного паротурбинного
блока примерно на 10%. Совершенствование
самой схемы МГД-электростанции приведет к
большей экономии.
Если исходить из того, что строительство
головного МГД-блока на газовом топливе мощ-
ностью 500 тыс. кВт будет закончено примерно к
1985 г., то следует считать целесообразным до
1990 г. создание серии из 10 аналогичных бло-
ков общей мощностью 5 млн. кВт.
Результаты исследований в области МГД-пре-
образования энергии, проводимых в соответ-
ствии с детально разработанной программой,
убедительно продемонстрировали большие успе-
хи Советского Союза в этих работах, имеющих
первостепенное значение для развития энерге-
тики.
Достигнутые результаты показали, что на
основе разработанной технологии уже в насто-
ящее время представляется целесообразным со-
здание мощного головного промышленного
МГД-энергоблока и последующее широкое вне-
дрение этого метода в энергетику.
112
ИГОРЬ АЛЕКСЕЕВИЧ ГЛЕБОВ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
рудно представить жизнь человека
современного цивилизованного об-
щества без широкого использования электриче-
ских машин. Как известно, электрическая энер-
гия— наиболее удобный и универсальный вид
энергии. Она получается на электростанциях
(тепловых, гидравлических, атомных), где эле-
ктрические машины — генераторы преобразуют
механическую энергию в электрическую. Обрат-
ное преобразование энергии из электрической в
механическую осуществляется с помощью эле-
ктродвигателей. Электрические двигатели, рабо-
тающие в промышленности, на транспорте и в
сельском хозяйстве, потребляют около 58% всей
вырабатываемой в СССР электроэнергии. Повы-
шение производительности труда и создание ком-
фортных условий жизни человека тесно связаны
со все более широким использованием электри-
ческих машин.
В наш век— век научно-технической рево-
люции возникает необходимость создания как
сверхмощных электрических генераторов (более
миллиона киловатт) для электростанций, так и
электрических двигателей очень малой мощности
(сотые доли ватта) для устройств автоматики.
В освоении этого огромного диапазона мощнос-
тей имеются свои подчас очень большие труднос-
ти, которые могут быть преодолены только на
основе новых решений и применения новых ма-
териалов.
Создание электрических машин стало воз-
можным фактически после открытия в 1831 г.
М. Фарадеем закона электромагнитной индукции.
Однако еще в 1821 г. М. Фарадей установил яв-
ление вращения проводника в магнитном поле
Игорь Алексеевич Глебов (р. 1914) — специалист в области электромаши-
ностроения и электроэнергетики, академик, член президиума АН СССР,
директор ВН И Иэлектромаши ностроения.
Основные труды И. А. Глебова посвящены проблемам создания электро-
энергетических систем, разработке мощных электрических машин, приме-
нению сверхпроводимости в энергетике. Создал научные основы систем
возбуждения и автоматического регулирования турбо- и гидроагрегатов,
провел фундаментальные исследования, связанные с синтезом электриче-
ских машин и полупроводниковых преобразователей.
В 1974 И. А. Глебов был избран членом-корреспондентом АН СССР, а в
1976 — академиком.
За работы в области систем ионного возбуждения гидрогенераторов
И. А. Глебов удостоен Государственной премии СССР (1968). В 1976 за
цикл работ по синтезу электрических машин и полупроводниковых пре-
образователей ему присуждена премия АН СССР им. П. Н. Яблочкова.
С 1968 по 1976 И. А. Глебов был президентом научно-исследовательского
комитета по электрическим машинам международной организации по
крупным электроэнергетическим системам (СИГРЭ).
постоянного магнита. Позднее он создал унипо-
лярный генератор с постоянными магнитами.
Изобретатель первого электрического генерато-
ра переменного тока по неизвестным причинам
скрыл свое имя под инициалами Р. М. (латинские
буквы). Р. М. уже в 1832 г. предложил идею ге-
нератора переменного тока, произвел экспери-
ментальную проверку и направил описание ма-
шины М. Фарадею. Магнитное поле создавалось
многополюсным ротором, а ЭДС индуктирова-
лась в неподвижной обмотке статора. Частота
ЭДС находилась в строгом соответствии (была
синхронной) с частотой вращения полюсов. По
принятой современной терминологии такой гене-
ратор должен быть назван магнитоэлектриче-
ским синхронным однофазным генератором.
Позднее (1976 г.) П. Н. Яблочков вместо посто-
янных магнитов применил электромагниты с пи-
танием от возбудителя — генератора постоянно-
го тока через контактные кольца и щетки. Это
уже был прообраз современного синхронного
генератора.
Одновременно с Р. М. итальянский физик
С. дель Негро разработал магнитоэлектрическую
машину возвратно-поступательного движения.
По современной терминологии это — линейный
двигатель.
Э. X. Ленц в 1838 г. обосновал принцип об-
ратимости, т. е. возможность работы электриче-
ской машины как генератором, так и двигателем.
Основные усилия электротехников XIX в.
были направлены на разработку машин постоян-
ного тока. В этих машинах, как и в современных,
магнитное поле создавалось неподвижными элек-
тромагнитами, а переменный ток в якоре-роторе
пз
И. А. ГЛЕБОВ
выпрямлялся с помощью механического преоб-
разователя— коллектора с щетками. Уверен-
ность многих специалистов того времени в пер-
спективности машин постоянного тока была
настолько большой, что известный американский
ученый и изобретатель Т. А. Эдисон отказался
даже ознакомиться с двигателями переменного
тока, разработанными М. О. Доливо-Доброволь-
ским.
М. О. Доливо-Добровольский был одним из
самых выдающихся электротехников конца
XIX — начала XX в. Он основоположник тех-
ники трехфазного тока. В 1889 г. М. О. Доливо-
Добровольский создал трехфазный асинхронный
двигатель. Три фазы обмотки статора создавали
вращающееся магнитное поле, которое приво-
дило во вращение ротор с так называемой «бели-
чьей» клеткой. Частота вращения ротора получа-
лась несколько меньше частоты вращения поля.
Поэтому такой двигатель получил название асин-
хронного. Трехфазные асинхронные двигатели
исключительно просты по конструкции и
надежны в эксплуатации. Их широкое внедрение
фактически привело к промышленному перево-
роту в области создания электродвигателей.
Таким образом, в XIX— начале XX в. были
разработаны основные виды электрических ма-
шин. Больших успехов электромашиностроение в
нашей стране достигло после Великой Октябрь-
ской социалистической революции во время
выполнения плана ГОЭЛРО, довоенных и после-
военных пятилеток. Но для того чтобы достиг-
нуть современного уровня производства не
только крупных, но средних и малых электриче-
ских машин, потребовались десятилетия интен-
сивного творческого труда ученых, инженеров,
многих коллективов. Их усилия были направ-
лены на радикальное улучшение конструкций,
разработку новых технологических процессов и
механизмов, существенное повышение надежно-
сти, снижение затрат материалов с одновремен-
ным повышением КПД, расширение диапазона
мощностей и др. В настоящее время малые, сред-
ние, крупные и уникальные электрические
машины имеют высокие технико-экономические
показатели.
Но сейчас перед учеными, инженерами, техни-
ками и рабочими возникают новые, очень слож-
ные проблемы.
К их числу прежде всего относится проблема
разработки и создания управляемых электродви-
гателей переменного тока. На протяжении мно-
гих десятилетий широко используются двигатели
как переменного (асинхронные и синхронные),
так и постоянного тока. Первые просты и надеж-
ны, однако практически не дают возможности
плавно регулировать их частоту вращения. Во
многих же случаях это необходимо. Вторые более
сложны и менее надежны из-за щеточно-коллек-
торного аппарата, но зато позволяют плавно
регулировать частоту вращения. Возникает во-
114
прос: нельзя ли создать такие машины, которые
бы синтезировали лучшие свойства обоих типов
двигателей? Достижения современной полупро-
водниковой техники и микроэлектроники наряду
с разработкой специальных типов машин пере-
менного тока позволяют положительно ответить
на этот вопрос.
Наиболее перспективно сочетание управля-
емых полупроводниковых (тиристорных) преоб-
разователей частоты с машиной переменного
тока. При этом для регулирования в широких
пределах частоты вращения двигателей преоб-
разователь подключается к обмотке статора асин-
хронного или синхронного двигателя (рис. 1).
В случае ограниченного диапазона регулирова-
ния преобразователь включается в цепь обмотки
ротора. Преобразователь частоты может быть без
звена или со звеном постоянного тока. В первом
случае частота источника питания непосред-
ственно с помощью тиристоров преобразуется в
более низкую частоту, во втором — переменный
ток преобразуется сначала в постоянный, а затем
обратно в переменный ток желаемой частоты.
Наряду с сочетанием машины переменного
тока и тиристорного преобразователя частоты
возможно применение вентильного двигателя.
В этом случае на роторе помещают датчик поло-
жения, который в нужные моменты времени дает
управляющий импульс на подключение фазы ста-
торной обмотки к источнику питания. Здесь
источник питания может быть как переменного,
так и постоянного тока.
Исследования совместной работы электриче-
ских машин с выпрямителями и инверторами,
поиски лучших схем преобразования, разработка
методов расчета машин, работающих при пере-
менной частоте и величине напряжения, а также
при несинусоидальной форме последнего, были
начаты еще в предвоенное время. Однако только
в последние годы в связи с интенсивным разви-
тием полупроводниковой техники эта новая
область электромашиностроения начинает приоб-
ретать права гражданства. Успешно эксплуатиру-
ются первые образцы таких машин с мощностями
в сотни и даже тысячи киловатт. Формируется
новое производственное направление в электро-
машиностроении. Эти машины перспективны для
металлургической, химической, нефтяной и гор-
нодобывающей отраслей промышленности.
Следует упомянуть также о возможности
использования управляемых машин переменного
тока для тепловозов, электровозов и судов. Уста-
новка асинхронных двигателей на осях вместо
машин постоянного тока приводит к повышению
надежности и увеличению межремонтных сроков.
Первые два экспериментальных тепловоза, в
одном из которых применена схема со звеном
постоянного тока, а в другом — схема с непо-
средственным преобразованием частоты, нахо-
дятся в стадии опытных проверок.
Имеется еще одна перспективная возможность
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
Рис. 1. Принципиальная схема линейного двигателя. В трех
фазах обмотки (А, В и С) протекают переменные токи,
смещенные во времени. В пространстве между обмоткой и
алюминиевой полосой возникает магнитный поток, пере-
мещающийся от фазы А к фазе В и далее к фазе С. В алю-
миниевой полосе появляются токи. В результате их'Взаи-
модействия с бегущим магнитным потоком возникает сила
тяги, перемещающая тележку
использования полученных достижений в области
управляемых машин переменного тока. Это
пуски мощных двигателей и мотор-генераторов
гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС).
Мощности синхронных двигателей непрерывно
увеличиваются и в ближайшие годы достигнут 40
и 60 тыс. кВт, мощности мотор-генераторов
ГАЭС могут достигать 200 тыс. кВт и более.
Прямой пуск, т. е. подключение прямо к сети,
сопровождается большими токами, высокими ди-
намическими ударами на обмотки и падениями
напряжения в сети. В этих условиях применение
преобразователей со звеном постоянного тока
позволяет пустить машину от преобразователя с
помощью плавного изменения его частоты.
Если обычную обмотку ротора синхронного
генератора заменить двухфазной и включить пре-
образователь низкой частоты (рис. 1), то
можно получить генератор, у которого не будет
ограничений по статической и динамической
устойчивости синхронной связи с энергосисте-
мой. Два гидрогенератора такого типа мощно-
стью по 50 МВт каждый успешно работают на
Иовской ГЭС. В стадии разработок находится
опытный турбогенератор мощностью 200 МВт.
Наибольшая частота вращения обычных дви-
гателей переменного тока при частоте питания
50 Гц составляет 3000 об/мин. Во многих слу-
чаях, в первую очередь для двигателей малой и
средней мощности, требуется значительно боль-
шая частота вращения. Поэтому желание сохра-
нить машину переменного тока и не применять
двигатель постоянного тока с механическим кол-
лектором приводит к необходимости выполнения
электрической машины совместно с полупровод-
никовым преобразователем, или коммутатором.
Для малых электрических машин удобно испо-
льзовать полностью управляемые вентили —
транзисторы. В качестве примера такой машины
может быть приведен вентильный двигатель
бесконтактного типа с питанием от источника
постоянного тока. Ротор представляет постоян-
ный магнит N—S. Транзисторный коммутатор в
Рис. 2. Габариты электродвигателей постоянного тока
мощностью 30 кВт трех поколений: 1 — поколение 30-х го-
дов; 2— поколение 60-х годов; 3 — поколение 70-х годов
Рис. 3. Масса и КПД двух поколений высоковольтных
асинхронных электродвигателей: 1 — поколение 60-х го-
дов; 2— поколение в стадии внедрения
нужные моменты времени подключает с помо-
щью бесконтактного датчика положения фазы
обмотки статора к источнику питания. Сейчас
такие двигатели применяются для аппаратуры
звукозаписи и звуковоспроизведения, для ленто-
протяжных механизмов регистрирующих прибо-
ров и др. Однако в связи с возможностью созда-
ния транзисторов на токи до 400 А в будущем
могут быть изготовлены двигатели такого типа
мощностью в несколько сот киловатт.
Рассмотрим теперь проблему создания ультра-
скоростных двигателей с «газовой» смазкой.
В этом случае вал двигателя находится во взве-
шенном состоянии в воздухе или газе. Вполне
115
И. А. ГЛЕБОВ
Рис. 4. Турбогенератор мощностью 1200 МВт с частотой
вращения 3000 об/мин
естественно, что подшипники с газовой смазкой
имеют очень малые моменты трения и очень
высокий ресурс работы. Хотя на возможность
применения газов, в частности воздуха, в качестве
смазочной среды впервые было указано около
150 лет тому назад, практически использовать
этот принцип стали лишь в последнее десятиле-
тие. Это объясняется главным образом техноло-
гическими трудностями в создании подшипников
с газовой смазкой. Такие подшипники могут
быть газодинамическими и газостатическими.
Несущая способность газодинамического под-
шипника зависит от зазора и скорости вала.
Зазор составляет 0,0003—0,001 от диаметра цап-
фы. При вращении вала газ увлекается в сторону
малого зазора, в результате под цапфой возни-
кает повышенное давление и вал движется во
взвешенном состоянии. В газостатических под-
шипниках подъемная сила цапфы в начале вра-
щения создается за счет поддува газа, что позво-
ляет исключить повреждения подшипников при
пусках и остановках; однако при этом требуется
подача газа с повышенным давлением. Зазоры в
газостатических подшипниках выполняются не-
сколько большими, чем в газодинамических.
Одна из наиболее сложных проблем в двигателях
с газовой смазкой — обеспечение устойчивости
движения. С целью стабилизации движения ро-
тора может использоваться ряд дополнительных
конструктивных решений при выполнении
вкладышей подшипников.
Подшипники с газовой смазкой практически
не ограничивают скорость ротора. В мировой
практике имеются двигатели с частотой вращения
400—500 тыс. об/мин. Высокоскоростной эле-
ктропривод находит применение для сверления
отверстий малого диаметра, для ультрацентри-
фуг, турбодетандеров и др.
Следует заметить, что в связи с очень боль-
шими окружными скоростями роторов в ряде
случаев приходится применять специальные меры
для обеспечения их механической прочности.
В частности, используются высокопрочные ци-
линдрические бандажи с горячей посадкой их на
роторы.
Хотя на первый взгляд это кажется странным,
но создание электродвигателей с очень малой
частотой вращения оказалось столь же сложной
задачей, как и создание ультраскоростных машин.
Обусловлено это прежде всего требованием
иметь исключительно малую частоту вращения,
116
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
составляющую в отдельных установках до одного
оборота приблизительно за 5 суток. Наряду с
этим, что не менее трудно, важно обеспечить
высокую равномерность хода, динамическую точ-
ность и большой вращающий момент. Такие дви-
гатели получили название моментных. Высокая
равномерность хода достигается независимостью
величины момента от углового положения рото-
ра. Для обеспечения динамической точности, т. е.
установки ротора в нужное положение в течение
минимального времени, приходится доводить
мощность двигателя до нескольких киловатт, а
иногда и десятков киловатт. Это дает возмож-
ность быстро преодолеть инертность системы.
Моментные двигатели относятся к классу
машин постоянного тока. Они найдут примене-
ние при выполнении ряда высокоточных техноло-
гических операций, в мультипликаторах, роботах,
при создании ряда приборов, применяемых в
астрономии, и др.
Наряду с моментными двигателями для полу-
чения малых частот вращения могут применяться
и другие типы двигателей. К ним относятся дви-
гатели, работающие по принципу электромагнит-
ной редукции, двигатели с катящимся и волно-
вым роторами. Эти решения позволяют отка-
заться от механических понижающих редукторов
и обеспечить повышенную точность действия.
Выше мы упоминали, что сначала создавались
электрические машины с постоянными магнита-
ми. Но постоянные магниты того времени имели
небольшие магнитные индукции. Поэтому ма-
шины получались громоздкими. Переход на эле-
ктромагниты в свое время был важным этапом в
развитии электрических машин. Однако в послед-
нее десятилетие созданы постоянные магниты с
высокими магнитными характеристиками. По-
этому появилась возможность существенного
упрощения электрических машин за счет отказа
от электромагнитных полюсов, источников их
питания и от щеточно-контактного аппарата. На
основе выполненных в последние годы исследо-
ваний были предложены методы расчета магни-
тоэлектрических машин.
Сначала создавались машины постоянного
тока и синхронные машины с постоянными маг-
нитами мощностью в несколько киловатт, а в
настоящее время их мощность достигла несколь-
ких десятков киловатт. За рубежом магнитоэле-
ктрические машины выпускаются на мощности
более 100 кВт. Следует иметь в виду, что магнито-
электрические машины уступают машинам с эле-
ктромагнитным возбуждением в возможности их
регулирования.
В первых линейных электродвигателях испо-
льзовалось возвратно-поступательное движение
паровой машины, их КПД был менее 10%. Двига-
тель с вращательным движением был разработан
в 1834 г. Б. С. Якоби, а в 1838 г. он применил
его для электродвижения лодки по Неве. В после-
дующем вращательное движение стало един-
Рис. 5. Удельные расходы материалов для турбогенерато-
ров
ственным видом движения в электрических
машинах. Однако во многих случаях, где испол-
нительный механизм совершает линейные или
возвратно-поступательные движения, целесооб-
разно использование линейных двигателей. Они
могут быть успешно применены на конвейерах, в
приводах элеваторов, эскалаторов, для электри-
ческой тяги, перекачивания и перемешивания
жидких металлов, в машинах ударного действия,
а также во многих металлорежущих станках с
возвратно-поступательным движением. Примене-
ние линейных двигателей для указанных целей
позволяет предельно упростить кинематическую
систему за счет исключения промежуточных зве-
ньев (зубчатые колеса, рейки, кулисы, эксцен-
трики и др.).
В результате теоретических и эксперименталь-
ных исследований, проведенных, главным об-
разом, в СССР, удалось значительно усовершен-
ствовать конструкции линейных двигателей, по-
высить их мощность, силу тяги, довести КПД до
85%, а коэффициент мощности до 0,7. Все это
открывает широкие возможности для практиче-
ского использования линейных двигателей, вне-
дрение которых в настоящее время еще находится
в начальной стадии.
При рассмотрении новых направлений в обла-
сти электромашиностроения вполне закономерен
вопрос, а как идет развитие традиционных типов
двигателей переменного и постоянного тока? Не
подошли ли мы здесь к предельному использова-
нию материалов, а следовательно, к предельным
минимальным весам и габаритам машин для
заданной мощности?
Для ответа на эти вопросы удобно сопоставить
показатели двигателей разных «поколений», в
частности, выпускаемых машин с вновь разрабо-
танными сериями.
Научно-технический прогресс в области дви-
гателей постоянного тока характеризуется
уменьшением габаритов, а следовательно, и весов
117
И. А. ГЛЕБОВ
Рис. 6. Пазы статора (а) и ротора (б) турбогенератора боль-
шой мощности: 1 — статорный клин: 2 — полый изолиро-
ванный проводник; 3 — сплошной изолированный про-
водник; 4 — изоляция стержня; 5 — роторный клин; 6 —
проводник катушки ротора; 7 — изоляционная проклад-
ка; 8 — роторная изоляционная коробка; 9 — направле-
ние вращения ротора
при той же мощности и частоте вращения. Такой
прогресс достигается прежде всего за счет приме-
нения пленочных полимид-амидных изоля-
ционных материалов, позволяющих уменьшить
толщину изоляции в 2 раза с одновременным
повышением теплостойкости, а следовательно, и
надежности. Важное значение для увеличения
ресурса двигателей имеет разработка щеткодер-
жателей с пружинами, обеспечивающими посто-
янное нажатие на щетку в процессе ее срабатыва-
ния.
Достижения в области уникальных машин
постоянного тока лучше всего характеризуются
созданием самых крупных в мире двигателей
мощностью 17600 кВт для привода винтов
атомных ледоколов «Арктика» и «Сибирь».
Преобразование электрической энергии в
механическую осуществляется преимущественно
с помощью асинхронных электродвигателей. Для
их производства ежегодно требуются миллионы
тонн электротехнической стали, сотни тысяч
обмоточных проводов и других материалов.
Поэтому исследования и перспективные предло-
жения позволяют именно здесь получить осо-
бенно большой экономический эффект за счет
экономии материалов, повышения КПД и коэф-
фициента мощности.
Асинхронные двигатели делятся на низко-
вольтные двигатели общего назначения и на
крупные высоковольтные двигатели. Впервые в
мировой практике в 50-е годы асинхронные низ-
ковольтные двигатели начали выпускаться в
СССР сериями. Следующее поколение серийных
машин было введено в производство в 60-х годах.
В настоящее время завершается внедрение ново-
го поколения асинхронных двигателей. Их разра-
ботка велась с широким использованием вычис-
лительной техники. Были применены новые ви-
ды сталей, изоляционных материалов, подшип-
ников и технологического оборудования. В ре-
зультате удалось снизить расход электротехни-
ческой стали и меди в новой серии по сравнению
с предыдущей на 25% и повысить КПД в сред-
нем на 1%. Срок службы возрос в 1,5 раза
производительность труда увеличилась
в 2 раза.
Новое поколение двигателей отмечено и
международным признанием, в 5 раз увеличился
их экспорт, получены золотые медали на между-
народных выставках.
Несмотря на крупные достижения в области
асинхронных электродвигателей общего назначе-
ния, имеются вполне определенные возможности
их дальнейшего развития. Сюда относится сниже-
ние вероятности выхода двигателей из строя в
2—3 раза, что может быть достигнуто за счет
применения более теплостойкой изоляции на
основе полиимидов, высокого качества пропитки,
встроенной термической защиты и более высокой
точности механической обработки. Дальнейшее
снижение уровня шума возможно при использо-
вании тепловых труб, термосифонов, теплопро-
водящих заполнителей вместо вентиляторов.
Очень большое значение приобретают работы по
встраиваемым в рабочие механизмы двигателям,
а также по совмещению двигателей с привод-
ными механизмами. Имеются возможности даль-
нейшего повышения энергетических показателей
и компактности машин.
Для разработки новой серии, исходя из задач
на уровне 1985—1990 гг., создано объединенное
конструкторское бюро из специалистов стран
СЭВ. При этом будет использована система авто-
матизированного проектирования электрических
машин (САПРЭМ), которая включит не только
расчетные, но и графические работы.
Одной из важнейших задач в разработке но-
вой серии явится переход от автоматизации и ме-
ханизации отдельных технологических процессов
к комплексной автоматизации и механизации с
широким использованием управляющих ЭВМ.
118
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
Все это потребует реализации широкой програм-
мы научных исследований.
В 60-х годах впервые была освоена серия
крупных высоковольтных асинхронных двигате-
лей. В настоящее время в стадии внедрения нахо-
дится следующая серия.
Достижения в создании крупных синхронных
двигателей связаны с расширением диапазона их
мощностей и улучшением энергетических показа-
телей. Особо следует подчеркнуть результатив-
ность многолетних исследований систем возбу-
ждения. Поскольку ротор синхронного электро-
двигателя представляет собой электромагнит, то
для его питания необходим источник постоянного
тока— возбудитель. Успехи в области полупро-
водниковой техники позволили исключить недо-
статочно надежный способ возбуждения от гене-
ратора постоянного тока и применить тиристор-
ные выпрямители.
Разработаны и применяются два способа пита-
ния выпрямителей от сети переменного тока и от
специальной дополнительной обмотки, уложен-
ной в пазы статора вместе с главной обмоткой
двигателя. Указанные способы возбуждения по-
лучили название статических, так как выпрями-
тель в них неподвижен. Подача постоянного тока
в обмотку ротора осуществляется через два кон-
тактных кольца и щетки. Во взрывоопасных сре-
дах и помещениях с большой запыленностью
крайне важно исключить контактные кольца и
щетки. В результате проведенных исследований в
нашей стране успешно внедрены так называемые
бесщеточные системы возбуждения. В этих систе-
мах применяется вращающийся диодный крем-
ниевый выпрямитель, его напряжение постоян-
ного тока подается непосредственно на обмотку
ротора. Выпрямитель получает питание от син-
хронного генератора небольшой мощности, рас-
положенного на общем валу с двигателем. Син-
хронный генератор имеет обращенное исполне-
ние: его трехфазная обмотка расположена на
роторе, а полюсная система — на статоре.
Следует обратить внимание на то важное
обстоятельство, что оснащение двигателей быс-
тродействующими системами возбуждения и ав-
томатическими регуляторами возбуждения позво-
ляет существенно повысить устойчивость их
работы и создавать машины с меньшими масса-
ми. Как известно, синхронный двигатель имеет
перед асинхронным двигателем преимущество в
том, что он не только требует для своей работы
реактивной мощности от сети, но и сам может
служить ее источником. Поэтому исследования,
направленные на создание простых и надежных
способов возбуждения, могут привести к более
широкому использованию в народном хозяйстве
крупных синхронных двигателей.
Рассмотрев научные проблемы и пути их
реализации в области создания различных преоб-
Рис. 7. Бесщеточная система возбуждения турбогенератора
мощностью 1200 МВт (источник питания постоянного то-
ка для обмотки ротора)
Система состоит из двух одинаковых возбудителей. Один
из возбудителей показан в аксонометрическом изображе-
нии. В его правой части виден генератор переменного то-
ка, а в левой части два колеса (положительной и отрица-
тельной полярности) с кремниевыми диодами и плавкими
предохранителями
119
И. А. ГЛЕБОВ
Рис. 8. Стенд для испытания турбогенераторов под нагруз-
кой. На переднем плане — турбогенератор 1200 МВт, ря-
дом нагрузочный генератор с электродвигателем
разователей электрической энергии в механиче-
скую, перейдем к проблемам преобразования ме-
ханической энергии в электрическую, которое
осуществляется на тепловых, гидравлических и
атомных электростанциях. Создание все более и
более мощных синхронных генераторов — турбо-
генераторов на тепловых и атомных электростан-
циях и гидрогенераторов на гидроэлектростан-
циях является очень сложной научной и техниче-
ской проблемой, требующей напряженной творче-
ской работы многих коллективов.
Несмотря на длительный период сооружения
тепловых электростанций, технологические схе-
мы работы современных электростанций остают-
ся такими же, как и первых электростанций, по-
явившихся около 100 лет тому назад.
Уголь (или другое топливо) сжигается в топке
парового котла. Образовавшийся пар под давле-
нием поступает на лопатки паровой турбины,
которая вращает турбогенератор, вырабатыва-
ющий электроэнергию. Пар на атомных электро-
станциях получают за счет тепла, выделяемого в
реакторе при делении обогащенного урана. Пло-
тина гидроэлектростанции создает напор воды,
последняя приводит в движение рабочее колесо
гидравлической турбины, а вместе с ним и ротор
гидрогенератора. 88% электроэнергии в стране
вырабатывают турбогенераторы, остальную
часть энергии — гидрогенераторы. Поэтому
основной машиной энергетики является турбоге-
нератор.
Тем не менее работы в области гидрогенера-
торов в связи со строительством в Сибири наибо-
лее мощных в мире ГЭС имеют важнейшее народ-
нохозяйственное значение.
Анализ развития энергетики показывает, что
выработка электроэнергии удваивается за ка-
ждые 10 лет. На уровне 1980 г. выработка эле-
120
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
ктроэнергии в нашей стране по пятилетнему
плану составит 1380 млрд. кВт ч, а суммарная
мощность электростанций будет около 288 млн.
кВт. В связи с непрерывным увеличением мощно-
стей электростанций возникает вопрос о том,
какие мощности агрегатов должны лежать в
основе развития современной энергетики. Укруп-
нение машин и агрегатов — характерная тенден-
ция развития современной техники. Особенно
наглядно эта тенденция проявляется в энерге-
тике.
Рост мощностей энергетических агрегатов —
единственно возможный путь обеспечения необ-
ходимых темпов электрификации страны, позво-
ляющий значительно сократить трудовые и мате-
риальные затраты. Не случайно поэтому кривая
выработки электроэнергии в стране практически
совпадает с кривой максимальных мощностей
турбогенераторов. Необходимо, однако, иметь в
виду, что применение агрегата очень большой
мощности и возможность аварийного выхода его
из строя может потребовать увеличения мощно-
сти резерва в энергосистеме. Поэтому обычно
принимается, что мощность наибольшего агре-
гата не должна превышать 10 % от мощности энер-
госистемы. В связи с ростом мощностей энерго-
систем и строительством межсистемных связей
допустимая максимальная мощность одиночных
блоков в крупных энергосистемах получается
достаточно большой.
Увеличение мощностей генераторов возмож-
но в результате научно-технического прогресса
не только в области электротехники, но также
металлургии, химической промышленности, ма-
шиностроения и др. Рост мощностей генерато-
ров— это большое достижение нашей науки и
техники, особенно если учесть, что чем мощнее
была создаваемая машина, тем сложнее оказы-
вался комплекс проблем, встававших перед уче-
ными, конструкторами и технологами. За 50 лет
мощность турбогенераторов повысилась в нашей
стране с 0,5 тыс. (1942 г.) до 1200 тыс. кВт.
(1975 г.), т. е. в 2400 раз. Приблизительно за то
же время мощность гидрогенераторов возросла с
8 тыс. (1926 г., Волховская ГЭС) до 640 тыс.
кВт (1978 г., Саяно-Шушенская ГЭС), т. е. в
80 раз.
Электромашиностроение СССР вышло на пе-
редовые позиции в мире, освоив серийное произ-
водство турбогенераторов 800 мВт и создав
самый мощный в мире турбогенератор 1200 мВт
при частоте вращения 3000 об/мин.
Какие главные научные проблемы пришлось
решать, чтобы создать турбогенераторы 800 и
1200 мВт?
Прежде чем говорить об этом, остановимся на
некоторых особенностях конструкции турбогене-
раторов. Ротор турбогенератора, сочленяемый
муфтой с валопроводом паровой турбины,
выполняется из массивной поковки магнитной
стали. Во фрезерованных пазах ротора размеща-
ется обмотка возбуждения, создающая магнит-
ное поле. Пазовая часть обмотки удерживается
клиньями, а лобовые, торцевые, части — бандаж-
ными кольцами. Цапфы вала располагаются в
отдельно стоящих или в щитовых подшипниках.
Постоянный ток подается к обмотке возбужде-
ния через шины, расположенные в центре вала.
Статор турбогенератора состоит из сердечника с
обмоткой и корпуса. Сердечник набирается из
штампованных сегментов листовой электротех-
нической стали с пазами. Обмотка статора укла-
дывается в пазы и закрепляется клиньями, в
лобовых частях она крепится с помощью колец и
вязок к нажимным плитам. Последние с помо-
щью призм стягивают сердечник.
Мощность генератора зависит от величины
магнитного потока и скорости пересечения им
обмотки статора, что в совокупности определяет
напряжение машины, а также от плотности тока,
следовательно, и от тока в обмотке статора.
Вполне естественно стремление к максимальной
частоте вращения. Чем больше размер ротора,
тем больше его магнитный поток. Поэтому
раньше конструкторы добивались роста мощно-
сти турбогенераторов в значительной степени за
счет увеличения его габаритов. Однако эта воз-
можность сейчас практически уже исчерпана. Чем
это объясняется?
Длина той части ротора, на которой распола-
гается обмотка (активная длина), не может быть
существенно больше 8—9 м, иначе возникнут
недопустимые прогибы, что вызовет повышен-
ные вибрации. Наибольший диаметр ротора
1,2—1,3 м ограничен прочностью стали. А внеш-
ний диаметр статора ограничен возможностью
его перевозки по железной дороге и составляет
около 4,3 м.
Вполне естественным становится вопрос о
том, каким образом было достигнуто резкое уве-
личение мощностей турбогенераторов при огра-
ничении их размеров?
Возможности увеличения магнитного потока
и частоты вращения были практически исчерпа-
ны, и оставался последний путь— увеличение
Рис. 9. Конструктивная схема водяного охлаждения обмот-
ки ротора турбогенератора: 1 — обмотка ротора; 2 — бан-
дажное кольцо; 3 — сливная камера; 4 — вода
121
И. А. ГЛЕБОВ
Рис. 10. Принципиальная конструктивная схема ротора со
сверхпроводящей обмоткой: 1 — сверхпроводящая об-
мотка возбуждения; 2 — бандажный цилиндр; 3 — тепло-
вой мост (часть бандажного цилиндра уменьшенной тол-
щины для снижения теплопритока); 4 — тепловой экран
(70 К); 5 — электромагнитный экран; 6 — вакуумная
пробка; 7 — спиралевидные каналы для газообразного
гелия; 8 — ввод жидкого гелия (4,2 К); 9 — вывод га-
зообразного гелия; 10 — уровень жидкого гелия при вра-
щении ротора; 11 — вакуум
Жидкий гелий проходит через каналы обмотки ротора, сни-
мает теплопритоки и испаряется, газообразный гелий
охлаждает тепловые мосты и при комнатной температуре
возвращается в рефрижератор
Плотность тока в сверхпроводниках составляет 100 А /мм2
и более, благодаря чему обмотка ротора создает большой
магнитный поток. Последний индуктирует ЭДС в обмотке
статора, имеющей нормальную температуру
тока в обмотке статора. При ограниченных раз-
мерах машин это означает рост плотностей тока.
Однако потери растут пропорционально квадрату
тока, что неизбежно приводит к сильному
нагреву машины. Надо было найти эффективные
способы отвода тепла от машины раньше, чем
температура успеет превысить допустимое значе-
ние. Проблема охлаждения остается важнейшей в
турбогенераторостроении и на сегодняшний
день. Поэтому борьба за повышение единичной
мощности турбогенератора есть, в сущности,
поиск способов его охлаждения.
Следует иметь в виду, что при увеличении тока
в обмотке статора растет его размагничивающее
действие. Для восстановления магнитного потока
приходится увеличивать ток в обмотке ротора.
Более интенсивное использование машины, по
существу, означает работу с повышенными плот-
ностями тока не только в обмотке статора, но и в
обмотке ротора.
В довоенные годы турбогенераторы охлажда-
лись воздухом. Наибольшая достигаемая при
этом мощность составляла 100 тыс. кВт. Лучше
чем воздух, отбирает тепло водород, так как его
теплопроводность почти в 7 раз выше. К тому же
плотность водорода в 10 раз меньше. Ротору
легче вращаться в менее вязкой среде, снижаются
потери на трение; коэффициент полезного дей-
ствия турбогенератора увеличивается примерно
на один процент. Мощность турбогенератора при
таком охлаждении удалось поднять до 150 тыс.
кВт. В этой машине водород омывал наружную
поверхность ротора и поверхность вентиляцион-
ных каналов сердечника статора. Поэтому
обмотки охлаждались косвенно. Для повышения
эффективности охлаждения обмоток их провод-
ники были сделаны полыми и через них прого-
нялся водород. Генератор с таким непосредствен-
ным охлаждением достигал уже мощности
200 МВт.
Дальнейший рост мощностей потребовал еще
более интенсивного охлаждения. Следующий
шаг был связан, казалось бы, с очень рискован-
ным решением: введением воды в полые медные
проводники высоковольтной обмотки статора.
При малейшем увлажнении изоляции мог про-
изойти ее пробой, короткое замыкание и повре-
ждение машины. Заманчивость использования
122
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
воды объяснялась тем, что ее теплопроводность в
3 раза, а теплоемкость в 3500 раз больше, чем у
водорода.
Применение непосредственного водяного
охлаждения для обмоток статора, где вода под
давлением прогоняется по полым проводникам
вблизи изоляции стержней, потребовало много-
численных исследований и тщательного исполне-
ния водяных трактов для полного исключения
утечки воды. Высокое электрическое сопротивле-
ние воды и устранение коррозии меди достига-
ется за счет использования дистиллированной
воды и обеспечения очень низкого уровня со-
держания в воде кислорода и углекислого газа.
Непосредственное водяное охлаждение обмотки
статора и непосредственное водородное охлажде-
ние обмотки ротора позволили создать турбоге-
нераторы мощностью 300, 500, 800 и, наконец,
1200 тыс. кВт. Машины меньшей мощности
(150 тыс. кВт) тоже были переведены на этот
способ охлаждения. Однако увеличение мощно-
стей сопровождается повышением давления водо-
рода. Вполне естественно, что повышенное давле-
ние требует более прочного корпуса, сложных;
уплотнений вала и приводит к некоторому увели-'
чению потерь на трение ротора о газ. Все это
будет создавать определенные трудности при
переходе к следующему диапазону мощностей,
которые потребуются к 1990 г.
Рассмотренная выше проблема охлаждения
хотя и является центральной, но она далеко не
единственная.
Масса уникального ротора турбогенератора
1200 тыс. кВт приблизительно равна 105 т. Для
такого ротора потребовался слиток массой 230 т
с высокой однородностью (без пустот, раковин,
трещин, вредных включений). В СССР такой сли-
ток был отлит впервые. Для этой цели на Ижор-
ском заводе им. А. А. Жданова использовали две
электропечи и одну мартеновскую печь. Важно
было получить одновременно из всех печей жид-
кую сталь очень близкого состава. Ковка слитка
выполнялась с помощью пресса 12 тыс.т.
Особое внимание уделяется высокоточной ме-
ханической обработке и балансировке роторов.
Для этой цели применяются уникальные фрезер-
ные станки и балансировочные стенды с
использованиям ЭВМ. В результате удается до-
стигнуть двойной амплитуды вибраций на
подшипниках в пределах 10 мкм. Это уникаль-
ный результат для роторов с массой до 110 т.
Особые требования предъявляются к магнит-
ной стали ротора. Полученные характеристики
находятся на уровне лучших мировых достиже-
ний. Еще более высокие требования предъявля-
ются к стали бандажных колец, которые насажи-
ваются на массивную бочку. Эта технологическая
операция является исключительно сложной осо-
бенно для банджаных колец с большими диаме-
трами, которые необходимы для очень крупных
турбогенераторов. Поэтому данной проблеме
уделяется большое внимание как в СССР, так и за
рубежом. Весьма перспективно применение ти-
тана вместо аустенитной стали. Наиболее суще-
ственные результаты здесь получены в нашей
стране.
Как уже было сказано выше, рост мощностей
турбогенераторов происходит в основном за счет
увеличения тока обмотки статора. В результате
этого возникают огромные электромагнитные
силы как в нормальных, так, в особенности, и в
аварийных режимах (при коротких замыканиях).
Рис. 11. Гидрогенератор
Саяно-Шушенской ГЭС
мощностью 640 МВт. Видна
верхняя крестовина, ротор
и статор генератора и под-
пятник (расположен ниже
ротора). Между верхней
крестовиной и ротором
гидрогенератора виден ро-
тор и статор возбудитель-
ного генератора. Контакт-
ные кольца и щетки для
подвода постоянного тока
к обмотке ротора разме-
щены в верхней части ма-
шины
123
И. А. ГЛЕБОВ
Рис. 12. Капсульный гидрогенератор Саратовской ГЭС
мощностью 45 МВт. Генератор имеет горизонтальное ис-
полнение. Статор и ротор размещены в капсуле
Эти силы вызывают большие вибрации частотой
100 Гц и после некоторого времени работы при-
водят к разрушению обмотки. Одно время каза-
лось, что не удастся решить проблему надежного
крепления обмоток статора. Однако поисковые
исследования в данной области завершились
созданием так называемых формующихся мате-
риалов и самоусаживающихся лент. Формующи-
еся материалы в начальной стадии пластичны.
Они используются в качестве прокладок между
стержнями обмотки и жесткими крепящими эле-
ментами. В дальнейшем обмотка подвергается
воздействию нагретого воздуха. Формующиеся
материалы становятся жесткими, а самоусажива-
ющиеся ленты дополнительно стягивают обмот-
ку. В результате обмотка превращается в моно-
лит. Отечественное турбогенераторостроение до-
стигло рекордно малых вибраций обмоток.
Следующая важная проблема — снижение
уровня шума. Это одна из труднейших задач в
современном электромашиностроении. Для ее ре-
шения нужно прежде всего уменьшить вибрации
корпуса. В результате широкого круга теоретиче-
ских и экспериментальных исследований на на-
ших заводах, и в первую очередь в Ленинград-
ском объединении «Электросила» им. С. М. Ки-
рова, достигнут уровень вибрации корпуса в пре-
делах 10 мкм. Это — лучший результат в мире.
Для получения такого низкого уровня вибраций
потребовалось применение эластичных механи-
ческих связей между сердечником статора и его
корпусом.
Прогресс в области генераторов невозможен
без развития высоковольтной изоляции. Приме-
нение новой термореактивной изоляции с
использованием стеклослюдинитовых лент и син-
тетических эпоксидных смол позволило сделать
обмотки более прочными в электрическом и меха-
ническом отношении, а также более теплостой-
кими.
В дальнейшем необходимо увеличение содер-
жания слюды в изоляции, которая в основном и
обеспечивает электрическую прочность. При этом
появится возможность уменьшения толщины изо-
ляции, а следовательно, и увеличения мощности
машин в тех же габаритах.
Еще одной весьма трудной научной и техниче-
ской проблемой является подача большого посто-
янного тока в обмотку ротора. Контактные
кольца со щетками в этих условиях становятся
ненадежными. Каким образом удалось преодо-
леть эту трудность? Выяснилось, что необходимо
отказаться от обычных решений и применять так
называемую бесщеточную систему возбуждения.
Здесь выпрямитель вращается, поэтому выпря-
мленное напряжение может быть передано прямо
124
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
к обмотке ротора. В выпрямителе применяются
роторные кремниевые диоды, а сам он размеща-
ется на двух колесах, изолированных от вала.
Возбудитель-генератор переменного тока имеет
«обращенное исполнение»: магнитный поток со-
здается неподвижными полюсами, ЭДС индукти-
руется в трехфазном роторе. Ток ротора турбоге-
нератора изменяется за счет регулирования тока
обмотки полюсов возбудителя. Для питания
последней обмотки имеется подвозбудитель (ин-
дукторного типа с постоянными магнитами). Для
турбогенератора 1200 тыс. кВт применены две
возбудительные системы, работающие парал-
лельно.
Впервые в мировой практике в СССР создан
крупный экспериментальный тиристорный
бесщеточный возбудитель для турбогенератора
мощностью 300 тыс. кВт. Такой возбудитель,
установлен на Киришской ГРЭС. В данном слу-
чае изменение тока возбуждения турбогенератора
достигается с помощью регулирования тиристо-
ров. Управляющие напряжения к тиристорам
передаются через динамические трансформаторы.
Применение бесщеточных возбудителей в
мощных синхронных компенсаторах, использу-
емых для поддержания напряжения в высоко-
вольтных сетях, позволило существенно повы-
сить их надежность и радикально упростить усло-
вия эксплуатации. Это нововведение было сде-
лано впервые в мире и получило в последние
годы широкое распространение. Вместо контакт-
ных колец с щетками, работающими в среде
водорода, для создания положительного и отри-
цательного тока возбуждения устанавливаются
два диодных выпрямителя, что обеспечивает
наиболее широкий диапазон регулирования реак-
тивной мощности.
Для проверки работоспособности вновь со-
здаваемых турбогенераторов еще до отправки их
на электростанцию в Ленинградском объедине-
нии «Электросила» им. С. М. Кирова был создан
уникальный единственный в мире стенд с реги-
страцией сотен явлений и последующей их обра-
боткой с помощью ЭВМ. Этот стенд позволил
исследовать и испытать головные образцы турбо-
генераторов не только в режиме холостого хода,
но и под нагрузкой.
Следует упомянуть об одном новом явлении в
области турбогенераторов. Всегда считалось, что
валопроводы турбоагрегатов испытывают наи-
большее ударное воздействие при внезапных
коротких замыканиях генераторов. Однако в
последние годы в нашем институте было установ-
лено, что максимальные вращающиеся моменты
могут быть не при коротком замыкании, а при
отключении генератора. Информация об этом
новом явлении сначала была встречена с недове-
рием. Однако после экспериментальной проверки
все сомнения исчезли, и теперь валопроводы
необходимо рассчитывать с учетом повышенных
ударных воздействий.
Каковы ближайшие задачи в области турбоге-
нераторов? В настоящее время разработаны, а в
конце десятой пятилетки будут сделаны первые
турбогенераторы для атомных электростанций
мощностью 1 млн. кВт с частотой вращения
1500 об /мин. В них будет применена та же
система охлаждения, что и в турбогенераторе —
1200 тыс. кВт. Вполне естественно, что они
должны быть четырехполюсными. В связи с
меньшей частотой вращения роторы таких турбо-
генераторов должны иметь большой поток, а сле-
довательно, размеры и массы. Последняя в турбо-
генераторе на 1 млн. кВт будет 160 т. Создание
ротора с такой большой массой является очень
сложной проблемой. На Ижорском заводе
им. А. А. Жданова изготовлен сварнокованый
ротор такой массы из трех слитков.
При рассмотрении дальнейших задач турбоге-
нераторостроения естественно поставить вопрос:
какие же возможны новые пути при создании
турбогенераторов мощностью 2000—2500 МВт
и более? Эти мощности потребуются в последнем
десятилетии нашего века. Однако чтобы иметь к
указанному времени машины такой мощности,
уже сегодня нужно вести интенсивные исследова-
тельские работы и создавать прототипы новых
машин, правда, пока с меньшей мощностью.
Есть два главных направления работ: разви-
тие традиционных конструкций и внедрение прин-
ципиально новых, нетрадиционных решений.
Прогнозные оценки характеристик стали по-
казывают, что хотя в будущем и появится воз-
можность некоторого увеличения размеров поко-
вок роторов и бандажных колец, тем не менее
потребуется значительная интенсификация охла-
ждения машин. Единственный резерв для турбо-
генераторов традиционного исполнения — вве-
дение воды в роторную обмотку и установка
водяных охладителей в сердечнике статора. Рас-
четные оценки показывают, что при этом мощ-
ность турбогенератора в тех же габаритах может
возрасти на 30%. Уже сейчас в СССР накоплен
значительный опыт в использовании водяного
охлаждения роторных обмоток. Именно у нас
впервые в мире эти новые идеи получили практи-
ческую реализацию. В настоящее время на ряде
электростанций успешно эксплуатируются турбо-
генераторы мощностью 500 тыс. кВт, с частотой
вращения 3000 об/мин. Изготовлены два турбо-
генератора мощностью 500 тыс. кВт с частотой
вращения 1500 об/мин. Во всех работающих сей-
час на электростанциях машинах вода подается
и отводится через вал, между каналами в валу и
обмотке имеются соединительные трубки. Корпус
машин заполняется водородом. Вполне естест-
венно, что создание турбогенераторов с водяным
охлаждением роторов потребовало большого
объема теоретических и экспериментальных
исследований.
Есть и другое оригинальное решение, позво-
ляющее исключить механическую связь между
125
И. А. ГЛЕБОВ
Рис. 13. Электромашиниый агрегат с инерционным на-
копителем энергии: 1 — турбогенератор; 2 — маховик;
3 — электродвигатель
неподвижными и вращающимися водными трак-
тами. Вода из неподвижной трубы поступает на
поверхность вращающего кольца, откуда идет
в каналы обмотки ротора. Обмотка ротора в дан-
ном случае работает как насос и выбрасывает
воду на внутреннюю поверхность второго кольца
большего диаметра. Отсюда вода стекает в при-
емную камеру и затем снова поступает в трубо-
провод подачи воды. Можно ожидать, что такая
простая конструкция обеспечит наиболее высо-
кий уровень надежности. Охлаждение сердечника
осуществляется селуминовыми охладителями, ко-
торые устанавливаются между пакетами сердеч-
ника, выполненного, как и обычно, из листовой
электротехнической стали. Корпус может запол-
няться воздухом или азотом под давлением,
несколько большим атмосферного. Это позво-
ляет отказаться от сложных масляных уплотне-
ний вала, применяемых в водородных машинах. В
настоящее время два таких турбогенератора
мощностью по 60 тыс. кВт находятся в эксплу-
атации. Кроме того, сделан и испытан турбогене-
ратор мощностью 800 тыс. кВт с частотой враще-
ния 3000 об/мин. Успешная эксплуатация но-
вых машин может иметь следствием использова-
ние новой системы охлаждения не только в сверх-
мощных генераторах, но и для генераторов уже
освоенного диапазона мощностей.
Каким образом преодолеть ограничения мощ-
ностей турбогенераторов традиционного испол-
нения? Выход состоит в переходе к принци-
пиально новым решениям: беспазовым и сверх-
проводящим машинам.
Для получения приемлемых значений индук-
тивных сопротивлений турбогенераторов, обес-
печивающих устойчивость их работы в энергоси-
стемах, приходится по мере роста мощности все
более увеличивать зазор между статором и рото-
ром. В этих условиях возможно разместить
обмотку статора в зазоре, тем самым исключить
пазы и зубцы и уменьшить наружный диаметр
статора. Сохранение же диаметра позволяет уве-
личить мощность машины. Дальнейший рост
мощностей может быть достигнут за счет отказа
от зубцовой зоны ротора.
Радикальное решение проблемы мощностей в
интересах будущего развития энергетики может
быть достигнуто на основе использования сверх-
проводников. Как известно, некоторые сплавы
при очень низких температурах становятся сверх-
проводящими. В этом случае можно иметь плот-
ности тока в десятки раз большие, чем в обычных
медных проводниках. Изучение возможности кон-
структивных решений показало целесообраз-
ность выполнения ротора со сверхпроводящей
обмоткой, статор же может иметь обычную, ком-
натную температуру. В настоящее время
наиболее приемлемый сверхпроводник — сплав
ниобия с титаном, а хладагент — жидкий
гелий.
Турбогенераторы со сверхпроводящей обмот-
кой возбуждения характеризуются редким в тех-
нике сочетанием возможностей уменьшения
массы и габаритов с одновременным повыше-
нием КПД.
В настоящее время особенно большое научное
значение имеют работы, относящиеся к специфи-
ческим проблемам электрофизического и тепло-
физического характера, а также к процессам
механики во вращающемся криостате-роторе при
температуре жидкого гелия. Использование яв-
ления сверхпроводимости требует специальных
мер по демпфированию качаний роторов крио-
турбогенераторов при их работе в энергосистеме.
Во ВНИИэлектромашиностроения были со-
зданы и испытаны модельные сверхпроводнико-
вые машины мощностью 18 и 1200 кВт. Здесь же
завершено изготовление самого крупного в
мире сверхпроводникового турбогенератора
мощностью 20 тыс. кВА при частоте вращения
3000 об/мин. В этом генераторе жидкий гелий
подается в ротор через центральное отверстие в
валу, проходит обмотку и уже в газообразном
состоянии возвращается через тепловые мосты и
126
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
канал с кольцеобразным сечением в валу. Ротор
имеет тепловой экран, область между наружным
и внутренним цилиндрами вакуумирована. В тор-
цевых частях ротора находятся тепловые мосты и
вакуумные пробки. Электромагнитные возмож-
ности ротора могут быть использованы только
при большом количестве меди в обмотке статора.
Поэтому обмотка вынесена в зазор. Ее разводка в
лобовых частях и крепление представляют слож-
нейшую научно-техническую проблему. Охлажде-
ние статора рассчитано на использование фреона
и масла, для чего в машине имеется разделитель-
ный цилиндр.
Следующий этап — создание сверхпроводни-
кового турбогенератора мощностью 300 тыс.
кВт с частотой вращения 3000 об/мин.
Рассмотрев основные направления научно-
технического прогресса в области турбогенера-
торостроения, остановимся на достижениях в раз-
работке и производстве гидрогенераторов. Сле-
дует прежде всего отметить, что Советский Союз
занимает лидирующее положение в данной обла-
сти. Строительство мощнейших в мире гидроэле-
ктростанций потребовало решения многих на-
учно-технических проблем при разработке и
создании гидрогенераторов Братской, Крас-
ноярской, Нурекской, Ингурской, Саяно-Шу-
шенской ГЭС. К таким проблемам относятся спо-
собы охлаждения, внедрение новой изоляции,
новых видов возбудительных систем, применение
усовершенствованной технологии сборки и др.
Наиболее полно достижения турбогенераторо-
строения воплощены в турбогенераторах Саяно-
Шушенской ГЭС. Здесь, в частности, были ис-
пользованы результаты исследований и опыта
эксплуатации гидрогенераторов Красноярской
ГЭС.
Гидрогенераторы имеют вертикальное испол-
нение. В отличие от турбогенераторов у них
малая частота вращения и большой диаметр
внутренней расточки статора. В мощных гидроге-
нераторах применяется водяное охлаждение об-
мотки статора и так называемое форсированное
воздушное охлаждение обмотки ротора. В послед-
нем случае между полюсом и обмоткой создается
зазор, а в самой обмотке — поперечные каналы.
В результате ротор действует как вентилятор,
прогоняя большие объемы воздуха через обмотку
и тем самым обеспечивая интенсивное охлажде-
ние. Создание водяного охлаждения обмотки ста-
тора гидрогенератора является более сложной
задачей по сравнению с турбогенератором. Это
объясняется тем, что число пазов и стержней
обмотки статора в гидрогенераторе примерно на
порядок больше, чем в турбогенераторе. Исполь-
зуется термореактивная изоляция обмоток.
Сложнейший элемент гидрогенератора — под-
пятник. Он выдерживает вес ротора генератора и
турбины, а также осевое давление воды.
Нагрузка на подпятник гидрогенератора Саяно-
Шушенской ГЭС равна 3250 т.
Для повышения пропускной способности ли-
ний электропередач применяются быстродейству-
ющие тиристорные системы возбуждения и авто-
матические регуляторы возбуждения, реагиру-
ющие не только на отклонение, но и на производ-
ные режимных параметров. Источником питания
может служить вспомогательный синхронный ге-
нератор. Наряду с этим питание тиристорного
выпрямителя возможно и от выводов главного
генератора через трансформатор. Такая система
возбуждения используется, в частности, для
гидрогенераторов Нурекской ГЭС. Тиристорные
выпрямители с оригинальными устройствами во-
дяного охлаждения — статические установки.
Поэтому ток в обмотку ротора подается через
контактные кольца и щетки.
В области создания систем возбуждения и
автоматических регуляторов возбуждения как для
гидрогенераторов, так и для турбогенераторов
Советский Союз занимает ведущее положение в
мире.
В последнее время в СССР и за рубежом начи-
нает находить применение новый тип генерато-
ра — капсульный. Агрегат имеет горизонталь-
ное исполнение. Генератор и турбина располо-
жены внутри капсулы, которая находится в
потоке воды. Применение таких машин позволяет
существенно снизить стоимость строительства
низконапорных ГЭС. Наиболее мощные агре-
гаты такого типа работают на Саратовской ГЭС.
Одна из новых областей применения турбо- и
гидрогенераторов — создание систем питания
обмоток экспериментальных, а в дальнейшем и
энергетических реакторов термоядерного синте-
за. Здесь требуются очень мощные источники
питания (сотни тысяч киловатт и более) с выдачей
большой энергии в секундных диапазонах. В этих
условиях накопление энергии во вращающихся
массах обеспечивает наиболее высокие удельные
показатели по сравнению с другими источниками
питания. В качестве механических накопителей
энергии могут быть применены как турбо-, так и
гидрогенераторы.
В заключение необходимо еще раз подчерк-
нуть, что электрификация нашей страны тесней-
шим образом связана со все более широким при-
менением различных способов электромеханиче-
ского преобразования энергии. При этом проис-
ходит не только быстрый количественный рост
выпуска электрических машин, но и их коренные
качественные изменения, обусловленные новыми
научно-техническими достижениями. В результа-
те удалось успешно решить противоречивую
задачу уменьшения масс машин при одновремен-
ном повышении КПД и уровня надежности, а
также создать принципиально новые виды эле-
ктрических машин.
127
ВОЛЬФГАНГ ШИРМЕР
ПРОЦЕССЫ
РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ
рья, необходимого для народ-
ного хозяйства, представляют собой -смеси
веществ сложного состава. Прежде всего это
относится к нефти и большинству руд. В качестве
примеров выделения веществ из смесей можно
назвать получение калиевых солей, флюорита и
фосфорита, переработку природных силикатов,
получение кислорода из воздуха, обессоливание
морской воды и др.
Разделение и обогащение смесей химических
соединений— важные процессы химической и
некоторых других отраслей промышленности.
Считают, что около трети всех капиталовложе-
ний, направленных на технологические процессы,
приходится на долю процессов разделения. Они
требуют также больших затрат энергии,
поскольку во многих случаях связаны »с фазо-
выми превращениями.
Большое значение указанных процессов при
их сравнительно невысокой экономичности тре-
бует постоянного совершенствования существу-
ющих и разработки новых методов разделения.
Вольфганг Ширмер (Schirmer) (р. 1920) — немецкий химик, действитель-
ный член Академии наук ГДР, директор Центрального института физи-
ческой химии АН ГДР, член Научно-исследовательского совета ГДР.
Изучал химию в Берлинском университете. С 1946 по 1962 В. Ширмер
работал в химической промышленности ГДР. С 1953 по 1962 был дирек-
тором комбината Лёйна.
В 1955 он был назначен экстраординарным профессором физической химии
в Химико-технологическом институте Лёйне—Мерзебург.
В 1963 В. Ширмер начал работать в Институте физической химии АН ГДР
и одновременно был приглашен в качестве профессора химической техноло-
гии в Берлинский университет им. Гумбольдта. В настоящее время
В. Ширмер занимается главным образом проблемами адсорбции на моле-
кулярных ситах, физико-химическими основами технологии и проблемами,
связанными с внедрением результатов теоретических исследований в про-
мышленность.
Классические процессы разделения
Табл. 1 дает общее представление о тради-
ционных, классических процессах разделения ве-
ществ, имеющих наибольшее промышленное
значение.
В табл. 1 фаза 1 — агрегатное состояние
исходной смеси до разделения, фаза 2 — после
разделения.
Хотя традиционные процессы разделения раз-
вивались в течение многих десятилетий, их произ-
водительность все же остается неудовлетвори-
тельной, так как этим методам присущи следу-
ющие недостатки.
1.	Эффективность разделения на каждой от-
дельной ступени относительно низка, поэтому
операцию разделения приходится многократно
повторять (например, ступени разделения при
ректификации).
2.	Сравнительно невысокая селективность
процесса разделения (невысокая степень чистоты
конечного продукта).
3.	Низкий энергетический КПД.
Таблица 1
Классические процессы разделения
Фаза 1 Фаза 2 Газообразная	Жидкая	Твердая
Газообразная —	Испарение Ректификация	Сушка Сублимация
Жидкая Конденсация Абсорбция	Экстракция	Растворение Экстракция
Твердая Конденсация Адсорбция	Кристаллизация Адсорбция	—
Фильтрование
128
ПРОЦЕССЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ
4.	Во многих случаях — большие капитало-
вложения.
5.	Теоретические основы этих способов, раз-
работанные для идеальных смесей, часто неудов-
летворительно описывают процессы промышлен-
ного разделения.
Таким образом возникла настоятельная необ-
ходимость в разработке высокопроизводитель-
ных процессов разделения, свободных, по край-
ней мере частично, от указанных недостатков и
обладающих более высокой селективностью и
лучшим энергетическим КПД при меньших
капиталовложениях. Над созданием таких про-
цессов разделения ученые работали в течение
последних полутора десятилетий.
Селективные процессы разделения
В табл. 2 представлены современные высоко-
селективные процессы разделения. Следует отме-
тить, что некоторые новые процессы разделения
уже имеют важное промышленное значение. Так,
селективная адсорбция на молекулярных ситах в
настоящее время обеспечивает получение из
нефтяных фракций почти 2 млн. т нормальных
парафинов (н-парафинов) в год. С помощью
жидкофазной экстракции получают большую
часть необходимых для промышленности арома-
тических соединений. Годовая производитель-
ность по этому способу составляет сейчас около
7—8 млн. т. Образование аддуктов углеводоро-
дов и жирных кислот с мочевиной также уже
достигло промышленного масштаба. Процессы,
находящиеся еще в стадии исследования, очевид-
но, вскоре также найдут промышленное примене-
ние.
Для дальнейшего развития процессов разделе-
ния необходимы широкие теоретические исследо-
вания в пограничных областях химии, физики,
физической химии и химической технологии.
В табл. 2 включен процесс флотации, который
хотя и не протекает путем простого распределе-
ния веществ между двумя разными фазами, но
все же является селективным процессом разделе-
ния. В табл. 2 не указаны процессы разделения
на мембранах (пермеация), которые будут рас-
смотрены отдельно.
Селективные процессы разделения
в жидкой фазе
Азеотропная и экстрактивная дистилляция яв-
ляются родственными процессами. В обоих слу-
чаях в систему добавляется селективный раство-
ритель, который значительно увеличивает отно-
сительную летучесть разделяемой смеси. Если
этот растворитель низкокипящий и может быть
отогнан совместно с одним из компонентов смеси
(причем смесь отбирается из головы ректифика-
ционной колонны), то говорят об азеотропной
дистилляции. Если, напротив, растворитель высо-
кокипящий и остается с компонентом смеси в
кубе колонны, то речь идет об экстрактивной
дистилляции. В обоих случаях технология в
принципе одинакова.
Азеотропная дистилляция применяется для
очистки ароматических углеводородов прежде
всего тогда, когда надо отделить малые количе-
ства неароматических соединений. Процесс осо-
бенно экономичен (с точки зрения расхода энер-
гии), если содержание примесей не превышает
10%. В качестве селективного растворителя чаще
всего используют ацетон и метанол.
Если содержание неароматических соединений
Таблица 2
Селективные процессы разделения
Процесс	Действующие молекулярные силы	Промышленное применение
Азеотропная и экстрактив- ная дистилляция	Дисперсионные силы, обра- зование комплексов	Выделение ароматических соединений и легкокипящих олефинов из смесей углеводородов
Селективная абсорбция	Образование комплексов, химическая связь	Выделение Н2 из синтез-газа, выделение бутадиена и аце- тилена из продуктов пиролиза
Жидкофазная экстракция	Дисперсионные силы, образование водородных связей, комплексов	Выделение ароматических соединений, разделение металлов
Адсорбция на молекулярных ситах	Дисперсионные силы, обра- зование водородных связей	Получение н-парафинов, сушка газов, удаление Н2
Образование аддуктов мочевины	Дисперсионные силы, обра- зование водородных связей	Получение н-парафинов и олефинов
Флотация	Дисперсионные силы, электростатические силы	Обогащение бедных руд (металлы, калийные соли, фосфаты и др.).
129
В. ШИРМЕР
Рис. 1. Очистка с помощью
селективных растворите-
лей
в исходи ом продукте составляет 10—40%, то при-
меняется экстрактивная дистилляция, и в качестве
селективного растворителя берутся, например,
высококипящие диметилформамид или фенол.
Оба процесса известны очень давно и имеют
сейчас ограниченное применение в промышлен-
ности; можно считать, что их развитие в основном
закончено.
Для получения чистых углеводородов сегодня
чаще всего используется процесс селективной
абсорбции, с помощью которого чистые компо-
ненты выделяются из газовой смеси с помощью
жидкой фазы. Так получают, например, бутадиен
из смеси газообразных углеводородов. Возможно
также промышленное получение ацетилена по
этому способу. Жидкофазная абсорбция дает
возможность очищать различные виды синтез-
газа от сероводорода и СО2. причем в качестве
растворителей используются диметилформамид,
ди метилсульфоксид, пирролидон и N-метилпир-
ролидон. Селективная абсорбция широко при-
меняется в промышленности и следует ожидать
появления новых вариантов процессов, основан-
ных на этом принципе.
Жидкофазная экстракция известна уже давно
и широко применяется в промышленности, но
только в последние двадцать лет получила то
развитие, которое позволяет по праву отнести ее
к высокопроизводительным селективным процес-
сам разделения. Система, для которой был разра-
ботан метод жидкофазной экстракции в его
современном виде,— это смесь углеводородов с
содержанием ароматических углеводородов
40—70%, образующаяся в результате процесса
риформинга (получения высокооктановых бензи-
нов из нефтепродуктов), главным образом, на
платиновых катализаторах. Промышленные про-
цессы получения пластмасс, синтетических воло-
кон и органических полупродуктов требуют в
настоящее время бензола, толуола и ксилола в
таких количествах, которые не могут быть полу-
чены в результате переработки каменноугольной
смолы. Важнейшим источником этих продуктов
становится процесс риформинга, причем
большая часть ароматических углеводородов
выделяется методом жидкофазной экстракции.
Упрощенная технологическая схема очистки
показана на рис. 1. Видно, что жидкое сырье и
экстрагент движутся навстречу друг другу. Рас-
творимые ароматические углеводороды выходят
из экстрактора и очищаются в специальной рек-
тификационной установке. Нерастворившаяся
часть исходной смеси также разделяется ректифи-
кацией и используется снова.
Основной областью применения жидкофазной
экстракции наряду с уже упомянутым получением
ароматических соединений является разделение
металлов, находящихся в растворе в виде ка-
тионов. Эта область пережила бурное развитие
в последние годы. Можно предсказать, что в
близком будущем эти высокопроизводительные
селективные процессы станут более важными, чем
традиционные металлургические процессы. Уже
сейчас удается в кетонных растворах, содержащих
фториды, разделить такие химически родствен-
ные металлы, как ниобий и тантал или цирконий и
гафний. Разработаны также технические решения
для процессов разделения кобальта и никеля, а
также для выделения редкоземельных металлов
из огарков' ядерных реакторов. Большое значе-
ние жидкофазная экстракция имеет сейчас для
выделения меди из растворов. Более 20% чистой
меди в мире уже сейчас получается с помощью
гидрометаллургии. Жидкофазная экстракция
применяется также для выделения урана из
урансодержащих руд и при переработке отхо-
130
ПРОЦЕССЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ
дов ядерных реакторов. Процесс отделения
железа от урана может быть значительно улуч-
шен за счет применения ионообменных веществ.
Наконец, разработаны способы жидкофазной
очистки фосфорной кислоты и экстракции бора-
тов из растворов солей.
Разделение веществ
с помощью селективной адсорбции
или за счет соединений включения
В последние 10—15 лет подробно исследова-
лись адсорбционные свойства алюмосиликатов
сложного состава, образующих прочные регу-
лярные структуры с микропорами строго опреде-
ленного диаметра. Поскольку размеры этих
микропор имеют тот же порядок, что и размер
молекул, с их помощью можно осуществить раз-
деление веществ в зависимости от величины и
формы молекул. Этот процесс можно сравнить с
просеиванием через сито (в молекулярных разме-
рах), поэтому такие силикаты называют также
молекулярными ситами. В качестве общего обо-
значения их применяется название цеолит.
На рис. 2. показана элементарная ячейка
цеолита так называемого типа А. Молекулярное
сито состоит из тетрадров SiCM А!О4, которые в
данном случае находятся в соотношении 1:1 и
расположены в основном регулярно, образуя
прочный алюмосиликатный каркас. Правильный
восьмиугольник образует отверстие диаметром
0,49 нм, через которое молекула может прони-
кать в полость большего размера — диаметром
1,13 нм. Молекулы, критический диаметр кото-
рых меньше 0,49 нм (например, нормальные
парафины), могут через поры проходить в поло-
сти, в которых они прочно адсорбируются, в то
время как молекулы с большим критическим
диаметром (например, изопарафины или аром а-
Рис. 2. Элементарная ячейка неолита (типа Л)
Рис. 3. Критические диаметры молекул простых углево-
дородов
рис. 3 представлены критические диаметры моле-
к\.| простых углеводородов. Молекулы мета-
на, этана и пропана могут быть адсорбированы,
поскольку их критический диаметр меньше
размера полости, в то время как изобутан исклю-
чается из процесса адсорбции. Таким образом,
достигается почти полное выделение определен-
ных групп углеводородов из смесей сложного
состава (например, из нефтяных фракций —
геометрический эффект молекулярного сита).
В течение последнего десятилетия селективная
адсорбция на молекулярных ситах стала крупно-
тоннажным промышленным процессом. Она при-
меняется, в частности, для осушки различных
газовых смесей, удаления сероводорода и дву-
окиси углерода из промышленных газов, а также
для регенерации паров растворителей. Известно
60 вариантов процессов селективной адсорбции,
имеющих промышленное применение. Важней-
шим из них является выделение нормальных
парафинов из нефтяных фракций. Только в
1977 г. во всем мире путем селективной адсорб-
ции на молекулярных ситах выделено около
2 млн. т н-парафинов. Этот процесс стал одним
131
В. ШИРМЕР
Рис. 4. Схема улучшенного варианта Парекс-процесса с
использованием аммиака в качестве десорбента
Абсорбер
Сырье—>-----
Г аз-носитель—>——>
Промыватель
Сепаратор
1= ЗЕ
Промывная
жидкость
Г аз-носитель
Сепаратор
Н-парафины <----------
Десорбент
-—(Др-
Абсорбер
Абсорбер
сЬ-
»—t-F1---*-
Десорбент
из незаменимых нефтехимических процессов при
получении сырья для химической промышленно-
сти, а также при очистке минеральных масел.
В ГДР на комбинате «Лейна—Верке»
им. Вальтера Ульбрихта и нефтеперерабатываю-
щем заводе в г. Шведте с учетом результатов
теоретических исследований и моделирования,
проведенных в институтах Академии наук ГДР,
разработан так называемый Парекс-процесс,
улучшенный вариант которого представлен на
рис. 4.
Исходный продукт, содержащий н-парафины,
смешивается с инертным газом и испаряется.
Полученный газ проходит первый адсорбер,
заполненный молекулярным . ситом «Це-
осорб-5АМ» (производитель—химический ком-
бинат Биттерфельд, ГДР). Через несколько минут
в результате селективной адсорбции н-парафинов
емкость адсорбера оказывается полностью ис-
пользованной. Затем газовый поток переключа-
ется и исходный продукт направляется в адсор-
бер 2, в то время как адсорбер 1 вступает в фазу
десорбции. Для десорбции используют комбина-
ции разных десорбентов, важнейшим из кото-
рых является аммиак. Поскольку десорбция
длится вдвое дольше, чем адсорбция, два из
трех адсорберов постоянно находятся в режиме
десорбции, в то время как в третьем происходит
адсорбция.
Описанный процесс может проводиться не-
прерывно в течение 8000—10 000 часов. Чистота
парафинов составляет 98—99 объемных процен-
тов. Поскольку в качестве сырья используются
нефтяные фракции с температурой кипения до
320°С, этот способ пригоден для выделения
н-парафинов с длиной цепи до 18 атомов угле-
рода.
Парекс-процесс особенно отчетливо иллю-
стрирует высокую производительность селектив-
ных процессов разделения. По сравнению со
старым способом получения н-парафинов по
Рис. 5. Схема флотации
методу Фишера—Тропша, Парекс-процесс обес-
печивает в ГДР экономический эффект, составля-
ющий несколько миллионов марок в год. Очень
сильно снижен удельный расход энергии; он
составляет 394 кВт на тонну конечного продукта,
в то время как для способа Фишера—Тропша эта
величина значительно выше 1000 кВт.
Дальнейшее развитие этого процесса разделе-
ния позволит осуществить разделение и очистку
нефтяных фракций за одну стадию. Поскольку
молекулярные сита могут быть модифицированы
путем катионного обмена или за счет встраивания
определенных поверхностных групп, то методом
адсорбции могут быть решены самые разные
проблемы разделения. Так, в настоящее время
молекулярные сита применяются для обогащения
кислородом воздушных смесей. Очевидно, эконо-
мически нецелесообразно таким путем получать
чистый кислород, однако обогащение его до
70—80% (что вполне достаточно для многих про-
мышленных целей) этим методом более выгодно
по сравнению с другими промышленными спосо-
бами разделения.
Среди соединений включения, используемых
для разделения веществ, особое значение имеет
группа аддуктов мочевины. Они применяются для
выделения нормальных парафинов, олефинов и
карбоновых кислот из соответствующих смесей.
В 1977 г. этим способом было получено
несколько сотен тысяч тонн н-парафинов.
Образование аддуктов мочевины происходит в
жидкой фазе. Таким образом, углеводороды не
подвергаются термическому воздействию, необ-
ходимому для перевода их в газовую фазу, что
дает возможность разделять молекулы с длиной
цепи до 40 атомов углерода. В этом состоит пре-
132
ПРОЦЕССЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ
имущество процесса с использованием мочевины
перед адсорбцией на молекулярных ситах.
Поскольку самые короткие цепи углеводородов,
которые можно выделить этим способом, содер-
жат шесть атомов углерода, то может быть полу-
чен достаточно широкий набор нормальных па-
рафинов. Можно ожидать, что данный способ
получит в будущем еще более широкое приме-
нение.
Заканчивая этот раздел, расскажем коротко о
процессе флотации. Мы уже упоминали о том,
что флотация не протекает путем простого рас-
пределения веществ по двум разным фазам, но
его можно причислить к процессам разделения.
О значении этого способа разделения говорит
то, что в 1977 г. флотацией было переработано
1,8 млрд, т различных руд. В мире наблюдается
общая тенденция использовать для промышлен-
ной переработки все более бедные руды.
Мелко размолотые частицы сырья обрабаты-
ваются специальными поверхностно-активными
веществами («собирателем») и, взаимодействуя с
последними, становятся водоотталкивающими
(гидрофобными). Затем они увлекаются мелкими
пузырьками воздуха и образующийся комплекс
вследствие меньшей плотности поднимается на
поверхность жидкости, где образующаяся пена
непрерывно собирается. В то же время частицы
пустой породы, прежде всего силикаты, карбо-
наты и окиси, осаждаются и выводятся как шлам.
Схема флотации приведена на рис. 5.
В настоящее время флотации подвергают не
только металлические руды, но и калийные соли,
фосфаты, фториды, барит, глины и даже уголь.
Для флотации одной тонны руды необходимо от
30 до 300 г поверхностно-активных веществ и в
среднем 3 м3 воды. В связи с широким промыш-
ленным применением флотации возникают не-
которые технологические проблемы, связанные с
большим потреблением воды и защитой окружа-
ющей среды.
Разделение веществ на мембранах
Процессы разделения на мембранах стали в
последнее десятилетие предметом тщательных на-
учных исследований. Подготовлено, а во многих
случаях и осуществлено их внедрение в промыш-
ленность. Мембраны способны разделять молеку-
лы, ионы или мелкодисперсные частицы в
зависимости от их размеров и формы. Действие
мембран очень селективно. Поскольку компо-
ненты смеси зачастую могут быть выделены в
чистом виде без фазовых превращений, этот
способ имеет высокий энергетический КПД.
Применение мембран дает особенно хорошие
результаты при разделении азеотропных смесей,
смесей изомеров с малой разницей температур
кипения или при разделении продуктов, чувстви-
тельных к нагреванию.
Как видно, различают разделение с помощью
набухающих мембран и мембран с пористой
структурой. Набухающие мембраны обычно
имеют гибкий полимерный каркас, в котором
полимерные фрагменты различным образом сое-
динены и переплетены друг с другом. Сегменты
этих полимерных молекул испытывают тепловое
движение в матрице мембраны. Полимерное
вещество не имеет какой-либо постоянной струк-
туры с порами молекулярного размера. Поры,
необходимые для диффузии отделяемых молекул,
каждый раз образуются заново в результате
теплового движения. Таким образом, необходи-
мый для диффузии «свободный объем» является
переменной величиной, зависящей от времени и
места диффузии, и определяется термодинамиче-
ским равновесием.
Набухающие мембраны обладают способ-
ностью избирательно поглощать определенные
молекулы, находящиеся в газовой или жидкой
фазе, поскольку (в зависимости от размеров и
формы) мембрана оказывает разным молекулам
различное сопротивление при диффузии. Так,
н-гексан довольно легко растворяется в мембра-
не из полиэтилена. По сравнению с углеводоро-
дом, обладающим разветвленной углеродной
цепью, например, метилпентаном, имеющим
больший размер молекулы, н-гексан диффунди-
рует в мембране с большей скоростью и, таким
образом, может быть отделен. Этот селективный
процесс сочетает свойства селективной раство-
римости с функцией молекулярных сит.
Схематически процесс разделения на мем-
бране показан на рис. 6. Конечным продуктом
является н-гексан, причем метилпентан, обозна-
ченный темными кружками, вследствие большего
сопротивления трения практически не проходит
через нее.
Прохождение через мембрану состоит из
следующих стадий.
1.	Селективное растворение отделяемого
компонента на поверхности мембраны.
2.	Предпочтительная диффузия этого компо-
нента через полимер, обусловленная проходя-
щими структурными параметрами.
3.	Десорбция сконцентрированного компо-
нента с внешней стороны мембраны.
Селективность растворения может быть, как и
в случае экстракции, увеличена введением в мем-
брану различных добавок. Действие этих добавок
обусловлено реакцией с выделяемым веществом,
например, за счет сольватации, комплексообразо-
вания или образования водородных связей.
Скорость прохождения молекулы через мем-
брану зависит от коэффициента диффузии D дан-
ного компонента и коэффициента растворимости
L проникающего компонента в материале мем-
браны. Произведение DL называют коэффици-
ентом пермеации (проникания) Р. Этот коэффи-
циент для данной системы является специфиче-
ской величиной. В системе, состоящей из двух
133
Таблица 3
Селективные процессы разделения на мембранах
Процесс	Действующие силы и прин- Применение в промыш-	Примеры применения ципы разделения	ленности
Разделение на непористых мембранах (набухающие мембраны)	Разность давлений, размеры Подготавливается	Разделение азеотропов, изо- и форма молекул	меров ксилола
Фильтрация на мембранах с фиксированным размером пор	Разность давлений или кон- Да	Коллоидные дисперсии, пере- центраций, размеры и фор-	работка пищевых продуктов ма молекул
Обратимый осмос (ультра- фильтрация)	Дополнительное давление	Да	Обессоливание морской воды, для преодоления осмоти-	концентрирование фруктовых ческого давления	соков
Электродиализ	Электрический потенциал, Да	Обессоливание морской воды, полупроницаемые мембра-	получение белка из сыворот- ны	ки
веществ (бинарной), коэффициент разделения
определяется соотношением
-ч..
Для промышленного применения пермеации
необходимы большие значения Р и а. Чтобы
достичь высокой производительности, следует де-
лать поверхность мембраны как можно большей,
а ее толщину— как можно меньшей. Эти два
требования и определяют в настоящее время воз-
можность технического развития метода. Сейчас
еще имеются значительные трудности в изготов-
лении набухающих мембран, которые удовлетво-
ряли бы необходимым условиям: поверхность
обмена должна быть порядка квадратных метров,
а толщина — менее чем 3 нм. В качестве мембра-
нообразователей были испытаны практически все
известные полимеры. Лучше всех оказались мем-
браны из ацетата целлюлозы, политетрафтор-
этилена, терефталатов и др.
Производительность мембран существенно за-
висит от способа их изготовления. В последнее
Мембрана
Непористые набухающие мембраны
Пористые мембраны
ю1 ю2 103
Рис. 6. Схема разделительного процесса с использова-
нием пермеации
время стали изготавливать асимметричные мем-
браны: собственно разделяющий слой делают
исключительно тонким, он наносится на суще-
ственно более толстую подложку, придающую
мембране необходимую механическую прочность.
Для получения веществ с высокой степенью
чистоты процесс разделения необходимо повто-
рить несколько раз. С этой целью может быть
использован многоступенчатый разделительный
каскад. Установки подобного типа в настоящее
время опробуются промышленностью.
Особое значение имеет конфигурация разде-
ляющих элементов — они могут быть выпол-
нены не только в форме плоской пластинки, но и
в виде спиралей или полых волокон. В настоящее
время производительность процесса пермеации в
жидкой фазе не превышает 10—20 ki/ч м2
и является достаточной только в редких случаях.
Однако можно ожидать, что технологические
параметры процесса будут скоро улучшены.
Пермеация может быть использована во мно-
гих областях промышленности. Так, например, с
ее помощью можно выделять ценные органиче-
ские соединения из разбавленных водных раство-
ров; виниловые мономеры также выделяются из
полимеризационных растворов путем пермеации.
Уже сейчас существует экономичный процесс
выделения гелия, содержащегося в природном
газе в концентрациях до 0,03 объемных процен-
тов, с использованием непористых мембран из
фторсодержащего полимерного тефлона. Боль-
шой интерес представляет этот метод для раз-
деления редких металлов; он может быть приме-
нен также в пищевой промышленности и т. д.
Мембраны с порами фиксированного размера
изготовляют из полимерных продуктов, в кото-
рых различными способами сделаны поры одной
и той же величины (размер пор может изменяться
от 2 до 20 нм). Обычно эти поры представляют
собой извилистые каналы, проходящие через
мембрану. Разделение компонентов и здесь про-
134
ПРОЦЕССЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ
исходит в зависимости от размеров и формы
молекул, причем действующими силами являются
разности давлений или концентраций. Элемен-
тарные процессы заключаются в селективной
диффузии подходящих молекул или коллоидных
частиц через поры, а также частично включают
адсорбцию и поверхностную диффузию. Более
крупные коллоидные, а также мелкие твердые
частицы при этом задерживаются мембраной.
Поскольку пищевые продукты, биологические
системы и растворы, образующиеся в биохимиче-
ских процессах, преимущественно являются кол-
лоидными, рассматриваемый процесс может быть
успешно применен именно в этих системах.
В табл. 3 упомянут также обратимый осмос.
Если между водным раствором какого-либо
вещества и чистой водой поместить полупроница-
емую мембрану, через которую проходят только
молекулы воды, то вода начнет проникать в рас-
твор. Таким образом, раствор будет разбавляться.
Внутри сосуда возникает избыточное гидроста-
тическое давление, равновесное значение кото-
рого обозначают как осмотическое давление л.
Осмотическое давление зависит от концентра-
ции и температуры, и для растворов, образую-
щихся во многих промышленных процессах,
составляет от 10 до 50 атм. Если теперь на сосуд с
раствором оказывать механическое давление, ко-
торое превышает л на величину /?, то можно из-
менить направление диффузии и выделить из
раствора чистый растворитель. Таким образом,
суть этого процесса разделения состоит в том,
что, например, из водного раствора может быть
выделена чистая вода, в результате чего остается
концентрированный раствор. Этот метод приме-
няется прежде всего для получения питьевой во-
ды из морской или для концентрирования ион-
содержащих растворов, образующихся, напри-
мер, в гидрометаллургических процессах.
В качестве мембран обычно используют аце-
тат целлюлозы. Он связывает диффундирующие
молекулы воды благодаря временному образова-
нию водородных связей. Другие молекулы, спо-
собные к образованию водородных связей, такие,
как спирты и производные аммиака, также могут
быть разделены с помощью обратимого осмоса.
Ионы и молекулы, которые не могут образовы-
вать водородные связи, не проникают в органи-
ческую матрицу мембраны и задерживаются.
Чтобы осуществить этот процесс, необходимы
пленкообразователи, которые не должны иметь
никаких дефектов структуры. Для обратимого
осмоса был впервые применен принцип асимме-
тричной мембраны. Выпадающий на мембране
осадок сильно снижает проницаемость, поэтому
обратимый осмос ведут в условиях сильной тур-
булентности разделяемой системы.
Обратимый осмос применяют сейчас для кон-
центрирования пищевых продуктов. Например, в
результате переработки сыворотки удается по-
высить содержание белка до уровня, вполне до-
статочного для питания человека. Проводится
также концентрирование фруктовых соков и дру-
гих пищевых продуктов, содержащих воду. С по-
мощью обратимого осмоса ведутся промышлен-
ные испытания по очистке бытовых сточных вод.
В странах с пустынным климатом промышлен-
ная переработка морской воды играет очень важ-
ную роль. Процесс обратимого осмоса для этой
цели в настоящее время настолько хорошо раз-
работан, что стоимость получения чистой воды
по этому способу на 30% ниже, чем по приме-
нявшемуся до сих пор способу испарения.
Еще один селективный процесс разделения, в
котором используются мембраны, — электродиа-
лиз. Применяемые в нем полупроницаемые мем-
браны содержат структурные группы, способные
к обмену катионов или анионов. Таким образом,
эти мембраны позволяют селективно отделять
положительно заряженные катионы от отрица-
тельно заряженных анионов. При наложении эле-
ктрического потенциала все катионы направля-
ются к катоду, а все анионы — к аноду, где про-
исходит их селективная диффузия. В резуль-
тате последовательного соединения нескольких
разделительных установок в каскад может быть
достигнуто полное удаление ионов из раствора.
Данный метод пригоден для переработки
морской воды, деминерализации молочной сы-
воротки и для удаления ионов из различных ор-
ганических растворов, образующихся в ходе
технологических процессов. Использование
электродиализа в промышленности характери-
зуется малым расходом энергии. Особое значе-
ние имеет применение этого способа в медици-
не — для очистки крови пациентов с болезнями
почек. С помощью искусственной почки в насто-
ящее время ежегодно проводится диализ несколь-
ких миллирнов кубометров крови.
Преимущества этого селективного процесса
разделения при использовании в пищевой про-
мышленности заключаются в том, что термочув-
ствительные пищевые продукты не подвергаются
тепловому воздействию; аромат продуктов и цен-
ные вещества, содержащиеся в них, полностью
сохраняются, в то время как излишняя вода и
нежелательные примеси легко удаляются.
х- *
Описанные здесь селективные процессы раз-
деления позволяют заменить применяющиеся
еще до сих пор в промышленности многостадий-
ные процессы разделения процессами с малым
числом стадий. Простые, непрерывные и легко
автоматизируемые, они вполне отвечают совре-
менным требованиям. Уже сейчас они широко
применяются в промышленности и стали не-
отъемлемой составной частью современной высо-
копроизводительной технологии. Можно ожи-
дать, что в ближайшие годы будут разрабо-
таны еще более производительные варианты про-
цессов и найдены новые области их применения.
135
БОРИС НИКОЛАЕВИЧ ПЕТРОВ
ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС» —
ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
научно-технического прогресса в
наше время стала космонавтика, которая вносит
всевозрастающий вклад в развитие современной
цивилизации. Космические исследования неви-
данно раздвинули горизонты научного познания,
привели к интенсивному развитию многих отрас-
лей науки, техники, производства, всего народ-
ного хозяйства. Благодаря космонавтике челове-
чество приступило к решению глобальных про-
блем, к освоению околоземного пространства, к
непосредственному изучению Солнечной систе-
мы, сделало важные шаги на пути познания фун-
даментальных закономерностей эволюции Все-
ленной.
Укрепление мирового содружества братских
народов социалистических стран — международ-
ного союза нового типа — одна из наиболее
характерных черт современного этапа развития
человечества. Социалистические государства,
объединенные общностью строя, приверженно-
стью делу мира, социализма, демократии и нацио-
нальной независимости, добровольно развивают
между собой всестороннее сотрудничество на
основе принципов марксизма-ленинизма и интер-
национальной солидарности, уважения равнопра-
вия и суверенитета каждого государства, невме-
шательства во внутренние дела друг друга, това-
рищеской взаимопомощи. Ярким примером брат-
ского сотрудничества социалистических стран яв-
ляются совместные работы, проводимые в обла-
сти исследования и использования космического
пространства в мирных целях по программе «Ин-
теркосмос», принятой в апреле 1967 г.
Международное сотрудничество в космосе —
Борис Николаевич Петров (р. 1913)— специалист в области автоматиче-
ского управления, академик, профессор, вице-президент АН СССР, акаде-
мик-секретарь Отделения механики и процессов управления АН СССР,
председатель Совета по международному сотрудничеству в области исследо-
вания и использования космического пространства «Интеркосмос» при АН
СССР, заведующий отделом Института проблем управления АН СССР,
главный редактор журнала «Известия АН СССР. Техническая киберне-
тика» и международного советско-венгерского журнала «Проблемы
управления и теории информации», иностранный член академий наук
Болгарии. Венгрии, ГДР, Польши и Чехословакии, действительный
член Международной академии астронавтики.
Основные научные труды относятся к области автоматического регулиро-
вания, теории инвариантности систем автоматического управления, само-
настраивающимся системам, информационным проблемам теории управ-
ления, системам автоматического управления движущимися объектами.
Б. Н. Петров — Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской
премии и Государственной премии СССР, он награжден многими совет-
скими и иностранными орденами и медалями.
В августе 1980 Б. Н. Петров скончался.
веление времени, объективная тенденция разви-
тия современной науки и техники. Сфера косми-
ческих исследований непрерывно и бурно расши-
ряется, появляются новые направления, углубля-
ются традиционные направления, перед учеными
и специалистами встают новые, все более слож-
ные задачи и проблемы. Становится ясным, что
ни одна страна мира, даже обладающая огром-
ными экономическими и научно-техническими
возможностями, не может позволить себе само-
стоятельно развивать все направления космиче-
ских исследований, прилагать необходимые уси-
лия во всех областях космонавтики.
Большие затраты средств, необходимых для
развития ракетно-космической техники и прове-
дения космических исследований, требуют чрез-
вычайно осторожного и взвешенного подхода
при выборе тех или иных проектов, очередности
их осуществления. Особенно актуальными в наше
время становятся вопросы резкого повышения
эффективности и качества космических исследо-
ваний вообще и проводимых в рамках междуна-
родного сотрудничества в частности.
Научные направления космических исследова-
ний должны быть постоянно нацелены на получе-
ние новых результатов, которые могли бы приво-
дить к открытиям, являющимся крупным вкла-
дом в развитие мировой науки, к решению акту-
альных проблем науки. Прикладные направления
космических исследований должны давать все
более ощутимый экономический эффект в
различных отраслях народного хозяйства, спо-
собствовать их ускоренному развитию.
Руководители национальных координацион-
ных органов, ученые и специалисты стран —
136
ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС»— ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
участниц программы «Интеркосмос» посто-
янно уделяют большое внимание вопросам
повышения эффективности и качества сотрудни-
чества в исследовании и использовании космиче-
ского пространства. Стремление поднять со-
вместные работы на все более высокий научно-
технический и организационный уровень— за-
лог дальнейших успехов коллективов ученых и
специалистов социалистических стран — участ-
ниц программы «Интеркосмос», свидетельство
правильного понимания ими насущных задач
современного этапа развития мировой социали-
стической системы.
Сотрудничество социалистических стран в об-
ласти исследования и использования космиче-
ского пространства восходит к 1957 г.: непо-
средственно после запуска первых советских
искусственных спутников Земли (ИСЗ) начались
их совместные оптические наблюдения, которые
уже в то время имели большое научное и прак-
тическое значение. Визуальные, фотографиче-
ские и фотометрические наблюдения искусствен-
ных космических объектов позволяли изучать
плотность верхней атмосферы Земли, характери-
стики земного гравитационного поля, наладить
службу предсказания движения объектов на око-
лоземных орбитах.
Совместные усилия в этом направлении регу-
лировались сначала на основе двусторонних
соглашений, а затем в рамках многостороннего
Спутник «Интеркосмос-14»
Стыковка спутника «Интеркосмос-17» с ракетой-носите-
лем
137
Б. Н. ПЕТРОВ
Ракета «Вертикаль-4» на старте
Старт метеорологической ракеты с борта научно-исследо-
вательского судна «Академик Королев» (по программе
«Интеркосмос»)
сотрудничества. Это позволило в дальнейшем
разработать и осуществлять программу коорди-
нированных оптических наблюдений на основе
развитой сети наземных станций, оборудованных
автоматическими фотокамерами и лазерными
дальномерными установками. С 1969 г. это на-
правление работ стало органической частью про-
граммы «Интеркосмос»*.
Советский Союз всегда придавал большое
значение развитию экономического, научно-тех-
нического и культурного сотрудничества социа-
листических стран, способствующего укрепле-
нию мировой системы социализма. 14 апреля
1965 г. Председатель Совета Министров СССР
А. Н. Косыгин направил главам правительств
социалистических стран письмо, в котором пред-
ложил обсудить конкретные шаги по объедине-
нию усилий в области исследования и использо-
* О работах, ведущихся в этой области венгерскими
учеными, см. статью А. Хорвата.
вания космического пространства в мирных
целях с учетом научно-технических возможностей
и ресурсов каждой из них. В письме подчеркива-
лось, что Советское правительство считает полез-
ным изучить возможности для сотрудничества
социалистических стран в таких важных обла-
стях, как организация дальней радиосвязи и теле-
видения, изучение верхних слоев атмосферы и
космического пространства при помощи метеоро-
логических и геофизических ракет и искусствен-
ных спутников Земли, космическая физика, био-
логия и медицина.
В соответствии с договоренностью, достигну-
той в результате обмена письмами между главами
правительств социалистических стран, 15—20 но-
ября 1965 г. в Москве состоялось совещание
представителей Болгарии, Венгрии, ГДР, Кубы,
Монголии, Польши, Румынии, Советского
Союза и Чехословакии, на котором был рассмо-
трен вопрос о сотрудничестве в исследовании и
использовании космического пространства в мир-
138
ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС» — ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
ных целях. В ходе совещания состоялся обмен
мнениями о наиболее целесообразных формах и
направлениях сотрудничества с учетом научно-
технических возможностей и ресурсов отдельных
социалистических стран. Были рассмотрены во-
просы составления программы совместных ис-
следований в области космической физики, кос-
мической метеорологии, организации дальней
связи и телевидения, космической медицины и
биологии, обсуждены также возможности со-
вместного создания и запуска спутников и
совместной разработки специалистами различных
заинтересованных стран приборов и оборудова-
ния для космических исследований.
5—13 апреля 1967 г. в Москве состоялось
совещание экспертов социалистических стран по
вопросам сотрудничества в космосе; в совещании
приняли участие ученые и руководители соответ-
ствующих ведомств. На совещании были разра-
ботаны протоколы (соглашения) по отдельным
темам, экспериментам и работам и намечена
программа совместных запусков спутников и
ракет. Опираясь на предложение Советского
Союза о предоставлении советских средств
ракетно-космической техники, совещание удели-
ло особое внимание изучению возможностей раз-
работки в социалистических странах научной
аппаратуры для спутников и исследовательских
ракет.
В области космической связи в интересах
дальнейшего развития экономических, торговых,
культурных и других отношений между социали-
стическими странами совещание признало целе-
сообразным создать международную систему
спутниковой связи, обеспечивающую передачу
программ телевидения, телефонных и телеграф-
ных сообщений и других видов информации.
Работы в этом направлении привели в даль-
нейшем к созданию международной системы и
организации космической связи «Интерспутник».
Соглашение о создании «Интерспутника» мини-
стры связи девяти социалистических стран подпи-
сали в Москве 15 ноября 1971 г.
Таким образом, на совещании была принята
многосторонняя программа сотрудничества со-
циалистических стран в исследовании физических
свойств космической среды, в космической связи
и метеорологии, в космической биологии и меди-
цине. Поэтому апрель 1967 г. следует считать
датой принятия программы, получившей впослед-
ствии, во время встречи в 1970 г. во Вроцлаве
руководителей национальных координационных
органов стран—участниц сотрудничества, офи-
циальное наименование: программа «Интеркос-
мос».
Каковы же организационная структура и
механизм функционирования программы «Ин-
теркосмос»?
В каждой из сотрудничающих стран был
создан национальный координационный орган,
отвечающий за выполнение согласованной про-
граммы, а также двух- и многосторонних согла-
шений по отдельным проектам и темам, которые
могут заключаться в рамках этой программы.
В Советском Союзе таким органом является
Совет по международному сотрудничеству в обла-
сти исследования и использования космического
пространства при Академии наук СССР (Совет
«Интеркосмос»), который был создан в 1966 г.
для координации работ по сотрудничеству в кос-
мосе, выполняемых различными министерствами,
ведомствами, научными учреждениями и про-
мышленными организациями Советского Союза.
Принципиальные рекомендации и решения по
уточнению и развитию программы совместных
работ, по организационным и другим практиче-
ским вопросам, а также по перспективам разви-
тия сотрудничества в тех или иных направлениях
принимаются на совещаниях руководителей на-
циональных координационных органов, проводи-
мых ежегодно.
Текущая деятельность по выполнению приня-
той программы и разработка новых рекоменда-
ций проходят в рамках постоянно действующих
рабочих групп, состоящих из ученых и специали-
стов различных направлений. Были созданы
рабочие группы по следующим четырем основ-
ным направлениям сотрудничества: космическая
физика, космическая связь, космическая метеоро-
логия, космическая биология и медицина. В де-
кабре 1974 г. была образована рабочая группа
по пятому направлению совместных работ —
дистанционному зондированию Земли при по-
мощи аэрокосмических средств.
Деятельность рабочих групп регулируется по-
ложением, одобренным на совещании руководи-
телей национальных координационных органов в
Москве 14 июня 1968 г. Основная задача рабо-
чих групп — обеспечить выполнение и дальнейшее
развитие программ сотрудничества по соответ-
ствующим направлениям, а также высокий науч-
но-технический уровень совместных работ. Рабо-
чие группы регулярно рассматривают ход выпол-
нения принятых проектов, изучают предложения
о новых проектах и развитии новых форм и мето-
дов сотрудничества, о разработке и изготовлении
научных приборов и устройств на предприятиях
стран — участниц программы «Интеркосмос»
и т. д.
Таким образом, своеобразие организационно-
правовых основ «Интеркосмоса» заключалось в
том, что сотрудничество в рамках этой про-
граммы не исходило из единого межправитель-
ственного учредительного документа. Вместе с
тем десятилетний опыт проведения совместных
работ со всей убедительностью продемонстриро-
вал эффективность и гибкость организационных
форм сотрудничества. 13 июля 1976 г. в Москве
представители правительств девяти социалистиче-
ских стран — участниц программы «Интеркос-
мос» подписали межправительственное соглаше-
ние о сотрудничестве в исследовании и использо-
139
Б. Н. ПЕТРОВ
Многозональная
МКФ-6
камера
Бортовая «биологическая
лаборатория» на спутнике
«Космос-936». В экспери-
ментах на нем участвова-
ли специалисты СССР,
Франции, США, ЧССР
140
ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС» — ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
вании космического пространства в мирных
целях. В подписанном документе было подчерк-
нуто стремление братских стран закрепить нако-
пленный опыт проведения совместных работ в
космосе и всемерно содействовать дальнейшему
развитию сотрудничества в этой области.
Десятой страной—участницей программы
«Интеркосмос» стала Социалистическая Респу-
Индийские и советские спе-
циалисты готовят спутник
«Ариабата» к запуск)
блика Вьетнам, которая присоединилась к согла-
шению 17 мая 1979 г.
Своеобразна финансовая основа сотрудниче-
ства в рамках программы «Интеркосмос». Стра-
ны—участницы программы не имеют общего
финансового фонда. Советский Союз безвоз-
мездно предоставляет своим партнерам по
сотрудничеству средства ракетно-космической
техники. Каждая страна финансирует разработку
и создание приборов и проведение эксперимен-
тов, в которых она заинтересована, с учетом ее
финансовых возможностей, наличия соответству-
ющих научно-технических кадров и т. п. В этом
одно из коренных отличий «Интеркосмоса», ска-
жем, от Европейского космического агентства,
объединяющего И стран Западной Европы.
Организационные формы и финансовая
основа «Интеркосмоса» учитывают интересы
всех стран—участниц программы, позволяют им
развивать традиционно сложившиеся научные
школы, готовить высококвалифицированные на-
учно-технические кадры, способные решать само-
стоятельные задачи при проведении космических
исследований.
Проведение космических исследований требу-
Спутник «Ореол», запущен-
ный в СССР в соответствии
с программой сотрудниче-
ства между Советским
Союзом и Францией
141
Б. Н. ПЕТРОВ
Французский научный спут-
ник «Снег-3». Справа —
его гамма-телескоп. Вни-
зу — подготовка к запуску
ет больших затрат. В настоящее время около 30
государств земного шара принимают участие в
космических экспериментах. Участие в космиче-
ских исследованиях стало показателем достаточно
высокого научно-технического уровня страны.
Советский Союз оказывает братскую помощь
странам социалистического содружества в разви-
тии исследований в новой для них области, в дей-
ственном приобщении их к изучению и использо-
ванию космического пространства в мирных
целях — одному из наиболее передовых направ-
лений современного научно-технического про-
гресса.
Программа «Интеркосмос» стала образцом
социалистической интеграции научных исследо-
ваний. Уже чисто внешние показатели реализа-
ции программы выглядят внушительно. За
период с конца 1969 г. по май 1980 г. запущено
20 спутников серии «Интеркосмос» и восемь
высотных исследовательских ракет «Вертикаль».
На ряде космических объектов (например, на кос-
мических кораблях «Союз», некоторых спутниках
серии «Космос», «Метеор», орбитальных стан-
циях «Салют», автоматических станциях «Про-
гноз»), запущенных СССР по национальной про-
грамме, .были установлены приборы, созданные
учеными и специалистами социалистических
стран в рамках программы «Интеркосмос».
Правомочен вопрос: почему сферой сотруд-
ничества социалистических стран в космосе ста-
ли перечисленные выше направления исследова-
ний? Это вызвано тем, что исследования в обла-
142
ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС» — ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
сти космической физики связаны с разработкой
фундаментальных проблем современной науки,
а результаты исследований в области космиче-
ской биологии и медицины, связи и метеороло-
гии, изучения природных ресурсов Земпи из
космоса приносят и большую практическую
пользу. Применение достижений космонавтики
в самых различных отраслях народного хозяй-
ства уже дает ощутимый экономический эффект,
и, по оценкам специалистов, экономическая эф-
фективность прикладных направлений космиче-
ских исследований будет все больше возрастать.
В наше время, например, трудно представить
себе развитие средств связи без использования
спутников, обеспечивающих радиотелефонной,
телеграфной и телевизионной связью огромные
территории и различные континенты, связавших
самые удаленные и труднодоступные уголки
Земли. Известны цифры колоссальных затрат
требуемых времени и средств, если заменить
дистанционное зондирование Земли из космоса
самолетными съемками и наземными экспедици-
ями. Космос щедро возвращает средства, вложен-
ные в развитие космической науки и техники.
Более того, дальнейшее развитие целого ряда
отраслей народного хозяйства немыслимо без
применения космической техники.
Выбранные для совместных работ направле-
ния космических исследований, особенно косми-
ческая физика, позволяют внести немалый вклад
в развитие наших научных представлений о Все-
ленной, об окружающем Землю космическом
пространстве. Космос стал гигантской естествен-
ной лабораторией, условия в которой невоз-
можно воспроизвести на Земле, но исследования
в которой сулят ученым крупные шаги на пути
дальнейшего познания фундаментальных свойств
материи.
Остановимся на некоторых результатах вы-
полнения программы «Интеркосмос» за истек-
шие годы. Как отмечалось выше, для проведения
исследований по космической физике к маю
1980 г. было запущено 20 спутников «Интеркос-
мос» и восемь геофизических ракет «Вертикаль»,
ряд приборов для этих целей был установлен на
космических объектах, запущенных Советским
Союзом по национальной программе.
По решаемым научным задачам спутники
«Интеркосмос» можно разделить на три серии:
солнечную («Интеркосмос-1, -4, -7, -11, -16» и
«Интеркосмос—Коперник 500»), ионосферную
(«Интеркосмос-2, -8, -12, -14, -19», «Интеркос-
мос—Коперник 500») и магнитосферную («Ин-
теркосмос-3, -5, -6, -10, -13, -14, -17, -18»); на
спутниках последней серии была также установ-
лена аппаратура для исследований радиацион-
ных поясов, энергичных частиц, электродинами-
ческих процессов и космических лучей.
Спутники солнечной серии были оборудованы
приборами для исследования коротковолнового
рентгеновского и ультрафиолетового излучений
Солнца и влияния этих излучений на верхнюю
атмосферу Земли. Проблема изучения Солнца и
солнечно-земных связей имеет большое научное и
практическое значение, поскольку солнечная ак-
тивность оказывает самое непосредственное вли-
яние на процессы, протекающие в земной атмо-
сфере, и на условия существования всего
живого на Земле.
Столетиями ученые наблюдали Солнце в опти-
ческом диапазоне при помощи наземных телеско-
пов. Это позволило накопить огромный фактиче-
ский материал и много выяснить в поведении
нашего дневного светила. Важную информацию
о процессах на Солнце несет и радио-, ультра-
фиолетовое и коротковолновое рентгеновское
излучения. Но излучения в этих диапазонах в
значительной степени поглощаются земной ат-
мосферой, их невозможно изучать с помощью
наземных инструментов, и научную аппаратуру
для их исследования приходится выносить за
пределы земной атмосферы, помещая на иссле-
довательских ракетах, спутниках и других косми-
ческих объектах.
Особый интерес представляют излучения в
этих диапазонах во время вспышек на Солнце,
когда выделяется колоссальная энергия и резко
увеличивается интенсивность рентгеновского из-
лучения, а также происходят выбросы плазмы и
увеличивается скорость частиц солнечного ветра.
Эти явления приводят к изменениям в верхней
атмосфере Земли, к повышению интенсивности
радиации в околоземном пространстве, наруше-
ниям дальней радиосвязи и другим неблагоприят-
ным последствиям.
С целью углубления наших знаний о солнеч-
ной короне и выяснения роли рентгеновского
излучения Солнца в солнечно-земных связях на
спутниках «Интеркосмос» солнечной серии и
ракетах «Вертикаль» наряду с излучением Солнца
в дальней ультрафиолетовой области исследова-
лась рентгеновская радиация солнечной короны
как в условиях спокойного Солнца, так и в
периоды вспышек. При исследовании вспышек
на Солнце важное значение имеет вопрос о роли в
их механизме направленных потоков ускоренных
электронов. Была обнаружена поляризация рент-
геновского излучения вспышки, а это означает,
что в начальной стадии вспышки (в течение
нескольких минут) возникают мощные потоки
ускоренных электронов, направленные радиаль-
но— из высших слоев короны в нижние слои.
Обнаружение направленных потоков ускоренных
электронов, несущих энергию вспышки, является
фундаментальным фактом в солнечной фи-
зике.
Важный наблюдательный материал получен о
корреляции радио-, оптического, жесткого и
мягкого рентгеновского излучений при вспыш-
ках, а также о движениях материи в области
вспышки. Эти данные представляют собой суще-
ственный вклад в проблему прогнозирования
143
Б. Н. ПЕТРОВ
солнечных вспышек. Был выяснен также ряд
интересных особенностей атмосферы Земли на
высотах 100 км и выше и распределения там
молекулярного кислорода. Оказалось, что в этой
высотной области концентрация молекул кисло-
рода испытывает кратковременные и длиннопе-
риодические изменения, в частности, она в зимней
полусфере ниже, чем в летней. Этот результат
имеет существенное значение для аэрономии.
Второе направление исследований в области
космической физики — изучение ионосферы Зе-
мли. Ионосфера Земли — обширная область око-
лоземного космического пространства, оказыва-
ющая значительное влияние на состояние ниже-
лежащих слоев атмосферы, на условия существо-
вания биосферы и многие виды практической
деятельности человека. Детальное изучение про-
цессов, происходящих в ионосфере, познание
закономерностей изменений состояния ионосфе-
ры, умение прогнозировать эти изменения —
важнейшая задача науки, имеющая к тому же
огромное практическое значение. Ее решение
требует систематических комплексных измере-
ний с помощью спутников, ракет и наземных
приборов.
«Ионосферные» спутники «Интеркосмос»
проводили измерения концентрации и темпера-
туры электронов в составе ионосферной плазмы.
Особенностью этих экспериментов явилось ис-
следование параметров ионосферы в высоких
широтах, при этом были получены интересные
данные относительно их изменений в зависимо-
сти от времени суток и внешних факторов, а
также от времени года.
Третье направление исследований в области
космической физики — изучение магнитосферы,
радиационных поясов, космических лучей.
Само возникновение понятия «магнитосфера»
и познание многих особенностей этой своеобраз-
ной области околоземного пространства— яр-
кий пример существенного прогресса в познании
природы человеком в эпоху космических исследо-
ваний. Земной магнетизм известен людям с глу-
бокой древности. Однако до запусков спутников
и космических аппаратов представления науки о
Земле как источнике магнитного поля сводились
к модели простого магнитного диполя, хорошо
известного из школьного курса физики. Иссле-
дования при помощи спутников, ракет и космиче-
ских аппаратов коренным образом изменили
наши воззрения на структуру околоземного кос-
мического пространства и характер процессов в
этой области. Все оказалось значительно слож-
нее, об этом свидетельствует даже простое пере-
числение ее различных зон: ударный фронт, пере-
ходная зона, плазмосфера, магнитопауза, радиа-
ционные пояса, полярный касп, магнитный
шлейф Земли, инверсионный слой.
За два десятилетия интенсивного изучения
магнитосферы наука, в сущности, смогла лишь в
общих чертах выяснить морфологию этой обла-
сти пространства, и теперь задача заключается в
познании причинно-следственных связей, в полу-
чении более глубокой и детальной информации о
происходящих в магнитосфере явлениях и про-
цессах, что должно привести к созданию физиче-
ской теории магнитосферы. Решение этой задачи
требует систематических и многочисленных запу-
сков спутников, оборудованных разнообразной и
сложной научной аппаратурой, проведения
одновременных измерений в различных точках
магнитосферы.
«Магнитосферные» спутники «Интеркосмос»
позволили получить новые сведения о радиацион-
ной обстановке на высотах от 200 до 1300 км, о
динамических процессах в магнитосфере и поляр-
ной ионосфере Земли, об электромагнитной
связи между магнитосферой и ионосферой
Земли. Ценные данные принес эксперимент по
определению зависимости между потоками заря-
женных частиц и возникновением очень низкоча-
стотных радиосигналов. В 1971 г. была полу-
чена важная информация о характере процесса
«высыпания» частиц из радиационных поясов в
фазе восстановления магнитной бури.
Интересный эксперимент по изучению первич-
ных космических лучей высоких энергий прово-
дился на «Интеркосмосе-6». Большой фото-
эмульсионный блок весом 1070 кг после экспо-
нирования в ходе четырехсуточного полета был
возвращен на Землю и подвергнут детальному
изучению. Он зарегистрировал первичные ча-
стицы с энергией в 1000 ГэВ. Как известно,
частицы с такой энергией еще нельзя получить ни
в одном, даже самом мощном ускорителе. Итоги
этого эксперимента показали уникальные воз-
можности изучения ядерных реакций в широком
диапазоне энергий при длительном экспонирова-
нии в космосе крупных фотоэмульсионных бло-
ков.
Основные направления совместных работ спе-
циалистов социалистических стран по космиче-
ской метеорологии — спутниковая метеорология
и ракетные исследования верхней атмосферы
Земли. В этой области выполнен цикл теоретиче-
ских и экспериментальных исследований струк-
тур различных облачных образований, разрабо-
таны методы интерпретации снимков облачности
из космоса, усовершенствованы методы изучения
взаимодействия атмосферы и гидросферы Земли
и процессов теплообмена, а также радиационного
баланса системы Земля— атмосфера. В изуче-
ние сезонных и внутрисезбнных изменений пара-
метров мезосферы и нижней тропосферы боль-
шой вклад внесли многочисленные исследования
с помощью метеорологических ракет.
Все эти исследования позволяют лучше понять
метеорологические процессы и представляют
большой практический интерес, в частности, для
повышения точности прогнозирования погоды.
Одна из важнейших задач в области космиче-
ской биологии и медицины — изучение влияния
144
ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС» — ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Космический корабль «Союз-19» (участвовавший в сов-
местном эксперименте по программе ЭПАС) со стороны
андрогинно-периферийного агрегата стыковки в монтаж-
но-испытательном корпусе космодрома Байконур
факторов космического полета на человека и раз-
работка мер, повышающих устойчивость орга-
низма к этим факторам. Специалисты социали-
стических стран изучают влияние ограничения
двигательной активности на деятельность челове-
ка, а также пути и методы повышения устойчиво-
сти организма к перегрузкам после длительного
полета в условиях невесомости. Физиологические
исследования охватывают проблемы вестибуляр-
ной устойчивости, биологических ритмов приме-
нительно к задачам космонавтики; по космиче-
ской радиобиологии проводятся широкие экспе-
рименты на животных, в частности, с целью изы-
скания препаратов, позволяющих повысить
устойчивость организма к воздействию космиче-
ской радиации.
В 1973—1979 гг. были запущены четыре
специализированных биоспутника: «Космос-690,
-782, -936 и - И29», на которых с участием ученых
социалистических стран были выполнены ком-
плексные эксперименты биологического харак-
тера.
В последние годы одним из важнейших при-
кладных направлений космонавтики стало ди-
станционное зондирование Земли из космоса с
целью изучения природных ресурсов нашей
планеты. Эксперименты в этой области показали,
что изучение природных ресурсов Земли из кос-
моса— наиболее рациональный путь получения
необходимых данных в интересах науки и народ-
ного хозяйства, путь, способствующий росту
общественного благосостояния и помогающий
нам более разумно и бережно обращаться с при-
родой.
В сентябре 1976 г. по программе «Интеркос-
мос» был проведен полет космического корабля
«Союз-22» с экипажем в составе летчиков-космо-
навтов В. Ф. Быковского и В. В. Аксенова.
В ходе полета проводилось исследование Земли
при помощи многоспектральной фотоаппарату-
ры (эксперимент «Радуга»). Установленная на
борту корабля многозональная фотоаппаратура
МКФ-6 была разработана специалистами СССР и
ГДР и изготовлена на народном предприятии
«Карл Цейс Йена» в ГДР.
МКФ-6 создана для съемки значительных пло-
щадей земной поверхности. Основное достоин-
ство получаемых многозональных снимков —
возможность их машинной обработки и интер-
претации. У аппаратуры высокая разрешающая
способность. При этом до минимума снижены
размеры кадра, весовые и габаритные характери-
стики фотоаппаратуры. Этого снижения удалось
добиться без информационных потерь.
В ходе восьмисуточного полета космонавты
провели испытания новой аппаратуры в космиче-
ских условиях, которые показали ее высокие
эксплуатационные качества. Они получили и
доставили на Землю свыше 2000 высококаче-
ственных снимков территории СССР и ГДР в
шести зонах спектра (диапазон длин волн — от
460 до 890 мкм).
Эксперимент «Радуга» носил комплексный
характер: съемки с орбиты сопровождались
синхронными съемками отдельных районов с
самолетов, а специальные экспедиции вели
наземные наблюдения на полигонных участках.
Подобная «этажность» эксперимента существен-
но расширяет возможности изучения природных
ресурсов Земли.
Для дешифрования и наземного анализа
снимков народное предприятие «Карл Цейс
Йена» изготовило сложный оптический
прибор — многоспектральный проектор типа
МСП-4. Он с высокой точностью совмещает
снимки и синтезирует цветные изображения.
С его помощью из трех-четырех снимков с фото-
аппаратуры МКФ-6 получают увеличенные в
5 раз цветные изображения. Синтезирование
изображений участков земной поверхности в
естественных и условных цветах осуществляется
подбором светофильтров и изменением интенсив-
ности освещения исходных снимков. Благодаря
этому прибору существенно расширены возмож-
ности традиционной обработки фотографических
изображений, повышена выходная информатив-
ность этих материалов для научных и прикладных
целей.
Создание уникальной космической фотоаппа-
ратуры, проведение эксперимента «Радуга» от-
крывают новые широкие возможности использо-
вания съемок с орбиты для самых разнообразных
исследований земной поверхности и применения
145
Б. Н. ПЕТРОВ
Международный экипаж космического корабля «Союз-28»
А. А. Губарев (СССР) и В. Ремек (ЧССР)
Международный экипаж космического корабля «Союз-30»
П. И. Климук (СССР) и М. Гермашевский (ПНР)
результатов этих исследований в науке и народ-
ном хозяйстве. Уже первые результаты анализа
полученных снимков показали, что они несут цен-
ную информацию, которая может быть использо-
вана в геологии, сельском и лесном хозяйстве и
других отраслях народного хозяйства.
Изучение природных ресурсов Земли из кос-
моса — сравнительно молодое, но очень перспек-
тивное прикладное направление космических ис-
следований. Совместные работы ученых и спе-
циалистов социалистических стран в этом направ-
лении многообещающи, и их дальнейшее разви-
тие внесет эффективный вклад в экономику всех
стран, входящих в СЭВ.
Кроме многостороннего сотрудничества с со-
циалистическими странами в рамках программы
«Интеркосмос», Советский Союз осуществляет
сотрудничество в области исследования и исполь-
зования космического пространства с Индией,
Францией, США и Швецией на двусторонней
основе.
Советские ученые и специалисты помогли
своим индийским коллегам в разработке и изго-
товлении первого индийского искусственного
спутника Земли, который был успешно запущен в
апреле 1975 г. с территории Советского Союза
при помощи советской ракеты-носителя. В Со-
ветском Союзе были изготовлены также некото-
рые бортовые системы для этого спутника.
Запуск спутника «Ариабата» — важный шаг в
развитии национальной науки и техники развива-
ющейся страны: Индия стала членом мирового
«космического» клуба.
7 июня 1979 г. в СССР с помощью советской
ракеты-носителя был запущен второй индийский
спутник «Бхаскара», предназначенный для изуче-
ния природных ресурсов Земли. Спутник был
создан при научно-технической помощи Совет-
ского Союза.
Обширна сфера советско-французского со-
трудничества в космосе, десятилетие которого
отмечалось в июне 1976 г. Совместные работы
ученых и специалистов двух стран ведутся в обла-
сти космической физики, космической метеороло-
гии, космической связи, космической биологии и
медицины. Многолетняя плодотворная совмест-
ная деятельность в космических исследованиях
породила различные формы сотрудничества:
французские приборы устанавливались на совет-
ских спутниках и автоматических межпланетных
станциях, которые запускались к Луне, Венере и
Марсу, два французских технологических спут-
ника МАС были запущены советскими ракетами-
носителями, французские ученые принимали уча-
стие в анализе образцов лунного грунта, достав-
ленных на Землю советскими станциями «Луна»,
осуществлялись серии запусков зондирующих ра-
кет, дрейфующих аэростатов и пр.
Совместные проекты были посвящены изуче-
нию Солнца, солнечного ветра, магнитосферы
Земли и верхней атмосферы в полярных широ-
тах, природы полярных сияний и магнитной
связи между магнитно-сопряженными точками
одной и той же силовой линии, расположенными
в двух полушариях.
С последними проектами, в частности, свя-
заны активные эксперименты в космосе, откры-
вающие принципиально новые пути в космиче-
ских исследованиях и позволяющие ускорить
познание процессов, происходящих в магнито-
сфере и верхней атмосфере Земли.
В июне 1977 г. был осуществлен запуск
советской ракетой-носителем французского спут-
ника «Снег-3», предназначенного для исследова-
ний в области гамма-астрономии.
Советская сторона предложила Франции,
чтобы в одном из космических полетов принял
участие французский космонавт. Реализация
этого предложения позволила бы осуществить
ряд совместных советско-французских исследо-
ваний и экспериментов.
Успешно развивается советско-шведское со-
146
ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС» — ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
Международный экипаж космического корабля «Союз-31»
В. Ф. Быковский (СССР) и 3. Йен (ГДР)
Междуиародиый экипаж космического корабля «Союз-33»
Н. Н. Рукавишников (СССР) и Г. И. Иванов (НРБ)
трудничество в космических исследованиях. На
спутнике «Интеркосмос-16» был установлен
ультрафиолетовый спектрометр-поляриметр,
разработанный учеными Крымской астрофизиче-
ской обсерватории (СССР) и Лундской обсерва-
тории (Швеция) и изготовленный Шведской кос-
мической корпорацией. Прибор предназначался
для изучения переходной зоны между короной и
хромосферой Солнца.
По проекту «Самбо» с территории Швеции
были осуществлены две серии запусков высот-
ных дрейфующих аэростатов для изучения про-
цессов, связанных с полярными сияниями. При
этом исследовались рентгеновское тормозное из-
лучение электронов, изменения электрического
поля и свечения верхней атмосферы. На аэроста-
тах устанавливалась советская и шведская
научная аппаратура.
Крупным вкладом в мировую космонавтику,
важной вехой на пути развития сотрудничества в
космосе стал совместный экспериментальный по-
лет космических кораблей «Союз» и «Аполлон».
Этот полет продемонстрировал огромные воз-
можности сотрудничества двух стран в космосе,
показал, что СССР и СТТТА могут плодотворно
объединять свои усилия в интересах мира, на бла-
го всего человечества. В ходе полета экипажи
кораблей «Союз» и «Аполлон» успешно выпол-
нили целый ряд сложных экспериментов.
За прошедшие годы в ходе реализации про-
граммы «Интеркосмос» получено много интерес-
ных научных результатов. За это время в социа-
листических странах выросли и окрепли центры
космических исследований, появилось много ква-
лифицированных специалистов, к работам все
шире подключаются промышленные предприятия
братских стран.
1976 г. явился началом качественно нового
этапа спутниковых и ракетных исследований по
программе «Интеркосмос»: был осуществлен за-
пуск первой автоматической универсальной орби-
тальной станции (АУОС) «Интеркосмос-15». На
объектах этого типа может быть размещено в
3—4 раза больше научной аппаратуры, чем на
прежних спутниках; в 3 раза увеличивается время
активного существования спутника. На борту
первой АУОС успешно прошла испытания Еди-
ная телеметрическая система (ЕТМС), предназна-
ченная для непосредственной передачи и приема
информации со спутников серии «Интеркосмос»
на территориях стран— участниц программы.
В сентябре 1977 г. был запущен спутник «Ин-
теркосмос-17»— вторая АУОС с комплектом
научной аппаратуры, а в октябре 1978 г., фев-
рале и ноябре 1979 г. —три новых спутника «Ин-
теркосмос» «второго поколения» («Интеркос-
мос-18, -19 и -20»).
В июле и сентябре 1976 г. в Москве состо-
ялись переговоры делегаций социалистических
стран—участниц программы «Интеркосмос», на
которых было обсуждено предложение Совет-
ского Союза об участии граждан Болгарии, Вен-
грии, ГДР, Кубы, Монголии, Польши, Румынии,
Чехословакии в пилотируемых полетах на совет-
ских космических кораблях и станциях. Перего-
воры завершились принятием согласованных ре-
шений, и в декабре 1976 г. первая группа канди-
датов в космонавты — граждан Чехословакии,
Польши и ГДР (по два кандидата от каждой стра-
ны) — приступила к тренировкам в Центре под-
готовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина.
Запуск 2 марта 1978 г. космического корабля
«Союз-28», пилотировавшегося международным
экипажем — командиром корабля летчиком-кос-
монавтом СССР А. А. Губаревым и космонав-
том-исследователем гражданином ЧССР В. Ре-
меком, совместная работа на борту станции «Са-
лют-6» космонавтов Ю. В. Романенко,
Г. М. Гречко, А. А. Губарева и В. Ремека
знаменовали начало нового важного этапа в раз-
витии программы «Интеркосмос».
В 1978 г. на станции «Салют-6» работали еще
147
Б. Н. ПЕТРОВ
Ракета-носитель с космическим кораблем «Союз-19» на
старте
148
ПРОГРАММА «ИНТЕРКОСМОС» — ШИРОКОЕ НАУЧНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО
два международных экипажа: корабль «Союз-30»
доставил на станцию космонавтов П. И. Кли-
му ка (СССР) и М. Гермашевского (ПНР), а
«Союз-31»— космонавтов В. Ф. Быковского
(СССР) и 3. Йена (ГДР).
Во время полетов первых трех международ-
ных экипажей было выполнено свыше 30 научно-
технических экспериментов, подготовленных уче-
ными СССР, ЧССР, ПНР и ГДР. Они охваты-
вают важнейшие направления космических ис-
следований — изучение явлений в верхней атмо-
сфере Земли, метеорологию, физику, проблемы
космической биологии и медицины, исследование
природных ресурсов Земли, наблюдение за состо-
янием окружающей среды, технологические
эксперименты.
В апреле 1979 г. на космическом корабле
«Союз-33» состоялся полет международного эки-
пажа в составе летчика-космонавта СССР
Н. Н. Рукавишникова и космонавта НРБ
Г. Иванова.
В 1978—1979 гг. к тренировкам в Центре
подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина
приступили кандидаты в космонавты от ВНР,
СРВ, Республики Куба, МНР и СРР. Они до
1983 г. также совершат полеты на советских кос-
мических кораблях и орбитальных станциях.
За 20 с небольшим лет, прошедших со дня
запуска первого в мире искусственного спутника
Земли, космонавтика добилась впечатляющих до-
стижений. Сейчас особенно характерным стано-
вится непрерывное расширение народнохозяй-
ственного использования достижений космонав-
тики, которая щедро возвращает людям вложен-
ные в ее развитие средства.
Космос вошел в жизнь, в обиход каждого
человека. Спутники связи сблизили континенты,
позволили миллионам людей приобщиться к
общечеловеческим культурным ценностям. Ме-
теорологические спутники используются не толь-
ко для систематического сбора информации в
целях улучшения прогнозов погоды, они следят
за движением таких грозных явлений природы,
как тайфуны, циклоны, смерчи, и предупреждают
об их приближении, позволяя своевременно
принять необходимые меры. Использование
метеорологических спутников дает не просто
экономический эффект, но приводит к спасению
человеческих жизней.
Спутники используются для оптимальной про-
водки морских судов, что позволяет экономить
немалые средства. Навигационное обеспечение
атомного ледокола «Арктика» в его знаменитом
плавании к Северному полюсу осуществлялось, в
частности, с помощью спутников.
Примеров практического использования кос-
монавтики для целей народного хозяйства можно
привести множество. Не вызывает сомнения, что
и в дальнейшем космонавтика будет развиваться
как в интересах науки, так и в интересах народ-
ного хозяйства, на благо всего человечества и
роль международного сотрудничества в космиче-
ских исследованиях будет неуклонно возрастать.
149
ВЛАДИМИР РЕМЕК
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-27» — «СОЮЗ-28»:
ПОЛЕТ И НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
космические полеты как не-
отъемлемую часть сегодняшней действительно-
сти и осознаем их огромное значение. Мне хоте-
лось бы рассказать о некоторых специфических
аспектах того полета, в котором я участвовал в
качестве космонавта-исследователя рядом с опыт-
ным советским космонавтом Алексеем Губаре-
вым на борту космического корабля «Союз-28» и
орбитальной станции «Салют-6». Этот полет не
только стал еще одним свидетельством высочай-
шего уровня развития советской космической
техники, но также впервые в истории открыл
доступ в космическое пространство представи-
телю иного государства, нежели Советский Союз
или Соединенные Штаты Америки.
Область космических исследований, представ-
ляющих собой одну из основных линий научно-
технической революции, постоянно и быстро рас-
ширяется. Возникают новые направления иссле-
дований, открываются новые перспективы на-
учных и практических приложений. Решение
новых задач в области космических исследований
требует комплексного подхода и объединения
усилий ряда стран. Высокие затраты на развитие
ракетных средств доставки космических аппара-
тов и на исследовательскую аппаратуру для
работы в космическом пространстве, а также тре-
бование экономической рентабельности суще-
ствующей технической и производственной базы,
не говоря уже о больших объемах накопленных
научных данных, закономерным образом приво-
дят к необходимости кооперации в области иссле-
дований космического пространства.
Социалистические страны уже в 1957 г. пер-
Владимир Ремек (Remek) (р. 1948) — космонавт-исследователь,летчик-кос-
монавт ЧССР, Герой ЧССР, Герой Советского Союза.
Окончил Высшее авиационное училище в г. Кошице, затем служил в авиа-
ционной части Чехословацкой народной армии.
В 1972 был послан на учебу в Военно-воздушную академию им. Ю. А. Га-
гарина в СССР, по окончании которой вернулся в свою авиационную часть,
В 1976 стал кандидатом в космонавты и с декабря этого года приступил к
тренировкам в Центре подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина.
2 марта 1978 В. Ремек в качестве космонавта-исследователя стартовал на
корабле «Союз-28» с командиром Героем Советского Союза летчиком-кос-
монавтом СССР А. А. Губаревым и стал участником первого космиче-
ского полета международного экипажа по программе «Интеркосмос».
После возвращения из космоса капитану Владимиру Ремеку было присво-
ено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали
«Золотая Звезда», почетное звание Героя ЧССР и почетное звание
«Летчик-космонавт ЧССР».
выми откликнулись на призыв Советского прави-
тельства, провозглашенный с трибуны ООН, о
сотрудничестве в области исследования и испо-
льзования космического пространства в мирных
целях. Они совместно организовали визуальные,
фотографические и фотометрические наблюде-
ния первых советских искусственных спутников
Земли (ИСЗ). Постепенно была разработана
программа координированных действий, направ-
ленных на изучение верхних слоев атмосферы,
гравитационного поля Земли, геомагнитных яв-
лений, а также прогнозирования околоземных
орбит искусственных тел на наземных станциях
слежения, оборудованных автоматическими при-
борами *.
По инициативе Советского Союза в 1967 г.
девять социалистических стран, в том числе Чехо-
словакия, объединились для выполнения совмест-
ной исследовательской программы «Интеркос-
мос**, охватывающей такие области, как кос-
мическая физика, космическая биология и меди-
цина, метеорология, дальняя связь и дистанцион-
ное исследование поверхности Земли.
Чехословацкая Социалистическая Республика
сотрудничает во всех упомянутых областях про-
граммы «Интеркосмос». Наиболее крупные
достижения этой программы относятся к изуче-
нию высоких слоев атмосферы и магнитосферы,
* О наблюдениях искусственных спутников Земли,
проводимых в социалистических странах и, в частности, в
Венгрии,см. статью А. Хорвата. — Ред.
Подробнее о программе «Интеркосмос» см. ста-
тью председателя Совета «Интеркосмос» академика
Б. Н. Петрова. — Ред.
150
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-27» — «СОЮЗ-28»: ПОЛЕТ И НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
рентгеновского излучения Солнца, исследо-
ваниям межпланетного вещества, Луны и
планет, а также к наблюдениям ИСЗ для целей
геодезии и геофизики. Получены новые данные о
распространении радиоволн в земной атмосфере
и о свойствах ионосферных слоев. Совершенно
новым методом были изучены аэрозольные слои
в верхней атмосфере, измерены плотность и
энергия частиц метеоритной пыли. Научно-иссле-
довательские институты разработали специаль-
ные приборы для изучения рентгеновского излу-
чения, возникающего в ходе активных процессов
на Солнце. Удалось уточнить некоторые основ-
ные представления о механизме физических про-
цессов на Солнце. Получены ценные сведения о
корпускулярной структуре и временных вариа-
циях космического излучения. Заслуживает вни-
мания проведенный оригинальными методами
анализ образцов лунных пород, доставленных на
Землю космическими станциями «Луна-16» и
«Луна-20».
Широко развернулись работы по лазерной
локации искусственных спутников Земли. Кроме
того, чехословацкие локаторы, разработанные
специально для зондирования верхних слоев зем-
ной атмосферы, работают на ряде станций
наблюдения. Чехословакия участвует также в
создании единой телеметрической системы, по-
ставляя для этой цели специальные радиопереда-
ющие устройства и разрабатывая методику изме-
рений на борту ИСЗ.
В области космической биологии и медицины
наши научно-исследовательские учреждения
включились в изучение изменений, происходя-
щих в живых организмах при длительных косми-
ческих полетах под влиянием невесомости.
Успешно завершились эксперименты, посвящен-
ные исследованию излучения тепла живым орга-
низмом в условиях невесомости и обнаружению
этого излучения с помощью специально скон-
струированного кататермометра.
В области космической метеорологии Чехо-
словакия принимает участие в наблюдениях ме-
теорологических явлений й образований с
целью разработки методики прогнозирования
погоды.
Что касается космической связи, то, как извест-
но, социалистические государства договорились о
создании специальной организации «Интерспут-
ник». Система, использующая советские спут-
ники связи «Молния», призвана удовлетворить
потребности социалистических стран в телефон-
ной и телеграфной связи, а также осуществлять
обмен радио- и телевизионными программами.
В рамках реализации этой системы в ЧССР всту-
пила в строй наземная телекоммуникационная
станция, ведется ряд исследовательских работ по
подготовке технической базы для дальнейшей
космической связи.
В области дистанционного зондирования зем-
ной поверхности из космоса изучаются возмож-
ности повышения эффективности геологических
и геофизических изысканий, контроля загрязне-
ний атмосферы и земной поверхности, а также
исследований географического пространства. Че-
хословацкая географическая лаборатория уча-
ствует в обработке результатов крупного экспе-
римента, проведенного по инициативе ГДР.
В 1976 г. сотрудничество по программе «Ин-
теркосмос» вступило в качественно новый этап.
Он знаменовался, с одной стороны, запуском
ИСЗ, принадлежащих уже второму поколению
спутников «Интеркосмос», с другой— приня-
тием предложения СССР об участии государств-
участников программы «Интеркосмос» через
своих представителей в пилотируемых полетах на
советских космических кораблях и станциях.
Первая группа кандидатов, в которую входил
и я, начала занятия в Центре подготовки космо-
навтов им. Ю. А. Гагарина уже в декабре
1976 г. В результате напряженных теоретиче-
ских и практических занятий были подготовлены
кандидаты для первого международного косми-
ческого полета. После сдачи государственных
экзаменов решением государственной комиссии
был определен состав основного и дублиру-
ющего экипажей. Программа полета предусма-
тривала выведение корабля на околоземную ор-
биту, сближение и стыковку с орбитальным
исследовательским комплексом «Салют-6» —
«Союз-27», проведение научно-исследователь-
ских экспериментов на его борту, затем отделе-
ние космического корабля и приземление в за-
данном районе СССР.
«Союз-28», на котором командиром корабля
был полковник А. Губарев, а я работал в каче-
стве космонавта-исследователя, стартовал с кос-
модрома Байконур 2 марта 1978 г. в 18часов 28 ми-
нут по московскому времени. После выведения
корабля на околоземную орбиту были проведе-
ны две двухимпульсные коррекции траектории,
целью которых было сближение, а затем и сты-
ковка с орбитальной станцией. На ней уже рабо-
тал экипаж в составе Ю. Романенко и Г. Гречко,
который к тому времени уже был близок к тому,
чтобы превзойти мировой рекорд пребывания в
космосе, равный 84 суткам 1 часу и 16 минутам.
Стыковка обоих объектов была осуществлена в
автоматическом режиме 3 марта в 20 часов
10 минут. Начиная с этого момента, наш экипаж
выполнял задания каждодневной программы
совместно с экипажем станции «Салют-6».
Программа полета была полностью выполнена.
10 марта корабль отстыковался от орбитального
комплекса, и экипаж космического корабля
«Союз-28» начал операции по подготовке к при-
землению. В тот же день экипаж совершил по-
садку на территории Советского Союза.
Я хотел бы кратко сказать об особеннностях
этого полета. Важнейшая из них— международ-
ный состав экипажа. Общеизвестно, что сложные
ситуации, возникающие в космическом полете,
151
В. РЕМЕК
Международный экипаж космического корабля «Союз-28»
А. Губарев (СССР) и В. Ремек (ЧССР) в Кремле
требуют, можно сказать, идеальной согласован-
ности действий членов экипажа. Эта согласован-
ность обеспечивается не только предварительной
тренировкой скоординированности всех необхо-
димых, а также предполагаемых и возможных
действий, но и большой психологической близо-
стью участников полета. Очень важно внима-
тельно отнестись к предполагаемому влиянию
состояния невесомости и других факторов косми-
ческого полета на состояние его участников, на
их психологию с учетом различий в человеческих
характерах. При формировании международных
экипажей обязательно должны учитываться
также психологические различия представителей
разных стран, обусловленные историческими и
национальными традициями.
Для достижения оптимальной коммуникации
необходимо еще преодолеть языковой барьер.
Я полагаю, что наш полет был экспериментом и
в этом направлении. Языком, на котором мы
объяснялись, был русский: в нашем случае обще-
ние облегчалось благодаря тому, что чешский и
русский языки — оба славянские, и они обнару-
живают значительное сходство. За время четы-
рехлетнего обучения в Военно-воздушной акаде-
мии в СССР я приобрел определенные языко-
вые знания, это ускорило подготовку, так как от-
пала необходимость организовывать специальное
изучение языка. В период пребывания в Центре
подготовки космонавтов я усовершенствовал
свои познания в русском языке до такой степени,
что мог объясняться без всяких трудностей. Прак-
тически никакой сложности не представляли и
специальные выражения — профессиональная
терминология и сокращения, которые использу-
ют члены экипажа при общении между собой
и с Центром управления полетом.
В процессе подготовки к полету мы с моим
командиром Алексеем Губаревым проводили
вместе, в напряженной работе, почти весь день и
даже часть ночи; мы очень тесно сблизились с ним
не только как коллеги, но и просто по-человече-
ски. Практически я стал еще одним членом его
семьи. Мы хорошо узнали друг друга и летели с
уверенностью, что каждый из нас может во всем
положиться на другого. Разумеется, это облег-
чало общение ш позволило нам дойти в нем до
такого совершенства, что подчас для полного вза-
имопонимания было достаточно всего лишь
обрывка фразы, части слова, междометия или
жеста. Что касается наших квалификаций, то мой
командир, как и я, был летчиком, но в отличие от
меня сравнительно недавно совершившим три-
дцатидневный полет на космической станции «Са-
лют-4». Объединение в одном экипаже опытно-
го космонавта и новичка — очевидное правило
для международных космических полетов — я
считаю чрезвычайно удобным, особенно для но-
вичка.
Я не хочу подробно характеризовать наши
ощущения и описывать действия на орбите. Им
были присущи все те обычные черты, о которых
уже много говорилось. Я упомяну лишь о неко-
торых индивидуальных впечатлениях.
Перегрузки во время старта и при возвраще-
нии я перенес без проблем. Они были примерно
вдвое меньше тех, которым подвергается, разуме-
ется, в течение меньших отрезков времени —
пилот сверхзвуковых реактивных самолетов. Бо-
лее серьезное испытание — невесомость. На-
сколько мне известно, космонавты реагируют на
нее неодинаково, однако мало кто привыкает к
этому состоянию без трудностей, хотя бы и крат-
ковременных. Кроме обычного прилива крови к
голове и равномерного отека различных частей
лица, у меня после нескольких часов полета нача-
лись специфические ощущения, связанные с при-
током крови к голове и раздражением вестибу-
лярного аппарата (похожие ощущения бывают
при насморке или переохлаждении), а также ощу-
щение «тяжелой головы», особенно при движе-
ниях. У меня изменился голос, и мне стало
казаться, что я повернут на 90° назад; появилась
тошнота и позывы к рвоте. Эти ощущения прохо-
дили лишь постепенно и полностью исчезли
только через три дня полета. После приземления
я, наоборот, в течение нескольких часов должен
был адаптироваться к земным условиям. В из-
вестной степени было трудно держать равнове-
сие, появилась некоторая дряблость мускулатуры
(прежде всего нижних конечностей) и частично
152
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-27» — «СОЮЗ-28»: ПОЛЕТ Л НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
отсутствовала координация движений. Однако
состояние моего здоровья, так же как и состояние
здоровья всего экипажа станции, во время полета
было отличным. Как показали измерения, на
пятый день я имел частоту пульса 58 ударов в
минуту и кровяное давление — 135 и 55 мм ртут-
ного столба.
Дружно и по-товарищески выполняли мы на
борту космической станции научно-исследова-
тельскую программу, являвшуюся одной из
наших главных задач. Эта программа состояла из
ряда экспериментов, в большинстве своем подго-
товленных чехословацкими научно-исследова-
тельскими институтами в содружестве с совет-
скими исследовательскими учреждениями.
Цель эксперимента «Хлорелла» — выявление
влияния невесомости на рост популяции однокле-
точных зеленых водорослей. Специальные при-
боры позволили начать выращивание клеточных
культур уже после достижения состояния невесо-
мости.
Популяции клеток водорослей, предназначен-
ные для выращивания культур, были запаяны
в ампулах и доставлены на орбиту в состоянии
покоя, когда рост отсутствовал. После того как
ампулы были разбиты, клетки водорослей попали
в питательный раствор и начали расти. Одновре-
менно в наземной лаборатории были привиты
аналогичные культуры в условиях, необходимых
для роста водорослей, но здесь уже на него воз-
действовала гравитация. За семь дней число кле-
ток удвоилось примерно шесть раз, то есть общее
число клеток возросло приблизительно в 60 раз.
Полученные к настоящему времени оценки
результатов эксперимента показывают, что со-
стояние невесомости никак не влияет на скорость
роста популяции водорослей. Далее влиянию
невесомости были подвергнуты также нерасту-
щие клетки водорослей. Принципиальных разли-
чий между свойствами популяций, выращенных
из этих клеток и из тех, которые сохранялись во
время полета в состоянии покоя на Земле, также
обнаружено не было.
Экспериментом «Морава» чехословацкие уче-
ные условно назвали целый ряд экспериментов,
которые были направлены на изучение законо-
мерностей, связанных с затвердеванием кристал-
лических и стекловидных материалов и с выра-
щиванием кристаллов из жидкой фазы в усло-
виях микрогравитации.
В случае кристаллических материалов, кото-
рые были исследованы на борту космического
комплекса, мы использовали эвтектическую
смесь двух веществ с избытком одного из них.
Застывание расплава протекает в два этапа: кри-
сталлизация избыточного компонента и застыва-
ние оставшейся эвтектики. Для этого экспери-
мента выбрали анизотропные материалы, чтобы
влияние направленного застывания было более
отчетливым. Были использованы следующие ве-
щества: РЬС12, растворенный в эвтектике
Подготовка к полету
РЬС12—CuCl (хлориды свинца и меди), и РЬС12,
растворенный в эвтектике РЬС12—AgCl (хлориды
свинца и серебра).
Эксперименты, проводившиеся под воздей-
ствием микрогравитации, были дополнены экспе-
риментами в условиях «наземной» и повышенной
(до 10g) гравитации. Для плавления веществ
была использована специальная советская элек-
тронагревательная печь «Сплав».
Следующим экспериментом было обнаруже-
ние ослабления света от звезд пылевыми части-
цами космического происхождения. Цель этого
эксперимента — изучение межпланетного веще-
ства, которое постоянно проникает в виде мель-
чайших пылевых частиц (микрометеоритов) в
верхние слои земной атмосферы и оказывает
влияние на ее оптические свойства. Из теоретиче-
ских соображений следует, что на высотах около
100 км должен возникать (главным образом в
результате прохождения метеорных роев) слой с
повышенной концентрацией этих частиц космиче-
ского происхождения.
При наблюдении с борта космического кора-
бля захода звезд за ночной горизонт лучи света
проходят горизонтально через отдельные слои
атмосферы, что позволяет измерить оптическую
плотность наблюдаемого слоя. В течение нашего
пребывания на борту орбитальной станции «Са-
лют-6» был успешно проведен первый этап дан-
ного эксперимента. Полученный визуальный на-
блюдательный материал послужит основой для
разработки и изготовления фотоэлектронного
фотометра, предназначенного для прецизионных
измерений параметров этого явления в космиче-
ских условиях.
153
В. РЕМЕК
Наконец, были проведены два эксперимента,
относящихся к космической медицине. Цель опы-
та, известного под названием «Теплообмен-2»,
состояла в проверке методики определения по
измерениям температуры кожи с помощью спе-
циальных температурных датчиков влияния неве-
сомости и микроклимата на объективные показа-
тели температурного режима организма. Экспе-
римент включал в себя использование кататермо-
метра с шеститочечным накожным термометром.
Результаты опыта показали, что существует хоро-
шее согласие между средними значениями тем-
Прием пищи на борту космического комплекса «Са-
лют-6» — «Союз-27» — «Союз-28»
пературы кожи, которые в контрольных экспери-
ментах на Земле и на пятый день полета в невесо-
мости были заключены в пределах 33—34°С, а
это свидетельствует о нормальном тепловом
режиме. Однако достижение таких показателей
оптимального теплового режима требует в усло-
виях невесомости большего охлаждающего воз-
действия окружающей среды, чем на Земле.
Можно констатировать, что данная аппаратура и
разработанная методика в ходе полета оправдали
себя и их использование следующими экипажами
для продолжения эксперимента «Теплообмен-2»
целесообразно.
Во втором медицинском эксперименте предпо-
лагалось определить влияние длительного пре-
154
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-27» — «СОЮЗ-28»: ПОЛЕТ И НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Генеральный секретарь ЦК КПЧ, Президент ЧССР
Г. Гусак вручает награды участникам полета
все, видевшие ее с космических высот: она пре-
красна. Тем более потому, что из космоса нельзя
видеть ни огненных пожаров войн, ни границ,
разделяющих народы и государства. И хотя мы
всю нашу планету облетали за девяносто минут,
она, бесспорно, достаточно велика, чтобы чело-
вечество могло жить на ней в мире и дружбе, но в
то же время слишком мала, чтобы ее жители не
ощущали угрозы, исходящей от накопленных
вооружений.
Осуществление социалистическими странами
программы «Интеркосмос», основанной на гран-
диозных предложениях Советского Союза, вно-
сит свой вклад в построение мирного будущего
всего человечества. Я счастлив, что смог участво-
вать в первом пилотируемом полете в рамках
этой программы, и как гражданин Чехословац-
кой Социалистической Республики горжусь тем,
что моя страна в результате сотрудничества с
СССР и другими социалистическими странами,
идя в ногу с мировым прогрессом, стала участни-
цей одной из ключевых программ научно-техни-
ческого развития. Я убежден в том, что в бли-
жайшем будущем это сотрудничество еще более
углубится и охватит другие страны нашей плане-
ты, а это приведет к достижению новых успехов
во имя счастливого будущего всего человечества.
бывания в невесомости на снабжение тканей
человеческого организма кислородом. Он прово-
дился с помощью тканевого оксиметра, сконстру-
ированного в чехословацких научно-исследова-
тельских учреждениях. Его целью было изучение
изменений в кровообращении, которые возни-
кают у космонавтов под воздействием невесомо-
сти в условиях избытка кислорода, подводимого
к тканям тела, и возможностей бороться таким
образом с изменениями в организме космонавта
при переходе из условий земного тяготения в
состояние невесомости и обратно.
В процессе полета мы также накапливали
материал для оценки динамики психических
состояний, переживаний и внешних проявлений
деятельности космонавтов; эти наблюдения были
начаты еще во время нашей подготовки к полету.
Они будут способствовать изучению ощущений,
которые возникают у космонавтов в ответствен-
ных ситуациях, при преодолении трудностей, а
также стрессовых ситуаций, которые могут пре-
пятствовать успешному осуществлению полета.
Таково было в общих чертах содержание
исследовательской деятельности советско-чехо-
словацкого экипажа космического корабля
«Союз-28», сотрудничавшего с советским экипа-
жем орбитальной станции «Салют-6».
Помимо выполнения заданной программы, я
проводил наблюдения и по собственной инициа-
тиве. Я не видел никаких летающих тарелок или
загадочных объектов, но я видел нашу родную
планету. Могу подтвердить то, что о ней говорят
МИРОСЛАВ ГЕРМАШЕВСКИЙ
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-ЗО»:
НАБЛЮДЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ
начатом почти четверть века назад
Советским Союзом освоении космического про-
странства на благо науки и народного хозяй-
ства — красноречивый пример разностороннего
и успешного сотрудничества братских народов.
Участие в космических полетах представителя
Польши, а также космонавтов из других социали-
стических стран открыло новую страницу в раз-
витии космонавтики.
Во время орбитального полета научно-иссле-
довательского космического комплекса «Салют-
6» — «Союз-29» — «Союз-30», проходив-
шего с 28 июня по 5 июля 1978 г., на его борту
была осуществлена обширная научная програм-
ма, подготовленная польскими и советскими уче-
ными при участии специалистов из Чехословакии
и Германской Демократической Республики.
Проведенные исследования и эксперименты
ставили перед собой новые, весьма сложные зада-
чи, требующие чрезвычайно тщательной и всесто-
ронней подготовки со стороны польских научных
учреждений. Наиболее широко участвовали в
подготовке научной программы Институт авиа-
ционной медицины и Институт физики Польской
академии наук.
За время полета было осуществлено более
десяти экспериментов из области медицины и
космической технологии, а также геофизики.
Медицинские и психологические исследова-
ния, подготовленные Институтом авиационной
медицины, включали оценку состояния и деятель-
ности системы кровообращения в условиях неве-
сомости, наблюдения за изменениями вкусовых
ощущений, насыщением тканей кислородом, те-
Мирослав Гермашевский (Hermaszewski) (р. 1941)jfc—космонавт-исследова-
тель, летчик-космонавт ПНР, заслуженный военный летчик ПНР, Герой
Советского Союза.
В 1964 окончил с наградой Демблинское военное авиационное училище
летчиков. Дальнейшую службу проходил в истребительной летной части
Войск противовоздушной обороны.
С 1969 по 1971 обучался в Академии Генерального, штаба ПНР.
В 1976 начал готовиться к пилотируемому полету по программе «Интеркос-
мос» в Центре подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина.
27 июня 1978 М. Гермашевский в качестве космонавта-исследователя стар-
товал на космическом корабле «Союз-30» с командиром дважды Героем
Советского Союза П. И. Климуком и в течение семйсуток работал на борту
орбитального комплекса «Салют-6»— «Союз-29» — «Союз-30».
После выполнения задания M. Гермашевский был награжден орденом
«Крест Грюнвальда» первой степени, ему присвоены звание Героя Совет-
ского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда», а также
почетные звания «Летчик-космонавт ПНР» и «Заслуженный военный лет-
чик ПНР».
плообменом между организмом и окружающей
средой, а также психофизиологическим состо-
янием отдельных членов экипажа.
Деятельность системы кровообращения иссле-
довалась в ходе трех экспериментов. Изменения
распределения крови в организме в отсутствие
силы тяготения изучались при помощи реографа,
который определял степень заполнения тканей
организма кровью на основе изменения их элек-
трического сопротивления. Эти наблюдения
проводились одновременно с экспериментом «Чи-
бис», в котором проверялись функционирование
кровеносных сосудов нижних конечностей и ком-
пенсационные возможности системы кровообра-
щения. Цель этого эксперимента— устранение
определенных нежелательных эффектов, поро-
ждаемых воздействием на организм человека
невесомости и особенно заметных в период адап-
тации.
Для предотвращения этих нежелательных яв-
лений был использован специальный костюм с
пониженным давлением в области, прилегающей
к нижней части тела. Это приводило к усилению
кровоснабжения нижних частей тела и тем самым
к уменьшению избыточного кровезаполнения
тканей грудной клетки, верхних конечностей и
прежде всего головы. Таким путем достаточно
эффективно имитировалось гидростатическое
воздействие столба крови при вертикальном
положении тела в условиях земного тяготения, и
самочувствие испытателя костюма улучшалось.
Костюм был сделан из газонепроницаемой
мягкой ткани. По внешнему виду он напоминает
просторные брюки со штанинами «в гармошку»,
жестким поясным кольцом и подтяжками. Измене-
156
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-ЗО»: НАБЛЮДЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ
ние (понижение) давления можно было регулиро-
вать в пределах от 0 до 65 ±5 мм рт. ст.
Эксперимент «Чибис» мы проводили дважды;
одновременно сконструированным в Польше
прибором «Кардиолидер» (рис. 1) контролирова-
лась работа сердца. За ходом эксперимента
постоянно наблюдала группа врачей в Центре
управления полетом; его результаты, полученные
на основе телеметрических данных, были при-
знаны весьма успешными.
В рамках эксперимента «Кардиолидер» мы
проводили исследования по оптимизации физиче-
ской тренировки космонавтов, состоящей из
силовых нагрузок на подвижной беговой
дорожке и на велосипедном циклоэргометре.
Цель этих наблюдений состояла в исследовании
изменения частоты сокращений сердечной мыш-
цы, которое зависит от уровня работоспособно-
сти организма. Разработанный в Институте авиа-
ционной медицины прибор позволяет контроли-
ровать работу сердца космонавта, сигнализируя о
достижении заданной нагрузки и предостерегая
звуковым сигналом о выходе за обозначенные
пределы перегрузки. Кардиолидер был сконстру-
ирован на основе линейных интегральных схем,
что позволило сделать его максимально миниа-
тюрным.
Прибор работал, используя кривую электро-
кардиограммы (ЭКГ), которая регистрировалась
с помощью трех электродов, прикрепленных к
грудной клетке космонавта. Каждый ее всплеск
преобразуется в прямоугольный импульс, управ-
ляющий измерителем частоты сокращений сер-
дечной мышцы. Далее промежутки времени
между отдельными всплесками преобразуются в
пропорциональное величине этих промежутков
напряжение. Выходное напряжение частотомера
сравнивается с показаниями компараторов, зада-
ющих верхний и нижний пределы частоты сокра-
щений сердца. Выход за определенный верхний
или нижний предел частоты сердечных сокраще-
ний приводит к включению соответствующей
звуковой сигнализации. Кардиолидер нашел ши-
рокое применение не только в космической меди-
цине (при дозированной силовой нагрузке в
состоянии невесомости и после возвращения на
Землю в период реадаптации), но и в клиниче-
ской практике в восстановительный период после
перенесенных сердечно-сосудистых заболеваний.
Мы провели также цикл интересных опытов,
направленных на изучение порога вкусовых ощу-
щений в состоянии невесомости. Для этой цели
был использован специальный электронный при-
бор электрогустометр (рис. 2), сконструирован-
ный в Институте авиационной медицины и при-
способленный для работы на борту орбитальной
станции. Речь идет об эксперименте «Вкус». Он
подготовлен с целью исследования механизмов,
которые ответственны за нарушения вкусовых
ощущений, наблюдающиеся у космонавтов во
время космических полетов. Был высказан целый
ряд различных, зачастую противоречащих друг
другу гипотез, которые должны были объяснить
причину этих нарушений. Высказывалось, напри-
мер, предположение, что указанные аномалии
обусловлены изменением восприимчивости пери-
ферического рецептора вкусовых ощущений,
возникающим в результате перемещения крови
от нижних к верхним частям тела. Искали при-
чины и в характере пищи, и в психической сфере
космонавтов.
Электрогустометр — это электронный при-
бор небольшого размера, состоящий из генера-
тора пилообразного напряжения (он позволяет
получать между электродами ток до 300 мкА),
цифровой измерительной системы и двух элек-
тродов — пассивного и активного. Для количе-
ственных исследований в этом эксперименте
используется электрическое раздражение вкусо-
вых рецепторов. Этот метод обеспечивает высо-
кую объективность и точность измерений, а
также быстроту получения результатов и возмож-
ность многократного повторения наблюдений.
Перечисленные достоинства метода оказались ре-
шающими при его выборе для космической про-
граммы.
При измерениях использовался электрический
раздражитель — постоянный ток, протекающий
между двумя электродами: пассивным, который
испытуемый держал в руке, и активным, прика-
Рис. 1. Кардиолидер
157
М. ГЕР МАШ ЕВС КИЙ
Рис. 2. Электрогустометр
Рис. 3. Ампулы для эксперимента «Сирена»
савшимся к языку в местах наибольшей кон-
центрации вкусовых сосочков. По мере роста
напряжения происходит раздражение вкусовых
рецепторов, и испытуемый ощущает кислый вкус.
Результат измерения можно прочесть на цифро-
вом индикаторе. Мы получили довольно разнооб-
разные результаты, указывающие на существова-
ние определенных закономерностей. Итоги этого
эксперимента сейчас анализируются.
Ученые из СССР и ЧССР подготовили экспе-
римент «Кислород». Мы продолжили исследова-
ния, начатые ранее на борту орбитального ком-
плекса*. При помощи прибора «Оксиметр»,
сконструированного в ЧССР, мы измеряли
интенсивность поступления кислорода к тканям
организма во время полета и динамику его потре-
бления в различных тканях. В условиях невесо-
мости, как уже говорилось, кровь заметно пере-
мещается из нижних частей тела в верхние, что
приводит к переполнению кровеносных сосудов в
последних. Это влияет на снабжение различных
тканей организма кислородом и в итоге меняет
насыщенность крови кислородом.
Эксперимент «Кислород» мы выполняли не-
сколько раз. Состоит он в следующем. Под кожу
левого предплечья, рядом с тем местом, где пред-
варительно укрепляется пластиночный индиффе-
рентный электрод, вводится тонкая игла.
К концу платиновой нити, прикрепленной к
игле, подключается высокочувствительный уси-
литель постоянного тока, который и использу-
ется для измерений насыщения тканей кислоро-
дом. Дело в том, что возникающий в цепи нич-
тожно малый ток (10-9— 10-11А) прямо про-
порционален содержанию кислорода в тканях.
Полученные показатели позволяют оценить ин-
тенсивность энергетического обмена в организме
и провести на борту орбитальной станции профи-
лактические мероприятия.
* См. статью В. Рсмека в этом томе. — Ред.
Теплообмен между организмом космонавта и
газовой средой обитания в условиях невесомости
исследовался в эксперименте «Теплообмен», ко-
торый проводился на станции «Салют-6» и
предыдущими экипажами.
В условиях невесомости процесс охлаждения
выделяющих тепло организмов испытывает зна-
чительные изменения, поскольку отсутствует по-
теря тепла в результате естественной конвекции,
которая в земных условиях является саморегули-
рующимся процессом. Ее отсутствие компенсиру-
ется принудительной вентиляцией: потоки воз-
духа создаются специальным образом направлен-
ными вентиляторами. С 'целью исследования
этих явлений чехословацкие специалисты скон-
струировали электрический кататермометр.
Основной элемент этого прибора — датчик, тем-
пература которого при помощи протекающего
через него электрического тока поддерживается
точно на уровне 37 ° С. Интенсивность охлажде-
ния среды оказывает непосредственное влияние
на мощность, потребляемую для поддержания
температуры датчика. Измеряя потребляемую
мощность, можно получить комплексные параме-
тры, характеризующие охлаждающую способ-
ность среды.
Кроме того, прибор позволяет проводить объ-
ективную оценку теплообмена организма космо-
навта на основе измерения температуры кожи в
нескольких точках тела: на лбу, на щеке, на ладо-
ни, стопе и на грудной клетке.
Эти качества кататермометра позволяют ис-
пользовать его в системе кондиционирования воз-
духа на орбитальной станции, где он заменит
обычные термометры. Его применение перспек-
тивно также в исследованиях процесса терморе-
гуляции организма человека в условиях космиче-
ского полета.
Влияние различных факторов космического
полета на психофизиологическое состояние кос-
монавтов оценивалось с помощью специального
158
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-ЗО»: НАБЛЮДЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ
набора вопросов, разработанных учеными из
Института авиационной медицины при участии
советских психологов. Были определены задачи,
форма и содержание ежедневных записей в осо-
бом бортовом журнале. Эксперимент получил
название «Опрос».
Получаемая в этой области информация до
последнего времени основывалась на отчетах
космонавтов, составляемых уже после полета, и
потому была недостаточно объективной. В связи
с этим возникла необходимость разработки стан-
дартизированной исследовательской методики,
которая позволила бы получать надежные сведе-
ния, относящиеся к психофизиологическим ас-
пектам жизни и деятельности человека в специ-
фических условиях космического полета.
С целью унификации оценок влияния отдель-
ных факторов полета была применена 5-балльная
шкала, позволяющая определять интенсивность
отдельных состояний или явлений психофизиоло-
гического характера.
Набор вопросов затрагивал следующие про-
блемы:
влияние космического полета на познаватель-
ные процессы (наблюдательность, память, внима-
ние, процессы мышления и т. п.);
влияние космического полета на психомотор-
ную активность (зрительно-двигательную ко-
ординацию, структуру исполнительных функ-
ций);
влияние космического полета на сон (бы-
строта засыпания, комфорт спального места,
самочувствие после ночного отдыха и т. п.);
оценку поведения и внешнего вида партнера
(межличностные контакты, изменения лица в
результате перемещения крови в верхние части
организма);
изменение аппетита, оценка пищевого рацио-
на, использование лекарств и их влияние на само-
чувствие;
организацию свободного времени, влияние
рекреационной программы на психофизиологи-
ческое состояние экипажа.
Собранный таким путем материал позволил
оценить влияние различных факторов полета на
психические функции космонавтов. Это послу-
жило основой для введения определенных изме-
нений в планирование работ и в формы рекре-
ационной программы.
Космический полет, особенно длительный,
оказывает явное влияние на психофизиологиче-
ское состояние космонавтов — результат воздей-
ствия таких факторов, как сенсорное голодание и
социальная изоляция. В связи с этим возникла
необходимость введения специальных рекре-
ационных программ. Ученые пришли к выводу,
что одним из основных элементов этой про-
граммы должна быть проекция разнообразных
по содержанию визуальных изображений с помо-
щью видеомагнитофона. С этой целью был раз-
работан эксперимент «Досуг», задачей которого
было определение влияния такого рода рекре-
ационной программы на психофизиологическое
состояние экипажа во время пребывания на борту
орбитальной станции «Салют-6». Была также
поставлена задача получить сведения, касающи-
еся влияния различных сторон рекреационной
программы на самочувствие космонавтов с уче-
том продолжительности полета.
На основе анкетирования для каждого эки-
пажа была разработана индивидуальная програм-
ма, учитывающая интересы отдельных космонав-
тов. На основе этих данных была составлена (со-
вместно с польским телевидением) программа,
рассчитанная на несколько часов и записанная на
видеомагнитофонной пленке. Отобранный мате-
риал мы доставили на орбитальную станцию, и
его с удовольствием просматривали все члены
экипажа. Программа получила высокую оценку.
Экипаж основной экспедиции— космонавты
В. Коваленок и А. Иванченков — просил при-
слать записи песен в исполнении Ирены Яроцкой.
Это их желание было выполнено.
Состояние здоровья космонавтов тщательно
исследуется перед стартом, а также во время
полета и после его завершения. Эксперимент
«Здоровье» должен был оценить физическую
работоспособность космонавтов после возвраще-
ния на Землю с помощью новой методики.
Рис. 4. Ход изменения температуры в эксперименте «Си-
рена» (первая ампула)
Рис. 5. Ход изменения температуры в эксперименте «Си-
рена» (вторая ампула)
159
М. ГЕРМАШЕВСКИЙ
Рис. 6. Космонавты П. Климук и М. Гермашевский во вре-
мя предполетной подготовки
Применявшиеся до последнего времени ме-
тоды требовали использования значительных фи-
зических нагрузок, что противопоказано космо-
навту после совершенного им космического
полета. В эксперименте «Здоровье» была приме-
нена разработанная в Институте авиационной
медицины электронная измерительная аппарату-
ра и методика исследований, позволяющие оце-
нить интенсивность выполняемой работы, ис-
пользуя малые физические нагрузки. Это достига-
лось с помощью обратной связи между частотой
сердечных сокращений и приводом, дозирующим
величину физической нагрузки.
Схема эксперимента такова. Биотоки де-
ятельности сердца (ЭКГ) управляют системой
измерителя частоты сокращений сердца. Выход-
ное напряжение этой системы через электронную
систему управления регулирует интенсивность
физической нагрузки, которую испытуемый дол-
жен получить на велоэргометре или на движу-
щейся беговой дорожке.
Аппаратура позволила измерить и зарегистри-
ровать на магнитной пленке или на ленте само-
писца следующие данные:
электрокардиограмму,
частоту сокращений сердца,
артериальное кровяное давление,
частоту дыхания,
объем вентиляции легких в минуту,
глубинную температуру тела.
В настоящее время ведется работа по модифи-
кации подобной аппаратуры, предназначенной
для орбитальных станций.
Кроме медицинских и психологических экспе-
риментов и исследований, мы провели интерес-
Рис. 7. Загрузка емкостей из-под воды в бытовой отсек
на борту космического комплекса «Салют-6» —
«Союз-29» — «Союз-30». Слева направо: П. Климук,
М. Гермашевский, В. Коваленок, А. Иванченков
ные опыты по кристаллизации полупроводнико-
вых материалов, в состав которых входили ртуть,
кадмий и теллур (Hg, Cd, Те), в состоянии невесо-
мости. Этот эксперимент, носящий название «Си-
рена», был разработан Институтом физики ПАН,
который в течение многих лет изучает физические
характеристики материалов этого типа и возмож-
ности их применения.
Полупроводники, в состав которых входят
названные элементы, характеризуются высокой
чувствительностью и малой инерционностью; они
прекрасные детекторы инфракрасного излуче-
ния и могут работать в диапазоне волн около
10 мкм, т. е. в пределах так называемого «ат-
мосферного окна». Облачность, дым и запылен-
ность атмосферы не являются препятствием для
инфракрасного излучения. Эти материалы можно
использовать также в полупроводниковых лазе-
рах с перестраиваемой частотой.
Эти элементы значительно различаются по
своему атомному весу. Поэтому возникающие
под действием конвекции сплавы имеют неодно-
родную структуру, а физические характеристики
и качество полупроводников определяются сте-
пенью их однородности. В лабораторных усло-
виях достигается степень однородности кристал-
лов порядка 12%.
Полупроводники, полученные в условиях не-
весомости, характеризуются высокой степенью
однородности — более 60 %.
Этот эксперимент я проводил совместно с
Александром Иванченковым. Плавление иссле-
160
сСАЛЮТ-6» — «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-ЗО»: НАБЛЮДЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ
дуемого материала, помещенного в специальные
ампулы (рис. 3), мы провели при помощи устрой-
ства «Сплав»— электрической бортовой печи
станции «Салют-6», а затем полученный расплав
подвергли контролируемому охлаждению. По-
скольку в нашем распоряжении были две ампу-
лы, мы провели этот эксперимент дважды.
Первая ампула была нагрета до температуры
около 900 ° С, после чего она была подвергнута
регулируемому охлаждению со скоростью
11,4° С в час. Проведение этого эксперимента
заняло 46 часов (рис. 4).
Другая ампула нагревалась аналогичным об-
разом, но охлаждалась пассивно, т. е. без автома-
тической регулировки температуры. В этом слу-
чае скорость понижения температуры была зна-
чительно выше— порядка 145 ° С в час. Экспе-
римент был закончен через 16,5 часа (рис. 5).
Успех эксперимента зависел также от поддер-
жания особых условий при его осуществлений.
Во время его проведения станция «Салют» нахо-
дилась в состоянии свободного орбитального
полета, а все бортовое оборудование, которое
могло вызвать ускорения или вибрации кон-
струкции, было выключено.
Орбита нашего научно-исследовательского
космического комплекса проходила и над терри-
торией Польши. Мы уделяли значительную часть
времени наблюдениям поверхности Земли и
фотографированию избранных районов суши,
морей и океанов, в том числе территории
Польши; эти работы проводились в рамках
эксперимента «Земля», разработанного учеными
СССР, ГДР и Польши.
Эксперимент состоял в сравнении результатов
одновременных наблюдений избранных террито-
рий, проводившихся с борта ИСЗ, с самолета и с
поверхности Земли. Цель эксперимента — изуче-
ние возможностей использования дистанционно-
го зондирования Земли из космоса для определе-
ния характера и структуры районов земледелия,
для прогнозирования урожаев, а также для
определения оптических характеристик акватории
Мирового океана.
На станции «Салют-6» была установлена
великолепная, предназначенная для съемок в раз-
личных участках спектра фотографическая аппа-
ратура, с помощью которой мы осуществляли
съемки поверхности Земли*. Я имею в виду
камеру с шестью объективами, которая выпол-
няет съемку одной и той же территории в
нескольких диапазонах оптического спектра, а
также в инфракрасной области.
Эксперимент «Земля» имеет важное значение
для народного хозяйства, и в особенности для
нужд сельского хозяйства и рыболовства, для
охраны окружающей среды. Практическая важ-
ность подобных наблюдений неоднократно под-
тверждалась при использовании как советских,
* См. статью 3. Йена в этом томе. — Ред.
так и американских искусственных космических
объектов. Полученные результаты принесли ощу-
тимые выгоды.
Осуществляя эксперимент «Земля», мы на-
блюдали при входе нашего комплекса в область
тени полярные сияния. С помощью фотоаппа-
рата «Практика» мы сделали серию снимков
этого явления, которое отчетливо наблюдалось в
районах, прилегающих к Южному полюсу.
Кроме того, для регистрации интересных
наблюдений или явлений мы очень часто ис-
пользовали фотоаппараты «Хассельблад» и
«Киев», а с помощью кинокамеры отсняли более
600 м документальных кадров, освещающих
жизнь и работу на борту станции.
В заключение мне хотелось бы подчеркнуть,
что программа выполнялась совместно всем эки-
пажем в соответствии с принятым еще на Земле
распорядком, естественно, в пределах компетент-
ности каждого члена экипажа.
Специфика работы в космосе требует идеаль-
ного взаимопонимания членов экипажа и точней-
ших действий. Именно поэтому, еще находясь на
Земле, мы посвятили столько недель отработке
совместных действий (рис. 6). Благодаря по-
мощи и инициативе моих дорогих друзей Петра
Климука, Владимира Коваленка и Саши Иван-
ченкова осуществление сложной космической
программы проходило без затруднений (рис. 7.).
Совместные международные космические по-
леты доказали, что основанное на дружбе и вза-
имопомощи сотрудничество социалистических
стран в деле мирного использования космиче-
ского пространства, как и сотрудничество во всех
других областях, создает для человечества огром-
ные возможности эффективного решения важ-
нейших проблем современности.
161
торые навсегда остаются в памяти.
Я никогда не забуду решающих минут 26 авгу-
ста 1978 г. В этот день в 17 часов 51 минуту по
московскому времени с космодрома Байконур
стартовал космический корабль «Союз-31».
Командир корабля полковник Валерий Бы-
ковский и я, космонавт-исследователь, добросо-
вестно подготовились к этому совместному кос-
мическому полету.
От момента закрытия входного люка до
старта космонавту остается еще несколько минут
для того, чтобы осознать происходящее. В эти
минуты вспоминается многое. Я невольно
вспомнил исторический день 12 апреля 1961 г.,
когда Юрий Гагарин совершил первый полет в
космос. В то время я был пилотом истребитель-
ной эскадрильи. И конечно, никто из офицеров
Национальной народной армии ГДР и наверняка
любой другой братской армии, даже заглядывая
в будущее, не предполагал тогда, что когда-ни-
будь гражданин другого, нежели СССР, социали-
стического государства, принадлежащий нашему
поколению, отправится в космический полет.
В эти мгновения перед стартом я испытал чув-
ство глубокой благодарности к Советскому Сою-
зу, который предоставил возможность гражда-
нину ГДР сделать шаг в космос.
Каждое событие имеет свою историю, свое
начало и продолжение. Наш совместный космиче-
ский полет логически связан с 30-летней исто-
рией ГДР. Она началась с исторического собы-
тия, когда Советская Армия освободила нас от
фашизма и открыла путь в новое будущее. По
этому пути Германская Демократическая Рес-
Зигмунд Йен (Jahn) (р. 1937) — космонавт-исследователь, летчик-космо-
навт ГДР, Герой Германской Демократической Республики, Герой Совет-
ского Союза.
Окончил высшее офицерское училище имени Ф. Меринга, служил в рядах
Национальной народной армии ГДР. В 1966 поступил в Военно-воздуш-
ную академию имени Ю. А. Гагарина (СССР), которую окончил в 1970.
В 1976 направлен в СССР в Центр подготовки космонавтов имени
Ю. А. Гагарина, где прошел полный курс обучения по программе космиче-
ского корабля «Союз» и орбитальной станции «Салют».
26 августа 1978 3. Йен в качестве космонавта-исследователя стартовал на
космическом корабле «Союз-31» с командиром дважды Героем Советского
Союза В. Ф. Быковским и в течение семи суток работал на борту орбиталь-
ного комплекса «Салют-6» — «Союз-29» — «Союз-31».
После выполнения задания полковнику 3. Йену были присвоены звание
Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая
Звезда», почетное звание Героя Германской Демократической Республики,
а также почетное звание «Летчик-космонавт ГДР»; он награжден орде-
ном Карла Маркса.
публика неизменно идет в дружбе и тесном со-
юзе с СССР. И наша страна тоже получила
возможность активно участвовать в исследовании
и мирном использовании космического простран-
ства. Таким образом, преимущества нашего
общественного строя и в буквальном смысле
слова достигают космических масштабов.
Международное сотрудничество в рамках про-
граммы «Интеркосмос» — это веление времени,
и социалистические страны в меру своих сил и
возможностей участвуют в нем. Более десяти лет
ГДР активно участвует в программе «Интеркос-
мос» и вносит все более значительный вклад в это
сотрудничество. Результаты совместных работ
показывают, какие значительные успехи могут
быть достигнуты в содружестве с пионером кос-
мических исследований— Советским Союзом.
На сегодняшний день вклад ГДР в развитие
исследований по программе «Интеркосмос» со-
ставляет более 100 приборов или приборных ком-
плексов, которые были установлены на спутни-
ках Земли, исследовательских ракетах, космиче-
ском корабле и орбитальной станции; кроме того,
в ГДР было разработано и изготовлено более
150 приборов, используемых на Земле.
В июле и сентябре 1976 г. Советский Союз
внес предложение об участии граждан социали-
стических стран в пилотируемых полетах на
советских космических кораблях и орбитальных
станциях. Впервые открылась дорога в космос
для будущих космонавтов— представителей со-
циалистических стран.
Что нас ожидало? Этот вопрос волновал меня
и других кандидатов первой группы. В кругу
новых друзей я с первого же дня почувствовал
162
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-31»: ВПЕЧАТЛЕНИЯ, ПЕРЕЖИВАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТЫ
себя равным среди равных. Мы поселились на
седьмом этаже современного жилого дома, под
одной крышей с семьей Леоновых и на одной
площадке с семьей Николаевых-Терешковых.
Совершенно не чувствовалось, что находишься в
незнакомом окружении.
Для меня начался период интенсивной учебы.
Обучение было очень напряженным. От совре-
менного истребителя до космического корабля
дистанция все-таки очень большая. Но то, что
раньше казалось мне недостижимым, постепенно
становилось возможным. Привычные для меня,
летчика-истребителя, высоты полета в 20 000 м в
будущем уже не должны были быть потолком.
На первом, в основном теоретическом, этапе
обучения нужно было приобрести знания по
таким предметам, как астрономия, астрофизика,
космическая навигация, геофизика, баллистика,
конструкция космических летательных аппаратов
и управление ими.
Второй этап обучения был посвящен в первую
очередь практической тренировке экипажа и
включал, в частности, безупречное освоение всех
этапов полета. Нужно было добиться согласован-
ных действий космонавтов и прекрасного вза-
имопонимания (даже без слов). Короткий взгляд,
едва заметный жест, легкий кивок одного из кос-
монавтов должны вызывать нужные действия
другого. Во время тренировок пришлось пролить
немало пота не только в переносном, но и в
буквальном смысле слова. На тренажерах косми-
ческого корабля или орбитальной станции
десятки раз в различных вариантах отрабатыва-
лись старт, полет, сближение, стыковка, переход,
рабочие операции, возвращение и приземление,
включая непредвиденные ситуации. Стыковку от-
рабатывали около 50 раз. Кроме того, проводи-
лась тренировка по обширной медицинской про-
грамме.
Во время учебы со мной рядом всегда был мой
друг Валерий Быковский. Один из первых людей,
побывавших в космосе, Валерий также один из
наиболее опытных космонавтов. В 1963 г. на
корабле «Восток-5» он стартовал в космос пятым
по счету советским космонавтом и провел в
полете пять суток, что и на сегодня остается
рекордом продолжительности полета в одномест-
ном космическом корабле. В 1976 г. он
совершил полет на корабле «Союз-22» совместно
с Владимиром Аксеновым и провел пионерские
исследования Земли из космоса. Экипаж «Союза-
22» осуществил испытания многозональной фо-
токамеры МКФ-6. Валерий Быковский беско-
рыстно и охотно делился со мной своим богатым
опытом.
На последнем этапе обучения значительную
часть времени заняла подготовка к проведению
включенных в программу полета экспериментов.
Эти научно-технические и медико-биологические
эксперименты требуют от космонавтов опреде-
ленных знаний в соответствующих специальных
Ракета-носитель с космическим кораблем «Союз-31»
на пути к старту (космодром Байконур)
областях. Предъявляемые к ним при этом требо-
вания гораздо выше средних.
Мы получили хорошую подготовку, как
теоретическую, так и практическую. Дело, одна-
ко, не только в том, чтобы обслуживать приборы
или нажимать кнопки. Космонавт должен смо-
треть глубже. Он должен хорошо знать цель
эксперимента, а также уметь видеть то, что на
первый взгляд незаметно. Естественно, от нас не
требовали, чтобы мы знали все эти специальные
дисциплины так же хорошо, как космическую
навигацию и управление. Однако в космическом
полете технологический эксперимент, например,
эффективен только тогда, когда точно выдержи-
вается временной график и ход технологиче-
ского процесса. С этой целью мы изучили боль-
шой объем документации, получили основатель-
ные инструкции от советских специалистов. Мы
посетили научно-исследовательские институты,
для того чтобы глубже познакомиться с сущно-
стью проводимых исследований. Специалисты из
ГДР дали нам необходимые указания по отдель-
ным экспериментам.
Программа полета нашего международного
экипажа предусматривала стыковку космическо-
го корабля «Союз-31» с научным орбитальным
комплексом «Салют-6» — «Союз-29».
После 17-го витка началось непосредственное
сближение. Динамический процесс проходил в
три этапа. Первый начался за несколько тысяч
километров до причаливания, второй — за
несколько десятков километров и третий — на
расстоянии 200—300 м. Все коррекции, все авто-
матические операции контролировались нами
очень внимательно, с тем чтобы в случае необхо-
димости тотчас же перейти на ручное управление.
К этому этапу полета мы готовились особенно
тщательно. Именно этот этап полета требует
наивысшего нервного напряжения. Я заметил,
что даже Валерий Быковский, который обычно
был очень спокоен и уравновешен, беспокоился о
том, чтобы все было в порядке. Корабль управля-
ется автоматически, однако экипаж должен в
любую секунду, даже долю секунды быть гото-
163
3. ЙЕН
вым включиться в управление и выполнить необ-
ходимые операции. Метр за метром сокращается
расстояние до орбитальной станции. Непосред-
ственно перед стыковкой скорость сближения
составляла 0,42 м/с. Крен космического кора-
бля был устранен и равнялся нулю. Стыковочный
конус диаметром 80 см, приближение которого
мы видели на экране, производил на меня магиче-
ское действие. Металлический звук, раздавшийся
при касании сердечника и блокировочных болтов,
мгновенно снял накопившееся во мне нервное
напряжение.
Время, пока мы ждали из Центра управления
полетом разрешения на переход, показалось нам
бесконечно долгим. С не меньшим нетерпением
нас ждал основной экипаж орбитального компле-
кса. Постукивая, они подавали нам сигналы,
словно могли этим сократить время ожидания.
Почти через 3 часа после стыковки был осуще-
ствлен переход. Основной экипаж встретил нас
по русскому обычаю хлебом-солью, и, прежде чем
Космонавты В. Быковский и 3. Йен докладывают предсе-
дателю Государственной комиссии о готовности к полету
(космодром Байконур)
началась наша работа на борту орбитального
комплекса, мы поделили между собой хлеб.
Центральными направлениями космических
исследований, проводимых ГДР в последние
годы, стало исследование Земли из космоса, а
также использование космоса для технологиче-
ских экспериментов. Эксперименты в области
материаловедения имеют большое народнохозяй-
ственное значение. В них прослеживается логи-
ческая взаимосвязь ' между фундаментальными
исследованиями и исследованиями для нужд
народного хозяйства.
В нашу программу входило более 20 экспери-
ментов, в том числе группа из шести технологиче-
ских экспериментов под названием «Беролина».
В двух советских плавильных печах «Сплав» и
«Кристалл» проводились опытные плавки и
выращивались полупроводниковые монокристал-
лы, а также изготовлялось стекло. Для таких
опытов условия космоса весьма благоприятны.
Отсутствует земное притяжение, которое оказы-
вает вредное влияние на процессы плавки и кри-
сталлизации. Точное знание физических процес-
сов может открыть новые пути для практики про-
мышленного получения изделий полупроводни-
ковой электроники. Во время посещения одного
из ведущих в нашей республике предприятий этой
отрасли — завода полупроводников во Фран-
кфурте-на-Одере — я видел, какие высокие тре-
бования предъявляются к материалам, применя-
емым для изготовления микропроцессоров. Тре-
буемая структура может быть получена только
специально разработанным способом выращива-
ния кристаллов. Освоение процессов выращива-
ния кристаллов и создание новых материалов с
заданными свойствами — необходимые предпо-
сылки для быстрого развития промышленности
полупроводников и полупроводниковой электро-
ники.
Из шести экспериментов серии «Беролина»
пять были посвящены этой цели. Не случайно в
качестве исходных материалов были взяты «сви-
нец—теллур» и «висмут—сурьма». Из первого
материала изготавливаются полупроводниковые
диоды для лазеров. В системе «висмут—сурьма»
речь идет о химически похожих веществах,
однако даже небольшие изменения их концентра-
ции в кристалле приводят к значительным изме-
нениям его электрофизических свойств.
При проведении экспериментов были пред-
приняты особые меры для поддержания условий
исчезающе малой силы гравитации (10-6). Это
означало, что во время проведения этих экспери-
ментов нельзя было осуществлять маневры, свя-
занные с включением двигателей. Если печи
были включены, мы не могли делать гимнастиче-
ские упражнения, пользоваться велоэргометром
и бегущей дорожкой (а это было важно в первую
очередь для Володи Коваленка и Саши Иванчен-
кова), потому что сотрясения ухудшили бы рост
кристаллов. Мы шутили: эти эксперименты
164
«САЛЮТ-6» —«СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-31»: ВПЕЧАТЛЕНИЯ, ПЕРЕЖИВАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТЫ
лучше всего удаются в том случае, если после
включения печей экипаж ложится спать. Есте-
ственно, при этом нужно было квалифициро-
ванно обслуживать эти две печи и выдерживать
заданный технологический режим, не допуская
никаких отклонений.
«Сплав» и «Кристалл» сами по себе— пер-
воклассные технические экспериментальные
установки. Так, в «Кристалле», имеющем раз-
меры 30 X 20 см, создается температура более
1000°С. «Свинец—теллур» нагревались до
900 ° С, и в течение 18 часов температура под-
держивалась на этом уровне, затем следовали
фазы регулируемого и пассивного охлаждения.
Вынимая ампулу из контейнера, я испытывал
чувство, подобное радости открытия. Мне посча-
стливилось первому увидеть кристаллические об-
разования, которые так интересовали ученых.
Это произвело на меня сильное впечатление, я
сообщил со всей уверенностью, что эксперимент
удался. И это действительно подтвердилось. Пер-
вые опыты показали, что кристаллы, полученные
в космосе, превосходят кристаллы, полученные в
наземных условиях из тех же исходных материа-
лов. Окончательное заключение дадут ученые.
Обработка данных экспериментальных работ
по материаловедению проводится по строгой
программе. На первом этапе применяются бес-
контактные и неразрушающие образец методы
исследования. Прежде чем образец будет измель-
чен или обработан на втором этапе исследований,
важно получить максимальное количество неис-
каженной информации.
На установке «Сплав» проводилась также
плавка специального оптического стекла, кото-
рая длилась 20 часов. Ученые йенского стеколь-
ного завода «Шотт и Ген» связывали с этим
экспериментом надежды на то, что направлен-
ными технологическими мерами можно улучшить
качество высокоточных оптических приборов.
Уже первые исследования полученных образцов
показали большую ценность этого эксперимента.
Теперь несколько слов об эксперименте, в
котором изучались основополагающие физико-
химические процессы в газообразном веществе.
Эти сведения и их применение в технологических
целях особенно важны для получения полупро-
водниковых кристаллов, построенных из моле-
кул. Эксперимент был предназначен для про-
верки определенной научной гипотезы. С этой
целью ученые дрезденского Центрального инсти-
тута физики твердого тела Академии наук ГДР
приготовили пять ампул, заполненных герма-
нием и веществом-носителем. В результате ана-
лиза германиевых кристаллов, выращенных в
космосе, научную гипотезу должны сменить
надежные суждения. Существует обоснованная
точка зрения о возможности использования хими-
ческого переноса при изготовлении современных
материалов с заданными свойствами.
Актуальные задачи космических биологии и
медицины — изучение факторов, влияющих на
человеческий организм, в том числе невесомости,
космического излучения, нервно-эмоционального
напряжения, воздействия искусственной среды
обитания и условий работы и жизни на космиче-
ском корабле.
Сегодня уже считается, что космонавты могут
несколько месяцев жить и работать в космосе без
опасности для жизни и вреда для здоровья.
Наиболее замечательным в этом отношении стало
для меня семидневное пребывание на орбиталь-
ной станции вместе с двумя товарищами из ее
основного экипажа, которые своим длительным
полетом достигли новых рубежей в космонавти-
ке. Я восхищался настойчивостью и выдержкой,
с которыми они тренировали в полете свое тело,
их жизненной силой и работоспособностью, их
оптимизмом, их уравновешенностью. Они созда-
вали на борту орбитальной станции атмосферу
хорошего настроения и взаимопонимания, тем
самым дополнительно активизируя и стимулируя
меня и Валерия. Товарищи Коваленок и Иванчен-
ков всегда будут для меня примером. Я воочию
увидел, как сила воли, жизнерадостность и здоро-
вый юмор помогают не теряться в самых слож-
ных ситуациях.
Сейчас центр тяжести медико-биологических
исследований перемещается на проблему рабо-
тоспособности, в область психологических реак-
ций. В нашем совместном космическом полете
проводились многочисленные медицинские
эксперименты. Предшествующие международ-
ные экипажи провели такие медицинские экспе-
рименты, как «Вкус» (подготовлен польскими
учеными) и «Оксиметр» (подготовлен чехосло-
вацкими учеными)*. В орбитальном комплексе
имеются многочисленные медицинские исследо-
вательские приборы, которыми мы также пользо-
вались. Мы проводили, например, обследование с
помощью аппаратуры «Полином-2М», которая
позволяет делать заключение о состоянии сер-
дечно-сосудистой системы, брали анализ крови
(прибор АМАК).
Институт авиационной медицины совместно с
Академией наук и предприятиями нашей респу-
блики подготовил четыре эксперимента. Цель
эксперимента «Аудио» — выяснение влияния не-
весомости на порог слухового восприятия космо-
навта. Действительно, оказалось, что в начальной
стадии полета определенные шумы воспринима-
ются сильнее и интенсивнее, чем на Земле.
У меня самого было такое же ощущение. Для
того чтобы ответить на вопрос, какую роль при
этом играют объективные факторы, а какую —
субъективные, мы измеряли порог слухового
восприятия в определеннные моменты времени.
Для этого мы использовали ручной аудиометр
«Эльба», разработанный народным предприяти-
ем «Прецитроник» в Дрездене. Прибор имел
* См. статьи В. Ремека и М. Гермашевского. — Ред.
165
3. ЙЕН
Космонавты В. Быковский, В. Коваленок, 3. Йен,
А. Иванченков на борту космического комплекса «Са-
лют-6» — «Союз-29» — «Союз-31»
166
«САЛЮТ-6» - «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-31»: ВПЕЧАТЛЕНИЯ, ПЕРЕЖИВАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТЫ
массу 2 кг и позволял точно измерять слух в диа-
пазоне частот от 500 Гц до 6 кГц. Этот прибор
представляет собой прототип нового поколения
переносных аудиометров. Последующие типы по
своим габаритам и техническим параметрам, как
я увидел на этом предприятии, представляют
собой рекордное достижение современной техни-
ки.
Одновременно проводились опыты с примене-
нием прецизионного измерителя уровня импульс-
ных шумов; прибор изготовлен народным пред-
приятием измерительной техники «Отто Шен»
(Дрезден). Его масса— 3,5 кг, это самый
маленький прибор подобного класса в мире, он
обладает высокими конструктивными характери-
стиками. С помощью этого прибора исследова-
лись рабочие шумы в различных местах станции,
а также регистрировался уровень шумов во
время записи аудиограмм для того, чтобы можно
было провести точную научную обработку дан-
ных.
Исследование слуха человека в наземных
условиях проводится в специальных звукоизоли-
рованных кабинах. Во время измерения на орби-
тальном комплексе такие условия получить
нельзя. Поэтому применялись наушники, разра-
ботанные специально для космоса, с особенно
хорошей звукоизоляцией. Полученные аудио-
граммы каждого из четырех космонавтов сопо-
ставлялись с данными измерений, проведенных в
наземных условиях. Предварительная обработка
данных показывает изменяемость акустических
характеристик. Для получения обоснованных на-
учных результатов эксперименты требуют своего
продолжения.
При проведении эксперимента «Опрос» я дол-
жен был во время полета отвечать на комплекс
вопросов. Это происходило всегда в начале и в
конце дежурства. Оценка проводилась по шкаль-
ной системе. Следует отметить, что обширную
анкету, составленную экспертами СССР и ГДР,
дополнили специальной частью, которую разра-
ботали психологи Дрезденского технического
университета для лиц, связанных по роду своей
деятельности с управлением и контролем. Ответы
на вопросы дают информацию об усталости, роли
монотонности, психологическом насыщении и
стрессе. За время полета я десять раз отвечал на
анкету и надеюсь, что этот материал будет доста-
точно итересен для анализа.
В эксперименте «Время» исследовались пове-
денческие реакции человека. В качестве измери-
тельного прибора мы использовали видоизменен-
ный для космоса кварцевый электронный секун-
домер народного предприятия «Часовой завод
Рула». В этом эксперименте мы получали данные
о субъективном ощущении времени и о быстроте
и правильности реакции.
В эксперименте «Речь» наши специалисты
присоединились к исследованиям, проводимым
советскими учеными. В эксперименте учитывал-
Восход Солнца. Фото 3. Йена с борта орбитального ком-
плекса «Салют-6» — «Союз-29» — «Союз-31»
ся тот факт, что человеческий голос кроме пере-
дачи деловых сообщений, то есть членораздель-
ных звуков, содержит также сведения об эмоцио-
нальном настрое и степени возбужденности.
В космосе мы имеем возможность получить объ-
ективные данные о душевном состоянии челове-
ка, выдерживаемых им нагрузках и его психоло-
гической устойчивости, анализируя его речь, при-
чем довольно несложным путем, без применения
на борту дополнительных технических средств.
В Центре управления полетом на магнитной
ленте фиксируются переданные индексы и сооб-
щения, затем проводится анализ и определяются
качественные и количественные характеристики
частотно-амплитудных спектров. Я должен был
произносить индекс «2-26», который в немецком
языке содержит пять гласных. Это не так-то про-
сто по запросу Центра управления полетом ото-
рваться от текущей работы, подплыть к микро-
фону и произнести этот индекс. Это имело
неожиданный стимулирующий эффект: каждый
раз запрос порождал у экипажа волну веселья.
Мои товарищи пытались даже подменять меня и
передавали мой индекс, стараясь произносить его
без акцента. Но специалистов на Земле нельзя
было перехитрить. Они тотчас же «выуживали»
помощника. Все данные зарегистрированы, и
несмотря на довольно длинный путь, пройденный
радиосигналами до регистрации, получен бога-
тый материал для дальнейших исследований.
О роли наблюдения Земли из космоса я уже
говорил. Поистине открытием в технике съемки
больших поверхностей целых регионов стало
применение многозональной фотографии, кото-
рая к тому же достигла большого совершенства.
Этот метод позволяет также изучать динамиче-
ские процессы на поверхности Земли, в Мировом
океане и атмосфере. Особое преимущество иссле-
дований, проводимых с борта космических стан-
ций, заключается в том, что в интересах науки и
народного хозяйства можно достаточно часто или
даже регулярно наблюдать всю поверхность
167
3. ЙЕН
Земли в целом, включая труднодоступные
районы. Следует также отметить, что решение
определенных задач, например изучение геологи-
ческих структур и зон разлома, возможно только
путем съемок с высоты орбитального полета.
Программа работ на борту «Салют-6» преду-
сматривала, помимо фотографирования, и визу-
альные наблюдения Земли.
На пресс-конференции часто задавался вопрос
о том, сколь эффективно может космонавт вести
такие наблюдения. Прежде всего замечу, что,
несмотря на всю подготовку и рассказы совет-
ских космонавтов о том, как выглядит Земля из
космоса, я изумился отчетливости, с которой
была видна поверхность Земли со столь значи-
тельной высоты. Во всяком случае в некоторых
отношениях, как мне показалось, даже лучше, чем
с высот 10 цли 20 км, которые я знаю по полетам
на самолете. И все же это удивительное явление.
Спускаемый аппарат корабля «Союз-29» с космонавта-
ми В. Быковским и 3. Йеном идет на посадку
Безусловно, большую роль играют такие фак-
торы, как зрительная способность космонавта,
его способность воспринимать и перерабатывать
информацию, разрешающая способность сетчат-
ки глаз, быстрота распознания и реакций, чув-
ствительность его глаза к свету и цветовоспри-
ятие. За восемь дней полета у меня не было
ощутимых изменений остроты зрения, световой
или контрастной чувствительности глаз.
В области метеорологии наблюдались особые
погодные явления, необычные облачные структу-
ры, а также полярные сияния. В области геоло-
гии особый интерес представляли наблюдения
зон разлома, в особенности зона перехода от
суши к морю, явлений эрозии и засоления почвы,
обнаружение определенных тектонических при-
знаков. Для нужд океанологии наблюдались при-
брежные восходящие потоки вод, а также окраска
вод. В интересах охраны окружающей среды мы
собирали данные об облаках вредных веществ, о
пылевых и дымовых загрязнениях атмосферы, о
загрязнениях морей. Названное— лишь часть
тех многоплановых наблюдений, которые мы
провели.
В задачу эксперимента «Биосфера» наряду со
сбором информации входило также испытание
новых методов. И здесь наша работа подтверди-
ла, что визуальные исследования представляют
собой важное и необходимое дополнение к фото-
графированию и другим техническим способам
наблюдений. В соответствии с задачами мы при-
меняли модифицированные камеры типа «Пента-
кон» и «Практика». Фотоматериалы были изго-
товлены на народном предприятии комбинате
«ОРВО Вольфен».
Во время эксперимента «Биосфера» в нашу
задачу входило наблюдение циклона «Эстер» в
Тихом океане. Считалось, что он подходит к своей
завершающей стадии. У нас же не создалось
впечатления, что дело идет к концу. Нам удалось
сделать несколько интересных снимков, отража-
ющих его динамическое развитие. Кроме того,
нас интересовал циклон «Кристи» над Калифор-
нией, а также еще один безымянный циклон над
Филиппинами, которому метеорологи еще не
дали названия. Данные о местонахождении, ско-
рости и направлении движения циклона позво-
лили метеорологическим службам сделать соот-
ветствующие предупреждения.
В эксперименте «Репортер» одной из наших
задач было проведение исследований по научной
фотографии. Результаты съемки ручными фото-
камерами показали, что их применение весьма
целесообразно; некоторые визуальные наблюде-
ния можно, таким образом, сделать более нагляд-
ными и подтвердить документально. Ручные
фотокамеры в оперативной съемке обладают
неоспоримым преимуществом перед стационар-
ными прецизионными камерами и являются их
ценным дополнением.
Еще несколько слов о работе с фотокамерой
168
«САЛЮТ-6» — «СОЮЗ-29» — «СОЮЗ-31»: ВПЕЧАТЛЕНИЯ, ПЕРЕЖИВАНИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТЫ
После приземления спу-
скаемого аппарата косми-
ческого корабля «Союз-29»
по традиции оба космо-
навта на нем расписались
МКФ-6М. Этот эксперимент, в ходе которого
фотографировались территории социалистиче-
ских стран, избранные районы Мирового океана
и атмосферные процессы, — часть долгосрочной
программы исследований, проводимых в интере-
сах науки и народного хозяйства. Программа
направлена прежде всего на поиск новых мине-
ральных и биологических ресурсов, а также на
повышение эффективности охраны окружающей
среды. Результаты работ с фотокамерой МКФ-
6М уже получили достойную оценку, так что я к
этим многочисленным похвалам ничего добав-
лять не буду. Нужно только сказать, что и в
нашем полете были собраны данные, необходи-
мые для конструктивного совершенствования ка-
меры. Они оказались очень ценными для экспе-
риментальных работ, проводимых на народном
предприятии «Карл Цейс Йена», и полезными для
ученых, инженеров и космонавтов. Фотокамера
МКФ-6М, как и другие приборы ГДР, функцио-
нировала безупречно. Все они выдержали испы-
тание в космосе и хорошо аттестовали рабочих и
ученых нашей республики.
На спускаемом аппарате «Союз-29», в кото-
ром мы возвратились на Землю, я под впечатле-
нием пережитого невольно написал слова «сер-
дечное спасибо». Они Должны были выразить
благодарность за то, что наши советские това-
рищи создали такую замечательную технику и
обеспечили высокую надежность всех этапов
полета от старта до приземления.
169
ЧЕСТМИР БАРТА, ЛАДИСЛАВ ШТОУРАЧ,
АЛЕШ ТРЖИСКА
КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ:
РОЖДЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ
В НЕВЕСОМОСТИ
Честмир Барта (Barta) (р. 1926) — инженер, кандидат технических наук.
Старший научный сотрудник, заведующий лабораторией изучения процес-
сов роста и технологии кристаллов в отделе ионных кристаллов Института
физики твердых тел АН ЧССР. Изучает закономерности образования твер-
дых тел и технологические факторы, обусловливающие получение задан-
ных кристаллов.
Ладислав Штоурач (gtourad) (р. 1927) —физик, доктор физико-математи-
ческих наук, член-корреспондент Чехословацкой АН. Заведующий отделом
полупроводников Института физики твердых тел АН ЧССР. Работает в
области электронных явлений в кристаллических и аморфных полупровод-
никах.
важным его использование в прак-
тических целях. Одно из направлений такого
использования — космическая технология, кото-
рую мы можем охарактеризовать как науку о
поведении материалов и их образовании в усло-
виях космического пространства.
Требуется усовершенствовать лабораторную
деятельность в космосе и накопить практический
опыт работы в орбитальном блоке. Сюда отно-
сится осуществление экспериментов на борту
АлешТржиска (Tfiska)(p. 1944) —инженер, кандидат физико-математиче-
ских наук. Заведующий отделом ионных кристаллов Института физики
твердых тел АН ЧССР. Работает в области электронных явлений переноса
в полупроводниках.
орбитального блока. В настоящее время с целью
реализации этих планов на околоземных орбитах
появляются специализированные лаборатории
космической технологии. Таким образом, мировая
наука приобретает новый могущественный ин-
струмент для исследования окружающего нас
мира и для создания невиданной доселе техники
и технологии.
Изучается главным образом воздействие усло-
вий космического пространства на свойства мате-
риалов. Речь идет о комбинированном воздей-
170
КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ: РОЖДЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ В НЕВЕСОМОСТИ
ствии температуры, вакуума, космического излу-
чения и состояния невесомости.
Некоторые космические условия мы можем
моделировать на Земле, однако многие из них в
земных лабораториях создать трудно, а иногда и
просто невозможно. В частности, в земных усло-
виях невозможно моделировать (в течение дли-
тельного времени) состояние невесомости, по-
этому особый интерес представляет вопрос о том,
какую роль играет это состояние и к каким
последствиям приводит его воздействие.
Предметом исследований в области космиче-
ской технологии являются, например, сварка и
резание материалов, металлургические работы,
синтез твердых веществ, выращивание монокри-
сталлов, получение композитных систем, стекол и
т. д. Крайне важна также разработка экспери-
ментальных методов измерения свойств материа-
лов в космических условиях и, прежде всего, кон-
струирование и изготовление оборудования для
лабораторного получения, а затем и для произ-
водства материалов в космосе.
Материалы, полученные в космосе, вообще
говоря, отличаются по своим свойствам от мате-
риалов, изготовленных на Земле. Цель космиче-
ской технологии— прежде всего использование
полезных и подавление вредных влияний в
процессе изготовления материалов и получение
новых, технически перспективных материалов.
Начало космической технологии было поло-
жено экспериментами, проведенными на косми-
ческом корабле «Союз-6» в 1969 г., а также на
космической орбитальной станции «Скайлэб» в
1973—1974 гг. и международном космическом
комплексе «Союз—Аполлон» в 1975 г. В этих
экспериментах исследовались поведение расплав-
ленных материалов в состоянии невесомости, их
затвердевание, возможности получения новых
материалов, синтез сложных систем, неосуще-
ствимый в земных лабораториях, изучались про-
цессы плавления металлов, а также роста кри-
сталлов полупроводников и изоляторов.
Накопленные космической технологией ре-
зультаты используются для проектирования, под-
готовки и осуществления современных производ-
ственных процессов на околоземной орбите. Мы
уже настолько надежно знаем основные техниче-
ские принципы, на которых основывается косми-
ческая технология, что на очереди теперь другие
вопросы, например экономические: учет капи-
тальных вложений и производственных затрат.
С этой стороной дела связаны и проблемы раз-
меров космических лабораторий, а в перспекти-
ве — космических производственных предпри-
ятий, доставки на орбиту материалов и людей
(космонавтов-технологов) и их возвращения на
Землю. Необходимо добавить еще, что не послед-
нее место здесь займут социальные и правовые
вопросы.
Все перечисленные проблемы— пусть даже
сложные— уже не являются препятствием для
развития этой перспективной области, на кото-
рую возлагаются столь большие надежды.
*	* -а
Цель экспериментальной программы, полу-
чившей название «Морава», состоит в исследова-
нии новых материалов в состоянии невесомости,
в выяснении связи между силами тяготения и
условиями кристаллизации, структурой и дру-
гими физическими характеристиками конденси-
рованных систем.
Первый пункт в этой программе — изучение
процесса затвердевания расплава двух веществ,
представляющего собой эвтектику. (Эвтекти-
ка — это сплав в жидком состоянии, находящий-
ся в равновесии с кристаллами исходных компо-
нентов, кристаллизующийся при постоянной тем-
пературе — так называемая эвтектическая точка,
см. далее — ив твердом состоянии представля-
ющий механическую смесь кристаллов компонен-
тов.) При этом один компонент содержится в рас-
плаве в избытке. В этом случае процесс затверде-
вания проходит в два этапа: кристаллизация из
расплава основного компонента, а затем отверде-
вание остаточной эвтектики. В качестве основ-
ного компонента выбирался анизотропный кри-
сталл РЬС12, поскольку на нем проще проследить
влияние температурного перепада и гравита-
ционного поля. Большой интерес представляет
также кристалл бромида ртути, обладающий
чрезвычайно высокими значениями параметра
связи в кристаллической решетке Изучение двух
этих веществ и составляет содержание первого
этапа технологического эксперимента «Морава».
Другой этап состоит в изучении анизотроп-
Рис. 1. Фазовая диаграмма системы РЬС12—CuCl
Ч. БАРТА, Л. ШТОУРАЧ, А. ТРЖИСКА
ного оксихлорида висмута, приготовленного ме-
тодом выращивания из жидкой фазы в состоянии
невесомости.
Третий этап заключается в исследовании
затвердевания и образования стекловидной систе-
мы, представленной полупроводниковым стеклом
с тетраэдрической структурой решетки, в состав
которой входят атомы германия, сурьмы и серы.
Предметом этого исследования являются не
только условия образования стекла в состоянии
невесомости, но также процессы зародышеоб-
разования и разделения фаз, протекающие в сте-
клянной матрице, и влияние этих процессов на
основные физические характеристики получа-
емых материалов.
Первые эксперименты по программе «Мора-
ва» (Морава-С-1) проходили на борту орбиталь-
ного комплекса «Салют-6 — Союз» и состояли в
исследовании затвердевания систем РЬС12 —
CuCl и РЬС12—AgCl в технологическом устрой-
стве «Сплав». Основной компонент системы —
хлористый свинец— со структурной точки зре-
ния является, как уже сказано, анизотропным
веществом, в котором каждый атом свинца окру-
жен девятью атомами хлора. Другой компонент
системы выбирался таким образом, чтобы он
образовывал с первым не химическое соединение,
а эвтектический сплав и чтобы его кристалличе-
ская структура при наличии тех же самых анио-
нов хлора отличалась от кристаллической струк-
туры основного компонента. При этом ионные
диаметры катионов также должны были отли-
чаться. Эти условия выполняются для хлорида
одновалентной меди, имеющего структуру цинко-
вой обманки, и для хлористого серебра, облада-
ющего структурой кубического типа (типа пова-
ренной соли). Эти вещества и представляли собой
вторые компоненты системы.
Фазовая диаграмма для одной из смесей, с
которой проводился технологический экспери-
мент, изображена на рис. 1. В бинарной системе
РЬС12—CuCl рабочий состав исследуемого мате-
риала на 10% с лишним выше эвтектической точ-
ки, соответствующей 50 молярным процентам
РЬС12. Таким образом, обогащенная система
характеризуется содержанием РЬС12, равным
примерно 63 молярным процентам.
Вторая система РЬС12— AgCl обладает подоб-
ными же характеристиками, но при меньшей
концентрации РЬС12в эвтектической точке.
Эксперимент проходил следующим образом.
На борту орбитального комплекса в технологиче-
172
КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ: РОЖДЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ В НЕВЕСОМОСТИ
Рис. 3. Металлографиче-
ское изображение слитка,
затвердевание которого
проходило: а — на Земле
и б — в космосе
Рис. 2. Температурный ре-
жим технологического
эксперимента «Морава».
Справа вверху схематиче-
ское устройство «Сплав»
и система координат, в
которой определялись
значения микрогравита-
ции
173
Ч. БАРТА, Л. ШТОУРАЧ, А. ТРЖИСКА
ское устройство «Сплав» был помещен контейнер
с образцами материалов. Само программное тех-
нологическое устройство «Сплав» было разме-
щено вблизи стенки космического корабля,
неподалеку от его центра тяжести, а контейнер
представлял собой герметически откачанный
стальной сосуд длиной 172 мм и диаметром
17 мм, где в кварцевых ампулах (также ваку-
умных) находились образцы. После помещения
контейнера в цилиндрическую полую печь и ее
откачки началось нагревание образцов с таким
расчетом, чтобы в контейнере был создан темпе-
ратурный градиент. Температура росла до тех
пор, пока не достигла точки выше точки плавле-
ния исследуемых материалов. После достижения
запрограммированной температуры началось ее
снижение. Поскольку контейнер с образцами
находился в одном и том же положении, его
можно назвать приспособлением для выращива-
ния кристаллов в условиях температурного гра-
диента, обладающим неподвижным тигелем.
Изменение температуры со временем в техно-
логическом устройстве «Сплав» показано на
рис. 2. Верхний график характеризует темпера-
туру в самой горячей точке кристаллизатора, где
она достигла максимального значения 500 ° С.
Нижняя кривая представляет собой график зави-
симости от времени температуры «нижнего»
конца кристаллизатора. По достижении необхо-
димой температуры, примерно через 24 часа
после начала эксперимента, возник процесс
затвердевания, происходящий со скоростью
остывания, равной приблизительно 11° в час.
Этот процесс длился около 20 часов. В ходе
опыта орбитальный комплекс был ориентирован
так, что его продольная ось была направлена к
центру Земли. На рис. 2 приведены также для
всего температурного графика значения вели-
чины силы тяжести в отдельных направлениях х,
у и z. Как видно из рисунка, эти значения в ходе
основного, решающего для технологического
эксперимента времени были несущественны и
составляли 10 ~6 — 10-7g.
Микроскопическое исследование структуры
материалов, полученных в космосе и одновре-
менно в лабораториях на Земле (при прочих иден-
тичных условиях), показывает, что кристаллы
первого поколения, выращенные в состоянии
невесомости, меньше, чем аналогичные кристал-
лы, полученные на Земле. Причина заключается в
том, что в космосе миграция ионов в расплаве
происходит лишь путем диффузии. Невесомость
оказывает такое влияние на процесс зародышеоб-
разования и роста кристаллов из жидкой фазы.
Влияние же ее на эвтектические растворы проти-
воположно: кристаллы обеих фаз эвтектики
больше, чем полученные на Земле. Этот вывод
иллюстрируют фотографии (рис. 3), выполнен-
ные с помощью растрового микроскопа.
Процесс затвердевания кристаллов в космосе,
как уже сказано, подвержен влиянию микрогра-
витации. И хотя она мала, но все же на внешней
поверхности образца можно заметить следы воз-
действия радиальной составляющей микрограви-
тации, зарегистрированной в ходе эксперимента.
Оказывается, что поля тяготения порядка 10-6g
достаточно, чтобы повлиять на конфигурацию
атомов в исследуемой расплавленной системе, а
также на условия ее затвердевания.
* * *
Подобные исследования имеют большое фун-
даментальное значение, так как помогают отве-
тить на принципиальные вопросы об основных
закономерностях строения материи.
Результаты, полученные при проведении тех-
нологического эксперимента «Морава», явились
важным шагом на пути к построению на около-
земной орбите предприятий по производству
материалов. Потребности в новых материалах —
металлах, полупроводниках, материалах для
оптической электроники, позволяющих ускорить
технический прогресс, растут с каждым днем.
Усовершенствованием и повышением качества
этих материалов и занимается новая область
науки — космическая технология.
Эксперименты в области космической техно-
логии представляют собой общую цель исследо-
вательских коллективов Института физики твер-
дых тел АН ЧССР и Института космических
исследований АН СССР. Технологический
эксперимент «Морава» —один из шести чехосло-
вацких экспериментов, которые провели в ходе
совместного полета международного экипажа
орбитального комплекса «Салют-6» — «Со-
юз-27» — «Союз-28» А. А. Губарев и В. Ремек*.
Эти эксперименты — пример успешного между-
народного научного сотрудничества социалисти-
ческих стран. Программа «Интеркосмос», в рам-
ках которой социалистические страны совместно,
общими усилиями получают новые сведения о
космическом пространстве, является программой
мирного использования тех возможностей, кото-
рые открывает перед нами Вселенная.
* Подробнее о них см. в статье В. Ремека в этом же
сборнике. — Ред.
174
АНДРАШ ХОРВАТ
НАБЛЮДЕНИЯ
ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ
ЗЕМЛИ
(ИСЗ), космические корабли и
орбитальные станции, пока обеспечивается их
энергопитание и работают бортовые системы
связи и научные приборы, посылают исключи-
тельно ценные данные в центры управления
полетом и на станции слежения. Они дают сведе-
ния о состоянии атмосферы и ледового покрова
Земли, изменениях земной поверхности, направ-
лениях морских течений, лесных пожарах, место-
нахождении полезных ископаемых Земли (газа,
нефти, угля) и т. д. Активные спутники связи
осуществляют телефонную связь и передачу про-
грамм радио и телевидения на огромные рассто-
яния с меньшими, чем при использовании микро-
волновых радиорелейных линий, затратами.
Можно подумать, что пассивный период
жизни спутника, начинающийся после прекраще-
ния работы энергоисточников и, как правило,
существенно превышающий его активный пе-
риод, уже не представляет интереса для науки.
Однако на самом деле это не так. На основе
наблюдений ИСЗ по возникающим вследствие
воздействия возмущающих сил отклонениям
орбит спутников от теоретических мы можем
делать выводы о фигуре Земли, о перемещениях
полюса Земли, о плотности верхней атмосферы и
ее изменениях. Наблюдения пассивных ИСЗ
могут дать интересные научные результаты для
геодезистов, геофизиков, астрономов и других
специалистов.
Основная задача наблюдения спутников на-
столько проста, что ее можно выразить в одном
предложении: увидев на небе ИСЗ, определить
его координаты (направление на спутник, рассто-
Андраш Хорват (Horvath) (р. 1941; — венгерский астроном, научны!
сотрудник Астрономического института АН ВНР, член подкомитета «Ис
кусственные небесные тела» АН ВНР, секретарь Венгерского астронавти
ческого общества.
В 1965 закончил математико-физический факультет Университета им.Эт
веша (Будапешт). По окончании университета работал на станции наблюде
ния ИСЗ в г. Мишкольц.
В 1969—1972 обучался в аспирантуре на Звенигородской эксперименталь
ной станции Астрономического совета АН СССР. В 1973 в Москве защити;
кандидатскую диссертацию.
С 1973 работает в Астрономическом институте АН ВНР и занимается иссле
дованием верхней атмосферы Земли на основе оптических наблюдений
ИСЗ. В 1975—1976 разработал концепцию специального дигитвизуальногс
телескопа для оперативного наблюдения ИСЗ. В 1977—1978 работал е
Астросовете АН СССР. А. Хорват активно популяризирует эксперименты
и результаты космонавтики, является одним из авторов Венгерской энци-
клопедии космонавтики.
яние до него и момент времени наблюдения.
Возможно ли вообще наблюдение очень
маленьких спутников (их характерные разме-
ры — от нескольких десятков сантиметров до
нескольких десятков метров) на больших рассто-
яниях (обычно от 200 до 2000 км)? Да, это воз-
можно, так как солнечный свет, отражаясь от
поверхности спутника, может попадать в глаз
наблюдателя. При этом, конечно, необходимо,
чтобы фон (небо) был бы темным. Иными слова-
ми, в принципе наблюдения ИСЗ возможны в том
случае, когда спутник освещен Солнцем, а
наблюдатель находится на теневой, т. е. ночной,
стороне Земли.
Однако света, отраженного от спутника,
бывает иногда недостаточно для того, чтобы уви-
деть спутник невооруженным глазом. Поэтому
возникает необходимость использовать телеско-
пы, а так как спутники движутся по небу со
скоростью, в 50—500 раз большей, чем у звезд,
то это должны быть легко и быстро вращающи-
еся специальные телескопы.
Для определения направления на спутник
нужно иметь опорные точки на небе с известными
координатами или относительную систему ко-
ординат, «прикрепленную» к телескопу (т. е. к
Земле). Опорными точками являются звезды,
небесные координаты которых можно узнать из
астрономических звездных каталогов. В качестве
относительной системы координат можно испо-
льзовать углы поворота осей телескопа, име-
ющего соответствующие устройства для опреде-
ления угловых отклонений. Итак, определение
координат спутника осуществляется путем срав-
нения его местонахождения с положением извест-
175
А. ХОРВАТ
Рис. L Главное здание Кос-
мической геодезической
обсерватории (КТО, стан-
ция Пенц) Венгерской гео-
дезической службы (обсер-
ватория находится в 50 км
севернее Будапешта, близ
села Пенц)
Рис. 2. Наблюдательные
павильоны КТО. В левом
одиночном павильоне на-
ходится камера АФУ-75,
а в ближайшем двойном
павильоне — камера СБГ
с лазерным дальномером и
его электроникой
Рис. 3. Камера СБГ (ГДР)
станции Пенц — четырех-
осный астрономический те-
лескоп типа Шмидта—Кас-
сегрена. На камере смон-
тирована лазерная пушка
(наверху справа)
176
НАБЛЮДЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
Рис. 5. Американский доп-
леровский приемник JMR-1
(станция Пенц), с помощью
которого на основе наблю-
дений ИСЗ, имеющих до-
плеровские передатчики,
можно определить коорди-
наты наземной станции
(точность — порядка 1 м)
Рис. 6. Служба времени
КГО, расположенная в
главном здании станции
Пенц: левый блок аппара-
туры (около стола) — циф-
ровые часы с системой ре-
гистрации данных (ГДР);
средний блок (сверху
вниз) — советский руби-
диевый стандарт частоты
4-1-50; венгерская система
для приема телевизионных
сигналов времени; квар-
цевые часы (фирма «Rode
Schwarz», ФРГ); венгер-
ский длинноволновый ра-
диоприемник с автомати-
ческой калибровочной сис-
темой; венгерские цифро-
вые часы и советский ко-
ротковолновый приемник;
правый блок — венгер-
ский счетчик частоты
(100 МГц) и японский ос-
циллоскоп (350 МГц)
Рис. 7. Система A score -
cord — 3DP из ГДР
(станция Пенц) для точно-
го измерения спутнико-
грамм (см. рис. 4): управ-
ляющая вычислительная
машина, осуществляющая
числовые преобразования
и автоматическую регист-
рацию измеренных коор-
динат (слева, на столе);
оптический измерительный
стол (в центре); телетайп,
регистрирующий данные
на перфоленте (справа)
177
А. ХОРВАТ

• АФУ-75 now
.Виви»' t
a
ных звезд (абсолютные координаты) или реги-
страции отсчетов углов поворота телескопа (от-
носительно координаты). Момент времени на-
блюдения определяется по обычным или спе-
циальным хронометрам (от секундомеров до
атомных эталонов частоты).
Приборы для наблюдения ИСЗ
В начале космической эры (в конце 50-х
годов) первым поколением приборов для наблю-
дения ИСЗ были маленькие астрономические
телескопы, теодолиты и военные бинокуляры,
измерявшие направления; время же определялось
секундомером. Несколько позже уже применя-
лись специальные теодолиты и кинотеодолиты;
появились механические и электрические хроно-
графы.
Второе поколение наблюдательных приборов
(60-е годы) — это большие фотокамеры, напри-
мер АФУ-75 (СССР) и СБГ (ГДР), и печатающие
фотохронографы, управляемые с помощью квар-
цевых часов.
Третьим поколением приборов (70-е годы)
можно считать специальные лазерные даль-
номеры и доплеровские приемники (см., напри-
мер, рис. 3 и 5) с атомными часами.
Последние методы (лазерная и доплеровская
техника наблюдений) могут использоваться
только для малого числа специальных спутников,
имеющих лазерные отражатели или доплеров-
178
НАБЛЮДЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ

. АФУ-75 №6

б
Рис. 4. Спутникограммы слабого (л) и яркого (0 спутни-
ков, полученные с помощью камеры АФУ-75 (на первом
снимке след спутника заключен в скобки). На каждой из
них: точки в углах — геометрические отметки кадра; вни-
зу слева — номер камеры; вверху слева — информацион-
ная метка. На фотографии а под ней находятся цифровые
метки фотохронографа (делаются каждые 3 мм перемеще-
ния фотопленки); цифровая метка фотохронографа иа фо-
тографии б размещается аналогичным образом, однако
для точного определения моментов времени добавлены
еще вспомогательные метки — точки по краям снимка
ские передатчики, поэтому в настоящее время
возникает потребность в гораздо более высокого
уровня приборах для визуальных наблюдений
ИСЗ. Эти так называемые дигитвизуальные при-
боры (например, рис. 8 и 9), естественно, дают
хорошую точность.
Другое преимущество дигитвизуальных теле-
скопов состоит в том, что они дают результаты
наблюдений ИСЗ сразу (т. е. еще во время сле-
жения за спутником) и в цифровой форме (на
перфо- или магнитной ленте), удобной для обра-
ботки на ЭВМ.
Сейчас для наблюдений спутников применя-
ются и большие фотокамеры, и лазерные дально-
меры, и доплеровские приемники, и дигитвизу-
альные телескопы.
Для того чтобы можно было еще нагляднее
представить себе современный уровень техниче-
ского оснащения станций наблюдения ИСЗ, мы
даем вкратце описание двух новых венгерских
станций, начавших работать в конце 70-х годов в
Байе и Пенце (рис. 1, 2).
179
А. ХОРВАТ
Рис. 8. Система дигитвизуального телескопа, разра-
ботанная в Астрономическом институте АН ВНР и
изготовленная в Венгрии. Она состоит из трех под-
систем: подсистема телескопов (справа) предназна-
чена для слежения за спутником, она движется с по-
мощью шаговых моторов, и угловые координаты
измеряются автоматическими импульсными угломе-
ра^уг; подсистема управления (в центре) декодирует
значения измеренных углов и определяет момент на-
блюдения с помощью цифровых часов; подсистема
регистрации (слева) собирает и хранит данные на-
блюдений в цифровой форме на перфоленте или на
кассетном магнитофоне
Рис. 9. Подсистема телескопов дигитвизуального
телескопа с контрольным бинокуляром ТЗК и основ-
ным телескопом типа Шмидта—Кассегрена (диаметр
главного зеркала — 203 мм, фокусное расстояние —
2032 мм)
180
НАБЛЮДЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
а
Рис. 10. Отклонение фигуры Земли от симметрич-
ного эллипсоида: а— объемное (пространственное)
представление земного шара (масштаб отклонений
сильно увеличен); б — разрез по меридиану; в —
разрез по экватору. На рис. бив: сплошная линия —
геоид, пунктирная — эллипсоид; отклонения даны
в метрах
Обе эти станции имеют во многом похожие
комплекты инструментов для наблюдений и изме-
рительных приборов и службы времени. И та и
другая проводят наблюдения спутников по
международным программам, однако научные за-
дачи, стоящие перед ними, различны. Станция
Пенц участвует в программах космической геоде-
зии, а станция Байя координирует исследования
верхней атмосферы Земли, проводимые в рамках
сотрудничества «Интеркосмос».
Для измерения времени на станциях использу-
ется специальная система —служба времени (см.
рис. 6). Тремя ее главными задачами являются:
1) обеспечение связи с внешними службами вре-
мени, иными словами, синхронизация с большой
точностью эталонов частоты и часов на станциях с
эталонами международной службы времени, т. е.
со всемирно координированным временем;
2) организация работы собственных систем ре-
гистрации времени станций; 3) подача сигналов
времени на наблюдательные приборы (камеры,
лазерные инструменты и т. д.). В соответствии с
этим служба времени имеет три группы прибо-
ров: приборы для сравнения, эталоны частоты и
времени, устройства для регистрации времени.
Приборы для сравнения (осцилоскопы, измери-
тели фазы, цифровые счетчики) служат для авто-
матического определения разницы (т. е. запазды-
вания или опережения) между показаниями эта-
лонов частоты или атомных часов станции и сиг-
налами международной службы времени, прини-
маемыми через радио- или телевизионную сети.
Во время наблюдения спутника служба времени
обеспечивает регистрацию момента фотографи-
рования ИСЗ с требуемой точностью, а при
лазерных измерениях служба определяет также
интервал времени от момента посылки
лазерного луча до момента, когда отраженный
луч возвращается назад.
В настоящее время классическим инструмен-
том, предназначенным для наблюдения ИСЗ,
можно считать фотокамеру. Советская камера
АФУ-75, по сути дела, является большим фотоап-
181
А. ХОРВАТ
паратом, который имеет объектив диаметром
210 мм и фокусное расстояние 736 мм. В соот-
ветствии с этими размерами фотопленка здесь
имеет большую, чем обычная, ширину —
190 мм. Сам инструмент для слежения за ИСЗ (в
отличие от других астрономических телескопов)
имеет четырехосную систему наведения. На
камере смонтирован телескоп-гид, который слу-
жит для наведения фотокамеры на спутник и для
визуального контроля точности совмещения ско-
рости компенсации со скоростью изображения
спутника. Вся камера установлена на специаль-
ной экваториальной платформе, которая обеспе-
чивает отслеживание суточного вращения звезд.
В фокальной плоскости камеры установлен спе-
циальный механизм компенсации сдвига изобра-
жения спутника. Без этого механизма слабые
спутники не могли бы оставить след на фото-
пленке. Главная задача наблюдателя — точное
согласование направления и скорости движения
контрольного телескопа-гида с направлением и
видимой скоростью ИСЗ. Для этого камера снаб-
жена всеми необходимыми рычагами управления,
которыми можно оперировать, не отрывая глаз
от гида. Фотографирование начинается только
тогда, когда в результате отслеживания изобра-
жение спутника находится неподвижно на спе-
циальной отметке в поле зрения движущегося
гида.
Фотографирование слабых спутников на ка-
мере АФУ начинается с экспозиции звезд. В это
время работает экваториальная платформа, цен-
тральный затвор открыт, камера и механизм ком-
пенсации с пленкой неподвижны. По окончании
фотографирования звезд механизм компенсации
с пленкой начинает перемещаться в направлении
Рис. 1L Развернутая рель-
ефная карта отклонений
фигуры Земли от эллипсо-
ида, т. е. реальная форма
геоида (масштаб отклоне-
ний сильно увеличен)
182
НАБЛЮДЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
Рис. 12. Влияние солнеч-
ной активности на верх-
нюю атмосферу Земли.
27-дневный цикл интен-
сивности солнечного ра-
диоизлучения (S) на волне
10,7 см хорошо соответ-
ствует вариациям плотнос-
ти (Q ) верхней атмосферы
(высота — 800 км), вычис-
ленным по изменениям ор-
битального периода (Р)
американского спутника
«Эхо-1». Пунктирная ли-
ния (верхний график) по-
вторно воспроизводит один
из циклов солнечной актив-
ности (конец января — на-
чало февраля). Если срав-
нить эту пунктирную ли-
нию с непрерывной, т. е.
фактической кривой радио-
излучения Солнца, то вид-
но, что во второй полови-
не апреля радиоизлучение
не показывает 27-диевиый
максимум, а на кривой
плотности Q он виден. Этот
факт показывает, что ра-
диоизлучение Солнца ие
всегда хорошо характери-
зует 27-диевный цикл
солнечной активности и
27-дневный эффект изме-
нения плотности верхней
атмосферы Земли (по ра-
ботам венгерских ученых
I. Almdr, A. Horvath, Е. Il-
les)
движения изображения спутника в фокальной
плоскости со скоростью, равной скорости изо-
бражения. За это время изображение спутника
получается в виде точки. Цикл экспозиций звезд и
спутника можно повторить, и поэтому изображе-
ния звезд и спутника получаются в виде прямоли-
нейной цепочки точек (рис. 4,а). В кассетной
части камеры АФУ размещен фотохронограф,
который дает на пленке мгновенные изображе-
ния циферблатов, освещаемых лампой-вспыш-
кой и управляемых службой времени станции.
При фотографировании ярких спутников не-
прерывный след ИСЗ прерывается специальным
вращающимся обтюраторным затвором, совер-
шающим один оборот в секунду синхронно с
секундными импульсами кварцевых часов. След
спутника получается, таким образом, в виде
линии, состоящей из штрихов и точек (рис. 4,6), а
знаки времени, относящиеся к точечным изобра-
жениям ИСЗ, впечатываются на том же снимке.
Другой метод фотографирования спутников
заключается в том, что во время съемки компен-
сация движения изображения ИСЗ происходит
путем синхронного отслеживания спутника са-
мим телескопом. По этому принципу разработана
в ГДР камера СБГ (см. рис. 3). Это специальный
астрономический телескоп, имеющий, кроме
обычных астрономических осей (склонения и пря-
мого восхождения), еще две (азимутальную и
высоты), что позволяет отслеживать движение
спутника. Камера СБГ состоит из телескопа систе-
мы Шмидта с диаметром входного отверстия
425 мм, фокусным расстоянием 760 мм и диамет-
ром главного зеркала 530 мм.
Фотографирование ИСЗ камерой СБГ произ-
Рис. 13. Вследствие солнечного нагрева в верхней
атмосфере Земли получается горб, поэтому спутник,
летающий на круговой орбите, пересекает разные
плотностные слор атмосферы
183
А. ХОРВАТ
Рис. 14. Расхождение экспериментальных данных и
модельных расчетов для геомагнитного эффекта из-
менения плотности верхней атмосферы,
геомагнитных бурь плотность верхней
меняется в зависимости от геомагнитной
Во время
атмосферы
интенсив-
ности и высоты. Однако бури не являются непосред-
—-----—.....................    плотности:	оба этих
, и повышение плот-
корпускулярных
солнечных вс1ы-
относительного парамет-
эффект изме-
от высоты
ственной причиной повышения
явления — и геомагнитные бури,
ности — следствие экстремальных
и электромагнитных излучений от
шек. Показана зависимость
ра, характеризующего геомагнитный
нения плотности верхней атмосферы.
угла, отсчитываемого от проходящего через горб
направления, в модели «Яккия-71» (черный цвет) и
по спутниковым наблюдениям (красный цвет) (по ра-
ботам I. Almdr, A. Horvath, Е. 7 lies)
Высота [нм]
200
1000
=Г
2
водится на пластинках 90 X 120 мм с автоматиче-
ским отслеживанием спутника с помощью спе-
циальной системы. В результате спутник получа-
ется на пластинке в виде точки (экспозиция спут-
ника), а звезды — в виде отрезков линий.
В определенный момент кассета с пластинкой
начинает двигаться так, чтобы компенсировать
движение камеры. Теперь звезды на пластинке
получаются в виде очень коротких штрихов, име-
ющих наклон по отношению к упомянутым
отрезкам (за счет суточного движения неба), а
спутник (если он достаточно яркий) — в виде
отрезка линии. Моменты начала и окончания
экспозиции звезд, или, то же самое, моменты
окончания экспозиции спутника и начала экспо-
зиции следующего его изображения, регистриру-
ются службой времени по специальным датчикам
ускорения кассеты. Эта система регистрации
позволяет обходиться без быстродействующего
обтюраторного затвора. На одной пластинке
может быть получено несколько изображений
спутника и звезд. Скорость отслеживания различ-
ных ИСЗ задается перфолентой и является пере-
менной, т. е. зависит от каждого прохождения
спутника. Перфолента выдается специальной
ЭВМ.
Учитывая, что камера СБГ отслеживает пере-
мещение спутника своим собственным движени-
ем, ее целесообразно применять в качестве
основы для лазерного дальномера. Для этого на
телескоп прикрепляется лазерная пушка, которая
испускает лазерные импульсы (см. рис. 3). Затем
отраженные от специальной поверхности наблю-
даемого спутника импульсы принимаются теле-
скопом. При лазерных наблюдениях он работает
в системе Кассегрена. Это значит, что отражен-
ный от спутника лазерный луч с помощыб допол-
нительного зеркала, находящегося перед фокаль-
ной плоскостью, направляется через отверстие
главного зеркала на фоточувствительный эле-
мент. Служба времени станции измеряет интер-
вал времени от выхода до возвращения лазерного
луча, а автоматика вычисляет по этому значению
расстояние до спутника. Точность измерений
составляет несколько метров для расстояний
порядка 1000 км.
Очевидно, что мы получаем результаты лазер-
ных наблюдений сразу же после наблюдения
ИСЗ, а результаты фотографических наблюде-
ний — только после длительной обработки
фотоснимков (спутникограмм). Благодаря тому
что на спутникограммах находятся следы и звезд
и спутника, можно вычислять небесные коорди-
наты ИСЗ, опираясь на координаты звезд. Для
этого специальным прибором (рис. 7) с большой
точностью (до микрона) измеряются координаты
звезд и ИСЗ в условной системе координат спут-
никограмм. А затем вычисляются на ЭВМ небес-
ные координаты ИСЗ и точные моменты их
наблюдений.
Проявление спутникограмм, измерение и вы-
числение небесных координат — трудоемкий и
довольно длительный процесс. Поэтому фотогра-
фические наблюдения ИСЗ не удобны для опера-
тивного использования при систематическом сле-
жении за большим числом спутников, они не
дают возможность оперативно определять и
постоянно улучшать элементы орбит. Для этой
184
НАБЛЮДЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
цели непригодны и лазерные наблюдения из-за
того, что следить с помощью такой техники
можно лишь за немногими спутниками. Упомяну-
тые выше задачи требуют такого наблюдатель-
ного инструмента, который дает результаты
сразу после наблюдения и может следить за
самыми разными спутниками. Во второй поло-
вине 70-х годов во многих странах, в том числе и
в Венгрии, начали разрабатывать дигитвизуаль-
ные телескопы или дигитвизуальные системы
наблюдения ИСЗ, пригодные для решения этих
задач. Ниже приводится краткое описание
системы венгерского дигитвизуального телеско-
па.
Система (рис. 8) состоит из трех основных
частей: подсистемы телескопов, подсистемы
управления и подсистемы регистрации.
Подсистема телескопов (рис. 9) с шагающими
электромоторами по двум осям (азимутальная
система) следит за спутником; наблюдатель кон-
тролирует и исправляет отслеживание или непо-
средственно через бинокулярный телескоп, или
дистанционно через телевизионную систему.
Подсистема имеет по обеим осям импульсные или
кодовые угломеры, которые либо автоматически,
либо по команде наблюдателя выдают мгновен-
ные значения измеренных углов (по азимуту и по
высоте) с точностью до нескольких секунд дуги.
Точность определения угловых координат зави-
сит от точности ручного или автоматического
слежения за ИСЗ и опытности наблюдателя.
Подсистема управления декодирует измерен-
ные угловые координаты спутника, определяет
момент наблюдений с использованием цифровых
кварцевых часов (с точностью до 0,001 с) и пере-
дает эти данные для регистрации.
Подсистема регистрации собирает и хранит
полученные данные в цифровой (дигитализиро-
ванной) форме либо на перфоленте, либо в кассе-
тах магнитофона, благодаря чему результаты
наблюдений допускают непосредственную обра-
ботку на ЭВМ.
Результаты наблюдения ИСЗ
В начале космической эры наблюдения ИСЗ
проводили энтузиасты-любители астрономии с
помощью маленьких телескопов. За прошедшие
годы возникла всемирная сеть сотрудничающих
между собой хорошо оборудованных специаль-
ных станций для наблюдения ИСЗ. Широкое
международное сотрудничество — непременное
условие проведения подобных исследований, ибо
решение современных задач спутниковых геоде-
зии, геофизики и геодинамики возможно лишь
на основе большого числа наблюдений ИСЗ из
различных районов земного шара. Пример
такого сотрудничества — международный геоде-
зический спутниковый эксперимент «ISAGEX».
Благодаря совместным усилиям накоплен
огромный наблюдательный материал, определе-
ны орбиты многих спутников. Исследования
орбит и их изменений дали подробные сведения о
форме Земли. Ее форма отличается и от сферы, и
от эллипсоида (рис. 10). Этим вопросом занима-
ется спутниковая геодезия, которая в настоящее
время уже хорошо описывает реальную форму
Земли, т. е. форму геоида. Сейчас уже имеются
подробные карты отклонений фигуры Земли от
симметричной формы (рис. 11), и речь идет о
том, постоянна ли вообще реальная форма геоида
или она меняется со временем. Недавно, напри-
мер, было обнаружено, что сплюснутости Земли
подвержены колебаниям с годовым периодом.
Другая большая область исследований, осно-
ванная на использовании наблюдений ИСЗ, —
изучение верхней атмосферы Земли. До запуска
первого спутника об атмосфере Земли выше
80 км мы знали очень мало или вообще ничего.
А сейчас главным образом благодаря обработке
наблюдений спутников не только известна струк-
тура верхней атмосферы Земли до высот порядка
3000 км, но и построены модели верхней атмос-
феры, которые хорошо описывают и эту структу-
ру, и временные ее изменения. Обнаружено, что
верхняя атмосфера не постоянна и что главный
параметр, характеризующий ее поведение, —
плотность — сильно зависит от солнечной актив-
ности (рис. 12), от геомагнитных условий, от
суточного эффекта (рис. 13) и т. д. Модели верх-
ней атмосферы в среднем хорошо описывают
процессы, происходящие в ней, но для некоторых
эффектов, таких, как асимметричность в направ-
лении север—юг, геомагнитный (рис. 14),
27-дневный, полугодовой и одиннадцатилетний
эффекты, модельные расчеты не всегда совпа-
дают с измеренными значениями. Поэтому, несо-
мненно, важно дальнейшее регулярное исследо-
вание верхней атмосферы, осуществляемое на
основе анализа наблюдений ИСЗ.
Стоимость средств наблюдений ИСЗ относи-
тельно мала по сравнению со стоимостью самих
искусственных космических объектов. Кроме
того, такими методами можно изучать орбиты
огромного количества спутников для статических
исследований тех явлений, о которых рассказыва-
лось выше. Поэтому методы оптических наблю-
дений спутников остаются по-прежнему актуаль-
ными для уточнения гравитационного поля
Земли и ее фигуры, для исследования периодиче-
ских и случайных вариаций плотности верхней
атмосферы Земли, вызываемых солнечной актив-
ностью, не говоря уже о практических задачах
вычисления положений станций наблюдения на
поверхности Земли.
185
ЭРНСТ АВГУСТ Л АУТЕР
АТМОСФЕРА
И ЕЕ РОЛЬ В ЗАЩИТЕ ЖИЗНИ
НА ЗЕМЛЕ
щие в природе, определяют гра-
ницы существования и развития жизни на Земле.
К существованию жизни в относительно малом
(по космическим, естественно, масштабам) про-
странстве на поверхности планеты, в ее атмосфе-
ре и гидросфере имелись и имеются следующие
предпосылки:
относительно стабильный энергетический ба-
ланс в системе Солнце — Земля — космос;
термостатичность системы атмосфера — оке-
ан, выполняющей функции промежуточного на-
копления и переноса поглощенной солнечной
энергии;
ограниченность пределов изменения этой
системы — относительно малый (по сравнению с
космическим) интервал температур, в котором
вода находится одновременно как в жидкой, так и
в парообразной фазе;
защита жизненного пространства верхней ат-
мосферой и магнитным полем Земли от сильно
меняющихся космических воздействий;
относительно медленное изменение земной
коры по сравнению с быстрой биологической
сменой поколений.
Главным для всех физических процессов, про-
текающих на планете, является ее общий энерго-
баланс. Промежуточное накопление солнечной
энергии в океане и атмосфере поддерживает (в
условиях вращения Земли) процессы преобразо-
вания и переноса энергии, регулирующие энер-
гообмен между источниками (низкие широты) и
приемниками (высокие широты) таким образом,
что при -относительно постоянном количестве
поступающей энергии для биосферы образуется
Эрнст Август Лаутер (Lauter) (р. 1920) — немецкий специалист по физике
атмосферы, доктор естественных наук, профессор, действительный член
Академии наук ГДР, почетный профессор Ростокского университета.
Родился в Ростоке. Учился в Берлине и Ростоке. С 1951 по 1966 был дирек-
тором Обсерватории ионосферных исследований, с 1960 по 1976 —дирек-
тор Института им. Г. Герца. С 1968 по 1972 — генеральный секретарь
Академии наук ГДР.
В различные годы Э. А. Лаутер занимал рабочие и руководящие посты в
международных организациях (COSPAR, UR$1,1AGA, SCOSTEP, KAPG),
организовывал международные программы по своей области исследова-
ний, в том числе в период Международного геофизического года и Между-
народного года спокойного Солнца.
Основная сфера его деятельности —физика верхней атмосферы, исследо-
вания по распространению электромагнитных волн и развитию наземной
техники (в дополнение к измерениям, проводимым на ракетах и спутниках).
Э. А. Лаутер награжден Государственной премией ГДР (1968) и другими
правительственными и научными наградами.
квазистабильная термогидродинамическая систе-
ма (планетарный термостат).
Общая система такого термостата, по-видимо-
му, оставалась неизменной на протяжении более
500 млн. лет, и, по всей вероятности, в последу-
ющие 1—2 млрд, лет ее существенное переро-
ждение в направлении экстремального парнико-
вого эффекта (по типу атмосферы Венеры) или
же в направлении частичной потери гидросферы
и атмосферы (по типу Марса) невозможно.
Но, как показывает история Земли, возможны
и другие различные стабильные состояния этой
системы с изменением пределов регулирования.
Наиболее стабильная форма функционирования
системы энергообмена в период свободных от
льдов полюсов (мезозойская эра), вероятно, соот-
ветствует наивысшему биологическому процвета-
нию. В отличие от этого современная система
энергобаланса (слабое обледенение полюсов), а
также системы энергобаланса прошедших ледни-
ковых периодов имеют, по-видимому, только
квазистабильный характер. Модельные расчеты
показывают, что стабильным состоянием может
быть и полное обледенение планеты.
В настоящее время нам не известны никакие
другие систематические вариации энергобаланса
нашей планеты, кроме регулярных сезонных
изменений количества поступающей энергии и
вытекающих из них изменений энергообмена.
Тем не менее в ограниченных регионах существу-
ют, по-видимому, продолжающиеся десятилети-
ями изменения энергобаланса, приводящие, на-
пример, к изменению границ распространения
полярных льдов, распространению пустынь в
степные области.
186
АТМОСФЕРА И ЕЕ РОЛЬ В ЗАЩИТЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
10“'.
о
0
10
10
10
10 -
10
Фотосфера
10
10
10“9
106
ю5
103
10
Энергообмен
повеохность
Земли—атмосфера
Н2О , СО 2 ’ О3
Длины волн [А]
Корона
Хромо-
сфера
Термосфера
100-1000 нм
02
N0I
Рис. 1. Распределение
энергии в солнечном
спектре: ф — области
солнечной атмосферы,
ответственные за излуче-
ние в различных участках
спектра; б — слои атмо-
сферы Земли, ответст-
венные за поглощение
солнечного излучения и
энергообмен в различных
участках спектра. Заштри-
хованная область состав-
ляет 99,9% общей интен-
сивности
излучения,
излучения
_ диапазоне
испускаемого
В отличие от
в оптическом
.	энергия в об-
ласти ниже 103А сильно
изменяется с солнечной
активностью (Лтах —
максимум солнечных пя-
” тен, 7?min — минимум).
Во время солнечной
вспышки особенно уси-
ливается рентгеновское
- излучение в диапазоне от
1 до 102А. Наиболее бо-
гатая
спектра
вует в
нижней
сфере
энергией часть
полностью участ-
энергообмене в
и средней атмо-
107

Однако, с другой стороны, мы постоянно
фиксируем значительные изменения параметров
состояния нашего жизненного пространства (те-
плые и холодные зимы, засушливые периоды,
мощные приливы и др.). Возникает вопрос, явля-
ются ли эти события следствием случайностей в
развитии естественных процессов или же они
обусловлены малыми изменениями глобальных
процессов. В настоящее время изучение таких
возможных изменений приобретает особое значе-
ние, так как промышленная деятельность чело-
века влияет на природные процессы (увеличение
количества СО2, энерговыделение, загрязнение
атмосферы, разрушение озонного слоя и т. п.).
Глобальный контроль за состоянием атмосферы
Земли на всех ее уровнях, участвующих в энерго-
обмене, с использованием методов, применяемых
в космических исследованиях и в радиотехни-
ке, — одна из центральных задач ближайшего
времени.
В равной степени это касается изучения и
охраны верхней воздушной оболочки, которая
выполняет в отношении биосферы, как уже ска-
зано, роль защитного экрана от сильно изменя-
ющихся рентгеновского, далекого ультрафиоле-
тового и корпускулярного излучения Солнца, а
также от постоянного проникновения материи из
межпланетного пространства.
Решающий фактор существования жизни на
Земле — постоянство солнечной радиации.
Эксперименты, проведенные за последние деся-
тилетия на ракетах, спутниках, аэростатах и в
наземных обсерваториях, охватили весь диапазон
длин волн солнечного излучения и позволили
прояснить процессы энергообмена в атмосфере
Земли. На рис. 1 показано известное в настоящее
время спектральное распределение солнечной
энергии. Как видно из рисунка, плотность пото-
ков энергии солнечного излучения в рентгенов-
ском и далеком ультрафиолетовом диапазонах
меняется очень сильно, однако она не достигает
таких величин, при которых может измениться
хотя бы на доли процента общий поток энергии в
течение цикла солнечных пятен или во время
отдельных проявлений солнечной активности.
В нижней части рис. 1 указаны слои атмосферы,
в которых происходит преобразование энергии
соответствующих областей спектра солнечного
излучения. Как видно, наиболее богатая энерги-
ей, но в то же время и наиболее постоянная часть
187
Э-А. ЛАУТЕР
Температура Т° [Н]
солнечной радиации преобразуется на поверхно-
сти Земли и в низших слоях атмосферы. Таким
образом, существующая «на дне» тропосферы
«поверхность нагрева» является началом основ-
ных преобразований энергии в атмосфере.
Характер и изменения этой поверхности нагрева,
а также изменение угла падения солнечных лучей
определяют энергообмен в большей степени, чем
вариации излучения известных в настоящее время
переменных областей солнечного спектра.
Структура
и энергетика средней атмосферы
За последние два десятилетия в результате
проведения крупных глобальных программ на-
блюдений (Международный геофизический год
1957—1959 гг., Международный год спокойно-
го Солнца 1964—1965 гг.) и многочисленных
экспериментов на ракетах и спутниках получено
уверенное представление о структуре земной
атмосферы и процессах, в ней происходящих
(рис. 2 и 3).
^.Тропосфера характеризуется непрерывным
уменьшением температуры с увеличением вы-
соты до 12 км в средних широтах и до 18 км —
у экватора. В тропосфере преобладают значи-
Рис. 2. Структура нижней и средней атмосферы. Кривые
Т° з и Т°л — изменение температур на высотах до 110 км
зимой и летом; кривые Т°Лтах и Т°Лт|п — изменения
температур при высокой и низкой солнечной активности.
Показаны также зависимости концентрации озона и элек-
тронов (ионосфера) от высоты; справа: атмосферные ком-
поненты, ответственные за энергообмен в соответствую-
щем высотном диапазоне
тельные суточные вариации и именно она явля-
ется тем слоем атмосферы, который определяет
погоду. Большие колебания давления в тропо-
сфере приводят к излучению так называемых пла-
нетарных волн (длина волны X — около
5000 км) и инфразвуковых волн (X — около
10 км), уносящих в верхнюю атмосферу значи-
тельное количество энергии.
II.	В стратосфере происходит увеличение тем-
пературы на высотах от 25 до 50 км, что связано
с образованием озона (О3) под воздействием
ультрафиолетового излучения Солнца. На высоте
50 км благодаря озону образуется вторая
поверхность нагрева в области 2600 А, подобная
той, что существует у поверхности Земли в види-
мой части солнечного спектра. Сезонные измене-
ния интенсивности и продолжительности солнеч-
ной радиации ведут к охлаждению стратосферы
на полюсах зимой и нагреванию — летом. В ре-
зультате в зимнем полушарии возникает система
западных ветров, простирающаяся от тропо-
сферы до высоты 90 км (см. рис. 3). В летнем
188
АТМОСФЕРА И ЕЕ РОЛЬ В ЗАЩИТЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
же полушарии в стратосфере до уровня 70 км
действует система восточных ветров. Таким
образом, в структуре стратосферы и расположен-
ной над ней мезосферы преобладают сезонные
изменения. Направления ветров почти парал-
лельны географической широте.
III.	Мезосфера расположена над стратосфер-
ной поверхностью нагрева, находящейся, как уже
было сказано, на высоте 50 км. В мезосфере
вновь происходит непрерывное понижение тем-
пературы с высотой. Собственно, именно мезо-
сфера и является физическим пограничным слоем
жизненного пространства нашей планеты. У ее
верхней границы (мезопауза) летом на высоте
90 км достигается самая низкая кинетическая
температура газа нашей планеты: Т° — от 150
до 180 К (для зимы на высоте 80 км — 230 К).
Летом на средних широтах этот граничный слой
иногда наблюдается визуально в виде серебри-
стых облаков* — явления, вызываемого про-
цессами конденсации при низких температурах.
В структуре этих светящихся облаков отража-
ются процессы переноса энергии снизу вверх
(волны давления, о которых говорилось выше).
На таких высотах в уже сильно разреженном газе
(около 10-1Па) приходящая снизу механическая
энергия количественно того же порядка, что и
поглощаемая солнечная энергия далекого
ультрафиолетового диапазона. В зависимости от
времени года на этих высотах уже начинается
«расслоение» атмосферы. Под воздействием
* См.: «Наука и человечество, 1976», с. 108.
Рис. 3. Системы ветров в средней атмосфере (положитель-
ное направление — западный ветер, отрицательное — вос-
точный) для различных времен года (черный цвет), годич-
ный ход температур на высотах 30, 55 и 85 км (красный).
Распространение волн давления снизу вверх (синий) воз-
можно только в месяцы равноденствий и зимой
ультрафиолетового и далекого ультрафиолето-
вого излучений происходит диссоциация кисло-
рода и водяного пара, которая дает начало про-
цессам диффузии. Последние на высотах более
100 км становятся все более преобладающими и,
в свою очередь, также приводят к образованию
новых газовых компонентов, влияющих на энер-
гобаланс. Подобно тому как на высоте 50 км
образуется озон в результате диссоциации кисло-
рода и тройных соударений, в верхних слоях
мезосферы образуется окись азота. Этот газовый
компонент ионизируется наиболее мощной ли-
нией далекого ультрафиолетового излучения
La (1215 А), что приводит на высоте 65 км к
образованию плазмы, причем ее концентрация
растет с высотой (так называемый D-слой, кото-
рый дает нам возможность непрерывно зондиро-
вать верхнюю мезосферу радиоволнами).
IV.	В термосфере (область высот выше
100 км) существенную роль играют непосред-
ственные поступления энергии солнечной радиа-
ции в далекой ультрафиолетовой области. Так
как разреженный газ на больших высотах обла-
дает малой теплоемкостью, эта область резко
реагирует на все изменения солнечной радиации.
Плотность потока излучения в далекой ультра-
189
Э-А. ЛАУТЕР
Рис. 4. Зависимость скорости зимнего зонального ветра в
области мезопаузы на высоте 90 км от солнечной актив-
ности (1957—1959 и 1964—1975 гг.)
фиолетовой области (от 100 до 1000 А) сильно за-
висит от солнечной активности и определяет со-
стояние и вариации термосферы. Для процессов в
этой области характерен суточный ход. Темпера-
тура газа непрерывно повышается с высотой и на
уровне 300 км достигает (в зависимости от
солнечной активности) 800—1500 К. Степень ио-
низации тоже непрерывно возрастает, и макси-
мальная концентрация электронов (105 см-3),
которая, как известно, обеспечивает возможность
радиосвязи в коротковолновом диапазоне, дости-
гается опять же на высоте около 300 км.
Таким образом, энергообмен в атмосфере
качественно изменяется в области мезопаузы.
Ниже 90 км он определяется преимущественно
поглощением мало изменяющегося солнечного
излучения в оптическом и ультрафиолетовом диа-
пазонах спектра. Поверхность Земли и озонный
слой преобразуют энергию излучения в кинетиче-
скую, промежуточное накопление которой проис-
ходит в результате вторичных процессов, так что
в основном на структуру и циркуляцию в атмо-
сфере влияют только сезонные изменения плот-
ности потоков солнечного излучения. Если даже
небольшие кратковременные изменения солнеч-
ного потока (около 1%) и существуют, то благо-
даря процессам промежуточного накопления они
не оказывают никакого заметного воздействия.
На общий баланс энергообмена могли бы повли-
ять только продолжительные изменения количе-
ства поступающей солнечной радиации.
Глобальная циркуляция и вертикальная
структура стратосферы и мезосферы — в извест-
ной степени результат всех видов обмена и пере-
носа энергии в нижних слоях атмосферы.
Модельные расчеты показывают, что накопление
в атмосфере двуокиси углерода и пыли в резуль-
тате промышленной деятельности человека
должно вызывать заметное изменение темпера-
туры стратосферы, а сокращение озонного слоя
(происходящее, по-видимому, под воздействием
окислов азота) должно отразиться на понижении
уровня второй поверхности нагрева (на высоте
50 км).
Подобные же рассуждения относятся и к вли-
янию солнечной активности на нижнюю атмо-
сферу. На высотах более 100 км, в термосфере,
это влияние, как было сказано, преобладает,
однако оно скачкообразно прекращается при
переходе через мезопаузу. Наиболее надежным
доказательством влияния солнечной активности
на нейтральный газ атмосферы в настоящее
время является, по-видимому, изменение системы
ветров на высоте 90 км. Как следует из рис. 4,
зональные ветры на этой высоте обладают
наибольшей силой во время максимума солнеч-
ных пятен.
Большой интерес представляют взаимодей-
ствия слоев атмосферы между собой, т. е. реак-
ция атмосферы на изменение механизмов пере-
носа энергии. В верхней атмосфере к последним
относятся:
баланс между солнечной энергией, поглощен-
ной в ультрафиолетовой области и излучаемой в
инфракрасной;
влияние изменяющихся концентраций приме-
Рис. 5. Распространение атмосферных волн зимой в пери-
од стратосферного потепления (зима 1962/63 г.)
190
АТМОСФЕРА И ЕЕ РОЛЬ В ЗАЩИТЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
сей (водяной пар, озон, окись азота) на тепловой
баланс;
преобразование механической энергии, посту-
пающей в верхние слои атмосферы (преимуще-
ственно в виде волн давления) из тропосферы и
стратосферы.
Наиболее устойчивые процессы переноса
энергии существуют в летней полусфере.
Система летних восточных ветров в стратосфере
и мезосфере препятствует существенному пере-
носу энергии планетарными волнами в область
мезопаузы. Механическая энергия «замыкается»
преимущественно в пределах высот до 30 км и
способствует энергообмену между низкими и
высокими широтами нижней атмосферы. Для
этого состояния характерна противоположность
температурного хода для ультрафиолетовой по-
верхности нагрева на высоте 50 км и для темпе-
ратурного минимума мезопаузы на высоте
90 км. Теплая верхняя стратосфера связана с
очень низкими температурами мезопаузы (см.
рис. 2 и 3).
Во время весенних и осенних равноденствий
различие между температурами низких и высоких
широт в средней атмосфере становится мини-
мальным и сильные высокоатмосферные си-
стемы ветров уменьшаются.
Зимой перепад температур во всей атмосфере
вплоть до мезопаузы однороден: холодные высо-
кие и теплые низкие широты. В результате воз-
никает система западных ветров, простира-
ющихся от тропосферы до мезопаузы. Страто-
сфера — более холодная, мезопауза — более
теплая.
В зимних условиях становится возможным
вертикальный перенос механической энергии, ко-
торая в это время превышает приток энергии от
солнечной радиации в области мезопаузы. Из
нижней атмосферы вследствие распространя-
ющихся наверх волн давления происходит непре-
рывный дальнейший отток тепла (см. рис. 3).
Используя плазму D-слоя в качестве индика-
тора, радиотехническими методами можно непре-
рывно следить за изменениями температуры и
давления в верхней мезосфере в тех временных и
пространственных интервалах, которые остаются
неохваченными ракетными исследованиями.
В настоящее время еще недостаточно разработа-
ны спутники для постоянного слежения за этой
областью.
На рис. 5 показан ход давления зимой на
высотах 30 и 80 км по данным наблюдений на
аэростатах и радйоизмерений. На обеих высотах
давление достигает минимума обычно в середине
зимы. Но изображенные на рисунке данные по
зиме 1962/63 г. содержат одну особенность —
явно выраженный зимний разогрев стратосфе-
ры; обычное зимнее охлаждение могло быть вне-
запно остановлено вследствие переноса энергии
распространяющимися наверх волнами давления.
На примере рис. 5 видно, что малые колеба-
ния, сопровождавшие спад давления в ноябре,
сменились в начале декабря подъемом, в ходе
которого на обеих высотах проявились колеба-
ния давления, амплитуда которых равна годовой.
Для этого времени можно заметить полную вза-
имосвязь явлений в атмосфере по всему участку
высот в 60 км. Температура стратосферы и
мезосферы (а следовательно, и система ветров)
быстро достигает на короткое время летних зна-
чений, т. е. холодная мезопауза над теплой стра-
тосферой.
Даже эти общие для всего полушария значи-
тельные изменения температур и системы цирку-
ляции могут привести только случайно к непо-
средственному воздействию на тропосферу и тем
самым на погоду. Дело в том, что накопленная в
тропосфере энергия во много раз превышает ту,
которая имеется в сильно разреженном простран-
стве средней атмосферы. Еще в меньшей степени
следует ожидать воздействия на погоду со сто-
роны верхней атмосферы при кратковременных
проявлениях солнечной активности.
Солнечная активность
в области мезопаузы
Как уже было сказано, на высотах, начиная от
60 км, окись азота (NO), присутствующая в верх-
ней атмосфере, постоянно ионизируется излуче-
нием линии La (1215 А). Степень ионизации при
этом непосредственно зависит от высоты Солнца.
При одинаковых его высотах, постоянных плот-
ностях потока излучения и равной степени пере-
мешивания атмосферы степени ионизации также
оказываются равными и всегда связаны с одним
и тем же атмосферным давлением. Измеренное
при этих условиях радиометодами положение по
высоте нескольких «поверхностей давления» дает
возможность определять значения температур с
точностью, сравнимой с данными ракетных изме-
рений. На рис. 6, а приведены результаты изме-
рений на двух частотах длинноволнового диапа-
зона, показывающие среднесуточный ход уровня
с данной концентрацией электронов (500 см-3) в
двух разных месяцах. Видно, что в области высот
около 80 км та же поверхность давления распо-
ложена в апреле почти на 1 км выше, чем в
феврале. Наклон прямых на этом графике про-
порционален температуре. Различается сезонное
понижение температуры от зимы к лету. Этим
методом, недавно разработанным нами, можно
непрерывно наблюдать за состоянием нейтраль-
ного газа и плазмы в областях высот, доступных
обычно только ракетным измерениям.
Второй метод исследований, применявшийся
прежде всего в совместной работе сети обсерва-
торий социалистических стран, состоит в том, что
через всю плазму D-слоя (до высоты около
100 км) посылаются радиоволны несколько
меньшей (чем в первом случае) длины, которые
191
Э-А. ЛАУТЕР
Рис. 6. Суточный ход (зависимость от зенитного угла Солн-
ца) уровня с постоянной концентрацией электронов
(500 см-3) на высоте около 80 км по данным радиоизме-
рений на двух частотах (155 и 164 кГц). Наклон прямых
пропорционален средней температуре, расстояние между
прямыми пропорционально разности давлений: а — сопо-
ставление зависимостей для апреля и для февраля; б —
сопоставление зависимостей для апреля при высокой сол-
нечной активности (1960 г.) и при низкой солнечной актив-
ности (1964 г.). R — относительное число солнечных пя-
тен, Ар — амплитуда (степень) возмущения магнитного
поля Земли.
отражаются на Землю. По потерям энергии в
плазме вследствие поглощения радиоволн
определяется интегральный параметр для всего
ионизационного слоя под высотой отражения
(положение D-слоя см. на рис. 2).
Нормальное состояние ионизации нарушается
только тогда, когда от Солнца поступает допол-
нительное излучение, способное ионизировать
газ верхней атмосферы — особенно во время
Рис. 7. Временное понижение высоты D-слоя (на примере
уровня с постоянной концентрацией электронов —
500 см-3) как следствие повышенного образования элек-
тронов при вспышке солнечного рентгеновского излуче-
ния 15 июня 1972 г. (пунктир — нормальный суточный
ход)
солнечных вспышек. Во время вспышки в течение
нескольких минут высвобождается количество
энергии, соответствующее мощности 1018 кВт.
Релятивистские процессы ускорения в солнечной
плазме приводят к излучению интенсивного
потока рентгеновских лучей с длинами волн от 1
до 10А (см. рис. 1), который проникает в атмо-
сферу до высоты 65 км и вызывает в £)-слое
заметную избыточную ионизацию, на время
резко понижающую уровень отражения длинных
волн и полностью прекращающую коротковол-
новую радиосвязь через ионосферу вследствие
повышенного поглощения радиоволн.
На рис. 7 приведены результаты измерений
при вспышечном выбросе рентгеновского излу-
чения, который привел к понижению на 5 км
уровня поверхности с постоянной концентрацией
электронов и продолжался около двух часов. Глу-
бина вторжения излучения здесь с особой ясно-
стью показывает роль верхней атмосферы как
защитного экрана.
Небольшое увеличение интенсивности солнеч-
ного излучения в линии La (приблизительно до
20%) длится очень короткое время и не изменяет
сказанного выше о воздействии солнечных всйы-
шек на атмосферу. Так как основной уровень
этого далекого ультрафиолетового излучения по
данным спутниковых и наземных измерений
изменяется на 30 % от периода высокой к периоду
низкой солнечной активности, то предполагается,
что в мезопаузе можно обнаружить длинноперио-
дическое изменение температуры.
Такие сильные солнечные вспышки, как пока-
занная на рис. 7, выбрасывают сквозь верхнюю
атмосферу Солнца в межпланетное пространство
большие плазменные облака (ионы водорода и
электроны). Если эта область эмиссии располо-
жена на относительно низких солнечных широ-
тах, то такое плазменное облако достигает Земли
и обтекает ее магнитное поле, в котором возни-
кают характерные возмущения.
Процесс возмущений, вызванных таким кор-
пускулярным излучением, определяется преиму-
АТМОСФЕРА И ЕЕ РОЛЬ В ЗАЩИТЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
щественно сложными изменениями конфигура-
ции магнитного поля Земли*. Между силовыми
линиями геомагнитного поля с дневной стороны,
сжатыми постоянным давлением солнечного кор-
пускулярного излучения, и силовыми линиями с
ночной стороны, вытянутыми под действием
этого «солнечного ветра» далеко в межпланетное
пространство, в высоких широтах имеется
область, называемая полярным (дневным) кас-
пом. Через него заряженные частицы, двигаясь
вдоль силовых линий, могут беспрепятственно
проникать в атмосферу Земли, в то время как в
направлении, перпендикулярном к силовым ли-
ниям, проникновение частиц невозможно.
Таким образом, на высоких широтах почти
всегда имеется больший или меньший поток
частиц. Плазменное облако, выброшенное сол-
нечной вспышкой, дополнительно возмущает
магнитное поле. Дневной касп увеличивается, и
частицы могут проникать вплоть до средних
широт. Это, в свою очередь, вызывает дополни-
тельную ионизацию, которая может быть обнару-
жена радиолокатором в метровом диапазоне. На
рис. 8 показано такое радиосияние, приблизив-
шееся к нашей станции на широте 55 ° на рассто-
яние в несколько сот километров. Эта ионизация
достигает только нижней термосферы (высота
около 110 км) и в область мезопаузы не попада-
ет.
Однако более важную роль играют процессы,
протекающие в это же время на ночной стороне
магнитосферы — наружного магнитного поля
Земли. Потоки частиц межпланетной плазмы,
обтекающие геомагнитное поле, проникают в
магнитосферу как бы с обратной ее стороны и
усиливают накопившуюся в ней околоземную
плазму. При этом частицы плазмы получают
большие ускорения. Возникающая электронная
компонента, с энергиями от 10 до 500 кэВ, про-
никает во внутреннюю магнитосферу и накапли-
вается в радиационных поясах. Из этого резерву-
ара «горячей» плазмы электроны высоких энер-
гий, перемещаясь вдоль магнитных силовых
линий, постепенно «высыпаются» в атмосферу
Земли. Рассмотрим этот процесс на примере упо-
мянутого солнечно-земного возмущения в июне
1972 г. (рис. 7 и 9).
После начальной фазы возмущения, т. е.
после возмущения магнитного поля Земли и
появления радиосияния, спутниковые измерения
в радиационном поясе показали увеличение
потока электронов в 1000 раз; высокий уровень
его сохранялся долго после окончания магнит-
ного возмущения, затухание происходило мед-
ленно в течение 10 суток.
Более поздние исследования, проведенные со-
вместно учеными СССР, ЧССР и ГДР, показыва-
* О магнитном поле Земли см. статью В. А. Троицкой
«Служба космической погоды» в ежегоднике «Наука и
человечество. 1973».
Рис. 8. Радиосияние на экране радиолокатора (X =3 м).
Кольца находятся на расстоянии 100 км друг от друга.
Проникающие в полярный касп частицы ионизируют ат-
мосферу до высоты 100 км. Степень ионизации такова, что
их присутствие может быть зарегистрировано и в средних
широтах (данная станция находится на широте 55°). Иони-
зация ориентируется вдоль магнитных силовых линий.
Отражение происходит там, где радиолокационные волны
падают перпендикулярно к силовым линиям. На севере
корпускулярные потоки приближаются к станции на рас-
стояние до 200 км.
Юг
ют, что накопление частиц высоких энергий в
магнитном поле Земли зависит от тех магнитных
полей, которые несет с собой межпланетная плаз-
ма. Измерения, выполненные на космических
зондах, указывают на то, что эти магнитные поля
ориентированы преимущественно в эклиптике и
циклически изменяют свою полярность — два
или четыре раза за период вращения Солнца. Это
объясняется четко выраженной секторной струк-
турой магнитного поля Солнечной системы. Так
как дипольная структура магнитного поля Земли
наклонена к плоскости эклиптики, то в зависимо-
сти от полярности межпланетных полей на
наружной границе магнитосферы происходит не-
прерывное чередование разделения и замыкания
силовых линий. Во время равноденствий роль
этого механизма особенно велика. Разделение
силовых линий магнитного поля является основ-
ным условием проникновения частиц высоких
энергий во внутреннюю магнитосферу и их нако-
пления там. Таким образом, межпланетные маг-
нитные поля управляют резервуаром «горячей»
плазмы и высыпанием частиц. Интенсивность
высыпания частиц из радиационных поясов в
обоих полушариях нашей планеты также связана
со структурой магнитных полей межпланетного
пространства.
Одновременно описанным выше методом по-
глощения радиоволн на средних широтах, там,
где заканчиваются силовые линии радиацион-
ного пояса, регистрируется повышенная иониза-
ция в области высот мезопаузы (до 80 км), свиде-
193
Э-А. ЛАУТЕР
Июнь 1972
Рис. 9. Корпускулярная буря 17—18 июня 1972 г.
тельствующая о высыпании частиц. Это высыпа-
ние происходит в Северном и Южном полуша-
риях почти одновременно, достигает своего
максимума через несколько суток после возмуще-
ния магнитного поля и длится также 10 суток.
Эти потоки частиц представляют собой, по-види-
мому, вообще наиболее длительные воздействия
солнечной активности на атмосферу Земли на
высотах ниже 100 км.
Проникающие до этих высот частицы обла-
дают в 1000 раз большей энергией, чем первич-
ные частицы плазменного облака. Такую энер-
гию они получают в периоды возмущений в маг-
нитосфере вследствие происходящих там измене-
ний магнитного поля, т. е. возможность для про-
никновения в среднюю атмосферу высокоэнер-
гичных частиц создается в первую очередь самим
магнитным полем Земли.
Этот факт позволяет сделать интересное
заключение. Изучение истории Земли показыва-
ет, что на нашей планете неоднократно происхо-
дила смена полюсов ее магнитного поля. Из
этого делался вывод, что в периоды сильно
уменьшенного магнитного поля планета остава-
лась незащищенной от проникновения солнеч-
ного корпускулярного излучения. Это может
быть приблизительно верным только в отноше-
нии очень редких эмиссий солнечных протонов
сверхвысоких скоростей (примерно один раз за
10 лет в течение нескольких часов), так как в
настоящее время проникновение таких частиц
ограничено преимущественно областью очень
высоких широт. Что касается обычного солнеч-
ного ветра и суммирующихся с ним богатых
194
АТМОСФЕРА И ЕЕ РОЛЬ В ЗАЩИТЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
1960	1970	1980
Рис. 10. Ход солнечной активности (относительное число
пятен — R) и возмущений магнитного поля Земли (Лр),
вызванных корпускулярными потоками. Хорошо видны
11-летний цикл солнечной активности и отставание кор-
пускулярных потоков примерно на два года. Пунктиром
обозначен средний за цикл солнечных пятен корпускуляр-
ный поток
Рис. 11. Потоки корпускулярного и рентгеновского излу-
чений, измеренные радиометодами, в период трех послед-
них циклов солнечной активности: а — время, в течение ко-
торого наблюдалось высыпание частиц на высотах
80—90 км в средних широтах — 55° с. ш. (в процентах);
б — число вспышечных явлений рентгеновского излуче-
ния. В то время как число вспышечных явлений рентгено-
вского излучения в двух последних циклах солнечных пя-
тен отличается друг от друга незначительно, корпускуляр-
ный поток последнего цикла в верхнюю атмосферу соста-
вил одну четвертую часть от потока при максимуме солнеч-
ных пятен в 1947 и 1957 гг.
Рис. 12. Сравнение высыпания высокоэнергичных частиц
из магнитного поля Земли в среднюю атмосферу (данные
радиометода) после атомного взрыва (сплошная линия)
и после солнечной корпускулярной бури (пунктир)
195
Э-А. ЛАУТЕР
энергией плазменных облаков от солнечных
вспышек, то здесь происходит скорее обратное:
ослабленное магнитное поле в меньшей степени
способно ускорить частицы до энергий, необхо-
димых для глубокого проникновения в атмосфе-
ру, и уже вовсе не сможет эти высокоэнергичные
частицы накапливать.
Солнечный корпускулярный поток, как из-
вестно, сильно зависит от солнечной активности,
наиболее примечательным индикатором которой
являются солнечные пятна. На рис. 10 сопостав-
лены относительное число пятен и индекс Ар,
характеризующий корпускулярные потоки.
Как видно из рисунка, за последние 50 лет
корпускулярные возмущения изменяются с ци-
клом солнечных пятен. Так как в начале 11-лет-
него цикла солнечные пятна появляются на более
высоких солнечных широтах, чем в конце цикла,
а вероятность прихода потоков к Земле (из-за
положения ее орбиты относительно солнечного
экватора) более высокая, когда центры эмиссии
находятся на более низких солнечных широтах, то
максимумы и минимумы плотности отстают от
экстремумов солнечной активности на 1—2 года.
После наибольшего максимума солнечных пя-
тен 1957 г. до конца этого столетия предположи-
тельно ожидается значительно более низкая
солнечная активность (80-летний цикл). Соответ-
ственно и среднее значение (за цикл солнечных
пятен) амплитуды корпускулярного возмущения
магнитного поля Земли прошло через максимум
в середине века и в настоящее время убывает.
С 1948 г. в нашей обсерватории в Кюлунгс-
борне ведутся измерения корпускулярных пото-
ков в верхней атмосфере. Как показано на
рис. И, продолжительность этих потоков, воз-
Рис. 13. Изображение на экране радиолокатора метеорных
следов при прохождении Земли сквозь метеорный поток.
Их длины пропорциональны продолжительности жизни
ионизационных следов, вызванных вторжением мелеоров
в среднюю атмосферу
действующих на среднюю атмосферу, сильно
изменяется в зависимости от солнечной активно-
сти. В годы высокой солнечной активности в
течение 25% времени идет высыпание этих высо-
коэнергичных частиц в атмосферу, а в годы с
малым относительным числом солнечных пятен
высыпание почти полностью отсутствует. Явле-
Рис. 14. Число метеоров
при прохождении Земли че-
рез поток Квадрантидов в
различные годы. Межпла-
нетное пылевое кольцо
Земля проходит примерно
за сутки. Интенсивность
захвата метеорных частиц
зависит от того, проходит
ли Земля утренней сторо-
ной через центр или через
граничные области потока
(заштриховано нормальное
число метеоров)
18	21
24	03	06	09
18
Местное среднее время [ч]
196
АТМОСФЕРА И ЕЕ РОЛЬ В ЗАЩИТЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
ния высыпания высокоэнергичных частиц
(100—200 кэВ) имеют большую продолжитель-
ность, вследствие этого вносимая ими в атмо-
сферу энергия может в 5—10 раз превышать
энергию, вносимую солнечным рентгеновским
излучением. Тем не менее этого недостаточно для
того, чтобы прямым образом повлиять на тепло-
вой энергообмен в верхней мезосфере.
Однако имеются некоторые указания на то,
что во время продолжительной корпускулярной
инжекции на этих высотах слегка изменяется
химический состав атмосферного газа, например,
происходит дополнительная диссоциация водяно-
го пара, изменяется содержание атомарного
кислорода и соединений азота. Эти вторичные
процессы могут изменить радиационный баланс
атмосферы в большей степени.
На рис. 6, б использован упомянутый выше
метод анализа структуры £)-слоя для одного и
того же месяца в годы высокой и низкой солнеч-
ной активности. Видно, что на уровне 80 км при
высокой активности температура действительно
выше, чем во время минимума солнечных пятен.
Однако это не так для зимних месяцев, когда
механический перенос энергии снизу вверх пере-
крывает такие изменения.
Таким образом, резюмируя, можно сказать,
что область мезопаузы полностью функциони-
рует как защитный слой жизненного простран-
ства от воздействия солнечной активности и, по-
видимому, не мешает накоплению энергии в ниж-
ней атмосфере.
Следует отметить, что человек уже имел воз-
можность своими техническими воздействиями на
природные процессы (а именно при высотных
атомных испытаниях) вызывать явления высыпа-
ния высокоэнергичных частиц. На рис. 12 сопо-
ставлены эффекты высыпания частиц после аме-
риканского атомного взрыва «Старфиш»
(1962 г.) и после средней солнечной корпуску-
лярной бури.
При атомных испытаниях происходило силь-
ное заполнение радиационного пояса электрона-
ми, которые по тому же механизму действия маг-
нитного поля накапливались и высыпались.
И здесь максимум высыпания был зафиксирован
только через несколько суток после взрыва.
Солнечная вспышка и атомная бомба дают
эффект одной величины, т. е., помимо радиоак-
тивного загрязнения атмосферы, в данном случае
техническое воздействие на природные процессы
характеризуется величинами такого же порядка,
что и при мощных естественных феноменах.
Межпланетное вещество в средней атмосфере
Космическая пыль и микрометеоры из меж-
планетного пространства непрерывно вторгают-
ся в атмосферу Земли. Считается, что общая
масса космического вещества, попадающего в
атмосферу Земли за сутки, составляет почти
103 т. Зерна пыли, которые становятся види-
мыми как светящееся вещество, в большинстве
своем испаряются в области высот около 90 км,
и остаточные продукты быстро распространяются
по всей атмосфере сильными ветрами, царящими
на этих высотах. Влияние этого притока материи
на атмосферу до сих пор не удалось установить.
При пролете через атмосферу эти частицы
оставляют за собой ионизационный след, кото-
рый также может быть зафиксирован радиолока-
ционными приборами (рис. 13). Собственное
движение Земли по орбите приводит к тому, что
межпланетные тела при встрече с Землей с утрен-
ней стороны имеют наибольшую относительную
скорость и, следовательно, наибольшую энергию
ионизации. В связи с этим в утренние часы
радиолокационные приборы фиксируют на-
ибольшее, а в вечерние— наименьшее число
метеоров.
Межпланетная материя распределена в про-
странстве не совсем равномерно. Можно сказать,
что Солнце, подобно планете Сатурн, окружено
пылевыми кольцами. Эти пылевые кольца распо-
ложены не в эклиптике, и поэтому Земля, двига-
ясь по своей орбите, проходит их только раз в
год. В такие периоды в атмосферу Земли попа-
дает большое количество вещества и образуются
метеорные дожди. Особенно насыщенное коль-
цо — это поток Квадрантид, сквозь который
Земля проходит каждый год со 2 по 4 января
(рис. 14).
Такой насыщенный метеорный поток остав-
ляет в области мезопаузы следы продуктов испа-
рения (например, ионы металлов), которые, хотя
и несколько изменяют состав газа в верхних сло-
ях, однако не могут повлиять на энергобаланс на
этих уровнях высот.
♦ * *
Как подчеркивалось выше, структура и энер-
гетика средней атмосферы определяются преиму-
щественно преобразованием на поверхности Зе-
мли и в нижней атмосфере той части энергетиче-
ского спектра, которую можно считать постоян-
ной. Процессы в стратосфере и мезосфере явля-
ются суммарным результатом всеобщего энерго-
обмена во всей атмосфере, поэтому тенденция
изменения энергобаланса нашей планеты
должна быть скорее всего видна по изменению
средней атмосферы (например, под влиянием
малых, но продолжительных изменений солнеч-
ного излучения, под антропогенным воздей-
ствием на микроконцентрации веществ и т. д.).
Таким образом, развитие наземных обсерва-
торий и космических исследований с помощью
спутников обосновывается теперь еще и необхо-
димостью проведения непрерывных наблюдений
за энергетическими процессами в средней атмо-
сфере и исследований с целью дальнейшего изу-
197
Э-А. ЛАУТЕР
чения ее роли в защите жизненного пространства
от переменных воздействий космоса. Особенно
важны для развития физики средней атмосферы
повторяющиеся исследования по определению
влияния на погоду переменных компонентов
солнечного излучения.
Исследования средней атмосферы — цен-
тральная задача физики атмосферы, и они необ-
ходимы не только для нужд космонавтики и
радиосвязи, но также, повторяем, и для выявле-
ния роли средней атмосферы в общем энергоба-
лансе и ее роли как промежуточного звена в
солнечно-земных связях.
Под руководством автора была разработана
общая программа исследований средней атмо-
сферы, которая в настоящее время осуществля-
ется на практике специальным комитетом по
солнечно-земной физике при Международном со-
вете научных союзов (SCOSTEP).
Помимо этого, социалистические страны по
линии комплексной Комиссии академий наук
социалистических стран по проблеме планетарная
геофизика (KAPG) приступили к выполнению
долгосрочной программы изучения средней ат-
мосферы с целью внести вклад в познание при-
родных физических процессов, имеющих важное
значение для сохранения стабильности жизнен-
ного пространства нашей планеты.
198
АЛЕКСАНДР ЕВСЕЕВИЧ БРАУНШТЕЙН
КЛЮЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ
АЗОТИСТОГО ОБМЕНА
биохимия в своем развитии прошла
ряд этапов. Статическая, описательная биохимия,
восходящая к прошлому столетию, положила
начало двум главным новым линиям — динами-
ческой биохимии, т. е. выяснению путей метабо-
лизма и их расчленению до простейших энзимати-
ческих звеньев, и функциональной биохимии,
или, иначе, физиологической и медицинской
химии, которые раскрывают связи между процес-
сами обмена и физиологическими актами в норме
и при ее нарушениях. Исследование восходило от
малых молекул к сложнейшим биополимерам и
от химии крупных морфологических структур
шло вглубь к ультрамикроскопическим. Путь
познания вел от описания явлений, обусловлен-
ных действием ферментов, еще не известных как
химические тела, к изучению средствами физики
и химии структуры и функций индивидуальных
ферментов — к тому, что называют молекуляр-
ной энзимологией.
В наши дни энзимология занимает ведущие
позиции в решении главных проблем биохимии и
молекулярной биологии, включая их сравнитель-
ное и эволюционное рассмотрение. В большой
мере под знаком энзимологии развивается и
встречное течение— реконструкция, или инте-
грация, восходящая от молекулярного яруса к
высшим уровням структуры и функций живого.
Биологические и медицинские науки все шире
черпают в энзимологии не только объекты и ору-
дия исследования, но и свойственный ей строй
мышления и словесного выражения.
Ученых старшего поколения, начавших до
второй мировой войны разработку какой-либо
Александр Евсеевич Браунштейн (р. 1902) —биохимик, академик, Герой
Социалистического Труда. С 1960 возглавляет лабораторию химических
основ биокатализа в Институте молекулярной биологии АН СССР. Акаде-
мик АМН с 1945, член-корреспондент АН СССР с 1960 и академик с 1964.
Лауреат Государственной премии СССР (1941). Иностранный член ряда
зарубежных академий и научных обществ. В 1937 А. Е. Браунштейн открыл
(в сотрудничестве с М. Г. Крицман) взаимопревращение амино- и кетоки-
слот в организме путем ферментативного межмолекулярного переноса
аминогрупп (так называемое трансаминирование). Его многолетние углу
бленные исследования механизмов и роли этого процесса внесли важный
вклад в познание промежуточных стадий азотистого обмена.
Второе направление работ А. Е. Браунштейна — изучение энзиматиче-
ского пиридоксалевого катализа — привело к выявлению и истолкованию
обширного круга биохимических превращений и важных общих закономер-
ностей ферментативного катализа.
Работы А. Е. Браунштейна способствовали решению ряда физиологиче-
ских и медицинских проблем, имеющих существенное практическое значе-
ние.
крупной проблемы динамической или функцио-
нальной биохимии, сама логика развития нашей
науки принуждала на определенном этапе либо
передать эстафету исследования в другие руки,
либо самим пройти— целиком или частично —
весь путь до молекулярной, химической энзимо-
логии. Таким был путь многих западных и отече-
ственных биохимиков, например, О. Варбурга,
Ф. Люнена, А. Майстера, В. А. Энгельгардта,
В. Н. Ореховича, С. Е. Северина, а также и
мой.
Думаю, что мой пример одновременно и кано-
ничен для поступательного движения биохимии, и
не совсем тривиален, так как за сорок лет мною с
несколькими поколениями сотрудников пройде-
ны все этапы от обнаружения реакций биологи-
ческого трансаминирования (межмолекулярного
переноса аминогрупп) до обстоятельного изуче-
ния чистых ферментов, катализирующих эти и
важные родственные превращения аминокислот.
Нельзя не отметить, что ныне в итоге акселера-
ции научного прогресса аналогичные маршруты
познания часто преодолеваются во много раз
быстрее!
Итоги наших работ освещались в ряде обоб-
щающих докладов и обзорных статей. Некото-
рых более новых результатов и их значения для
теории энзиматического катализа я коснусь во
второй части статьи, а в первой хочу напомнить о
логике движения нашей проблемы на ранних эта-
пах, которые мало знакомы не только широкому
кругу читателей, но и биохимикам послевоенных
поколений и забыты старшими. Попутно я при-
веду отдельные поучительные эпизоды и перипе-
тии, повлиявшие на ход исследований.
199
A. E. БРАУНШТЕЙН
Напомню, что вплоть до середины 40-х годов
в исследовании обмена отдельных аминокислот *
и их метаболитов основным препятствием, источ-
ником многих ошибок и крупных пробелов был
недостаток удовлетворительных методов экспе-
римента. Биохимики позднейших «призывов»,
располагающие широким арсеналом хроматогра-
фических, изотопных и прочих тонких методов
анализа, богатым ассортиментом биохимических
препаратов и реагентов, едва ли представляют
себе условия, в которых велись работы в довоен-
ный период. Средства изучения метаболизма ами-
нокислот в то время сводились, по существу, к
малонадежным визуальным способам колориме-
трического определения некоторых амино- и
кетокислот да к изнурительным измерениям
фракций аминного азота нитритным методом под
многочасовой треск батарей аппаратов ван-Слай-
ка, в удушливой атмосфере окислов азота и паров
уксусной кислоты. Не удивительно, что при таком
уровне экспериментальной техники к 1935 г. о
путях обмена аминокислот в организме живот-
ных было известно очень немного.
Я в то время изучал превращения аденилпиро-
фосфата, теперь называемого АТР (аденозинтри-
фосфорная кислота). Несколько раньше
Я. О. Парнас и его сотрудники во Львове опи-
сали регенерацию адениловой кислоты (АМФ—
аденозинмонофосфорной кислоты) из инозино-
вой кислоты (ИМР — инозинмонофосфорной
кислоты) в мышце, и вопрос об источниках азота
для этого превращения оживленно дебатировался.
Мне тогда попались работы 1927—1930 гг., где
Д. Мойл-Нидем (Англия) описала образование в
мышечной ткани анионов янтарной кислоты из
анионов двух аминокислот — глутамата и аспар-
тата ** без появления обычных продуктов деза-
минирования. Это наводило на мысль, что амино-
группа МН2этих аминокислот, возможно, исполь-
зуется мышцей для регенерации адениловой
кислоты.
В своей лаборатории в Институте эксперимен-
тальной медицины им. А. М. Горького я стал
совместно с М. Г. Крицман изучать превраще-
ния в кашице мышц глутаминовой кислоты, наде-
ясь найти в ней возможный источник азота для
ресинтеза АМФ; эта надежда не оправдалась.
* Аминокислоты — класс органических соеди-
нений, входящих в состав всех белков и объединяющих в
себе свойства кислот и аминов, т. е. содержащих наряду с
карбоксильной группой — СООН аминогруппу NH2. В за-
висимости от положения аминогруппы относительно кар-
боксильной группы различают а-, |3-, у- и другие аминоки-
слоты. — Ред.
** Этими терминами обозначаются анионы (и соли)
глутаминовой и соответственно аспарагиновой кислоты.
Поскольку в организмах и в растворах, применяемых
биохимиками в экспериментах, кислоты представленыпре-
имущественно в виде их солей, в биохимических описаниях
названия анионов используются наравне с терминами, обо-
значающими сами кислоты (или даже предпочитаются —
например, в номенклатуре ферментов).
Прошло почти двадцать лет, прежде чем было
найдено, что в любых клетках, в том числе
мышечных, для этого используется аминогруппа
аспарагиновой кислоты особым, хорошо извест-
ным ныне путем. Этот процесс, возможно, мог
быть открыт (вместо трансаминирования, о кото-
ром речь впереди) еще в 1936 г., если бы в
первых попытках аминировать ИМФ мы
использовали не глутамат, а аспартат.
Фактически же поиски акцепторов азота глу-
тамата в мышечной ткани очень скоро показали,
что исчезновение глутамата в аэробных условиях
связано с эквивалентным потреблением молоч-
ной кислоты, а в анаэробных — с убылью добав-
ленного пирувата (соль пировиноградной кисло-
ты). Напрашивалась мысль, что продуктом реак-
ции должен быть аланин — заменимая аминоки-
слота, легко синтезируемая в организме из усво-
яемого азота и безазотистых предшественников.
Это было подтверждено подведением в наших
опытах аналитического баланса и изолированием
из укрупненных опытных проб природного опти-
ческого изомера аланина (L-аланина). Данные
кинетики и изолирование L-глутаминовой ки-
слоты как продукта реакции в растертой мышеч-
ной ткани между аланином и а-кетоглутаровой
кислотой подтвердили обратимое течение реак-
ции.
Этим завершилось обнаружение в мышечной
ткани быстрого обратимого перемещения NH2-
группы между глутаматом и аланином.
Такие реакции, имеющие важное значение для
метаболизма азота и для энергетических процес-
сов в организме, получили название переамини-
рования, или лучше — трансаминирования. Фер-
менты, их катализирующие, в современной систе-
матической номенклатуре называют амино-
трансферазами, а в тривиальной — трансамина-
зами. Частично очищенные препараты аланин-
трансаминазы из мышц и сердца мы выделили и
описали в 1937—1940 гг.
Вскоре нами и другими исследователями было
найдено, что в самых различных типах живых
клеток широко распространены реакции переме-
щения NH2-групп между глутаматом и разнооб-
разными аминокислотами.
Пользуясь изотопной индикацией, А. С. Ко-
никова и другие в нашей лаборатории установи-
ли, что при трансаминировании водородный атом
при а-С атоме аминокислоты обменивается на
водород водной среды (рис. 1), а американские
авторы доказали прямой межмолекулярный пере-
нос атома азота без обмена его на азот аммония.
Эти данные согласовались с гипотезой о переносе
аминогруппы путем образования и перегруппи-
ровки Шиффовых оснований*; в дальнейшем,
как мы увидим, оправдалась моя оговорка отно-
Шиффовы основания — соединения общей
формулы RR 'С = NR ", где С — углерод, N — азот, R —
водород или радикал, R R "— другие радикалы. — Ред.
200
КЛЮЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ АЗОТИСТОГО ОБМЕНА
а — Кетокислота (1) а — Аминокислота (2)
а—Аминокислота (1)
а — Кетокислота (2)
соон	соон	соон	соон
нон + с=о + н2№---он* -	— нс—№н2 + о=с + н*он
сн3	сн2	сн3	сн2
сн2	сн2
соон
Рис. 1. Трансаминирование изотопно меченых субстратов.
Обозначения: № — меченый атом азота; Н * — мече-
ный атом водорода
сительно возможного участия в этом процессе
промежуточных переносчиков NH2- группы и
(или) водорода.
Из-за грубого и несколько капризного при-
ема спиртового осаждения кальциевых солей
аминодикарбоновых кислот, служившего для
раздельного определения глутамата и аминомо-
нокарбоновых кислот, мы не смогли обнаружить
важнейшую и наиболее мощную реакцию транса-
минирования — взаимопревращения глутамата и
аспартата и, с другой стороны, переоценили
активность мышц в трансаминировании ряда
монокарбоновых субстратов. Лишь в 50-е годы,
когда в практику вошло хроматографическое
разделение аминокислот на бумаге, было уста-
новлено всеобщее распространение в биологиче-
ских объектах широкого спектра реакции транс-
аминирования, в том числе между монокарбоно-
выми донорами и акцепторами азота без участия
дикарбоновых субстратов. Ныне описано свыше
50 трансаминаз с различной, нередко групповой
субстратной специфичностью; ее пределы зависят
от источника фермента и изучены недостаточно.
Остается по-прежнему в силе положение о
том, что наиболее активны по крайней мере в тка-
нях высших животных и растений реакции транс-
амирования с участием трех а-кетокислот *,
возникающих в циклах гликолиза и клеточного
дыхания,— пирувата, оксалоацетата и а-кето-
глутарата и соответствующих им а-аминокислот.
Было экспериментально установлено, что пере-
мещение аминогрупп путем переаминирования
между этими шестью метаболитами приводит к
* Кетокислоты — органические соединения, в
молекуле которых наряду с присущей кислотам карбо-
ксильной группой содержится карбонильная группа
>С =0- Знак «>» обозначает здесь две одинарные свя-
зи. — Ред.
СООН
регулированию и переключению двух сложных
ферментативных процессов — гликолиза* и
дыхательного цикла трикарбоновых кислот
Кребса **, и некоторое время думали, что в этом
и состоит главная физиологическая функция
трансаминирования.
Я отмечал в те годы, что за счет трансаминиро-
вания возможно частичное или полное окисление
аминокислот с длинной углеродной цепью, а
также синтез из них заново углеводов (гликонео-
генез) без сопутствующей потери метаболически
ценного аминного азота. Двадцать лет спустя в
лабораториях Г. Кребса (Англия), Э. Слейтера
(Голландия) и других авторов было найдено, что
в тканях мозга, сердца, печени in vitro глутамат
окисляется преимущественно этим путем. Азот
может при этом удерживаться в виде аспартата
(например, в митохондриях клетки), ацетиласпар-
тата (в мозге) или аланина. Но в физиологиче-
ских условиях эти метаболиты превращаются
далее в экскреторные (выводимые из организма)
продукты или используются для гликонеогенеза.
Быстро растет экспериментальная и клиниче-
ская литература о регулярной роли трансаминаз в
энергетическом обмене животных, в частности,
об их индуцированном синтезе при всех ситуаци-
ях, требующих мобилизации углерода белков для
покрытия энергетических затрат организма —
при голодании, одностороннем белковом пита-
нии, всевозможных формах стресса.
* Гликолиз — процесс анаэробного (бескисло-
родного) ферментативного расщепления сахаров в клетках
животных организмов, сопровождающийся синтезом АТФ
и заканчивающийся образованием молочной кислоты.
Обеспечивает накопление энергии в отсутствие кислоро-
да. — Ред.
** Цикл трикарбоновых кислот Кребса— слож-
ный ферментативный процесс, являющийся универсальным
механизмом в живой клетке для окисления основных про-
межуточных продуктов расщепления углеводов, жиров и
белков, а именно ацетилкофермента А (ацетил-К^А), а-
кетоглутаровой кислоты и щавелевоуксусной кислоты.—
Ред.
201
A. E. БРАУНШТЕЙН
Почти одновременно с обнаружением нами
преимущественного участия глутаминовой ки-
слоты в биологическом трансаминировании
Г. Эйлер (Швеция) с сотрудниками сообщил об
универсальном распространении и свойствах глу-
таматдегидрогеназы — единственного известно-
го тогда фермента, активно катализирующего
обратимое окислительное дезаминирование
одной из природных аминокислот.
Сразу возникло предположение, что в синтезе
и распаде прочих L-аминокислот существенную
роль может играть сопряженное действие глута-
матдегидрогеназы и трансаминаз. Этот путь
непрямого дезаминирования и обратный процесс
непрямого синтеза аминокислот, которые я
назвал трансдезамннированием и трансреамини-
рованием, показаны на рис. 2.
После Великой Отечественной войны исследо-
вания были возобновлены нами в Институте био-
логической и медицинской химии АМН СССР.
В большой серии работ сотрудников лаборато-
рии обмена аминокислот было показано, что у
млекопитающих в тканях печени и почек, а также
in vivo процессы окислительного дезаминирова-
ния и синтеза L-аминокислот, кроме L-глутамата,
протекают активно лишь при наличии условий,
обеспечивающих реализацию непрямых механиз-
мов с участием аминотрансфераз.
Эти превращения, равно как и использование
L-аминокислот в синтезе мочевины, нарушаются
при подавлении активности трансаминаз, напри-
мер, при помощи таких ингибиторов, как изони-
котинилгидразид, циклосерин, или в условиях
В6-авитаминоза. Точно так же синтез и диссими-
ляция a-L-аминокислот подавляются ядами, тор-
мозящими образование в дыхательном цикле
а-кетоглутарата или его ближайших предшест-
венников (например, фторацетатом, кокаином,
мезотартратом).
В 50-е годы целым рядом авторов были
подтверждены и расширены первоначальные
Рис. 2. Трансдезаминирование и трансреаминирование че-
рез глутаматдегидрогеназу (Браунштейн, 1957). Обозна-
чения: Глу — глутамат; Кгл — а-кетоглутаревая кислота;
NAD — инкотинамидаденин-динуклеотид; NADH — то
же, в восстановленной форме: Л774+-ион (катион) аммо-
ния
концепции о роли реакций переноса NH2- групп
через глутамат и аспартат как ключевых звеньев
в биологической ассимиляции и диссимиляции
азота.
Значение трансдезаминирования через глу-
тамат нередко оспаривают потому, что поло-
жение равновесия в глутаматдегидрогеназной
реакции благоприятно не для дезаминирования, а
для синтеза глутамата. Этот довод несосто-
ятелен.
В клетках равновесие процесса легко смеща-
ется в пользу дезаминирования сопряжением
его с превращениями, устраняющими продукты
реакции: окислением NADH * и кетоглутарата,
превращением аммиака в мочевину или глутамин.
От L-аминокислот к аммиаку ведут и другие пре-
вращения через глутамат и аспартат, например,
упомянутый в начале статьи перенос NHrгрупп
аспартата в молекулу АМФ и дезаминирование
последней. Работы Г. X. Бунятяна и его школы
говорят о возможном существовании аналогич-
ного механизма непрямого дезаминирования, где
АМФ и ИМФ выполняют роль системы переноса
азота не как мононуклеотиды, а в составе кофер-
мента-динуклеотида, — в виде NAD и дезамино-
NAD.
Ключевая роль трансреаминирования в
биосинтезе аминокислот из аммиака широко под-
* NADH — восстановленная форма никотинамид-аде-
ниндинуклеотида (NAD), играющего роль кофермента,
т. е. низкомолекулярного органического соединения, необ-
ходимого наряду с апоферментом (белковой частью фер-
мента) для осуществления биокаталитических процессов, в
частности для переноса атомов водорода в процессах биоло-
гического окисления.— Ред.
202
КЛЮЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ АЗОТИСТОГО ОБМЕНА
СООН
nh2--H4Cfi—с
II
он
он—nh9
I
соон
(1)
сн9
I
НС----NH
I
соон
(3)
Рис. 3. Ошибочная (1) и корректная (2) формулы кину-
ренина, а также структура аспарагиновой кислоты (3)
тверждена для организмов всех классов*. Во
многих работах установлено блокирование син-
теза отдельных или многих аминокислот у
микроорганизмов при генных мутациях, наруша-
ющих образование глутаматдегидрогеназы или
определенной аминотрансферазы. Некоторый
корректив внесли факты, показавшие, что у
отдельных микроорганизмов и у некоторых рас-
тений входным шлюзом для усвоения аммиака
вместо глутаматдегидрогеназы иногда служат
аналогичные ей ферменты. Так, у спороносных
бацилл, не имеющих активной глутаматдегидро-
геназы, как было показано Шень-Сан-Чуном,
Хун-Мун-Мином (КНР) и мною, ассимиляция
аммиака начинается с синтеза аланина специаль-
ной NAD-зависимой аланиндегидрогеназой, а да-
лее идет перенос NH2 -групп трансаминазами в
глутаминовую кислоту и от нее в другие амино-
кислоты.
Недавно обнаружена прямая связь между
высоким содержанием аспартат- и аланинтранс-
аминаз (Асп- и Ала-трансаминаз) в листьях
высших растений с так называемым «С4-типом»
фотосинтеза и накоплением ими аспарагиновой и
яблочной кислот в качестве ранних продуктов
ассимиляции углекислоты.
Исследования клеточного азотистого обмена
вступили в новую фазу с 1945 г., когда Э. Снелл
(США) описал взаимопревращение двух откры-
* В последние годы показано, что роль глутаматдеги-
дрогеназы в синтезе глутамата путем аминирования кето-
глутарата дегидрогеназой глутамата ограничена ввиду
слабого сродства этого фермента к аммиаку, концент-
рации которого в обычных условиях намного ниже
необходимого уровня. У ряда микробов и в хлоропластах
высших растений эту роль берет на себя другой фер-
мент — глутаматсинтаза, катализирующая образование
глутаминовой кислоты путем восстановительного амми-
нирования а-кетоглутарата за счет концевой амидной
группы глутамина, к которому этот фермент обладает
высоким сродством. Глутамин, в свою очередь, активно
синтезируется из глутамата и аммиака при участии АТФ,
при физиологических концентрациях этих трех субстра-
тов (и доноров водорода), к которым глутамин-синте-
таза проявляет высокие уровни сродства.
тых незадолго перед тем форм витамина В6 (пи-
ридоксаля и пиридоксамина) в результате нефер-
ментативного трансаминирования с а-амино- и
соответственно а-кетокислотами. Почти тотчас
же в нескольких лабораториях было установлено
участие фосфорного эфира пиридоксаля (пиридо-
ксальфосфата) в энзиматическом декарбоксили-
ровании и трансаминирований аминокислот. При
последнем пиридоксальфосфат оказался тем про-
межуточным акцептором аминогрупп, существо-
вание которого мы подозревали. Вскоре прово-
дившиеся в нашей лаборатории и других местах
интенсивные поиски привели к открытию ряда
новых коферментных функций пиридоксальфос-
фата (ПЛФ) в превращениях незаменимой ами-
нокислоты — триптофана, серосодержащих и
других аминокислот.
Одним из толчков, побудивших нас заняться
изучением природы действия ферментов, содер-
жащих витамин В 6, стало, как это иной раз
бывает в науке, курьезное заблуждение; его исто-
рия не лишена поучительности.
Изучая пределы специфичности аланинтранс-
амин азы, мы в 1940 г. задумали испытать
несколько природных аминодикарбоновых ки-
слот и отнесли к их числу кинуренин. Известный
японский биохимик И. Котаке, открывший этот
метаболит триптофана, ошибочно приписал ему
структуру замещенного аналога глутаминовой
кислоты, — неправильная формула приведена на
рис. 3 рядом с действительным строением кину-
ренина, представляющим явную аналогию с фор-
мулой аспарагиновой кислоты.
Наши с Е. В. Горяченковой попытки обнару-
жить в кашице мышц перенос аминогруппы
кинуренина на пируват не привели к успеху, что
естественно ввиду отсутствия в мышце необходи-
мого фермента. Но мы проглядели кинуренин-
трансаминазу и в печени крыс, вероятно, вслед-
ствие высокой активности кинурениназы в этом
органе.
Кинуренин для наших опытов мы выделяли по
прописи И. Котаке из мочи кроликов, кормлен-
ных рисом и получавших инъекции триптофана.
Возобновляя работу в 1947 г., Е. В. Горячен-
кова задалась целью попутно выяснить природу
203
A. E. БРАУНШТЕЙН
Триптофан
ТРП-ПИРРОЛАЗА +
+ ДЕФОРМИЛАЗА
-3-ГИДРОКСИЛАЗА
GCOOH
nh2
Антраниловая
кислота
Рис. 4. Основные пути превращения L-триптофана в ор-
ганизме позвоночных животных (по Браунштейну, 1949,
1953)
Рис. 5. Основные виды превращений аминокислот под
действием пиридоксалевых ферментов (Браунштейн,
1957). Обозначения: 1 — рацемизация (превращение пра-
вой и левой оптически активных, зеркально изомерных
форм аминокислот в неактивную смесь обеих); 7+2 —
трансаминирование; 3 — а-декарбоксилирование; 4 —
отщепление или замена а-Н и заместителя при [3-С; 5 —
отщепление или замена /3-Н и заместителя при у-С; 6 —
расщепление по связи а-С — Д-С или конденсация (обра-
зование новой С—С-связи); 7 — расщепление по связи
Д-С—у-С
дефекта в рисовой диете, приводящего к наруше-
нию метаболизма триптофана*. Этим дефектом
оказался недостаток не тиамина, а витамина В6;
после введения «рисовым» кроликам этого вита-
мина быстро прекращалась экскреция кинуре-
нина и другого ненормального метаболита трип-
тофана— ксантуреновой кислоты. В опытах с
экстрактами печени В6-авитаминозных крыс мы
доказали участие пиридоксальфосфата в действии
кинурениназы и установили, что этот фермент
гидролизует субстрат на две азотсодержащие
кислоты — на L-аланин и антраниловую кис-
лоту.
Это позволило мне сформулировать общую
схему путей превращений триптофана, включа-
ющую новый гипотетический метаболит — 3-ги-
дроксикинуренин. Путем трансаминирования и
циклизации он превращается в ксантуреновую
кислоту, а кинурениназа расщепляет его на ала-
нин и 3-гидроксиантранилат— предшественник
никотиновой кислоты.
Эта схема (рис. 4) скоро получила полное под-
тверждение.
Реакция расщепления кинуренина и |3-декар-
боксилирование аспарагиновой кислоты фосфо-
пиридоксаль-зависимым ферментом, открытое
С. Р. Мардашевым, близко сходны по типу с
неферментативным «кислотным» расщеплением
* Рацион из полированного риса— общепринятая
экспериментальная диета для вызывания у лабораторных
животных недостаточности витамина В1? тиамина.
204
КЛЮЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ АЗОТИСТОГО ОБМЕНА
1,3-дикетонов и их иминов*. Эта аналогия при-
влекла в 1949 г. мое внимание к электронным
механизмам упомянутых и многих других типов
ПЛФ (пиридоксальфосфат)-зависимых реакций,
с отщеплением или замещением групп, стоящих
при а-С (или Са), р-С (или СР), уС (или Су)
атомах, представленных на рис. 5.
Общая теория таких реакций была сформули-
рована в 1952—1953 гг. мною и М. М. Шемя-
киным и в 1954 г. независимо от нас— школой
Э. Снелла. Она исходила из свойств альдиминов
(Шиффовых оснований), которые пиридоксаль и
аналогичные альдегиды ** образуют с аминоки-
слотами. Все превращения подобных оснований
имеют одну общую причину, а именно резкое сни-
жение электронной плотности а-углеродного
атома аминокислоты за счет притяжения элект-
рона электрофильным a-заместителем, в данном
случае пиридиновым циклом***. В результате
* Ди к стон ы — органические соединения с двумя
карбонильными группами (>С=О) в молекуле, причем
у а-дикетонов карбонильные группы соединены между
собой непосредственно (—СО—СО—), у (3-дикетонов
они разделены одной метиленовой группой (—СО—
СН2—СО—), а у у-дикетонов разделены двумя такими
группами (—СО—СН2—СН2—СО—). Имины —
органические соединения, содержащие иминогруппу
(>С =NR), сходную по многим свойствам с карбониль-
ной ( >С =О). — Ред.
** Альдегиды — органические соединения, содер-
жащие карбонильную группу >С =О, связанную с
органическим радикалом (R) и с атомом водорода:
R—СН =О. По своим свойствам они во многом сходны
с кетонами, также содержащими карбонильную группу,
но связанную с двумя радикалами (R и R ').
Упоминаемые здесь альдимины— продукты замещения
кислорода в альдегидах на иминогруппу, в результате чего
получается R—CH = NR '. — Ред.
*** Пиридин — типичное азотсодержащее арома-
тическое соединение с единой замкнутой электронной систе-
мой, аналогичной бензолу. Иными словами, оно имеет
«ядро», подобное бензольному кольцу (цикл.). — Ред.
Рис. 7. Структурное подобие а-амино кислот с цикло-
серином и его аналогами
Ох	7Н2
хс-------L
НС)	hXCH2-H(R)
а —Аминокислота
поляризуются и расшатываются все связи а-С
атома и становится возможным разрыв любой из
них с образованием карбаниона альдимина
(рис. 6). Такой карбанион может подвергаться
разнообразным дальнейшим превращениям,
показанным на рис. 5.
В неферментативных модельных системах
обычно протекают параллельно несколько воз-
можных превращений иминов пиридоксаля. На-
против, при действии ферментов, содержащих
связанный с белком фосфопиридоксаль, наблю-
дается однозначный ход реакции и высокая ее
скорость. И нами, и школой Э. Снелла с самого
начала подчеркивалось, что субстратная и реак-
ционная специфичность каждого пиридоксале-
вого фермента (фермента, содержащего актив-
ную форму витамина В6: пиридоксаль-5-фос-
фат) должна определяться особенностями струк-
туры его белкового компонента — так называе-
мого апоэнзима.
Разработка проблемы вступила в новую фазу
в конце 50-х годов, когда были опубликованы
способы получения химически индивидуальных
препаратов нескольких пиридоксалевых фермен-
тов и, в частности, стала относительно доступной
чистая аспартат-аминотрансфераза.
Мы еще до этого исследовали отношение
частично очищенных аминотрансфераз к различ-
ного рода ингибиторам. Из них наиболее актив-
ными оказались некоторые окислители и тяже-
лые металлы, реагирующие с сульфгидрильными
группами (SH); реагенты, связывающие альдегид-
ную группу пиридоксальфосфата, и некоторые
структурные аналоги субстратов, как, например,
а-метилпроизводные глутамата и аспартата или
как антибиотик циклосерин (рис. 7). Как устано-
вили Р. М. Хомутов, М. Я. Карпейский и
Е. С. Северин, циклосерин и его дериваты (про-
изводные) представляют собой аналоги амино-
205
A. E. БРАУНШТЕЙН
субстратов; связываясь в активном центре*, они
подвергаются в нем превращениям, в результате
которых блокируется функционально важная
группа ферментного белка.
В дальнейшем одним из наиболее важных
подходов к исследованию активного центра
трансаминаз и других ПЛФ-ферментов стало
использование ингибиторов различного типа,
блокирующих ферментативную реакцию на раз-
ных стадиях.
В 1960 г. я перешел с несколькими сотрудни-
ками в АН СССР, в нынешний Институт молеку-
лярной биологии, и сформировал из квалифици-
рованных энзимологов и группы химиков-орга-
ников во главе с Р. М. Хомутовым Лабораторию
химических основ биокатализа. Здесь мы присту-
пили, кооперируясь с несколькими группами
физиков и физико-химиков, к всестороннему изу-
чению специфических свойств и структуры Асп-
трансаминазы и ряда других ПЛФ-энзимов с
использованием всего комплекса подходов моле-
кулярной энзимологии и химии белков.
Рассказу об основных итогах этих работ я
должен, забегая вперед, предпослать краткое
упоминание о сформулированных X. Данатаном
* А к ти в н ы й центр (в ферментативном катали-
зе)— особый участок поверхности молекулы фермента,
составленный, например, группами аминокислотных остат-
ков и коферментов, на котором протекают ускоряемые
ферментом реакции. — Ред.
(США) в 1966 г. квантово-химических соображе-
ниях, поднявших на новую, высшую ступень
теорию действия пиридоксалевых ферментов.
Речь идет о специальной геометрии кофермент-
су бстратных иминов, определяющей отрыв того
или другого заместителя от а-углеродного атома
аминокислоты с образованием уже упомянутого
нами карбаниона альдимина.
На схеме (рис. 8) альдимины ПЛФ показаны в
проекции с а-С атомом аминокислоты, обращен-
ным к зрителю (см. большое С), и пиридиновым
ядром кофермента в перпендикулярной рисунку
плоскости (оно очерчено прямоугольником). Как
подчеркнул X. Данатан, подлежащая разрыву
одинарная, или о-связь при а-С атоме аминоки-
слоты (Са—Н) должна лежать в плоскости, пер-
пендикулярной пиридиновому ядру. При этой
ориентации необходимая для активации о-связи
энергия минимальна ввиду перекрытия ее элек-
тронной орбитали с сопряженной системой
ол:-электронных орбиталей кофермента; к тому
же при такой геометрии минимальны переме-
щения атомов, необходимые для образования
промежуточного карбаниона.
Но ПЛФ-ферменты избирательно активируют
только одну связь в a-положении. На схеме пока-
заны три вида конформаций с разными а-свя-
зями в «активной», перпендикулярной ориента-
ции: 1-я конформация оптимальна для трансами-
В этой части статьи мы вступаем в область стерео-
химии — учения о пространственной структуре мо-
лекул. Наиболее разработана стереохимия органи-
ческих соединений.
В зависимости от пространственного располо-
жения отдельных групп и атомов в молекулах при
одном и том же порядке их связей между собой воз-
никают те или иные изомеры (стереоизомеры). Раз-
личают следующие виды стереоизомерии.
I.	Геометрическая изомерия. Наблюдается у со-
единений с двойными связями (С=С), C=N, N=N)
или же с такими циклами, называемыми «жестки-
ми», наличие которыхисключаетсвободное вращение
вокруг двойной связи или вокруг связей цикла. Та-
кая изомерия называется цис-транс- или син-анти-
изомерия. Цис-транс-изомерия связана с тем, что
два заместителя (атомные группировки) у каждого
из атомов, соединенных двойной связью или цик-
лом, оказываются (благодаря жесткости таких мо-
лекул) расположенными либо по одну (цис-положе-
ние), либо по разные (триис-положение) стороны
плоскости, которая мысленно разделяет молекулу
по линии двойной связи и перпендикулярна плос-
кости листа. Например:
Н —С —СООН	н —с —соон
II	II
н — С —СООН	НООС—С —н
Малеиновая кис-	Фумаровая кислота
лота (цис-изомер)	(триис-изомер)
II.	Оптическая (зеркальная) изомерия. Наблю-
дается у вещества с одним или несколькими асиммет-
ричными атомами углерода или реже с ассиметрич-
ными атомами других элементов. Здесь один асим-
метричный атом углерода определяет существова-
ние двух зеркально-изомерных веществ. Эти ве-
щества различаются направлением вызываемого
ими вращения плоскости поляризованного света
при полном сходстве всех остальных физических и
химических свойств.
III.	Поворотная изомерия. Наблюдается при
том или ином вращении атомов или групп в моле-
кулах вокруг простых связей без размыкания этих
связей. В результате образуются неустойчивые
структуры, в растворе раздельно не существующие
и легко переходящие одна в другую при небольшой
энергии активации. Такие структуры называются
конформациями, а изучение их химических и физи-
ческих свойств — конформационным анализом. По-
скольку изолировать друг от друга поворотные изо-
меры небольших молекул не удается, об их наличии
в растворе судят главным образом по данным физи-
ческих исследований. Причина существования кон-
формаций заключается во взаимном отталкивании
атомов и атомных групп. В молекулах полимеров
(в том числе биологических) и в кристаллах, где нет
свободы поворота, многие или все конформации
обладают большой устойчивостью (фиксированы).
Для обозначения конформаций применяют два ви-
да формул: перспективные и проекционные. В пер-
спективных поворотная ось, например связь С—С
или С—N, находится в плоскости листа. В проек-
ционных эти оси ему перпендикулярны, и поэтому
один атом «оси» находится точно позади другого
(см., например, рис. 8, где атом С показан впереди
атома N).
В настоящее время интенсивно разрабатыва-
ются вопросы стереохимии биополимеров, в том
числе ферментов (и, в частности, их активных цент-
ров), а также вопросы изменений конформаций в
фермент-субстратных соединениях («конформа-
ционных переходов») в ходе ферментативных реак-
ций, как правило, складывающихся из ряда после-
довательных стадий.
206
КЛЮЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ АЗОТИСТОГО ОБМЕНА
Рис. 8. Конформация (взаимоположение в пространстве)
альдиминов пиридоксальфосфата и аминокислот в актив-
ном центре ПЛФ-ферментов. Конформация а — опти-
мальная для трансаминирования (разрыва связи С0—Н),
в — для а-декарбоксилирования, с — для отщепления
или замещения группы R. Справа — изображение структуры
альдимина а в проекции с а-С атомом, обращенным в сто-
рону наблюдателя
нирования, 2-я — для а-декарбоксилирования и
3-я— для реакций отщепления или замещения
группы R (боковой цепи аминокислоты).
Эта концепция сыграла потом большую роль
в выяснении стереохимии превращений в актив-
ном центре пиридоксалевых ферментов.
Переходя к вопросу о структуре и каталитиче-
ском механизме Асп-трансаминазы (аспартат-
глутамат-трансаминазы), следует напомнить, что
размеры и морфология молекулы трансаминазы
долго оставались предметом разногласий. Они
были уточнены в нашей лаборатории О. Л. По-
ляновским с сотрудниками.
Этот фермент — прочно ассоциированный ди-
мерный (состоящий из двух субъединиц) протеид
с м. в. (молекулярным весом) более 90 000 (по
первичной структуре рассчитан м. в., равный
93 400). Мономерная субъединица каталитически
активна; она состоит из одной пептидной цепи и
содержит одну молекулу пиридоксальфосфата.
Альдегидная группа (НС= О) кофермента, как и
в других ПЛФ-энзимах, соединена альдиминной
связью ( — N= СН— ) с концевой NH2-группой
остатка аминокислоты лизина.
Спектральные максимумы трансаминазы, за-
висящие от кофермента, принадлежат к важней-
шим признакам различия между отдельными
формами и комплексами пиридоксаль-Р-содер-
жащих ферментов. Но даже формы с одинако-
выми спектрами поглощения могут существенно
различаться по структуре. В связи с этим боль-
шое значение приобрело открытие Ю. М. Тор-
чинским и Л. Г. Кореневой так называемой
индуцированной оптической активности (эффек-
тов Коттона) в полосах поглощения связанного
кофермента. Это явление позволяет дифференци-
ровать неразличимые по спектрам поглощения
формы трансаминазы и следить за их превраще-
ниями.
В любых клетках есть два независимых изо-
фермента— две изоформы аспартат-трансами-
назы, различные по строению, свойствам и лока-
лизации, а именно — митохондриальный и цито-
плазматический; исследованный нами изофер-
мент— цитоплазматический. Каждый из двух
изоферментов можно при помощи электрофореза
или фильтрации через ионообменники разделить
на ряд субформ, совпадающих по первичной
структуре, но различных по величине заряда,
энзиматической активности и спектральным
свойствам. Наиболее активна альфа-форма, име-
ющая наименьшую кислотность. У форм |3, у и
о удельная активность убывает с повышением
анионной подвижности; в них возрастающая
доля кофермента связана в каталитически
неактивном состоянии.
Много стараний было уделено выяснению
природы и роли функционально важных групп
белка трансаминазы и кофермента. Ряд авторов,
в том числе участник наших работ М. Я. Карпей-
ский с сотрудниками, разработали синтез множе-
ства аналогов ПЛФ, изучили их каталитические и
ингибиторные свойства при взаимодействии с
белками разных ПЛФ-ферментов и обнаружили
существенные различия в зависимости от при-
роды отдельных ферментов.
Здесь я вынужден ограничиться общей схемой
связей кофермента с белком в активном центре,
где каждый из заместителей молекулы ПЛФ вно-
сит свой вклад в его эффективность. Существен-
ная для катализа формильная группа
( —НС4' =О) ПЛФ связана с остатком лизина в
активном центре; водородные связи соединяют
азот пиридина с группой, которая служит доно-
ром протона, и фенольную группу ОН кофер-
мента с азотом ПЛФ-имина или с акцептирующей
протон группой белка. Фенольная группа обяза-
тельна и для энзиматических, и для модельных
реакций трансаминирования. Фосфатный остаток
ПЛФ, образуя ионную связь с катионной группой
белка, повышает на три порядка сродство между
ним и витамин-В6-альдегидом и необходим для
207
A. E. БРАУНИ!ТЕЙН
Ю	20
Ala-Pro-Pro-Ser-Val-Phe-Ala-Clu- Val-Pro-Cln-Ala-Gin-Pro-Val-Leu-Val-Phe-Lys-Leu-lle-Ala-Asp-Phr-Arg-
зо	40
Glu-Asp-Pro-Asp-Pro-Arg-Lys-Val-Asn-Leu-Gly-Val-Gly-Ala-Tyr- Arg-Thr-Asp-Asp-Cys-Glu-Pro-Trp-Val-
50	60	70
Leu-Pro-Vai-Vai-Arg-Lys-Val-Glu-Gin-Arg-lle-Ala-Asn-Asp-Ser-Ser-Leu-Asn-His-Glu-Tyr-Leu-Pro-lle-Leu-
80	90
Gly-Leu-Ala-Glu-Phe-Arg-Thr-Cys- Ala-Ser- Arg-Leu-Ala-Leu-Gly- Asp- Asp-Ser-Pro- Ala-Leu-GIn-Glu-Lys-
100	110	120
Arg-Val-Gly-Gly-Val-GIn-Ser-Leu-Gly-Gly-Thr-Gly-Ala-Leu-Arg-lle-Gly-Ala-Glu-Phe-Leu-Ala-Arg-Trp-Tyr-
130	,	140
Asn-Gly-Thr-Asn-Asn-Lys-Asp-Thr-Pro-Val-Tyr-Val-Ser-Ser-Pro-Thr-Trp-Glu-Asn-His-Asp-Gly-Vai - Phe-
150	160	170
Thr-Thr-Ala-Gly-Phe-Lys-Asp-lle-Arg- Ser-Tyr-Arg-Tyr-Trp-Asp-Thr-Glu-Lys-Arg-Cly-Leu-Asp-Leu-Gln-
180	190
Gly-Phe-Leu-Ser-Asp-Leu-Glu-Asx-Ala-Pro-GIx-Phe-Ser-lle-Phe-Val-lle -His-Ala-Cys-Ala-His-Asn-Pro-
200	210
Thr-Gly-Thr-Asp-Pro-Thr-Pro-GIx-Glu-Trp-Lys-GIn-lle-Ala-Ser-Val-Met-Lys-Arg-Arg-Phe-Leu-Phe-Pro -
220	230	240
Phe-Phe-Asp-Ser-Ala-Tyr-Gln-Gly-Phe-Ala-Ser-Gly-Asn-Leu- Glu-Lys-Asp-Ala-T rp-Ala-lle-Arg-Tyr-Phe-
250	*	260
Val-Ser-Glu-Gly-Phe-Glu-Leu-Phe-Cys-Ala-Gln-Ser-Phe-Ser-Lys-Asn-Phe-Gly-Leu-Tyr-Asn-Glu-Arg-Val-
270	280	290
Gly-Asn-Leu-Thr-Val-Val-Ala-Lys-Glu-Pro-Asp-Ser-lle-Leu-Arg-Val-Leu-Ser-Gln-Met-Glu-Lys-lle-Val-Arg-
300	310
Val-Thr-Trp-Ser-Asn-Pro-Pro-Ala-Gln-Gly-Ala-Arg-lle-Val-Ala-Arg-Thr-Leu-Ser-Asp-Pro-Glu-Leu-Phe-His-
320	330	340
Glu-Trp-Thr-Gly-Asn-Val-Lys-Thr-Met-Ala-Asp-Arg-lle-Leu-Ser-Met-Arg-Ser-Glu-Leu-Arg-Ala-Arg-Leu-Glu-
350	360
Ala-Leu-Lys-Thr-Pro-Gly-Thr-Trp-Asn-His-lle-Thr-Asp-Glu-lle-Gly-Met-Phe-Ser-Phe-Thr-Gly-Leu-Asn-Pro-
370	380	390
Lys-GIn-Val-Glu-Tyr-Leu-lle-Asn-Glu-Lys-His-lle-Tyr-Leu-Leu-Pro-Ser-Gly-Arg-lle-Asn-Met-Cys-Gly-Leu-
400	410
Thr-Thr- Lys-Asn-Leu-Asp-Tyr-Val-Ala-Thr-Ser-lle-His-Glu-Ala-Val-Thr-Lvs-lle-GIn
правильной пространственной ориентировки ко-
фермента. Пиридиновое ядро контактирует с
гидрофобными участками белка; введение в него
в положениях 2' или 6 заместителей крупнее
метильной группы (СН 3) резко снижает актив-
ность аналога кофермента.
Основные группы белка трансаминазы, игра-
ющие функциональную роль в действии фермен-
та, — это несомненно лизин, связывающий ко-
фермент, и, по всей видимости, имидазольные
группы одного или двух остатков гистидина. Что
касается некоторых других групп, то в опреде-
ленных случаях их модификации нарушают энзи-
Рис. 9. Первичная структура Асп-трансаминазы сердца
свиньи (по Ю. А. Овчинникову, А. Е. Браунштейну и др.,
1972). Остатки различных аминокислот обозначены сим-
волами, составленными из трех начальных букв их латин-
ского названия, например Туг—тирозин, Lys—лизин,
Cys—цистеин и т. д.
матическую реакцию. Мы коснемся этого
вопроса после ознакомления с пептидной после-
довательностью Асп-трансаминазы, выяснение
которой закончено в 1972 г. под руководством
академика Ю. А. Овчинникова совместно с кол-
лективом его сотрудников и группой работников
нашей лаборатории. Среди крупных белков,
208
КЛЮЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ АЗОТИСТОГО ОБМЕНА
структура которых расшифрована, аспартат-
трансаминаза — третий по величине, и эта крайне
сложная работа явилась крупным достижени-
ем— свидетельством зрелости советской химии
белка. На рис. 9 представлена пептидная цепь
трансаминазы с ее 412 остатками и указано поло-
жение в ней нескольких предположительно важ-
ных остатков. Существенный лизиновый остаток
активного центра, Lys-258, входит в состав ранее
выделенного тетрапептида серин-лизин-аспара-
гин-фенилаланин (Ser-Lys-Asn-Phe); аналогич-
ный лизиновый тетрапептид митихондриального
изофермента имеет расшифрованную японскими
исследователями И. Морино и Т. Ватанабе в
1966 г. последовательность аланин-лизин-аспа-
рагин-метионин (Ala-Lys-Asn-Met).
Один реакционноспособный остаток тирози-
на, Туг-40, легко нитруется тетранитрометаном со
значительным уменьшением активности транс-
аминазы. Однако, как показали независимо
О. Л. Поляновский, Ю. М. Торчинский и
П. Кристен в Цюрихе (Швейцария), тетранитро-
метан одновременно окисляет необратимо один
из пяти остатков цистеина, Cys-390. Раздельное
химическое воздействие на остатки Туг-40 (дру-
гими приемами) не вызывает большого подавле-
ния активности. Инактивация наступает лишь
при блокировке обеих групп; отсюда ясно, что ни
та, ни другая сами по себе для каталитического
акта не существенны.
Как Поляновский, так и Торчинский повторно
возвращались к изучению пяти цистеиновых
остатков фермента из свиных сердец, их различ-
ной реакционноспособности и значения для
работы фермента. Эти остатки удалось модифи-
цировать избирательно, метить изотопно, локали-
зовать в пептидной цепи фермента и измерить их
расстояния от ядра ПЛФ.
Оказалось, что легко блокируются почти без
ущерба для активности поверхностно располо-
женные остатки Cys-45 и Cys-82. Полускрытым,
трудно доступным для реагентов является уже
Рис. 10. Схема связей кофермента с апоферментом (бел-
ковой частью) трансаминазы. Углерод верхней части ри-
сунка — это С4 кофермента.
Рис. 11. Ориентировочная схема топографии установлен-
ных групп в активном центре трансаминазы
упомянутый Cys-390. А. Ю. Мишарин, О. Л. По-
ляновский и другие, используя аналоги ПЛФ,
содержащие парамагнитную иминоксильную
группу, которая реагирует с Cys-390, показали,
что этот остаток локализован в активном участке
фермента вблизи 0-С атома субстратов на
расстоянии ~8А от центра ядра ПЛФ.
Остальные два остатка цистеина располо-
жены в глубине белковой глобулы и доступны
реагентам лишь после денатурации фермента.
Данные О. Л. Поляновского, К. Турано
(Италия), а также М. Мартинеса-Карриона
(США) об инактивации трансаминазы при моди-
фикации одного-двух остатков гистидина свиде-
тельствуют о функциональном значении имида-
зольных групп*. Локализация их в пептидной
цепи еще не установлена. По имеющимся данным
либо E-NH2-rpynna аминокислоты лизина (т. е.
стоящая при Е-С-атоме), либо имидазольная
группа акцептирует протон при начальной диссо-
циации водородного атома при а-С атоме суб-
страта и отдает протон атому С4' кофермента.
Е. С. Северин и др., а также Ю. М. Торчинский
с сотрудниками полагают, что имидазольная груп-
* Имидазол — гетероциклическое соединение,
основу которого составляет имидазольное ядро (цикл); его
формула:
НС- N
НС сн
'NH
t
Атом водорода легко доступен отщеплению от группы
>NH, а также присоеденению к другому атому азота цикла
диссоциации или замещению некоторыми одновалентными
остатками (радикалами). Производные имидазола (в частно-
сти, аминокислота гистидин) широко распространены в
животном и растительном мире. — Ред.
209
A. E. БРАУНШТЕЙН
па служит катионным центром для связывания
а-карбоксила субстрата, но не связывает
фенольную группу кофермента. На рис. 10
изображена схема связей кофермента с белковой
частью (апоферментом) трансаминизы; на
рис. 11— приближенная схема вероятного
расположения установленных групп белка в
активном центре фермента (по О. Л. Полянов-
скому).
Для построения геометрической и электрон-
ной пространственно-временной модели энзима-
тической реакции трансаминирования много
ценного можно почерпнуть из стереохимической
информации о строении и превращениях фер-
мент-субстратных комплексов.
Важный вклад в выяснение стереохимии
трансаминазной реакции внесли, с одной сторо-
ны, работы X. Данатана (США) и Д. Аригони
(Швейцария), а с другой — исследования
Е. С. Северина с сотрудниками.
На основании ранее известных данных и
экспериментального изучения (при помощи изо-
топно-меченого водорода) топологии ключевой
стадии трансаминирования — альдимин-кети-
минного превращения— X. Данатан и Д. Ари-
гони пришли к следующим важным заключениям
о стереохимии этой стадии: (1) у а-С атома суб-
страта, а также у С4' — атома пиридоксамин-
фосфата фермент мобилизует и переносит при
этом превращении атомы водорода с одной и той
же так называемой S-симметрией; (2) оба этих
атома расположены в фермент-субстратном ком-
плексе по одну сторону плоскости кофермент-
ного имина, с так называемой «si» — (sinister —
левая) стороны; с этой же стороны происходит
присоединение водородных атомов к а-С и С4'
атомам фермент-субстратного имина в активном
центре при восстановительных реакциях; (3) сле-
довательно, на рассматриваемой стадии имеет
место цис-геометрия, т. е. реакции отнятия и при-
соединения протона происходят по одну сторону
плоскости, которая мысленно разделяет молекулу
ПЛФ — альдимина по линии двойной связи; (4)
перенос протона осуществляет одна акцепторная
группа. Согласно X. Данатану эти и другие дан-
ные однозначно определяют конформацию аль-
димина в активном центре, фиксируя определен-
ное пространственное расположение 1-го, 2-го и
3-го углеродных атомов аминокислоты-субстра-
та относительно кофермента.
Конформацию (пространственную структуру)
субстратной молекулы в целом в комплексе
Михаэлиса* с аспартат-трансаминазой выявили
Е. С. Северин, Р. М. Хомутов и их сотрудники.
Они исследовали взаимодействие фермента со
стерически жесткими псевдосубстратами— че-
тырьмя изомерными аналогами циклосерина, по-
* Комплекс Михаэлиса — комплекс (ES) ме-
жду ферментом (Е) и субстратом(8)на первомэтапефермен-
тативного процесса до образования между ними ковалент-
ных связей. — Ред.
Рис. 12. Перспективные формулы стереоизомерных ин-
гибиторов Асп-трансаминазы (а- и у-цикл о гл у там а то в)
строенными на основе углеродного скелета глу-
таминовой кислоты. Эти аналоги — жесткие
шаблоны разных вращательных конформеров
(ротамеров) глутаминовой кислоты — избира-
тельно ингибируют действующие на этот
субстрат трансаминазы. К аспартат-глутамат-
трансаминазе наибольшее сродство — более
высокое, чем у самого глутамата, — проявляют
соединения; трея-а-циклоглутамат и трео-у-
циклоглутамат; именно их жесткие структуры,
очевидно, наиболее точно вписываются в суб-
стратный участок фермента. На рис. 12 изобра-
жены* ‘ проекции пространственных моделей
этих двух соединений. Легко убедиться, что
вращением вокруг связей в незакрепленных цик-
лами частях углеродной цепи можно получить
одну-единственную конформацию, в которой оба
ингибитора совмещаются всеми пятью С-атома-
ми. Эта геометрия, очевидно, должна быть
близка к геометрии глутамата в комплексе Миха-
элиса. Северин далее показал, что две разделен-
ные расстоянием в 6,2 А катионные группы бел-
ка, с которыми связываются два карбоксилат-
иона глутамата, могут также образовать ионные
пары с двумя карбоксилами аспартата при одной-
единственной конформации его молекулы.
Есть основания думать, что нет существенных
различий в геометрии субстратов в комплексе
Михаэлиса и установленной X. Данатаном стере-
охимией субстратного альдимина в активном
210
КЛЮЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ АЗОТИСТОГО ОБМЕНА
Рис. 13. Орторомбический кристалл аспартат-трансамина-
зы из цитозоля сердца кур (Г. А. Волкова, В. М. Кочкина,
Ю. М. Торчинский и др., 1978)
центре, о которой мы говорили ранее. Рассмотре-
ние физических (спектральных и т. п.) и химиче-
ских данных, накопленных при изучении реакций
между чистыми трансаминазами и субстратами
(или аналогами субстратов) приводит к выводу о
неизбежности существенных перестроек химиче-
ской топографии (геометрической и электрон-
ной) в активном центре фермент-субстратных
комплексов на последовательных стадиях реак-
ций трансаминирования.
Высказаны различающиеся в существенных
деталях и частично обоснованные эксперимен-
тально гипотезы о природе этих перестроек, дру-
гими словами — о молекулярном механизме
некоторых стадий ферментативного трансамини-
рования. Окончательный выбор здесь пока
нельзя сделать.
Точное описание химической топографии
промежуточных комплексов при энзиматическом
трансаминировании, видимо, станет возможным
лишь на основе данных рентген-структурного
исследования кристаллов трансаминазы и ее ком-
плексов с ингибиторами, блокирующими реак-
цию на разных стадиях.
Попытки в этом направлении, предпринятые
несколькими группами исследователей, не прине-
сли пока решающего успеха в основном в силу
технических трудностей.
Ближе других к цели подошли мои коллеги
Ю. М. Торчинский и В. М. Кочкина совместно
с сотрудниками Института кристаллографии АН
СССР А. А. Вороновой, Э. Г. Арутюняном и
др. Удалось вырастить достаточно крупные моно-
кристаллы* различной (в том числе кубической)
формы Асп-трансаминазы из сердца кур, дающие
четкие двухмерные рентгенфотограммы при
* Монокристалл — одиночный кристалличе-
ский индивидуум в отличие от сдвоенных (двойников) и
сросшихся кристаллов (поликристаллов). — Ред.
съемке по одной из осей кристалла. Но при
съемке в поперечном направлении этих и получен-
ных другими способами кристаллов фермента
четких рефлексов пока не удавалось получить —
нет достаточной упорядоченности по третьей
координате. С тем же препятствием столкнулись
и другие исследователи. Таким образом, установ-
ление трехмерной топографии трансаминазы
остается пока невзятым рубежом на пути к пол-
ному описанию механизма ее действия.
Послесловие автора
Упомянутый в конце статьи рубеж вскоре был преодо-
лен. В 1974—1975 гг. в лаборатории автора Ю. М. Тор-
чинским и его группой были получены из сердца кур доста-
точно крупные кристаллы цитоплазматической аспартат-
трансаминазы, которые оказались вполне упорядоченными
и пригодными для рентген-структурных исследований
(рис. 13). Были получены также весьма близкие по струк-
туре (изоморфные) кристаллы трансаминазы с включен-
ными в кристаллическую решетку производными тяжелых
металлов (с высокой электронной плотностью), а также
кристаллы комплексов фермента с аналогами субстратных
аминокислот (псевдосубстратами), которые проходят лишь
часть этапов каталитической реакции (так сказать, «заморо-
жены» на определенной стадии реакции). Эти кристаллы
были переданы для исследования в Институт кристаллогра-
фии АН СССР, где под руководством академика
Б. К. Вайнштейна проведены начальные исследования
трехмерной структуры белковых кристаллов фермента и
его комплексов (м. в. 93 400) методом рентген-дифракто-
метрии с разрешением до 5 и затем до 3,5 А. Предвари-
тельные результаты, позволившие построить приближен-
ную модель объемной структуры фермента, состоящего из
двух субъединиц, и установить местонахождение в каждой
из них молекулы кофермента, опубликованы в
1978—1979 гг. Для точной расшифровки трехмерной
структуры трансаминазы необходимо знать последователь-
ность остатков аминокислот в ее полипептидной цепи (пер-
вичную структуру цепи). Как упоминалось, эта последова-
тельность была расшифрована в 1972 г. в Институте био-
органической химии и Институте молекулярной биологии
АН СССР для одноименного фермента из свиных сердец.
Теперь понадобилось заново провести почти столь же
трудоемкую работу по установлению первичной структуры
трансаминазы из цитоплазмы сердца кур. Эта задача
успешно выполнена в 1979 г. совместно группой сотрудни-
ков лабораторий автора и профессора Е. С. Северина (Ин-
ститут молекулярной биологии АН СССР). Первичные
структуры Асп-трансаминаз цитоплазмы сердец свиней и
кур при близком общем подобии (около 80% гомологии)
оказались существенно различающимися на отдельных
участках пептидной последовательности. Немного позднее
были начаты и успешно развиваются в нескольких лабора-
ториях (в Швейцарии, США и Италии) рентгеноструктур-
ные исследования других форм аспартат-трансаминазы:
митохондриальных (из куриных и говяжьих сердец) и цито-
плазматических (из свиных и говяжьих сердец).
Предварительные результаты (в сочетании с данными
проводимых в нашей и других лабораториях спектрофото-
метрических исследований кристаллических трансаминаз)
подтверждают наличие в ферменте конформационных
переходов (изменений ориентации кофермента) в ходе
цикла реакции трансаминирования. Можно ожидать с уве-
ренностью, что в ближайшем будущем объединенные
результаты проводимых в разных центрах работ позволят
составить достаточно правильную динамическую модель
механизма этой важнейшей реакции метаболизма азота,
т. е. дать ответ на сложнейший вопрос, пока не решенный
ни для одного из известных ферментов.
211
КИРИЛ ЦОЧЕВ БРАТАНОВ
ИММУНОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ
успехов. Изучение жизненных процессов с помо-
щью современных научных методов биохимии,
биофизики, иммуногенетики и иммунохимии
дало возможность выявить и расшифровать на
молекулярном уровне тончайшие процессы жи-
вой материи в ее непрерывном движении, разви-
тии и изменении, вскрыть основные механизмы
жизни. Не без основания можно ожидать, что
последняя четверть XX в. будет эрой молекуляр-
ной биологии.
Особенно ценны результаты изучения про-
цесса размножения — одного из основных
свойств живой материи. Этот сложный биологи-
ческий процесс протекает у высших животных и у
человека в несколько этапов и зависит от множе-
ства факторов.
Один из самых активных факторов, обуслов-
ливающих правильный ход процесса размноже-
ния,— эндогенные (внутрителесные) факторы, к
которым относятся энзимы, гормоны и иммун-
ные тела.
Энзимы — гиалуронидаза, гексокиназа, ами-
лаза, фосфатаза и др. — играют очень важную
роль в обменных процессах половых клеток, при
оплодотворении, имплантации зародыша (т. е.
при внедрении его в слизистую оболочку матки),
в процессах плацентообразования и вынашива-
ния плода.
Половые гормоны — важный фактор, стиму-
лирующий функции полового аппарата, регули-
рующий овуляцию и сперматогенез, определя-
ющий характер полового цикла в женском орга-
низме. Известно также, что половые гормоны
Кирил Цочев Братанов (р. 1911) — болгарский биолог, академик Бол-
гарской Академии наук, Народный деятель науки, лауреат Димитровской
премии. С 1944 по настоящее время — директор Института биологии и
иммунологии размножения и развития организмов в Софии.
В 1958 избран членом-корреспондентом, в 1968 —академиком, в 1971 —
членом Президиума Болгарской Академии наук, а в 1976 — директором
Единого биологического отделения Академии.
К. Братанов изучает биологию размножения и опубликовал в этой области
свыше 190 научных трудов, в том числе «Биологические основы репродук-
ции» (1965). Особенно важны его работы, посвященные интенсификации
размножения и повышению плодовитости животных. В последние годы его
научные исследования касаются иммунологии репродукции (уже опублико-
вано более 60 экспериментальных работ).
К. Братанов — иностранный член ВАСХНИЛ, Французской ветеринарной
академии, Сельскохозяйственной академии ГДР, Медицинской академии
Бельгии и многих иностранных научных обществ. В 1975 был избран пред-
седателем XX Всемирного съезда по ветеринарной медицине в Солуне
(Греция).
необходимы для осуществления половых рефле-
ксов в мужском организме. Вообще говоря, они
являются важным двигателем половой функции,
и уменьшение их количества приводит к наруше-
ниям процесса размножения. Изучение половых
гормонов, их структуры, биохимии, физиологии
и клиники является предметом обособленной дис-
циплины — сексуальной эндокринологии.
За последние годы подтверждена исключи-
тельно важная роль в процессе размножения так
называемых иммунных тел, которые образуются
как в мужском, так и в женском организме.
Более 70 лет назад одновременно, но независимо
друг от друга Мечников (1899) и Ландштейнер
(Австрия, 1899) положили начало исследованиям
в этой области. Особенно ценный вклад, в частно-
сти в исследования «сперматотоксинов», внес
после них Метальников (1900). Однако потребо-
вался длительный период времени для того,
чтобы на полученные данные обратили должное
внимание. Лишь за последние 15—20 лет в раз-
личных странах были проведены многочислен-
ные исследования по иммунологии как мужских,
так и женских половых клеток.
Теперь установлено, что сперматозоиды, кото-
рые образуются в замкнутой системе, каковой
является половая система, после прекращения
изоляции (например, при воспалении полового
аппарата или при травме и иссечении семенных
канальцев) начинают действовать как аутоанти-
гены, т. е. иммунизируют производящий их
организм. Такие данные получены нами в Инсти-
туте биологии и иммунологии размножения в
Софии (совместно с Диковым и Поповой) на кро-
ликах, быках и баранах (1953). Они подтвержда-
212
ИММУНОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ
Оплодотворение
Роль плазменной оболочки сперматозоидов при оплодо-
творении
213
К. БРАТАНОВ
ются исследованиями Райциной (СССР) и Шуль-
мана (Schulman, США). Образуемые в этих слу-
чаях иммунные тела называются аутоспермоанти-
телами. Эти аутоспермоантитела способны как
тормозить образование сперматозоидов, так и
вызывать их склеивание (аутоагглютинацию).
Исследования в этой области позволили уста-
новить химическое строение, структуру, иммуно-
логические отношения антигенов мужского по-
лового аппарата, а именно: сперматозоидов,
спермальной плазмы и клеток семенников и
семенного канала. И надо отметить, что исследо-
вания по этому вопросу проводятся еще глуб-
же— прослежено антигенное действие отдель-
ных компонентов сперматозоидов: клеточной
мембраны, ядра, акросомы, а также ряда энзи-
мов, таких как гиалуронидаза, гексокеназа, лак-
тадегидрогеназа, щелочная и кислая фосфатаза,
акрозин и другие энзимные системы.
Большой интерес вызвали исследования анти-
генного действия особой спермальной плазмы,
которая играет важную роль в процессе оплодо-
творения, обволакивая липопротеидную мембра-
ну сперматозоидов. Доказано, что эта плазменная
оболочка играет исключительно важную роль
при прохождении сперматозоидов через женский
половой тракт до яйцепроводов, где происходит
встреча яйцеклетки со сперматозоидом и оплодо-
творение. Если промыть сперматозоиды в физио-
логическом растворе, т. е. если «оголить» их, то
они не могут передвигаться по женскому поло-
вому тракту и оплодотворения в яйцеводах не
происходит. Замена одной плазменной оболочки
сперматозоидов на другую при иммунологиче-
ском бесплодии в некоторых случаях может, как
показывают опыты, привести к оплодотворению.
Схематически это представляется так: допустим,
женский организм В иммунологически несовме-
стим с мужским организмом А (переход сперма-
тозоидов через половой аппарат и оплодотворе-
ние невозможны), но он совместим с мужским
организмом С. При замене плазменной оболочки
сперматозоидов организма А плазменной оболоч-
кой организма С оплодотворение становится воз-
можным. Замена одного плазменного «одеяния»
сперматозоидов на другое в животноводстве,
например, между овцами и козами, способствует
оплодотворению при межвидовой гибридизации.
Метод такой замены на основании собственных
исследований разработан нами совместно с Дико-
вым.
В иммунологическом аспекте женский орга-
низм высших млекопитающих и человека прини-
мает в процессе размножения гораздо более
активное участие, чем мужской. Как известно, в
женском организме происходят осеменение,
оплодотворение, имплантация зародыша, образо-
вание плаценты, в нем протекают все этапы
эмбрионального развития, заканчивающегося
родами. Все эти физиологические процессы
создают условия в женском организме для
214
образования иммунных тел в отдельные этапы
процесса размножения.
Весьма ценны исследования аутоиммуниза-
ционных процессов в женском организме, осо-
бенно антигенного действия яйцеклетки, фолли-
кулярной жидкости, зиготы (оплодотворенного
яйца) и ее трофобласта (наружного, питающего
слоя клеток), эмбриона, плаценты и околоплод-
ной жидкости. Женский половой аппарат, как и
мужской, представляет собой изолированную от
организма систему. В случаях нарушения целост-
ности этой системы образовавшиеся в организме
половые продукты тоже могут (ввиду своей спе-
цифической структуры) действовать в качестве
аутоантигенов. Во время беременности плацента
исполняет роль барьера, препятствующего про-
никанию белков плода в материнский организм.
При нарушении этого барьера, особенно при
некоторых воспалительных процессах, эта изоля-
ция нарушается и создаются условия для аутоим-
мунизации. В таких случаях мы говорим об
иммунологии размножения. Иммунные отноше-
ния в системе «мать—плод» являются предметом
тщательных исследований особенно в последние
годы.
При размножении женский организм является
реципиентом (приёмником) чужих белков, при-
чем белков разного типа и характера. Эти белки
или белковые компоненты, особенно принадле-
жащие группе так называемых иммуноглобули-
нов, могут в тех или иных условиях проходить
через барьер плаценты или через барьер самого
полового аппарата и действовать как антигены в
системе целого организма, в результате чего син-
тезируются антитела. В качестве антигенов мо-
гут выступать сперма, отдельные сперматозоиды
и семенная плазма— носители высокомолеку-
лярных белков и специфических иммуноглобули-
нов с антигенным действием в отношении жен-
ского организма.
Иммунные антитела, образующиеся при раз-
множении в женском организме, очень трудно
классифицировать ввиду их большого разнооб-
разия и возникновения на разных стадиях разви-
тия плода. Обычно иммунные антитела классифи-
цируют следующим образом: естественные, спе-
цифические, неспецифические, органно-ткане-
вые, групповые, индивидуальные, постоянные,
временные и пр. Особое значение имеет опреде-
ление иммунных тел в зависимости от происхо-
ждения действующих антигенов, а именно выде-
ление трех групп: аутоиммунные тела, которые
образуются при действии собственных антигенов
(аутоантигенов) в собственном организме; изо
(или алло) иммунные тела, которые образуются
после оплодотворения в материнском организме
при действии чужеродных антигенов того же
вида, и гетероиммунные тела, которые образу-
ются под действием антигенов другого вида.
Перечислим лишь некоторые наиболее важ-
ные группы иммунных тел в женском организме:
ИММУНОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ
а) антигормоны (антигонадотропины); б) изо-
спермоантитела; в) эмбриоантитела; г) лактоан-
титела.
Антигормоны, действие которых направлено
против функции яичника, являются антигонадо-
тропинами, которые могут быть либо аутоанти-
гонадотропинами (образуются под действием соб-
ственных антигенов), либо изоантигонадотро-
пинами (образуются под действием чужеродных
антигенов). И те и другие оказывают ингибиру-
ющее (угнетающее) действие на функции яични-
ков. Установлено, что антигормоны образуются в
случаях приема гормональных препаратов, в изо-
билии выпускаемых для нужд медицины и живот-
новодства.
Если гормональные препараты не очищены от
антигенов, то они могут оказывать одновременно
двоякое воздействие — гормональное и антиген-
ное, в результате чего в организме наблюдается
состояние конфликта между биологической и
антигенной активностью гормональных препара-
тов. В результате эффективность гормональных
препаратов сводится к нулю, а во многих случа-
ях вместо положительного наблюдается отрица-
тельный эффект.
Другая важная группа иммунных антител в
женском организме — спермоантитела.
Как уже было отмечено, в этой области нако-
плено множество данных. В женском организме
существуют два вида спермоантител — циркули-
рующие, или гуморальные, иммунные тела,
образованные вне полового аппарата при уча-
стии, например, лимфоцитов и вилочковой желе-
зы, лимфоидной ткани, и локальные, или орган-
ные, иммунные тела, образованные в самом
половом аппарате. Оплодотворение обычно зави-
сит от концентрации иммунных тел в половом
аппарате, куда попадают сперматозоиды. Вот
почему переход гуморальных иммунных тел через
стенку матки в половой аппарат имеет столь
большое значение для плодовитости данного
организма.
Исследования локального иммуногенеза по-
зволили в последние годы выяснить причины
некоторых видов бесплодия, а также найти сред-
ства для создания искусственного иммунологиче-
ского бесплодия в целях дальнейшего экспери-
ментального его изучения.
Большой интерес представляют исследования
эмбриоантител. Обнаружено, что в процессе
оплодотворения, т. е. сближения и слияния муж-
ской и женской гамет (продуктов обоих организ-
мов с разными белковыми структурами, а следо-
вательно, и с различными антигенными характе-
ристиками), наблюдаются типичные иммунопо-
добные реакции, при которых развивающуюся
зиготу, а затем и эмбрион рассматривают как
аллотрансплантат (трансплантат родственного
вида) в организме матери.
Особенно ценны здесь данные Еврева (Болга-
рия) об антигенном действии сперматозоидных
энзимов— гиалуронидазы, акрозина, неурами-
нидазы (ЬДН-Х) и энзима, обеспечивающего
проникновение сперматозоида через так называ-
емую corona radiata яйцеклетки. В обычных
условиях эти энзимы иммунной реакции не вызы-
вают, но при тех или иных нарушениях действуют
как антитела. Тогда против них образуются анти-
энзимы, которые тормозят их действие, и в
результате возникает бесплодие. Иммуноэнзимо-
логия оплодотворения представляет новую, не
вполне изученную область знания. Не меньший
интерес представляют исследования роли внеш-
ней оболочки зародыша — трофобласта, а также
различных протеолитических ферментов и энзим-
ных систем, выделяемых зародышем, в создании
иммунологической толерантности (совместимо-
сти) между матерью и плодом и в обеспечении
образования плаценты и нормального вынашива-
ния плода.
Доказано, что контакт трофобласта со стен-
ками матки, по сути дела, является контактом
между двумя антигенными системами.
В ходе наших исследований на животных
(кроликах, овцах, козах, свиньях) было установ-
лено, что образующиеся во время нормальной
беременности эмбриоантитела не вызывают на-
рушений вынашивания плода. По ходу беремен-
ности их количество, однако, возрастает, и в тех
случаях, когда оно начинает превышать опреде-
ленную границу, наступает прерывание беремен-
ности, т. е. ранний или поздний выкидыш.
Эти исследования оказались весьма полез-
ными в выяснении не только причин ранней
эмбриональной смертности и самопроизвольных
абортов вообще. Они помогают и в решении дру-
гих вопросов. Так, например, в Институте биоло-
гии и иммунологии размножения мы совместно с
Кожухаровой, зная об аллергической реакции
материнского организма на избыток эмбриоан-
тител, успешно разработали аллергические имму-
ноклинические методы быстрого и раннего диаг-
ноза беременности. В частности, полученный
нами антиген Р70 помогает быстро определять
беременность коров по их внутридермальной ре-
акции уже через 30 суток после оплодотворения.
Новые методы способствуют ныне правильной
организации процесса размножения и повыше-
ния плодовитости в животноводстве.
В результате исследований в области иммуно-
логии воспроизводства были разработаны также
некоторые эффективные методы ограничения и
устранения иммунологически обусловленного
бесплодия и восстановления плодовитости. В жи-
вотноводстве бесплодие наносит огромный
ущерб народному хозяйству, так как ведет к по-
нижению продуктивности — к уменьшению ко-
личества мяса, молока и других продуктов.
Это исключительно важная проблема также в
сфере медицины, где во многих случаях беспло-
дие является семейной трагедией.
При изучении иммунного бесплодия у людей и
215
К. БРАТАНОВ
животных было установлено, что зачастую
каждый из родительских организмов плодоспосо-
бен, однако их комбинация, например мужского
организма А с женским организмом В, вызывает
иммунологический конфликт, а следовательно, и
бесплодие*. Комбинация того же мужского
организма А с другим женским организмом,
например В15 иммунологически совместима,
поэтому оплодотворение и вынашивание плода
возможны. Оплодотворение произойдет и при
комбинации женского организма В с мужским ор-
ганизмом А15 в результате чего вынашивание
протечет нормально.
Интересны исследования роли некоторых ге-
тероантител в женском организме с направлен-
ным действием против процесса размножения.
К этой группе относятся антитела против анти-
биотиков, к которым, как известно, организм
приобретает известную чувствительность. У жи-
вотных наблюдаются следующие интересные
случаи: у некоторых самок создавалась чувстви-
тельность к антибиотикам, которые они длитель-
ное время получали. После осеменения таких
самок спермой, консервированной в присутствии
этих же антибиотиков, сперматозоиды агглюти-
нируют в половом аппарате, и оплодотворения не
наступает.
Еще одно важное направление иммунологии
размножения состоит в изучении роли иммунных
факторов в образовании и выделении молока.
* Такие комбинации часто наблюдаются у бездетных
пар, когда оба супруга в отдельности плодоспособны,
однако между ними существует иммунологическая не-
совместимость. Современная иммунология предостав-
ляет эффективные методы определения иммунологиче-
ской несовместимости, тем самым способствует выявле-
нию истинной причины и избежанию взаимных обвине-
ний, что нередко бывает между супругами.
Иммунные реакции (пунктирные стрелки) в отдельные пе-
риоды созревания женских и мужских половых клеток и
размножения
Участие сперматозоидных энзимов в разрыве оболочки
яйцеклетки и проникновении в ее протоплазму мужской
половой клетки (По Евреву)
216
ИММУНОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ
Спермоагтлю-
тинация в ор-
ганизме того
же вида .
Безуспешное „
оплодотворение ।
Антитела к за-
родышу и эмб -
риональная
смертность
Антитела к
эмбриону и
ранний аборт
Позднее
эмбриональное
развитие
Антитела н
утробному
плоду и аборт
Наши исследования, проведенные в этой области
в Институте биологии и иммунологии размноже-
ния в Софии совместно с Христовой, показали,
что в организме самок и женщин в период лакта-
ции, особенно при поражениях каналов молочной
железы (воспаление, травма сосков при кормле-
нии) молоко и конкретнее — глобулины молока
могут переходить в кровь и оказывать аутоанти-
генное воздействие, вызывая тем самым образо-
вание так называемых аутолактоантител, вызы-
вающих аллергическую реактивность, сопрово-
Комбинация женского и мужского организмов для преодо-
ления иммунологического бесплодия
ждающуюся признаками воспаления молочной
железы и нарушениями молочной секреции. При-
менение антибиотикотерапии при такой этиоло-
гии — бесполезное дело. По самым новым иссле-
дованиям, более 50% маститов высокопродуктив-
ных коров обусловлены иммунной аллергической
реактивностью. Наличие таких аутолактоантител
определяется с помощью современных методик
(например, так называемых методов позитивной
гемоагглютинации, иммунофлюоресценции, им-
мунодиффузии и иммуноэлектрофореза).
Следует отметить и успехи, достигнутые за
последние годы в области иммуногенетики
размножения, т. е. в изучении роли иммунных
217
К. БРАТАНОВ
систем и групп крови родительских организмов в
оплодотворении и бесплодии, а также в унаследо-
вании иммунитета. Выяснены такие вопросы, как
антигенная общность эритроцитов и сперматозо-
идов, корреляции между группой крови у людей и
оплодотворенностью, роль иммунологических
различий при оплодотворении, унаследование им-
мунологических особенностей и др.
Интересной проблемой, связанной с иммуно-
логией воспроизведения, ставшей объектом ди-
скуссий в печати и на различных конгрессах,
стала проблема применения иммунных методов
регулирования прироста населения на нашей пла-
нете. Ее можно рассматривать в разных аспек-
тах— демографическом, социальном, экономи-
ческом, ^биологическом, этическом и др.
В странах с низкой рождаемостью, несомнен-
но, приемлемы методы борьбы с иммунологиче-
ским бесплодием, с выкидышами, с бесплодием
мужчин. Что касается стран с высокой рождаемо-
стью, то здесь проблема регулирования прироста
населения выглядит более сложной. Как извест-
но, она была в повестке дня Международной кон-
ференции по демографии, организованной ООН
в Бухаресте в 1974 г. В некоторых странах
широко рекламируются те или иные противозача-
точные фармакологические средства, вызыва-
ющие ингибирование функций яичников. Обна-
ружено, однако, что во многих случаях эти сред-
ства далеко не безвредны и часто оказывают
отрицательное воздействие как на развива-
ющийся плод, так и на организм матери. Вот
почему создание безвредных иммунологических
методов, ведущих к временному бесплодию жен-
щин и мужчин, вызывает живейший интерес.
Научные исследования в этой области направ-
лены на изыскание безвредных иммунологиче-
ских методов для создания искусственной сте-
рильности как у женщины, так и у мужчины
путем иммунизации антигенами воспроизводи-
тельной системы. Уже разрабатываются методы,
при которых в качестве антигенов используют
сперму, сперматозоиды и их составные части:
сперматозоидные мембраны, акросому, энзимные
системы и пр. В настоящее время внимание
сосредоточено на хореонгонадотропинах, на так
называемых сперматозоидоспецифических анти-
генах, а именно: лактатдегидрогеназных изоэн-
зимах, акрозине, геалуронидазе, а также на неко-
торых микробных компонентах, обладающих ан-
тигенной общностью со сперматозоидами.
В опытах in vitro и in vivo устанавливается, что
выработанные тела против этих сперматозоид-
ных антигенов могут действовать на разных ста-
диях. Аналогичное значение могут иметь и анти-
гены zona pelucida, обладающие соответству-
ющей активностью, но, вероятно, они не явля-
ются видовоспецифическими.
Существенный интерес в этом отношении
представляют и антигены плаценты, против кото-
рых антитела действуют уже на ранней стадии. Из
218
плацентарных гормональных антигенов особен-
но хорошо изучен человеческий хориальный
гонадотропин, а из нехориональных антигенов —
так называемые плацентарноспецифические про-
теиназы, обозначенные как SP-1 и РР5. Послед-
ний антиген секретируется трофобластом во вре-
мя беременности. Уже изолированы и антигены
из эмбриональной человеческой плаценты, обо-
значенные как EPSA-1,2, 3, которые характери-
зуются тканевой специфичностью. Некоторые ав-
торы изучают и так называемые сборные анти-
гены, или «антигенные коктейли».
Перечисленные выше антигенные препараты
находятся все еще в стадии лабораторного тести-
рования. Несмотря на многочисленные исследо-
вания, проводимые широким фронтом для полу-
чения эффективных и вполне безвредных иммун-
ных вакцин, этот вопрос все еще окончательно не
решен, но достижения в этой области являются
обнадеживающими.
На Международном симпозиуме по иммуноло-
гии размножения в Варне (1978 г.) на специаль-
ной сессии были прочитаны доклады, посвящен-
ные созданию безвредных иммунных методов.
Всемирная организация здравоохранения поручи-
ла специальной группе их разработку.
Успешно изучаются и проблемы транспланта-
ционной иммунологии в области размножения.
Сюда относятся методы аллотрансплантации,
т. е. пересадки яичников, яйцеклеток и зигот из
одного женского организма в другой того же
вида. Эти методы были разработаны в СССР,
Великобритании и других странах на животных
несколько лет назад. В последнее время они
применяются и в медицине, что вызывает огром-
ный интерес как в биоиммунологическом и мето-
дологическом, так и в этическом аспекте. На
VIII Всемирном конгрессе по плодовитости и
бесплодию (Аргентина, 1974 г.) аргентинский
ученый Бранко (Branko) сообщил о произведен-
ной им успешной трансплантации яичников от
пяти нормальных женщин пяти бесплодным. Речь
шла о женщинах с пониженной деятельностью
яичников и некоторым недоразвитием полового
аппарата. Донорами яичников были женщины,
рожавшие несколько раз и не желавшие больше
детей.Трансплантированные яичники начали
функционировать нормально и выделять полно-
ценные яйцеклетки. Конечным результатом этих
трансплантаций было появление на свет четырех
детей. Бранко отметил чувство солидарности и
взаимопонимания между женщинами-донорами и
женщинами-реципиентами. В этом случае у ро-
дившегося ребенка две матери— генетическая,
предоставившая половую клетку и наследствен-
ный материал, и вторая, которая вынашивала,
рожала и кормила младенца. Возникает, бесспор-
но, этический вопрос— следует ли сказать об
этом ребенку и когда?
Большой интерес вызвали и исследования по
аллотрансплантации зигот, т. е. по перенесению
ИММУНОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ
Иммунные методы диагноза беременности коров. Спе-
циальный антиген Р7о> введенный подкожно, вызывает
определенную внутридермальную реакцию у беременных
коров уже через 30 суток после оплодотворения
оплодотворенных яйцеклеток из одного орга-
низма в другой того же вида. Исследования
Роубсона (Raubson, Великобритания) на крупном
рогатом скоте, Гарриса (Harris) и Шмидта (Schmidt,
ГДР) на свиньях, Кваснитского (СССР), Геспеда
(Hesped) и Менса (Mens, Великобритания) на кро-
ликах и овцах показали, что трансплантирован-
ные зиготы воспринимаются материнским орга-
низмом, имплантируются и нормально развива-
ются.
Не меньший интерес вызывают и экспери-
менты с аутотрансплантацией яйцеклеток и
зигот, т. е. пересадкой из одной части полового
аппарата в другую в одном и том же организме в
случаях непроходимости яйцеводов. Весьма
оживленные дискуссии, особенно в печати неко-
торых европейских стран, вызвали проведенные
Эдвардсом и Стептоэ (Edwards, Steptoe, Велико-
британия) опыты по оплодотворению вне орга-
низма и аутотрансплантации оплодотворенных
яйцеклеток. На VIII Всемирном конгрессе по
плодовитости и бесплодию в Аргентине были
доложены результаты этих исследований на
животных и на людях.
Известно, что при закупорке яйцеводов жен-
щинам делают так называемое продувание. Од-
нако зачастую эта процедура не приносит поль-
зы. В таком случае яйцеклетки после овуляции
извлекают из организма посредством тонкой
техники, помещают в оптимальную биологи-
ческую среду, содержащую и сперматозоиды,
где и происходит оплодотворение. Затем опло-
дотворенные яйцеклетки (зиготы) помещают
в матку, где они имплантируются и развиваются
как нормальные эмбрионы. Здесь исключаются
иммунологическая реактивность и несовмести-
мость, так как один и тот же организм является
одновременно и донором и реципиентом. Как
известно, в конце июля 1978 г. в акушерской
клинике английского города Ольдхем англичанка
Лесли Браун, страдающая непроходимостью яй-
цеводов, родила девочку, зачатие которой осу-
ществлено in vitro сперматозоидами ее собствен-
ного супруга. Эти исследования вызвали спо-
ры — не ведут ли подобные пересадки к травми-
рованию зародыша с необратимыми послед-
ствиями и следует ли вообще производить экспе-
рименты с человеческими яйцеклетками? Более
того, авторов обвинили во вмешательстве в про-
цесс, который, по мнению некоторых, является
«божественным». Они, однако, обоснованно воз-
разили, что помогают естественному процессу,
который без их вмешательства не смог бы осуще-
ствиться — помогают бесплодным женщинам
стать матерями.
Но эта проблема, и особенно трансплантация
зигот, вызвала исключительно большой интерес
в ветеринарной медицине и в животноводстве, где
уже разработаны методы трансплантации яйце-
клеток, и особенно зигот, которые применяются
во многих странах. Путем трансплантации зигот
уже получено более 1000 телят. Созданы спе-
циальные лаборатории для изучения проблемы
трансплантации яйцеклеток и зигот. Такая лабо-
ратория функционирует и в Институте биологии
и иммунологии размножения и развития организ-
мов при Болгарской Академии наук.
Те или иные трудности аллотрансплантации
яичников, яйцеклеток, зигот и эмбриона явля-
ются частью общебиологической проблемы пере-
садки органов и реактивности организма-реципи-
ента. Имплантирование эмбриона — промежу-
точного образования, продукта одновременно и
материнского и отцовского организмов —
можно рассматривать как особую форму алло-
трансплантации. Это дает возможность путем
изучения механизмов иммунных явлений при
трансплантации и особенно иммунной толерант-
ности между матерью и плодом ответить на неко-
торые нерешенные вопросы трансплантационной
иммунологии.
В свете этого немалый интерес представляют
исследования, как уже упоминалось, иммунных
отношений между матерью и плодом при преры-
вании беременности, т. е. при разных формах
выкидышей. Изучение механизмов иммунологи-
чески обусловленных абортов в раннем или более
позднем периоде беременности способствует пре-
одолению иммунного конфликта между матерью
и плодом, успешному вынашиванию и рождению
жизнеспособного приплода. Становится яснее па-
тогенез некоторых форм выкидышей и эмбрио-
нальной смертности, облегчается поиск способов
преодоления иммунологического конфликта ме-
жду организмом матери и плодом. Здесь надо
особо подчеркнуть вклад Вязова, Волковой, Май-
ского, Подоплелова (СССР, 1967, 1970, 1977) в
изучение этих вопросов у человека и Соколовской
и Решетниковой (СССР, 1969—1977) — у домаш-
них животных.
Изучая механизмы иммунно обусловленных
219
К. БРАТАНОВ
Аутотрансплантация яйцеклетки при оплодотворении
вне организма
абортов, ученые хотят использовать данные о
механизмах отторжения плода в борьбе с рако-
выми опухолями, изыскать особые иммунологи-
ческие методы как для профилактики, так и для
лечения этого тяжелейшего заболевания. Дей-
ствительно, идея изучения и применения меха-
низма иммунологической несовместимости
между матерью и плодом в случае абортов в ка-
честве модели иммунологической несовместимо-
сти между организмом и раковыми образования-
ми заслуживает пристального внимания. С пол-
ным основанием некоторые исследователи на-
правляют свои усилия на разработку этой
столь животрепещущей для всего человечества
проблемы.
Благодаря полученным результатам сегодня
можно говорить уже о новой отрасли биологиче-
ской науки — иммунологии размножения. Отме-
чая ее успехи, не надо упускать из виду, что здесь
еще много невыясненных вопросов, которые
должны быть изучены и решены совместными
усилиями ученых разных стран.
220
АНТОНИ ХОРСТ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПАТОЛОГИЯ
прежде всего во внешних факторах. Упрочению
подобного взгляда способствовали открытия
бактериологов в XIX в. — обнаружение бацилл
брюшного тифа, холеры, чумы, дифтерита,
туберкулеза и многих других возбудителей болез-
ней. Позднее, однако, выяснилось, что не каждый
индивидуум одинаково реагирует на введение в
его организм бациллы. Иначе говоря, заболева-
емость определяется не только введением бацилл,
но также свойствами зараженного организма.
Дать этому объяснение позволяют новейшие
достижения молекулярной биологии, в частности,
молекулярной генетики, показавшей, что некото-
рые заболевания могут вызываться и внутрен-
ними факторами.
Первым, кто описал одно из молекулярных
заболеваний, был Л. Полинг (L. Pauling) с
сотрудниками (США, 1949). Он обнаружил, что
причиной искажения формы эритроцитов, приоб-
ретающих вид серпа при заболевании серповид-
ной анемией (малокровием), а также последу-
ющего их распада (гемолиза) являются измене-
ния не самих эритроцитов, а структуры молекулы
гемоглобина. При этом гемоглобин начинает
меньше отдавать кислорода тканям (в силу изме-
ненного сродства к кислороду), отчего и возни-
кает малокровие, хотя кислорода в крови при сер-
повидной анемии достаточно. Нормальный ге-
моглобин был обозначен как НЬА, а патологиче-
ский — HbS.
Каждая молекула гемоглобина, как известно,
состоит из двух пар полипептидных цепей глоби-
на, несущих по одному гему, в составе которого
Антони Хорст (Horst) (р. 1915) — польский врач, профессор, доктор меди-
цины, член-корреспондент Польской Академии наук (ПАН).
Родился в Закжеве. Учился на медицинском факультете Познаньского уни-
верситета. Научную работу начал в Познани, будучи еще студентом, на
кафедре физиологии человека, продолжил в Варшаве. В 1945 получил
степень доктора медицины. С 1946 начал работать в клинике внутренних
заболеваний Познаньского университета. В 1950 стал заведующим кафе-
дрой общей и экспериментальной патологии Познаньской медицинской
академии, где в 1963 возглавил организованную им первую в Польше
кафедру генетики человека.
Автор более 150 научных работ, в том числе книг «Молекулярная патоло-
гия», «Экология человека», учебника «Патологическая физиология» (7 из-
даний) и др.
А. Хорст — руководитель Комитета биологии клетки медицинского отделе-
ния ПАН, председатель медицинского отделения Познаньского общества
друзей науки, главный редактор двух журналов —«Анналы медицинского
отделения ПАН» и «Экспериментальная медицина».
находится один атом железа, соединяющийся с
кислородом (рис. 1). В случае неправильного
синтеза цепей глобина образуется патологиче-
ский гемоглобин, у которого в одной паре цепей
глобина изменена или одна цепь (гетерозигот-
ный гемоглобин) или обе (гомозиготный гемог-
лобин).
Перуц и Леман (Perutz, Lehmann, Англия)
впервые попытались установить зависимость ме-
жду нарушением функции молекулы гемогло-
бина и типом изменений в цепях глобина. Эти
исследователи выделили здесь четыре типа заме-
щения одних аминокислот на другие в местах
соприкосновения: 1) полипептидной цепи глоби-
на с гемом; 2) между цепями; 3) на поверхности
молекулы; 4) в других местах цепей.
1.	Замещения в месте соприкосновения гло-
бина с гемом, как правило, вызывают тяжелые
нарушения даже у гетерозиготных особей. Бла-
годаря многочисленным связям гема с глобином,
последний стабилен. Однако если происходит
замена хотя бы одного аминокислотного остатка
на другой, но имеющий иную длину боковой
цепи, и глобин теряет прежнюю связь с гемом, то
это может привести к нарушению структуры
гемоглобина.
2.	Изменения в области соприкосновения це-
пей, как правило, не сопровождаются нарушени-
ями, хотя, например, патологические гемогло-
бины Кейптаун, Чисейпик, Йаикма, Кемпсэй и
Канзас проявляют повышенное сродство к кисло-
роду, отчего неохотней отдают кислород тканям,
а это, в свою очередь, вызывает интересный пато-
генный эффект — повышение образования эри-
троцитов, то есть полиглобулию. Вероятная
221
А. ХОРСТ
последовательность событий в этих случаях сле-
дующая: из-за повышенного сродства гемогло-
бина к кислороду отдача кислорода в тканях
затрудняется, вследствие чего имеет место недо-
статочное обеспечение тканей кислородом, а это
стимулирует образование в почке эритропоэтина,
который, действуя на костный мозг, усиливает
образование эритроцитов. Порочный круг, таким
образом, замыкается.
3.	Замещения на поверхности молекулы ге-
моглобина гетерозиготных организмов в общем
не вызывают никаких его нарушений, но они
могут быть патогенными у гомозиготных. К этой
группе относится серповидный гемоглобин
(HbS), в котором вследствие возникновения но-
вых связей между молекулами гемоглобина из
них образуются агрегаты, что меняет форму эри-
троцитов и, естественно, их функцию переноса
кислорода. У гетерозиготных организмов*, име-
ющих нормальный гемоглобин (НЬА) и пато-
логический (HbS), агрегирование этих молекул
не происходит, и поэтому такие особи не болеют
серповидной анемией.
Наблюдения показали, что люди не только с
серповидной анемией, но и с другими гемоглоби-
нопатиями и энзимопатиями эритроцитов встре-
чаются прежде всего в районах тропической
малярии. Эти люди в принципе не заболевают
малярией, проявляя тем самым большую жизне-
способность и приспособленность к среде, чем
особи с НЬА. В некоторых районах Центральной
Африки патологический гемоглобин наблюдает-
ся у 30% населения. Это свидетельствует о зависи-
мости заболевания от изменения структуры моле-
кул организма человека, подвергаемого инфек-
ции.
4.	Замещения внутри молекулы гемоглобина
в местах, не соприкасающихся с гемом, приводят
к тяжелым последствиям — нарушению прочно-
сти эритроцитов, малокровию, гемолизу.
Огромный раздел патологии эритроцитов со-
ставляют энзимопатии (ферментные наруше-
ния).
Число людей с недостатком, например, деги-
дрогеназы глюкозо-6-фосфата в эритроцитах
ныне оценивается примерно в 10 млн. Наруше-
ния, вызванные этим недостатком, обнаружива-
ются при лечении малярии примахином. В обыч-
ном состоянии больного они незаметны, однако
после принятия примахина или других окисля-
ющих соединений они достигают- критического
уровня, следствием чего является повреждение
эритроцитов и их распад.
Энзимопатии у эритроцитов могут существо-
вать на каждом этапе метаболического пути.
Практически каждая реакция углеводного об-
мена может быть здесь блокирована, вызывая то
—t--------
* В более широком смысле гетерозиготным называ-
ется организм, имеющий неодинаковые гены по данному
признаку, в отличие от гомозиготного, где оба гена, полу-
ченные от родителей, одинаковы. — Ред.
Рис. 1. Расположение парных цепей глобина, образующих
молекулу гемоглобина. Цифры обозначают число связей
между отдельными цепями. Ромбики соответствуют четы-
рем гемам, несущим по одному атому железа
или иное повреждение эритроцитов, а затем и
заболевание всего организма.
Разный уровень активности данного фер-
мента может вызываться его гетерозиготной
основой — наличием неодинаковых генов по
данному признаку. Каждому гену соответствует
синтез определенного фермента, а измененному
гену — синтез измененного фермента.
Подобно тому как у гетерозиготных организ-
мов обнаруживаются два типа гемоглобина —
НЬА и HbS, у них, вероятно, столько же нормаль-
ных ферментных молекул с обычной активно-
стью, сколько и патологических с более низкой
активностью или полностью неактивных. Приме-
ром может быть фенилкетонурия, причина кото-
рой заключается в недостатке гидроксилазы
фенилаланина, вызванном присутствием одного
нормального и одного измененного генов этого
фермента.
Аномальные реакции на пищу, содержащую
слишком большое количество некоторых пита-
тельных веществ, также зависят от генотипа дан-
ного человека. То же можно сказать и о повы-
шенной восприимчивости к заболеваниям у неко-
торых людей под влиянием тех или иных пере-
грузок организма.
При понижении или отсутствии каталитиче-
ской активности возникает вопрос, связано ли это
с прекращением синтеза самого фермента или же
с изменением его молекулы. Наличие или отсут-
ствие фермента проверяют, используя иммунные
сыворотки крови. Здесь фермент выступает как
222
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПАТОЛОГИЯ
антиген*, с которым реагируют антитела сыво-
ротки, в результате чего белки осаждаются (реак-
ция преципитации). Оказалось, что отсутствие
ферментативной активности совпадает с положи-
тельной реакцией преципитации, а следовательно,
фермент синтезируется, но в результате структур-
ных изменений он не способен выполнять функ-
ции катализатора.
Доказательством генетической обусловленно-
сти неправильной структуры фермента может
служить повышенная зависимость его активно-
сти от необходимого сопутствующего фактора
(кофактора), обнаруженная вначале как витамин-
ная зависимость. Явление это отличается принци-
пиально от недостатка витаминов, когда причи-
ной заболевания является неполноценность
пищи. Кофакторная зависимость впервые была
описана Боннером (Bonner) и сотрудниками для
определенных мутантов плесени (Neurospora
crassa). Из-за структурных изменений молекулы
фермента триптофансинтетазы соединение ее с
кофактором оксальфосфатом — при нормаль-
ном содержании пиридоксина (витамина В6) в
питательной среде — было слабым, следствием
чего явилась недостаточная активность фермента
и уменьшение синтеза триптофана плесени.
Только значительное увеличение концентрации
пиридоксина в питательной среде позволило пре-
одолеть блокировку синтеза триптофана. В бо-
лее общей форме об этом можно сказать так:
вследствие структурных изменений апофермента
(белковая часть фермента) в месте его связыва-
ния кофактором фермента — коферментом (не-
белковая часть), которым в этом случае является
пиридоксальфосфат, сродство апафермента к ко-
ферменту снижено, и только в присутствии высо-
ких концентраций кофермента происходит об-
разование активного комплекса фермента.
Впервые витаминную зависимость активности
фермента в патологии человека описал Фримптер
(Frimpter) в 1965 г. для случая цистатионин-
урии — заболевания, проявляющегося в наруше-
нии развития детей (прежде всего в задержке
умственного развития). Причина этого заболева-
ния — недостаток цистатиониназы — фермента,
разлагающего цистатионин до цистеина и гомо-
серина. После добавления значительных коли-
честв витамина В6 в пищу (коферментом циста-
тиониназы также является пиридоксальфосфат)
нарушение полностью исчезает, что подтвер-
ждает названную причину потери активности
фермента.
Витамин В6 является коферментом для многих
апоферментов с разной степенью сродства к
* Антигены — высокомолекулярные коллоидные ве-
щества, которые при введении в организм животных и чело-
века вызывают образование специфически реагирующих с
ними защитных белков— антител. Антиген состоит из
белка (или другого высокомолекулярного соединения),
являющегося проводником антигенного раздражения, и
небелковой группы (фактора его специфичности). — Ред.
нему. Самое высокое сродство характерно для
трансаминаз, меньше для декарбоксилаз и кину-
реиназы. Поэтому при недостатке пиридоксина в
организме раньше всего появляются признаки
недостаточной активности ферментов с более
низким сродством, то есть декарбоксилаз и кину-
реиназы, в то время как трансаминазы еще акти-
вируются, поскольку, благодаря большому срод-
ству, выхватывают почти весь доступный пиридо-
ксин. Такие результаты исследования — лучшее
доказательство избирательности реакции связы-
вания апофермента с коферментом, зависящий от
молекулярной структуры белковой части фер-
мента.
Особенно интересными с этой точки зрения
являются случаи избытка в крови и тканях метил-
малоновой кислоты. Введение в организм повы-
шенных доз кофермента витамина В12 вызвало в
одном случае полную нормализацию обмена, но в
другом нарушение сохранялось, несмотря на
большие дозы витамина. По-видимому, в первом
случае аномалия заключалась в ослаблении свя-
зывания апофермента (изомеразы метилмалонат-
КоА) с его коферментом (витамином В12), тогда
как во втором случае можно предполагать струк-
турное изменение, касающееся какого-то дру-
гого участия молекулы апофермента (Розенберг
и соавторы, Rosenberg; Морроу и другие, Mor-
row).
Подобные наблюдения были сделаны автором
этой статьи совместно с И. Палюшеком и К. За-
вильской (J. Paluszak, К. Zawilska) на кафедре
генетики человека Познаньской медицинской
академии при изучении гиперлипидемии, причина
которой заключалась в недостаточной активности
липопротеидной липазы сыворотки крови. При
этом обнаруживались три типа случаев. В одних
наблюдалась нормальная реакция на введение
обычной дозы гепарина (кофермента липопро-
теидной липазы), в других — реакции на введе-
ние гепарина вообще не было, в третьем случае
(единичном) реакция появилась только на резко
повышенную дозу кофермента. В первом случае
дело, вероятно, в обычной недостаточности эндо-
генного гепарина, во втором — структура липазы
нарушена так, что апофермент не способен реаги-
ровать на гепарин, в последнем случае происходит
частичная потеря сродства апофермента к кофер-
менту.
Другая причина изменения активности отдель-
ных ферментов связана с появлением изофермен-
тов. Изоферменты — ферменты аналогичного
каталитического действия, но несколько иного
строения. Различия в структуре их молекулы
заключаются в присутствии полипептидных цепей
А- и В-типа в неодинаковых пропорциях. Напри-
мер, для фермента лактатдегидрогеназы, состо-
ящего из четырех полипептидных цепей, суще-
ствует пять возможных их комбинаций в молеку-
ле: АААА, ВВВВ, АААВ, ВВВА и
А А В В. Как показали исследования, фермента-
223
А. ХОРСТ
тивная активность отдельных изоферментов ко-
леблется в широких пределах.
Существование изоферментов обусловливает,
вероятно, еще один обменный эффект, явля-
ющийся основой дифференцирования функций
органов. Например, изофермент М лактатдеги-
дрогеназы, присутствующий в скелетных мыш-
цах, активен в анаэробных (бескислородных)
условиях и при мышечной работе способствует
переходу пировиноградной кислоты в молочную.
В противоположность этому присутствие в сер-
дечной мышце изофермента Н, активного в
аэробных (кислородных) условиях, блокирует
такой переход без кислорода, но в аэробных усло-
виях способствует окислению пировиноградной
кислоты через цикл Кребса, что обеспечивает зна-
чительно больше энергии в виде АТФ, чем обмен-
ные процессы в бескислородных условиях,
дающие минимальные количества энергии. Сер-
дечная мышца в отличие от скелетной работает
без отдыха и поэтому нуждается пусть в менее
экономном, но зато более эффективном способе
обеспечения энергией.
На примере сердечной и скелетной мышцы
видим, что изменение активности того или иного
фермента определяет изменение функции органа,
а следовательно, и реакцию этого органа на
действия патогенного фактора.
Убедительные доказательства, говорящие в
пользу решающего участия молекулярных фак-
торов организма в возникновении и развитии
заболевания, которое проявляется при внешних
воздействиях, дают результаты изучения некото-
рых лекарственных препаратов. Сюда относится,
например, раздвоение нёба, появляющееся в
100 % случаев у потомства мышей штамма А после
введения беременным самкам кортизона (гор-
мона надпочечников) и только в 19% случаев у
штамма С57В1. Причина такого явления следу-
ющая: у мышей А ткань нёба растет медленнее и
соединяется позже, чем у мышей С57В1, и это
отставание под влиянием дополнительного по-
вреждающего фактора резко проявляется в виде
раздвоения нёба.
Еще пример — токсичность гистамина. Смер-
тельная доза гистамина составляет 1523 мг для
мышей одной линии и 230 мг — для другой.
Причина такого различия заключается в суще-
ствовании фермента, разлагающего гистамин,
только у мышей первой линии.
Можно было бы привести еще несколько по-
добных примеров как в опытах на животных, так
и при лечении человека.
Рассматривая колебания в активности отдель-
ных ферментативных белков, вызванные есте-
ственными структурными различиями (изофер-
менты) и особенно замещением аминокислот, мы
склонны предположить, что именно изменчи-
вость — причина жизнеспособности и тем самым
устойчивости организма к заболеваниям. Извест-
но, что количество индивидуальных вариантов
только одной молекулы гемоглобина может
составить несколько миллионов — причем это
варианты почти исключительно с минимально
или частично измененной функцией. Очень редко
изменения достигают такой степени, что уже сами
по себе вызывают болезнь.
Подверженность отдельным болезням, осо-
бенно инфекционным, зависит также от общей
сопротивляемости организма. Наука о сопротив-
ляемости, то есть иммунология по мере более
полного изучения механизма сопротивляемости
становилась наукой фундаментальной. Сейчас
мы знаем, что сопротивляемость играет роль не
только при инфекционных заболеваниях, но
также в сохранении целостности организма в
связи с пересадкой тканей и органов, в процессе
образования рака, а также при молекулярных
нарушениях иммунитета.
Одно из основных достижений в области
иммунологии — установление генетической
основы защитных реакций и доказательство, что
индивидуальные различия в общей сопротивля-
емости организма сводятся к различиям гено-
типа.
Особенно убедительным доказательством ге-
нетической обусловленности структуры защит-
ных белков организма (антител) является изуче-
ние их реакции на антигенные детерминанты
инсулина. Антиген, введенный в организм, как
известно, только провоцирует синтез уже «зако-
дированного» антитела. Оказалось, что антитела
к инсулину, получаемые у разных лабораторных
животных, а также и у человека, не одинаковы.
Так, антитела кролика не выдерживают действия
инсулина, снижающего уровень сахара в крови, в
то же время противоинсулиновая сыворотка
человека и морских свинок блокирует инсулин
(Аркилла и сотрудники, Arquilla, 1962). Дру-
гими словами, это означает, что молекулы бел-
ков-антител имеют одну структуру у кроликов,
другую у людей и морских свинок, и места связы-
вания антител одной и той же молекулой инсу-
лина разные. Опыты по иммунизации двух линий
морских свинок (штамм 2 и 13) показали, что
животные синтезируют совершенно различные
противоинсулиновые антитела. Когда антитела
одной линии свинок уже переставали связывать
все новые и новые порции инсулина, добавление
защитных белков другой линии вело к инактиро-
ванию фермента. Это значит, что места связыва-
ния у двух разных защитных белков с молекулой
инсулина различны. Дальнейшие исследования
подтвердили, что антитела штамма 2 связывают
N-концевые участки цепей инсулина (группу
NHg), а антитела штамма 13 блокируют С-конце-
вой участок этих цепей (группу — СООН).
Окончательным подтверждением генетиче-
ской обусловленности образования антител яви-
лись исследования иммунного ответа разных
линий мышей на разные штаммы вируса гриппа
как антигена. Е. Леннокс (Lennox, США) выде-
224
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПАТОЛОГИЯ
лил двадцать штаммов мышей, которые сгруппи-
ровал по различиям в реакциях на разные анти-
гены вируса гриппа. Многие штаммы мышей
проявляли очень низкую способность синтезиро-
вать антитела против антигенов, причем эта осо-
бенность передавалась по наследству как домини-
рующее свойство. В то же время эти же линии
мышей на другие антигены реагировали очень
сильно, и, следовательно, это была не общая их
неспособность к синтезу нужных антител, а гене-
тически обусловленная избирательность реакции.
Генетическая предопределенность иммуноло-
гического ответа подтверждена и на людях на
примере заболеваний, при которых отдельные
нарушения защитных реакций появляются в
зависимости от типа генетического дефекта.
Таковы, например, нарушения в образовании
защитных белков крови типа иммуноглобулинов.
Молекула иммуноглобулина состоит из четырех
полипептидных цепей, каждая из которых имеет
постоянную часть, неизменную, синтезируемую
на основе одного гена, и переменную, вступа-
ющую в реакцию связывания с антигеном часть,
которая синтезируется при участии другого гена.
Один из этих глобулинов, функционирующий на
поверхности слизистой оболочки, образуется с
помощью так называемой транспортной молеку-
лы, способствующей удерживанию этого имму-
ноглобулина на этом месте. При отсутствии тран-
спортной молекулы иммуноглобулин с поверхно-
сти исчезает, вследствие чего снижается ее защит-
ная функция, а это приводит часто к воспалению,
например легких, и смерти в молодом возрасте.
Другим типом молекулярного нарушения при
аномалии иммуноглобулинов является опухоль
костного мозга, где в результате ракового роста
отдельного клона клеток, синтезирующих в
норме антитела, происходит значительное увели-
чение синтеза так называемого моноклонального
белка, характерного для данной формы опухоли.
Есть еще много фактов, показывающих, что
механизмы защиты организма генетически четко
детерминированы (закодированы), и индивиду-
альные различия, зависимые от генотипа, могут
впоследствии (несмотря на одинаковые условия
существования двух одинаковых особей) довести
одну до заболевания, а другую нет.
Вернемся снова к молекулярным патологиям
крови. Следует с удовлетворением отметить,
что одним из первых гипотезу о молекулярных
изменениях в патогенезе пороков кровотечения
выдвинули польские исследователи X. Коваржик
и Э. Марциняк (Н. Kowarzyk, Е. Marciniak), кото-
рые показали, что в норме автокаталитический
распад одного из факторов системы свертывания
крови — протромбина ведет к появлению следу-
ющего активного фактора — автопротромби-
на С. Исследования выявили, что очищенный с
помощью метода хроматографии тромбин круп-
ного рогатого скота утрачивает свою обычную
способность образовывать автопротромбин С.
Ясно было, что при этом от протромбина отделя-
ется какое-то вещество, названное Х-фактором
свертывания. Отсюда следует принять, что порок
неполного свертывания крови может быть след-
ствием структурно измененного протромбина —
иными словами, типичным молекулярным забо-
леванием.
Молекулярные изменения возможны, конеч-
но, и в других факторах свертывания крови. Пер-
вый хорошо документированный случай патоло-
гического фибриногена (одного из белков
плазмы крови) известен под названием «фибри-
ноген Париж», по имени города, где он был
обнаружен. Количество явных патологических
вариантов фибриногена (фибриногенопатий) по-
стоянно растет. Аномальность фибриногена про-
является в ряде патологических свойств крови
(пониженная ее свертываемость, измененная рас-
творимость фибриногена, ненормальное содер-
жание сиаловой кислоты и гексозамина в угле-
водной части крови и др.).
Следующую группу патологически изменен-
ных факторов свертывания крови составляют
антигемофильные факторы А и В. Общий прин-
цип обнаружения патологических антигемофиль-
ных факторов заключается в их иммунологиче-
ском определении. Присутствуя в крови, эти фак-
торы не оказывают влияния на свертывание
плазмы у больных с наследственным понижением
свертываемости крови — гемофилией. Отсут-
ствие активности фактора свертывания крови
указывает на патологическое изменение его
структуры.
Таковы некоторые факторы молекулряных
нарушений в кровеносной системе.
В области молекулярной патологии тех или
иных органов наиболее полно исследованы
почки. К классическим молекулярным наруше-
ниям почек относятся первичные функциональ-
ные дефекты мочеточника (уретры) — тубулопа-
тии. Это врожденные, наблюдающиеся у всей
семьи нарушения, примечательные наличием в
моче веществ, совсем или почти отсутствующих у
здоровых особей. Причина здесь — в дефектах
почечных канальцев, вызывающих порой полную
блокировку активного транспорта того или
иного вещества. Суть активного транспорта
заключается в прохождении разных веществ
через клеточные оболочки против градиента кон-
центрации. Активный транспорт возможен или
благодаря затратам энергии, образующейся в
обменных процессах оболочки, катализируемых
соответствующей системой ферментов, или как
результат переноса соответствующими носите-
лями.
Если представить себе, что носитель посто-
янно переходит с одной стороны на другую, то
становится понятной его роль в активном тран-
спорте. Моделью такого носителя может быть
гемоглобин, сродство которого к кислороду в
легких больше, чем в тканях, что способствует
225
А. ХОРСТ
переносу кислорода из окружающей среды
внутрь организма.
В случае наследственного характера тубулопа-
тии следует учесть, что основой этой патологии
являются или молекулярные нарушения фермен-
тов, принимающих участие в активном
транспорте в почечных канальцах, или нарушения
структуры гипотетических носителей, выража-
ющиеся, как у патологических гемоглобинов, в
уменьшении или увеличении сродства носителя к
соответствующему ему веществу. В результате
затрудняется или даже полностью прекращается
активный транспорт, что вызывает более или
менее сложные нарушения функций почек, в
зависимости от того, один или несколько тран-
спортных путей нарушены одновременно.
К группе нарушений единичного транспорт-
ного пути в почечных канальцах относятся,
например, глюкозурия, цистинурия, семейная ги-
пофосфатемия и некоторые другие заболевания.
Глюкозурия — выделение глюкозы с мочой
из-за нарушения реабсорбции глюкозы в эпи-
телиальных клетках участка нефрона (нефрон —
морфологическая единица почки). Это нарушение
с некоторыми вариациями возникает вследствие
аномалий разных типов ферментов или носите-
лей, отличающихся структурой и потому — раз-
личным сродством к глюкозе. Необходимо отме-
тить, что наряду с глюкозурией имеет место
также нарушение ресорбции глюкозы из кишок.
Цистинурия — появление в моче цистина, а
также других основных аминокислот (лизина,
аргинина, орнитина), на основе чего сделан
вывод, что все они имеют общий путь реабсорб-
ции в почечных канальцах. Цистинурия имеет
несколько вариантов, и это значит, что наруше-
ния структуры ферментов или гипотического
носителя для транспорта цистина в почечных
канальцах бывают разные. Одновременно нару-
шается ресорбция цистина и других основных
аминокислот и в кишках. Клинически могут воз-
никнуть цистиновые камни в почках.
Семейная гипофосфатемия (снижение уровня
фосфатов в крови в сочетании с рахитом, устой-
чивым к витамину D, и повышенным выделением
фосфатов с мочой) — суть нарушение, уменьше-
ние реабсорбции неорганических фосфатов в
почечных канальцах. Заболевание бывает разной
степени тяжести; самое легкое заключается в
биохимических нарушениях, самое тяжелое — в
значительных рахитических изменениях организ-
ма, проявляющихся уже в детском возрасте.
Предполагается, что причиной нарушения явля-
ется синтез переносчика активного транспорта
фосфатов неправильной структуры. Заболевание
следует отличать от семейного рахита с высоким
или нормальным уровнем неорганических фос-
фатов в крови, называемого, может быть, не
совсем правильно гипофосфатазией (дефицитом
фосфатазы), первопричина которой кроется, ве-
роятно, в неправильном построении остеоида
226
(первичной костной ткани), лишенного способно-
сти соединяться с фосфатами кальция, или же в
первичном нарушении структуры щелочной фос-
фатазы, ответственной в процессе окостеневания
за связывание остеоида с фосфатом кальция.
С развитием молекулярной биологии возни-
кают совершенно новые представления и гипо-
тезы о механизме действия клеток. Общий прин-
цип любой автономной (самоуправляемой) си-
стемы заключается в восприятии импульсов (бла-
годаря наличию рецепторов), что, в свою очередь,
вызывает определенное состояние запрограмми-
рованной координирующей системы, следствием
чего является ее своеобразное действие. Несом-
ненно, такой саморегулирующей, наиболее про-
стой и основной жизненной системой является
клетка, программирование функций которой
обеспечивает ее генетический аппарат.
Это наглядно видно на примере действия гор-
монов на клетки-мишени — на такие клетки, у
которых имеются соответствующие рецепторы
(воспринимающие образования), что показано на
рис. 2. Как видно из рисунка, гормоны могут
влиять на генетический аппарат клетки, стимули-
руя синтез функциональных белков, или воздей-
ствовать прямо на исполнительный аппарат клет-
ки. Оба пути требуют наличия соответствующих
рецепторов на поверхности клетки, избирательно
связывающих, благодаря высокому химическому
сродству, соответствующие данному рецептору
гормоны (например, рецепторы клеток слизистой
оболочки матки связывают эстроген, не связывая
кортизона, несмотря на то, что оба гормона явля-
ются стероидами с очень близкой химической
структурой).
В первом случае в ядре происходит синтез
мРНК, которая переходит в цитоплазму и коди-
рует синтез соответствующих белков. Во вто-
ром — гормоны, действующие прямо на клетку,
соединяются с адениловой или гуаниловой цикла-
зой. Если это соединение действует затем, напри-
мер, на АТФ или ГТФ (гуанозинтрифосфат), то
происходит образование циклического АМФ
(аденозинмонофосфата) или ГМФ, то есть так
называемого внутриклеточного «посыльного».
Роль циклических АМФ и ГМФ заключается в
активации или инактивации (через фосфориля-
цию или дефосфориляцию) внутриклеточных
ферментов, следствием чего является определен-
ная деятельность клетки. То, что клетка включа-
ется через упомянутые две сложные системы,
имеет свое обоснование, вероятно, в том, что эти
системы являются контролирующими фактора-
ми, обусловливающими адекватные функции
клеток как по качественным показателям, так и
по интенсивности реакции.
Встает вопрос, какие из импульсов включают
механизм генетической регуляции, а какие —
прямую активацию ферментов? Обычно для
включения генетического механизма служат не-
белковые гормоны (в основном стероидные), а
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ПАТОЛОГИЯ
Рис. 2. Действие гормонов на клетки, имеющие соответ-
ствующие им воспринимающие образования, рецепторы,
т. е. на клетки-мишени
Индуцирование
нлетни через
генетический аппарат
Прямое индуцирование
нлетни через профер-
менты и ферменты
Стероидный гормон,
эстрадиол,
нортизон и т.п.
Котахоламины. гормон
глюнагон и т.п
для включения механизма прямой активации фер-
ментов — белковые или пептидные гормоны, а
также некоторые другие вещества, такие, как
катехоламины, глюкоза и т. п., которые, соединя-
ясь с адениловой или гуаниловой циклазами,
вызывают их активацию.
Зная этот молекулярный механизм, легко
понять, что как синтез ошибочно построенного
рецептора гормона в клетке-мишени, так и синтез
ошибочно построенных ферментов (или других
функциональных белков) должны помешать про-
явлению функций гормона, находящегося в кро-
вяном русле. Классический пример нарушения
такого типа — синдром так называемых феми-
низированных семенников, почечная форма моче-
изнурения и др.
Синдром феминизирующих семенников, на-
зываемый также синдромом ареактивности тка-
ней к андрогенам, вызван дефектом в структуре
рецептора клеток-мишеней, обусловливающих
мужской фенотип. В результате, несмотря на
наличие достаточного количества андрогенов, ма-
скулинизация не реализуется, и образуется муж-
ской псевдогермафродитизм, то есть мужчина с
женским фенотипом.
Почечная форма мочеизнурения вызвана не-
чувствительностью клеток почечных канальцев к
антидиуретическому гормону — визопрессину.
От гипофизарной формы мочеизнурения отлича-
ется тем, что при гипофизарной форме наблюда-
ется недостаток гормона в крови, а при почечной
количество гормона в крови нормальное и даже
часто повышенное. Если при • гипофизарной
форме достаточно довести содержание вазопрес-
сина до нормального уровня, чтобы устранить
нарушение, то при почечной форме необходимо
вводить очень высокие дозы гормона, и результат
бывает часто незначительным. Клиническая кар-
тина в обоих случаях сходна: больные выделяют
огромные количества мочи (до 30 л в сутки) с
очень низким удельным весом.
В последнее время становится все очевиднее,
что нарушения кровообращения также вызыва-
ются молекулярными изменениями. Из числа
молекулярных нарушений системы кровообраще-
ния больше всех приходится на заболевания серд-
ца. Причины первичного недуга сердечной
мышцы до сих пор почти не известны, но, опира-
ясь по аналогии на исследования патологии
гемоглобинов и молекул ферментов, можно
предположить, что и в части белков, ответствен-
ных за сокращение сердечной мышцы (миозин,
актин, тропонин, тропомиозин), должны суще-
ствовать разновидности, отличающиеся по струк-
туре, которые обусловливают большую или
меньшую эффективность работы сердечной
мышцы. К сожалению, эти белки в живом орга-
низме еще недоступны для исследований, тща-
тельное их изучение требует разработки новых
методов. До сих пор только в одном опыте на
животном показано наличие миозина с молеку-
лярной массой в 3 раза больше обычного, что
требует еще подтверждения.
Более плодотворными оказались исследова-
ния обменных нарушений в сердечной мышце. Из
известных нарушений обмена, вызывающих пер-
вичный недуг сердца, следует отметить дефицит
триозофосфатизомеразы, что является причиной
использования молекулы фруктозы только напо-
ловину в энергетических процессах гликолиза в
сердечной мышце (описаны случаи скоропостиж-
ной смерти, вызванной недостатком энергетиче-
ского материала). Другой пример — болезнь
Помпе, при которой накапливающийся гликоген
в сердечной мышце вызывает ее повреждение.
Молекулярная причина болезни Помпе — не-
хватка кислой мальтазы, необходимой, вероятно,
для гликогенолиза в сердечной мышце. В таком
случае смерть наступает в молодом возрасте.
Одним из сложнейших структурных наруше-
ний при заболевании сердца является нарушение
взаимодействия мышечных белков — актина и
миозина, а также снижение ферментативного
расщепления АТФ и в результате ослабление
сократительной способности мышечных волокон
и их растяжение. Следствием растяжения волокон
может быть повреждение митохондрий, вызыва-
ющее падение окислительной фосфориляции, ко-
торая проходит в анаэробных условиях.
Значительные изменения структуры мышеч-
ных волокон и нарушение углеводного обмена в
сердечной мышце были описаны при инфаркте
миокарда. Остается решить, являются ли измене-
ния первичными или это следствие инфаркта.
Необходимо подчеркнуть роль катехоламинов,
особенно норадреналина, который синтезируется
в экспериментальных условиях в изолированном
227
А. ХОРСТ
сердце. При рассмотрении механизма действия
катехоламинов на сердечную мышцу была выдви-
нута гипотеза, что катехоламины вместе с ионами
кальция влияют на структуру молекулы миозина,
увеличивая взаимодействие миозина и актина, что
усиливает сократительный эффект. Видимо, со-
кратительная способность сердечной мышцы ре-
гулируется катехоламинами.
Молекулярные изменения не обязательно
сразу проявляются явным заболеванием, а чаще
всего снижают эффективность работы отдель-
ных органов и систем, в результате чего в опреде-
ленных условиях (например, при воздействии
внешних вредных факторов) могут возникать
заболевания.
Развитие молекулярной биологии способству-
ет систематическому углублению знаний в обла-
сти патогенеза заболеваний на молекулярной
основе. Лучшие тому примеры — современные
данные о столь распространенных заболеваниях,
как воспалительные процессы и рак.
Явление воспаления еще недавно рассматри-
валось лишь на клеточном уровне. Согласно
современным представлениям, воспалительный
процесс протекает исключительно на молекуляр-
ном уровне. Суть воспаления заключается в акти-
вации целого ряда ферментативных процессов
(свертывание, фибринолизис, кининогенезис, ак-
тивация комплемента, лизосомальных ферментов
и др.), иницируемых в результате распада клеток,
что приводит к образованию медиаторов воспале-
ния (гистамина, серотонина, брадикинина, факто-
ров, вызывающих фагоцитоз), которые влияют
вначале на образование местных воспалительных
реакций, а в случае более сильных стимулов рас-
пространяют воспалительный процесс на весь
организм. Следует при этом учесть, что в ходе
воспаления ферментативные процессы могут ак-
тивироваться нетипичным путем, что и является
началом выхода из-под контроля нормальных
регулирующих механизмов. Потеря контроля со-
здает ряд опасных последствий для организма, в
результате чего защитный механизм, каким явля-
ется воспаление, на определенном этапе заболе-
вания превращается в исключительно вредный
процесс. Классический пример здесь — наблюда-
емое в ходе заражения крови диффузное внутри-
сосудистое свертывание и фибринолизис, что
приводит к дефициту факторов свертывания и в
результате к тяжелому пороку кровотечения.
Опухолевой процесс, несмотря на многочи-
сленные исследования, по своей этиологии до сих
пор остается нерешенной загадкой. Успехом
можно считать, что все выдвигаемые теории и
факты говорят в пользу того, что образование
опухоли начинается с повреждения генетического
аппарата клетки. Это повреждение способствует
тому, что нормальная клетка организма выходит
из-под контроля обычных механизмов саморегу-
ляции и начинает вести себя в организме как
паразит. Клетка Начинает безудержно расти, при-
228
водя в конце концов к гибели хозяина. Все
известные канцерогенные факторы — мутаге-
ны, химические канцерогены (которые являются,
как это было в последнее время показано, также
и мутагенами), ионизирующее излучение и виру-
сы — приводят к повреждению генетического
аппарата, то есть ДНК, клетки. Врожденные де-
фекты генетического аппарата (аберрация хро-
мосом) и наследственно обусловленное предрас-
положение к возникновению опухолей у опре-
деленных штаммов лабораторных животных
подтверждают этот вывод.
Большой прогресс в области патогенеза забо-
леваний позволяет уже сейчас выделить следу-
ющие молекулярные их механизмы:
1.	Первичное нарушение гена.
Полная делеция (потеря) гена, перегруппи-
ровка генов в результате аберрации хромосом
(отклонения от нормы).
2.	Нарушение функции генов (биосинтеза бел-
ка).
Отсутствие синтеза мРНК, дефективная
мРНК, мРНК, не поддающаяся трансляции, нару-
шение транспорта мРНК (ошибочное расположе-
ние мРНК), присутствие ингибиторов биосинтеза
белка, нарушение регуляции функции генов.
3.	Заболевания, вызванные нарушением
структуры белков.
Пример: гемоглобинопатии.
4.	Обменные блокировки.
5.	Заболевания, связанные с неправильной
активацией ферментов.
Пример: воспалительный процесс, когда рас-
падающиеся клетки активируют целый ряд фер-
ментов.
6.	Клеточные нарушения на молекулярном
уровне.
Неправильная структура рецепторов клетки,
нарушения транспорта через оболочки, болезни
накопления (гликогенез, мукополисахаридоз, ли-
поидоз и т. п.) в результате дефицита активности
лизосомальных ферментов и т. п.
Несколько слов о перспективах медицины в
случае принятия теории молекулярного происхо-
ждения заболеваний. Необходимо отметить, что
во многих случаях изучение молекулярной
основы заболевания позволяет полностью скор-
ректировать существующий дефект путем сба-
лансирования нарушений обмена. Примерами та-
кого действия являются: при галактоземии —
удаление из пищи галактозы, являющейся источ-
ником токсичного продукта галактозо-1-фосфа-
та; сбалансирование дефицита продуктов блоки-
руемых реакций, например витаминов, в питании
человека (у ряда животных, у которых биосинтез
некоторых витаминов не блокируется, подача
их излишня). Иногда сбалансирование сущест-
вующих нарушений может быть очень сложным
(например, в случае ацидоза почечных каналь-
цев), однако и здесь изучение нарушений в пол-
ной мере возможно.
НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ БЛОХИН
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
онкологии
ередко приходится слышать, что
рак называют болезнью XX в.
Это положение оправдывается тем, что ни в какие
другие времена злокачественные опухоли не
занимали такого значительного места среди при-
чин смерти людей, как в наши дни. Так, во всех
экономически развитых странах злокачественные
опухоли прочно занимают второе место в стати-
стике смертности, уступая первенство лишь сер-
дечно-сосудистым заболеваниям.
Конечно, люди и раньше болели злокачествен-
ными опухолями, но их опасность заслонялась
преимущественно острыми инфекционными бо-
лезнями и туберкулезом, борьба с которыми,
начиная с конца прошлого века, становилась все
более успешной.
Сокращение ранней детской смертности,
успехи в борьбе с оспой, холерой, малярией и дру-
гими острыми инфекциями, а также и с туберку-
лезом привели к значительному увеличению сред-
ней продолжительности жизни людей и к измене-
нию соотношений различных причин смерти.
Прежде многие люди не доживали до возможно-
сти заболеть раком, погибая в более молодые
годы от других причин. Это можно и сегодня
видеть на примере стран Африканского конти-
нента, где желтая лихорадка, кишечные
инфекции, туберкулез представляют пока го-
раздо более важную проблему, чем злокачествен-
ные опухоли.
Под термином «рак» условно объединяется
большая группа злокачественных опухолей, зна-
чительно отличающихся друг от друга, но име-
ющих общие черты, типичные для злокачествен-
ного роста, — появление очага нерегулируемого
Николай Николаевич Блохин (р. 1912) — хирург-онколог, академик, пре-
зидент АМН СССР, генеральный директор Онкологического научного цен-
тра, Герой Социалистического Труда. Автор более 200 научных работ.
Н. 11. Блохин усовершенствовал технику ряда онкологических операций.
Под его руководством разработан ряд методов лекарственного и ком-
бинированного лечения опухолей, начато изучение возможностей
использования новых источников ионизирующего излучения в онко-
логии, организовано широкое изучение злокачественных опухолей,
составлена государственная программа исследований в этой области и про-
гноз развития исследований.
Н. Н. Блохин — председатель Научного совета по злокачественным новооб-
разованиям при Президиуме АМН СССР, главный координатор междуна-
родного научного сотрудничества по онкологии со странами — членами
СЭВ, председатель Комитета по международным Ленинским премиям «За
укрепление мира между народами», президент Общества СССР — США,
почетный президент Международного противоракового союза, член акаде-
мий наук ГДР. ПНР. Нью-Йоркской академии наук (США) и ряда зару-
бежных научных обществ.
организмом размножения слабодифференциро-
ванных клеток с последующим метастазировани-
ем, т. е. переносом отдельных клеток по лимфа-
тическим и кровеносным сосудам с образованием
новых очагов опухолевого роста.
Злокачественные опухоли относятся в основ-
ном к заболеваниям людей пожилого и старче-
ского возраста. И по данным статистики, чем
старше человек, тем для него выше риск заболеть
раком. Но опухолевые заболевания встречаются
и у молодых людей и даже детей. Это относится
особенно к некоторым видам опухолевых болез-
ней, таким, например, как саркома и лейкозы.
Демографические изменения, характерные
для нашего времени, — увеличение средней про-
должительности жизни человека и постоянное
нарастание среди населения количества старых и
пожилых людей — объясняют, почему злокаче-
ственные опухоли стали одной из главных причин
смерти людей в наше время.
Однако, мне кажется, что не только эти пока-
затели дают нам право говорить о злокачествен-
ных опухолях как о проблеме XX в. Наше столе-
тие ознаменовалось небывалым развитием науки
и техники во всех областях. Стало возможным
осуществление многовековой мечты человечества
о полетах в космос и на другие планеты. Совре-
менные возможности изучения сложных медико-
биологических проблем на клеточном, субклеточ-
ном и молекулярном уровнях обещают решение в
ближайшем будущем многих пока еще неясных
вопросов медицины.
Злокачественные опухоли — проблема XX в.,
поскольку онкология как наука фактически сло-
жилась в недавнем прошлом — это очень молодая
229
Н.Н. БЛОХИН
наука, хотя болезни, которые она изучает, повто-
ряю, существовали во все периоды истории чело-
вечества.
f Недавно онкологи отмечали 100-летие экспе-
риментальной онкологии. В 1876—1877 гг. рус-
ский ветеринар Мстислав Новинский впервые
показал возможность перевивки опухоли, т._ е.
пересадки ее от одного животного другому. На
основе работ Новинского былй созданы экспери-
ментальные модели опухолей на животных, поз-
волившие широко проводить различные исследо-
вания в лабораторных условиях. Это было лишь
начало. Настоящее развитие экспериментальная
онкология получила только в XX в., когда,
кроме перевивных моделей, вошли в практику
модели опухолей, вызванных у животных с помо-
щью так называемых химических или физических
канцерогенных агентов, когда началось широкое
изучение опухолеродных вирусов и их роли в воз-
никновении опухолей и стали развиваться многие
другие направления онкологических исследова-
ний.
Изучение микроскопического строения опухо-
лей, гистологическая диагностика разных видов
опухолей берут начало только в середине про-
шлого века и получили развитие в основном
также в XX в.
В 1895 г. были открыты рентгеновы лучи (К.
Рентген), а в 1898 г. — радий (М. Склодовская-
Кюри и П. Кюри). Как известно, эти открытия
были широко использованы в XX в. для диагно-
стики и лечения опухолей.
Также на рубеже двух столетий (1898 г.) про-
изошло еще одно важное для онкологии собы-
тие — начало развиваться учение о вирусах (Д.
Ивановский).
В XX в. онкология сложилась как самосто-
ятельная область медицинской науки. Начали
проводиться национальные, а затем и междуна-
родные совещания, конференции, конгрессы. В
1933 г. был организован Международный проти-
вораковый союз, объединяющий сейчас онколо-
гов более 70 стран, систематически организу-
ющий международные конгрессы и содейству-
ющий сотрудничеству специалистов разных
стран.
В нашей стране, еще в дореволюционные
годы начали проводиться некоторые меропри-
ятия по противораковой борьбе, однако только
после Великой Октябрьской революции были
созданы условия для образования стройной
системы онкологической помощи, для организа-
ции мощной сети онкологических диспансеров,
ряда онкологических институтов и т. д.
Недавно мы отмечали столетие со дня рожде-
ния основоположника советской онкологии
Н. Н. Петрова, который был инициатором мно-
гих важных организационных мероприятий по
противораковой борьбе в Советском Союзе, вид-
нейшим ученым хирургом-онкологом, автором
первого отечественного руководства по онколо-
гии, организатором и первым директором Инсти-
тута онкологии в Ленинграде, носящего теперь
его имя.
Большой вклад в становление и развитие
онкологии в нашей стране внес руководитель
московской школы онкологов П. А. Герцен и
многие представители экспериментальной и кли-
нической медицины, посвятившие себя спе-
циально изучению проблемы злокачественных
опухолей.
В наше время все шире развивается междуна-
родное сотрудничество в этой области медицин-
ской науки.
Наряду с Международным противораковым
союзом большую работу ведут межгосударствен-
ные организации, такие, как Всемирная органи-
зация здравоохранения (ВОЗ), которая имеет спе-
циальный отдел опухолей, как Международное
агентство по изучению рака в Лионе, в рабо-
те которого участвуют 10 стран, ведущих на-
иболее серьезные исследования в области онколо-
гии.
Страны социалистического содружества име-
Макет Онкологического научного центра АМН СССР
230
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ онкологии
В Институте экспериментальной и клинической онколо-
гии идет операция. Ведет ее академик Н. Н. Блохин
231
Н.Н. БЛОХИН
ют единую программу исследований по онколо-
гии, созданную после заключения в 1973 г. спе-
циального договора в системе СЭВ.
Советский Союз ведет совместные исследова-
ния по проблеме рака на основе двусторонних
соглашений и с другими странами.
В проблеме злокачественных опухолей еще
много неясного, однако если посмотреть, сколько
нового получено учеными в нашем столетии в
области изучения природы и причин опухолей, в
области разработки методов их диагностики и
лечения, то надо признать, что за сравнительно
короткий срок сделано очень много.
Часто говорят, что причины рака остаются
еще неизученными, однако следует отметить, что
в экспериментальных лабораториях ученые могут
искусственно получить у животных по своему
желанию самые разные опухоли — рак кожи,
саркомы костей, опухоли печени и т. д. Следова-
тельно, многое известно о факторах, содейству-
ющих развитию опухолей.
Установлено, например, что ряд химических
веществ при длительном контакте с животным
организмом ведет к развитию опухолей. Эти
вещества получили наименование канцероген-
ных.
Изучено также канцерогенное действие иони-
зирующих излучений, которое известно со време-
ни внедрения в медицинскую практику рентге-
новских лучей, когда стал выявляться рак кожи
на руках врачей рентгенологов, не применяв-
ших еще тогда необходимых мер защиты от
облучения.
Многое выяснено о роли вирусов в возникно-
вении ряда опухолей животных, изучены пути
передачи этих вирусов, которая, как оказалось,
осуществляется преимущественно по вертикали
Совместное совещание ученых социалистических стран
по проблеме «Злокачественные новообразования»
от родителей к потомству. Такая передача делает
вирусные опухоли практически незаразными для
окружающих животных.
Известна, например, экспериментальная мо-
дель вирусной опухоли животных — рак молоч-
ных желез мышей, где вирус, как выяснилось,
содержится в молоке кормящих самок и переда-
ется новорожденным мышатам вместе с молоком
при первом же их кормлении. Рак молочных
желез развивается спустя много времени уже у
взрослых мышей, и при этом они не заразны для
других окружающих их особей.
Известны и такие вирусные опухолевые забо-
левания, как, например, лейкозы мышей и крыс,
где вирус передается от матери к потомству еще
во внутриутробном периоде.
Эти примеры разъясняют, что предположения
о вирусной природе ряда человеческих опухолей
не подтверждают заразительность рака в обыч-
ном смысле этого слова. Мы знаем, что рак прак-
тически не заразен, и люди, всю жизнь работа-
ющие в онкологических учреждениях и постоянно
контактирующие с больными, заболевают раком
не чаще, чем другие.
Сведения об опухолеродных вирусах и различ-
ных канцерогенных агентах не противоречат
друг другу. Во-первых, как уже говорилось, рак
представляет собой большую группу опухолевых
заболеваний, среди которых могут быть болезни,
имеющие разные причины, и, во-вторых, в ряде
случаев заболевание возникает в результате воз-
действия целого комплекса факторов. Возможно,
что опухолеродные вирусы находятся в орга-
низме многих людей от рождения, но это еще не
232
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ онкологии
Совместное советско-американское совещание по пробле-
ме «Химиотерапия опухолей»
определяет неизбежность заболевания, которое
может возникнуть в связи с содействующим
болезни влиянием тех или других канцерогенных
факторов.
Приходит на память аналогия с туберкулезом.
Ведь до 80-х годов прошлого века, когда была
открыта туберкулезная палочка, о туберкулезе
говорили как о полиэтиологическом заболева-
нии, к которому ведут наследственность, тяжелые
условия жизни, перенесенные инфекции, не-
рвные потрясения и т. д.
После открытия возбудителя туберкулеза ока-
залось, что туберкулезной палочкой в детстве
инфицируются практически все люди. Следы пер-
вичной туберкулезной инфекции в легких можно
найти при вскрытиях людей, умерших от самых
различных причин.
Однако ведь далеко не все, а только некото-
рые люди заболевают туберкулезом. При этом
играют роль все те факторы, которые когда-то
считали причинными, в то время как они являют-
ся лишь содействующими.
Вирусные возбудители человеческих опухолей
пока еще не открыты, хотя можно думать, что
наука близка к таким открытиям, так как есть
немало серьезных оснований предполагать ви-
руснук) природу лейкозов и некоторых опухолей
человека. Изучением этого вопроса занимается
сейчас много вирусологов разных стран, и, в
частности, эта проблема активно изучается по
программе советско-американского сотрудниче-
ства.
Значение канцерогенных агентов в возникно-
вении рака у человека установлено в отношении
некоторых видов так называемого профессио-
нального рака, например, у работников химиче-
ской промышленности. Изучение этих вопро-
сов позволяет предупреждать такие заболева-
ния, и борьба с ними в нашей стране ведется ус-
пешно.
Профилактические мероприятия, направлен-
ные на защиту человека от канцерогенных аген-
тов, находящихся в окружающей среде, борьба с
загрязнением атмосферного воздуха, водоемов,
строгий контроль красящих и ароматических
веществ, прибавляемых к пищевым продук-
там, проводятся у нас в государственных масшта-
бах.
В последние годы онкологи стремятся ближе
подойти к изучению рака у людей, проводя широ-
кие эпидемиологические исследования, целью ко-
торых является выяснение факторов, содейству-
ющих развитию определенных видов опухолей у
человека.
Проводится сравнительное изучение распро-
странения разных видов опухолей в различных
странах, в разных климатических и географиче-
ских зонах у людей разнообразных профессий.
Выясняется значение различных обычаев и при-
вычек и т. д.
Эпидемиологическое изучение рака дало
много важных материалов. Так, например, выяс-
нено, что наиболее распространенные среди жен-
щин виды рака — рак шейки матки и рак молоч-
ной железы — как бы сбалансированы между
собой. Там, где женщины, как правило, рано
выходят замуж, рано рожают первого ребенка,
имеют много детей и долго кормят их грудью, не
делают абортов, там мало рака молочной железы,
но преобладает рак шейки матки. Чем чаще жен-
щины уклоняются от деторождения, тем заметнее
233
Н.Н. БЛОХИН
возрастает заболеваемость раком молочной желе-
зы, который сейчас в США и странах Западной
Европы вышел на первое место среди всех опухо-
лей у женщин.
В нашей стране рак молочной железы встреча-
ется не столь часто, однако отмечается тенденция
к снижению заболеваемости раком шейки матки
параллельно с возрастанием заболеваемости ра-
ком молочной железы.
Во всех экономически развитых странах отме-
чается рост заболеваемости раком легких, кото-
рый преимущественно поражает мужчин. Стати-
стически установлена роль курения как содей-
ствующего фактора в возникновении рака лег-
ких. Имеет значение не только курение как тако-
вое, но и его интенсивность. Человек, выкурива-
ющий ежедневно две пачки сигарет, во много раз
больше рискует заболеть раком легких, чем тот,
кто выкуривает одну-две сигареты в день.
Несомненно значение факторов питания в раз-
витии опухолей пищеварительного тракта. В ме-
ждународной статистике последних лет отмеча-
ется тенденция к снижению заболеваемости
раком желудка, связанная, по-видимому, с разви-
тием традиций употребления малораздражающей
и хорошо усвояемой пищи, с разведением креп-
ких алкогольных напитков и обильным употре-
блением в рационе питания фруктовых соков,
свежих овощей и т. д.
Интересно отметить, что при большом еще
распространении рака желудка в нашей стране
отмечается значительная разница в статистиче-
ских данных разных республик: наиболее низкие
показатели дают южные республики, где круг-
лый год имеются свежие овощи и фрукты, где
люди чаще употребляют легкие виноградные
вина, а не крепкие алкогольные напитки.
Наряду со снижением заболеваемости раком
желудка в западных странах отмечается рост рака
толстой и прямой кишок, так как факторы, содей-
ствующие снижению рака желудка, по-видимому,
неблагоприятно сказываются на состоянии тол-
стого кишечника.
Из сказанного уже понятно, как много может
дать эпидемиологическое изучение рака не только
для понимания факторов, содействующих разви-
тию опухолей, но и для их профилактики.
Профилактика злокачественных опухолей се-
годня может идти по трем путям. Это — защита
людей от канцерогенных агентов, пропаганда
борьбы с вредными факторами, известными на
основе эпидемиологического изучения рака
(с курением, абортами), пропаганда рациональ-
ного питания и, наконец, своевременное выявле-
ние и возможные устранения так называемых
предопухолевых заболеваний.
Известно, что рак обычно не возникает в
совершенно здоровых тканях, что ему предше-
ствуют длительно существующие болезненные
процессы, получившие название предопухолевых,
или предраковых, заболеваний. Думаю, что это
Гамма-терапия. Отдел радиологии
Лаборатория готовых лекарственных форм
234
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ онкологии
Исследование в Лаборатории биохимии опухолей
Рентгенологическое исследование больного с примене-
нием электронно-оптического усилителя
название не относится к числу удачных,
поскольку такие хронические процессы не всегда
приводят к образованию злокачественных опухо-
лей. Однако этот термин вошел в практику.
Массовые профилактические осмотры населе-
ния, проводящиеся систематически в нашей стра-
не, имеют цель не только выявить ранние формы
рака, которые могут быть вполне излечимы, но
также и обнаружить предопухолевые заболе-
вания. Такие больные берутся на учет, и их ле-
чат.
«Раннее выявление рака спасает жизнь» —
это лозунг Всемирной организации здравоохра-
нения. Он, несомненно, справедлив, поскольку
рак в ранних стадиях принципиально излечим.
Можно надеяться, что успехи науки, в частно-
сти успехи вирусологии и иммунологии, через
какое-то время позволят разработать методы
специфической профилактики — вакцинации
против некоторых вирусных опухолевых заболе-
ваний, но пока это еще дело будущего.
Следовательно, сейчас реальной задачей явля-
ется раннее выявление и совершенствование
лечения опухолевых больных. Поэтому ясно,
какое огромное значение имеет работа по
своевременной диагностике рака, пропаганда
среди населения необходимости профилактиче-
ских осмотров, сведений о ранних признаках опу-
холей и т. д.
Ранние стадии рака часто проходят с малыми
симптомами, в частности, эти заболевания долго
не вызывают болей, которые обычно вынуждают
больного идти к врачу. Современные методы
рентгенологической, радиоизотопной, эндоско-
пической, цитологической диагностики позволя-
ют выявить опухолевые заболевания в ранних,
вполне излечимых стадиях. Но, к сожалению,
многие больные слишком поздно обращаются к
специалистам.
Лечение злокачественных опухолей совершен-
ствуется с каждым годом. Если когда-то только
своевременное хирургическое удаление опухоли
могло реально помочь больному, то теперь
наряду с хирургией, которая достигла очень боль-
шого развития, широко применяются разнооб-
разные методы лучевой терапии. Вслед за рентге-
нотерапией в практику вошли гамма-терапевти-
ческие аппараты (так называемые кобальтовые
пушки), бетатроны, линейные ускорители. Изуча-
ются возможности использования тяжелых заря-
женных частиц — протонов, отрицательных пи-
мезонов и т. д.
Однако хирургические и лучевые методы
относятся к местным воздействиям, направлен-
ным на удаление или уничтожение очага опухоле-
вого роста, в то время как на поздних стадиях
злокачественных опухолей все заметнее проявля-
ется общий характер заболевания.
Поэтому понятен большой интерес онкологов
к лекарственным методам лечения опухолей,
которые начали развиваться примерно 30 лет
235
Н.Н. БЛОХИН
назад и теперь уже прочно вошли в клиническую
практику.
Часто приходится слышать вопросы о том,
когда же будет найден препарат против рака?
Этот вопрос по существу своему неправилен, так
как речь идет не об одной болезни, а о ряде опухо-
левых заболеваний, имеющих свои отличия и осо-
бенности. Можно ли, например, говорить о созда-
нии единого антибиотика против всех инфекций?
Конечно, нет.
Опыт химиотерапии злокачественных новооб-
разований показывает необходимость поисков
различных средств для лечения разных видов опу-
холей, и в отношении некоторых из них уже сей-
час мы располагаем активно действующими
лекарственными препаратами.
В наши дни около 40 лекарственных противо-
опухолевых препаратов применяется в клиниче-
ской практике. Это так называемые алкилиру-
ющие соединения, препараты из группы антиме-
таболитов, противоопухолевые антибиотики, не-
которые вещества растительного происхождения.
Изучается действие сочетаййй различных проти-
воопухолевых препаратов, а также комбиниро-
ванное применение хирургических, лучевых и
лекарственных методов лечения.
Все чаще мы применяем различные варианты
комбинированного лечения опухолей, что содей-
ствует улучшению результатов лечения в послед-
ние годы.
Хочется отметить, что на протяжении уже
более 10 лет смертность от рака в нашей стране
не увеличивается. При значительной заболева-
емости злокачественными опухолями наступила
стабилизация показателей смертности от рака
среди мужчин и наметилась тенденция к сниже-
нию смертности среди женщин. Увеличить про-
должительность жизни раковых больных, без
сомнения, позволило раннее выявление заболе-
вания и усовершенствование методов его лече-
ния.
В настоящее время в нашей стране на учете
находится около 2 млн. людей, лечившихся от
злокачественных опухолей, и из них около полу-
миллиона живет уже 10 и более лет после лече-
ния.
Быстрое развитие онкологии, широкое ме-
ждународное сотрудничество ученых — все это
дает основание оптимистически смотреть на пер-
спективы борьбы против рака. Особенно благо-
приятные условия для работы в этой области
создаются в нашей стране. Достаточно сказать,
что в Москве завершается строительство круп-
нейшего Онкологического научного центра, рас-
полагающего очень широкими возможностями
исследовательской работы, лечения онкологиче-
ских больных и международного сотрудничества
в этой области науки.
Важно подчеркнуть, что Онкологический на-
учный центр строится на средства, полученные от
Всенародного ленинского субботника. Поэтому
236
можно сказать, что весь наш народ участвует в
противораковой борьбе. Это возлагает особую
ответственность на ученых-онкологов и дает еще
один стимул к активной работе в этой сложной и
важной области медицины.
БОРИС ВАСИЛЬЕВИЧ ПЕТРОВСКИЙ
ДОСТИЖЕНИЯ
СОВЕТСКОЙ ХИРУРГИИ
неразрывно связан с научно-технической револю-
цией, которая оказала огромное влияние на
основные ее направления. Являясь частью клини-
ческой медицины, современная хирургия ис-
пользует все достижения биологии, физиологии,
биохимии, математики, физики и других фунда-
ментальных отраслей науки. Во время операции
сегодня применяются ультразвук, лазеры,
ультранизкая температура. Операционные осна-
щаются новой электронной и оптической аппара-
турой, компьютерами, комплексами для гиперба-
рической оксигенации (использование кислорода
под повышенным давлением). В хирургии исполь-
зуются атомная энергия, достижения иммуно-
логии, химии, кибернетики и др.
В наше время в исключительно быстром раз-
витии хирургии, помимо опыта, приобретенного
хирургами, и роста технического оснащения опе-
рационных и клиник, огромную роль сыграли
новые достижения анестезиологии, реаниматоло-
гии, применение полимеров, новых антибиоти-
ков, антисвертывающих и иммунных средств,
гормонов, ферментов.
Анестезиология в настоящее время создает
для больного и хирурга оптимальные условия во
время самых сложных операций. Современный
наркоз — наиболее гуманный метод обезболива-
ния, так как он выключает сознание больного,
позволяет добиться полного расслабления мышц,
сокращая тем самым длительность вмешатель-
ства, резко снижает риск операции. Зародившись
в недрах хирургии, анестезиология, в свою оче-
редь, открыла перед хирургией новые возможно-
Борис Васильевич Петровский (р. 1908) — хирург, доктор медицинских
наук, профессор, академик АН СССР и АМН СССР, Герой Социалистиче-
ского Труда, заслуженный деятель науки, заведующий кафедрой госпи-
тальной хирургии I Московского медицинского института, директор Всесо-
юзного научно-исследовательского института клинической и эксперимен-
тальной хирургии, министр здравоохранения СССР.
Б. В. Петровский — автор более 300 научных работ. Он является председа-
телем Всесоюзного общества хирургов, членом президиума Международ-
ного общества хирургов и вице-президентом Европейского общества сер-
дечно-сосудистой хирургии, почетным членом ряда зарубежных академий
наук и хирургических колледжей и обществ.
Б. В. Петровский —лауреат Ленинской и Государственной премий, награ-
жден двумя орденами Ленина, орденом Красной Звезды, орденами Вен-
герской и Польской народных республик.
сти, в частности в области операций на сердце и
крупных сосудах, легких, пищеводе и т. д. Эти
возможности обогатили детскую хирургию, аку-
шерство и гинекологию, нейрохирургию и дру-
гие виды специализированной медицинской по-
мощи.
Современная анестезиология нашла широкое
применение в практике советского здравоохране-
ния. Подготовлены в необходимом количестве
врачи-анестезиологи и сестры-анестезисты за
сравнительно короткий период.
Существенно улучшилась и материально-тех-
ническая база анестезиолого-реанимационной
службы. Современные советские наркозо-дыха-
тельные аппараты (РО-5, РО-6, «Полинаркон-2»,
«Наркон-2», «Лада», «Вита» и др.) выполнены на
уровне лучших образцов.
Широкое международное признание нашел
аппарат «Холод-2ф», предназначенный для за-
щиты головного мозга от гипоксии (кислород-
ного голодания) в самых различных клинических
ситуациях.
Будущее анестезиологии, несомненно, связано
с созданием контрольно-диагностических ком-
плексов, которые позволят быстро и своевре-
менно осуществлять регуляцию основных жиз-
ненных функций организма. В настоящее время
уже созданы первые советские клинические
варианты контроль-диагностического комплекса
«Симфония», позволяющего, например, характе-
ризовать функциональное состояние системы
кровообращения по 32 показателям.
Успешно решаются в научном и организа-
ционном плане проблемы реаниматологической
помощи в СССР. Концентрируя больных, пере-
237
Б. В. ПЕТРОВСКИЙ
несших операции или имевших отравления,
ожоги и травмы, инфаркт миокарда, недостаточ-
ность функций таких органов, как почки, печень,
в специализированных отделениях, удается со-
здать для их выздоровления оптимальные усло-
вия.
Значительный интерес представляет гиперба-
рическая оксигенация. Уже сегодня в нашей
стране и за рубежом ведется успешное внедрение
этого метода в клиническую практику. Наиболь-
шее распространение гипербарическая оксигена-
ция получает в кардио-сосудистой хирургии, при
различных операциях у ослабленных больных и
людей пожилого возраста. Этот метод применя-
ется и в предоперационной подготовке больных с
явлениями сердечно-сосудистой недостаточности
и выраженной общей гипоксией, не поддающейся
коррекции другими методами; в практике интен-
сивной терапии у послеоперационных больных
при гипоксии мозга, печени, почек и т. п.; при
развитии местной, особенно анаэробной, инфек-
ции (которая прогрессирует лишь в бескислород-
ной среде), вялотекущих воспалительных процес-
сов, а также при нарушении кровотока в крупных
сосудах — в основном в сосудах мозга и нижних
конечностей.
В настоящее время исследования по использо-
ванию кислорода поД повышенным давлением в
лечебных целях ведут 80 научных и лечебных
учреждений страны. В СССР проведено не-
сколько сот операций в условиях гипербариче-
ской оксигенации. В основном это операции по
поводу врожденных пороков сердца и патоло-
гии магистральных сосудов, на трахее, легких
и др.
С вводом в эксплуатацию комплекса гиперба-
рической оксигенации во Всесоюзном институте
клинической и экспериментальной хирургии Ми-
нистерства здравоохранения СССР возможно-
сти для проведения подобных исследований
значительно расширились. Комплекс состоит из
шести соединенных друг с другом барокамер.
В 1974 г. в нашей стране началось серийное
производство одноместных лечебных барокамер,
которые находят широкое применение в практике
отделений интенсивной терапии.
Значительный интерес представляют работы
по созданию искусственного сердца, которое
можно было бы временно использовать при пол-
ном выключении функции сердца (по типу искус-
ственной почки) в тех случаях, когда массаж серд-
ца, вспомогательное кровообращение и другие
методы оказываются неэффективными.
В целях объединения усилий для более
быстрого решения этой труднейшей проблемы в
июне 1974 г. было подписано соглашение между
СССР и США «О сотрудничестве в области
научных исследований и разработки искусствен-
ного сердца». Работа над этой проблемой требует
участия не только представителей научной меди-
Два этапа операции протезирования клапана сердца •
238
ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ХИРУРГИИ
В научно-исследовательском институте клинической и
экспериментальной хирургии идет операция. Ведет ее ака-
демик Б. В. Петровский
цины, но и конструкторов, физиков, химиков и
других ученых и специалистов. Ученые СССР и
США уже обменялись первыми образцами искус-
ственного сердца с внешним приводом для прове-
дения исследований в эксперименте.
При нарушении функции почек (уремии)
хирурги широко используют искусственную по-
чку.
В случаях печеночной комы, когда резко
снижены функциональные возможности печени,
условия лечения затрудняются из-за отсутствия
методов и аппаратов, аналогичных искусственной
почке. Работы по созданию таких моделей ведутся
(Ю. М. Лопухин и др.).
В современной хирургии широко использу-
ются разнообразные инертные пластмассы, кау-
чуки, металлы и другие материалы, из которых
изготовляют катетеры, зонды, оксигенаторы,
фильтры, диализаторы (т. е. основную часть
аппарата «искусственная почка», где происходит
удаление из крови больного токсических
веществ) и др. Стало возможно в течение многих
часов и суток оставлять в просвете крупных сосу-
дов и сердца тонкие катетеры для лечебных и
диагностических целей.
Полимерные материалы и металлы (титан и
тантал) незаменимы в пластической хирургии,
протезировании сосудов, клапанов сердца и дру-
гих элементов. В СССР ежегодно производят
тысячи операций с использованием этих материа-
лов.
Достижения химии и фармакологии посто-
янно используются в медицине. Вместе с тем
хотелось бы подчеркнуть некоторую увлечен-
ность отдельных врачей антибиотиками, гор-
монами и другими сильнодействующими сред-
ствами, что далеко не всегда положительно отра-
жается на состоянии больных. Представляет
опасность появления штаммов стафилококка,
стрептококка, синегнойной палочки, устойчивых
к самым сильным антибиотикам. Встречаются
239
Б. В. ПЕТРОВСКИЙ
тяжелые формы шока, острые язвы желудочно-
кишечного тракта, обусловленные слишком ши-
роким и длительным, бесконтрольным использо-
ванием гормонов. Анализ всех этих фактов сви-
детельствует о необходимости самого тщатель-
ного контроля за применением высокоактивных
медицинских препаратов и осторожного подхода
к их использованию.
Полезную роль в дальнейшем прогрессе
хирургии играют техника, электроника, ядерная
физика. Операции на сердце, сосудах, пищеводе
стали возможны благодаря применению совре-
менной рентгенодиагностической аппаратуры.
Методы рентгеновских исследований сосудов
значительно расширяют диагностические воз-
можности клинической медицины. Не менее пер-
спективно применение аппаратов со стекловоло-
конной оптикой для визуального обследования
полостных органов. Хирурги применяют также
ультразвуковые аппараты для диагностики и для
рассечения и сварки костей и хрящевых тканей,
лучи лазерных, тепловых и холодных установок и
другую технику.
Современная хирургия выдвигает ряд новых
медико-технических задач, связанных с поиском
биологически инертных материалов, долговеч-
ных миниатюрных источников энергопитания,
построением систем жизнеобеспечения и кон-
троля за состоянием больных.
На пути к решению многочисленных практи-
ческих и теоретических задач хирургии ведется
большая научно-исследовательская работа. При
исследовании совокупности процессов, происхо-
дящих в организме, анализ которых сложен и
труден и нередко связан с субъективной оценкой,
возникает необходимость применять методы ки-
бернетики и средства вычислительной техники.
В недрах хирургии зародилась трансплантоло-
гия, вышедшая далеко за ее пределы. В СССР
первая успешная пересадка почки в клинике была
произведена в апреле 1965 г. В начале 1979 г.,
т. е. через 14 лет, только в одном из центров
трансплантации почки во Всесоюзном НИИ кли-
нической и экспериментальной хирургии произ-
ведено 500 операций пересадки почки, а в СССР
их выполнено свыше 2 тыс. Примерно 10—12%
из этого числа пересадок осуществлено от
живого близкородственного донора, а в отдель-
ных случаях — от трупа. Благоприятные отдален-
ные результаты со сроками жизни оперирован-
ных более 13 лет (для донорской почки) и 11 (для
трупной) ободряют нас. В СССР действуют 15
центров пересадки почки (в Москве, Киеве, Мин-
ске, Риге, Кемерове, Баку, Ташкенте и других
городах).
Центры пересадки почки создавались в едином
комплексе с лабораториями гемодиализа, где
проводится экстракорпоральное очищение крови
от шлаков с помощью аппаратов «искусственная
почка», который изготавливается в ряде стран, в
том числе и в СССР.
Дальнейшие успехи в области трансплантации
почки и других органов зависят от решения
проблемы преодоления барьера несовместимости,
а также консервации тканей. В настоящее время
внедрены в практику клиники методы консерва-
ции трупной почки на срок до 33 часов. Создан
ряд аппаратов для хранения и определения жиз-
неспособности органов перед их пересадкой. Это
позволило начать пересылку почек в другие
города нашей страны и обмен ими между социа-
листическими странами. Такая необходимость
вызывается трудностями подбора подходящего
органа по тканевым антигенам.
Говоря о частных научно-клинических и орга-
низационных проблемах, нужно обратить особое
внимание на разделы общей хирургии, относящи-
еся к раневой инфекции. Значительный прогресс
в этой области способствует дальнейшему разви-
тию других аспектов современной хирургии.
Наши знания о раневом процессе необычайно
расширились за последнее десятилетие благодаря
новым сведениям о функции и поведении клеток
в нормальных условиях и при различных патоло-
гических процессах, о регулирующих механизмах
синтеза биологически активных веществ.
Внедрение в практику новых антибиотиков,
методов профилактики и лечения раневой инфек-
ции привело к улучшению практических результа-
тов лечения ран. Однако сегодня мы не всегда
имеем условия для глубокого изучения теоретиче-
ских вопросов этой проблемы на уровне молеку-
лярной биологии, биохимии, морфологии и не
всегда имеем возможность контролировать ин-
фекцию. Требуется использование иммунологи-
ческих аспектов данной области и широкое при-
менение разработанных в СССР методов профи-
лактики и лечения хирургической инфекции
активными средствами, содержащими гамма-гло-
булины, целенаправленными по отношению к
различным видам инфекции, способами физиче-
ского воздействия на раны — ультразвуком, лазе-
ром и другими методами.
Среди проблем, привлекающих в последнее
время все больше внимания ученых, клиницистов
и организаторов здравоохранения, находится ле-
чение острых хирургических заболеваний и
повреждений органов брюшной полости. И это
понятно, так как речь идет о заболеваниях, зани-
мающих одно из основных мест в повседневной
деятельности хирургов общего профиля. Еже-
годно в стране проводится около 2 млн. экстрен-
ных хирургических вмешательств.
Созданная в СССР в соответствии с основ-
ными принципами советского здравоохране-
ния — общедоступностью и бесплатностью высо-
коквалифицированной медицинской помощи и с
профилактическим направлением — стройная си-
стема скорой медицинской помощи в значитель-
ной мере улучшила результаты лечения этого
вида патологии и способствовала сокращению
предоперационного периода.
240
ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ХИРУРГИИ
Развитие сети станций скорой помощи в
нашей стране идет быстрыми темпами. В сред-
нем станции скорой помощи обслуживают в год
более 270 вызовов на тысячу населения.
Машины скорой помощи радиофицированы,
оборудованы наркозной аппаратурой, инструмен-
тарием, имеют широкий ассортимент медикамен-
тозных препаратов, что позволяет не только ока-
зывать первую врачебную помощь, но и выпол-
нять многие элементы реанимации в самой
машине до поступления больного в стационар.
Большую роль в оказании экстренной помощи
жителям сельских местностей играет санитарная
авиация, располагающая 192 станциями.
Дальнейшее совершенствование скорой меди-
цинской и неотложной хирургической помощи,
улучшение преемственности на догоспитальном и
госпитальном этапах лечения больных привели к
созданию единых комплексов: стационар для гос-
питализации экстренных больных, объединенный
со станцией скорой помощи. Положительные
результаты работы больниц скорой медицинской
помощи в крупных городах позволили более чем
в 700 районных центрах объединить станции ско-
рой медицинской помощи с городскими и цен-
тральными районными больницами.
Успехи современной хирургии обусловлены
также укреплением материально-технической
базы здравоохранения. Число хирургических коек
с 7,9 на 10 тыс. населения в 1950 г. возросло к
1 января 1978 г. до 16,9.
Необходимо подчеркнуть важность организа-
ции крупных специализированных отделений, хо-
рошо оснащенных современной медицинской
техникой и укомплектованных квалифицирован-
ными кадрами. К преимуществам такой системы
относятся более рациональное использование ме-
дицинской техники, совершенствование профес-
сионального мастерства медицинского персо-
нала, более быстрое внедрение в практику со-
временных лечебных и диагностических мето-
дов.
Следует остановиться на достижениях в неко-
торых областях хирургии. В частности, при раке
пищевода благодаря успехам анестезиологии и
реанимации послеоперационная летальность сни-
жается. Применяется предоперационное облуче-
ние с использованием новых источников энергии:
бетатранов и линейных ускорителей, а затем про-
изводятся удаление пораженной части пищевода и
послеоперационное облучение. При доброкаче-
ственных опухолях пищевода выполняются пре-
имущественно ограниченные вмешательства типа
вылущивания опухоли. При ожоговых стрикту-
рах (сужении) пищевода просвет в нем восстанав-
ливается в настоящее время с помощью новых
моделей полых рентгеноконтрастных бужей.
В результате почти полностью удается избе-
жать такого тяжелого осложнения, как разрыв
пищевода, и многие больные не подвергаются
риску тяжелой восстановительной операции. Те-
перь число пластических операций при ожоговых
стриктурах пищевода сводится до минимума и
ограничивается запущенными случаями, при ко-
торых не удается провести в пищевод струну-про-
водник.
Основным в лечении кардиоспазма в насто-
ящее время так же является не оперативный
метод, как это было 10—15 лет назад, а ис-
пользование пневматического расширителя кар-
диальной части желудка. Эта процедура легко
переносится больными, эффективна, безопасна,
что позволяет применять ее в амбулаторных усло-
виях. Пневматический советский каучуковый кар-
диодилятатор полностью вытеснил металличе-
ский аппарат Штарка.
Пластика пищевода, с тех пор как впервые
выдающийся отечественный хирург П. А. Гер-
цен успешно ее выполнил в клинических усло-
виях в 1908 г., характеризуется сегодня большим
разнообразием методов и индивидуальным подхо-
дом, что определяется патологией пищевода, ана-
томическими особенностями органов и возрастом
больного. Наметилась тенденция к ограничению
тотальной пластики пищевода и применению, где
это допустимо, обходного шунтирования (соеди-
нения), местной реконструкции и т. п.
Наряду с совершенствованием хирургических
методов лечения заболеваний пищевода разраба-
тываются новые диагностические методики, рас-
ширяющие возможности раннего выявления ряда
сложных его заболеваний.
Развивается хирургия органов дыхания —
легких, бронхов, трахеи. Здесь успешно внедря-
ются реконструктивные операции, разрабатыва-
ются различные варианты сложных пластических
вмешательств на крупных бронхах. В настоящее
время с успехом осуществляются оригинальные
способы закрытия бронхиальных свищей. Вошла
в повседневную практику циркулярная резекция
бронхов при доброкачественных и злокачествен-
ных опухолях (Л. К. Богуш, М. И. Перельман,
А. П. Кузьмичев, О. М. Авилова). Широко
применяется хирургическое и комбинированное
лечение опухолей легкого с предварительным
облучением на гамма-установках и бетатронах.
Только 10 лет назад был преодолен анестезиоло-
гический и технический барьер в сложной и мало-
доступной области— хирургии грудного отдела
трахеи. Сейчас такие трудные новые операции,
как циркулярная резекция трахеи и бронхов,
успешно выполняются в специализированных
центрах страны. Необходимо отметить, что в этой
области как по количеству и оригинальным спо-
собам произведенных операций, так и по достиг-
нутым результатам Советский Союз занимает
первое место в мировой хирургии. Аналогичные
показатели имеют место и в хирургии пищевода.
За послевоенный период хирургия сердца
успешно прошла первый трудный период «закры-
тых» и паллиативных операций. Сегодня кар-
диохирургия у нас развивается по следующим
241
Б. В. ПЕТРОВСКИЙ
Сове1ские протезы клапанов сердца
Советский атомный кардиостимулятор
Искусственное сердце (экспериментальная модель), ра-
ботающее О1 внешнего привода
242
ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ХИРУРГИИ
основным направлениям: лечение приобретенных
и врожденных пороков сердца, аневризм сердца,
поражения коронарных артерий.
Большим достижением современной хирургии
сердца являются операции протезирования клапа-
нов. Советские хирурги располагают современ-
ными клапанами-протезами различных отече-
ственных конструкций, в том числе с запиратель-
ными элементами, изготовленными в форме
шара и диска из силикона или титана с примене-
нием антитромбогенных пластмассовых покры-
тий, значительно снижающих вероятность тром-
боэмболических осложнений. Появились клапа-
ны из биологических материалов. Отечественные
клапаны по своим медико-биологическим свой-
ствам и высоким техническим характеристикам
соответствуют уровню мировых стандартов.
В нашем институте впервые в стране были
успешно применены и запатентованы советские
протезы клапанов с механической бесшовной
фиксацией к стенкам сердца, а также опорные
эластичные кольца, конкурирующие с клапанами.
При лечении врожденных пороков сердца
Микрохирургическая операция, производящаяся под
микроскопом. НИИ клинической и эксперимен! альной хи-
рургии
большинство операций носит реконструктивный
характер и выполняется в условиях искусствен-
ного кровообращения. Из достижений в этой
области следует отметить успешные вмешатель-
ства при сложных пороках. Советские кардиохи-
рурги разработали и успешно претворяют в
жизнь концепцию двухэтапного лечения наибо-
лее сложных и тяжело протекающих врожденных
пороков сердца типа тетрады Фалло.
Развитию советской сосудистой хирургии, не-
сомненно, способствовали успехи в других обла-
стях хирургии и трансплантации органов. За
последние годы в СССР создано 40 сосудистых
центров по оказанию экстренной хирургической
помощи больным с острыми заболеваниями и
повреждениями сосудов. В их составе работают
специальные дежурные бригады, способные при
необходимости выехать или вылететь в любой
район страны. Только одним сосудистым центром
Москвы на базе нашего института было осуще-
ствлено вне его стен свыше 2 тыс. операций.
Большую роль в становлении и достижениях
сосудистой хирургии сыграло производство оте-
чественных синтетических сосудистых протезов.
Только одной из ленинградских фирм за послед-
ние 18 лет изготовлено в общей сложности более
60 тыс. трубчатых и бифуркационных протезов,
243
Б. В. ПЕТРОВСКИЙ
которые по своему качеству не уступают зару-
бежным. Этой же фирмой изготавливаются оте-
чественные баллонные катетеры типа Фогерти,
выполняющие важную роль при удалении
эмболов и тромбов из аорты и других магист-
ральных сосудов. Хорошо зарекомендовали себя
специальные советские наборы сосудистых инст-
рументов, изготовленные из титана и отлича-
ющиеся высоким качеством. Ими снабжены все
кардиохирургические отделения страны.
Основным объектом реконструктивной хи-
рургии сосудов стали поражения артерий различ-
ной этиологии, прежде всего возникающие
вследствие артериита и атеросклероза. Хорошим
примером успехов сосудистой хирургии являются
операции при сужении просвета почечной арте-
рии. К настоящему времени у нас выполнено
более 1200 таких операций с хорошими результа-
тами. Обладая опытом реконструктивных опера-
ций, мы считаем, что при атеросклеротическом
поражении почечных артерий наиболее приемле-
мой является чрезаортальное удаление внутрен-
ней стенки пораженной артерии (эндартерэкто-
мия). Активно проводится также хурургическое
лечение окклюзий (закупорки) брюшного отдела
аорты и подвздошных артерий. При этой патоло-
гии производится либо шунтирование аорты
пластмассовым протезом, либо операция освобо-
ждения аорты от атеросклеротических масс путем
ее выворачивания (М. Д. Князев).
Успешное развитие хирургии сосудов позво-
ляет теперь считать, что наличие аневризм брюш-
ного отдела аорты является абсолютным показа-
нием к операции. В СССР успешно выполняются
экстренные операции при разрывах аневризм.
Одно из последних достижений сосудистой
хирургии — реконструктивные операции на арте-
риях сердца при ишемической болезни. Наш
собственный и мировой опыт показал, что в
настоящее время операция аортокоронарного
шунтирования является наболее рациональной и
адекватной при нарушении коронарного крово-
обращения. Она способствует ликвидации стено-
кардии, предотвращает развитие острого инфар-
кта миокарда и возвращает больных к их пре-
жней трудовой деятельности. Эта операция пока-
зана и при остром инфаркте миокарда.
Развивается новое направление в хирургии с
использованием микроскопической техники в
операционной. Это позволило уже сейчас по-
новому решать проблемы реплантации пальцев,
кисти, конечностей, пересадки органов, успешно
лечить слоновость конечностей. Данное направле-
ние внедряется во все разделы пластической и
реконструктивной хирургии.
Перечисленные достижения хирургии сердца и
сосудов стали возможными благодаря внедрению
в практику отечественного здравоохранения ме-
тода искусственного кровообращения. Искус-
ственное кровообращение как метод, позволя-
ющий временно заменять функцию сердца и лег-
244
ких, родился в нашей стране (С. С. Брюхоненко,
1928).
Дальнейшие работы в этом направлении были
задержаны второй мировой войной. Начиная с
1957 г. метод искусственного кровообращения
начал применяться в СССР во время операций на
открытом сердце (А. А. Вишневский, А. А. Ку-
приянов, А. Н. Бакулев, Б. В. Петровский). Чи-
сло клиник, использующих метод искусственного
кровообращения в кардиохирургии в СССР, в
настоящее время превышает 30, причем ежегодно
выполняется более 1,5 тыс. операций с искус-
ственным кровообращением. Диапазон их также
с каждым годом расширяется. Помимо врожден-
ных пороков сердца, все больше используется
операция по поводу приобретенных пороков в
условиях искусственного кровообращения. Опе-
рации постинфарктных аневризм сердца и новый
аспект хирургии сердца —. восстановительные
операции на сосудах самого сердца — также осу-
ществляются с помощью искусственного крово-
обращения.
У нас имеются отличные отечественные аппа-
раты «искусственное сердце — легкие» и др. Это
вполне современные машины, не уступающие
лучшим зарубежным образцам. При этом они
требуют мало крови для заполнения, удобны и
надежны в эксплуатации.
Из других сложных разделов хирургии нужно
выделить хирургию печени. В этой области за
последнее десятилетие достигнуты значительные
успехи, чему немало способствовали широкое
внедрение в клиническую практику современных
диагностических методов, изучение особенностей
сегментарного строения печени и условий ее
регенерации, физиологии желчных путей, а
также разработка новых оперативных методов.
Резекция печени по поводу доброкачественных
и злокачественных первичных и метастатических
новообразований, кист и других патологических
состояний, травматических повреждений получает
в последнее время все более широкое распростра-
нение в практической хирургии.
‘Перспективными в хирургии печени являются
методы временного выключения органа из кро-
вообращения, использование местной гипотер-
мии, а также применение некоторых новых спо-
собов гемостаза — поверхностной термокоагу-
ляции и клеевой пломбировки сосудов безыголь-
ным инъектором (наша клиника).
Совершенствование и внедрение новых опера-
тивных методов позволили улучшить и резуль-
таты сложных реконструктивных, не имеющих
стандарта, повторных операций при патологии
желчных протоков.
В хирургии поджелудочной железы значитель-
ное место занимают вмешательства, предприни-
маемые по поводу хронического панкреатита и
холецисто-панкреатита. Этиология этих заболе-
ваний почти в 60% случаев связана с наклонно-
стью к образованию камней в желчных путях.
ДОСТИЖЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ХИРУРГИИ
Становление советской травматологии как на-
уки и специализированного вида помощи тесно
связано с развитием научной и лечебной базы: это
20 научно-исследовательских институтов травма-
тологии и ортопедии, 3 института скорой помощи
и кафедры травматологии, ортопедии и военно-
полевой хирургии в медицинских вузах и инсти-
тутах усовершенствования врачей. В нашей
стране широкая сеть травматолого-ортопедиче-
ских отделений в областных и городских больни-
цах, сеть госпиталей для инвалидов Великой Оте-
чественной войны, специализированных санато-
риев и интернатов. Амбулаторная сеть системы
Минздрава СССР для оказания помощи больным
с повреждениями опорно-двигательного аппара-
та включает сейчас 2 тыс. травматологических
кабинетов.
В области профилактики различных видов
травматизма и предупреждения их неблагоприят-
ных последствий советская травматология доби-
лась значительных успехов. Травматизм в основ-
ных отраслях народного хозяйства неуклонно
снижается, и роль в этом медицинских работни-
ков должна быть оценена очень высоко. Научные
обоснования мер комплексной профилактики, ис-
пользование широких возможностей профилак-
тического метода, диспансеризация лиц, перенес-
ших травмы, привели к значительному снижению
травматизма и неблагоприятных его послед-
ствий.
В прогрессе организации травматолого-орто-
педической помощи населению большую роль
сыграл труд сотрудников московского Централь-
ного научно-исследовательского института трав-
матологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова
(ЦИТО), институтов скорой помощи и всех
республиканских институтов травматологии и
ортопедии, в первую очередь Ленинградского
института травматологии и ортопедии
им. Р. Р. Вредена, а также Курганского институ-
та экспериментальной травматологии. В области
Травматческая ампутация больного пальца правой кист
После операции функция пальца восоановлена
245
Б. В. ПЕТРОВСКИЙ
детской травматологии и ортопедии трудно
переоценить вклад, внесенный Детским ортопе-
дическим институтом им. Г. Н. Турнера (Ленин-
град) — первого и единственного учреждения
такого типа. Его коллектив сделал много в
борьбе с детским травматизмом. В этом учрежде-
нии разработаны комплексные программы меди-
цинской и социальной реабилитации сложных
травматологических больных.
В последние годы достигнуты большие успехи
в лечении больных с переломами костей и суста-
вов различной локализации. Это относится к
лечению не только закрытых переломов, но и
открытых, множественных повреждений. Достиг-
нуты успехи в организации комплексных видов
помощи при тяжелых травмах. Создание многих
видов металлических и других конструкций,
прочно удерживающих отломки костей, вместе с
достижениями в борьбе с инфекцией способство-
вало улучшению функциональных результатов у
травматологических больных.
Созданная в СССР служба заготовки, хране-
ния тканей и органов и использование их для
пересадок позволила широко внедрить в травма-
толого-ортопедическую практику методы транс-
плантации костей и суставов. Более 15 тыс. кост-
ных гомопластических операций, проведенных в
стране за последние годы, избавили тысячи боль-
ных от калечащих радикальных операций и спо-
собствовали уменьшению инвалидности. В на-
стоящее время консервированные ткани сохраня-
ются длительное время. Созданные новые методы
хранения тканей и органов в полимерах с глубо-
ким охлаждением и другие методы позволили
успешно применять гомокости для реконструк-
ции суставов.
Тенденция к быстрому внедрению научных
достижений в практику, характерная для совет-
ской науки вообще, проявилась, в частности, в
работах по замене пораженного сустава металли-
ческой конструкцией. Эндопротезы К. М. Сива-
ша для замены тазобедренного сустава не только
популярны в СССР, но и приобретены рядом
стран (США, Голландия, Италия и др). Особенно
эффективным признан метод эндопротезирова-
ния суставов по Сивашу при ревматоидном
артрите и коксартрозах.
Г. А. Илизаровым и О. Н. Гудушаури был
разработан оригинальный метод компрессионно-
дистракционного соединения костей с помощью
специальных аппаратов, что позволило получить
хорошие результаты при лечении целого ряда
травм и заболеваний костей.
Хотелось бы подчеркнуть большой удельный
вес и авторитет советской хирургии в междуна-
родном плане развития нашей отрасли науки. Это
показал проведенный в Москве в 1971 г. XXIV
Международный конгресс хирургов.
В нашей стране многие хирурги отмечены
высокими правительственными наградами, а 25
удостоены звания Героя Социалистического Тру-
246
да. За последние годы Ленинские премии были
присуждены за развитие хирургии сердца и лег-
ких, переливание трупной крови, разработку
искусственного кровообращения, исследования в
области онкологии, пластики глотки и пищевода,
хирургии костно-суставного туберкулеза, лече-
ние заболеваний костей, баротерапию. Государ-
ственными премиями СССР в последние годы
отмечены исследования в области электроде-
фибрилляции сердца, изучение нарушений
мозгового кровообращения, использование
ультразвука в хирургии, разработка методов хи-
рургического лечения врожденных пороков
сердца в раннем детском возрасте, разработка
и внедрение в клиническую практику хирургиче-
ских операций на трахее и бронхах, создание и
внедрение в медицинскую практику искусствен-
ного титано-кобальтового тазобедренного
сустава системы К. М. Сиваша, разработка и
внедрение эндоваскулярной хирургии сосудов
головного мозга и др.
В заключение хочется еще раз подчеркнуть
важную роль, которую играет в настоящее время
хирургия в советском здравоохранении. История
отечественной хирургии, славные традиции и
гуманизм наших хирургов, их преданность сво-
ему труду, постоянное совершенствование ма-
стерства и творческий поиск создают предпо-
сылки для еще больших успехов.
Широкое использование достижений науки и
техники в медицине, единство теории и прак-
тики — один из главных принципов социалисти-
ческого здравоохранения. При этом характерно,
что в условиях советской действительности
открытия в области науки быстро становятся
достоянием практики. В то же время опыт прак-
тики находит теоретическое обобщение в трудах
ученых.
ДИОНИЗ БЛАШКОВИЧ
ГРИПП И ГЕРПЕС:
ЗАГАДКИ ОБЫЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ
огда человек принимает решение
заниматься научной работой, для
него важно осознать объем предстоящих иссле-
дований и свои возможности.
Я очень рано понял, что экспериментатор
ничего не может осуществить до конца: необхо-
димы помощники, а в будущем — последовате-
ли. Один человек — лишь звено цепи или же
цепочки, которая в состоянии выполнить свою
функцию.
Ни одно учреждение также не в состоянии
объять и разработать со всеми деталями целую
область науки. Нужно выбрать нерешенную
проблему или же проблемы (в зависимости от
людских или материальных ресурсов), решение
которых принесет новые знания и открытия, бу-
дет использовано на практике.
Без всякого сомнения, это относится и к
Институту вирусологии Словацкой Академии
наук в Братиславе, где мне в течение 25 лет, про-
шедших с его основания, было доверено руково-
дить институтом, намечать основные направле-
ния, создавать благоприятные условия для разви-
тия и поддержки творческой инициативы его
сотрудников.
В короткой статье нельзя остановиться на всех
вопросах, над которыми работает упомянутый
институт. Необходимо выбрать отдельные приме-
ры. Здесь неизбежен субъективный подход,
поэтому я предпочту те проблемы, при решении
которых используются результаты труда моих
ближайших сотрудников и мои идеи.
Наши разработки — составная часть миро-
вых исследований, как завершившихся, так и
интенсивно продолжающихся.
Диониз Блашкович (Blaskovic) (р. 1913) — чехословацкий вирусолог, ака-
демик Чехословацкой и Словацкой академий наук, директор Института
вирусологии Словацкой Академии наук, дважды лауреат Государственной
премии имени Клемента Готвальда (1951, 1976).
После окончания медицинского факультета Карлова университета в Праге
с 1937 он работает микробиологом в Братиславе в Гигиеническом инсти-
туте. а затем в Государственном институте здравоохранения.
Д. Блашкович принимал непосредственное участие в создании микробиоло-
гического отделения Государственного института здравоохранения,
Института микробиологии, медицинского факультета Университета имени
Коменского в Братиславе, Словацкого центрального биологического
института. Вирусологическое отделение последнего явилось основой
Института вирусологии Словацкой Академии наук в Братиславе.
С 1952 Д. Блашкович —академик Чехословацкой Академии наук,с 1953 —
академик Словацкой Академии наук.
Д. Блашкович — иностранный член Академии наук СССР, Польской Ака-
демии наук. Германской академии естествоиспытателей „Леопольдина”
(ГДР), Нью-Йоркской Академии наук.
От чего зависит изменчивость вируса гриппа
и успех эффективных прививок от него?
Обнаружение, идентификация и описание
основных биологических характеристик вируса
гриппа типа А в 1933 г. было очень знаменатель-
ным событием. Тем самым завершались долго-
летние блуждания и споры о возбудителе поваль-
ной инфекционной болезни, которая отличалась в
то время высокой смертностью. Одновременно с
обнаружением вируса появилась надежда, что
после получения его чистых препаратов станет
возможным осуществить особую профилактику
инфекции с использованием опыта подготовки
бактериальных и, хотя и немногочисленных,
вирусных вакцин.
Когда развивающийся куриный зародыш был
использован как средство для размножения
вируса и получения большого количества вирус-
ного материала, все экспериментаторы, а после
них и все производители биологических материа-
лов думали, что могут рекомендовать свою про-
дукцию для профилактики гриппа типа А и обна-
руженного впоследствии типа Б. Опыты на
мышах были убедительны, так же как и некото-
рые результаты мероприятий по прививке у
людей.
Однако прививочный материал предохранял
лишь от вирусов с идентичным или же очень
схожим составом антигенов. Между тем каждая
последующая эпидемия вызывалась вирусом с
несколько отличными характеристиками, хорошо
доказуемыми точными иммунологическими и се-
рологическими опытами. Более того, мир охва-
тила пандемия, вызванная вирусами с совер-
шенно новыми антигенными характеристиками.
247
Д. БЛАШКОВИЧ
Рис. 1. Вирусы гриппа типа
A (H2N2) в поле электрон-
ного микроскопа. Увели-
чено примерно в 280 000
раз
Появился новый подтип вирусов, от которого
нельзя было защититься предупреждающей
прививкой или же ранее перенесенным заболева-
нием.
Мы сами убедились в этом изменчивом пове-
дении вирусов гриппа типа А. Мы узнали, что в
вирусе содержатся антигены, которые подвер-
жены изменчивости. Мы отказались от надежды
создать или же предложить новый прививочный
материал, который бы спас людей от будущих
эпидемий. Ведь мы не смогли познать основу
изменчивости вирусов гриппа и прежде всего —
типа А. Мы предложили включать в прививочный
материал свежие и оказывающие хорошее имму-
низирующее действие штаммы вирусов.
Надежду разбудили лишь шестидесятые годы,
когда с помощью электронного микроскопа, при
неустанном улучшении техники удалось получить
представление о внешнем виде вируса гриппа и
определить его основные субструктуры. Биохи-
мические методы помогли вычислить эти структу-
ры, изолировать и определить их физико-химиче-
скую природу, а вирусологи проверили их биоло-
гическую функцию.
Современные познания о структуре вируса
гриппа типа А, подтверждаемые фотографиями,
сделанными с помощью электронного микро-
скопа (рис. 1) отображены на схеме (рис. 2).
Разделение белковых структур этого типа виру-
сов с помощью электрофореза выявило 7 видов
белков (рис. 3), из которых наиболее широко
представлены белки, окружающие рибонукле-
иновую кислоту — так называемый рибонукле-
протеин (RNP или NP), мембранный протеин (М)
и два больших белка оболочки (мембраны) виру-
са, от которых, как мы увидим ниже, зависит
Рис. 2. Структура вируса группа типа A (H2N2): НА— вы-
деление гемаглннинина; NA — выделение фермента ней-
раминидазы; М — мембранный протеин; L — двойной
слой липидов; NP — нуклеопротеин (рибонуклеопро-
теин) (по П.Гоппину и Р. Компансу, 1975 г.)
248
ГРИПП И ГЕРПЕС: ЗАГАДКИ ОБЫЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ
Рис. 3. Структурные белки
вируса гриппа типа А
(H2N2), выявленные ме-
тодом электрофореза: Р]
и Р2— полимеразы (фер-
менты); NP — нуклео-
протеин (рибонуклеопро-
теин); NA — фермет
нейраминидаза; НА! и
НА 2 — гемаглютинины;
М — мембранный протеин
(по Я. Коллинзу, Ц. Найту,
1978 г.)
Рис. 4. Рибонуклеопротеин
вируса гриппа типа А
(H2N2) в поле электронно-
го микроскопа. Структура
нуклеопротеина (ср. с
рис. 2) выявлена при по-
мощи негативной окрас-
ки. Увеличено примерно
в 420 000 раз
изменчивость вируса. Они названы: один —
гемаглютинином (НА) (от его способности
вызывать гемаглютинацию, т. е. агломерацию
красных кровяных телец), второй — нейрамини-
дазой (NA). Рибонуклеопротеин и эти оба белка
показаны на рис. 4 и 5. Белки (полипептиды), по-
видимому, имеют отношение к вирусной полиме-
ризации и необходимы для начала процесса раз-
множения вируса в клетке.
Рибонуклеопротеин имеет такой химический
состав, что если судить только по нему, то можно
Рис. 5. Гемаглютининно-
нейраминидазный комп-
лекс вируса гриппа типа
A (H2N2) в поле электрон-
ного микроскопа. Увели-
чено примерно в 150000
раз
249
Д. БЛАШКОВИЧ
включить в один род (тип, группу) вирусы груп-
пы типа А, полученные от человека и различных
видов животных (лошадей, свиней, птиц). Однако
химический состав нейраминидазы и гемаглюти-
нина, как правило, специфичен и характерен для
определенных видов животных. Необходимо
отметить, что свиной вирус гриппа, известный
уже в тридцатые годы, обладает такой же ней-
раминидазой, как и вирус человека, и был рас-
пространен среди населения в 1931—1947 гг.,
и, возможно, что упомянутый свиной вирус явля-
ется отживающим потомком вируса, вызвавшего
самую тяжелую и самую обширную пандемию
среди л юдей в 1918— 1920 гг.
Структура основных белков вируса гриппа
типа А должна быть где-то запрограммирована.
Как известно, продукция молекул белков в
живых клетках управляется отрезками нуклеино-
вых кислот соответствующей клетки. Состав
вирусных аминокислот и их порядок в полипеп-
тидной цепочке обусловлены последовательно-
стью пиримидиновых и пуриновых оснований в
рибонуклеиновой кислоте вируса гриппа, кото-
рая содержит его генетическую информацию.
Нуклеиновая кислота вируса гриппа — одно-
волокновая и разделена на восемь сегментов.
Нам пока еще не известна связь отдельных сег-
ментов, однако мы знаем, от какого сегмента
зависит синтез определенного белка. Для точ-
ности: даже такая молекула белка, как гемаглю-
тинин, не является простой, и ее можно разде-
лить самое меньшее на два гликополипептида
с различными функциями. Далее мы обратим вни-
мание именно на эти два гликополипептида НАг
и НА2 (ранее называемые тяжелой и легкой це-
почкой гемаглютинина), так как и по нашим ре-
зультатам их биологическая, конкретноантиген-
ная структура не проста: ее определяют более
явственные антигенные группы (детерминанты),
которые имеют значение для наших дальнейших
рассуждений. Можно предположить, что и нейра-
минидаза состоит из субъединиц и имеет не мень-
шее значение для патогенеза и иммунитета во
время гриппа.
Тем самым мы подошли к сути проблемы: от
чего зависит изменчивость вирусов гриппа типа
А? — От изменения последовательности нукле-
отидов (пуриновых и пиримидиновых основа-
ний), которые обусловливают изменения в анти-
генном составе вирусных белков, следовательно,
и гемаглютинина и нейраминидазы. Если эти
изменения не велики, то произойдет лишь анти-
генное перемещение, и тогда мы будем иметь
мутант, возникший под «селекционным давлени-
ем» организма, обладающего иммунитетом от
размножающихся в нем вирусов. Подобный му-
тант сохраняет определенное антигенное родство
с исходным вирусом, распространенным в чело-
веческой среде непосредственно перед возникно-
вением мутанта.
Антигенные изменения касаются прежде
всего гликополипептида НА15 в то время как
гликополипептид НА2 считается более стабиль-
ным в антигенном отношении, и, следовательно,
он не имеет такого значения для изменчивости
гемаглютинина.
Возникновение нового мутанта с несколько
измененной антигенной структурой мы представ-
ляем себе следующим образом:
Если, например, в 1968 г. полипептид НА!
вируса гриппа типа А (Гонконг — 1/68/НЗ
N2*; таким образом специалисты характеризуют
принадлежность вируса гриппа к определенной
разновидности) обладал структурой антигенно
действенных пептидов, которую мы для простоты
обозначим как НА!abed..., то некоторые малые
изменения в антигенной структуре вируса грип-
па А, изолированного в 1972 г., выглядели бы
следующим образом: НАфсбе..., в 1973 г.:
HAtCdef..., в 1975 г. HAidefg... В каждом после-
дующем полипептиде из приведенных выше при-
сутствует определенное значительное антигенное
родство с предыдущим, судя по наличию пепти-
дов, обозначенных символами от а до g. Пептид-
ные карты НА15 а также и НА2 полипептидов от
ранней эпидемии к дальнейшим были более или
менее родственны. На практике, казалось бы, это
означает, что, преодолев грипп в предшеству-
ющем году, а также сделав прививку наиболее
свежим штаммом вируса гриппа, человек до
определенной степени предохраняется от нового
заболевания.
Однако грипп нередко распространяется по
миру пандемически, почти не встречая преград,
т. е. в структуре белковой оболочки вируса про-
исходит настоящий переворот— полностью из-
меняется антигенный состав гемаглютинина или
же нейраминидазы. Где искать причину того, что
возникает новый тип вируса, против которого у
людей (а также и у животных) нет защитных
антител, и люди в целом восприимчивы к новому
вирусу? Подобную замену старых антигенов в
гемаглютинине и нейраминидазе новыми антиге-
нами мы называем антигенным обменом. Такие
обмены имели место в 1931—1933 гг. (НО N 1),
1947 г. (Н 1 N 1), 1957 г. (Н2 N 2), 1968 г. (НЗ
N 2). Мы предполагаем, что пандемию в
1918—1920 гг. и меньшие эпидемии до 1931 г.
вызывали вирусы с символами HswlNl, причем
символ sw означает тип свиного гемаглютинина.
Могут ли гемаглютинины и нейраминидазы
птиц, свиней, лошадей иметь значение для анти-
генного обмена в человеческом вирусе?
При анализе HAi гонконгского вируса
гриппа А (1968 г.) оказалось, что этот гликопо-
липептид обладает схожей пептидной структурой
с НАг лошадиного вируса гриппа другой разно-
* (H3N2) — новый антигенный субтип гемаглютинина
(Н') человека, четвертого в своем ряду (НО, Hl, Н2, НЗ) и
нейраминидазы человека, обладающей новой антигенной
структурой, второй в ряду, нейраминидаз (N2).
250
ГРИПП И ГЕРПЕС: ЗАГАДКИ ОБЫЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ
видности, а также с утиным гемаглютинином из
штамма Украина. Включение этих белков в чело-
веческий вирус гриппа можно объяснить одно-
временным заражением человека двумя вирусами
гриппа — человеческим и соответствующим зве-
риным. Заражение клетки производят рекомби-
нанты обоих вирусов, когда происходит замена
больших отрезков или даже целого сегмента
нуклеиновой кислоты вируса гриппа животного.
Способные к размножению рекомбинанты для
человека представляют новый подвид вируса
гриппа, с которым он до сих пор не встречался и
от которого у него нет специфического иммуни-
тета. Такой рекомбинант может вызвать обшир-
ную эпидемию или даже пандемию^ Опыты пока-
зывают (Б. Тум, Г. Перейра и Е. Кильбурн), что в
лабораторных условиях можно получить реком-
бинанты гемаглютинина любого животного типа
(например, птичьего и лошадиного) с любым
гемаглютинином человеческого вируса гриппа.
Это свидетельствует о высокой пластичности ви-
русов гриппа.
Было доказано также, что в естественных
условиях у животных, зараженных разными
вирусами одновременно,— например, у свиней,
зараженных свиным вирусом гриппа и вирусом
чумы домашней птицы, возникают и размножа-
ются два рекомбинанта. У индюшек, зараженных
вирусом чумы домашней птицы и вирусом гриппа
индюшек, появляются рекомбинанты с взаимоза-
мененным гемаглютинином и нейраминидазой.
Человек может заразиться рекомбинантом че-
ловеческого вируса гриппа с звериным вирусом.
Это можно пояснить на примере контактного
распространения вирусов среди поросят, часть
которых была заражена человеческим вирусом
типа А, а другая часть — свиным вирусом того
же типа (опыты Д. Вебера и В. Лавера). У здоро-
вых животных, контактирующих с больными,
размножились не только родственные вирусы, но
и инфекционные рекомбинанты.
Многочисленные и разнообразные исследова-
ния привели к предположению, что новые челове-
ческие вирусы гриппа могут возникать (эволю-
ционировать) в результате: а) мутации циркули-
рующих человеческих вирусов, наблюдаемой у
иммунных людей (антигенное перемещение);
б) заражения восприимчивого человека зверины-
ми вирусами гриппа; г) попадания в организм
рекомбинантов человеческих и звериных вирусов
(в двух последних случаях — антигенные измене-
ния).
С точки зрения эпидемиологии здесь реша-
ющим является следующее: может ли экология
звериных вирусов гриппа создавать условия для
того, чтобы животные стали резервуаром и
источником широкого заражения человека виру-
сами гриппа млекопитающих и птиц. В принципе
это возможно, так как вирусы гриппа типа А
распространены у домашних животных (лошадей,
свиней, кур, уток, индюшек). Птичьи вирусы
гриппа присутствуют как у домашних, так и у
диких, прежде всего мигрирующих водоплава-
ющих птиц. От них они переносятся на выращи-
ваемых на фермах птиц (уток, индюшек, куропа-
ток). Тем самым возникает контакт с человеком и
возможен обмен штаммами вирусов между обо-
ими восприимчивыми партнерами. Вирус гриппа
перелетных птиц остается и в воде прудов, где
домашние утки встречаются с дикими, а также
с чайками и другими водоплавающими птицами.
Однако внешне понятная эпидемиологическая
ситуация все же не дает возможности предсказать
новые антигенные изменения в человеческих
вирусах гриппа. В настоящее время известно
девять птичьих гемаглютининов, два лошадиных,
один свиной, а также несколько человеческих и
звериных нейраминидаз. Как определить, какой
гемаглютинин, какая нейраминидаза определен-
ного вида образуют рекомбинант с существу-
ющим человеческим вирусом гриппа? Нет ли
каких-то видов гемаглютининов и нейраминидаз
помимо известных?
Вплоть до последнего времени мы полагали,
что эволюция вирусов гриппа проходит через
мутации или же рекомбинации, что означало бы
возникновение нового качества, а не возвраще-
ние к старому, т. е. уже к известным гемаглюти-
нинам и нейраминидазам.
Однако это предположение было опроверг-
нуто двумя случаями.
В 1976 г. у больных людей был обнаружен
вирус с формулой HswlNl; т. е. свиной вирус,
который, как уже было сказано, предположи-
тельно вызвал в 1918—1920 гг. пандемию. Была
рекомендована вакцинация этим вирусом, кото-
рая приобрела массовые размеры в США. Однако
пока еще этот вирус был изолирован только в
отдельных случаях, и он не вызвал эпидемии.
В 1977 г. в Китае, а затем в СССР был изоли-
рован вирус гриппа с формулой H1N1. Это
был штамм вируса гриппа А, почти идентичный
вирусу, вызвавшему эпидемию в 1947 г. и в тече-
ние десятилетия распространявшемуся среди на-
селения по всей планете. В 1957 г. ему на смену
пришел вирус А с формулой Н2 N2.
Откуда же вновь взялся вирус H1N1?
В 1979 г. вирус Hl N1 был обнаружен снова.
Сохранялся ли этот вирус в течение двух деся-
тилетий среди людей или же этому его возвра-
щению способствовали организмы животных?
У нас есть основания полагать, что возможны оба
варианта.
У зверей с короткой жизнью удалось обнару-
жить вирус гриппа в клетках нижних дыхатель-
ных путей спустя 3 месяца после распространения
инфекции, причем у животных не было призна-
ков заболевания. Исходя из этого можно пред-
положить, что вирус способен сохраняться и у
людей.
Успехом увенчался также перенос человече-
ского вируса гриппа (НЗ N2) на лошадей и сви-
251
Д. БЛАШКОВИЧ
ней. Пока нам не известно, сколько времени этот
вирус способен сохраняться у этих животных.
Если долго, то он затем может вернуться к чело-
веку.
Мы не в состоянии сейчас окончательно ре-
шить эту важную проблему.
Б. Стик, Г. Расс, К. Полакова и их сотрудники
осуществили в нашем институте более обсто-
ятельный антигенный анализ гемаглютинина ви-
русов гриппа А (НЗ N2), проследили кинетику
связи антигена с антителами и взаимное противо-
борство антигенов за антитела, а также количе-
ственные отношения связанных антигенов с
антителами. Они обратили внимание на более
сложную ситуацию в антигенных детерминантах
(группах) гемаглютининов гонконгского вируса
гриппа А, чем предполагалось ранее. Антигены
НА! вместе с антителами реагируют не только
против человеческого гемаглютинина, но и про-
тив гемаглютинина конского вируса, а также
украинского утиного вируса. В сыворотке крови
людей, перенесших заболевание гриппом гон-
конгского типа, содержатся не только антитела к
полипептиду НА1? который считается, как мы
уже говорили, наиболее значительным антиге-
ном, но и антитела к НА2 и т. д. Также и в сыво-
ротке кроликов создаются специфические антите-
ла, причем животные, привитые полипептидом
НА1? вырабатывают определенное количество
антител против полипептида НА2 и наоборот.
Все эти и другие данные в конце концов
должны помочь расшифровать, как расположена
информация в нуклеиновой кислоте вируса для
отдельных антигенов и какие из них заменяют
друг друга при генетическом взаимодействии.
Пока еще мы лишь приблизились к этой про-
блеме. Нам не удалось решить вопрос о методике
обращения с вирусом гриппа типа А для подго-
товки высокодейственного прививочного мате-
риала от этой болезни. Это означает, что мы до
сих пор не знаем путей, по которым будут прохо-
дить изменения в этих вирусах, и какие вирусы
вызовут следующую эпидемию. Однако мы сле-
дим за множеством признаков, могущих объяс-
нить причины проходящей на наших глазах эво-
люции вирусов гриппа, распространенных по
всему миру.
Где скрывается «дремлющий» вирус герпеса
человека?
Проблема, которой посвящен этот раздел,
носит совершенно другой характер. Вирус гер-
песа простого, или лихорадки, хорошо известен.
Это— шарик диаметром 180—200 нм (т. е. мил-
лионных долей миллиметра). Он относится к мно-
гочисленному виду герпетических вирусов, рас-
пространенных по всему миру и присутствующих
в телах как беспозвоночных, так и позвоночных
существ.
Из пяти видов человеческих герпетических
вирусов мы коснемся лишь этого вируса, име-
ющего два антигенных типа. Болезненные при-
знаки, вызываемые вирусом первого типа, почти
все люди наблюдали у себя или своих знакомых.
Это волдыри, возникающие в местах перехода
слизистой оболочки в кожу или на коже щек, в
области носа, в отдельных случаях на слизистой
оболочке ротовой полости.
Начало этого болезненного состояния связы-
вают с повышением температуры, с физическими
и психологическими стрессами, с действием
ультрафиолетового излучения (во время загора-
ния на солнце), с менструацией. Однако объясне-
ний такой связи еще не существует.
Первичное заражение вирусом герпеса про-
стого происходит в раннем детстве, чаще всего
между первым и вторым годом жизни. Обычно
инфекцию ребенку передает мать или близкий
родственник путем контакта — поцелуем,
использованием одной ложки или посуды, к ко-
торой пристает герпетический вирус, причем
у человека в данный момент могут отсутствовать
признаки заболевания.
В ротовой полости ребенка появляются вол-
дыри, которые потом лопаются. В этом месте
отмирают*клетки слизистой оболочки, возникает
язвочка. Спустя некоторое время (приблизи-
тельно 4—14 дней) дефект заживает без шрама.
Подобную картину местного нарушения кле-
ток слизистой оболочки рта можно вызвать и у
новорожденных индюшат или мышат путем зака-
пывания в рот жидкости, содержащей вирус гер-
песа. При рассмотрении в микроскопе препарата,
извлеченного из больного места, заметно отсут-
ствие погибших клеток.
Аналогичным образом происходит первичная
инфекция у человека любого возраста, если, как
уже сказано, местом заражения бывает слизистая
оболочка носовой или ротовой полости. Лишь в
исключительных случаях первичная инфекция за-
трагивает поврежденную роговицу глаза. Здесь
тоже появляется язва, которая может не зажить
сама по себе, более того, она может поставить
глаз под серьезную угрозу, распространяясь на
здоровую ткань.
Герпетический вирус второго типа чаще всего
заражает новорожденных во время родов. Пер-
вичное заражение бывает и во время полового
акта.
При обследовании эти вирусы можно отли-
чить друг от друга. Во время первичной инфек-
ции человек вырабатывает антитела, которые
можно обнаружить в крови. Они содержатся в
крови человека в течение всей его жизни; их
количество колеблется и повышается после
каждого нового заболевания.
Начиная со второго года жизни в крови людей
содержится 90% и более антител к герпетическому
вирусу первого типа. Те люди, у которых такие
антитела не обнаруживаются, или невосприимчи-
вы, или у них выработалось незначительное коли-
чество антител, или же (что менее правдоподобно)
они еще не заразились.
252
ГРИПП И ГЕРПЕС: ЗАГАДКИ ОБЫЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ
Рис. 6. Вирус герпеса простого в поле электронного мик-
роскопа: а — фокусирование на контуры вируса; б — на
внутреннюю структуру вируса; при этом виден нуклеокап-
сид с одинаковыми белковыми эллипсоидами (капсомера-
ми). Увеличено примерно в 800 000 раз
Попытаемся обобщить все известное о вирусе,
с тем чтобы очертить функции вируса и способ,
каким его отдельные субструктуры участвуют в
болезнетворном процессе, прежде всего — в
повторяющихся атаках.
Вирус герпеса (рис. 6), заключающий в себе
полный заряд инфекции, имеет грубую оболочку,
которая окружает и предохраняет сердцевину,
состоящую из 162 белковых элипсоидов, называ-
емых капсомерами. Капсомеры предохраняют на-
иболее важную часть вируса— его дезоксирибо-
нуклеиновую кислоту (ДНК).
Вместе с ней они образуют так называемый
нуклеокапсид. Кроме этих типичных вирусов, в
зараженной клетке появляются тела без оболоч-
ки, так называемые голые частицы, которые
содержат лишь нуклеокапсид, а также частицы,
имеющие оболочку без внутреннего содержания.
Эти три главные структурные части вируса,
т. е. оболочка, белковые капсомеры, нуклеино-
вая кислота, сложны по своей структуре и функ-
циям.
Самая важная часть вируса, повторим,—
нуклеиновая кислота. Вирус герпеса содержит
двуспиральную ДНК, примерный молекулярный
вес которой— около 100 млн. дальтон. В ней
кодированы все характеристики потомства виру-
сов. Там есть отрезки, которые управляют про-
цессом образования вирусных белков. Белки раз-
мещаются в оболочке вирусов и в эллипсоидах,
которые «охраняют» нуклеиновую кислоту. Ну-
клеиновая кислота обеспечивает и инфекцион-
ность вируса.
Вирусная частица содержит и специфические
структуры (антигены), которые характеризуют
определенный вид герпеса. Особенно важен тот
факт, что некоторые белки оболочки, попадая в
организм, вызывают ответное создание антител,
способных обезвредить (нейтрализовать) лишь
вирусы соответствующего типа. Оболочка как бы
захватывает и содержит в себе составные части
мембраны ядра и цитоплазмы клетки, в которой
размножается вирус.
Белки элипсоидов нуклеокапсида отвечают за
вторичные особенности вируса. Они одинаковы в
человеческом вирусе герпеса первого и второго
типов и родственны обезьяньему вирусу герпеса,
так называемому В-вирусу, очень опасному для
человека. Антитела к белкам, охраняющим
нуклеиновую кислоту, отличаются от антител к
некоторым белкам оболочки. Белки нуклеокапси-
да, не имеющего оболочки, не вызывают в зара-
женной клетке защитной реакции.
Размножение этого вируса в клетке происхо-
дит так же, как и размножение других вирусов.
После проникновения в клетку вирус распадает-
ся. Его нуклеиновая кислота обеспечивает воз-
никновение в клетке новых волокон вирусной
ДНК и вирусных белков. Эти белки сосредоточи-
ваются в ядре зараженной клетки, где и синтези-
руется вирус. При переходе из ядра в цитоплазму
вирус окружается внутренним слоем ядерной
мембраны. Пройдя через цитоплазму, а потом
канальцы, вирус покидает зараженную клетку и
может попасть в соседнюю клетку. В некоторых
случаях «нагая» вирусная частица окружается
оболочкой при переходе через цитоплазматиче-
скую мембрану. Одна зараженная клетка в состо-
янии размножить от 10 000 до 100 000 вирусных
частиц, из которых инфекционны лишь 100 или
1000. Клетка работает как фабрика (рис. 7 и 8),
253
Д. БЛАШКОВИЧ
производящая все составные части вируса, при-
чем создает их (по информации, запрограммиро-
ванной в нуклеиновой кислоте вируса) каждый
раз гораздо больше, чем необходимо для образо-
вания полной инфекционной частицы.
Мы видим, что в зараженной клетке происхо-
дят необычные изменения, которые, наконец,
проявляются как болезненное состояние орга-
низма.
Самые сложные процессы в зараженной виру-
сом клетке идут на уровне молекулярных реак-
ций. Некоторые из них доступны глазу при ис-
пользовании оптической и электронной микро-
Рис. 7. Электронная микро-
фотография ультратонко-
го среза зараженной клет-
ки, в центре ядра которой
формируются новые час-
тицы вируса. Стрелка ука-
зывает вирусы герпеса
простого. Увеличено при-
мерно в 6800 раз
Рис. 8. Ядро клетки, в ко-
тором дозревают, как на
рис. 7, новые частицы ви-
руса. Некоторые из них
светлые, пустые (отсут-
ствует нуклеокапсид), у
других середина темная
(с нуклеокапсидом), из по-
следних будут развиваться
полноценные инфекцион-
ные частицы. Увеличено
примерно в 36 000 раз
скопии. Наиболее частым результатом взаимодей-
ствия между вирусом герпеса и восприимчивыми
человеческими или животными клетками бывает
постепенная остановка физиологических функ-
ций клеток, что ведет к их гибели и распаду там,
где не действуют различные механизмы есте-
ственного и приобретенного иммунитета.
В ядре клетки, где синтезируется вирус, нака-
пливаются, группируются особые включения, со-
держащие синтезированный для вируса материал.
Из такого материала (рис. 9) синтезируются
вирусные частицы. На этой фазе инфекции еще
сохраняются контуры клетки, хотя как в ядре, так
и в цитоплазме уже хорошо видны повреждения,
нанесенные вирусом. Ядро клетки увеличивается,
ядрышки исчезают, хроматин ядра смещается к
оболочке (рис. 10).
Когда синтезированный в ядре вирус покидает
ядро, вместе с ним в цитоплазму переходят и
характерные для вируса, но еще не полностью
использованные белки и нуклеиновая кислота.
Ядро перестает быть «управляющим центром».
В цитоплазме появляются признаки остановки
метаболических процессов. Клетка округляется,
идет распад цитоплазмы и ее оболочек, в конце
концов наступает гибель (некроз) клетки.
Однако клетка может реагировать на зараже-
ние вирусом герпеса и другим образом. Благо-
даря тому, что после заражения вирус попадает не
только во внешнюю среду, но и может проникать
в соседние клетки, инфекция приводит к объеди-
нению клеток между собой, и тем самым проис-
ходит образование многоядерных соединений,
называемых синцитиями (поликариоцитами,
рис. 11). Измененные таким образом под вли-
янием инфекции клетки теряют свою функцию,
после чего наступает их окончательный распад.
Повреждение и уничтожение клеток бывает и
при вторичных заболеваниях, когда болезненные
254
ГРИПП И ГЕРПЕС: ЗАГАДКИ ОБЫЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ
Рис. 10. Электронная микрофотография клеточного ядра
после заражения клетки вирусом герпеса простого. Хро-
матин ядра (стрелки) скапливается у ядерной мембраны
(оболочки), околоядерное пространство вокруг всего яд-
ра увеличено (звездочка)
Рис. 9. Внутриядерные включения в клетках, инфициро-
ванных вирусом герпеса простого (стрелки)
волдыри возникают при переходе вируса из хро-
нически зараженных внутренних органов или
тканей.
Что же является причиной новой вспышки
инфекции, где она тлеет, в какой ткани или в
каком органе сохраняется вирус?
Сведения об этом мы получаем из результатов
экспериментов над клеточными культурами и над
лабораторными животными. У некоторых жи-
вотных (индюк, мышь) заболевание проходит
так, как у человека. Результаты, полученные
благодаря исследованиям моих сотрудников
Ф. Чампоры, Я. Матиса, Я. Лешша, Я. Райчани,
А. Сабо, Я. Санто и моим собственным, под-
тверждают, что вирусные частицы могут сохра-
няться в первично зараженном организме, и анти-
тела, способные нейтрализовать вирус, когда он
активен, не влияют на процессы хронической
инфекции.
Объектом исследования глазного вирусного
заболевания нам послужил кролик. На слегка
поврежденную роговицу 40 кроликов была нане-
сена суспензия, содержащая вирус герпеса пер-
вого типа. Из прежних опытов мы знали, что
после первичного размножения в клетках повре-
жденной роговицы вирус движется по направле-
нию к нервному узлу (ганглию) тройничного
нерва, ветви которого распространяются до
слизистой оболочки глаз, ротовой и носовой
полости, кожи лба, щек, носа и губ. В ходе
экспериментов подтвердилось, что результаты не
зависят от того, внесена ли первичная инфекция в
ротовую полость, связанную с тройничным
нервом, или же в нервные окончания просверлен-
ных зубов животных, что делалось в другом
институте. Когда исчезали признаки первичного
заражения вирусов на роговице или же в ротовой
полости, животные вели себя как здоровые. Куда
же пропадал вирус?
После того, как опыты показали, что после
инфекции вирус можно обнаружить в клетках,
обволакивающих нервные волокна, идущие к
нервному ганглию, и в клетках, которые сво-
бодно перемещаются в пространстве между
этими нервными волокнами, мы сосредоточили
внимание прежде всего на тройничном нерве.
Его ганглий мы вырезали и растерли. Полу-
ченная суспензия была внесена в тканевые куль-
255
Д. БЛАШКОВИЧ
Рис. 11. Гигантская многоядерная клетка (поликариоцит),
возникшая в результате слияния многих клеток, зара-
женных вирусом герпеса простого. Увеличено примерно
в 200 раз
туры восприимчивых клеток. Размножение ви-
руса отмечено не было.
Мы предположили, что избранные нами
методы неправильны, и разработали методику
долговременного (до 20 дней) лабораторного
выращивания кусочков отрезанного ганглия
тройничного нерва животных, первично заражен-
ных вирусом герпеса. Использованная методика
(в сочетании с окрашиванием специфических
антител флюоресцирующими красками) прине-
сла ожидаемые результаты: оказалось, что 82,5%
зараженных кроликов сохраняли вирус в ганглии
тройничного нерва от 31 дня до 6 месяцев
(рис. 12) после первичного заражения и переда-
вали инфекцию клеткам. Мы смогли доказать
наличие вируса в роговице только одного глаза,
хотя вирус присутствовал в обоих окончаниях
(правом и левом) тройничного нерва и в обоих
ганглиях этого нерва.
Мы также обнаружили вирус герпеса в ган-
глии тройничного нерва мышей, которые были
заражены через ротовую полость в первые дни
жизни. Во рту образовалась язва. В ядре и цито-
плазме клеток, окружающих язву, с помощью
флюоресцирующих красок был обнаружен ви-
русный антиген, что доказывает размножение
вируса в области первичной инфекции (рис. 13).
В вырезанном нерве, ведущем к ганглию, свети-
лись прежде всего вспомогательные (опорные)
клетки, окружающие нервные волокна (рис. 14).
Дальнейшие опыты однозначно указывали на
нервные волокна и ганглии как место, где у чело-
века, ранее зараженного вирусом герпеса, может
сохраняться этот вирус, когда уже не заметно
никаких признаков заболевания. Такими же
методами удалось обнаружить вирус герпеса и в
самом человеческом ганглии тройничного нер-
ва — у тех пациентов, у которых была извлечена
Рис. 12. Ткань ганглия
тройничного иерва кроли-
ка; удалена хирургическим
путем спустя 6 месяцев пос-
ле нанесения вируса иа ро-
говицу глаза животного.
Интенсивно светится анти-
геи, окрашенный флюорес-
цирующим веществом
256
ГРИПП И ГЕРПЕС: ЗАГАДКИ ОБЫЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ
часть ганглия из-за непереносимых невралгиче-
ских болей.
Теперь мы полагаем, что вирус после выхода
из клеток перемещается в жидкости, омывающей
нервные волокна, в двух направлениях: при пер-
вичной инфекции — с периферии к ганглию, при
повторной — от ганглия к периферии.
Мы нашли место, где укореняется вирус после
первичной и повторяющихся инфекций. Ганглий
тройничного нерва, так же как и ганглии других
главных нервов, имеющих окончания в ротовой
полости и гортани,— это и есть те места, в
которых вирус окончательно оседает.
Вирус попадает в ганглии, спинной и голов-
ной мозг, где размещены нервные клетки,
различными путями. Их объединяет лишь то, что
в этих местах вирусы могут скрываться разное
время без нарушений функций клеток. Однако и
эти места представляют опасность возникновения
болезненного процесса как под воздействием
самого вируса, так и при взаимодействии с дру-
гими вирусами.
Конечно, проделанные опыты — это всего
лишь первый шаг к пониманию до сих пор не
решенной загадки. Каким образом в теле челове-
ка, в крови которого циркулируют антитела, ней-
трализующие вирус, возникают такие условия,
что дремлющий вирус мгновенно активизируется
и вызывает болезненные повреждения кожи, сли-
зистой оболочки, роговицы и даже мозговой тка-
Рис. 14. Ткань ганглия
тройничного нерва мыши-
сосунка на 7-й день после
заражения. Интенсивное
свечение опорных клеток
Рис. 13. Слизистая полость
рта мыши-сосунка на 7-й
день после заражения. В за-
раженных клетках произо-
шло накопление вирусно-
го антигена (интенсивное
свечение)
257
Д. БЛАШКОВИЧ
ни? Вызвано ли это избытком или же, наоборот,
нехваткой гормонов? Или же нарушаются функ-
ции репрессоров, поддерживающих состояние
определенного равновесия между вирусом, клет-
кой и тканью? Эти механизмы необходимо рас-
крыть, а вместе с этим разгадать и следующую
загадку: в какой форме содержится вирус в клет-
ке? Что это — полноценный вирус, размножению
которого препятствуют какие-то специфические
регулирующие механизмы, или же лишь нукле-
иновая кислота вируса, внедрившаяся в хромо-
сому клетки?
Важность этих вопросов подтвердили обследо-
вания женщин, зараженных вирусами герпеса
второго типа. Было обнаружено, что 80% жен-
щин, у которых был обнаружен рак шейки матки,
обладают антителами к вирусу герпеса второго
типа. Существует ли неоспоримая связь рака с
подобной инфекцией? Конечно, нет. Ведь зараже-
ние вирусом этого типа скорее правило, а не
исключение. Однако стоит упомянуть, что в со-
участии при возникновении опухолей подозрева-
ется и другой тип вируса, тоже из рода герпесо-
вых вирусов, называемый вирусом Эпштейна —
Барра, связываемый с лимфомой Буркитта у
жителей Центральной Африки или же раком
носоглотки у населения Юго-Восточной
Азии.
Каким же будет возможное объяснение того
факта, что некоторые герпетические вирусы
играют роль в возникновении злокачественных
опухолей ракового типа?
Некоторые гены ДНК вируса неожиданно
меняют функции клетки и она, очевидно, приоб-
ретает качества клетки опухоли.
Присутствующий в нормальной клетке ген,
который впоследствии может оказаться ответ-
ственным за появление опухоли, подавлен. Это
его состояние может быть нарушено под воздей-
стивием различных факторов. Одним из них может
быть заражение герпетическим вирусом. Пока
еще здесь нет доказательств, хотя и существует
обоснованное предположение, что герпетические
вирусы, как уже говорилось, — причина раковых
заболеваний у человека. Поэтому ко всем выска-
занным предположениям необходимо относиться
с известной осторожностью.
Герпетический процесс на коже и слизистой
оболочке можно приостановить и тем самым при-
остановить синтез ДНК вируса герпеса. Прекра-
тят развитие и исчезнут болезненные волдыри на
коже и около рта и носа, а также и другие
признаки заражения вирусом.
Институт вирусологии Словацкой Академии
наук в Братиславе в сотрудничестве с Институтом
органической химии и биохимии Чехословацкой
Академии наук (под руководством Л. Борецкого
и Я. Доскочила) и с кожной клиникой медицин-
ского факультета Университета им. Коменского
(Я. Бухвальд) предложили новую методику лече-
ния герпеса и других кожных заболеваний путем
258
местного введения рибонуклеиновой кислоты
бактериофага f2 (вирус бактерии).
Клинические опыты дали хорошие результа-
ты. Испытания этого препарата продолжаются в
более широких масштабах.
В борьбе с многими вирусными заболевани-
ями успешно используются прививки. Однако в
случае заражения вирусом герпеса мы не можем с
уверенностью сказать, способна ли вакцинация
вообще воспрепятствовать возникновению хро-
нической скрытой инфекции.
Более тщательное изучение условий, ведущих
к возникновению хронической скрытой инфек-
ции помогло бы предотвращать ее развитие;
заражение заканчивалось бы с заживлением пер-
вичного дефекта. Стало бы возможным воспре-
пятствовать возникновению условий, ведущих к
укоренению вируса в тканях и органах, откуда он
систематически приводит к повторяющимся забо-
леваниям. А может быть, придется, мирясь с
постоянно сохраняющейся в организме скрытой
инфекцией, препятствовать проявлениям вторич-
ных признаков болезни. Для этого необходимо
тщательно изучить «выпускающие» механизмы,
которые приводят от скрытой инфекции к вто-
ричной, явной.
С этим связана и теоретическая возможность
влиять на ткани и органы, в которых в любой
форме укоренился вирус, с целью прервать эту
связь и избавить клетки данных органов от виру-
сов.
На правильно выбранных животных, стоящих
ниже человека по степени своего развития,
можно было бы проследить механизмы, ответ-
ственные за скрытую инфекцию и познать пути
ее устранения.
* * *
В настоящей статье показано состояние иссле-
дований важных и общеизвестных проблем
вирусных инфекций гриппа и герпеса простого,
над решением которых трудятся наши научные
сотрудники. Изучение обеих болезней, которые
мы зачастую считаем обычными и очень часто
недооцениваем их вреда, очень сложно во всех
аспектах. Отсутствует, как уже говорилось, точ-
ная информация о сущности развития болезне-
творного процесса на молекулярном уровне, о
сохранении вируса в клетке ~в течение долгого
времени без внешних проявлений, об эффектив-
ном противодействии как первичной, так и вто-
ричной инфекции, о переходе скрытой инфекции
в открытую.
Описанные вирусные инфекции — это из-
бранные модели с общими и специфическими чер-
тами. Быстрое накопление в последние годы
новых важных сведений позволяет высказать
убеждение, что данная проблема будет решена до
такой степени, что появятся, наконец, действен-
ные меры предупреждения и лечения этих инфек-
ций.
АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ БАРАЕВ
НОВАЯ ПОЧВОЗАЩИТНАЯ СИСТЕМА
ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
поражают наше воображение, чем
грандиознее их масштабы, чем больше, напри-
мер, разрушено зданий при землетрясении и уне-
сено человеческих жизней, чем обширней зато-
пленная территория во время наводнения или чем
больше пошло ко дну и выброшено на берег
судов во время тайфуна.
Но проявление необузданных сил природы не
всегда влечет за собой человеческие жертвы,
разрушение жилищ или опрокидывание железно-
дорожных составов. Однако даже в этом случае
последствия могут быть не менее трагичными для
миллионов и миллионов людей, отражаясь как на
их здоровье и жизни, так и на судьбах последу-
ющих поколений.
К таким стихийным бедствиям относятся
пыльные бури в степных районах любой страны с
развитым земледелием. Казалось бы, какую беду
может нести с собой облако обыкновенной, не
радиоактивной пыли? Пусть оно затрудняет
дыхание, застилает солнце и превращает яркий
день в сумерки, пусть засыпает кюветы и остав-
ляет эоловые отложения у различных препят-
ствий — у заборов, лесных полос или у стен
построек, казалось бы, стоит ли говорить об
этом?
Но представим себе, что такое облако пыли
движется с большой скоростью, растянувшись на
сотни километров, по распаханным и засеянным
семенами землям.
Что это за пыль, которую оно несет? При
какой скорости ветра поднимается пыльное
облако и каковы размеры взлетающих пылевых
частиц?
Александр Иванович Бараев (р. 1908) — агроном, доктор сельскохозяй-
ственных наук, профессор, академик ВАСХНИЛ, заслуженный деятель
науки Казахской ССР, лауреат Ленинской премии, директор Всесоюзного
научно-исследовательского института зернового хозяйства.
В 1956 А. И. Бараев был избран членом-корреспондентом, в 1966 —акаде-
миком ВАСХНИЛ.
В 1957 А. И. Бараев возглавил созданный им на целинных землях Всесо-
юзный научно-исследовательский институт зернового хозяйства — ныне
крупнейший центр исследований по земледелию на Востоке СССР. Под его
руководством коллективом института разработана почвозащитная система
земледелия для засушливых степных районов Казахстана и Сибири, а в
содружестве с институтами инженерного профиля и конструкторскими
бюро машиностроительных заводов спроектирована и выпускается про-
мышленностью противоэрозионная техника, с помощью которой в насто-
ящее время обрабатываются пахотные земли не только в Казахстане и
Сибири, но и в районах Южного Урала, Поволжья, Северного Кавказа и
южных областей Украинской ССР на общей площади 34 млн. га.
Исследования, проведенные рядом ученых в
различных областях нашей страны, показали, что
одни виды почв более, другие менее устойчивы к
разрушительной силе ветра, но в среднем уже при
скорости ветра 5 м/с (на высоте 15 см над уров-
нем пашни) возникает облачко пыли. При этом
часть пылевых комочков почвы начинает плавать
в воздухе, остальные подскакивают или же
катятся по поверхности.
У самой поверхности почвы из-за шероховато-
сти скорость ветра даже во время пыльной бури
фактически равна нулю, и частицы мельче 0,1 мм
могут быть подняты ветром в воздух, только
когда их выбьют из полосы штиля более крупные
комочки. Но уже на высоте долей миллиметра от
поверхности скорость движения воздуха быстро
нарастает, комочки размером 0,1—0,5 мм выдви-
гаются из штилевой полосы и катятся. Они под-
прыгивают, перемещаются скачками, ударяя в
более крупные комки, разбивают их. Попадая же
на молодые злаки, они засекают стебли и губят
посевы.
Частицы диаметром больше 1 мм во время
бури обычно остаются недвижимыми, поскольку
сила ветра в приземном слое редко достигает той
величины, которая могла бы сдвинуть их с места.
Следовательно, мы можем сделать вывод, что
пыльная буря уносит с собой комочки почвы раз-
мером менее 1 мм в диаметре. Их мы называем
эрозионноопасными (эрозия — разрушение). Ча-
стицы же размером более 1 мм, остающиеся на
поле, можно назвать почвозащитными эрозион-
ноустойчивыми агрегатами.
По данным В. Р. Вильямса и других ученых-
агропочвоведов, наиболее ценными с агрономи-
259
А. И. БАРАЕВ
ческой точки зрения являются комочки почвы
размером от 10 до 0,25 мм, причем доля частиц
меньше 1 мм в поверхностном слое почвы зача-
стую составляет 50—60% (в особенности та-
кое соотношение характерно для южных кар-
бонатных черноземов целинных земель Казах-
стана).
Получается, что пыльная буря поднимает
в воздух плодороднейшие фракции почвы, обна-
жая подстилающие породы — глину, пески,
камни.
Чернозем, одно из самых драгоценных наших
богатств, в буквальном смысле «пускается по
ветру» и в конце концов вместе с дождем, грязе-
выми ливнями низвергается на землю, смешива-
ясь с водой рек и озер, морей и океанов.
Пыльная буря за одни сутки может снять и
унести с огромной территории самый плодород-
ный слой почвы, на восстановление которого
потребуется не одна сотня лет. Предотвратить
такую угрозу не менее важно, чем уничтожить
страшную эпидемию в самом очаге ее возникно-
вения.
И хотя ветровую эрозию почвы нельзя назвать
порождением XX века, все же именно в наше
время она представляет гораздо большую опас-
ность, чем сто или даже пятьдесят лет назад.
Опасность ветровой эрозии почвы усиливает-
ся, как это ни парадоксально, с ростом техниче-
ского прогресса в сельском хозяйстве. На совре-
менные пахотные земли выходит множество
больших и тяжелых сельскохозяйственных ма-
шин и орудий самых различных систем и зача-
стую очень специального, очень узкого назначе-
ния. Рабочие органы плугов, лущильников,
борон и гладких катков или создают благоприят-
ные условия для разрушения почвозащитных
комочков, или же сами дробят, мельчат и распы-
ляют почву. Особенно сильно страдает структура
пахотного слоя при уничтожении сорняков меха-
ническими средствами. Бесконечной вереницей,
следуя одна за другой, тяжелые машины из года в
год давят своими колесами и гусеницами землю,
врезаются в нее своими многочисленными рабо-
чими органами, и не мудрено, что пыльные бури
легко могут охватить, как пожаром, огромные,
ничем не защищенные от ветров пространства
пахотных земель. Все новые и новые районы
страны становятся местом развития ветровой
эрозии. Сюда теперь входят не только бывшие
целинные и залежные земли азиатской части
СССР, но и степи Краснодарского, Ставрополь-
ского краев, Ростовской области, южных обла-
стей Украины, Башкирии и Татарии. Вот почему
задача борьбы с ветровой- эрозией в наше вре-
мя — задача общегосударственная, и в последние
годы она успешно разрешена в Казахстане и
Сибири. Теперь у нас есть средство, опираясь на
тот же технический прогресс, перевести везде
степное земледелие на более перспективные рель-
сы.
260
Отказ от классического земледелия
Освоение целинных и залежных земель осу-
ществлялось путем распашки этих земель плуга-
ми, тщательной разделки пласта дисковыми ору-
диями и зубовыми боронами и посева обычными
зерновыми дисковыми сеялками. На легких
супесчаных землях Павлодарской, Алма-Атин-
ской, Семипалатинской, Кустанайской, Актюбин-
ской и Уральской областей при распашке боль-
ших площадей ветровая эрозия начала возникать
в первый же год. На черноземных и темно-каш-
тановых карбонатных почвах первые годы, пока
сохранялось их естественное структурное стро-
ение, сама пашня сопротивлялась разрушитель-
ной силе ветра, но постепенно естественная
структура почвы разрушалась с каждым годом, и
ветровая эрозия стала усиливаться. Как уже
говорилось, эрозионноустойчивыми агрегатами
почвы являются комочки размером более 1 мм в
диаметре. Если таких комочков в верхнем слое
почвы более 50% от веса почвы, ветровая эрозия
на поле не возникает. Но площадь таких пашен
все уменьшалась и уменьшалась. Учеными
нашего института было установлено, что почва не
подвергается эрозии на полях с живым расти-
тельным покровом, занятым посевами многолет-
них трав или озимых культур, хорошо развитых с
осени. Однако живой растительный покров не
мог служить основой защиты почв в Казахстане,
так как озимые культуры здесь удаются в редкие
годы. Они гибнут от сильных морозов в начале
зимы, если снежный покров устанавливается
поздно, или же весной после схода снега, когда
трогаются в рост, поскольку в апреле могут быть
морозы в 2(>—25 ° С. Что же касается многолет-
них трав, то целина осваивалась для возделыва-
ния яровой пшеницы, а не для многолетних трав.
Они, как показала практика, могут защищать
поля от ветровой эрозии только на легких почвах
при узкополосном их расположении, чередуясь
с такими же узкими полосами зерновых культур.
Наиболее надежным средством защиты почв от
ветровой эрозии оказалось сохранение хотя бы в
зимнее время на полях стерни хлебных злаков.
Однако переносить обработку полей на весну
на десятках миллионов гектаров организационно
было немыслимо. Именно поэтому мы и стреми-
лись создать плоскорежущие, безотвальные по-
чвообрабатывающие орудия, рыхлящие почву на
необходимую глубину, подрезающие корни
сорных растений и сохраняющие на поверхности
полей стерню в основном в стоячем положении.
В этом направлении и велись исследования
сотрудников института в творческом содружестве
с учеными институтов инженерного профиля и
сотрудниками конструкторских бюро машино-
строительных заводов. В очень скором времени
были созданы такие экспериментальные орудия и
стерневые сеялки, способные работать на полях с
сохраненной стерней.
НОВАЯ ПОЧВОЗАЩИТНАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Одно из основных орудий обработки почвы по новой систе-
ме земледелия (КПГ-2,2), сочетающее в себе глубокорых-
литель, культиватор-плоскорез и удобритель
Культиватор-плоскорез широкозахватный (КПШ-9)
А. И. БАРАЕВ
Сеялка зерновая стерневая
Борона игольчатая
262
НОВАЯ ПОЧВОЗАЩИТНАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Противоэрозионные орудия и машины
Какие бы операции ни выполняли наши ору-
дия и машины — неизменно в первую очередь мы
обращаем внимание на количество стерни, остав-
ляемой ими на обрабатываемом поле. Как можно
больше сохранить пожнивных остатков — вот
главное требование, предъявляемое к новой тех-
нике.
Вместо плугов на эрозионноопасных землях
Казахстана и Сибири основными пахотными ору-
диями стали глубокорыхлители и культиваторы-
плоскорезы.
Глубокорыхлитель имеет две плоскорежущие
лапы, похожие по внешнему виду на крылья
реактивного истребителя. Погружаясь в пахот-
ный слой на глубину до 25—30 см, «крылья»
хорошо рыхлят почву, подготавливая ее для сева.
Это орудие сохраняет на поле до 80% стерни.
Более поверхностное рыхление почвы и под-
резание сорняков осуществляются культивато-
ром-плоскорезом. Принцип его устройства схо-
ден с глубокорыхлителем, но культиватор-пло-
скорез предназначен для относительно мелкой
обработки (на 10—15 см), он сохраняет при этом
на поле до 90% пожнивных остатков. В настоящее
время промышленность выпускает усовершен-
ствованные культиваторы-плоскорезы (широко-
захватные) КПШ-9 для тракторов К-700. Выпу-
скаются также глубокорыхлители-удобрители
КПГ-2,2, могущие быть и культиваторами-пло-
скорезами, а главное— обеспечивающие одно-
временно с обработкой почвы внесение фосфор-
ных удобрений.
Изменение системы земледелия повлекло за
собой и отказ от зубовых борон. На полях со
стерней, обработанных глубокорыхлителями или
плоскорезами, обычные зубовые бороны рабо-
тать не могут, поскольку они быстро забиваются
растительными остатками. Для ранневесеннего
рыхления, обеспечивающего сохранение влаги в
почве, а также для осенней заделки семян сорня-
ков мы используем в настоящее время игольча-
тую борону. Ее игольчатые диски, вращаясь и
рыхля почву, сохраняют на поле до 70% стерни.
Наконец, следует сказать несколько слов о
посевных машинах. В период подъема казахстан-
ской целины у нас не было сеялок, которые
могли бы сохранить стерню после посева и тем
самым защитить почву и всходы растений от
ветровой эрозии. Теперь они у нас есть (одна из
них показана на рисунке). Эта сеялка снабжена
приспособлениями для рыхления почвы, посева
семян, внесения удобрений и прикатывания
пашни.
Множественность производимых операций за
один проход — значительное достоинство любой
противоэрозионной машины, поскольку это по-
зволяет меньше «топтать» и распылять почву раз-
личной техникой. Мы, конечно, упомянули
только о некоторых из основных орудий и
машин, взятых нами для иллюстрации главного
принципа, легшего в их основу.
Внедрение почвозащитной системы
Испытание противоэрозионной техники у нас
в институте, в ряде совхозов и на государствен-
ных машиноиспытательных станциях показало
значительное ее преимущество перед обычными
отвальными плугами и другими традиционными
почвообрабатывающими орудиями и сеялками.
На основе применения противоэрозионной
техники нами была разработана почвозащитная
система земледелия, которая обеспечивала не
только надежную защиту почв от ветровой эро-
зии, но и существенное повышение урожаев и
преодоление губительного действия засухи в
острозасушливых районах с сильными ветрами
зимой и весной после схода снега. Зимой ветер
сносит снег с полей, вспаханных плугом, весной
талых вод мало, почва промачивается на незначи-
тельную глубину и растения не обеспечиваются
необходимым количеством влаги. В Казахстане
и в степных районах Сибири острая засуха
бывает два года в каждые пять лет. Особенно
опасна июньская засуха, когда яровая пшеница
кустится, образуя дополнительные стебли и узло-
вые корни. В годы, когда осадков в июне не
выпадает совсем, верхний слой почвы просыхает
на 25—30 см, и тогда узловые корни не образу-
ются. При отсутствии обильного увлажнения
глубоких слоев почвы за счет весенних талых вод
(что всегда бывает на полях, вспаханных плугом)
урожаи получаются крайне низкие.
Возможность обильного увлажнения всего
корнеобитаемого слоя почвы обеспечивается при
комплексном внедрении всех приемов почвоза-
щитного земледелия. Главное заключается в
повсеместном применении в таких районах пло-
скорезной обработки с последующим обязатель-
ным снегозадержанием с помощью тракторных
снегопахов. Сохранившаяся при плоскорезной
обработке стерня задерживает снег первых сне-
гопадов, создавая снежный покров на уровне
стерни мощностью в 16—18 см. При нарезке
снежных валиков снегопахами на расстоянии
3,5—4,0 м от центров валиков между ними
создается ветровая тень, и весь переносимый снег
отлагается на поле между валиками. Зачастую
однократного снегозадержания в начале зимы
достаточно, чтобы в конце зимы снежный покров
достигал мощности 35—40 см. При обычной
плотности снега в конце зимы в таком покрове
содержится воды от 1000—1200 м3 на 1 га, что
на полях с плоскорезной обработкой обеспечи-
вает обильное увлажнение талыми водами всего
корнеобитаемого слоя яровой пшеницы на глу-
бину 100—120 см. В опытном хозяйстве нашего
института ежегодно такое снегозадержание про-
водится на площади 30—35 тыс. га. В среднем за
263
А. И. БАРАЕВ
последние 8 лет мощность снежного покрова к
концу зимы была 39,3 см.
Наши рекомендации по снегозадержанию
(увеличение снежного покрова является, кроме
того, дополнительной защитой от зимней ветро-
вой эрозии) в настоящее время осуществляются
во всех совхозах и колхозах степных районов
Казахстана. Только в отдельные годы с малым
снежным покровом в начале зимы приходится
проводить и повторное снегозадержание. Следует
заметить, что при плоскорезной обработке и сне-
гозадержании почва промерзает на меньшую глу-
бину, чем на полях, вспаханных отвальным плу-
гом, талые воды хорошо впитываются в почву.
В очень редких случаях наблюдается весной сток
талых вод с таких полей.
Результаты борьбы с ветровой эрозией
Убедительны данные об урожаях зерновых
культур при производственных посевах в опыт-
ном хозяйстве в годы с острой засухой до внедре-
ния почвозащитной системы земледелия и после
ее внедрения. Зерновые культуры, в основном
яровая пшеница, в опытном хозяйстве высева-
ются на площади 25,5 тыс. га. До внедрения этой
системы в июне 1965 г., когда не было осадков и
узловые корни у пшеницы и других зерновых
культур не образовались, хозяйство получило
урожай всего 5,9 ц/га. После комплексного
внедрения всех приемов почвозащитного земле-
делия было два года (1975 и 1977), когда осадков
в июне также не было, но к концу зимы в 1975 г.
был накоплен на всех полях снежный покров в
51, а в 1977 г. — 45,5 см. В результате урожай
зерновых культур в 1975 г. оказался 10,9, а в
1977 г. — 12,0 ц/га, т. е. в 1,5 раза выше, чем
предполагалось получить (средний урожай 8,0
ц/га) при освоении новых земель.
При нормальном увлажнении естественными
осадками в июне и образовании мощной корне-
вой системы из узла кущения растения легче
переносят засуху в июле и августе, когда яровая
пшеница колосится, цветет, а в последней декаде
июля и первой декаде августа наливает зерно.
Такими годами были 1976 и 1978. В этом случае
узловые корни, хорошо используя запасы вла-
ги верхних слоев почвы и выпадающих осад-
ков, заглубляясь в почву на глубину 25—
30 см, образуют мощную надземную массу
растений.
Роль снабжения растений влагой в июле и
августе берут на себя зародышевые корни. При
условии обильных запасов влаги в глубоких
слоях почвы зародышевые корни обеспечивают
достаточную подачу влаги растениям, что поз-
волило в 1976 г. получить урожай зерновых куль-
тур 20,2, а в 1978 г. — 20,9 ц/га.
Таким образом, в 1975 и 1977 г. было резко
снижено губительное действие июньской засухи,
а в 1976 и 1977 г. полностью преодолены июль-
ская и августовская засухи.
В почвозащитной системе земледелия остроза-
сушливых районов Казахстана и Сибири мы при-
даем особое значение введению и освоению зер-
нопаровых четырех-пятипольных севооборотов с
обязательным полем чистого пара. Большое вни-
мание при этом уделяется охране паров от воздей-
ствия ветра. В Казахстане и степных районах
Сибири и Южного Урала чистые пары — важ-
нейшее поле севооборота. Они обеспечивают
получение наиболее высоких и устойчивых уро-
жаев яровой пшеницы. Даже в благоприятные
годы яровая пшеница по чистым парам дает в
1,5—2 раза более высокие урожаи, чем по другим
предшественникам, а в годы с засухой ее урожай
по чистому пару оказывается выше уже в 3—4
раза.
Пары — необходимое условие для полной
очистки почвы от сорняков, для большего нако-
пления влаги и для обогащения почвы продук-
тами жизнедеятельности микроорганизмов.
Однако паровое поле, лишенное защитного
растительного покрова в течение целого года,
при обычной системе обработки наиболее уяз-
вимо для ветровой эрозии. Даже при обработке
пара плоскорежущими орудиями (после 4—5
обработок за лето для уничтожения сорняков) к
осени на поверхности почвы остается слишком
мало стерни, чтобы она могла стать «щитом» от
ветра.
Именно поэтому при почвозащитной системе
земледелия поле делится на полосы шириной
100—150 м, причем полосы чистого пара череду-
ются с полосами посева зерновых культур. Все
они обязательно располагаются перпендикулярно
к господствующему направлению ветров. На сле-
дующий год полосы, бывшие под паром, засева-
ются яровой пшеницей, а полосы из-под посева
идут под пар. Таким образом, каждое поле про-
ходит через пар не за год как обычно, а за два
года. (В дальнейшем, до конца полного цикла
севооборота, все поле обрабатывается и засева-
ется сплошь.)
При таком полосном чередовании паровых
полос с посевами зерновых культур пар летом
защищен от ветра растительностью засеянных
полос, а осенью, зимой и весной следующего
года — сохраненной на них стерней.
Установлено, что надежная защита почвы от
ветровой эрозии обеспечивается на паровых
полосах при ветрах любой силы, даже когда ско-
рость ветра превышает 30—35 м/с.
Для задержания снега на паровых полосах мы
применяем посевы кулис из высокостебельных
растений. Во многих районах Сибири и Казах-
стана лучшим кулисным растением является гор-
чица. При посеве ее в первой декаде июля, когда
на парах бывают уже уничтожены основные
сорняки, горчица успевает до осенних заморозков
вырасти высотой до 0,7—1,0 м и зацвести.
264
НОВАЯ ПОЧВОЗАЩИТНАЯ СИСТЕМА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
К этому времени стебель ее древеснеет, и она не
повреждается заморозками, а зимой обеспечивает
накопление мощного снежного покрова, что
является залогом хороших урожаев. Так, напри-
мер, на полях нашего института в 1968 г. яровая
пшеница (Саратовская-29) дала по чистому пару,
удобренному суперфосфатом, без кулис 16,4
ц/га, а с кулисами— 25,0 ц/га (+8,6). Сходные
результаты были получены и другими опытными
станциями и институтами.
Благодаря массовому производству противо-
эрозионной техники, начавшемуся в начале
1966 г., совхозы и колхозы Казахстана и Сибири
стали широко внедрять почвозащитную систему
земледелия в производство. В результате во мно-
гих районах в сравнении с седьмой пятилеткой,
когда эта система еще не внедрялась, удвоились
урожаи зерновых культур. Значительно возросло
производство зерна в республике. Если среднего-
довое производство зерна в Казахстане за пред-
шествующие освоению целины годы в среднем за
5 лет (1949—1953 гг.) составляло 3,9 млн. т, то
в седьмой пятилетке (1961—1965 гг.) оно возро-
сло до 14,5 млн. т, в восьмой (1966—1970 гг.) —
до 20,6 млн. т, в девятой (1971—1975 гг.) — до
21,6 млн. т и за три года десятой пятилетки
(1976—1978 гг.) до 25,1 млн. т, в том числе в
1978 г. —до 27,8 млн. т Основные приемы поч-
возащитной системы земледелия сравнительно
быстро стали внедряться в производство в степ-
ных районах Южного Урала, Поволжья, Северно-
го Кавказа и Украины. В 1978 г. без применения
отвального плуга обрабатывались поля на пло-
щади 34 млн. га, а стерневыми сеялками засева-
лось 35 млн. га, в том числе в Казахстане из
25 млн. га зерновых культур этими сеялками
засевалось 20 млн. га.
Большую популярность приемы почвозащит-
ного земледелия стали получать в степных озимо-
сеющих районах Украины. И это не случайно.
Здесь в Николаевской области на Новоодесском
государственном агротехническом сортоучастке
много лет под руководством кандидата сельско-
хозяйственных наук И. Е. Щербака проводится
параллельное возделывание озимой пшеницы и
других зерновых культур как по традиционной
технологии, основанной на вспашке отвальным
плугом и последующей обработке почвы другими
традиционными орудиями с посевом зерновых
дисковыми сеялками, так и по безотвальной
почвозащитной технологии, основанной на обра-
ботке почвы противоэрозионной техникой при
посеве стерневыми сеялками. Результаты этих
исследований весьма убедительно свидетель-
ствуют о преимуществе почвозащитной техноло-
гии возделывания зерновых культур в сравнении
с традиционной (см. таблицу).
Сотрудники сортоучастка не ограничились ис-
следованиями на своем участке, а организовали
широкие производственные испытания во многих
совхозах и колхозах ряда районов области. Во
всех хозяйствах получалась существенная при-
бавка урожая зерновых культур при почвозащит-
ной технологии их возделывания, и на полях при
этой технологии полностью прекращалась ветро-
вая эрозия. Аналогичные результаты в производ-
ственных условиях получены в Запорожской,
Херсонской, Донецкой и Полтавской областях.
Итак, во всех эрозионноопасных степных рай-
онах мы избрали защиту почв от ветровой эрозии
путем замены традиционной обработки полей
обработкой их плоскорежущими орудиями, со-
храняющими на поверхности полей стерню и дру-
гие растительные остатки, что одновременно
Урожаи зерновых культур
на Новоодесском госсортоучастке
в среднем за годы испытания, ц/га
1978 г.
Зерновая культура	Предшественники	Годы испыта- ний	Тради- ционная техно- логия	Почво- я защит- ная тех- ноло- гия	Прибав- ка уро- жая, ц/га	Тради- ционная техно- логия	Почво- защит- ная тех- ноло- гия	Прибав- ка, ц/га
Озимая пшеница (в среднем за 7 лет)	Чистый пар	1971— 1977	50,9	56,6	+5,7	68,2	73,8	+5,6
То же	Горох	1971— 1977	36,9	43,6	+6,7	69,0	75,8	+6,8
-»- -»-	Кукуруза	1971— 1977	37,5	46,9	+9,4	65,7	68,0	+2,3
Яровой ячмень (в среднем за 9 лет)	Бахчевые культуры	1969— 1977	38,9	42,0	+3,1	58,0	61,8	+3,8
Горох (в среднем за 9 лет)	Озимая пшеница	1969— 1977	24,5	30,7	+6,2	24,8	30,9	+6,1
Просо (в среднем за 9 лет)	Озимая пшеница	1969— 1977	35,3	43,4	+8,1	39,3	45,6	+6,3
265
А. И. БАРАЕВ
обеспечивает лучшее использование естествен-
ных осадков для формирования более высоких и
устойчивых урожаев зерновых и других культур.
При введении и освоении в острозасушливых
районах севооборотов с полем чистого пара и при-
менении опрыскивания посевов соответству-
ющими гербицидами удается обеспечить резкое
снижение засоренности полей злостными сорня-
ками, а при высокой культуре земледелия пол-
ностью от них освободиться.
Хлеборобам, живущим в районах со сложив-
шейся традиционной системой земледелия, во
многих случаях наши предложения о почвозащит-
ном земледелии уже не кажутся неприемлемыми.
Мы уверены в том, что в скором времени на всех
92 млн. га пашни степных районов, которым так
или иначе угрожает ветровая эрозия, будут вне-
дряться приемы почвозащитного земледелия.
Дальнейшая задача заключается в совершенство-
вании этих приемов применительно к местным
почвенно-климатическим условиям и возделыва-
емым культурам. Очень важно совершенствовать
и противоэрозионную технику также примени-
тельно к местным условиям, существенно повы-
шать качество противоэрозионных почвообраба-
тывающих орудий и стерневых сеялок и увеличи-
вать их производство. Спрос на противоэрозион-
ную технику в настоящее время значительно пре-
вышает производство этой техники и является
причиной замедленного расширения площадей
под почвозащитным земледелием. Следует заме-
тить, что применение противоэрозионной техники
вместо традиционной имеет существенное значе-
ние в защите почв и от водной эрозии.
Так развивается новая почвозащитная система
земледелия, являясь одновременно системой за-
щиты от засухи и суховеев, она уже доказала
свою жизненность и необходимость на огромных
площадях пашен.
Попутно она все больше обогащается теоре-
тическими и экспериментальными обосновани-
ями. Еще многие научные вопросы требуют сво-
его разрешения. Важно, например, выяснить, как
будет меняться с годами плодородие пахотного
горизонта при плоскорезной обработке почвы.
Опыты в вегетационных сосудах показывают,
что при вспашке, когда происходит перемешива-
ние почвы, верхний и нижний слой ее не отлича-
ются по плодородию. При многолетней же обра-
ботке полей плоскорежущими орудиями между
слоями почвы намечается дифференциация: без
какого-либо изменения общего плодородия па-
хотного слоя верхний горизонт становится
заметно богаче нижнего. Думается, что и в даль-
нейшем верхний горизонт всегда нужно будет
оставлять на своем месте, поскольку в него мы
заделываем семена, при этом наиболее ответ-
ственные фазы развития растения протекают в
самых благоприятных условиях.
Впереди еще много работы. Но путь найден.
Эффективность его очевидна и доказана гран-
266
диозным казахстанским экспериментом. Теперь
опыт Казахстана и степных районов Сибири, как
уже говорилось, переносится в степи европейской
части Союза. Здесь, конечно, есть свои особенно-
сти, свои трудности. Но и сюда почвозащитная
система земледелия уже пробила себе дорогу.
Непривычное неизбежно становится привычным
и приобретает своих сторонников и энтузиастов.
ВАСИЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ РЕМЕСЛО,
АНАТОЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ КОЛОМАЦКИЙ
ДИНАСТИЯ МИРОНОВСКИХ ПШЕНИЦ
Василий Николаевич Ремесло (р, 1907) — ученый-селекционер, доктор
сельскохозяйственных наук, академик АН СССР и ВАСХНИЛ, директор
Мироновского ордена Ленина научно-исследовательского института селек-
ции и семеноводства пшеницы, заведующий отделом селекции и первичного
семеноводства этого же института, дважды Герой Социалистического
Труда, лауреат Ленинской премии.
В 1964 он был избран действительным членом ВАСХНИЛ, в 1974 —акаде-
миком АН СССР.
В. Н. Ремесло — автор около 200 научных работ. В настоящее время
руководит в нашей стране созданием интенсивных сортов озимой пшеницы
урожайностью 70—90 ц/га. Он разработал свои методы селекции пшени-
цы, позволившие создать особенно ценные сорта этой культуры — Миро-
новская-264, Мироновская-808, Мироновская юбилейная, Ильичевка и др.,
дающие на сотнях тысяч гектаров намолот по 40—50 ц/га и более.
Озимые пшеницы селекции В. Н. Ремесло получили широкое распростра-
нение в ГДР, Чехословакии, Венгрии. Польше, где ежегодно занимают
около 1,5 млн. га.
Анатолий Васильевич Коломацкий (р. 1935) — кандидат сельскохозяй-
ственных наук. Родился на Украине в г. Сумы в семье рабочего. В 1957
закончил агрономический факультет Тимирязевской сельскохозяйственной
академии."Работал научным сотрудником в научно-исследовательских
учреждениях Украины. В 1973 защитил кандидатсткую диссертацию. С
1974 по настоящее время — ученый секретарь Мироновского ордена
Ленина научно-исследовательского института селекции и семеноводства
пшеницы. А. В. Коломацкий— автор свыше 40 научных работ по вопро-
сам растениеводства, селекции и семеноводства полевых культур.
волюционный путь пшеничного
злака — древнейшей нашей культу-
ры — уходит в глубь тысячелетий.
Облагораживание этого растения начала сама
природа. Осуществив естественное скрещивание
с другими видами и родами, она создала растение,
которое сыграло важную роль в становлении
человеческого общества. Человек стал улучшать
это растение на заре своей сознательной деятель-
ности и затратил на его селекцию тысячелетия.
С ростом своего интеллекта человек совер-
шенствовал и селекцию, которая усложнялась,
так как всегда оставалась цель получить как
можно больше пищи, затратив на это как можно
меньше усилий.
И сегодня селекционерам хорошо известны
отечественные народные сорта яровой пшеницы,
такие, как Черноузка, Полтавка, Зерновка и
многие другие, которые отличались высокой
засухоустойчивостью, а также озимые пшеницы,
например, Сандомирка и Крымка, которые
хорошо переносили невзгоды природы, наливая
колос с высококачественным зерном.
В нашей стране при старом режиме селек-
ционная наука развивалась только усилиями
энтузиастов-одиночек, но после Великого Октя-
бря, когда в 1921 г. был принят декрет «О семе-
новодстве», подписанный В. И. Лениным, она
получила широкие возможности для своего раз-
вития. В последующие годы в стране была
создана стройная система селекционно-семено-
водческой службы, которая включала в себя
селекционные учреждения, семеноводческие хо-
зяйства, службу по сортоиспытанию.
Этот период характеризовался тем, что в
основном селекционеры вели аналитическую се-
лекцию, т. е. отбирали лучшие формы из мест-
ных сортов и популяций. Таким образом создава-
лись новые сорта, которые получали признание у
земледельцев. Так, к примеру, были созданы
сорта озимой пшеницы — Московская-2453 и
Московская-2411. Но вскоре потребовалось в
одном растении сочетать признаки нескольких
форм, чтобы создать синтетические культуры.
А этого можно было достигнуть путем гибри-
дизации, скрещивая различные формы растений.
267
В. Н. РЕМЕСЛО, А. В. КОЛОМАЦКИЙ
Гибридизация как прием селекции со временем
усложнялась, и теперь наиболее ее действенный
метод — это последовательная, или ступенчатая,
селекция. Метод основан на том, что в процессе
селекции растению «прививают» от других форм
недостающие положительные свойства.
Этот метод был впервые разработан в нашей
стране выдающимся творцом пшеничных ко-
лосьев — саратовским селекционером
А. П. Шехурдиным, создававшим таким путем
уникальный сорт яровой пшеницы Саратов-
ская-29, который и до настоящего времени зани-
мает в стране почти 20 млн. га.
Сейчас род пшеницы насчитывает 21 вид, но
доминирующее значение в мировом земледелии
имеет мягкая пшеница, на которую падает
90—95% посевной площади. Хотя многие виды
пшеницы не имеют заметного производственного
значения, они обладают значительным резервом
полезных свойств и признаков и рассматрива-
ются по праву как стратегический материал в
селекционном деле.
Когда вели селекцию путем отбора лучших
форм среди местных пшениц, то созданные таким
образом новые сорта не намного превосходили
старые по продуктивности. К тому же извечные
бичи пшеницы — ржавчина и твердая головня —
«съедали» с таким трудом добытую прибавку.
И тут селекционеры отыскали ту тропку, кото-
рая в конечном счете привела к взрыву урожайно-
сти у этого злака. Они начали путем гибридиза-
ции прививать местным, легко поражаемым пше-
ницам, стойкость к болезням, свойственную ино-
странным сортам. Так начался новый этап в
селекции пшениц, который в конечном счете
ознаменовался выходом на поля целого ряда
выдающихся пшеничных сортов, которые на
новую ступень подняли урожайность пшеничной
нивы.
Однако создание иммунных сортов поставило
новые задачи перед селекционерами. Потребова-
лось сменить весь облик древнейшего злака, так
как высокая соломина не в силах была удержать
тучный колос. Сначала укорачивание шло очень
медленно. Пшеница как бы нехотя уменьшала
свой рост, по своей природе она была готова все-
гда повыше поднять свое главное богатство —
колос, всегда старалась выбраться из окружа-
ющих ее сорняков, чтобы выжить и дать возмож-
ность вызреть налитым зернам.
Да и земледельцы в свое время поощряли ее в
этом, так как солома служила и кормом для ско-
тины, и топливом, и крышей для жилья.
Но наступившая бурная интенсификация сель-
скохозяйственного производства требовала того,
чтобы соки земли шли главным образом на
образование зерна. Следовало спешить: культура
полей росла, все чаще ложился наземь пшенич-
ный колос, вес которого не соответствовал опо-
ре. Старые методы медленного изменения при-
роды этих злаков уже не годились. Нужны
268
были новые пути. Первым в нашей стране их
нашел великий преобразователь пшеничного ко-
лоса академик П. П. Лукьяненко на Кубани. Ему
удалось скрестить американскую озимую пше-
ницу Канред-Фулькастер-266278 с аргентинским
сортом яровой пшеницы Клейн-36. Так зароди-
лась династия новых сортов-скороспелок— 01,
2, 3, 36. У них была относительно короткая соло-
мина, но они не были приспособлены к невзгодам
зимы, нередко вымерзали, да и зерно у них было
низкого качества. Тогда селекционер скрестил их
с известным украинским сортом Лютесценс-17 и
получил пшеницу нового типа. Это была Безо-
стая-4, которая пришла на поля в середине 50-х
годов. Ученый сумел на ее основе создать знаме-
нитую Безостую-1, которая по праву вошла в
мировое селекционное дело как феномен второй
половины двадцатого века, давая урожай до
36,6 ц/га.
Сегодня стратегия селекции озимой пшеницы
определяется высокими требованиями интенсив-
ного зернового производства и сводится к следу-
ющему: создание зимостойких высокопродук-
тивных сортов с урожайностью 100—120 ц/га,
устойчивых к природным капризам, способных не
полегать на высоких фонах туков и органики и
при орошении, иммунных к недугам и вредите-
лям, с повышенным содержанием белковых ком-
понентов в зерне, в том числе и ценных аминоки-
слот.
Повышение содержания белка в злаках, в том
числе в пшенице, рассматривается как основная
задача селекционной науки. Но здесь ученые
сталкиваются с задачей, которую не так просто
решить.
Продуктивность колоса, как правило, отрица-
тельно сказывается на содержании в зерне белко-
вых элементов. Кроме того, селекционеры, веду-
щие работы с пшеницами, обладают ограничен-
ным растительным арсеналом, отличающимся
нужным набором аминокислот. Приходится по-
этому проводить сотни тысяч анализов, чтобы
найти формы, которые сочетали бы в себе нуж-
ные количественные и качественные показатели.
Правда, сегодня к нам в этом сложном деле при-
шли надежные помощники — автоматические
аминокислотные анализаторы, которые позволя-
ют поставить этот процесс на поток.
И все же мы, в конечном счете, пока еще не в
силах поднять на нужный уровень белковость
нашего главного злака. Данные показывают, что
за последние годы во многих озимосеющих
регионах наблюдается падение содержания белка
в зерне. Вот почему сейчас селекционеры ищут
доноров белковости, которые могли бы ста-
бильно передавать нужный признак при скрещи-
вании новым создаваемым колосьям.
Обширное Нечерноземье России долгое время
Вот он — главный хлеб планеты. Фотографии А. В. Ко-
ломацкого
ДИНАСТИЯ МИРОНОВСКИХ ПШЕНИЦ
269
В. Н. РЕМЕСЛО, А. В. КОЛОМАЦКИЙ
было нивой ржи, овса и гречихи. Только эти три
культуры на выщелоченных подзолах могли
давать сносный урожай, который, как правило,
подчинялся формуле «сам два» или «сам три»,
т. е. получали зерна в 2—3 раза больше, чем
клали в землю. Худосочные колосья этих злаков
веками господствовали в громадном земледель-
ческом регионе. На примере создания зимостой-
кого сорта озимой пшеницы Мироновская-808
мы бы хотели показать, как с помощью селекции
произошло фактически обновление зернового хо-
зяйства этого обширного края.
До последнего времени озимая пшеница
имела здесь «островной» характер и занимала
площадь в несколько десятков тысяч гектаров,
причем нередко весной ее посевы погибали, не
выдержав испытания холодом. Урожайность
была невысокой.
В 1976 г. земледельцы Московской области на
площади свыше 200 тыс. га собрали урожай
Мироновской-808 по 32,2 ц/га. В последние
годы сюда пожаловали и наши новые озимые
сорта— Мироновская юбилейная и Ильичевка,
которые еще более надежно укрепили местные
позиции озимой пшеницы. Обладая широкой эко-
логической пластичностью, стойкостью к зимним
температурным факторам, перенося лучше дру-
гих повышенную кислотность здешних почв,
наши «мироновки» сумели стабильно поднять
зерновой баланс этого края.
* * *
В украинской степи, за Мироновкой — не-
большим районным городком, что расположен
на хлебосольной Киевщине, приютился совре-
менный поселок, окруженный зеленью парковых
насаждений. Рядом раскинулись до самого гори-
зонта колхозные поля. Справа при въезде —
пятиэтажное белокаменное здание с вывеской
«Мироновский ордена Ленина научно-исследова-
тельский институт селекции и семеноводства
пшеницы». Институт имеет разветвленную сеть
опытных станций, раскинувшихся от Нечернозе-
мья до Алтая.
Сегодня почти каждый десятый гектар ози-
мого пшеничного клина планеты земледельцы
отводят под сорта, созданные коллективом этого
селекционного учреждения. Пшеничная нива, где
возделывают сегодня «мироновки», раскинулась
от Балтийского моря до Иртыша, от нечернозем-
ной Вологды до знойного Поволжья, от Дуная до
Вислы. Около полутора миллионов гектаров
ежегодно занимают мироновские пшеницы в
братских странах социалистического содруже-
ства— ГДР, Чехословакии, Польше, Венгрии,
одаривая ежегодно местных земледельцев полно-
весными колосьями.
Начиная с 1960 г. мироновские пшеницы
только в СССР занимали площадь около
100 млн. га, и страна получила от их выращивания
дополнительно свыше 300 млн. ц зерна. И такую
могучую добавку дали только четыре озимых
сорта «мироновок» — Мироновская-264, Ми-
роновская-808, Мироновская юбилейная, Ильи-
чевка.
В 30—40-е годы основным сортом озимой
пшеницы была Украинка, созданная в 1924 г. на
Мироновской селекционной станции. Этот сорт
давал значительную прибавку в урожае зерна по
сравнению с местными сортами и быстро был
внедрен в производство. Зерно этой сильной пше-
ницы явилось мировым стандартом по высокому
содержанию белка и клейковины. Этот сорт
быстро внедрился в производство, и его посевные
площади к 1940 г. составляли свыше 7 млн. га.
Но длинностебельность растения (140 см) вы-
зывала раннее полегание и оттого щуплость зер-
на, что значительно снижало урожайность. Укра-
инка, полученная путем отбора из венгерского
местного сорта Банатки, давала 150 пудов с гек-
тара, и это было ее потенциальным пределом.
Производство же требовало от ученых новых
сортов, отвечающих возросшему уровню куль-
туры земледелия.
Созданные за это время сорта Одесская-3,
Одесская-12, Лютесценс-17 и Белоцерков-
ская-198 подняли урожайность и увеличили
валовой сбор зерна, но страна нуждалась в боль-
шем хлебе, и проблема создания более уро-
жайных сортов сохранялась. Надо было искать
новые пути и методы в селекции, требовался ис-
ходный материал, богатый и хорошо приспособ-
ленный к местным природным условиям.
С 1949 г. на Мироновской селекционной
станции приступили к созданию исходного мате-
риала путем расшатывания наследственности —
превращения яровых форм пшеницы в озимые.
Этот метод получения исходного материала не
был изучен, и потребовались многие годы, чтобы
отыскать пути такой переделки. В первые годы
было высеяно несколько сортов яровой пшеницы
в разные осенние сроки. На третий год пересева
сохранившихся растений после перезимовки мы
установили появление новых форм, которые
имели укороченный стебель, колос, свободный от
поражения ржавчиной, и давали крупное зерно.
Среди сохранившихся растений производили от-
боры лучших экземпляров по хозяйственно-цен-
ным признакам и прежде всего по устойчивости к
полеганию и поражению болезнями, по продук-
тивности колоса.
Измененные формы, которые были подвер-
жены в дальнейшем расщеплению, бросались для
повторных отборов по комплексу тех же призна-
ков. С третьего поколения проводился анализ
индивидуально отобранных растений для по-
сева в селекционном питомнике по содержанию
белка и клейковины в зерне. Широко изучались
закономерности наследования хозяйственно-цен-
ных признаков— морозостойкости, продуктив-
ности и форм и линий, полученных путем пере-
270
ДИНАСТИЯ МИРОНОВСКИХ ПШЕНИЦ
вода ярового типа растений в озимый. Такой
метод селекции в сочетании с направленным
отбором позволил создать качественно новый
сорт озимой пшеницы интенсивного типа —
Мироновская-264.
Этот сорт, как более урожайный (на 4—6
ц/га) по сравнению с районированным сортом
Белоцерковская-198, быстро распространился в
производстве и уже в 1963 г. был районирован
во многих областях Украины, Молдавии, Ростов-
ской и других областях РСФСР. Дальнейшее рас-
пространение сорта приостановилось с внедре-
нием в производство другого сорта мироновской
селекции — Мироновская-808, значительно пре-
восходящего Мироновскую-264 по урожайности,
зимостойкости, отзывчивости на высокий агро-
фон.
Мироновская-808 — шедевр советской и ми-
ровой селекции. Он весьма пластичен, о чем сви-
детельствует его широкое распространение в
самых различных природных зонах СССР и зару-
бежных странах.
Быстрый и широкий выход Мироновской-808
на колхозные и совхозные поля был обусловлен
высокой ее урожайностью, достигающей на госу-
дарственных сортоучастках 70—80 ц^га, а в
условиях производства — 40—50 ц/га, и более.
Внедрение этого сорта позволило значительно
повысить урожайность пшеницы на Украине, в
центрально-черноземных областях, нечернозем-
ной зоне РСФСР, в Белоруссии и в ряде других
районов страны. В некоторые годы девятой
пятилетки многие области Украины собирали в
среднем по 35—36 ц/га зерна.
Успешно используя в практике селекционной
работы метод превращения яровой пшеницы в
озимую, обеспечивающий получение высокопро-
дуктивных форм с повышенной зимостойкостью,
мы применяли гибридизацию полученных линий
с лучшими высокопродуктивными сортами отече-
ственной и зарубежной селекции. Это позволило
вывести еще более урожайные высококачествен-
ные сорта озимой пшеницы, среди которых осо-
бого внимания заслуживает Мироновская юби-
лейная.
Сорт Мироновская юбилейная выведен мето-
дом индивидуального отбора короткостебельных
форм из гибридной популяции, которая образо-
валась при скрещивании линии Лютесценс-106
(полученной из яровой пшеницы) с сортом Безо-
стая-4. Отличительная особенность Мироновской
юбилейной — ее сравнительная короткостебель-
ность. Высота соломины составляет 80—95 см,
что обеспечивает достаточно высокую устойчи-
вость к полеганию.
Мироновская юбилейная относится к интен-
сивному типу с достаточно высокими потенциаль-
ными возможностями в формировании высокого
урожая зерна при отличном его качестве. По
трехлетним данным государственного сорто-
испытания сорт был взят для районирования,
превышая по урожайности Безостую-1 и Миро-
новскую-808 на 4,3—10,5 ц/га.
Используя метод гибридизации, при котором
за материнский сорт были взяты линии, получен-
ные изменением яровых в озимые, а за отцов-
ский *— лучший константный сорт, мы добились
большой гибридной силы, которая не даст сни-
жения в потомстве.
В результате скрещивания сортов Безостая-4
и Мироновская-808, а также последующего
направленного отбора был выведен новый сорт
озимой пшеницы, названный в ознаменование
100-летия со дня рождения В. И. Ленина Ильи-
чевкой.
Благодаря своей высокой продуктивности и
отличному качеству зерна сорт Ильичевка полу-
чает быстрое распространение в производстве.
Площади его посева на Украине и в ряде других
районов страны расширились и сейчас занимают
около 1 млн. га.
Как уже говорилось, одним из главным на-
правлений современного селекционного процес-
са становится создание короткостебельных форм.
Дальнейший рост потенциала продуктивности
сортов озимой пшеницы невозможен без созда-
ния нового сортотипа пшеницы на основе корот-
костебел ьн ости. При этом требования к сочета-
нию большой зимостойкости с высокими ка-
чествами зерна ни в коей мере не снижаются.
Многочисленные опыты в нашем институте пока-
зали, что оптимальная высота стебля новых
сортов озимой пшеницы, обеспечивающая весьма
удачное сочетание свойств и признаков,—
80—90 см.
Какие же методы применяются для создания
короткостебельных, высокоурожайных сортов?
Прежде всего, усовершенствованный и каче-
ственно дополненный метод направленной пере-
делки яровых форм пшеницы в озимые. При
обычном методе — посеве исходных яровых
сортообразцов в осенние сроки— длительное
время нам не удавалось создать короткостебель-
ные сорта. Мы применили другой метод измене-
ния яровых форм в озимые — двухэтапный. На
первом этапе исходные яровые сорта предвари-
тельно проращиваются, яровизируются (подчер-
киваем: яровизируются) в течение 60—90 дней и
высеваются весной. Второе поколение от весен-
него посева в тот же год высеваем осенью в
оптимальные сроки посева озимой пшеницы. При
этом получаем 80—90% форм, которые хорошо
перезимовывают, превращаясь в типично озимые.
Во втором и третьем поколениях удается
выделить константные семьи, превышающие по
урожайности стандартный сорт на 115—151%, с
высотой растений 100—106 см. Изучение изме-
ненных потомств в третьем поколении позволило
выделить морфологически выравненные семьи с
высотой растений 85—100 см, равные или пре-
вышающие по зимостойкости районированные
сорта Мироновская-808 и Ильичевка.
271
В. Н. РЕМЕСЛО. А. В. КОЛОМАЦКИЙ
Применяя предварительную яровизацию,
можно получить константные формы уже в тре-
тьем поколении (вместо пятого—седьмого, как
это наблюдалось при посеве исходных яровых
сортов без предварительной яровизации в осен-
ние сроки).
Еще один путь создания короткостебельных,
высокопродуктивных сортов — это внутривидо-
вая гибридизация с использованием в качестве
источников короткостебельности лучших образ-
цов мировой коллекции, сосредоточенной во Все-
союзном институте растениеводства. Лучшие
компоненты для этого — сорта озимой пшеницы
Мироновская-808, Мироновская юбилейная,
Ильичевка, Кавказ, наиболее удачные линии яро-
вых пшениц из Кении и Индии, измененные в
озимые. Они дали нам такие сорта, как Миро-
новская-10, Мироновская низкорослая, Лютес-
ценс-3298, Лютесценс-3329 (сестринские линии
сорта Мироновская-10), Эритроспермум-3018,
Эритроспермум-3006 и др.
Часто мы используем тройные скрещивания
по такой, например, схеме: парный гибрид полу-
чают путем скрещивания сорта мироновской
селекции с сортом краснодарской и одесской
селекции и подвергают последующему скрещива-
нию с сортом также мироновской селекции.
Почему мы в Мироновке последовательно
включаем в гибридизацию на разных этапах
работы лучшие линии и сорта, полученные путем
изменения яровых форм в озимые? Как показали
многолетние опыты, от такого скрещивания мы
получили и получаем экологически приспособ-
ленные формы с хорошо выраженной зимостой-
костью, продуктивностью и высоким качеством
зерна. На каждом последующем этапе целена-
правленно «наращиваем» и усиливаем те призна-
ки, которые в конечном счете и характеризу-
ют сорт как богатую биотипами популяцию,
призванную быть средством создания нового
сорта.
В нашем институте проведено изучение насле-
дуемости основных признаков качества зерна в
различных комбинациях при скрещивании сортов
Мироновская-808, Ильичевка, Аврора, Кавказ.
Установлено, что такие показатели качества, как
масса 1000 зерен, седиментация (оседание), стой-
кость теста на фаринографе, смесительная спо-
собность муки, объемный выход хлеба, его рас-
плывчатость имеют довольно высокие показатели
наследуемости, и отбор по этим признакам может
быть довольно эффективным. Содержание же
белка и клейковины в зерне, «сила» муки, водо-
поглотительная способность ее наследственно
обусловлены в меньшей степени.
Следовательно, при привлечении в гибридиза-
цию этих сортов для гарантированного получе-
ния гибридов с хорошими показателями по слабо
наследуемым признакам объем скрещиваний дол-
жен быть увеличен, и отбор необходимо вести на
основании многолетних данных.
Установлено, что как при изменении, так и
при гибридизации качество зерна получаемых
номеров во многом зависит от качества исходных
форм. Так, при изменении сортов Западной Евро-
пы, отличающихся невысоким качеством зерна,
получаются формы с так называемой удельной
работой деформации теста, равной 180—250 е. а.
(единиц альвеографа) и объемом (объемным
выходом) хлеба 500—550 см3. Привлечение для
этой цели высококачественных сортов из Мекси-
ки, Чили, США позволило получить номера с «си-
лой» муки 380—428 е. а., объемом хлеба
600—750 см.3
Аналогичная картина получается и при гибри-
дизации. При скрещивании высококачественных
озимых и яровых пшениц обычно создаются
гибриды с хорошим качеством зерна. Так, при
скрещивании сортов Безостая-1, Мироновская -
264, Мироновская-808, Мироновская юбилейная,
Ильичевка, Одесская-51 с высококачественными
яровыми пшеницами Саратовская-29, Тетчер,
коллекционными номерами из Индии, Кении
(формы яровых, измененные в озимые) ни один
гибрид не был отнесен к плохим по показателям
качества. «Сила» муки у этих гибридов находится
в пределах 280—380 е. а., объем хлеба —
640—700 см3.
Иная картина наблюдается при привлечении в
скрещивание сортов западноевропейского экоти-
па из Франции, Италии, Югославии, Чехослова-
кии или ржано-пшеничных гибридов. Здесь
гибриды наследуют, как правило, низкое каче-
ство зерна. «Сила» муки у них снижается до
100—200 е. а., а объем хлеба— до
400—550 см3. В этих случаях необходимо очень
тщательно контролировать качество зерна дан-
ных гибридов, вести жесткий отбор по данным
показателям, а часто заранее предусматривать
улучшение этих признаков последующими насы-
щающими скрещиваниями с высококачественны-
ми сортами.
Изучение комбинационной ценности сортов по
качеству зерна позволило установить, какой сорт
лучше всего передает тот или другой признак
потомству. Так, для повышения крупности зерна
у гибридов в скрещивание следует привлекать
сорта Безостая-1, Кавказ, Ильичевка; для повы-
шения белковости— Украинку-246, Ильичевку.
Высокую «силу» муки и объемный выход хлеба
хорошо передают потомству Мироновская юби-
лейная, измененные в озимые формы линии
сортов яровой пшеницы Саратовская-29, а также
сортов из Индии, Кении, Мексики и США.
Селекция высокозимостойких пшениц всегда
была одним из главных направлений работы
селекционных учреждений страны. Выведенные
ранее сорта Алабасская, Гостианум-237, Лютес-
ценс-329, Ферругинеум-1239, Ульяновка, Одес-
Династия мироновских пшениц. В верхнем ряду первая
слева — Мироновская-808, четвертая — Ильичевка
272
ДИНАСТИЯ МИРОНОВСКИХ ПШЕНИЦ
273
В. Н. РЕМЕСЛО, А. В. КОЛОМАЦКИЙ
ская-16 и Лютесценс-230 и в настоящее время
являются эталоном по морозостойкости. Однако
уровень их продуктивности резко уступает совре-
менным районированным сортам.
Главный признак любого сорта— высокая
семенная продуктивность— у озимой пшеницы
обычно сопряжен с пониженной зимостойкостью.
Наиболее зимостойкие сорта имеют сравнительно
низкую урожайность, относятся к сортам экстен-
сивного типа и получены преимущественно инди-
видуальным отбором из местных сортовых попу-
ляций. Наибольшее число зимостойких сортов
приходится на Украину, Поволжье и Сибирь, где
условия среды позволяют формировать растения
пшеницы зимостойкого типа.
Интенсивная селекция сортов пшеницы в
Западной Европе привела к созданию высоко-
урожайного, с крупным колосом и зерном, но
слабозимостойкого типа пшеницы. В ряде слу-
чаев эти сорта имеют также низкие или средние
хлебопекарные качества.
Данные, полученные мироновскими селекцио-
нерами и другими исследователями по измене-
нию цикла развития яровых форм, служат под-
тверждением гипотезы об усилении морозостой-
кости пшеницы по мере ее расселения из первич-
ного центра происхождения с теплым климатом в
более холодные районы земного шара. В самом
деле, в результате лишь нескольких пересевов
теплолюбивых яровых сортов осенью в более
суровых условиях удается получить озимые
формы с ценными для селекции признаками.
В этой связи можно сделать предположение о
возможности повысить зимостойкость слабози-
мостойких форм пшеницы путем отбора в суро-
вых условиях, используя методику многократных
пересевов в районах с холодными зимами. Это
подтверждается тем фактом, что из среднеазиат-
ских сортов Сандомирка, Тейская и других в
условиях Поволжья и Северного Кавказа отоб-
раны мировые рекордсмены по морозостойкости
Лютесценс-329, Ульяновка и Алабасская. Цен-
ный по зимостойкости сорт пшеницы Альбидум-
114 отобран из гибридной комбинации в суровых
условиях Поволжья.
Из изложенного выше можно сделать важный
для селекции вывод: в сортовых и гибридных
популяциях мягкой пшеницы вполне возможно
появление таких форм, генотипы которых обес-
печивают при определенных условиях среды бла-
гоприятный фон для действия мутантных генов
высокой зимостойкости.
В целях усовершенствования способа пере-
вода яровых в озимые как наиболее действенного
метода создания высокозимостойких и сравни-
тельно короткостебельных форм пшеницы в
институте разработано и успешно применяется
фототермическое воздействие на растения яро-
вых при осеннем посеве. Применение этого
метода дало возможность значительно увеличить
процент удачной перезимовки первого и последу-
274
ющих поколений в полевых условиях, увеличив
его с 1—2 до 60—85 %.
Использование различных источников искус-
ственного света (от ламп накаливания до ксено-
новых) дало возможность разработать техноло-
гическую схему выращивания яровых в сортовом
разрезе, что позволило ежегодно получать нуж-
ное количество изменяемых форм от каждого
исходного сорта. Полученные таким путем ози-
мые формы проходят испытание в различных
звеньях селекционного процесса.
В настоящее время весь процесс изменения
яровых в озимые проводится в камерах искус-
ственного климата, и предварительные резуль-
таты этих исследований дают нам основание
говорить о том, что почти из всех изучающихся
яровых сортов можно получить озимые формы в
искусственных условиях. Мы видим реальную
ценность такого метода создания исходного мате-
риала для дальнейшей селекции и будем его все-
мерно разрабатывать дальше и глубже.
Ныне перед Мироновским научно-исследова-
тельским институтом селекции и семеноводства
пшеницы поставлена задача государственной
важности — создание в нашей стране новых
сортов озимой пшеницы с урожайностью
70—90 ц/га и выше.
Важное место в хлебном балансе страны зани-
мает яровая пшеница, посевные площади которой
в 2 раза с лишним больше, чем озимой. Трудно
даже подсчитать, какой громадный резерв роста
валовых сборов зерна в стране заключен в
решении главного вопроса селекции яровой пше-
ницы — повышении ее урожайности до уровня
40—45 ц/га.
В последние годы усилия селекционеров по
яровой пшенице, их неустанный поиск принесли
свои плоды. Районирована при нашем участии
целая плеяда сортов — Саратовская-42, Сара-
товская-46, Московская-35, Ленинградка, Миро-
новская яровая, Новосибирская-67, Шортандин-
ская-25, Сибирячка-4, Уральская-52 и др. Госу-
дарственное сортоиспытание пополнилось таки-
ми сортами, как Саратовская-47, Саратовская-48,
Саратовская-49, Омская-6, Омская-9, Тулунчан-
ка, Мироновская ранняя, Дружба и др.
Можно с уверенностью сказать, что резуль-
таты государственного сортоиспытания свиде-
тельствуют о качественно новом этапе в создании
интенсивных сортов яровой пшеницы. Весьма
ощутима результативность работы научно-иссле-
довательских институтов и опытных станций по
этой культуре во всех зонах нашей страны.
По селекции яровой пшеницы наш институт
развернул работу недавно (1968 г.). На первом
этапе работы параллельно с внутривидовой
гибридизацией применялся и прежний метод рас-
шатывания наследственности — перевод озимых
форм в яровые. За сравнительно короткий
период уже в 1974 г. в государственное сортоис-
пытание был передан сорт Мироновская яровая.
ДИНАСТИЯ МИРОНОВСКИХ ПШЕНИЦ
Сорт выведен путем изменения озимого сорта
Мироновская-808 в яровую форму. Испытание
нового сорта показало, что он обеспечивает полу-
чение урожая 40—65 ц/га.
В течение 1975—1978 гг. Мироновская яро-
вая наряду с государственным испытанием во
многих областях страны проходила и производ-
ственное испытание в колхозах Киевской, Чер-
касской и Винницкой областей Украины. Так, в
колхозе имени Федоренко Каневского района
Черкасской области ее урожай составил 63 i^ra,
в совхозе «Верхнячский» Христиновского райо-
на — 54 ц/га. Этот сорт районирован в 1978 г.
по Киевской области и признан перспективным
для ряда других областей.
Методом изменения озимых форм в яровые за
последние годы в институте создан качественно
новый исходный материал из таких сортов, как
Мироновская-808, Мироновская юбилейная,
Безостая-1, Ильичевка, Кавказ, Ранняя-12. Полу-
чены линии, равные и превышающие по урожаю
сорт Мироновская яровая.
Новый этап в селекционной работе отмечен
совершенствованием методики изменения ози-
мых форм в яровые. Для этого применили дву- и
трехкратную яровизацию исходных озимых сор-
тов — 90—60 и 30 дней. Такая методика позво-
лила резко расширить изменчивость материала.
В результате проработки селекционного мате-
риала удалось из сортов Ранняя-12, Аврора,
Безостая-1, Ильичевка, Мироновская-808, Миро-
новская юбилейная, Велютинум-27 и другие
выделить линии, урожайность которых в кон-
трольном питомнике достигала 62—77 ц/га.
Интересно отметить, что методом направлен-
ного изменения озимых форм в яровые получены
линии, которые по урожаю зерна превышали
стандарт (сорт Мироновская яровая) на
2,7—11,5 ц/га.
Большой интерес представляет яровая линия
сорта Ранняя 12 — Мироновская ранняя, которая
при высоте растений 85 см превысила по урожай-
ности сорт Мироновская яровая на 9,2 ц/га.
Таким образом, воздействием условий внешней
среды можно изменять природу многих хозяй-
ственно-ценных признаков.
Широко привлекаются для создания нового
исходного материала путем гибридизации с
короткостебельными яровыми сортами райони-
рованные и перспективные сорта озимой пшени-
цы. Особенно выделяются по комплексу свойств
и признаков гибриды таких комбинаций, как
Сете-Церрос-66 и линии яровых форм, изменен-
ные в озимые, сортов Лютесценс-2891, Лютес-
ценс-3067, а также комбинации Ред Ривер-68 и
Мироновская-808, Верлд Сидз-1877 и Ильичевка
и др.
В результате опытов по изменению озимых
форм в яровые и гибридизации яровых сортов с
озимыми в институте создан новый исходный
материал, позволяющий успешно осуществлять
программу выведения в ближайшие годы сортов
яровой пшеницы с урожайностью 60—70 ц/га.
Известно, что каждому сорту присущи свои
определенные биологические свойства, и в пер-
вую очередь— реакция на условия произраста-
ния. Поэтому лучшие результаты при выращива-
нии озимой и яровой пшеницы можно получить
только при применении комплексных меропри-
ятий сортовой агротехники, обеспечивающих ма-
ксимальное использование потенциальных воз-
можностей сорта. Таким образом, величина, ста-
бильность урожаев пшеницы находятся в прямой
зависимости от целой системы агротехнических
приемов: системы обработки почвы, норм и сро-
ков внесения минеральных удобрений, сроков,
качества и норм высева семян, предшественника
и т. п. Особенность мироновских сортов — отно-
сительно высокая их урожайность и отзывчивость
на повышенные нормы внесения туков.
Используя современные методы, мироновские
селекционеры работают над созданием сортов
озимой пшеницы с многозерным ’колосом, спо-
собной давать урожай зерна при современной
агротехнике 100 ц/га и больше.
275
явления природы, тем все ярче
выявляются их сложность и многообразие, тем
яснее становится: мы познали много меньше
того, что предстоит познать. С каждым откры-
тием видны новые, еще более величественные и
грандиозные задачи. Эта общая закономерность
развития научной мысли хорошо проявляется в
геологии, особенно в изучении геологической
истории земной коры.
Совсем еще недавно, каких-либо 3—4 десятка
лет назад, нам казалось, что мы довольно хорошо
представляем себе геологическую историю Зем-
ли, последовательность смены ее геологических
образований, геологическую периодизацию, зна-
ем этапы развития жизни на Земле. Уже на том
уровне знаний была вскрыта сложнейшая после-
довательность осадконакопления, отраженная в
расчленении пластов, проявлениях вулканизма и
магматизма, развитии тектонических движений
земной коры; были описаны этапы эволюции
жизни, ее фауны и флоры. Это геологическое
время, разделенное на эпохи, периоды, эры с
соответствующими им геологическими образова-
ниями, получило общее название «фанерозой».
К нему относят обычно мощную, в несколько
километров, толщу осадочных горных пород,
местами в складчатых областях «смятую» в слож-
ные системы, прорванную вулканическими и про-
низанную магматическими породами.
Для геологических формаций фанерозоя со-
здана достаточно раздробленная относительная
стратиграфия (последовательность напластова-
ний), выделены фазы и этапы интенсивного про-
явления складко- и горообразования, а также
Александр Васильевич Сидоренко (р. 1917) — геолог широкого профиля,
академик, вице-президент АН СССР, лауреат Ленинской премии.
С 1962 по 1975 — министр геологии СССР. В 1953 избран членом-
корреспондентом, в 1966 — академиком, а в 1975 — вице-президентом
АН СССР.
А. В. Сидоренко — крупный специалист в области комплексного испо-
льзования минерального сырья и его технико-экономической оценки. Зало-
жил и развивает новое научное направление — осадочную геологию докем-
брия. Разрабатывает проблемы влияния деятельности человека на земную
кору. Автор около 400 научных работ по вопросам геологии. Президент
Всесоюзного минералогического общества, заслуженный деятель науки и
техники Туркм. ССР.
А. В. Сидоренко — иностранный член академий наук НРБ и ЧССР, почет-
ный доктор горно-металлургической академии ПНР, президент Советско-
Пакистанского общества культурных связей.
Награжден медалями: С. Бубнова (ГДР), К. Богдановича (ПНР), Д. Штура
(ЧССР), Золотой медалью с лентой за заслуги в деле развития дружбы и
сотрудничества с ЧССР.
магматизма. В преобладающей части пластов
осадочных пород фанерозоя выявлены и доста-
точно хорошо изучены остатки фауны и флоры,
что позволяет проследить эволюцию органиче-
ского мира. В настоящее время фанерозой рас-
членен почти на 100 ярусов и других крупных
стратиграфических подразделений, объединен-
ных в 12 систем и 3 группы. Эти стратиграфиче-
ские единицы осадочного чехла общепризнанны,
достаточно хорошо изучены и сопоставимы в гло-
бальном плане.
Исходя из представлений прошлых лет все, что
лежит ниже фанерозоя, все, что находится под оса-
дочным чехлом, рассматривалось как кристалли-
ческий фундамент, земной коры и объединялось
общим названием «докембрий». Эти древнейшие
геологические формации, обычно сильно изме-
ненные (метаморфизованные), трактовались как
некая изначальная часть земной коры. Было
время, когда докембрийские породы назывались
первичными горными породами земной коры.
Как бы остатком этого деления пород на первич-
ные и вторичные сохранилось еще название
последнего периода в истории Земли — четвер-
тичный, а предшествующий ему период раньше
назывался третичным (теперь вместо него выде-
ляют неогеновый и палеогеновый).
Докембрийские геологические формации
фундамента представлялись тогда как некая
предыстория Земли, характерная или полным
отсутствием жизни (таким считался архей), или
слабым развитием весьма примитивной жизни.
Благодаря тому, что была накоплена огромная
информация по палеонтологии, литологии, стра-
тиграфии, тектонике, вулканизму фанерозоя и
276
ОСАДОЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ ДОКЕМБРИЯ — КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ ИСТОРИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ
эта информация преобладала над докембрийским
материалом, складывалось ложное впечатление о
соотношении фанерозоя и докембрия, о масшта-
бах задач, которые предстоит решать геологам.
Докембрий расчленялся только на основании
тектоно-магматических рубежей на 4—6 возраст-
ных подразделений, да и то, как правило, эти
стратиграфические рубежи имели преимуще-
ственно местное значение для отдельных щитов.
Все это хорошо видно из рисунка, где проведена
геохронология Земли в старом ее виде (А) —
шкала относительного летоисчисления.
Представление о том, что главным в изучении
Земли является фанерозой, что историю Земли
мы знаем более или менее хорошо, бытует и
ныне. В силу сложившихся традиций новые дан-
ные по абсолютному летоисчислению (правая
часть таблицы) вписаны в границы старых пред-
ставлений. Часть А заимствована из последнего
учебника по исторической геологии и отражает в
какой-то мере то противоречие, которое сложи-
лось между старой классической геологией и
теми новыми представлениями, которые рожда-
ются на базе точных наук, успешно развива-
ющихся в последние два-три десятилетия.
Общие успехи фундаментальных наук и лабо-
раторной техники создали новые предпосылки
для развития естественных наук, в том числе и
наук о Земле. Успехи изотопной химии и физики
дали новое понимание эволюции нашей планеты,
что конкретно выразилось в развитии абсолют-
ной геохронологии Земли.
Мы располагаем теперь набором методов
определения абсолютного возраста геологиче-
ских формаций: свинцово-урано-ториевым, ар-
гон-калиевым, рубидий-стронциевым и их раз-
личными модификациями. Они дают несколькс
отличающиеся цифры длительности отдельных
геологических периодов и общей продолжитель-
ности геологической истории Земли, но в основ-
ном эти результаты близки. Советская геология
имеет достаточно полную шкалу абсолютного
возраста напластований земной коры.
Если изобразить историю земной коры не в
традиционных формах относительной смены пе-
риодов и эр, а сообразуясь с их продолжительнос-
тью, вся геологическая история будет выглядеть
так, как изображено на рисунке (Б).
Таким образом, геологи теперь пересматри-
вают свои представления и о продолжительности
геологического времени развития Земли, о роли
тех периодов, которые относились к предыстории
Земли.
Представления об абсолютном возрасте гео-
логических формаций показали, что фанерозой,
на изучении которого было сосредоточено почти
все внимание геологов, составляет только незна-
чительную часть истории Земли, не более 1:6 (570
млн. лет из 3,5—4 млрд. лет).
Вооружив геолога новыми изотопными и
физико-химическими методами исследования, мы
увидели, что только прикоснулись к пониманию
геологической истории Земли, изучив ее послед-
ние этапы, а большую ее часть мы знаем еще
очень фрагментарно. Тем самым мы как бы
подошли к новым рубежам в понимании истории
земной коры, ее геологических процессов.
Назрела необходимость коренным образом
пересмотреть наши представления о геологиче-
ской истории Земли. Если мы хотим знать наши
недра как теоретически, с позиций развития
геологии и естествознания в целом, так и для
решения практических задач, для дальнейшего
минерально-сырьевого потенциала общества, нас
должны интересовать не только последние
пол миллиард а лет, приходящиеся на фанерозой, а
вся история развития Земли на протяжении до
4 млрд. лет. В этом нам видится главная зада-
ча современной геологии.
В короткой статье, да еще в общедоступной
форме, трудно изложить все многообразие
геологии докембрия, ведь, по существу, это
новый открывшийся нам мир геологических
представлений, причем, как увидим далее, с более
сложной историей, чем та, которую прошел фане-
розой. Поэтому остановимся только на основных,
ключевых и методических принципах изучения
докембрия. Прежде всего что такое докембрий?
Каковы его временные границы? По абсолют-
ному времени, как показано выше, это отрезок в
3—3,5 млрд, лет геологической истории. Но это
обобщенные цифры. Еще более условно опреде-
ление возраста каждой конкретной геологиче-
ской формации, как и вообще в природе, когда
мы пытаемся четче провести границы: чем точнее,
тем условнее.
Существует некоторая сложность верхней воз-
растной границы докембрия, т. е. между фанеро-
зоем и верхним рифеем (последним периодом
протерозоя). Она определяется не только по
наличию органических остатков, но и по степени
метаморфизма (преобразования) исходных по-
род. Для простоты обсуждения проблемы нами к
докембрийским породам отнесены все отложения
древнее 570 млн. лет, если считать по абсолют-
ному возрасту, и древнее кембрия (первого
периода палеозоя), если опираться на биострати-
графические методы, т. е. использовать те кри-
терии, которые ныне положены в основу состав-
ления современных обзорных геологических
карт.
Биостратиграфическими методами граница
между докембрием и нижним кембрием прово-
дится достаточно четко. Однако по ряду регионов,
особенно складчатых, имеются некоторые спор-
ные вопросы, преимущественно там, где верхняя
часть протерозоя, то, что теперь видится как
рифей, мало изменена, или там, где нижний кем-
брий подвергся метаморфизму.
Еще сложнее нижняя граница докембрия. Она
носит еще более условный характер и в насто-
ящее время проводится на основании изучения
277
А. В. СИДОРЕНКО
Периоды
и их длительность
(млн лет)
Датировка
рубежей
(млн лет)
со О)
gO
со СО
ДОКЕМБРИЙ
ФАНЕРОЗОЙ
Эры и их
длительность
(млн лет)
А
Эры и их длительность
(млн лет)
тех наиболее древних горных пород, минералов,
которые имеют абсолютный возраст в
3,2—3,3—4 млрд. лет. Это наиболее древние
геологические образования из доступных изуче-
нию, генезис которых может быть объяснен
геологическими методами.
Мы не знаем, что было до докембрия, до
начала развития Земли по тем геологическим
законам, которые были сформулированы в
результате изучения фанерозоя и докембрия.
Период, предшествовавший докембрию, т. е. до-
геологический период, был по-видимому, не
менее продолжительным и не менее сложным.
Мы его только начинаем познавать. Теперь,
когда началась эра исследования планет Солнеч-
ной системы космическими аппаратами, стали
поступать данные о Луне, Венера, Марсе, их
атмосфере, поверхности, процессах, происходя-
щих на поверхности. Рождаются сравнительная
планетология, космохимия, имеющие огромное
значение для понимания того, что происходило на
самых ранних этапах архея, открываются реаль-
ные предпосылки для научного суждения о
догеологическом времени развития Земли.
Изучение докембрия, особенно его самых
древних формаций, представляет собой один из
важнейших этапов дальнейшего познания не
только Земли в целом, но и других планет Все-
Геохроиология Земли в старом (А) и новом (Б) виде.
А — шкала относительного летоисчисления, Б — шкала
абсолютного летоисчисления. Рисунки наглядно показы-
вают, насколько более продолжительным, по сравнению
с фанерозоем, был докембрий
ленной. По существу, это мост между фанерозо-
ем, для которого применимы принципы акту-
ализма (суждения о прошлом по процессам, про-
текающим в настоящее время), и догеологиче-
ским отрезком развития планеты. Докембрий свя-
зывает принципы изучения земной коры мето-
дами актуализма с принципами изучения планет
Солнечной системы методами сравнительной пла-
нетологии и космохимии.
Такова грандиозность задачи изучения докем-
брия во временном разрезе.
Не менее грандиозна задача исследования
докембрия, если исходить из объемов пород,
сформировавшихся в соответствующее ему гео-
логическое время. Горные породы докем-
брия — самые распространенные на Земле.
Общая площадь докембрия, непосредственно вы-
ходящего на поверхность или прикрытого мало-
мощным чехлом осадочных пород, составляет
почти 30 млн. кв. км, или около 20% территории
суши.
Если посмотреть на геологическую карту
мира, где разными цветами показаны геологиче-
ские образования различного возраста, то броса-
278
ОСАДОЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ ДОКЕМБРИЯ — КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ ИСТОРИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ
ется в глаза, что преобладающий цвет— крас-
ный, которым обозначен докембрий. По занима-
емой площади на континентах с метаморфиче-
скими породами докембрия могут соперничать
только отложения четвертичного периода.
Однако мощность последних, как правило, не
превышает сотни метров, тогда как породы
докембрия составляют десятки километров. Глу-
бокое и сверхглубокое бурение, глубинное сейс-
мическое зондирование показали, что в основе
всех континентов лежат метаморфизованные до-
кембрийские породы, образующие так называ-
докембрии, можно привести железорудные про-
винции Кривого Рога и КМА в СССР. Известны
крупнейшие месторождения железных руд в
Австралии — Хамерсли, в Бразилии — Серрадус
Кожас и Минас-Жерайс. Крупные месторожде-
ния марганца докембрийского возраста открыты
в бассейне Калахари в Африке, мировой извест-
ностью пользуются месторождения медистых
песчаников в докембрии Замбии и Заира, а у нас
в СССР— Удакан. В последние годы открыты
крупные залежи свинца и цинка Брокен-Хилл и
Хилтон в Австралии, имеющие докембрийский
Более
1500-2000
емую осадочно-метаморфическую оболочку зем-
ной коры.
Таким образом, основой верхней части земной
коры, фундаментом, на котором развивается
большая часть геологических процессов, явля-
ется докембрий.
Исключительно велико значение докембрия и
в минерально-сырьевом плане.
Несмотря на относительно слабую изучен-
ность докембрия и на то, что мы искали руды
только в обнаженной его части и почти не прони-
кали в докембрий, перекрытый осадочным чех-
лом мощностью даже в несколько сот метров,
уже в настоящее время абсолютное количество
разведанных запасов и абсолютная мировая
добыча железных руд, цветных металлов и дру-
гого минерального сырья в докембрии суще-
ственно превышают запасы, а соответственно и
добычу руд в фанерозое.
В докембрийских щитах (без учета террито-
рий, приходящихся на страны социализма)
заключено около 70 % мировых достоверных запа-
сов железных руд, около 70% хромитов,
60% меди и марганца, 70% сульфидного никеля,
более 90% золота и кобальта, почти 50% урана,
все запасы мусковита и флогопита, большая
часть запасов платины.
В качестве примеров крупнейших месторожде-
ний полезных ископаемых, сформировавшихся в
возраст, и золотоносные конгломераты в Южной
Африке, дающие преобладающую добычу золота
в капиталистическом мире.
Таким образом, кроме жидких и газообразных
углеводородов и горючих полезных ископаемых,
преобладающая часть мировых запасов мине-
рального сырья сосредоточена в докембрийских
комплексах.
Удельный вес докембрийских месторождений
в мировой добыче также велик. Их доля составля-
ет: железных руд — 53%, марганцевых руд — 74,
хромитов — 49, меди — 47, никеля — 78, кобаль-
та — 94 и урана — 53%.
В пределах докембрийских щитов часть место-
рождений имеет не только архейский или проте-
розойский возраст, но и более молодой, главным
образом нижнепалеозойский, однако вместили-
щами для них являются толщи докембрия. Тако-
вы, например, знаменитые месторождения апа-
тита в Хибинах на Кольском полуострове.
Познать закономерности размещения таких ме-
сторождений нижнепалеозойского возраста не-
возможно без изучения всей геологиии докемб-
рия.
В связи с развитием научно-технического про-
гресса быстро растут потребности в минеральном
сырье. Будущее наращивание запасов минераль-
ного сырья рудного и нерудного состава в основ-
ном будет происходить за счет докембрия, ибо в
279
А. В. СИДОРЕНКО
Чехол осадочных пород палеозоя,
мезозоя и койнозоя (фанерозой)
Схема соотношения между фанерозоем и докембрием (раз-
рез через европейскую часть СССР и с севера на юг)
земной коре нет других объемов геологических
масс, содержащих руды металлов в достаточных
количествах. Современная техника, приборная
геофизическая вооруженность позволяют нам
уже теперь разведывать глубины до 1—2 км, а в
ближайшие годы мы пойдем за рудами металлов
и на большие глубины, преимущественно в
горизонты, сложенные докембрием. Вот почему
трудно переоценить практическое значение иссле-
дования докембрийских геологических форма-
ций, истории их накопления и последующих изме-
нений.
Почему же докембрий так слабо изучен,
несмотря на его огромное значение?
Главная причина заключается в самом мето-
дическом подходе к изучению геологии докем-
брия, в том, с каких позиций истолковывались
результаты исследований докембрийских горных
пород и как реконструировалась сложная история
докембрийских геологических процессов.
Раньше на докембрийские отложения смот-
рели прежде всего как на комплекс пород,
формировавшихся в специфических условиях
развития первичной земной коры. Докембрийская
земная кора как первое геологическое образова-
ние представлялась маломощной. Этим объяс-
няли глобальный характер тектонических движе-
ний, широкоразвитый вулканизм и высокие тем-
пературы поверхности Земли. Считалось, что
формирование первых осадочных пород прохо-
дило в особых, преимущественно бескислород-
ных условиях, когда состав атмосферы и гидро-
сферы был существенно иным и когда еще не
могла развиваться органическая жизнь. Такие
представления основывались на тех гипотезах
огненно-жидкого происхождения нашей плане-
ты, которые господствовали в конце прошлого
столетия и начала XX в.
Докембрий рассматривался как царство маг-
матических образований. И отсюда следовало,
что все те первичные осадочные породы, которые
отлагались в докембрии, также подверглись воз-
Чехол пород верхнего протерозоя
Осадочные и вулканогенно-осадочные
метаморфизованные отложения
среднего протерозоя
 Осадочные и вулканогенно-осадочные
метаморфизованные отложения
нижнего протерозоя
Гранитизированные осадочные
и вулканогенно-осадочные
толщи архея
„Базальтовый слой"
’ Раздел Нонрада
Разломы
действию высоких температур и давлений, маг-
матических расплавов и ультраметаморфических
процессов гранитизации. Поэтому и расчленение
докембрия основывалось на других принципах,
чем фанерозоя, — на представлении о так назы-
ваемых тектоно-магматических фазах, а не на
биостратиграфических методах. Докембрий рас-
сматривался как совершенно отличный от фане-
розоя отрезок истории земной коры, а границе
между ними приписывалось особое, исключи-
тельное значение.
Нужно заметить, что, несмотря на сугубо маг-
матическое направление в исследованиях докем-
брия, многие геологи среди метаморфических
(изменившихся в глубинах земной коры) компле-
ксов отмечали и описывали различные первично-
осадочные горные породы, проводили отдельные
литологические исследования осадочно-метамор-
фических горных пород.
В последние годы достаточно четко оформи-
лось принципиально новое отношение к исследо-
ванию докембрийских геологических образова-
280
ОСАДОЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ ДОКЕМБРИЯ — КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ ИСТОРИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ
ний, основанное на литологии (изучении особен-
ностей пород) и осадочной геологии метаморфи-
ческих пород. Главное существо этого направле-
ния состоит в исследовании метаморфизованных
пород комплексом литологических и геохимиче-
ских методов с целью раскрытия их первичной
природы. Найдя им аналоги, можно восстановить
условия, в которых они формировались до мета-
морфизма.
Каковы же ведущие, ключевые направления
изучения докембрия?
Чтобы правильно определить их, следует
вспомнить, что нынешнего уровня знания фане-
розоя мы достигли, отталкиваясь от,понимания
современных геологических процессов, т. е. при-
Карта-схема распространения образований докембрия в
пределах древних платформ
281
А. В. СИДОРЕНКО
меняя метод актуализма. К пониманию истории
развития фанерозоя в ее главной части — в про-
цессе образования осадочной оболочки— при-
шли от изучения современных процессов осадко-
накопления, учитывая, что они эволюционно
изменялись по мере удаления от нас прошлой
геологической эпохи.
Так же и к пониманию докембрия мы должны
подойти, опираясь на весь опыт изучения фанеро-
зоя, рассматривая развитие земной коры как еди-
ное целое, а в фанерозое видеть только часть
геологической истории Земли, продолжение дол-
гой истории докембрия.
Нами в шестидесятых годах было выдвинуто
положение о том, что существует принципиальное
единство геологических процессов развития зем-
ной коры от раннего архея до конца кайнозоя.
Оно предполагало принципиальное сходство ха-
рактера гипергенеза (т. е. преобразования пер-
вичных минералов в поверхностной части земной
коры под влиянием физических, химических и
биохимических факторов) и осадконакопления в
докембрии и в фанерозое. При этом нужно сразу
заметить, что речь шла не о тождестве экзоген-
ных (происходящих на поверхности Земли или на
небольшой глубине в земной коре) процессов
геологического развития докембрия и фанеро-
зоя, а об эволюционно усложняющемся, или, как
теперь принято говорить, направленном развитии
Земли по единым законам. Говоря о единстве и
эволюционном развитии, мы считаем, что на этом
общем фоне единого развития нужно искать спе-
цифику каждого периода.
Принцип эволюционно усложняющегося
единства геологической истории земной коры в
докембрии и фанерозое подтверждается целым
Мировые запасы и мировая добыча полезных ископаемых
в докембрийских щитах: 1 — запасы в докембрии; 2 —
запасы в фанерозое; 3 — добыча в докембрии; 4 — добыча
в фанерозое
рядом фактов. Прежде всего сейчас можно
считать достаточно обоснованным представление
о широком развитии в докембрии первично-оса-
дочных пород, порожденных экзогенными про-
цессами, начиная с раннего архея. Практически
все типы осадочных пород, известные в фанеро-
зое, зарегистрированы в виде метаморфических
эквивалентов и в докембрии. На всех известных
щитах, на всех стратиграфических уровнях и в
архее, и в нижнем протерозое, не говоря уже о
верхнем протерозое, бесспорно, установлены все
типы метаморфизованных обломочных пород,
дошедших до нас в виде метаконгломератов,
кварцитов, кислых гнейсов, парагранитов и
парагранулитов. Широко представлены высоко-
глиноземистые кианитовые, силиманитовые, ан-
далузитовые сланцы, диаспориты, корундиты, на-
ждаки, метаморфические аналоги каолинитовых,
монтморилонитовых, бокситоносных глин и бо-
кситов. Выявлена целая группа карбонатных и
глинисто-карбонатных пород, преобразованных
в параамфиболиты, основные кристаллослан-
цы, кальцифиры, мраморы. Среди докембрий-
ских комплексов описаны апатитоносные поро-
ды — продукты метаморфизма фосфоритов,
метаэвапориты, гондиты и другие породы хи-
мического происхождения.
И в архее, и в протерозое широко представ-
лены как остаточные (элювиальные) продукты
выветривания в виде гидроокислов алюминия,
кварца, так и высвободившиеся при выветрива-
нии легкоподвижные соединения натрия, калия,
282
ОСАДОЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ ДОКЕМБРИЯ — КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ ИСТОРИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ
кальция, бора, дошедшие до нас после метамор-
физма в виде турмалитов, людвигитовых, скопо-
литовых сланцев и широких зон щелочного мета-
соматоза.
На основании анализа основных типов мета-
морфических пород, характера распространения
продуктов выветривания, структурных и текстур-
ных особенностей пород можно выделять, начи-
ная с раннего докембрия, гумидные (связанные с
избыточной влажностью), аридные (обусловлен-
ные сухим климатом) и ледовые типы образова-
ния пород, указывающие на существование уже в
те времена природно-климатических зон.
В последние годы на богатом фактическом
материале убедительно показано, что основные
закономерности развития вулканизма, установ-
ленные в фанерозое, имели место и в докемб-
рии.
Большое принципиальное значение для пони-
мания экзогенных процессов имеет убедительное
доказательство того, что в докембрии были
широко развиты древние формы жизни, оставив-
шие свои следы в виде мощных толщ углисто-
графитистых сланцев, шунгитов, кухолитов и
других пород, имеющих местные названия. Во
многих метаморфических породах с возрастом
более 3 млрд, лет встречаются бесспорно до-
казанные следы биогенного углерода, иначе го-
воря — низших форм жизни (различных мик-
роорганизмов). Кстати, в фанерозое и ныне
главная масса биогенного вещества связана с
Выходы докембрийского гранулитового комплекса на
берегу Белого моря (Кандалакшский залив)
микроорганизмами. Среднее содержание био-
генного углерода в различных типах пород до-
кембрия сопоставимо со средним его содержа-
нием в аналогичных неметаморфизованных
породах фанерозоя. Учитывая огромные массы
докембрийских пород со следами биогенного
углерода, можно утверждать, что в докембрии
было накоплено и метаморфизовано органиче-
ского вещества много больше, чем во всем фа-
нерозое. Этот факт имеет огромное, может
быть, еще не полностью осознанное, научное
и практическое значение не только для пони-
мания процессов породо- и рудообразования,
но и для выяснения генезиса нефти и природ-
ного газа.
Бесспорно, что живое вещество оказывало су-
щественное влияние на геологические и геохими-
ческие процессы архея и протерозоя и в общем
круговороте углеводородов имело определенное
значение.
Важен факт не только широкого распростра-
нения различных типов метаморфизованных оса-
дочных горных пород, но и то, что эти породы —
главная составляющая часть щитов: они создают
как бы структурную основу докембрия. Подсчеты
распространения метаморфических пород показа-
ли, что в пределах щитов докембрий не менее чем
на три четверти сложен первично-осадочными или
в меньшей степени вулканогенно-осадочными по-
родами, в той или иной мере подвергшимися
метаморфизму или гранитизации.
Исходя из распространенности осадочных по-
род в докембрии можно сделать важный принци-
пиальный вывод: земная кора докембрия, так же
283
А. В. СИДОРЕНКО
как и осадочный чехол фанерозоя, в основном
сложена первично-осадочными породами. В за-
висимости от геоструктурного положения (плат-
форма, геосинклиналь, переходная зона) в эти
первично-осадочные толщи внедрялись магмати-
ческие массы, которые чаще всего были продук-
тами выплавления кварц-полевошпатового мате-
риала. Реже магматический материал имел глу-
бинный подкоровый генезис.
Количественные соотношения между осадоч-
ными и магматическими породами как в докем-
брии, так и в фанерозое в однотипных геострук-
турных условиях платформ или подвижных зон
близки.
Эти факты имеют большое значение для даль-
нейшего развития экзогенного направления в
геологии докембрия. Они показывают, что и для
архея, и для протерозоя характерна преимуще-
ственно такая же закономерность в соотношении
между магматическими и осадочными процесса-
ми, как и для фанерозоя. Из всего изложенного
можно сделать вывод, что природа земной коры,
слагающей континенты нашей планеты, в основ-
ном осадочная, поэтому ее следовало бы назвать
не гранитно-метаморфической, а осадочно-мета-
морфической.
Таковы сложившиеся к настоящему времени
основные представления о литологии и осадочной
геологии докембрия.
Изучение земной коры с позиций единства ее
развития, начиная с архея и до конца кайнозоя, с
позиций принципиального, но эволюционно
усложняющегося сходства геологических про-
цессов за всю геологическую историю Земли
открывает новые возможности для познания
докембрия, его расчленения и корреляции отдель-
ных образований.
Теперь стоит задача применить всю систему
геологических наук к изучению метаморфизован-
ных докембрийских пород. Литология, палеонто-
логия, палеогеография, тектоника, историческая
геология и другие ветви этих наук нужно продви-
нуть от кайнозоя, мезозоя и палеозоя в глубь
геологической истории Земли до самого раннего
архея. В этом состоит главнейшая задача совре-
менной геологии. Опыт применения методов
этих классических наук к изучению верхнего
докембрия, особенно рифея, дает исключительно
интересные результаты, и теперь нам, образно
говоря, рифей кажется ближе к фанерозою, чем к
классическому докембрию.
Учитывая специфику исследования метамор-
фических пород, нужно увидеть, раскрыть то, что
было в них в первоначальном виде, реставриро-
вать дометаморфический состав пород и условия
их образования. Эта задача не такая простая, как
может показаться после чтения статьи. Трудность
заключается в том, что многие докембрийские
породы, особенно породы архея, дошли до нас
только во фрагментах и часто настолько сильно
изменены, что восстановление их первичного
облика требует специальных методов.
К сожалению, надежные критерии перевода
метаморфических пород в их первичные домета-
морфические эквиваленты еще мало разработа-
ны. В настоящее время достаточно разработана
теория регионального метаморфизма пород д их
фаций (разновидностей, различия между кото-
рыми вызваны изменениями условий отложе-
ния в зависимости от термодинамических ус-
ловий.
Определена также зависимость фаций мета-
морфизма от исходного состава пород, подверг-
шихся изменению при высоких температурах и
давлении. Установлено, что при региональном
284
ОСАДОЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ ДОКЕМБРИЯ — КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ ИСТОРИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ
метаморфизме происходят в основном изохими-
ческие изменения состава пород, при которых
первичная порода в целом сохраняет свою мине-
ралогическую и химическую основу и отдает
только легкоподвижные компоненты. Все это
позволяет достаточно обоснованно переводить
метаморфические породы в их первичные оса-
дочные, вулканические или интрузивные (глубин-
ные магматические) аналоги.
Чтобы понять процессы развития земной коры
на протяжении всей ее геологической истории,
закономерности формирования и размещения ме-
Обнажеиия верхи ед оке мбрийских пород на западной
окраине Алданского щита (Байкало-Патомское нагорье)
сторождений полезных ископаемых, нам в пер-
вую очередь нужна надежно обоснованная исто-
рико-геологическая периодизация докембрия.
Она может быть получена только на базе хоро-
шего знания литологии докембрия, ибо, как
показано выше, в основе строения докембрия
лежат первично-осадочные породы.
Докембрий должен расчленяться и коррелиро-
ваться по тем же принципам, что и фанерозой:
исходя из последовательности отложения геоло-
гических тел (пласт, свита, формация), сформи-
рованных едиными геологическими процессами в
определенных палеотектонических и палеоклима-
тических условиях. Иными словами, стратигра-
фия докембрия может строиться в основном на
285
А. В. СИДОРЕНКО
тех же историко-геологических принципах, на
каких была создана стратиграфия фанерозоя,
конечно, с учетом метаморфизма пород.
Этим путем уже создаются достаточно надеж-
ные местные стратиграфические схемы расчлене-
ния осадочно-метаморфических толщ. Имеется
немало детальных литолого-стратиграфических
шкал местного значения, они достаточно убеди-
тельны для отдельных участков щитов. Сложнее
сведение этих местных схем в единую стратигра-
фическую шкалу щитов, а также корреляция
докембрийских формаций в целом по земному
шару.
Применение комплекса литологических, па-
леогеографических, палеотектонических мето-
дов наряду с дальнейшим применением и раз-
работкой методов изотопной геохронологии —
ключи к познанию истории докембрия.
Установлено, что для корреляции геологиче-
ских образований докембрия важно изучать
определенные типы пород и в первую очередь
такие, как высокоглиноземистые сланцы, кварци-
ты, конгломераты, графитсодержащие сланцы и
т. д. Например, высокоглиноземистые сланцы,
как один из наиболее проработанных продуктов
выветривания алюмосиликатов в гумидном кли-
мате, дают ценный материал для региональных
корреляций. У нас имеется ряд примеров, когда
различные кианитовые, силиманитовые, андалу-
зитовые сланцы, корундиты и наждаки использо-
вались как маркирующие горизонты для состав-
ления детальных карт. Например, для стратигра-
фии сланцевых толщ Кольского полуострова,
Алданского щита и ряда других районов докем-
брия СССР опорными горизонтами были высо-
коглиноземистые породы. То же самое следует
сказать и о толщах кварцитов, свидетельству-
ющих об определенных условиях выветривания
и имеющих также широкое региональное раз-
витие.
Богатый материал для стратиграфии и па-
леогеографических реконструкций дает изуче-
ние конгломератов докембрия. Петрографиче-
ское изучение состава галек конгломератов и
сопоставление их с исходными породами, раз-
витыми в областях сноса, дает ценный материал
для расчленения метафорфических комплексов,
определения возрастных взаимоотношений меж-
ду породами и создания местных схем корреля-
ции докембрия. Подобные обстоятельные ис-
следования были выполнены для Кольского
полуострова и дали очень важные результаты.
При корреляции докембрийских толщ можно
также использовать минералогические, геохими-
ческие методы, применяемые для сопоставле-
ния «немых» толщ фанерозоя.
Нам кажется не безнадежной разработка и
прямых биостратиграфических методов корреля-
ции и расчленения докембрия. Известно, что для
рифея мы имеем достаточно надежные методы
корреляции по органическим остаткам (стромато-
286
литам, акритархиям и т. п.). Теперь, когда бес-
спорно установлено, что жизнь развивалась в
течение 3—3,2 млрд, лет, поиски среди углеродсо-
держащих толщ органических остатков могут
дать интересные результаты. Электронно-микро-
скопическими исследованиями установлена целая
серия проблематических организмов в углеродсо-
держащих толщах Балтийского щита, Алдана,
Южной Африки. Разработка электронно-микро-
скопической и молекулярной палеонтологии до-
кембрия, в том числе и раннего докембрия,—
дело, которое нужно начинать безотлагательно.
Однако пока биостратиграфические методы в
докембрии, кроме позднего протерозоя, не при-
менимы. Поэтому при сопоставлении отдельных
формаций, ярусов докембрия (в широком плане)
могут помочь наиболее распространенные геоло-
гические явления, которые охватывают обшир-
ные пространства.
В первую очередь следует обратить внимание
на палеоклиматы как возможные коррелятивные
признаки, поскольку они имели, как правило,
глобальное распространение в пределах опреде-
ленных природно-климатических зон и оставили
бесспорный след на продуктах седиментогенеза
(осадкообразования). На основании литологиче-
ских исследований докембрия возможна рекон-
струкция его палеоклиматических режимов.
Следы воздействия палеоклимата, или периодов
бурного развития жизни, оставивших площади
накоплений углистых, так называемых черных,
сланцев, как правило, имеют региональное рас-
пространение и могут использоваться для корре-
ляции отдельных метаморфизованных компле-
ксов и для увязки между собой отдельных мест-
ных стратиграфических шкал. В связи с этим
одна из настоятельных задач —всестороннее раз-
витие палеогеографических исследований.
Наряду с реконструкцией палеоклиматов про-
шлого большое значение для стратиграфии имеет
реконструкция палеотектоники докембрия. Тек-
тонические движения и созданные ими геострук-
туры имеют широкое, если не глобальное, разви-
тие и при установлении их одновозрастности
могут дать ценный материал для глобальной
стратиграфии и корреляции. Известно, какое
большое значение для стратиграфии имеют так
называемые угловые несогласия, перерывы в
осадконакоплении, широкое проявление складча-
тости. Все эти признаки перестройки структуры
земной коры устанавливаются на хорошей лито-
логической основе.
В качестве примера приведем сочетание палео-
климатических и палеотектонических методов при
сопоставлении абсолютного возраста докембрий-
ских геологических структур и приуроченных к
ним метаморфизованных кор выветривания,
имеющих широкое распространение на различ-
ных щитах земного шара. Оказалось, что коры
выветривания и наиболее характерные продукты
переотложения имеют четкую приуроченность к
ОСАДОЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ ДОКЕМБРИЯ — КЛЮЧ К ПОЗНАНИЮ ИСТОРИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ
континентальным перерывам и к определенным
эпохам тектогенеза.
Чтобы вплотную подойти к созданию глобаль-
ной стратиграфической шкалы докембрия, чтобы
понять процессы рудообразования в земной коре,
нужно, повторяем, всемерное развитие осадочной
геологии докембрия. Это новое важное научное
направление призвано вскрыть все многообразие
экзогенных процессов, проходивших на протяже-
нии геологической истории Земли, а затем зату-
шеванное, завуалированное процессами метамор-
физма.
Земная кора, как уже говорилось, принци-
пиально едина в своем развитии как в докембрии,
так в фанерозое. С этих позиций единства нам
представляется целесообразным рассматривать и
процессы рудообразования. Вероятно, значитель-
ную часть рудогенного вещества следует искать
не только в глубинных подкоровых массах.
Источники формирования месторождения полез-
ных ископаемых в первую очередь надо видеть в
осадочных толщах при их метаморфизме, рожда-
ющем огромное количество весьма реакционно
активных, легкоподвижных компонентов и рас-
плавов.
Широко известны и достаточно хорошо изу-
чены процессы магматизации и гранитизации, с
которыми связаны не только выплавление пегма-
титовых и гранитных масс, но и рудные концен-
трации.
Нами показано, что в процессе метаморфизма
вместо глинисто-карбонатных толщ, толщ, со-
держащих органическое вещество, происходит
образование весьма активных гидротермальных
растворов и выделение углекислоты углеводоро-
дов, что нами было названо «углекислым дыха-
нием», «углеводородным дыханием» осадочно-
метаморфических толщ докембрия. В качестве
примера остановимся на метаморфизме сланцев
докембрия, содержащих органическое вещество.
Исследования показали, что, несмотря на
метаморфизм, проходивший прежде, графитсо-
держащие толщи докембрия и ныне содержат
некоторое количество битумов нефтяного ряда и
газообразных углеводородов в виде метана, эта-
на, пропана, бутана, этилена и пропилена. В до-
кембрии в случае резкого нарушения давления
особенно в зонах тектонических нарушений про-
исходит выделение газовых эманаций или даже
струй метана и других углеводородов. Кольской
сверхглубокой скважиной, пробуренной до глу-
бины 7267 м, установлено наличие углеводород-
ных и инертных газов, встречающихся на разных
уровнях и сопутствующих тектоническим нару-
шениям. В свете изложенного проблему мигра-
ции углеводородов нельзя ограничивать только
осадочным чехлом фанерозоя; нужно докембрий-
ский осадочно-метаморфический фундамент, со-
держащий мощные толщи биогенного углерода,
рассматривать как один из возможных источни-
ков углеводородов в земной коре.
Мы пока только начинаем вскрывать законо-
мерности формирования месторождений полез-
ных ископаемых, связанных с метаморфизмом
осадочных толщ докембрия. Бесспорно, на этом
пути нас ждут не только большие трудности, но и
интереснейшие научные и практические результа-
ты.
Благодаря успехам ряда наук ныне рождаются
принципиально новые знания о нашей планете.
Среди этих наук важное место занимает новая
геология, основные задачи которой были четко
сформулированы на XXV съезде КПСС: «рас-
ширить изучение земной коры и верхней мантии
Земли в целях исследования процессов формиро-
вания закономерностей размещения месторожде-
ний полезных ископаемых» (Материалы
XXV съезда КПСС, с. ч215).
Нам представляется, что в развитии новой
геологии ведущую роль будет играть изучение
докембрия — главной определяющей составной
части геологической истории и геологического
пространства земной коры.
287
известно. Обычно оно обозначает
область общих задач геофизики и биологических
наук, включая медицину и физиологию. К
биогеофизике можно отнести, в частности, био-
климатологию, биометеорологию, физическую
бальнеологию, биологическое воздействие гео-
физических полей (сила земного притяжения,
земной магнетизм, атмосферное электричество),
некоторые разделы космической медицины и
т. д. Биологическое воздействие солнечно-зем-
ных связей также давно является предметом мно-
госторонних исследований.
Биогеофизика связана с геофизикой и биоло-
гией таким же образом, как основанная академи-
ком Вернадским биогеохимия с геохимией и био-
химией. Аналогично биогеохимии биогеофизика
охватывает биофизику земных факторов и
геофизику биосферы.
Биосферу Вернадский рассматривает как
сумму всех биологических систем. Согласно
этому взгляду биосфера состоит из тонкого слоя
живой материи на Земле и вблизи нее. Этот слой
образовался в геологические эпохи (около
4-109 лет) и приспособился к земным условиям.
Биомасса Земли (от 1012 до 1013г) образует
примерно 10-15 часть земной массы (6 1027 г).
Как мы знаем из исследований докембрия, в то
время биомасса была, вероятно, всего лишь на
несколько порядков меньше нынешней. Древней-
шие остатки жизни на Земле имеют абсолютный
возраст около 4 млрд. лет. Отсюда вытекает, что
биогеофизика и биогеохимия — не только спе-
циальные области биофизики и биохимии. Обе
эти дисциплины имеют сильный исторический
Роберт# Лаутербах (Lauterbach) (р. 1915) — немецкий (ГДР) геофизик,
действительный член Академии наук ГДР, лауреат Национальной
премии, член Научно-исследовательского совета ГДР.
Окончил Лейпцигский университет. С 1938 по 1950 работал в области
геофизических поисков месторождений различных полезных ископаемых.
С 1951 — профессор геофизики и геологии в Университете им. К. Маркса,
работает в Фрейбергской Горной академии. С 1951 по 1960, кроме того,
руководит созданием народного предприятия «Геофизика». В 1967 избран
действительным членом Академии наук.
Р. Лаутербах открыл много месторождений минералов и способствовал их
локализацией оценке, основал новое направление — палеогеофизика. Ему
принадлежат новые способы применения изотопной геофизики для реше-
ния тектонических проблем. Он занимался также вопросами биогеофизики.
Р. Лаутербах — главный редактор журнала «Zeitschrift fiir geologische Wis-
senschaften», почетный член Общества геологических наук ГДР.
«акцент»: они изучают развитие биосферы еще и
с точки зрения палеогеофизики и палеохимии.
Из каких же положений исходит биогеофизи-
ка?
1.	Существует несколько основных геофизи-
ческих предпосылок, благодаря которым в про-
цессе исторического развития Земли образова-
лась биосфера.
2.	Геофизические факторы окружающей сре-
ды, такие, как сила тяжести, магнитное поле,
излучения, электрические, электромагнитные и
сейсмические переменные поля, тепловой поток и
т. д., оказывали и оказывают влияние на биоло-
гические системы, которые постоянно приспоса-
бливались и приспосабливаются к изменяющимся
условиям.
3.	Существует диалектическое взаимодействие
геофизической среды (масса Земли, геологиче-
ские структуры, гидросфера и атмосфера, магни-
тосфера) с органическими системами. В течение
около 4 млрд, лет биологической эволюции шло
не только приспособление, но и использование
геофизических полей организмами. Эти поля
могли быть внешними стимуляторами, име-
ющими внутреннее функциональное значение.
4.	Геофизические поля, их отклонения от
среднего значения или их аномальные времен-
ные изменения могут вызвать нарушения в регу-
ляции биологических систем. Это касается не
только сильных, но прежде всего слабых, тонких
геофизических эффектов, например, микросейс-
мических, биометеорологических, биоклиматиче-
ских, солнечно-земных или магнитосферных воз-
действий.
5.	Человек подвергается ряду иногда трудно
288
БИОГЕОФИЗИКА — НОВАЯ НАУКА
определяемых геофизических воздействий; адап-
тация к ним может доставлять ему дополнитель-
ные трудности (синдромы приспособления, де-
синхронозы и т. д.), но не обязательно вызывает
нарушение здоровья. В то же время имеются сти-
мулирующие факторы оздоровительного харак-
тера (данные курортной климатологии, бальнео-
логии и др.).
6.	Над разломами в земной коре (в тектониче-
ски активных зонах) геофизические условия
могут иметь специфический характер: иной, чем в
других местах, тепловой поток, магнитные,
гравиметрические или другие аномалии, зоны с
повышенной электропроводимостью и радиоак-
тивностью. Биологические системы могут испы-
тывать в этих местах различные неожиданные
влияния, по которым, вероятно, можно иденти-
фицировать такие системы разломов.
7.	Изменения геофизических параметров в
какой-то мере могут прогнозироваться. Тем
самым возникает возможность, учитывая вред-
ные влияния этих изменений, проводить профи-
лактику. Это касается не только больных людей,
особенно перенесших или готовящихся к опера-
ции, но также и здоровых, если иметь в виду
количество несчастных случаев на транспорте или
на производстве.
8.	Современные биохимические методы анали-
за, включая исследования стабильных и радиоак-
тивных изотопов в качестве индикаторов, в соче-
тании с методами молекулярной биологии спо-
собствуют исследованиям в области палеопатоло-
гии. Сопоставление данных палеопатологии с
данными палеогеофизических исследований про-
ливает свет на происходившее миллиарды лет
развитие патологических процессов в организмах.
Как предполагают, может оказаться, что патоло-
гические отклонения в биологических системах
сильнее всего проявились в последние 500 млн.
лет развития Земли.
9.	При сознательном преобразовании био-
сферы необходимо все планы строить в соответ-
ствии с биогеофизическими и биогеохимиче-
скими условиями окружающей среды.
Взаимодействие между биосистемой
и Землей
Живую субстанцию всегда следует рассматри-
вать как открытую систему, пребывающую в
непрерывном подвижном равновесии. К обмену
веществ с окружающей средой присоединяется
обмен энергией. При этом очень трудно, если
вообще возможно, изолировать организм от
геофизических воздействий. Поэтому, например,
перелет птиц может объясняться не только полу-
ченной географической информацией, но и
являться результатом влияния астрономических и
геофизических факторов.
Физические или химические воздействия окру-
жающей среды становятся биологическим явле-
нием, как только биологическая субстанция отве-
тит на них соответственно особенностям своей
структуры и ее свойствам.
Организм человека и многих животных в
состоянии воспринимать очень малые интенсив-
ности возбуждений. Так, например, фоторецеп-
торы возбуждаются от воздействия одного или
двух квантов света. Нижний порог для акустиче-
ского восприятия приближается вплотную к
тепловому шуму. Слух возбуждается при
5 • 10-11 эрг, кожные рецепторы — при интен-
сивности касания 10-3 эрг. Электрофизиологи-
ческие процессы в нервной системе происходят
при интенсивности сигнала в 10-6 Вит. д. При
этом в организме не все геофизические воздей-
ствия воспринимаются только определенными
рецепторами. Колебания гравитационного поля,
например, регистрируются в первую очередь ба-
рорецепторами в лабиринте, но, очевидно,
воспринимаются также многими, если не всеми,
клетками.
Исследования организма как открытой си-
стемы для геофизических, в частности, воздей-
ствий носят во многих случаях пока еще предва-
рительный характер. Некоторые направления та-
ких исследований мы проиллюстрируем на следу-
ющих примерах.
Биологическое действие
электромагнитных волн
Электромагнитное излучение — один из
самых сильных комплексов биологического
воздействия. В био климатологии и биометеоро-
логии принято говорить об «актиническом ком-
плексе» воздействий. Он охватывает оптическое,
ультрафиолетовое и инфракрасное солнечное и
космическое излучения. Последние имеют фунда-
ментальное значение для развития биосферы,
многосторонне исследованы и хорошо известны.
Особую проблему представляет собой ультра-
фиолетовое излучение, которое подразделяется
на три биологически различные области: УФ-А-
область	(400—315 нм), УФ-В-область
(315—280 нм), УФ-С-область (280—200 нм).
Это соответствует у человека пигментацион-
ному (загар) действию (А), эритемальному —
краснота, воспаление (В) и бактерицидному (уби-
вающему бактерии) воздействию (С).
Действие ультрафиолетовых лучей на кожу
человека — следствие сложных химических реак-
ций. При этом белковые молекулы разрушаются,
подвергаясь сильному воздействию ферментов.
УФ-С-излучение в большой степени задержи-
вается находящимся в верхних слоях атмосферы
слоем озона. Только с образованием этого слоя в
позднем докембрии стало возможно заселение
континентов. До этого времени вредные коротко-
волновые ультрафиолетовые лучи могли погло-
289
Р. ЛАУТЕРБАХ
щаться только водяным слоем толщиной К) м.
Еще более коротковолновое гамма-излучение
испускается рассеянными в земной коре 238U,
235U и 232Th, а также продуктами их распада —
прежде всего геохимически очень активным
226Ra. Сюда же относится радиоизотоп 40К.
Исследователями (в том числе и автором)
было установлено высокое содержание радиоак-
тивных изотопов в море юрского периода мезо-
зойской эры (180 млн. лет назад) и соответ-
ственно повышенная радиоактивность скелета
ископаемых организмов (ихтиозавров). Такая ра-
диоактивность, конечно, могла вызывать у
животных патогенные и мутагенные изменения.
Особенно интересен факт частого появления у
них опухолей в скелете именно в мезозое. Моодье
(США) еще в 1923 г. установил значительный
рост заболеваний у наземных позвоночных в
меловой период мезозоя (135 млн. лет назад).
Это касается роста опухолей, артрита, некроза и
других патологических состояний.
Общая нагрузка в результате естественных
радиогенного и космического излучений, вклю-
чая корпускулярное излучение, на человеческий
организм представлена в таблице (Хорн, 1969).
Источники излучения Мощность дозы облуче-
ния, микрорентген в год
Костный Пищевари-
мозг тельный
тракт
Внешние: космическое излучение земное излучение	50	50
(включая атмосферу)	50	50
Внутренние: 40к	15	15
226— На и дочерние продукты	0,6	5,4
2 Ra и дочерние продукты	1	8,6
21°Ро и дочерние продукты	0,4	3,6
nF 222Rn, абсорбированный	1,6	1,6
в крови	3	3
Общая мощность дозы невысока, даже если
допустить, что местами она может повышаться на
целый порядок, как, например, над богатыми
монацитом породами или над прибрежными
песками (богатый радиоактивным торием мона-
цит испускает особенно жесткое у-излучение).
Но, как бы то ни было, трудно сейчас предуга-
дать, какие мутационные изменения могут быть
вызваны в будущем всеми этими источниками
радиации.
Биогеофизической проблемой являются и
длинноволновые электромагнитные излучения.
Среди них особенно интенсивно исследуются
постоянно образующиеся в атмосфере инфра-
красные волны, вызывающие, как считают мно-
гие исследователи, ощущения тепла и холода при
перемене погоды, и волны в спектре радиочастот.
Как известно, наряду с обычными длинновол-
новыми (частота от 10 до 100 кГц) существуют
волны очень низкой частоты — в области 10 Гц.
Причем, по мнению Ассмана (ФРГ, 1963), биоло-
гическое воздействие исходит только от низкоча-
стотных импульсов. Эти излучения связаны чаще
всего с областями низкого давления (циклонами)
и со свойственными им столкновениями теплых и
холодных воздушных фронтов, в частности с гро-
зами. Предполагается, что низкочастотные волны
вызывают возбуждение вегетативной нервной
системы, что сказывается на работе внутренних
органов.
Рейтер (ФРГ) в 1960 г. измерят значение pH
в тканях морских свинок в лабораторных усло-
виях и в искусственном и естественном грозовом
поле. Если подопытное животное было защи-
щено соответствующим экраном, то никакого
эффекта не наблюдалось; в незащищенном же
состоянии постоянно имело место отклонение
величины pH от нормального значения. В лабо-
ратории наряду с усиленными длинноволновыми
импульсами атмосферы использовались искус-
ственно созданные прямоугольные колебания
лампового генератора.
По атмосферным ультрадлинным волнам и их
временным изменениям можно сделать вывод о
том, существует ли биологически эффективное
(биотрофное) состояние погоды. Эти волны, по
Рейтеру, меняют у человека чувство времени,
быстроту реакции на те или иные раздражители.
Статистика несчастных случаев обнаруживает
здесь четкую взаимосвязь. Биотрофное состояние
погоды характеризуется увеличением числа не-
счастных случаев на транспорте на 70 %. Состояние
погоды с повышенным образованием ультра-
длинных волн является относительно сильным
раздражителем для любого организма, а в пер-
вую очередь — для ослабленных и больных
людей. Этой проблемой наряду с метеорологами
занимаются многие врачи, которые определяют,
какие заболевания или осложнения во время или
после операций связаны иногда с погодой.
В результате уже создаются медико-метеоро-
логические прогнозные службы (например,
служба в одном из специализированных институ-
тов ГДР).
Для более тщательного изучения этой про-
блемы в качестве испытуемых объектов привле-
каются не только высшие, но и низшие организ-
мы. Западноберлинские ученые Бортельс, Масс-
феллер и Ведлер в 1969 г. исследовали влияние
ультрадлинных волн на пекарских дрожжах.
Дыхание дрожжевых клеток достигло максимума
после прохождения холодного фронта перед
самым интенсивным повышением атмосферного
давления, а минимума, напротив, непосред-
ственно перед наступлением теплого фронта.
Брожение достигло максимума после значитель-
290
БИОГЕОФИЗИКА — НОВАЯ НАУКА
ного спада атмосферного давления (при мини-
мальном давлении) и минимума — в области
высокого давления. Интересно, что сказанное
относится к опытам на чердаке пятиэтажного
дома. В подвале же для брожения обнаружилась
обратная связь. Что касается дыхания, то в под-
вале эффект был равнозначный, но по амплитуде
на 8% меньше.
Чтобы с помощью новых методов установить
связь между человеческим организмом и погодой,
следует обратиться к исследованию восприятия
времени человеком, проведенному автором и Рей-
нике (1978). Но сначала немного о биологических
ритмах.
Геофизика и биологические ритмы
Изучение биологических ритмов началось с
утверждения, что 24-часовой («циркадный») ритм
играет доминирующую роль в обмене веществ
(например, в функциях печени и желчного пузы-
ря). Нарушение «циркадного» ритма воздушным
путешествием в направлении с востока на запад
или наоборот доставляет человеку много непри-
ятностей, которые могут ощущаться в течение
нескольких дней.
До сих пор мы рассматривали качество и
прежде всего количество, т. е. интенсивность
квазистатических геофизических полей. Однако
исследование биологических ритмов показывает,
что именно изменение геофизических параметров
играет важную физиологическую роль, особенно
если оно происходит ритмично. Даже очень
небольшие ритмические изменения геофизиче-
ских полей могут иметь физиологическое значе-
ние.
Ритмика — основное свойство живой мате-
рии, жизненных процессов. Она свойственна рас-
тениям и животным, как одноклеточным, так и
многоклеточным. В настоящее время едва ли
приходится сомневаться в том, что наследование
периодических активностей в процессе историче-
ского развития осуществлялось под влиянием
геофизической окружающей среды в процессе
мутации и селекции и по меньшей мере частично
отражает геофизические периодичности.
24-часовой период, обусловленный вращени-
ем Земли, — основной, но не единственный био-
логически важный период. Спектр частот ритмов
охватывает по меньшей мере 10 порядков. Среди
них имеются частоты в различных диапазонах,
которые соответствуют известным геофизиче-
ским ритмам (годовая ритмичность Земли, лун-
ная периодичность, периодичность приливов и
отливов и т. д.). Вследствие совпадения различ-
ных частотных колебаний возникают нарушения
как в высокочастотных диапазонах, так и в диапа-
зонах низкой частоты.
Особую роль играет совпадение ритмов, близ-
ких к 10 Гц. Эти колебания в основном связаны с
микросейсмическими явлениями (особенно вбли-
зи океанов). Такую же частоту имеют микроим-
пульсы магнитосферы, частично земные токи, а
также длинные инфракрасные волны, она свой-
ственна и ряду биологических процессов: эле-
ктрические мозговые волны (a-ритм), проявле-
ния активности мерцательного эпителия и т. д.
Этот факт позволяет сделать вывод, что орга-
низмы в процессе филогенеза пассивно и активно
приспособились к частотам окружающей среды.
Геофизические воздействия
на восприятие времени
Восприятие времени человеком — очень
сложный процесс, который обусловлен многочи-
сленными и различными влияниями эндогенного
и экзогенного характера. В рамках советских
космических исследований были проведены
эксперименты, давшие начало нашим собствен-
ным работам, проводимым в Лейпциге и Ростоке
(автор и Рейнике, 1978). Это относится, в частно-
сти, к установленной советскими исследовате-
лями возможности того, что эндогенные влияния
на восприятие времени человеком могут быть
подавлены в результате тренировки, а экзоген-
ные влияния могут оставаться почти постоян-
ными или вообще быть исключены.
Космонавты за время длительной тренировки
приобретают способность точно воспроизводить
даже небольшие интервалы времени. Мы подвер-
гали себя аналогичной многомесячной трени-
ровке и переняли применявшийся Титовым и
другими космонавтами метод многократного
концентрированного отсчета интервала в 20 с.
Реальное время каждый раз измерялось секундо-
мером.
Этот описанный Леоновым и Лебедевым
(1968) метод мы применяли следующим образом.
Отсчет 20-секундного интервала происходил пу-
тем произнесения чисел от 21 до 40 при полной
сосредоточенности и с закрытыми глазами, при-
чем устанавливался находящийся в диапазоне
10 Гц a-ритм электрической мозговой активно-
сти. Уже после четырехнедельной тренировки
уменьшилось существующее вначале значитель-
ное расхождение в результатах по сравнению с
секундомером. Само собой разумеется, что испы-
туемый подвергался этой процедуре «вслепую»,
так как ему не были известны ни выданные
значения, ни — при измерениях в различных
местах — тот факт, где он находился.
Мы поставили перед собой две задачи:
1. Доказать влияние переменных геофизиче-
ских параметров (например, погоды). Для этого
измерения осуществлялись постоянно в одном и
том же месте в одинаковых внешних условиях и в
одно время.
2. Определить влияние изменения места гео-
физических полей, которые связаны с определен-
291
Р. ЛАУТЕРБАХ
ними геологическими структурами. Нам каза-
лось, что для испытуемого безразлично, вызвано
ли изменение величины геофизического поля
временным изменением в одном и том же месте
или изменением места за счет геофизической
аномалии.
Измерение восприятия времени (в рамках
теперь уже 8-летнего ряда) для исследования
возможных изменений во времени геофизических
воздействий проводилось ежедневно и, как уже
было сказано, постоянно в одном и том же месте.
Восприятие времени человеком по результатам
многих авторов подвержено выраженному ходу
дня. Поэтому мы проводили измерения еже-
дневно в одно и то же время при постоянных
внешних условиях (то же помещение, одинаковые
температура и освещение и т. д.). Помещение,
где проходил опыт, было акустически изолирова-
но, так как ритмичные шумы могли оказаться
помехой. Одновременно измерялись частота
пульса и дыхания и фиксировалось атмосферное
давление.
В результате выяснилось, что, как и ожида-
лось, изменения силы тяжести на земной поверх-
ности (обусловленные приливами и отливами)
так незначительны, что им нет смысла придавать
какое-либо физиологическое значение.
При анализе связей между восприятием
времени и магнитным полем Земли выявляется
определенная тенденция. Отсчитанное по секун-
домеру время с увеличением магнитной активно-
сти Земли возрастает, вероятно, на 1%. Чтобы
подтвердить этот эффект достаточно точно, нуж-
но продолжать многолетние опыты.
Гораздо более сильное влияние оказывает на
восприятие времени состояние погоды, что было
доказано в опытах с очень большим количеством
испытуемых. При этом предполагается, что глав-
ную роль здесь играют электромагнитные про-
цессы в атмосфере, а не изменения метеоклима-
тических параметров.
Мы разложили полученные значения по вос-
приятию времени в зависимости от погодных
фаз. Под погодными фазами метеорологии и
биоклиматологии понимают типичные, часто
происходящие погодные ситуации. Так, погодные
фазы 1, 2 и 3 характеризуют различные состо-
яния погоды с высоким давлением, т. е. хоро-
шую погоду. Погодная фаза 4 означает плохую
погоду с прохождением зоны низкого давления и
ее фронтов. Погодные фазы 5 и 6 отражают
условия после прохождения области плохой
погоды (фаза 5 сразу после прохождения и фаза
6 при последующем установлении погоды). Мы
использовали эту простейшую схему погодных
фаз, несмотря на все ее недостатки, так как нас
интересовало прежде всего выявление тенденций.
Работы других авторов показали, что эти
погодные фазы тесно связаны с изменением эле-
ктромагнитной активности атмосферы, а имен-
но: при возрастающей турбулентности и разнице
температур электромагнитная деятельность ат-
мосферы повышена, при спокойном состоянии
погоды она, наоборот, понижена.
На рис. 1 показаны наши результаты как
общая средняя величина восприятия времени,
представленная отклонением в одну десятую
секунды (левая шкала) или в процентах от 20 с
(правая шкала).
Из рисунка видно, что для отсчета 20-секунд-
ного интервала при хорошей погоде требуется
больше времени, чем при плохой (в фазе 1 откло-
нение положительно, т. е. интервал удлиняется, в
Рис. 1. Восприятие времени в зависимости от состояния
погоды (1971—1978 гг.)
292
БИОГЕОФИЗИКА— НОВАЯ НАУК?
Рис. 2. Аномалия в восприятии времени над Ростокским
глубинным разломом
Рис. 3. Аномалия в носнрияiин времени над зоной разло-
ма (северный край I lopiiHi ско1 о .icc.h
4 — отрицательно, т. е. интервал укорачивается).
В среднем за год разница в зафиксированном
времени между погодной фазой 1 и 4 составляет
около 0,65 с. Относительно 20 с это составляет
3,2%. Остальные погодные фазы не так харак-
терны.
При столь различных погодных состояниях,
которые лежат в основе фаз 1 (очень хорошая
погода) и 4 (плохая погода), изменяются многие
физические параметры атмосферы. Так как изме-
рения времени в данном случае проводились в
закрытом помещении, то действующими физиче-
скими факторами остаются только атмосферное
давление и электромагнитная активность.
Влияние атмосферного давления на воспри-
ятие времени неоднократно проверялось, и сколь-
ко-нибудь значительной связи не обнаружено.
Отсюда можно сделать вывод о том, что главную
роль играют низкочастотные электромагнитные
волны. Доказательство проводилось следующим
образом. Испытуемый был защищен стальной
оболочкой, задерживающей высокочастотные
электромагнитные волны. Время на отсчет 20-се-
кундного интервала увеличилось после этого, как
под действием высокого давления (погодная
фаза 1).
Этот и другие эксперименты показали, что
речь идет о влиянии очень низкочастотных эле-
ктромагнитных полей (Прессман, 1970). Особое
значение советский ученый придает такому явле-
нию, как электромагнитный резонанс (так назы-
ваемый резонанс Шумана). В полом резонаторе
Земля—ионосфера образуются волны с частотой
10 Гц. Прессман считает, что под их влиянием
возникли аналогичные частоты, например, че-
репно-мозговой и нервной деятельности чело-
века.
Теперь относительно второй поставленной
нами задачи.
Электромагнитные поля (прежде всего в
области низких частот) и магнитные пульсации в
ионосфере и магнитосфере Земли в результате
индукции вызывают в земной коре системы эле-
ктрических токов. Было бы интересно устано-
вить, изменяется ли восприятие времени челове-
ком там, где в соответствии с геологической
структурой и обусловленными ею изменениями
электропроводимости земной коры протекает
низкочастотный электрический ток.
Для этой цели мы выбрали геологически и
геофизически тщательно исследованный глубин-
ный разлом в северной части ГДР, от Ростока
пересекающий всю республику. Геофизическими
исследованиями здесь подтверждено наличие эле-
ктромагнитной аномалии. Эта крутопадающая
зона разлома простирается на глубину почти 4
км, включающую соленосные пласты, так что
здесь можно рассчитывать на хорошую электро-
проводимость. Так как этот разлом одновременно
отделяет друг от друга среды с различной эле-
ктропроводимостью, то нужно учитывать также
отражение волн от границы и образование сто-
ячих волн.
На рис. 2 результаты измерений даны в виде
линий одинаковых аномалий в восприятии вре-
мени (в смысле замедления фиксируемого време-
ни). Точки, в которых испытуемый проводил свои
измерения, находились на расстоянии 200 м друг
от друга. Чтобы обеспечить максимальную сосре-
доточенность испытуемого, опыты осуществля-
лись ночью (в это время интенсивность электро-
293
Р. ЛАУТЕРБАХ
магнитных полей меньше) в автомобиле. Измере-
ния проводились вслепую.
Наибольшая аномалия (4%) находится в рай-
оне, где глубинный разлом пересекается так
называемым Шверинским нарушением. Иначе
говоря, для отсчета 100-секундного интервала
фактически необходимо 104 с. На рисунке линии
одинаковых аномалий начерчены с интервалом
1%, общая ось аномалий совпадает с простира-
нием зоны разлома.
На рис. 3 показан результат аналогичного
опыта над другой зоной разлома. Это тектони-
ческая граница северного края массива Тю-
рингского леса (ГДР). Здесь также аномалия
восприятия времени достигает максимально 4%.
Такие не воспринимаемые сознательно измене-
ния в субъективной оценке времени не могут не
иметь значения для поведения человека, напри-
мер, в процессе работы или в уличном движении.
Исследования показали тесную связь этих анома-
лий с несчастными случаями на производстве и
транспорте.
Восприятие времени человеком основательно
изучено в рамках советских космических исследо-
ваний. Еще в 1968 г. Леонов и Лебедев, как уже
говорилось, сообщили о своих опытах. Они исхо-
дили из предположения, что изменение частот
биопотенциалов мозга может влиять на субъек-
тивную оценку человеком временных интерва-
лов. Исследования показали, что испытуемые при
увеличении частоты биопотенциалов мозга путем
подачи им раздражений в ускоренном ритме зани-
жали временной интервал, а при уменьшении
частоты — завышали его. Так, один испытуемый
воспроизвел интервал в 20 с в первом случае как
в 18,2 с, а во втором — как в 21,6 с.
Согласно этому можно полагать, что, напри-
мер, повышение электромагнитной активности
атмосферы при погодной фазе 4 непосред-
ственно воздействует на биопотенциалы мозга и
вызывает следствия, аналогичные описанным Ле-
бедевым и Леоновым.
Проблемы восприятия времени человеком
тесно связаны с биологическими ритмами, о
которых мы уже говорили. Прессман установил,
что биологические ритмы на всех ступенях орга-
низации живой природы согласуются с цикличе-
ским характером изменения геофизических фак-
торов. Отсюда можно сделать вывод о влиянии
этих факторов на восприятие времени человеком,
хотя, казалось бы, низкочастотные электромаг-
нитные поля, в частности, не должны оказывать
такого влияния, поскольку энергия электромаг-
нитных квантов меньше, чем энергия теплового
движения молекул клетки. Тем не менее такое
воздействие существует. Так, например, ультра-
длинные волны нарушают условные рефлексы,
влияют на электроэнцефалограмму, эндокрин-
ную систему, на частоту пульса, изменяют возбу-
димость нервов, активность поведения животных
ит. д.
Перспективы
Рассмотренные выше некоторые задачи био-
геофизики — этой межпредметной области
исследований — только небольшая часть био-
геофизических проблем, изучаемых главным об-
разом в Советском Союзе и других социалистиче-
ских стран.
С проникновением человека в космос впервые
стало возможным покинуть Землю со всеми фак-
торами ее окружающей среды, в том числе и
геофизическими. Естественно, что особенно важ-
ную роль играет самый главный фактор — сила
тяжести, вернее, ее отсутствие в космосе, о чем в
этой статье не говорилось. Однако и отсутствие
магнитного поля Земли с его характерными
периодическими изменениями, общепланетных и
региональных электромагнитных полей и излуче-
ний (в первую очередь резонанс Шумана между
ионосферой и Землей и атмосферное длинновол-
новое инфраизлучение) имеет огромное практи-
ческое значение для человека и животного.
В данной статье мы не упоминали исследова-
ния, посвященные влиянию солнечной активно-
сти на жизнь на Земле. Этой обширной проб-
лемой занимался известный советский иссле-
дователь А. Л. Чижевский. Мы не затронули
результаты психофизиологических исследова-
ний, связанные с геофизическими влияниями
(школа советского ученого С. Л. Рубинштей-
на). Известны также работы Ю. Холодова, по-
священные влиянию магнитных полей на живой
организм и т. д. Спектр биогеофизических иссле-
дований гораздо шире, чем описано в этой не-
большой статье.
Классические представители биогеофизиче-
ского направления (де Руддер, Чижевский и дру-
гие) постоянно указывали на то, — и это следует
еще раз подчеркнуть,— что подобные работы
имеют значение не только для практики, но пре-
жде всего способствуют углублению знаний о
самих жизненных процессах и их приспособлении
к земной среде.
Александр фон Гумбольдт в 1845 г. писал, что
климат охватывает все изменения атмосферы,
«которые заметно воздействуют на наши орга-
ны». Сегодня мы в дополнение к этому знаем, что
геофизические явления, как происходящие в
настоящее время, так и происходившие в про-
цессе развития планеты, заметно воздействовали
и воздействуют на всю биосферу. В нас, людях, в
физическом отношении находит отражение про-
шлое Земли.
Система Земля— биосфера очень сложна, и
биогеофизика сделала лишь первые шаги к пони-
манию этой проблемы.
294
ВЛОДЗИМЕЖ МИХАЙЛОВ
ЧЕЛОВЕК И ПРИРОДА
одним из миллионов видов живых
существ, в начальный период своего выделения
из животного мира оказывал такое же влияние
на окружающую среду, как и другие виды живот-
ных. Первые немногочисленные и, по всей веро-
ятности, кочевые человеческие популяции, состо-
явшие из сборщиков плодов и охотников, пользо-
вались ресурсами среды, нанося, возможно, даже
меньше опустошения, чем другие организмы (на-
пример, насекомые во время массовых появле-
ний). Это положение, однако, менялось по мере
роста численности людей, совершенствования
орудий труда, все более широкого использования
огня. Решающие изменения вызвало развитие
общественной жизни, возникновение животно-
водства, а в особенности начало использования
одних видов растений и устранение других, т. е.
развитие сельского хозяйства. Вероятно, приме-
нявшиеся первобытными земледельцами методы
сведения лесов в связи с необходимостью созда-
ния обрабатываемых полей оказывали даже
более пагубное влияние на растительный покров,
чем поджоги лесов охотниками для выгона дичи.
Человек — качественно новое явление в при-
роде — начал оказывать растущее влияние на
свое окружение. Переход к оседлому образу
жизни привел к полному преображению природ-
ной среды в непосредственно занятой человеком
местности (место поселения, обрабатываемые
поля). Возникли как бы островки деформирован-
ной среды, разбросанные среди естественного
природного окружения.
Важной была психологическая сторона —
эволюция отношения человека к природе. Избав-
Влодзимсж Михайлов (Michajlow) (р. 1905) <г— польский зоолог-паразито-
лог. профессор, действительный член и член Президиума Польской
Академии наук (ПАН).
Родился в Киеве. Окончил Варшавский университет. В 1949—1954 —про-
фессор зоологии Высшего сельскохозяйственного училища в Варшаве.
С 1954 —профессор Института паразитологии ПАН, а с 1961 по 1976 —
руководитель этого института. С 1959 по 1968 — заместитель министра
высшего образования. С 1968 по 1975 — ученый секретарь отделения био-
логических наук ПАН. С 1975 —директор Университета ПАН.
В. Михайлов ведет исследования в области биологии ленточных червей и
некоторых простейших организмов. Автор книг «Паразитизм и эволюция».
«Очерки эволюционной паразитологии», «Созология и проблемы сре;ц>1
обитания человека». «Среда и политика» и др. Дважды лауреат Научной
премии II степени. Председатель Комитета ПАН «Человек и среда», а также
Национального комитета Международного биологического союза.
ляясь по мере своего развития от идолопоклонни-
ческого отношения к силам природы, человек,
который раньше чувствовал себя ее беззащитной
частицей, впадал в другую крайность, приобретая
убежденность в возможности полного господства
над природой. Такому отношению должно было
способствовать совершенствование орудий труда,
развитие коммуникаций, судоходства, прогресс в
области строительства.
Эксплуататорское отношение к природе, сое-
диненное с незнанием ее законов, приносило уже
в очень давние времена результаты, оставившие
неизгладимые следы на лице нашей планеты, хо-
тя тогда еще и не существовали столь могучие
средства воздействия на среду, какими человече-
ство располагает сегодня.
Сейчас нет сомнения, что некоторые пустын-
ные районы на Земле возникли не в результате
естественных геологических или климатических
процессов, а сформировались вследствие граби-
тельского хозяйствования живших некогда там
народов, а иногда и в результате войн.
Многочисленные материалы по истории отно-
шений между человеком и окружающей его сре-
дой собраны Международным союзом охраны
природы и ее ресурсов. Они неопровержимо
доказывают, к каким катастрофическим послед-
ствиям приводило в прошлом незнание законов
природы в соединении с «дерзостью» по отноше-
нию к природе, неотъемлемой частью которой
является сам человек.
Хотя проблемы разрушающего воздействия
человека на природную среду возникали уже в
древности, в более широком масштабе они про-
явились и приобрели особую остроту лишь в
295
В. МИХАЙЛОВ
период промышленной революции в Европе, а
затем и в Соединенных Штатах. Возникновение
мощных индустриальных центров, огромных
скоплений людей, необходимость все более
быстрой эксплуатации природных богатств,
представляющих собой основу развития промыш-
ленности (каменный уголь, нефть), начали ока-
зывать все более сильное влияние на окружа-
ющую человека среду.
Философские основы научного подхода к
проблеме взаимоотношений между человеком и
природой были сформулированы в XIX в. клас-
сиками марксизма. К. Маркс обращал внимание
на то, что природа и труд человека являются
основой существования человечества, причем они
взаимно обусловлены. Каждый конкретный уро-
вень развития производительных сил зависит
именно от обоих этих факторов. Отсутствие
заботы о воспроизводстве природных ресурсов,
используемых человеком, о сохранении природ-
ных условий в состоянии, наиболее благоприят-
ном для человека, ведет к исчезновению положи-
тельных факторов и накапливанию вредных. Это
может стать причиной уничтожения производи-
тельных сил, гибели народов и государств. Маркс
считал большой опасностью неумение или неже-
лание людей, занятых производством, предвидеть
отдаленные последствия его влияния на природу.
Чтобы ликвидировать эту опасность, нужно знать
законы природы и умело их использовать.
Моральным долгом человечества является за-
бота о сохранении и улучшении природных усло-
вий жизни на Земле. Энгельс писал: «...животное
только пользуется внешней природой и произво-
дит в ней изменения просто в силу своего присут-
ствия; человек же вносимыми им изменениями
заставляет ее служить своим целям, господствует
над ней. Не будем, однако, слишком обольщаться
нашими победами над природой. За каждую
такую победу она нам мстит. Каждая из этих
побед имеет, правда, в первую очередь те послед-
ствия, на которые мы рассчитывали, но во вто-
рую и третью очередь совсем другие, непредви-
денные последствия, которые очень часто уничто-
жают значение первых». И дальше: «мы... с
каждым днем научаемся все более правильно
понимать ее законы (природы. — В. М.) и позна-
вать как более близкие, так и более отдаленные
последствия нашего активного вмешательства в
ее естественный ход. Особенно со времени огром-
ных успехов естествознания в нашем столетии мы
становимся все более и более способными к тому,
чтобы уметь учитывать также и более отдаленные
естественные последствия по крайней мере
наиболее обычных из наших действий в области
производства и тем самым господствовать над
ними»*.
Теоретические положения Маркса и Энгельса
* Ф. Энгельс. Диалектика природы. М. Полит-
издат, 1969, с. 153—154.
развил и начал проводить в жизнь в первые же
дни установления Советской власти В. И. Ле-
нин. Почти одновременно с принятием Декрета о
земле, который ликвидировал частную собствен-
ность помещиков и тем самым устранял опас-
ность произвольного разрушения земель, нахо-
дившихся в частной собственности, Ленин скон-
центрировал усилия многих выдающихся ученых
вокруг проектов преобразования облика России
и тем самым положил начало научному решению
проблем охраны природы этой страны.
Дальнейшее развитие процессов цивилизации,
охватывающих все более обширные районы
нашей планеты, вместе с научно-технической
революцией, которая особенно бурно проявляет-
ся, начиная с середины нашего столетия, привело
к тому, что вопрос о сохранении среды, благопри-
ятной для жизни человека, стал сейчас глобаль-
ной проблемой и предметом углубленного
научного исследования. В частности, польская
наука внесла значительный вклад в международ-
ное движение по охране природы и рациональ-
ному использованию ее ресурсов.
*	* ss-
Над миром все еще витает угроза мировой
термоядерной войны. Правда, путем заключения
соответствующего международного договора
устранено вредное воздействие — причем во все-
мирном масштабе— «открытых» ядерных испы-
таний на земле, в атмосфере, в космическом про-
странстве и в океанах. Однако не все государства
подписали этот договор, кроме того, он не охва-
тывает подземных взрывов, которые, как пока-
зывает практика, таят опасность для жителей
Земли. Соединенные Штаты продемонстрирова-
ли также, какую опасность может представлять
современное вооружение, даже не ядерное, осу-
ществив в Южном Вьетнаме преступные дей-
ствия, заключавшиеся в применении химического
и биологического оружия. Подобное оружие
имеет целью уничтожение человека не только
прямым, но и косвенным путем — через уничто-
жение его среды.
Применение химического и биологического
оружия вызывает протест прогрессивных ученых
всего мира.
Будучи не только оптимистами, но и реалиста-
ми, трезво оценивающими силы, удерживающие
потенциальных агрессоров от развязывания ми-
ровой войны с использованием страшного совре-
менного оружия, мы верим, что человечество
избегнет «горячего» самоубийства. Но мы не
должны все же закрывать глаза на то, что оно
может прийти к «холодному» самоубийству, если
не позаботится о сохранении своей жизненной
среды.
Мы не в состоянии дать здесь детальный
обзор конкретных форм загрязнений или вред-
ных воздействий на природную среду. Лишь в
296
ЧЕЛОВЕК И ПРИРОДА
качестве примера обратим внимание на некото-
рые из них, переходя затем к оценке общих тен-
денций в этой области.
Начнем с воды. Много прекрасных, воспетых
поэтами рек превращаются сейчас почти целиком
в вонючие сточные каналы. Этому способствует
сбрасывание, сливание в них промышленных
отходов и городской канализации. Потери в рыб-
ном хозяйстве и исчезновение жизни во внутрен-
них водах рассматриваются сейчас уже скорее как
показатель непригодности воды для пищевого и
даже промышленного использования.
Опасно не только загрязнение или подогрева-
ние внутренних вод (рек, озер), но также и морей
(в особенности закрытых), и даже загрязнение
океанов.
Следующим фактором, угрожающим челове-
честву, является загрязнение воздуха пылью и
вредными газами. В Лондоне туман, отравлен-
ный, в частности, двуокисью и триокисью серы
(так называемый смог), вызвал в 1952 г. смерть
4000 человек. Ясно, что постепенно он отравляет
и многих других людей. Некоторые газы, удаля-
емые через заводские трубы, содержат вещества,
вредные для человека уже в концентрации 1 мг
на 1м3. В США загрязнение воздуха, произведен-
ное в Техасе, сказалось на расстоянии более
1600 км. В Швеции отмечались составные части
дымов, выпускаемых в воздух в Западной Герма-
нии и даже в Великобритании.
Почвы подвержены не только эрозии, но и
многочисленным заражениям. Кроме вредных
для здоровья человека химических веществ, попа-
дающих в почву в форме гербицидов, инсектици-
дов и т. п., вместе с различными отходами туда
часто вносятся паразиты и болезнетворные бакте-
рии.
Разумеется, это не все. Следовало бы упомя-
нуть еще о превращении в степи и пустыни ряда
районов вследствие вырубки лесов, о прогресси-
рующей эрозии почв из-за разрушения их струк-
туры тяжелыми орудиями, о понижении уровня
грунтовых вод в связи с нарушением водного
баланса и т. п.
Ограничившись, однако, только этим перечи-
слением, можно сформулировать утверждение,
что неблагоприятные для человека изменения
вызываются им во всей биосфере и касаются всех
ее составных частей. Это относится также и к
Польше, хотя, возможно, и не в такой еще степе-
ни, как в странах, индустриально более развитых.
Следует также обратить внимание на некото-
рые общие явления и тенденции, характеризу-
ющие постоянно усиливающуюся опасность для
человеческого общества.
Как известно, среди факторов, вредно воздей-
ствующих на среду, где живет человек, мы выде-
ляем такие, которые имеют местное значение, и
факторы, имеющие общий, а часто глобальный
характер. К первым относится, например, за-
грязнение вод определенных рек. Среди вторых
наиболее ярким примером могут служить радио-
активные заражения, вызванные ядерными взры-
вами.
Сейчас во всем мире проявляется грозная тен-
денция к преобразованию местных воздействий в
факторы более широкого, нередко даже глобаль-
ного значения. Об этом свидетельствует хотя бы
все более часто поднимаемая проблема загрязне-
ния и отравления морей и океанов.
Распространение местных вредных факторов
и их воздействий на биосферу — это первая
общая неблагоприятная тенденция современно-
сти.
Вторая заключается в увеличении перечня так
называемых невозобновляемых ресурсов приро-
ды. До недавнего времени к этой категории
ресурсов, которые природа самостоятельно не
восстанавливает или восстанавливает лишь в
геологическом масштабе времени, относились,
например, каменный уголь, нефть, сода и т. п.
Разум требует, конечно, рационального испо-
льзования этих видов сырья. Их перечень, одна-
ко, увеличивается в последнее время с вызыва-
ющей тревогу скоростью. Из сказанного выше
вытекает, что таким видом сырья постепенно ста-
новится также чистая вода, т. е. пригодная для
питья и для использования в технологических
процессах. Кандидатом в категорию невозобнов-
ляемых видов сырья сейчас становится и древеси-
на. В некоторых районах необратимому зараже-
нию подвергаются почвы. Рост количества дву-
окиси углерода в атмосфере может привести к
тому, что даже чистый воздух будет становиться
веществом почти невосстанавливаемым.
И наконец, третья тенденция. Она заключа-
ется в непрестанном росте количества отходов
промышленности и потребления.
Отходы, которые природа не в состоянии
переработать, накапливаются и отравляют окру-
жающую человека среду.
Нынешняя техника стоит, таким образом,
перед проблемой многократного рационального
использования максимально возможного количе-
ства сырья, заключенного в различных отходах
промышленности и потребления, что является,
как оказалось, не только экономической, но и
научной проблемой.
Многочисленные аргументы говорят о том,
что человечество способно ликвидировать побоч-
ные результаты собственного прогрессивного
развития или же значительно ограничить их отри-
цательное воздействие на окружающую среду.
Сейчас мы можем довольно точно оценить
весь комплекс проблем среды, в которой живет
человек, и отношения с ней современного челове-
ка.
Разрабатывая современные научные концеп-
ции биосферы, научные основы рационального
использования и сохранения ее ресурсов, различ-
ные авторы исходят из того, что биосфера нашей
планеты достаточно пластична по отношению к
297
В. МИХАЙЛОВ
внешним воздействиям. Это, конечно, серьезное
преимущество для человека, поскольку он может
преобразовывать биосферу в широких масштабах
в соответствии с его потребностями. Однако пре-
образования не должны переступать определен-
ных границ, которые зависят от способа вмеша-
тельства, а также от определенного типа эколо-
гической системы. У популяций, экосистем и
биосферы в целом существуют свои пределы
авторегулирования. Если их переступать, это
будет грозить нарушением равновесия биосферы.
Вот почему необходимы дальнейшие широкие
исследования в области экологии, касающиеся
как биосферы в целом, так и отдельных биотопов
и экосистем. Несомненно, много новых важных
данных также и в этой области приносит осуще-
ствляемая во всем мире долгосрочная межправи-
тельственная программа ЮНЕСКО «Человек и
биосфера». Наши сегодняшние знания в этой
области уже используются на практике для
охраны среды жизни людей и формирования
научных основ охраны природы.
Идея признания охраны природы в качестве
самостоятельной отрасли науки, впервые выска-
занная чехословацким исследователем
Й. С. Прохазкой в 1928 г., была затем развита и
обоснована в Польше заслуженным деятелем
охраны природы ботаником Адамом Водзичко.
«Охрана природы— новая отрасль знания» —
таково название труда Водзичко, который поло-
жил начало серии дальнейших его работ на эту
тему. В них были собраны многочисленные, в
значительной мере актуальные до сегодняшнего
дня аргументы в пользу придания знаниям по
охране природы ранга и значения самостоятель-
ной научной дисциплины.
Водзичко одним из первых обратил также вни-
мание на то, что наука об охране природы должна
иметь характер прикладной науки, тесно связан-
ной с практикой, а также подчеркивал необходи-
мость введения обучения охране природы в
высшей школе.
Польские ученые и в дальнейшем, как мы уже
говорили, в значительной мере способствовали
формированию специальной науки об охране
природы и продолжают усилия, направленные на
обоснование научных основ деятельности, име-
ющей целью рациональное использование при-
родных ресурсов. Нужно было, разумеется, дать
этой науке название. Слишком длинное определе-
ние «наука об охране природы и ее ресурсов»
неудобно при постоянном употреблении. Русское
слово «природопользование» непереводимо на
польский язык одним словом. Профессор Гётель
предложил термин «созология» (от греч.
«созо»— спасаю), хорошо отвечающий всем
практическим потребностям и передающий сущ-
ность новой науки.
Наука об охране природы и ее ресурсов фор-
мируется на фоне все более ширящегося в мире
общественного движения, охватывающего от-
нюдь нс одних только специалистов-природове-
дов. Это — одно из многих доказательств того,
что рождающаяся новая отрасль знания тесно
связана с нуждами практики и является свое-
образным ответом на действительную обществен-
ную потребность.
Принимая во внимание выделенный круг
явлений и проблем, науку об охране природы (со-
зологию) можно было бы коротко определить
как науку о причинах, ближайших результатах и
более отдаленных последствиях изменений,
происходящих как в естественных, так и в уже
ранее деформировавшихся природных комплек-
сах на больших или малых площадях биосферы в
результате общественной и производственной де-
ятельности человека, а также о действенных спо-
собах радикального предупреждения вредных для
человека последствий или по крайней мере о воз-
можностях их максимального смягчения.
Наука об охране природы должна заниматься
природой как таковой, используя весь комплекс
знаний о ней, а также человеком, осваивающим
природные ресурсы, с точки зрения применяемых
им методов эксплуатации естественных богатств,
а также их ближайших и более далеких послед-
ствий.
Таким образом, предметом созологии явля-
ется динамика изменений, происходящих в при-
роде под воздействием человека и имеющих
обычно характер нарушения естественного рав-
новесия, господствующего в природе, а также
способов формирования новых состояний равно-
весия, благоприятных для человеческого об-
щества.
Главным, имеющим наиболее общее значе-
ние, теоретическим положением науки об охране
природы является тезис о взаимосвязи всех при-
родных явлений, происходящих как в живой, так
и в неживой природе, о существовании близких
или дальних связей между всеми организмами,
живущими, на определенной территории, и их
зависимости от определенных факторов биотопа.
Такие связи не являются постоянными, а подвер-
гаются непрерывным изменениям и развитию.
Геологические изменения на Земле, а также
эволюционные изменения органического мира
происходят весьма медленно. Со времени возник-
новения человеческого общества на эти медлен-
ные преобразования неживого и органического
мира, как уже говорилось выше, накладываются
изменения, необычайно быстрые, темп которых
постоянно возрастает, — изменения, вызыва-
емые самим человеком, который бурно вмеши-
вается в давно сформировавшиеся природные
связи.
Нарушение этих связей человеком, использу-
ющим естественные природные ресурсы, ведет к
изменению системы отношений между объектами
298
ЧЕЛОВЕК И ПРИРОДА
природы, причем новые отношения могут сло-
житься неблагоприятно для человека. Однако
последствия хозяйственной деятельности челове-
ка в природе можно предвидеть в результате тща-
тельного и всестороннего научного анализа, в
котором решающий голос должен принадлежать
естествоиспытателям — специалистам в области
охраны природы, располагающим уже сейчас
обширными знаниями о естественных процессах,
происходящих в природе. Именно поэтому почти
всегда имеется возможность избежать неблаго-
приятных последствий и выбрать наиболее пра-
вильный путь.
Наука об охране природы пользуется достиже-
ниями других природоведческих наук — геогра-
фии, геологии, климатологии, биологии и т. д.
Среди данных, поставляемых науке об охране
природы биологическими науками, первостепен-
ное значение имеют данные экологии и биоцено-
логии, исследующих как раз взаимосвязи между
объектами природы.
Пользуясь данными и результатами целого
ряда наук, созология рассматривает их с точки
зрения своих основных теоретических положе-
ний; однако она должна иногда организовывать
и собственные исследовательские работы для
решения вопросов, которые обойдены другими
науками, имеющими иные цели и задачи.
Основным методом организации научных ра-
бот в этой области должны стать исследования,
проводимые специально подобранными группа-
ми различных специалистов, концентрирующихся
вокруг совместно избранной проблемы и рассма-
тривающих ее с помощью различных методов и с
разных точек зрения. Таким образом, комплекс-
ность исследований как наиболее современная
форма научной деятельности в науке об охране
природы вытекает прямо из сущности ее пробле-
матики.
Известно, что положение науки в системе дру-
гих наук часто определяется ее отношением к
практике. С этой точки зрения созология может
быть теперь образцом для многих других наук.
Выросшая из благодарного стремления натура-
листов сохранить бесценные сокровища природы,
она с некоторого времени стала наукой, выступа-
ющей по наиболее существенным для обществен-
ной практики вопросам. Практические выводы и
аспекты научного подхода к проблемам форми-
рования и преобразования природных условий,
рационального использования естественных ре-
сурсов природы, охраны лесов, почвы, вод,
атмосферы известны сейчас довольно широко.
Однако они отнюдь не исчерпывают всех
практических задач охраны природы. Не может,
например, не привлечь нашего внимания тот
факт, что все большие районы Земли обрабаты-
ваются человеком для нужд сельского хозяйства
и что естественные биогеоценозы заменяются там
специфическими агроценозами со своими соб-
ственными, по-видимому, закономерностями. Ра-
циональное ведение биоценотических- и агроцено-
тических процессов в этих районах — практиче-
ски важный вопрос, связь которого с охраной
природы очевидна.
Каждая самостоятельная наука обычно пре-
подается в высших учебных заведениях и имеет
свою методику обучения. Следует отметить, что в
Польше уже есть университетская кафедра
охраны природы (в Торуни).
Как и другие науки, наука об охране природы,
будучи предметом специализации для определен-
ной группы исследователей и практических
работников, должна, кроме того, изучаться в
определенном объеме представителями других
специальностей. Элементы науки об охране при-
роды должны преподаваться в школах (что как
раз имеет место в Польше), а также в определен-
ном объеме в высших учебных заведениях, гото-
вящих таких специалистов, как педагоги, агроно-
мы, энергетики, градостроители и т. п.
Участвуя во всемирном движении за охрану
природы вместе с его представителями, принад-
лежащими к различным народам, мы должны
одновременно отдавать себе отчет о принципиаль-
ных различиях в отношении к природной среде в
двух противоположных системах современного
мира.
При капиталистическом строе, в условиях
хозяйства, основанного на частной собственности
на средства производства, рассчитанного на полу-
чение быстрой прибыли, постоянно существуют и
получают решающий голос эксплуататорские
тенденции, ведущие к грабительскому пользова-
нию природными запасами. Огромная литера-
тура по данному предмету может дать самые раз-
личные примеры, подтверждающие этот тезис.
Поэтому укажем здесь лишь на то, что чем более
развито капиталистическое государство, чем бо-
лее производительная техника им используется,
тем больше опасность уничтожения природной
среды, в которой оно действует.
Нельзя не сказать о влиянии высокоразвитых
капиталистических стран на зависимые в полити-
ческом или экономическом отношении страны,
где в значительной мере сохранились первона-
чальные природные запасы и примитивные
формы производства. Речь тут отнюдь не идет
лишь о грабительной эксплуатации природных
богатств, но и о замедлении развития определен-
ных типов промышленности и сознательно
направляемом однобоком развитии экономики
этих стран, например, о расширении монокультур
в сельском хозяйстве и т. п.
По мере прогресса производства и развития
техники в капиталистических странах возрастает
также и их вредное влияние на биосферу в целом,
растет диапазон наносимого вреда, приобретая
зачастую глобальный характер. Вероятно, явле-
299
В. МИХАЙЛОВ
ния эти в какой-то мере способствуют эрозии
самих основ капиталистического строя не только
с общественной стороны, но и с природоведче-
ской, так как они углубляют антагонистические
противоречия между отживающим обществен-
ным строем, уровнем современной науки и тех-
ники и действием законов природы.
Отмечая эти факты, мы не можем одновре-
менно отрицать отдельные серьезные достижения
высокоразвитых капиталистических стран в обла-
сти охраны природы — создание прекрасных
национальных парков, заповедников и т. д. Мы
видим также попытки ограничения эксплуататор-
ских поползновений отдельных лиц и монополий
с помощью соответствующих (частичных) зако-
нов, вмешательства государства и т. п. Мы зна-
ем, что идея охраны здоровья человека путем
охраны среды его жизни распространяется также
и в этих странах и пропагандируется многими
выдающимися натуралистами и общественными
деятелями. Мы установили с ними контакты и
поддерживаем их усилия.
Иначе, чем в капиталистических странах,
выглядят возможности правильного урегулиро-
вания отношения человека к природе в социали-
стических странах, и даже в странах, только иду-
щих по социалистическому пути. При социалисти-
ческом строе средства производства обобще-
ствлены или находятся под общественным кон-
тролем, развитие производительных сил должно
служить повышению уровня жизни и культуры
всего общества, а развитие экономики планиру-
ется и контролируется; поэтому противоречия
между обществом и средой его жизни, между
потребностями людей и развитием техники, про-
грессом производства могут исчезнуть или изме-
нить свой характер.
Социалистический строй позволяет гармонич-
но формировать отношения между человеком и
природой, ликвидировать возникающие в этих
условиях противоречия, не имеющие, впрочем,
глубокого антагонистического характера. У нас
есть практические доказательства в поддержку
этого утверждения. Выше уже упоминалось о
деятельности В. И. Ленина по формированию
природного облика первого социалистического
государства мира на заре его существования.
Здесь следует также упомянуть об организации
уже в 1918 г. по инициативе Ленина Государ-
ственного комитета по охране природы. Этот
факт, а также многочисленные высказывания
Ленина, касающиеся охраны природы и ее ресур-
сов, дали возможность общественному движению
по охране природы в СССР действовать под
лозунгом «За ленинское отношение к природе».
В Народной Польше 7 августа 1969 г. был
принят «Закон об охране природы», представля-
ющий собой огромный шаг вперед в направле-
нии создания общественно-правовых основ для
урегулирования отношения общества к природе.
В рамках СЭВ ведется плодотворное сотруд-
ничество в области охраны природы, на основе
согласованной программы, предусматривающей
исследование следующих вопросов: общие гигие-
нические аспекты, сохранение экосистем, защита
атмосферы от заражения вредными веществами,
охрана водных ресурсов, ликвидация и утилиза-
ция бытовых отбросов, социально-экономические
и организационно-правовые аспекты охраны
природы.
В какой степени потенциальные возможности
урегулирования на новых основах отношения
общества к среде его жизни используются в стра-
нах социалистической системы? Почему мы все
еще отмечаем столько неблагоприятных явлений,
столько нерешенных дел в этой области?
Среди явлений, которые отрицательно сказы-
ваются на нынешнем отношении к природе в
социалистических странах, можно выделить— в
общих чертах — две группы.
Причины первой из них лежат за пределами
наших стран, которые несут серьезные расходы
на оборону, навязанные нам в связи с проводи-
мой империализмом гонкой вооружений. Будучи
сторонниками мира во всем мире, мы не имеем
полной свободы действий в этом вопросе.
Мы в определенной степени связаны в рамках
мировой экономики и методами, применяемыми
нашими конкурентами в области, например,
использования сырья, способов его переработки
и т. п.
Указанные выше соображения, которые необ-
ходимо учитывать, не могут, однако, являться
всеобщим «алиби» для деятелей охраны природы
и хозяйственных органов, мирящихся с отрица-
тельными явлениями, наблюдаемыми, в частно-
сти, в нашей стране.
Речь идет о том, что существуют также опреде-
ленные, причем совсем не мелкие, «внутренние»
причины второй группы, которые тормозят
потенциальные возможности осуществления
правильного отношения к природе в условиях
нашего строя. Среди этих причин следует обра-
тить особое внимание на недостатки в различных
областях природоведения, что тормозит развитие
теории и практики науки об охране природы.
Кроме того, наряду с нехваткой научных раз-
работок серьезным препятствием в установлении
правильного отношения между производством и
природными условиями является недостаток не-
обходимой информации— слабое знание орга-
низаторами производства уже собранных на-
учных данных в области охраны природы. Здесь
нельзя нс напомнить снова о важности препода-
вания науки об охране природы в вузах: обучение
инженеров и экономистов большей частью пока
не охватывает даже ее элементов.
И наконец, планирование, в особенности пла-
нирование производства, должно в большей
мере опираться не только на экономические рас-
четы, но и на перспективные намётки в области
природопользования.
300
ЧЕЛОВЕК И ПРИРОДА
Словом, наша задача — ограничить до мини-
мума роль факторов, тормозящих создание гар-
моничной системы «общество — природная сре-
да».
Послесловие автора
За последние годы в области охраны и рационально-
го формирования среды жизни человека произошло мно-
го важных событий.
В Польше были введены две поправки к Основному
Закону (Конституции), говорящие о правах и обязанно-
стях граждан ПНР в отношении природной среды страны.
В СССР в 1977 г. была принята новая Конституция,
где содержится целый ряд статей о политике государства,
роли правительства и обязанностях граждан по охране
природы и рациональному использованию ее ресурсов.
Аналогичные меры проводятся и в других социали-
стических странах, где забота о природе становится все-
народным делом.
Развивается и международное сотрудничество в этой
области. В Стокгольме в 1972 г. состоялась конференция
ООН, посвященная проблемам среды, в результате кото-
рой была создана Программа по проблемам среды Орга-
низации Объединенных Наций (ЮНЕП). Ее руководящий
совет получает на ежегодных, начиная с 1973 г., заседа-
ниях отчеты о состоянии среды в мире и реализует широ-
кую программу мероприятий. С 1970 г. действует Про-
грамма ЮНЕСКО «Человек и биосфера», 14 проектов ко-
торой реализуются при участии 86 национальных коми-
тетов. Под эгидой ЮНЕСКО и ЮНЕП возникает всемирная
сеть заповедников биосферы. В 1977 г. в Тбилиси со-
стоялась конференция ЮНЕСКО — ЮНЕП, посвященная
вопросам подготовки специалистов по среде. Заключи-
тельный акт Совещания по безопасности и сотрудничеству
в Европе (1975 г.) содержит обширный раздел, посвя-
щенный проблемам окружающей среды. На этой основе
Европейская экономическая комиссия ООН обсуждала
в 1978 г. проект созыва европейского совещания по
вопросам защиты среды.
Все прогрессивные силы человечества умножают свои
усилия по сохранению естественного равновесия между
человеком и природой.
301
ПЕТР НИКОЛАЕВИЧ ФЕДОСЕЕВ
ФИЛОСОФИЯ
И НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ
рактера их взаимного влияния и
социальных функций, возможностей их воздей-
ствия на различные стороны общественной жиз-
ни, на судьбы человека в мире, на его будущее
всегда привлекали к себе большое внимание. Но,
пожалуй, именно в наши дни, когда особую
остроту приобрел вопрос о движущих силах и
причинах научных революций, когда ясно осозна-
ется исторически преходящий характер различ-
ных стилей мышления и самое главное — когда
существенно возросла социальная и культурная
значимость науки, они проявляются в наиболее
острой, порой драматической форме.
Наше время принято называть эпохой научно-
технической революции. Действительно, за по-
следние десятилетия наука и техника совершили
резкий скачок вперед, открыв перед человече-
ством беспредельные возможности в познании
законов окружающего мира в повышении уровня
жизни. Вместе с тем именно в наши дни стало
совершенно очевидно, что развитие науки не
только открывает все новые и новые возможно-
сти в познании и преобразовании природы, но и
ставит перед человечеством новые сложные про-
блемы, которых оно не знало еще несколько
десятилетий назад. Если раньше казалось, что
результаты науки всегда знаменуют прогресс и
несут лишь благо для человечества, то теперь,
когда теснее стали связи науки с производством и
политикой, стало очевидным, что практическое
применение науки может иметь негативные
последствия для жизни людей. Достаточно
сослаться на применение достижений научно-тех-
нической революции в военных целях, на загряз-
Петр Николаевич Федосеев (р. 1908) — философ, академик, вице-прези-
дент АН СССР, доктор философских наук, почетный член Венгерской Ака-
демии наук, иностранный член Болгарской Академии наук, Чехословацкой
Академии наук, Академии наук ГДР и Польской Академии паук. Герой
Социалистического Труда. Избирался членом ЦК КПСС на XXII, XXIII,
XXIV и XXV съездах КПСС, депутат Верховного Совета СССР ряда
созывов.
II. Н. Федосеев — видный советский ученый, автор многих трудов по про-
блемам философии и социологии. Большой вклад внесен П. Н. Федосе-
евым в разработку проблем диалектического и исторического материализ-
ма, философских проблем естествознания.
В его трудах дан анализ диалектики современного общественного развития,
взаимодействия производительных сил и производственных отношений
общества, роли народных масс и личности в истории, вопросов гуманизма
методологических проблем общественных наук. В последние годы вышли
обобщающие работы П. Н. Федосеева, получившие широкую извест-
ность — «Коммунизм и философия», «Диалектика современной эпохи»,
«Марксизм в XX веке».
нение окружающей среды в результате неконтро-
лируемого индустриального развития, чтобы уви-
деть всю серьезность проблем, которые ныне
встали перед человечеством, и всю катастрофич-
ность возможных последствий для его будущего.
Каким образом и в каких целях будут испо-
льзованы поражающие воображение достижения
научно-технического прогресса? Размышления
над этим вопросом, естественно, актуализируют
потребность глубже понять закономерности
развития науки не как некоего автономного
образования, развивающегося исключительно по
своим имманентным законам, но как компонента
сложного целого, включенного во всю систему
общественно-производственных и культурных
связей, а тем самым осмыслить социокультурное
окружение науки, ее социальные цели и функции.
Вряд ли нужно специально доказывать, что реше-
ние этой задачи требует широкого философского
осмысления.
Но дело не только в возрастании социальной
роли науки в современном мире. Ведь научно-тех-
ническая революция не сводится к изменению
социального статуса науки. В ходе развертыва-
ния этой революции происходят коренные изме-
нения в самой логической структуре науки, в
общем ходе ее движения к новым результатам.
Упомянем в этой связи о таких фактах, как отказ
от редукционизма классической науки, ориенти-
ровавшейся на сведение сложного к отдельным
линейным причинно-следственным связям и эле-
ментам, усложнение взаимоотношений между те-
оретическим и эмпирическим уровнями научного
познания, уменьшение роли наглядных моделей в
интерпретации научных теорий и соответству-
302
ФИЛОСОФИЯ И НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ
ющее возрастание значения математических и
логических формализмов и т. д. Становление
новых тенденций в развитии науки (рост междис-
циплинарных исследований, тенденция к синтети-
ческому видению исследуемых объектов и явле-
ний, «экологизация» и «гуманитаризация» есте-
ствознания и т. д.) связано с иным, чем прежде,
взглядом на механизмы и движущие силы разви-
тия науки, на методологические средства, приме-
няемые ею. Происходит, по сути дела, «диалекти-
зация» науки, в ходе которой все более отчетливо
обнаруживается органическая слитность науки с
ее мировоззренческими и методологическими
основаниями. Последние все больше вплетаются
в самое «тело» науки. На этой основе, как отме-
чается рядом естествоиспытателей и философов,
осуществляется динамичный процесс «реинтегра-
ции» философии и частнонаучного знания, укре-
пляется взаимодействие философии и частных
наук. Наука достигла такой стадии развития,
когда ее дальнейший прогресс во многом зависит
от понимания ученььм логики развития познания,
характера используемых абстракций и теоретиче-
ских допущений, социальных последствий приме-
нения достижений науки и техники.
Взаимная заинтересованность философии и
науки друг в друге имеет под собою глубокие и
прочные основания. С одной стороны, всякая
философия, претендующая на то, чтобы быть
«духовной квинтэссенцией эпохи», на то, чтобы
быть созвучной характеру и духу современной
эпохи, не может проходить мимо феномена
неуклонно возрастающего социального и куль-
турного престижа науки. Обобщение и осмысле-
ние исторического опыта развития всего компле-
кса частных наук о природе и обществе, их новей-
ших выводов и достижений — жизненная почва
и источник развития философского знания.
Коренные преобразования научного знания в
период революционного развития, в период скач-
кообразного приращения новых теоретических
объяснений связей и явлений объективного мира,
будучи обобщены в системе научного мировоз-
зрения — в теории материалистической диалек-
тики, приводят к дополнению и углублению
наиболее общих философских представлений че-
ловека об объективной действительности и самом
себе. Хорошо известно, какой громадный толчок
формированию научных философских представ-
лений о природе дали, например, выдающиеся
естественно-научные достижения XIX в. — от-
крытие закона превращения энергии, клеточного
строения живой материи и дарвиновская теория
эволюции. Укреплению позиций диалектико-ма-
териалистического мировоззрения, обогащению
его новыми положениями существенно способ-
ствуют и новейшие достижения астрономии,
физики, биологии и других наук. Крушение кон-
цепции статичной, неизменной Вселенной и пере-
ход к концепциям нестационарной, развива-
ющейся Вселенной, расшифровка генетического
кода и осуществление искусственного синтеза
гена, открывающие возможности планомер-
ного управления наследственностью, проникно-
вение в глубинные нейрофизиологические
механизмы функционирования мозга и челове-
ческого сознания — вот лишь некоторые из
важнейших достижений естественных наук на-
ших дней, имеющие огромное философско-миро-
воззренческое значение, поскольку они прямо
и непосредственно затрагивают наиболее общие
представления о сущности мира и человека,
перспективах социального прогресса. Именно по
этим вопросам больше всего идет дискуссий и
высказывается различных, порой взаимоисклю-
чающих, точек зрения. Не случайно проблемы
космологии, нейрофизиологии и биологии, т. е.
тех отраслей естественно-научного знания, кото-
рые развивались наиболее бурными темпами в
последние десятилетия, оказались в центре вни-
мания состоявшегося в Дюссельдорфе (ФРГ)
в августе—сентябре 1978 г. XVI Всемирного
философского конгресса.
Вместе с тем диалектика взаимосвязи филосо-
фии и конкретных наук такова, что по мере того,
как философия обогащается и совершенствуется
путем обобщения данных и теоретических выво-
дов отдельных наук, они, в свою очередь, полу-
чают возможность более успешного продвижения
вперед в результате развития и совершенствова-
ния категориального аппарата философии. Фи-
лософские размышления над наукой развивают
самосознание науки, способствуют лучшему по-
ниманию ее возможностей и перспектив, меха-
низмов и движущих сил роста научного знания,
характера его взаимоотношений с другими фор-
мами общественного сознания и культуры.
В наши дни одним из факторов, стимулирующих
укрепление органической связи философии и
конкретных наук, является развитие в современ-
ной науке интеграционных процессов, в особен-
ности на стыках общественных, естественных и
технических отраслей знания. В частности, не
подлежит сомнению глубокая взаимосвязь с
материалистической диалектикой таких новейших
методологических средств междисциплинарного
синтеза, как системный подход, кибернетика,
семиотика. Эта взаимосвязь восходит к самим
истокам системного подхода и других современ-
ных плодотворных методологических направле-
ний. Уже в процессе своего становления они
испытали на себе влияние идей целостности, раз-
витых передовой философской мыслью. Во мно-
гом благодаря именно философии идея систем-
ности и комплексности утвердилась в качестве
одной из важнейших ценностей, определяющих
стиль современного научного мышления.
Нельзя отрицать вклада, вносимого и сегодня
научной философией в разработку специфиче-
ского концептуального аппарата, своего рода
логики и методологии комплексного исследова-
ния, которые выполняли бы функцию средства
303
П. Н. ФЕДОСЕЕВ
«сведения» различных «частичных» моделей того
или иного объекта, полученных в ходе его иссле-
дования методами разных наук, в единую, целост-
ную его картину. Для выполнения этой своей
функции одного из логико-методологических
средств междисциплинарного синтеза знания фи-
лософия имеет под собой прочные объективные
основания, заключенные в ней самой. Действи-
тельно, философские категории обладают всеоб-
щим характером. Они развиваются как подыто-
живание всего наличного научного знания, в них
отражается видение мира с точки зрения различ-
ных отраслей знания, а не только в какой-либо
отдельной науке.
Обращаясь к реальным проблемам, первона-
чально возникающим в той или иной частной
отрасли знания, философская мысль, не будучи
связанной «профессиональной» узостью подхода
к этим проблемам, выявляет их общезначимый
характер, стимулирует интерес к ним со стороны
других отраслей научного знания. Из этого не
следует, конечно, что философия сегодня в новой
форме претендует на роль «науки наук». Филосо-
фия разрабатывает, в том числе опираясь и на
методологические средства, развиваемые самими
частными науками, методологию синтеза на-
учного знания.
Существенно и то, что, привлекая внимание
ученых к новым комплексным проблемам, прини-
мая активное участие в разработке этих проблем,
философия одновременно играет ведущую роль и
в развитии тех контактов естествознания и техни-
ческих наук с гуманитарным знанием, без кото-
рых немыслимо решение задач овладения и
сознательного управления научно-техническим
прогрессом, развития и рационального размеще-
ния производительных сил, охраны окружающей
среды, создания оптимальных условий для труда
и быта людей и т. д.
Опыт последних лет показал, что попытки
выявить сущность этих и других фундаменталь-
ных проблем, поставленных всем ходом совре-
менного общественного развития, и выработать
эффективную стратегию их решения без учета
философско-мировоззренческого подхода и со-
циально-политических аспектов, опираясь исклю-
чительно на специально-научные методы гло-
бального моделирования, не увенчались успехом.
Это относится в том числе и к известным докла-
дам" «Римского клуба». Суть дела заключается в
том, что цели, определяющие стратегию глобаль-
ного моделирования, не могут задаваться мето-
дами только частных наук; они определяются
системой научного мировоззрения, должны быть
научно осознанными социальными целями. Ха-
рактерно, что в последних докладах «Римского
клуба» наметилась тенденция к учету социальных
факторов.
Таким образом, превращение комплексных
исследований в магистральный путь развития
современной науки не только с новой силой обна-
304
руживает органическую связь специально-на-
учного знания с философией, но и ведет к появле-
нию новых форм их взаимодействия. В частности,
марксистско-ленинская философия все в боль-
шей степени берет на себя функции методологи-
чески организующего центра связи и взаимовли-
яния различных дисциплин, возрастает значение
ценностно-регулятивных функций философии,
нацеленных на создание подлинно гуманистиче-
ского климата, исключающего возможность ис-
пользования достижений науки во вред человеку.
О первостепенном значении этой последней
функции свидетельствуют, например, нынешние
дискуссии по проблемам социально-этического
регулирования науки, прежде всего в областях,
связанных с экспериментированием на человеке.
В чем сущность социально-этического регулиро-
вания научных исследований? В каких формах и
кем оно может и должно осуществляться? Допу-
стимо ли с этической точки зрения — ив каких
пределах — вмешательство науки в биологиче-
ские и психические процессы, происходящие в
человеческом организме? Над этими вопросами
все больше задумываются ученые; они становятся
предметом широкого заинтересованного обсу-
ждения на различных международных научных
форумах (так было, в частности, и на упоминав-
шемся нами последнем философском конгрессе),
во многих статьях и книгах как философов, так и
представителей различных отраслей специально-
научного знания.
Некоторые ученые высказываются против ка-
кой бы то ни было социально-этической регуля-
ции научных исследований, усматривая в ней пре-
пятствие для дальнейшего прогресса науки.
С такой позицией, на наш взгляд, согласиться
нельзя. Во-первых, потому, что при этом явно или
неявно отождествляются два принципиально
различных аспекта проблемы: управление про-
цессами научного творчества и регулирование
развития науки как определенного социального
организма (планирование деятельности научных
учреждений и управление ими, материально-тех-
ническое обеспечение науки и т. д.). В нашем
понимании речь может идти только о втором из
выделенных аспектов. Управлять научной мы-
слью, научным творчеством невозможно; управ-
лять научными учреждениями, организацией на-
уки в наше время необходимо. Было время, когда
наука представляла собой достояние одиночек.
Естественно, что никакой организации, никакого
регулирования и управления наукой тогда не тре-
бовалось. Ныне же, когда наука превращается, а
в ряде стран уже превратилась, в непосредствен-
ную производительную силу, игнорировать во-
просы организации управления научными иссле-
дованиями невозможно. При этом речь не идет,
во всяком случае не должна идти, о какой-либо
регламентации, каком-либо сковывании научно-
го творчества, научной мысли. Если это происхо-
дит, это уже не управление наукой, а извращение
ФИЛОСОФИЯ И НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ
идеи управления, которое не может не принести
вреда развитию научной мысли. Известно, сколь
сильно деформирует науку ее организация под
эгидой капитализма.
Во-вторых, огульное отрицание идеи со-
циально-этического регулирования развития на-
уки опирается на ложные представления о том,
будто бы наука представляет собой какую-то
сферу «чистого» познания. В действительности,
наука — специфическая область социально де-
терминированной деятельности по производству
знания, в том числе знания о человеке. Она разви-
вается в рамках противостоящих друг другу
социальных систем, которые формируют корен-
ным образом различающиеся между собой цен-
ностные ориентации научного поиска. И если
некоторые буржуазные ученые обсуждают, на-
пример, «идею» создания средствами генетики
людей, специально предназначенных для выпол-
нения определенных четко запрограммирован-
ных функций, то марксисты решительно отвер-
гают подобные взгляды с гуманистических по-
зиций, присущих марксистско-ленинскому
мировоззрению. Они, однако, не игнорируют тех
перспектив, которые открывает «генная инжене-
рия» для возможного (в далекой перспективе)
улучшения биологической природы человека,
ликвидации наследственных болезней, и подчер-
кивают необходимость вести эти исследования,
исходя из гуманистических взглядов, подчиняя их
благу человека. Вот почему этические и правовые
аспекты научного исследования, вопросы со-
циальной ответственности ученых, заслуживают
самого пристального внимания как представите-
лей специальных отраслей знания, так и филосо-
фов.
Разумеется, выдвижение на первый план
таких относительно новых функций философии в
отношении специально-научного знания, как ме-
тодологически организующая роль в осуществле-
нии комплексных исследований и ценностно-ре-
гулятивная, не следует понимать как уменьшение
значимости или сокращение сферы применимо-
сти «традиционных» для философии мировоз-
зренческой и методологической функций. Напро-
тив, отмеченные выше изменения в социальном
положении науки и закономерностях ее движения
к новым результатам последовательно ведут к
резкому возрастанию потребности науки в миро-
воззренческой ориентации, в разработке ее мето-
дологических оснований и логики движения к
новым результатам. В этом смысле особенно
характерны, с одной стороны, расширение того
общеисторического, культурного контекста, в
рамках которого в наши дни ставится и обсужда-
ется проблема философии и специально-на-
учного знания, с другой — существенные сдвиги
в характере, методах и направленности методоло-
гической рефлексии над наукой (соединение гно-
сеологического и социокультурного подходов к
анализу теоретического мышления и его продук-
тов, перенос акцента со статического анализа зна-
ния на построение исторических моделей разви-
тия научного познания и т. д.).
В самом деле, ведь именно мировоззренческая
функция наиболее полно выражает особенности
философского знания в его отличии от кон-
кретно-научного знания. Философия в марксист-
ско-ленинском ее понимании представляет синте-
тическую форму общественного сознания, вы-
полняющую функцию интегрирования науки, ис-
кусства, нравственности, непосредственного жиз-
ненного опыта человека в единую систему воз-
зрений, целостность которой философией и скре-
пляется. Философия, как мы ее понимаем, хотя и
разрабатывается не путем произвольной, субъек-
тивной рефлексии, а на основе обобщения полу-
ченных наукой данных и выводов из этих данных,
не сводима к простому осмыслению результатов
одной лишь науки. Она формируется и развива-
ется на прочном фундаменте научного обобщения
и осмысления с позиций передового обществен-
ного класса не какой-то отдельной стороны или
формы человеческой деятельности, а человече-
ского существования в целом, во всем многооб-
разии его проявлений. Философские категории
воплощают в себе и философски осмысленные
данные специально-научного знания, и социаль-
ный опыт, ценностное отношение человека к
миру, в котором выражается жизненная позиция
личности, ее потребности и интересы. Включая
данные специально-научного знания в общую
систему знаний, убеждений и идеалов человека,
философия тем самым создает определенный
способ видения мира и методологию его позна-
ния и освоения.
Конечно, каждая наука так или иначе обобща-
ет — без этого было бы невозможно открытие
законов. Однако в конкретной науке обобщение
относится лишь к той области, которая изучается
данной наукой. Не могут считаться всеобщими,
несмотря на очень широкую сферу их примени-
мости, и математические понятия, поскольку они
касаются преимущественно лишь количествен-
ных определенностей действительности. Напро-
тив, философские обобщения носят всеобщий,
универсальный характер, т. е. выражают все
фундаментальные определенности бытия: как ко-
личественные, так и качественные, как формаль-
ные, так и содержательные. Философские поня-
тия — обобщения особого рода и с точки зрения
их содержательных характеристик. Синтез сово-
купного опыта научного познания и социальной
практики в них осуществляется под углом зрения
коренных проблем человеческого отношения к
миру, отношения бытия и сознания, решения
основного вопроса философии. Поэтому разра-
ботка общих философских категорий и законов
способствует правильному пониманию и разви-
тию всего обобщающего аппарата современного
научного познания.
Каким же образом мировоззренческие предпо-
305
П. Н. ФЕДОСЕЕВ
сылки и факторы включаются в процесс
научного познания? Во-первых, философско-ми-
ровоззренческие установки определяют цели и
задачи исследования, во многом обусловливают
выбор проблем, подлежащих исследованию. Во-
вторых, влияя на представления ученых о сущно-
сти науки, о методологии познания, они опреде-
ляют общую познавательную ориентировку уче-
ного, активно включаются в структуру самой
научно-исследовательской деятельности, форми-
руя логическую культуру мышления. Они про-
низывают все этапы научного исследования:
играют существенную роль в осмыслении эмпи-
рического уровня науки, влияют на содержание
теоретических понятий, определяют критерии ра-
циональности и научности и т. д. Одним словом,
без учета социально-культурных факторов разви-
тия науки, в число которых входят и мировоз-
зренческие предпосылки, вряд ли возможна пло-
дотворная разработка такой методологии науки,
в центре внимания которой находился бы не ана-
лиз готового, уже сформировавшегося знания, а
механизмы движения науки к новым результа-
там, логики исторического развития познания.
Этот факт, в общем-то, очевидный для сторонни-
ков марксистско-ленинской философии, которой
органически присущ принцип соединения гносе-
ологического и социокультурного подходов к
анализу науки, ориентирующий на постановку и
анализ мировоззренческих, теоретико-познава-
тельных и методологических проблем науки в
широком культурно-историческом контексте, во
взаимосвязи с материальным производством и
другими формами общественного сознания, на-
чинает признаваться и некоторыми направлени-
ями современной буржуазной философии. Такой
сдвиг в общей проблемной ориентации и стиле
философствования части буржуазных философов
весьма симптоматичен.
Как известно, вплоть до 60-х годов нашего
столетия в буржуазной философии и методоло-
гии науки господствующее положение занимал
неопозитивизм, отрицавший наличие в науке
мировоззренческих проблем, призывавший от-
бросить мировоззренческую проблематику и цен-
ностные подходы. Неопозитивизм пытался пока-
зать, что специально-научное знание представляет
единственно аутентичную форму познания и
высшую культурную ценность, способно само по
себе, в изоляции от других форм общественного
сознания и культуры, обеспечить ориентацию
человека в мире. Однако с позиций подобного
мировоззренческого нигилизма, как это теперь
всем очевидно, оказалось невозможным вырабо-
тать эффективную и отвечающую духу современ-
ной науки целостную программу философско-
методологического анализа развития науки. Те-
перь и новейшие позитивистские доктрины —
так называемые «постпозитивистские», к числу
которых относятся «критический рационализм»,
«историческое направление» в философии науки
ит. д., — не могут игнорировать органической
связи науки с философией и мировоззрением,
рассматривать обособленно проблемы филосо-
фии и развития науки.
Однако, будучи вынужденными в силу самой
логики развития научного познания в той или
иной мере учитывать социально-детерминирован-
ный, исторический характер формирования,
функционирования и развития науки, вклад в ее
рост философии и других форм общественного
сознания, буржуазные философы не смогли
выработать необходимых для этого концептуаль-
ных средств. В результате факт мировоззренче-
ской, социокультурной обусловленности научно-
го познания служит основой для безудержно
релятивистской и скептической интерпретации
развития науки. С одной стороны, утверждается,
что выводы науки всегда носят конкретно-ситу-
ационный характер. История науки изображается
как последовательность различных стилей, или
«парадигм», научно-теоретического мышления,
не имеющих друг с другом точек соприкоснове-
ния, по существу, несоизмеримых. Метафизиче-
ски абсолютизируется момент относительности,
прерывности в развитии познания, результатом
чего является отрицание возможности прогресса
познания, отрицание идеи объективной истины.
С другой стороны, ссылки на историческую и ак-
туальную включенность науки в более широкий
социокультурный контекст истолковываются в
духе мнимой необходимости преодоления «чрез-
мерной» противоположности между наукой и
антинаучными формами отношения к действи-
тельности. Тем самым фактически размываются
объективные основы научной рациональности и
открываются каналы для проникновения в науку
мифологии, мистики и религии.
Адекватный образ науки как исторически раз-
вивающегося процесса, неотделимого от обще-
культурного развития, может выработать только
такая философия, которая не отгораживается от
науки, но в то же время и не ограничивается
одним лишь освоением данных конкретно-на-
учного познания, которая признает и последова-
тельно реализует свою установку на научность.
Возьмем, например, проблему сущности, форм и
движущих сил так называемых «революций в
науке», в ходе обсуждения которой западная
философия науки как бы заново открывает для
себя и факт культурно-мировоззренческой детер-
минации научного познания, и все многообразие
и богатство функции философии в отношении
конкретно-научного знания.
Для многих современных противников «клас-
сического» позитивизма первой половины на-
шего столетия, те постпозитивистские доктрины,
которые ориентируются на учет целостности зна-
ния, его историзма, взаимосвязей философского
и научного познания, отказываются от наивно
кумулятивистских взглядов на развитие науки,
представляются неким «коперниканским» пере-
306
ФИЛОСОФИЯ И НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ
воротом в философии и методологии науки. На
самом же деле все постпозитивистские доктрины
отнюдь не представляют собой какой-то прин-
ципиально новой ориентации, если их рассмат-
ривать в более широком историческом и фи-
лософско-мировоззренческом контексте, т. е. не
ограничиваться только сопоставлением с неопо-
зитивизмом первой половины нашего столетия,
а учитывать магистральную линию развития
философе ко-методологических исследований —
развитие и обогащение материалистической
диалектики. Все те подходы, которые только пы-
таются реализовать в методологическом анали-
зе «историческое направление», «критический
рационализм» и т. д., были всегда органически
присущи марксистскому способу анализа науч-
ного знания. Характерно, что проблема научных
революций, привлекающая к себе ныне столь
большое внимание, впервые стала предметом
серьезного исследования именно в марксистской
философии уже в самом начале XX в. Мы имеем
в виду анализ революции в физике на рубеже
XIX—XX столетий, данный В. И. Лениным в ра-
боте «Материализм и эмпириокритицизм».
Диалектико-материалистический подход дока-
зал свою эффективность, свое несомненное соот-
ветствие духу и характеру современного
научного познания прежде всего потому, что все
эти принципиальные общеметодологические
установки реализуются в исследованиях ученых-
марксистов в существенно ином философски-ми-
ровоззренческом контексте, определяемом иде-
ями материалистической диалектики как наибо-
лее полной, свободной от односторонностей
научной теории развития. Этот подход отвергает
эклектическую теорию «равнозначности» всех
формообразований сознания для развития науки,
так же как и представление о принципиальной
«общности» науки и таких антинаучных форм
отношения к реальности, как религия или мифо-
логия.
Нам представляются неубедительными столь
модные ныне ссылки на то, что будто бы этно-
графия, структурная лингвистика выявили в
мифологии и других ненаучных формах сознания
наличие некоторой логической упорядоченности и
тем самым положили конец «монополии» науки
на рациональность. В этих рассуждениях научная
рациональность необоснованно сводится только к
формальным, структурным характеристикам без
учета ее специфической содержательности. Ме-
жду тем научная рациональность характеризуется
не только логической последовательностью,
внутренней упорядоченностью, а прежде всего
объективной содержательной обоснованностью,
способностью достигать истинного, поддающего-
ся критической проверке и практически под-
тверждаемого знания. Мифологические и мисти-
ческие построения не обладают ни одним из этих
свойств. Решение проблемы лежит не на пути
уравнивания науки и фантастических форм отра-
жения действительности, а на пути углубления
понимания научной рациональности.
Рассматривая науку не только как отражение
реальности, но и как социально детерминирован-
ный, исторический процесс, в тесной взаимосвязи
со всеми другими типами и формами мате-
риально-практического и духовного освоения
действительности, диалектико-материалистиче-
ская концепция науки большое внимание придает
проблемам внутренней логики развития позна-
ния. В процессе научного познания возникают
многочисленные внутренние противоречия в са-
мой науке, например, противоречия между
сложившимися теориями и данными эксперимен-
та, между новыми и старыми концепциями и иде-
ями. Изучение такого рода внутренних противо-
речий имеет большое значение для понимания
путей и законов развития научного познания, в
том числе истоков научных революций. И здесь
обнаруживается методологическое превосходство
диалектико-материалистического понимания
революций в науке над постпозитивистскими
представлениями о механизмах роста научного
знания. Как правило, постпозитивисты ограничи-
ваются исследованием социально-психологи-
ческого контекста функционирования и развития
научного знания, подвергают сомнению суще-
ствование каких-либо рациональных, логических
структур, детерминирующих рост знания. Между
тем, как показывает опыт истории философии,
понять закономерности формирования нового
знания в науке можно только в том случае, если
не ограничиваться учетом идеалов и ценностей
ученых, субъективных побудительных мотивов
их деятельности, а идти дальше, анализировать те
объективные предпосылки и связи, которые
лежат за этими побудительными мотивами и
определяют их. В тех же случаях, когда призна-
ется наличие некоторых собственно логических
факторов роста знания, как это имеет место в
«критическом рационализме», состав последних
понимается крайне узко — признаются только
формально-логические средства. Поэтому и в
этих концепциях начисто отрицается сама воз-
можность разработки логики научного открытия,
а функции логических средств сводятся к тому,
что они служат одним из средств, помогающих
фальсификации, опровержению уже сформули-
рованного научного утверждения.
Наконец, раскрывая объективную логику
движения научного познания, становления це-
лостной научной картины мира, марксистская
концепция науки выявляет диалектическую связь
непрерывности и прерывности, преемственности
и революционных преобразований в научном
прогрессе. Такая диалектика характерна как для
развития естествознания, так и для прогресса
общественных наук.
Научные революции — узловые моменты в
процессе формирования целостного научного ви-
дения мира, в установлении связей между отдель-
307
П. Н. ФЕДОСЕЕВ
ними отраслями научного познания. Сколь бы ни
было спокойным эволюционное развитие знаний,
оно сопряжено с открытием явлений, при объяс-
нении которых, с точки зрения господствующих
теоретических концепций, возникают серьезные
затруднения и проблемы. В периоды научных
революций особенно ярко проявляются творче-
ские стороны человеческого мышления как
целостного инструмента теоретического овладе-
ния миром, формируются наиболее фундамен-
тальные теоретические обобщения, меняется сам
способ научного объяснения и видения окружа-
ющей действительности. «Послереволюционное»
развитие науки так или иначе питается соками
предшествовавшей научной революции.
Но в то же время научная революция немы-
слима без подготовительной работы, приходя-
щейся на эволюционные стадии в развитии
познания. Революционные идеи так или иначе
обусловлены познавательной ситуацией, склады-
вающейся на всем фронте науки. Поэтому
научное мышление, хотя оно постоянно расши-
ряет границы имеющегося в каждый данный
момент научного знания, не может опираться на
что-либо иное, кроме самой этой системы знания,
фиксирующей результаты предшествующего
изучения реальности. Новые научные положения
обосновываются и получают статус научности
только путем соотнесения с уже сформировав-
шейся системой знания, осмысляются с учетом
того, что уже получило обоснование, что уже под-
тверждено практикой и историей познания.
В плане понимания диалектики преемственности
и прерывности, скачкообразности в развитии на-
учного познания существенно и то, что научные
теории представляют собой сложные концепту-
альные образования, разные элементы которых
возникли в разное время и эволюционируют раз-
личными темпами. Поэтому даже наиболее ради-
кальные сдвиги в ходе развития науки в разной
степени и далеко не одновременно затрагивают
различные элементы сложившейся системы на-
учного знания — пересмотр, уточнение или же
отказ от одних ее элементов совершается при
сохранении других. Уже по одной этой причине
научные революции, знаменующие становление и
утверждение качественно новых типов или стилей
научного мышления, не могут трактоваться в
духе теории катастроф, в духе полной несовме-
стимости и несоизмеримости продуктов научной
деятельности разных исторических эпох.
Будучи наиболее продуктивными с точки зре-
ния реализации философией ее мировоззренче-
ской функции, научные революции оказываются
в то же время наиболее сложными для осуще-
ствления методологических функций философии.
И дело здесь не только в том, что в такие периоды
быстрыми темпами перестраивается и обогаща-
ется новым содержанием система научного зна-
ния, но одновременно претерпевает существен-
ные изменения образ науки в целом, представ-
ления о характере, направлениях и средствах
методологической рефлексии над наукой. Изве-
стно, например, что современный переворот в
науке — нынешняя научно-техническая револю-
ция — привел к возникновению качественно но-
вой ситуации в методологии науки: возникли спе-
циально-научные приемы и средства анализа
науки, выполняющие функцию частных, вспомо-
гательных методологических регуляторов движе-
ния познания к истине. Ныне значительная часть
методологических разработок осуществляется с
помощью формально-логических методов или
методов системного анализа. Однако ни в отдель-
ности взятые, ни в их совокупности они не могут
претендовать на роль всеобщей методологии
науки. Эту функцию может взять на себя только
философия. И именно материалистическая диа-
лектика осуществляет ее в современных условиях
наиболее эффективным образом. Изучая природу
и возможности научного познания, отношение
научного знания к действительности, марксист-
ско-ленинская философия ориентируется на по-
иск всеобщих оснований науки, условий истинно-
сти и достоверности научного познания, предпо-
сылок и механизмов его формирования и тем
самым объективно выступает в роли всеобщей
методологии научного познания.
308
ЛЕОНИД ВИТАЛЬЕВИЧ КАНТОРОВИЧ,
ИОСИФ ВЛАДИМИРОВИЧ РОМАНОВСКИЙ
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
В УПРАВЛЕНИИ ЭКОНОМИКОЙ
____J
Леонид Витальевич Канторович (р. 1912) —математик и экономист, акаде-
мик, заведующий отделом Всесоюзного научно-исследовательского инсти-
тута системных исследований, лауреат Ленинской премии и Государствен-
ной премии СССР.
Первые научные результаты Л. В. Канторовича относились к теории проек-
тивных множеств. В функциональном анализе он ввел и изучил класс полу-
упорядоченных пространств, впервые применил функциональный анализ в
вычислительной математике, развил общую теорию приближенных мето-
дов, построил эффективные методы решения операторных уравнений.
В 1939—1940 Л. В. Канторович положил начало линейному программиро-
ванию. Установил важное значение объективно обусловленных оценок, эти
исследования способствовали созданию теории оптимального планирова-
ния и управления народным хозяйством и разработке проблем социалисти-
ческой экономики. В 1975 Л. В. Канторовичу и американскому профес-
сору Т. Купмансу присуждена Нобелевская премия по экономике за
вклад в теорию оптимального использования ресурсов.
Л. В. Канторович является иностранным членом ряда зарубежных акаде-
мий и почетным доктором многих университетов.
номике принято связывать реше-
ние задач планирования, носящих количествен-
ный характер, и это понятно и естественно.
Однако и для практики хозяйственного управле-
ния, и для экономической науки столь же суще-
ственно, что математические методы дали новые
возможности качественного изучения экономиче-
ских явлений и в ряде случаев впервые объяснили
конкретный смысл и значение некоторых эконо-
мических показателей.
И то и другое оказалось особенно важно в
условиях современного социалистического про-
изводства с его огромными масштабами и слож-
ными взаимосвязями. Для того чтобы понять,
почему именно социалистическое производство
так нуждается в новых методах управления, испо-
льзующих средства математики и вычислитель-
ной техники, нужно немного оглянуться назад.
Вместе с Октябрьской революцией, устано-
вившей общественную собственность на основ-
ные средства производства, появился принци-
пиально иной подход к управлению экономикой.
Иосиф Владимирович Романовский (р. 1935) — математик, доктор
физико-математических наук, профессор Ленинградского государствен-
ного университета им. А. А. Жданова.
Родился в Ленинграде. В 1957 окончил математико-механический факуль-
тет Ленинградского государственного университета и был оставлен для
работы в ЛГУ. Математической экономикой и исследованием операций
занимается с 1956. В 1968 защитил докторскую диссертацию на тему
«Асимптотические и стационарные задачи динамического программирова-
ния». В настоящее время работает главным образом над созданием числен-
ных методов для решения экстремальных задач и их реализацией на ЭВМ.
Еще В. И. Лениным были выдвинуты основные
принципы управления социалистическим хозяй-
ством — плановое начало, нашедшее организа-
ционное выражение в создании Госплана, а еще
раньше в разработке плана ГОЭЛРО, а также
экономические методы управления, реализован-
ные в системе хозрасчета.
Фактическое ^осуществление этих принципов
не могло опираться на предыдущий опыт. Не
было никакого опыта планирования народного
хозяйства не только в условиях социалистиче-
ского общества, но и в сколько-нибудь сравни-
мых масштабах и на таком уровне в условиях
капитализма, не говоря уже о других досоциали-
стических формациях. У нас экономический меха-
низм управления должен был строиться в совер-
шенно других условиях — без рынка, конкурен-
ции, частного предпринимательства. Например,
если в условиях капиталистического хозяйства
цены стихийно образуются на рынке и хозяй-
ственные расчеты фирм могут опираться на эту
стихийно возникающую систему цен, то в усло-
виях социалистического хозяйства этот механизм
309
Л. В. КАНТОРОВИЧ, И. В. РОМАНОВСКИЙ
отсутствует — цены определяются и назнача-
ются органами экономического управления. Бо-
лее того, в некоторых случаях само существова-
ние цены на тот или иной ресурс и надобность в
ней в условиях социализма становятся пробле-
мой.
Между тем требования к качеству экономиче-
ских и плановых расчетов в социалистических
системах несравненно выше, чем в капиталисти-
ческой. Эти расчеты необходимы не только для
анализа общей экономической обстановки и воз-
действия на нее, но и как основа конкретных
хозяйственных решений и ординарных, и весьма
крупномасштабных. Примером может служить
задача о размещении заказов на металл и об испо-
льзовании прокатных станов, решаемая в автома-
тизированной системе управления АСУ «Ме-
талл» в масштабах всей страны. Связанные с этой
задачей хозяйственные решения принимаются на
разных уровнях управления и в географически
далеких друг от друга местах, но должны быть
взаимно согласованы и увязаны между собой.
Эта согласованность в данном и других случаях
включает натуральные материальные балансы за-
трат и выпуска продукции между различными
отраслями (балансы по горизонтали) и между
различными уровнями управления (балансы по
вертикали), согласованность интересов каждого
локального органа управления с интересами
народного хозяйства в целом. Конечно, этим и
другим требованиям удавалось удовлетворить, но
лишь частично и в результате многих попыток и
шачительных усилий. В то же время нужно отме-
тить, что эти требования были уже давно доста-
точно отчетливо поняты, и, однако, давно стало
ясно, что без специальной разработки новой
системы экономического управления, обеспечи-
вающей их выполнение, нельзя полностью реали-
зовать все преимущества социалистической си-
стемы хозяйства.
Необходимость не только качественного, но и
количественного подхода к решению хозяйствен-
ных задач сделала совершенно неизбежным испо-
льзование в экономике математических методов.
Математическая формализация занимала опреде-
ленное место в экономической науке и в классиче-
ский период. Можно в связи с этим вспомнить
модели, которые рассматривал К. Маркс, извест-
ные схемы воспроизводства, изучавшиеся
В. И. Лениным. Однако потребности экономиче-
ского управления в социалистическом обществе
дали несравненно больший импульс к развитию
этих методов, начиная уже с 20-х годов этого сто-
летия, и именно здесь они получили первое непо-
средственное использование в экономической
практике.
Применение математики в какой-либо кон-
кретной области начинается с модельного описа-
ния соответствующего явления или процесса, и в
дальнейшем основывается на математическом
анализе этой модели и использовании его резуль-
татов. При формировании модели стараются
сохранить важнейшие черты явления или про-
цесса и отвлечься от второстепенных, с тем чтобы
модель была обозрима и доступна для.исследова-
ния, но вместе с тем не оказалась чрезмерно упро-
щенной и малосодержательной.
В упомянутой уже задаче о прокатных станах,
которую мы будем использовать в качестве иллю-
стративного примера и в дальнейшем, можно
выделить много характерных черт, которые
трудно разделить на важнейшие и второстепен-
ные. Ясно, что необходимо учитывать производ-
ственные мощности станов и потребности в раз-
личных сортаментах проката. Почти так же ясно,
что следует учитывать специализацию станов,
т. е. допустимые для производства сортаменты и
существенные различия в соотношениях произво-
дительностей станов на различных сортаментах, и
географическое положение поставщиков и по-
требителей, которое сильно влияет на транспорт-
ные издержки. Менее ясно, следует ли учитывать
комплексирование заказов, т. е. групповое раз-
мещение на одном и том же заводе заказов, пред-
назначенных для данного потребителя, равномер-
ность выполнения поставок по сортаментам вну-
три интервала планирования, омертвление
средств, связанное с обеспечением необходимых
текущих запасов.
Уже на этой задаче видно, что экономика
представляет собой привлекательный и в то же
время трудный для математического моделирова-
ния предмет. Даже основные параметры модели,
описывающей экономическую систему, параме-
тры, которые в технических системах обычно
ясны и бесспорны, здесь вызывают вопросы.
Вряд ли можно сказать с определенностью,
непрерывны или дискретны должны быть неко-
торые переменные, например, объемы поставок
могут быть и непрерывными и дискретными
(если дробление поставки по каким-нибудь
причинам недопустимо). Если техническая си-
стема многомерна, т. е. зависит от нескольких
параметров, то обычно число этих параметров —
размерность модели — определяется с несомнен-
ностью. Размерность экономической модели, на-
против, как правило, не может быть точно указа-
на, она зависит от формы описания системы, от
характера агрегирования (объединения, напри-
мер, профилеразмеров проката или заказчиков в
укрупненные группы) и т. д. Экономическая
система в основном детерминирована и в то же
время во многом стохастична, т. е. она сама и
участвующие в ее описании параметры подвер-
жены воздействию случайных факторов. Она
централизована и в то же время в значительной
массе решений децентрализована. Управляема,
но в известных частях инерционна, в основном
автономна, но имеет значительное число внешних
связей и влияний. Этот конкретный динамический
характер экономической системы не допускает
формального подхода к ее изучению.
310
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В УПРАВЛЕНИИ ЭКОНОМИКОЙ
Но несмотря на все эти трудности, метод мате-
матического моделирования оказался достаточно
плодотворным и в применении к экономике. Уда-
лось не только построить значительное число
моделей, ценных в научном отношении и эффек-
тивных в приложениях, но и выработать общие
подходы к их построению.
Перечисляя такие модели, следует прежде
всего назвать анализ межотраслевых связей.
Если сгруппировать всю продукцию народного
хозяйства в определенное число отраслей, то све-
дения об использовании этой продукции в даль-
нейшем производстве каждой из отраслей можно
представить в виде квадратной таблицы —
матрицы межотраслевых связей. Такая таблица
позволяет описать и глубоко проанализировать
существующие связи между отраслями. Первые
подобные народнохозяйственные балансы произ-
водства и потребления были построены ЦСУ еще
в 1923—1924 гг. Существенное дальнейшее раз-
витие балансовый подход получил в работах аме-
риканского ученого В. В. Леонтьева (1939 г.).
Он придал этому описанию математический
характер, что позволило применить аппарат, тер-
минологию и мощные вычислительные средства
линейной алгебры.
Такое описание экономической системы по-
зволяет подойти к исчислению изменений в объ-
емах производства каждой отрасли, необходимых
для получения заданных изменений в конечном
продукте, строить так называемые коэффици-
енты полных затрат, учитывающие не только
непосредственные (прямые) затраты в производ-
стве, но и затраты второго, третьего и т. д.
порядка, вызываемые цепным процессом увели-
чения выпуска продукции в смежных отраслях
для компенсации возросших затрат в данной
отрасли. Несмотря на большую условность и при-
ближенность модели, эти «матрицы затрат и
выпуска» получили большое распространение,
так как необходимая для них информация
успешно обеспечивается статистикой. Определен-
ное использование эта модель находит и в совет-
ской практике планирования, хотя здесь ее при-
менение вызывает особые трудности. Эти трудно-
сти сродни упоминавшимся. Чем больше число
отраслей, на которые разделено народное хозяй-
ство, тем точнее, казалось бы, должны быть
результаты. Однако с ростом числа отраслей рас-
тут вычислительные трудности, ухудшается ин-
формационное обеспечение модели — коэф-
фициенты матрицы прямых затрат становятся
неустойчивыми. В условиях нашей страны иногда
приходится даже различать как отдельные
отрасли идентичные производства в различных
районах страны. В качестве компромисса оста-
навливаются обычно на модели сравнительно
небольшого размера, с несколькими сотнями
отраслей.
Следует сказать особо об одном из успешных
применений методики межотраслевого баланса.
Дело в том, что та же матрица балансовых соот-
ношений может быть использована для постро-
ения финансовых балансов, в которых неизвест-
ными выступают цены на продукцию различных
отраслей. Разумеется, здесь речь идет о каких-то
«опорных» ценах, по которым можно определить
лишь соотношение цен между продукцией различ-
ных отраслей. В послевоенные годы в советской
экономической практике ощущалась необходи-
мость установления более правильных соотноше-
ний уровней цен, без чего использование финан-
совых показателей было затруднено. В 1967 г.
при введении новой структуры ценообразования,
учитывающей фондоемкость производства, пред-
варительный пересчет уровней цен был выполнен
именно по матрице межотраслевых связей. Новая
система цен значительно лучше соответствовала
реальному состоянию экономики.
В некоторых случаях для качественного и гло-
бального количественного исследования общего
развития экономики, для прогнозирования ее
основных обобщенных показателей развития, та-
ких, как национальный доход, основные фонды,
объем потребления, полезно рассматривать так
называемые макроэкономические модели, пред-
полагающие наличие всего одной-двух отраслей.
Первая советская модель такого рода была
построена в 1928 г. Г. А. Фельдманом. В то
время на Западе модели роста еще только заро-
ждались, но впоследствии это направление полу-
чило широкое развитие благодаря многочислен-
ным работам Е. Домара, Р. Харрода, Я. Тинбэр-
хэна и др. У нас в стране эти исследования были
продолжены в шестидесятые годы.
Наибольшее распространение и развитие в
дальнейшем получили линейные оптимизацион-
ные модели. В этих моделях экономика описыва-
ется с помощью набора производственных спосо-
бов, каждый из которых задает возможность
переработки некоторого фиксированного набора
ингредиентов (продуктов и ресурсов) в другой,
также фиксированный набор. Дальше будем
пользоваться термином «продукт», понимая его
очень широко. Например, можно рассматривать
способ, который перерабатывает некоторое коли-
чество «горячего времени» работы данного стана
в тонну проката данного сортамента для данного
потребителя.
Модель называется линейной, так как предпо-
лагается, что каждый такой производственный
способ может использоваться с любой интенсив-
ностью, и, скажем, при выпуске 3,62 тонны дан-
ного сортамента для данного потребителя
затраты горячего времени будут в 3,62 раза
больше, чем при выпуске одной тонны (это и есть
линейная зависимость). Модель называется опти-
мизационной, так как для оценки качества плана
(системы способов с данными интенсивностями)
используется линейная функция от интенсивно-
стей производственных способов — целевая
функция, которая должна достигать (в зависимо-
311
Л. В. КАНТОРОВИЧ, "И. В. РОМАНОВСКИЙ
сти от смысла задачи) наибольшее или наимень-
шее значение.
Математическая форма линейной оптимиза-
ционной модели представляется задачей линей-
ного программирования. Условия этой задачи
легко записываются в виде системы равенств и
неравенств на линейные функции от переменных,
задающих интенсивности производственных спо-
собов.
Пусть J — множество станов, 5 — множество
сортаментов, К — множество потребителей.
Пусть Js — множество станов, производящих
сортамент 5 и tjs — горячее время стана у, необ-
ходимое для производства тонны сортамента 5.
Обозначим через Jj лимит горячего времени
стана у, через djs — затраты на производство
станом у тонны сортамента s, через сд — сто-
имость перевозки тонны проката от стана до
потребителя к. Искомыми будут переменные
xjsh кеК, seS, jejs, где xy^ — количество про-
ката сортамента s, выпускаемое на стане у для
потребителя к. Ясно, что все эти Xjs^ должны
быть неотрицательными. Поставки каждому по-
требителю к по каждому сортаменту 5 должны
равняться заданным числам bs^
^jeJsXjsk =bsk
(это и есть в данном случае условие материаль-
ного баланса). Условие баланса времени для
каждого стана записывается в форме неравен-
ства: затраты времени не должны превосходить
его лимита
^sktjsXjsk
В качестве целевой функции могут быть при-
няты суммарные затраты на производство и пере-
возку проката
^jsk ( djS Ч” Cjk ) Xjsk)
и требуется найти план с минимальным значе-
нием этой функции.
Отметим, однако, что несовершенство си-
стемы финансовых показателей делает эту целе-
вую функцию недостаточно удовлетворительной;
затраты на эксплуатацию прокатного стана
можно по-разному соизмерять с транспортными
затратами. Поэтому остается либо решать целый
набор задач с различным соизмерением тех и
других затрат, либо минимизировать затраты на
производство, измеряемые в денежной оценке
горячего времени станов, при заданном уровне
затрат на транспорт. Такое изменение условий
или целевой функции математически не вызывает
затруднений, задача не меняет своего вида и
решается тем же стандартным методом.
Приведенная задача чрезвычайно широко при-
менима. В точности такая же постановка вопроса
встречается при распределении заданий на произ-
водство автомобильных шин, оконного стекла,
бумаги и многих других видов продукции массо-
вого выпуска. Общая же задача линейного про-
граммирования приложима практически ко всем
отраслям народного хозяйства и на всех уровнях
управления.
Постановка таких задач была наиболее есте-
ственной в Советском Союзе, так как здесь стре-
мление получить план, дающий наилучший
эффект для системы в целом, лежит в основе
хозяйственной деятельности. Поэтому не случай-
но, что методология такого моделирования и
эффективные методы расчета и анализа этих
моделей были впервые предложены именно в
Советском Союзе.
Немалую роль в применении этих моделей
сыграло то обстоятельство, что одновременно с
их появлением появились и эффективные методы
и алгоритмы нахождения оптимальных решений,
позволившие решать задачи с многими перемен-
ными (способами) и ограничениями вначале вруч-
ную, а затем на электронных вычислительных
машинах. Возможность эффективной работы с
моделями, содержащими сотни и тысячи перемен-
ных, позволила применить данный метод к слож-
ным задачам, учитывающим многие факторы и
варианты и многочисленные ограничения. Это, в
свою очередь, позволило значительно повысить
реалистичность моделей во многих экономиче-
ских ситуациях.
Впервые эти методы были применены в
1950 г. в конкретных производственно-экономи-
ческих задачах. В тех случаях, когда реальные
условия достаточно хорошо соответствовали мо-
дели, удавалось получить доброкачественную ин-
формацию и обеспечить организационные усло-
вия для внедрения (что часто было далеко не про-
сто!), оптимальное решение давало значительный
эффект в увеличении производительности или в
снижении затрат на 3—10% и более. Одновре-
менно становилась четче организация производ-
ственного процесса.
В настоящее время удается решать такие круп-
ные задачи, как рассматриваемая выше задача о
прокатных станах. В ней число станов доходит
до нескольких сотен, количество заказов — до
сотен тысяч, транспортные задачи решаются в
масштабе железнодорожной сети всей страны.
Кроме записанных выше ограничений, метод при
имеющейся его реализации даже на сравнительно
маломощных вычислительных машинах позволя-
ет учитывать еще сотни линейных ограничений
«общего вида». Эффект, который был получен в
результате вычислений, эквивалентен увеличе-
нию мощности станов до 3—5% при сохранении
прежнего уровня транспортных издержек.
Дальнейшее обогащение методологии моде-
лирования (внесение динамики, разработка мето-
дов декомпозиции — структурного членения
экономики) и осмысление большим коллективом
ученых значения и возможностей использования
оптимизационных моделей в социалистической
экономике привели к созданию методологии
оптимального планирования, позволившей охва-
тить в единой теории большой и разнообразный
312
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В УПРАВЛЕНИИ ЭКОНОМИКОЙ
комплекс плановых проблем, вплоть до про-
блемы перспективного народнохозяйственного
планирования. Эта методология еще далеко не
завершила своего развития и в целом еще не
получила реализации, а некоторые вопросы оста-
ются дискуссионными. Однако по некоторым
важным проблемам, например по проблеме пер-
спективного отраслевого планирования, имеются
конкретные методические разработки, использу-
ющие эту методологию, накоплен значительный
опыт ее применения в ряде отраслей, определен-
ным образом используемый и в плановой работе.
Необходимо, однако, подчеркнуть, что новая
методология плановых расчетов была не един-
ственным и, может быть, не главным результа-
том использования математических методов.
Концепция оптимизации и тот логический и
математический уровень анализа, которого тре-
бует конструирование модели, способствовали
более глубокому и четкому пониманию самих
проблем планирования и управления народным
хозяйством; требований к информации, структуре
хозяйственных связей и т. д. Анализ оптимиза-
ционных проблем позволил с иной стороны оце-
нить смысл и значение различных экономических
показателей в условиях социалистического хозяй-
ства (цены, ренты и др.), что открыло новые воз-
можности их исчисления и использования, коли-
чественного анализа их взаимосвязей.
При решении задачи линейного программиро-
вания наряду с самим оптимальным планом
одновременно получается система показателей,
соответствующих ограничениям этой задачи,
тесно связанная и согласованная с оптимальным
планом. Эти показатели называются двойствен-
ными переменными. Частным случаем двойствен-
ных переменных являются известные множители
Лагранжа. Для экономических задач, где эконо-
мическая ситуацйя не отождествляется со своей
математической моделью, для четкости описания
проводится различие между этими двойствен-
ными переменными и их реальными экономиче-
скими аналогами, которые называются объек-
тивно-обусловленными (о.о. оценками), ценами
оптимального плана, либо теневыми ценами (как
назвал их американский ученый Т. Купманс).
Эти показатели определяют соотношения заме-
щения видов продукции и ресурсов другими в
данных условиях и взаимосвязях. Наличие таких
оценок в некотором смысле характерно для опти-
мального плана.
Поскольку социалистическое хозяйство осно-
вывается на принципах сознательного научного
управления и имеет целью наилучшее удовлетво-
рение потребностей общества, оно по своей при-
роде соответствует оптимальным принципам, и к
нему (с соответствующими коррективами,
определяемыми отклонениями модели от реаль-
ной жизни) применимы выводы, получаемые при
анализе оптимизационных моделей. Принци-
пиально важно, что не только ввиду наличия хоз-
расчета и товарно-денежных отношений, но и в
соответствии с самой природой социалистиче-
ского хозяйства в нем должна быть система цен,
дающая основу для установления в хозяйстве
объективных соотношений эквивалентного обме-
на, в том числе производственного обмена, при
этом оценка производственной продукции
должна соответствовать оценке затраченных ре-
сурсов. Такие оценки должны быть не только для
продукции, но и для всех видов ограниченных
ресурсов — для основных фондов в зависимости
от их эффективности, для земли (земельная рен-
та), для месторождений полезных ископаемых
(горная рента), для задалживания капитальных
средств (норматив эффективности капитальных
вложений).
Возможность объективного сопоставления
разновременных и разнокачественных затрат
продукции и ресурсов открывает возможность
построения полной и научно обоснованной систе-
мы хозрасчета. Так, например, этот научный ана-
лиз подтвердил обоснованность введения в хоз-
расчет платы за используемые фонды, что до хо-
зяйственной реформы 1965 г. не учитывалось.
В настоящее время принципиально решен вопрос
о денежной оценке природных богатств и исчис-
лении для них рентных оценок, в частности для
месторождений природных ископаемых, лесных
богатств, земельных угодий и воды. Это исчис-
ление основывается на методологии расчета опти-
мального использования этих ресурсов в народ-
ном хозяйстве. Естественным дальнейшим шагом
должно быть использование этих оценок в ценах
на соответствующие виды продукции. Как осо-
бенно важную меру следует отдельно назвать
учет земельной ренты в ценах на сельскохозяй-
ственную продукцию.
Правильное соотношение цен, их соответствие
рациональным (оптимальным) методам произ-
водства — общественно необходимым затратам
позволяют им полноценно выполнять свои основ-
ные функции Например, только при таких ценах
можно по сопоставлению затрат правильно оце-
нить рациональность производственного реше-
ния. Такая оценка чрезвычайно важна при приня-
тии частных решений — варьировании плана,
так как благодаря ей можно в случае необходимо-
сти достаточно правильно скорректировать план
при изменениях ситуации, не составляя его зано-
во. Это позволяет осуществить известную децен-
трализацию хозяйственных решений в сложной
иерархически построенной системе, состоящей из
ряда подсистем (народное хозяйство — от-
расль — объединение или предприятие). Именно
обладая набором оценок, определенных для боль-
шой системы, каждая отдельная подсистема имеет
возможность произвести выбор конкретных ка-
сающихся ее решений, исходя из интересов всей
системы в целом, а также выработать набор оце-
нок, который играл бы такую же роль для входя-
щих в нее подсистем. Это, конечно, не исключает
313
Л. В. КАНТОРОВИЧ, И. В. РОМАНОВСКИЙ
необходимости согласования работы подси-
стем*.
В рассматриваемой нами задаче о загрузке
станов появляются о. о. оценки двух видов —
оценка единицы горячего времени каждого стана
и оценка каждого сортамента для каждого потре-
бителя. Пожалуй, здесь целесообразно ввести еще
и оценки сортаментов для станов. Итак, мы полу-
чим набор Vj, j е J, набор pjSf se S, j e Js и набор
qks, ke К, s e S.
Эти три набора двойственных переменных
(будем сейчас говорить о переменных математи-
ческой задачи) согласованы с оптимальным пла-
ном в следующем смысле.
Переменные pjs могут рассматриваться как
отпускные цены стана j на различные сортамен-
ты, производимые этим станом, переменные
qi^ — как цены «продажи» этих сортаментов
получателю к. В оптимальном плане цена про-
дажи покрывает все расходы, т. е. если хд5>0,
то
Q ks xPjs ”Ь tyc
Любое другое размещение заказов и последу-
ющая перевозка могут привести в этих показате-
лях разве лишь к потерям, т. е. для всех j, s, к.
Qks pjs + cjk.
С другой стороны, переменные pjs согласо-
ваны с затратами производственных мощностей
стана у. Эти затраты складываются из фактиче-
ских затрат djs на тонну сортамента 5 и «платы»
за использование стана с учетом его дефицитно-
сти. В оптимальном плане отпускная цена покры-
вает эти расходы, т. е. если
Sfc Xjsk >0, ТО Pjs =tjs$j djs'
Любой другой сортамент может привести в этих
показателях разве лишь к потерям, т. е. для всех
Л *
Pjs ^js&j + djs-
Из математической постановки задачи сама по
себе появилась «рента» дефицитного оборудова-
ния. Эта рента имеет регулирующую роль —она
подсказывает, что для данного оборудования с
точки зрения экономики в целом может оказаться
невыгодным какое-то использование его, счита-
ющееся допустимым.
* Такая экономическая постановка вопроса давно
появилась в советской математико-экономической литера-
туре. Однако первая развернутая математическая поста-
новка задачи о децентрализации (экономических) решений
принадлежит американским математикам Дж. Данцигу и
Ф. Вулфу. Предложенный в их работе 1960 г. принцип
разложения для задач линейного программирования дает
метод решения, экономическая трактовка которого в точно-
сти соответствует схеме многоступенчатого управления по
ценам, в которой верхнее звено управления предлагает
цены и следит за балансом, а нижние звенья вырабатывают
свои предложения о наилучшем локальном использовании
ресурсов с учетом этих цен.
314
Например, стан, имеющий специальное обору-
дование для производства высокоточного про-
ката сложных профилей, может производить
рядовые профили с издержками, на много мень-
шими, чем у других станов. Но занять такой стан
рядовыми профилями значило бы передать слож-
ные профили на неприспособленное, малопроиз-
водительное по ним оборудование. Ренты йу и
призваны регулировать правильность использо-
вания оборудования по обстановке, сложившейся
в данный момент.
Разумеется, в реальном применении этой идеи
не может идти речь о слишком детальном следо-
вании математической модели. Ренты оборудова-
ния должны быть достаточно стабильны, цены
сортаментов должны дифференцироваться по до-
статочно крупным зонам и т. п. Поэтому мы раз-,
личаем математические показатели и их реальное
воплощение. Однако важно, что структуру пока-
зателей и принципы их расчета нам подсказывает
математическая модель.
Каждый ресурс, по которому решение ограни-
чено, получает свою оценку, и эта оценка входит
составной частью в оценку любого способа, испо-
льзующего данный ресурс. При этом единицы, в
которых измеряется оценка, — это единицы
целевой функции.
Интересно, что почти для каждого использу-
емого экономического показателя оказалось воз-
можным построить математическую модель, в
которой двойственные переменные оптимально-
го плана имеют структуру данного показателя.
Можно в качестве примера привести дифферен-
циальную ренту I рода в том виде, как она вво-
дится в «Капитале» К. Маркса.
Рассмотрим задачу линейного программиро-
вания.
Пусть N — множество полей, выделенных
для производства одной и той же сельскохозяй-
ственной культуры (зерна). Пусть Sj — площадь
поля, dj — его урожайность (на единицу площа-
ди), Cj — затраты на обработку единицы пло-
щади этого поля. Требуется с минимальными
затратами произвести количество зерна d.
Если обозначить через Xj используемую пло-
щадь /-го поля, мы получим ограничения
0^Xj^Sj,jeN и ZjeNajXj—d.
Соблюдая их, требуется минимизировать за-
траты
S jeNСjXj.
Двойственными переменными будут w для
продукта и Vj для единицы площади /-го поля, а
дифференциальная рента будет в точности равна
Vj =waj—Cj для используемых полей и 0 для неис-
пользуемых (для неполностью используемого
ПОЛЯ WOj =Cj).
Изложенное представляет собой первую сту-
пень в разработке и применении математических
подходов в управлении советской экономикой.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В УПРАВЛЕНИИ ЭКОНОМИКОЙ
Прежде чем говорить о дальнейшем, попробуем
подвести итоги развития этой области науки за
последние 15—20 лет, с того времени как по
инициативе академика В. С. Немчинова в
1960 г. было созвано I Всесоюзное совеща-
ние по применению математических методов в
экономике.
В области теории мы имеем несомненный про-
гресс, прогресс не только качественный, но и
количественный. В стране появилось несколько
специально созданных институтов, работающих
над проблемами количественных методов в эко-
номике. Большие отделы, группы, лаборатории,
кафедры такого профиля имеются почти во всех
научных и учебных институтах экономического и
технического профиля, во многих вычислитель-
ных центрах. Соответствующие дисциплины
включены в учебные планы почти всех экономи-
ческих и многих технических вузов. В ряде уни-
верситетов (Ленинградском, Московском, Ново-
сибирском, Киевском, Воронежском и др.) и в
некоторых технических и экономических вузах
организована подготовка специалистов нового
«гибридного» профиля (экономистов-математи-
ков, или, иначе, экономических кибернетиков).
Само это направление заняло большое и про-
чное место в советской экономической науке и,
несмотря на продолжающиеся временами дискус-
сии, стало ее несомненной и неотъемлемой
частью. Без вклада, который был сделан этим
направлением, уже немыслимо представлять себе
такие центральные разделы экономической на-
уки, как теория планирования, планового цено-
образования, эффективности капиталовложений,
теория ренты, вопросы хозрасчета и стимулиро-
вания.
Большой разработке подверглось моделиро-
вание работы отрасли, района, предприятия.
Здесь можно назвать много плодотворных иссле-
дований, проведенных как в общей форме, так и
применительно к отдельным секторам народного
хозяйства. Серьезные расчеты проводятся при
разработке топливно-энергетических балансов. С
помощью математических моделей решаются за-
дачи размещения химической и горнорудной про-
мышленности. Оптимизационные расчеты ведут-
ся приборостроительной отраслью, нефтеперера-
батывающей промышленностью, в сельском хо-
зяйстве и лесопользовании.
Внимание исследователей привлекали не
только модели производства, но и модели потре-
бления. Эти модели имеют свои специфические
особенности, они должны учитывать не только
экономические, но и социальные аспекты. В этой
связи следует отметить, что советская экономиче-
ская наука уже давно обращает внимание на со-
здание моделей потребления, и назвать имена
Е. Е. Слуцкого, С. Г. Струмилина, А. А. Ко-
нюса, положивших начало работам в этой обла-
сти.
Особенно серьезному, хотя далеко не завер-
шенному исследованию подверглась трудная про-
блема разработки комплекса иерархически орга-
низованных моделей, описывающих экономику
страны от народного хозяйства в целом до
отдельных предприятий.
Мы упомянули только об основной идее
согласованного управления сложной системой на
основе оптимальных принципов. В последние
годы, преимущественно в Центральном эконо-
мико-математическом институте АН СССР, эта
проблема подверглась подробному изучению как
проблема иерархии управления и функциониро-
вания иерархической системы управления в
режиме оптимальности. В связи с этим даже кон-
цепцию оптимального планирования в таком рас-
ширенном виде нередко стали называть системой
оптимального функционирования экономики.
Трудно говорить здесь об этом подробно, но и
математика получила от экономики весьма стиму-
лирующий толчок. Новые постановки задач при-
вели не только к развитию новых областей мате-
матики — математического программирования,
теории игр, вероятностной теории принятия ста-
тистических решений, но и новым направлениям
развития классических разделов математики: гео-
метрии выпуклых множеств, линейной алгебры,
функционального анализа вариационного исчи-
сления, комбинаторики, теории графов и даже
математической физики. Сейчас некоторые из
новых разделов уже органически слились с клас-
сическими разделами, что привело к существен-
ному переосмыслению некоторых фактов. По-
требности экономических расчетов сильно повли-
яли на развитие языков и технологии программи-
рования — черты, заимствованные из практики
учетно-экономических расчетов, значительно по-
вышают эффективность не только экономиче-
ских, но и технических и научных расчетов, а
сочетание в экономических расчетах разнообраз-
ной техники работы с данными и чисто математи-
ческих вычислительных действий привели к появ-
лению новых «пакетных» форм организации
программ.
Однако если говорить о практическом испо-
льзовании новых методов планово-экономиче-
ского анализа и в особенности об их широком
повсеместном внедрении, то здесь достигнуты
значительно более скромные результаты. Хотя
можно назвать (и мы называли) уже большое
число оптимизационных задач, информационных
моделей, реализованных в том или ином объеме
на различных уровнях — от производственного
участка и до Госплана и министерств, эти приме-
нения все еще носят единичный характер.
Можно назвать некоторые виды работы,
получившие достаточно широкое и успешное при-
менение. В строительстве широко используется
организация работ на основе сетевых графиков с
ручным или машинным расчетом необходимых
параметров. В ряде городов оперативное управ-
ление грузовыми автомобильными перевозками
315
Л. В. КАНТОРОВИЧ, И. В. РОМАНОВСКИЙ
осуществляется с помощью вычислительных ма-
шин по программам, которые в течение ряда лет
разрабатывались в нескольких коллективах Мо-
сквы и Ленинграда. В Госснабе СССР системати-
чески используются для рационального прикре-
пления потребителей к поставщикам транспорт-
ная и так называемая производственно-тран-
спортная задачи. Такое прикрепление не только
дает заметное сокращение транспортных затрат,
но и в ряде случаев позволяет значительно
эффективнее использовать производственные
мощности (как в рассмотренной выше задаче о
распределении проката).
По большому числу отраслей проведены
расчеты оптимальных перспективных планов,
получающие известное использование в плановых
расчетах.
Весьма перспективно применение математиче-
ского моделирования в экономике и планирова-
нии сельскохозяйственного производства. Оно
используется для установления структуры посев-
ных площадей, рациональной структуры машин-
ного парка, для построения планов развития
сельскохозяйственного производства на перспек-
тиву, в вопросах рационального использования
орошаемых площадей и др. По многим из этих
вопросов разработаны методики, которые
успешно опробованы и внедрены на отдельных
сельскохозяйственных предприятиях. Изучаются
вопросы использования тех же методов в плани-
ровании сельскохозяйственного производства в
масштабе области и республики и более широко
для агропромышленного комплекса, включа-
ющего переработку сельскохозяйственной про-
дукции и обеспечение сельского хозяйства маши-
нами, удобрениями, высококачественными кор-
мами и т. д. Здесь, однако, возникают своеобраз-
ные трудности с использованием стандартных
методов линейного программирования, так как
получаемые методами решения из-за специфики
сельскохозяйственного производства оказывают-
ся слишком «жесткими».
Большие возможности для применения мате-
матических методов в экономике открываются в
связи с оснащением предприятий народного
хозяйства и органов управления все более совер-
шенной вычислительной техникой, ориентиро-
ванной на проведение экономических и учетных
расчетов. От единичных ЭВМ и центров страна
перешла к созданию автоматизированных систем
управления в отраслях, подотраслях, террито-
риальных органах, промышленных объединени-
ях. При проектировании автоматизированных си-
стем управления (АСУ) ставится задача перейти
от решения отдельных плановых и учетно-инфор-
мационных задач к созданию информационных
служб, производящих систематизированное нако-
пление и обработку информации («банки дан-
ных»), используемой для системной организации
проведения взаимосвязанных расчетов по пер-
спективному, текущему и оперативному планиро-
316
ванию, учету, финансовым и бухгалтерским рас-
четам и т. д.
Некоторые из этих систем уже достаточно раз-
работаны и эффективно используются в том или
ином объеме. Однако задача реальной организа-
ции управления на базе АСУ, как правило, оста-
ется открытой. Нам представляется, что, кроме
технического и математического (программного)
обеспечения АСУ, для успешной ее работы необ-
ходимо научное обеспечение — творческая на-
учная разработка комплекса математических мо-
делей функционирования данной управляемой
системы, глубоко учитывающих ее специфиче-
ские особенности и структуру, и методы решения
возникающих в этой системе задач управления,
которые были бы достаточно эффективны как по
временным, так и по качественным показателям.
Должны быть созданы не только сами теоретиче-
ские модели, нужна научная разработка компле-
кса вопросов их практического внедрения.
В этой связи можно отметить, что в тех обла-
стях, где достигнут значительный успех в испо-
льзовании математических моделей управления,
этот успех получен в результате многолетнего
труда — последовательного совершенствования
моделей и численных методов, преодоления труд-
ностей и недостатков, выявившихся в процессе
реализации. Например, в задачах маршрутизации
автомобильных перевозок такие работы ведутся
уже около 10 лет, примерно столько же — в
задачах планирования проката. По-видимому,
сейчас коллективам, работающим над разработ-
кой АСУ, было бы целесообразно обратить осо-
бое внимание на применение оптимизационных
моделей в текущем планировании, например, на
задачи, возникающие при распределении текущей
производственной программы между предпри-
ятиями отрасли или подотрасли. Эти задачи
нелегки — они связаны с большой ответственно-
стью, жесткими сроками выдачи решения и полу-
чения исходной информации, необходимостью
корректировки планов, межведомственного со-
гласования. Но в то же время успешное воплоще-
ние таких систем позволяет сразу получить и оце-
нить реальный эффект, незамедлительно прове-
рить на опыте качество системы и принципы
моделирования, способствует завоеванию автори-
тета новыми методами управления.
Здесь нужно отметить, что оптимизационная
постановка задачи включает тщательный анализ
наличных ресурсов, наилучших способов их испо-
льзования, возможностей экономии, а правильно
выбранный критерий позволяет приблизиться к
достижению наилучшего конечного результата.
Именно такая постановка задачи, как известно,
максимально удовлетворяет требованиям текуще-
го периода развития.
Теперь мы перейдем к рассмотрению проблем,
которые, по нашему мнению, стоят в настоящее
время. Число этих проблем велико, и некоторые
из них относятся к дальним перспективам этой
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В УПРАВЛЕНИИ ЭКОНОМИКОЙ
области, так что по ним можно высказать лишь
весьма предварительные и, может быть, гада-
тельные суждения. Однако имеется немало
вопросов, научно уже решенных, подготовлен-
ных к практической реализации.
Например, ясно, что двойственные оценки
оптимального плана, о которых шла речь выше,
следовало бы использовать гораздо шире, чем это
делается сейчас. Скажем, при решении транспорт-
ной задачи эти двойственные переменные могут
использоваться для территориальной дифферен-
циации цен, и такие дифференцированные цены
будут способствовать реализации перевозок, вы-
годных для хозяйства в целом. В настоящее время
Государственный комитет цен СССР и Научно-
исследовательский институт по ценообразованию
только приступают к этой работе. Но и в тех
случаях, где еще нет устойчивой информации для
вычисления оптимальных планов, качественные
выводы относительно структуры цены также
могут работать в сочетании с традиционными
приемами исчисления цен, и такое их использова-
ние представляется нам весьма целесообразным.
Существенные трудности при реализации
оптимального планирования вызывает тесная
взаимосвязь планов различных отраслей или
предприятий, определяемая общими для них тер-
риториальными балансовыми ограничениями (по
трудовым ресурсам, энергии, воде, транспорту и
т. д.). В некоторых случаях, когда такие связи
совершенно неразделимы, приходится объеди-
нять в единый модельный комплекс целую
группу отраслей, например, в случае топливно-
энергетического комплекса. Этот же путь приме-
няется по агрокомплексу. Уже говорилось, что
здесь выход представляется в том, чтобы создать
систему иерархически связанных моделей, учиты-
вающих специфику отдельных отраслей и произ-
водств с разной степенью детализации на различ-
ных уровнях. По существу, на принципе компле-
ксирования моделей строится работа по созданию
АСПР— Автоматизированной системы плано-
вых расчетов Госплана СССР, которая предпола-
гает не только проведение и увязку плановых
расчетов в самом Госплане, но и совместную
работу с АСУ ведомств и республик. Большая
работа по созданию комплексных моделей, в
частности моделей территориального планирова-
ния, моделей развития отдельных крупных тер-
риториально-промышленных комплексов прове-
дена в Институте экономики и организации
промышленного производства СО АН СССР.
Однако, несмотря на эти исследования, ряд
серьезных предложений и попыток создания по-
добных систем моделей, их научная разработка и
особенно практическая реализация далеки от
завершения. Например, еще совершенно недоста-
точно разработаны плановые и организационные
вопросы согласования отраслевых и террито-
риальных моделей — вопросы, в условиях
нашей страны имеющие особое значение.
Не менее важна разработка методов перспек-
тивного планирования. В настоящее время при
больших объемах и длительных сроках создания
сложных производственных комплексов, а тем
более осуществления крупных народнохозяй-
ственных программ, становится недостаточным
планирование народного хозяйства на пятилет-
ний срок, делается необходимым определение
путей развития экономики на сроки, в три-четыре
раза большие. Именно по этой причине на
XXIV съезде КПСС была поставлена задача
определения перспектив развития народного хо-
зяйства до 1990 г. В частности, в связи с этой
задачей Академия наук СССР, ее институты
совместно с Государственным комитетом Совета
Министров СССР по науке и технике и другими
ведомствами подготовили проект Комплексной
программы научно-технического прогресса и его
социально-экономических последствий на
1976—1990 годы. Значение этой работы отме-
чено в докладе тов. Л. И. Брежнева на
XXV съезде КПСС.
Для целей перспективного планирования раз-
рабатывается комплекс динамических моде-
лей перспективного планирования, где'использу-
ются балансовые динамические модели, оптими-
зационные динамические модели, упоминавшиеся
выше макроэкономические модели. Однако при-
менение этих динамических моделей в планирова-
нии требует еще серьезной разработки, так как
они нуждаются в обширной информации и нор-
мативах для будущих периодов, что особенно
сложно в условиях интенсивного научно-техниче-
ского прогресса.
Наряду с составлением общих производствен-
ных планов получает большое распространение
метод целевых программ, направленных на
реализацию определенного мероприятия или
комплекса задач. В качестве примера можно при-
вести разрабатываемую при участии Института
экономики и организации промышленного про-
изводства СО АН СССР и Совета по изучению
производительных сил Госплана СССР единую
программу развития Братск-Илимского компле-
кса, охватывающего крупнейшую гидростанцию,
ряд промышленных предприятий независимо от
их ведомственной принадлежности, леспромхо-
зов, сельскохозяйственных предприятий. В Сред-
неазиатских республиках с участием ЦЭМИ идет
работа над единой программой комплекса «Хло-
пок». Можно назвать также осуществляемые в
настоящее время программы работ по мелиора-
ции и по сельскому хозяйству нечерноземной
зоны.
Вряд ли следует противопоставлять друг другу
программный и общеплановый методы, напро-
тив, должны быть разработаны приемы согласо-
ванного их использования, целевая программа
может быть реальной, если она опирается на
определенный фон общего развития народного
хозяйства, учитывает его нужды и возможности,
317
Л. В. КАНТОРОВИЧ, И. В. РОМАНОВСКИЙ
его балансы, стоимостные и другие экономиче-
ские показатели.
В последние годы особое значение получили
проблемы экономики научно-технического про-
гресса, использования ограниченных ресурсов,
охраны среды обитания. Эти новые проблемы не
могут решаться по прежним трафаретам, тре-
буют разработки новых научных подходов, в
частности, создания новых математических моде-
лей, облегчающих количественное и качественное
изучение этих проблем.
Например, анализ моделей технического про-
гресса приводит к важному выводу, что оценка
эффективности производства принципиально но-
вого вида продукции не может строиться, как
обычно, сопоставлением затрат, связанных с
запуском ее в производство, и эффекта от ее при-
менения. Должен дополнительно количественно
оцениваться и учитываться тот вклад, который
вносится в научно-технический прогресс страны
в результате освоения выпуска этой новой про-
дукции. Поэтому необходимы специальные эко-
номические меры и фонды для финансирования
процесса внедрения новшеств — на создание
научно-технического потенциала.
Дальнейшее развитие математических моделей
экономики и их применений требует и от матема-
тики новых путей и средств. Появляется потреб-
ность в решении таких задач, в которых часть
исходной информации носит вероятностный ха-
рактер, в методах последовательного принятия
решений, в математических методах согласования
плановых решений по системе моделей.
В связи с этим следует отметить, что имеющи-
еся сейчас математико-экономические модели
описывают, как правило, лишь общебалансовые
соотношения между различными частями эконо-
мической системы. Важной проблемой дальней-
шего развития этих моделей является введение в
них процесса функционирования экономики, со-
здание моделей, в которых существенно проявля-
лись бы особенности структуры управления и
самого процесса принятия решений. Выше уже
назывались работы по оптимальному функцио-
нированию, проводимые в ЦЭМИ. Можно
наряду с ними упомянуть о новой тенденции эко-
номического моделирования, которая в послед-
ние годы поддерживается целым рядом исследо-
вательских коллективов, — о разработке имита-
ционных моделей экономических процессов и
систем управления. Следует ожидать, что в
ближайшем будущем это направление будет
активно развиваться. Важность данного направ-
ления определяется тем, что именно из процессов
функционирования и только из них могут быть
поняты такие механизмы реальных экономиче-
ских систем, как банки и денежное обращение,
выгоды специализированного и многономенкла-
турного производства и др.
Нужно еще отметить, что математическое
моделирование социалистического производства
318
не может опираться на одну экономическую
науку и данные производственной технологии.
Оно неизбежно задевает и требует использования
других, прежде всего «человеческих» наук. Важ-
нейшим элементом производственного плана яв-
ляется конечная продукция, направленная на
удовлетворение потребностей общества и прежде
всего потребностей человека.
Необходимое для этого изучение структуры и
динамики потребления, изменения вкусов, пред-
почтений, жизненных условий непосредственно
использует методы социологического анализа и
прогнозирования.
С другой стороны, при оценке труда как
основного фактора производства необходимо
знание производительности, качества, интенсив-
ности труда в зависимости от различных усло-
вий— размера и формы оплаты, условий труда,
форм организации и контроля, социальной
обстановки, условий, определяющих структуру
занятости населения (типа привлекательности от-
дельных профессий). С этими областями также
тесно соприкасаются проблемы распределения,
распространения продукции, организации тор-
говли, рекламы, использования общественных
фондов потребления, неизбежно фигурирующие
в более полных модельных описаниях экономиче-
ских структур. Следует сказать, что применение
математических моделей при решении вопросов
потребления, быта и культуры, хотя оно и менее
разработано, имеет не меньшие перспективы при-
менения, чем в производстве. В качестве примера
из собственного опыта сошлемся на участие мате-
матиков в разработке тарифа на такси, введен-
ного в 1961 году, когда только за счет более
рациональной структуры тарифа было достиг-
нуто резкое сокращение непроизводительных по-
терь, благодаря чему и государство, и население
получили выигрыш свыше полумиллиарда руб-
лей за пятилетие. В других случаях, когда изме-
нение тарифов не опиралось на современные
научные уровни, такой положительный результат
не достигался.
Наконец, использование новых методов
управления в неменьшей степени, чем на матема-
тику и вычислительную технику, опирается на
человека. Эти методы управления имеют целью
не столько облегчение управленческой работы,
сколько повышение качества управления. Ко-
нечно, эти средства освобождают человека от
большой рутинной работы, снабжают его кон-
центрированной и оперативной информацией,
ценными данными, которых он не имеет при
обычных средствах управления. Однако они тре-
буют не формального использования, а понима-
ния того сложного процесса подготовки решений
(включающего модели, методы расчета, проце-
дуру подготовки информации), который скрыт в
системе, и достаточно критического отношения к
полученным в результате машинного расчета
рекомендациям. Это предъявляет большие требо-
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В УПРАВЛЕНИИ ЭКОНОМИКОЙ
вания к уровню подготовки, творческим способ-
ностям, моральным качествам лица, управля-
ющего на основе этих методов и средств.
В докладе тов. Л. И. Брежнева на
XXV съезде КПСС вновь поставлена актуальная
и серьезнейшая задача — совершенствование
управления экономикой в самом широком смы-
сле и специально совершенствование планирова-
ния. «Здесь — широкое поле для приложения
усилий экономической науки, для внедрения
современных научных методов, в том числе
экономико-математических, для использования
автоматизированных систем, управления» (Мате-
риалы XXV съезда КПСС, с. 59). Поэтому совер-
шенствование управления на основе новых мето-
дов представляет важнейшую задачу, решение
которой позволит добиться наиболее эффектив-
ного сочетания достижений научно-технической
революции с преимуществами социалистического
строя, дальнейшего расцвета нашей страны.
Можно быть уверенными, что советские матема-
тики, экономисты, специалисты по вычислитель-
ной технике, организаторы производства обеспе-
чат ее решение.
7.. ’	,\ ’: и Г-:?'-:*-'/ L
АБЕЛ ГЕЗЕВИЧ АГАНБЕГЯН
ОПТИМАЛЬНЫЙ ПОДХОД
В ПЕРСПЕКТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ
ния по наиболее крупным, кар-
динальным проблемам научно-технического и
социально-экономического развития необходим
взгляд в отдаленное будущее— на 15—30 лет.
(По нашему мнению, можно ограничить период
долгосрочного планирования 15—20 годами, а
долгосрочного прогнозирования — 20—30 года-
ми.) Так, разработка и испытание принципиально
новых систем техники (например, сверхзвуковой
пассажирской авиации) обычно требуют 10 лет,
серийное производство и внедрение — еще мини-
мум 5 лет. Кроме того, существует необходи-
мость хотя бы в общем виде представить послед-
ствия использования этой новой техники, для
чего временной горизонт рассмотрения про-
блемы должен быть продлен еще на 5—10 лет.
Другим примером крупных решений, требу-
ющих долгосрочного подхода, является принятие
генеральных планов развития городов или целых
районов (обычно они рассчитаны на 20 лет),
решений об освоении крупных природных ресур-
сов и создании на их базе новых территориально-
производственных комплексов, о строительстве
новых больших транспортных систем (например,
Байкало-Амурской железнодорожной магистра-
ли) и т. д.
Но чтобы обоснованно принимать такие круп-
ные решения, требующие, как правило, мил-
лиардных затрат капитальных вложений, привле-
чения десятков и сотен тысяч работающих, суще-
ственной перестройки отраслевой и террито-
риальной структуры производства, нужно распо-
лагать сводными показателями научно-техниче-
ского и экономического развития страны на дол-
Абел Гезевич Аганбегян (р. 1932) — экономист, академик, директор
Института экономики и организации промышленного производства
СО АН СССР
В 1958 защитил кандидатскую диссертацию. В 1963 за диссертационную
работу «Экономико-математические модели перспективного планирова-
ния» ему была присуждена ученая степень доктора экономических наук.
В 1964 избран членом-корреспондентом, а в 1974 —действительным чле-
ном Академии наук СССР.
Автор более 140 научных работ, в том числе нескольких крупных моно-
графий в области политической экономии и математических методов в
экономических и социологических исследованиях. Среди научных работ
А. Г. Аганбегяна монографии «Заработная плата в СССР» (1959). «Во-
просы теории монопольной цены» (1961), «Экономико-математический
анализ межотраслевого баланса СССР» (1968), «Система моделей народно-
хозяйственного планирования» (1972).
А. Г. Аганбегян — член Президиума СО АН СССР и редактор жур-
нала «Экономика и организация промышленного производства
(«ЭКО»)».
госрочный период, поскольку средства на осуще-
ствление отдельных мероприятий ограничены, а
сами мероприятия между собой тесно взаимосвя-
заны. Практический опыт показал, что отдельные
разрозненные решения на долгосрочную пер-
спективу, не увязанные в едином долгосрочном
плане, часто обречены на неудачу из-за их общей
несбалансированности по затратам ресурсов. Не-
обходимость комплексного долгосрочного плана,
таким образом, очевидна.
Вместе с тем при составлении долгосрочного
прогноза и плана мы сталкиваемся с серьезными
специфическими для этого дела трудностями.
Во-первых, область свободы выбора хозяй-
ственных решений с увеличением периода плани-
рования резко расширяется. Эту область свободы
можно представить себе в виде конуса, вершина
которого приходится на настоящий момент вре-
мени. Выбрать оптимальную траекторию при
обширной области свободы и нежестких, рас-
плывчатых ограничениях будущих периодов —
дело, разумеется, весьма сложное.
Во-вторых, трудность усугубляется тем, что
чем дальше мы отдаляемся от настоящего време-
ни, тем больше дает себя знать фактор неопреде-
ленности будущих периодов. Например, 25 лет
назад каких-либо видимых признаков нефти и
газа на Западно-Сибирской равнине не было, и
даже обсуждался вопрос о сворачивании здесь
разведочных работ по нефти и газу. В то время
предполагалось покрывать дефицит европейской
части страны в энергии путем строительства
линий электропередач с Ангаро-Енисейского ка-
скада ГЭС и с угольных электростанций Канско-
Ачинского бассейна в Восточной Сибири. За
320
ОПТИМАЛЬНЫЙ ПОДХОД В ПЕРСПЕКТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ
истекшие 25 лет были открыты нефтегазовые
месторождения Западно-Сибирской равнины.
Здесь организована добыча нефти и газа в круп-
ных масштабах. Уже в годы девятой пятилетки
подавляющая часть прироста добычи нефти в
СССР осуществляется за счет Западной Сибири, а
в десятой пятилетке уже большая часть природ-
ного газа также будет добываться на Западно-
Сибирских месторождениях.
В-третьих, крупные хозяйственные меропри-
ятия, которые рассматриваются в долгосрочном
плане, как правило, имеют сложную взаимосвязь
с другими проблемами, и эти взаимосвязи, конеч-
но, должны учитываться. Для примера возьмем
такой объект, как Волжский автозавод в г. То-
льятти для производства легковых автомашин
типа «Жигули» («Лада»). Если грубо принять
стоимость создания этого комплекса в 2 млрд,
руб., то, по расчетам, еще 5 млрд, рублей
пришлось вложить в создание смежных произ-
водств (металлургия, резинотехническая, сте-
кольная промышленность, химия и т. д.), чтобы
обеспечить выпуск 660 тыс. автомобилей. Кроме
того, намного большая сумма требуется для
организации повсеместного обслуживания и ре-
монта возросшей массы легковых автомашин,
строительства гаражей, стоянок, расширения
транспортных магистралей и т. п. Каждое из
этих связанных с созданием ВАЗа мероприятий, в
свою очередь, оказало сложное воздействие на
развитие соответствующей отрасли производства,
инфраструктуры, в ряде случаев привело к
определенным социальным последствиям и т. п.
В-четверых, долгосрочный план в сравнении с
кратковременным и даже среднесрочным планом
имеет более широкие целевые установки. Если,
скажем, рассматривается вопрос о строительстве
нового цеха на металлургическом заводе или его
частичной реконструкции (среднесрочный план),
то определяющим моментом при выборе лучшего
варианта будут расчеты экономической эффек-
тивности. Если же речь идет об организации
новой металлургической базы, т. е. комплекса
металлургических производств, то чисто эконо-
мический подход здесь недостаточен. Создание
нового металлургического комплекса будет
иметь многообразные долговременные послед-
ствия. Как показывает практика, строительство
нового металлургического завода в перспективе
20 лет обычно приводит к созданию города на
400—600 тыс. населения (пример Магнитогор-
ска и Новокузнецка, в которых создание метал-
лургических заводов практически началось на
пустом месте). Металлургический завод, как маг-
нит, притягивает к себе металлоемкое машино-
строение, коксохимию и ряд других отраслей.
Наличие большого отряда строителей и развитой
строительной базы в районе, возникшем в
результате создания металлургического комбина-
та, само по себе является фактором, благоприят-
ствующим принятию решений о размещении в
этом районе новых предприятий, порой даже
прямо не связанных с металлургическим произ-
водством. В этих условиях собственно затраты
на создание металлургического производства уже
не являются определяющими при решении
вопроса о размещении новой металлургической
базы.
Например, в момент создания в Западной
Сибири Кузнецкого металлургического комбина-
та строительство новых металлургических заво-
дов на Украине обошлось бы несравненно дешев-
ле. К тому же на Украине уже была развита
металлургия, там были опытные кадры строите-
лей и металлургов. Однако стратегическое реше-
ние о создании первой металлургической базы в
Сибири, как показал исторический опыт, себя
полностью оправдало. Кузнецкий комбинат
явился форпостом индустриального развития
обширного Кузбасского района. Он оказал мощ-
ное воздействие на освоение богатств Сибири, в
том числе и на железнодорожное строительство
(поскольку выпускал рельсы), на развитие маши-
ностроения, химии и других отраслей. Наличие
Кузнецкого комбината явилось главным факто-
ром, определившим размещение нового гиганта
металлургии — Западно-Сибирского завода — в
непосредственной близости от Кузнецкого метал-
лургического комбината.
В настоящее время обсуждается вопрос о
создании второй металлургической базы в Сиби-
ри. Создание ее в районе Восточной Сибири,
безусловно, оказало бы мощное воздействие на
освоение богатейших ресурсов этого района,
ускорило его экономическое развитие, хотя с
чисто экономической точки зрения металлургиче-
ский завод лучше разместить в Западной Сибири.
Таким образом, в долгосрочном планирова-
нии необходимо в большей мере, чем в кратко-
срочном и среднесрочном, принимать во внима-
ние социальные и стратегические факторы наряду
с расчетами прямой, «видимой» экономической
эффективности.
К показателям экономической эффективности
здесь также должны быть предъявлены особые
требования. Необходим учет и сопоставление
полного результата от осуществления того или
иного мероприятия с необходимыми для этой
цели полными затратами. Если говорить, напри-
мер, об освоении новых крупных природных
ресурсов, то расчет полного результата предпола-
гает обоснованный прогноз возможного ис-
пользования этого ресурса в будущем, прогноз
возможной динамики цен мирового рынка на
этот ресурс и т. п. Полные же затраты должны
охватывать вложения средств не только в эту
отрасль, но и в смежные производства. Дело это
совсем не простое, особенно когда речь идет об
отнесении затрат на создание инфраструктуры.
Создание инфраструктуры в большой мере
является районообразующим фактором. Наличие
в районе развитой инфраструктуры значительно
321
А. Г. АГАНБЕГЯН
удешевляет размещение в нем новых произ-
водств, которые заранее даже трудно определить.
Поэтому вряд ли правильно отнесение всех затрат
на инфраструктуру или подавляющей их части на
те объекты, которые первыми строятся в данном
районе. А ведь, к сожалению, практически очень
часто идут по этому пути.
Необходимость учета в долгосрочном плани-
ровании качественных и прежде всего социаль-
ных и стратегических факторов при выборе луч-
ших вариантов решения, конечно, создает боль-
шие трудности на пути оптимального планирова-
ния. Обычная оптимизационная задача предпола-
гает наличие количественно определенной целе-
вой функции (она обычно выражается в показате-
лях экономической эффективности). Простая по-
становка подобных оптимизационных задач на
долгосрочную перспективу не представляется
здесь достаточной. Нужны новые методы и новые
подходы к выбору оптимального варианта хозяй-
ственных решений.
Кроме того, когда мы имеем дело с относи-
тельно небольшим периодом времени, можно
довольно четко отделить цель от средств ее дости-
жения, не учитывать в полной мере сложные диа-
лектические взаимосвязи цели и средств, напри-
мер, взаимосвязи между определенной потребно-
стью и производством продукции, удовлетворя-
ющей эту потребность. При краткосрочном и
среднесрочном планировании из-за ограниченно-
сти временного интервала тот или иной вариант
развития производства не оказывает сильного
влияния на структуру и уровень потребностей,
подлежащих удовлетворению. В долгосрочном
же планировании постановка целей безотноси-
тельно к возможностям производства уже совер-
шенно необоснованна. Социально-экономическая
система является системой с адаптивной связью
цели и средств ее достижения. Успешная реализа-
ция цели в долгосрочной перспективе вызывает
трансформацию этой цели, постановку новых
целевых задач. Успехи в развитии производства
порождают новые потребности, видоизменяют
цель. В обычных оптимизационных задачах та-
кого рода, повторим, взаимосвязь целей и
средств, как правило, отсутствует.
Вот почему нужно проявлять крайнюю осто-
рожность с распространением на долгосрочный
период тех экономико-математических моделей и
методов, которые применяются и хорошо зареко-
мендовали себя, скажем, в среднесрочном плани-
ровании.
Еще один усложняющий момент. Большин-
ство экономико-математических моделей рассчи-
тано на получение обоснованных результатов
лишь на определенный период временного гори-
зонта. За пределами этого периода модели
обычно начинают вести себя странным образом,
например, они показывают резко увеличивающи-
еся или понижающиеся темпы. Особенно это
относится к разного рода динамическим межотра-
слевым моделям, к макромоделям, построенным
на регрессивной основе, и т. д.
Таким образом, специфическая постановка
проблемы долгосрочного планирования и про-
гнозирования, серьезные трудности, встреча-
ющиеся при выборе лучших вариантов долго-
срочного развития, вызывают необходимость и
новых подходов к принятию хозяйственных
решений в долгосрочной перспективе.
Ситуационный анализ
с целью выбора оптимальной траектории
экономического развития
Для преодоления указанных выше трудностей,
по нашему мнению, наиболее приемлем вариант-
ный подход. Прямая оптимизация при четко очер-
ченных условиях, когда в ходе экономико-мате-
матического расчета отбрасываются неоптималь-
ные и выбираются оптимальные по заданйому
критерию варианты,— в долгосрочном планиро-
вании неэффективна. Здесь целесообразно рас-
считывать хозяйственные траектории для различ-
ных условий, строить разные варианты и путем
их анализа и сравнения, многосторонней оценки
не только с точки зрения экономической, но и с
позиций стратегических и социальных критериев
выбирать наилучшие варианты.
В Институте экономики и организации про-
мышленного производства СО АН СССР нако-
плен некоторый опыт расчета и оценки вариантов
будущего экономического развития прежде всего
применительно к проблемам перспективного раз-
вития народного хозяйства Сибири. Мы кратко
опишем этот подход.
Вначале рассчитывается и подвергается ана-
лизу вариант, представляющий собой продолже-
ние существующих тенденций экономического
развития. Было бы неправильно думать, что
такой вариант может быть получен путем простой
экстраполяции темпов роста отдельных показате-
лей. Дело в том, что в самой структуре народного
хозяйства базового периода, а также уже в про-
явившихся тенденциях экономического развития
обычно заложено снижение или увеличение тем-
пов роста тех или иных показателй, определенная
перестройка структуры и т. п. В институте
построено несколько типов динамических народ-
нохозяйственных моделей, с помощью которых
можно рассчитывать такие варианты.
Это прежде всего макроэкономическая мо-
дель, в которой исходными являются показатели
базового начального периода развития и параме-
тры изменения некоторых важнейших показате-
лей развития хозяйства, таких, как трудоемкость,
фондоемкость, материалоемкость, коэффициент
обновления действующих фондов, численность
работающих, динамика накопления оборотных
фондов и др. Если принять изменения этих пара-
метров на уровне действующих тенденций, то с
322
ОПТИМАЛЬНЫЙ ПОДХОД В ПЕРСПЕКТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ
помощью макроэкономической модели, переходя
от расчетов предшествующего года к последу-
ющим, можно год за годом рассчитывать дина-
мику достижения экономических показателей.
Эта динамика обычно имеет мало общего с про-
стой экстраполяцией темпов экономического раз-
вития, поскольку в каждом году должны выдер-
живаться определенные балансовые соотноше-
ния, и изменения отдельных показателей вызы-
вают определенную структурную перестройку в
хозяйстве, неравномерно влияют на темпы роста
отдельных элементов народного хозяйства и т. д.
Разумеется, при расчете варианта продолжения
действующих тенденций нужно вносить измене-
ния в динамику показателей, связанные с реаль-
ными ограничениями, например, в динамику
роста численности работающих в связи с ограни-
чением прироста трудовых ресурсов, что, в свою
очередь, связано с демографическими показате-
лями.
Другой тип динамической модели, с помощью
которой можно определить экономические ре-
зультаты продолжения действия существующих
тенденций развития, — это регрессионная народ-
нохозяйственная модель*. Взаимозависимость
отдельных показателей параметров этой модели
выражается с помощью регрессионных уравне-
ний, которые рассчитываются на основе дина-
мики развития этих показателей за прошлые
годы (за 15—20 лет). Наряду с регрессионными
эта модель содержит также разного рода балан-
совые уравнения, характеризующие взаимосвязи
между отдельными параметрами народного хо-
зяйства в каждом году. С помощью регрессион-
ных народнохозяйственных моделей можно, по-
видимому, более точно определять продолжение
уже имеющихся тенденций экономического
развития, которые в полной форме представ-
лены в соответствующих регрессионных уравне-
ниях.
Третьим типом народнохозяйственных моде-
лей, которые наиболее часто используются в
работе института, являются динамические меж-
отраслевые модели** Наиболее распространен-
ная из них — 30-отраслевая модель. С ее помо-
щью можно рассчитать возможные варианты
темпов и пропорций развития народного хозяй-
ства на перспективу.
Если изменения коэффициентов материалоем-
кости и трудоемкости на предстоящий период в
этой модели принять на уровне действующих тен-
денций, то будет получен вариант, характеризу-
ющий продолжение этих тенденций. Показатели
* Исследованию таких моделей посвящена книга
«Проблемы построения и использования народнохозяй-
ственных моделей». Под ред. проф. С. М. Меньшикова.
Новосибирск, 1971.
** См.: Н. Ф. Ш а т и л о в. Моделирование расширен-
ного воспроизводства. М., «Экономика», 1967; Методиче-
ские положения по использованию динамической модели и
межотраслевого баланса в сводном перспективном народ-
нохозяйственном планировании. Новосибирск, 1971.
этого варианта будут, по-видимому, точнее ото-
бражать реальное положение дел в хозяйстве,
поскольку они учитывают структурные сдвиги в
развитии отдельных отраслей. Благодаря диффе-
ренцированному отраслевому подходу можно и
более точно прослеживать взаимосвязи между
изменениями показателей материалоемкости,
трудоемкости и фондоемкости.
Рассмотрение возникающих тенденций при
продолжении тенденций фактического развития,
на наш взгляд, является чрезвычайно важным и
отправным моментом анализа. Продолжение дей-
ствующих тенденций обычно приводит к обостре-
нию имеющихся диспропорций в хозяйстве,
позволяет более явственно видеть как положи-
тельные, так и отрицательные стороны развития,
экономические последствия, к которым может
привести тот или иной путь.
Всестороннее исследование возможного ва-
рианта развития народного хозяйства, представ-
ляющего собой продолжение действующих эко-
номических тенденций, выявление его сильных и
слабых сторон позволяют в дальнейшем перейти
к формированию новых ситуаций хозяйствен-
ного развития, связанных с определенным пово-
ротом в экономической политике. С этой целью
выделяются узловые народнохозяйственные про-
блемы, от решения которых зависит в большой
мере дополнительное повышение эффективности
общественного производства, и применительно к
ним разрабатываются системы мер. В частности,
к таким узловым проблемам можно отнести:
изменение политики в области обновления дей-
ствующих фондов (скажем, повышение нормы
выбытия стареющего оборудования вдвое); ли-
нию на повышение нормы производственного
накопления и форсирование капитальных вложе-
ний в отрасли, определяющие технический про-
гресс; усиление внимания к снижению материа-
лоемкости общественного производства, для чего
предусматривается изменить структуру капиталь-
ных вложений в сторону увеличения затрат на
мероприятия, экономящие сырье и материалы, и
т. д.
Трудность заключается в том, что ресурсы,
которые необходимы для осуществления того или
иного поворота в экономической политике в
каждый данный момент, являются ограниченны-
ми, и необходима строгая балансовая увязка раз-
меров имеющихся ресурсов и размеров их воз-
можного использования. Шаг за шагом, решая с
помощью динамических народнохозяйственных
моделей те или иные узловые проблемы развития
народного хозяйства, мы получаем различные
варианты возможных темпов и пропорций раз-
вития народного хозяйства на предстоящие
годы.
Для более глубокого исследования отдельных
вариантов необходимо привлечь и некоторые дру-
гие типы экономико-математических моделей.
Например, анализ экономических последствий
323
А. Г. АГАНБЕГЯН
экономии сырья и материалов за счет специаль-
ных капитальных вложений на эти цели более
полно может быть осуществлен с помощью мно-
гоотраслевых динамических моделей, поскольку
мероприятия по экономии сырья и материалов
специфичны для каждого вида производства и
отрасли. С этой целью в институте создается 600-
отраслевая оптимизационная модель, позволя-
ющая, в частности, дифференцированно прово-
дить такие расчеты. Соответственно экономиче-
ские маневры, направленные на серьезную пере-
стройку структуры потребления населения,
должны быть тщательно проанализированы с
помощью моделей формирования доходов и
потребления населения, и прежде всего с позиции
дифференцированного баланса доходов и потре-
бления, позволяющего учесть различный уровень
доходов и потребления менее обеспеченных и
более обеспеченных семей с учетом соответству-
ющих сдвигов в уровне доходов, изменения
структуры потребления и т. п.
На подготовительной стадии в ходе такого
ситуационного анализа приходится рассчиты-
вать и анализировать десятки возможных вариан-
тов развития народного хозяйства для различных
условий. Целью этих расчетов является не только
принципиальная оценка экономических послед-
ствий решений тех или иных узловых проблем
развития народного хозяйства, но прежде всего
оценка факторов и условий, влияющих на темпы
и пропорции развития народного хозяйства. При
этом один из возможных вариантов развития
принимается за стандартный вариант и путем
изменения одного какого-либо параметра дела-
ется попытка выявить меру влияния этого изме-
нения на все другие показатели. Так, отдельно
изменяются показатели трудоемкости, материа-
лоемкости, фондоемкости, нормы обновления
действующих фондов, нормы производственного
накопления, размера незавершенного строитель-
ства, накопления оборотных средств и т. д.
Подобные расчеты, разумеется, дадут верную
картину только в том случае, если будет пра-
вильно учтена взаимосвязь различных показате-
лей и действительное влияние изменения каждого
из них на другие показатели.
В конечном счете это многообразие рассчитан-
ных вариантов путем их совместного анализа
может быть сгруппировано в несколько суще-
ственно различающихся между собой ситуаций
будущего экономического развития. Кроме ситу-
ации с продолжением действующих тенденций
развития, интерес могут представить ситуации с
менее интенсивным или более интенсивным тех-
ническим прогрессом разного типа — с уклоном
к сбережению живого труда или же с большим
креном в сторону экономии овеществленного
труда, с более глубоким поворотом в развитии
производительных сил в сторону повышения бла-
госостояния народа и форсированной пере-
стройки структуры в этом направлении, со значи-
тельным ростом удельного веса внешних эконо-
мических связей и их использования для повыше-
ния эффективности общественного развития (что
предполагает наличие соответствующих между-
народных условий). Каждая такая возможная
ситуация будущего развития, в свою очередь,
подвергается комплексному исследованию с ши-
роких социально-экономических и стратегиче-
ских позиций. Этот анализ имеет целью уже
сформировать основные проектные показатели
долгосрочного плана.
Такой ситуационный анализ является не
посильным отображением действительности, а
служит активным инструментом будущих измене-
ний в экономическом развитии в соответствии с
выдвигаемыми общественными целями.
В настоящее время в работе по обоснованию
перспективы советской экономики главное вни-
мание в соответствии с решениями XXV съезда
КПСС уделяется обеспечению крутой переориен-
тации в развитии народного хозяйства страны с
упором на активные методы.
В настоящее время экономический рост в
СССР, грубо говоря, более чем на 2/3 связан с
привлечением дополнительных ресурсов и по-
этому носит экстенсивный характер и только
Уз осуществляется за счет интенсивных факто-
ров*— за счет лучшего использования этих
ресурсов.
На XXV съезде КПСС отмечалось, что ключе-
вая задача в ближайший период состоит в том,
чтобы перевести нашу экономику на рельсы пре-
имущественно интенсивного развития. Это тем
более необходимо сделать, что при преобладании
экстенсивных факторов роста, как показывают
расчеты по динамическим народнохозяйственным
моделям, неизбежно определенное снижение тем-
пов экономического развития и обострение
частичных диспропорций в хозяйстве, связанных
с дефицитом рабочей силы, капитальных вложе-
ний, отдельных видов сырья и материалов при
одновременном недостаточно рациональном ис-
пользовании этих ресурсов. К тому же нужно
учесть, что в ближайшие 5—10 лет возможности
привлечения дополнительных ресурсов для эко-
номического развития в нашей стране сокра-
щаются в связи с предстоящим уменьшением
прироста трудовых ресурсов (демографические
последствия Великой Отечественной войны),
уменьшением темпов роста производственных
капитальных вложений (вследствие все больших
вложений, которые нужно направлять на раз-
витие социальной инфраструктуры), экономиче-
скими и техническими трудностями расширения
добычи сырья из-за ухудшающихся в ряде слу-
чаев горно-геологических условий и необходи-
мости освоения трудных, необжитых районов.
В этих условиях обычных мер по усилению дей-
* Более подробно об этом см. в нашей статье «Про-
блемы будущего развития советской экономики».— В сб.:
«Будущее науки», вып. 10. М., «Знание», 1977.
324
ОПТИМАЛЬНЫЙ ПОДХОД В ПЕРСПЕКТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ
ствия интенсивных факторов в экономическом
развитии оказывается недостаточно.
Ситуационный анализ будущего, проводимый
с использованием динамических народнохозяй-
ственных моделей, призван выявить наиболее
эффективные пути разработки и осуществления
долговременной системы специальных меропри-
ятий по переводу народного хозяйства на рельсы
преимущественно интенсивного развития,
определить те участки народного хозяйства, где с
минимальными дополнительными совокупными
затратами можно достичь наибольшего эффекта.
На центральное место среди таких меропри-
ятий выдвигаются, как об этом говорилось в
Отчетном докладе на XXV съезде КПСС, меры
по совершенствованию системы планирования,
управления, всего хозяйственного механизма.
Это позволит мобилизовать организационно-эко-
номические резервы повышения эффективности
общественного производства.
Модельное исследование со всей очевидно-
стью показало также, что другим важнейшим
рычагом интенсификации общественного произ-
водства является ускорение научно-технического
прогресса. В подавляющей своей части научно-
технический прогресс реально воплощается в
качестве и количестве оборудования, машин, при-
боров, реализующих новые технологические про-
цессы. Значительное перераспределение средств и
прежде всего капитальных вложений в производ-
ство машин и оборудования при одновременном
улучшении их технико-экономических характери-
стик создает предпосылки для технической
реорганизации всех отраслей хозяйства, перевода
их на новое поколение техники.
Чтобы эффективно осуществить эту техниче-
скую реконструкцию народного хозяйства, пред-
стоит значительно сократить весь инвестицион-
ный цикл от проектирования, конструирования и
строительства вплоть до организации массового
выпуска высококачественной серийной продук-
ции. Ускорение научно-технического прогресса
позволит подтянуть и интенсифицировать сырье-
вые отрасли хозяйства и всю производственную
инфраструктуру, т. е. тот сектор экономики,
который при преимущественно экстенсивном
развитии поглощает все большую долю произ-
водственных капитальных вложений и трудовых
ресурсов. На путях технического прогресса и
совершенствования методов хозяйствования осу-
ществляется и подъем в соответствии с планами
партии аграрного сектора нашей экономики.
До сих пор мы говорили о проблемах ситу-
ационного анализа развития народного хозяйства
страны в целом. В такой обширной стране, как
СССР, с разнообразными природными, климати-
ческими и хозяйственными условиями развития в
разных районах общесоюзный аспект анализа
обязательно должен дополняться региональным
аспектом, изучением проблем размещения произ-
водительных сил по районам страны.
Главная проблема здесь состоит в том, чтобы
органически увязать показатели развития всех
районов и всех отраслей в единое целое. И не
просто увязать, а подчинить это развитие реализа-
ции коренных, общих для всей страны целей раз-
вития. Инструментом решения этой задачи может
служить разработанная в институте оптимальная
межрайонная межотраслевая модель, в которой
одновременно представлены и отрасли, и районы
страны (разумеется, в укрупненном виде)*.
С помощью этой модели можно определить кон-
туры общей схемы размещения производитель-
ных сил страны на перспективу, выявить с народ-
нохозяйственных позиций эффективные темпы
экономического развития каждого района, ра-
циональную структуру производства, потреб-
ность в капитальных вложениях и трудовых
ресурсах, выявить роль отдельных районов в
общесоюзном территориальном разделении
труда.
Самая трудная проблема в размещении произ-
водительных сил нашей страны в настоящее вре-
мя, пожалуй, заключается в обеспечении наиболее
эффективного территориального разделения
труда между западными и восточными районами.
Суть дела в том, что в районах европейской части
страны и Урала исторически сосредоточено около
80% населения и экономического потенциала
страны, в то время как подавляющая часть
топливно-энергетических ресурсов, лесных мас-
сивов, руд цветных металлов, ресурсов воды и
земли сосредоточена в восточных районах и
прежде всего в Сибири.
Проведенный с помощью оптимальной меж-
районной, межотраслевой модели анализ отчет-
ливо показал недостаточную эффективность пути
простой передачи с Востока на Запад топливно-
энергетических ресурсов и других видов сырья.
Транспортировка топлива и сырых материалов в
среднем на расстояние в 3 тыс. км во многом
обесценивает эффективность этих ресурсов и к
тому же требует колоссальных капитальных вло-
жений в транспортную систему. Одновременно
это усиливает дефицит западных районов в
топливе и энергии, так как переработка сырых
материалов является весьма энергоемкой. Значи-
тельно обостряется и дефицит пресной воды. На
строительство и расширение предприятий в евро-
пейской части страны все в большей мере при-
дется отводить пахотную землю. В связи с допол-
нительной концентрацией отраслей тяжелой про-
мышленности в ряде районов может ухудшаться и
экологическая обстановка.
Все это ясно показывает, что целесообразно
энергоемкие и водоемкие производства концен-
трировать в первую очередь в районах Сибири,
резко ограничив их развитие в европейской части
страны и на Урале. В Сибири сосредоточивается
* См.: А. Г. Аганбегян, К. А. Багринов-
с к и й, А. Г. Г р а н б е р г. Система моделей народно-
хозяйственного планирования. М., «Мысль», 1972.
325
А. Г. АГАНБЕГЯН
развитие алюминиевой промышленности, все в
большей мере здесь развиваются отрасли энерго-
емкой химии, целлюлозная промышленность.
В последнее время в связи со строительством
Тобольского и Томского нефтехимических ком-
бинатов глубокая переработка нефти все в боль-
шей мере будет концентрироваться ближе к основ-
ной западносибирской нефтяной базе страны.
Расчеты Института экономики и организации
промышленного производства СО АН СССР по
будущему развитию Сибири, проведенные с
народнохозяйственных позиций, со всей очевид-
ностью показали целесообразность ускорения
темпов роста промышленного производства в
районах Сибири при все большей концентрации
здесь отраслей не только по добыче, но и по пере-
работке многих видов ресурсов.
После выявления обобщающей характеристи-
ки будущего отдельного экономического района
с позиции потребности всего народного хозяй-
ства нужно осуществить более глубокую прора-
ботку вопросов развития производительных сил с
учетом внутренних возможностей и условий
этого района. В нашем институте такие прора-
ботки проводятся применительно к районам
Сибири. Методология этого анализа, на наш
взгляд, в принципе может быть весьма сходной с
народнохозяйственным подходом и также заклю-
чается в формировании различных вариантов
экономического развития, выявлении возможных
ситуаций и их анализе с учетом, разумеется,
региональных особенностей данного района.
Для регионального анализа внутрирайонных
условий в институте разработаны некоторые
классы территориальных моделей. С точки зре-
ния долгосрочного плана особый интерес могут
представлять модели развития взаимосвязанной
системы территориально-производственных ком-
плексов и модели формирования отдельного
территориально - производственного компле-
кса*. Эти две оптимизационные модели прошли
экспериментальную проверку на материалах раз-
вития группы энергопромышленных комплексов
Восточной Сибири, таких, как Братский, Саян-
ский, Нижне-Ангарский комплексы и др. В ре-
зультате была выявлена наиболее эффективная
структура развития территориально-производ-
ственных комплексов с учетом районных факто-
ров, трудовых ресурсов, транспортной сети рай-
онов, единой строительной базы, географиче-
ского положения и т. д.
Программный подход
Ситуационный анализ перспективного разви-
тия для выбора оптимального варианта долго-
* См.: Оптимальное территориально-производствен-
ное планирование. (Под ред. А. Г. Аганбегяна, Д. М. Ка-
закевича). Новосибирск, «Наука», Сибирское отделение,
1969.
срочного плана реализуется в ходе программного
подхода к решению ключевых народнохозяй-
ственных задач.
На наш взгляд, целесообразно различать че-
тыре группы народнохозяйственных программ:
общенациональные программы (комплексная
программа научно-технического прогресса, про-
грамма повышения благосостояния народа и др.);
межотраслевые программы (топливно-энер-
гетическая, строительная, транспортная, агро-
промышленная, металлургическая, машино-
строительная и т. д.);
функциональные программы, направленные
на решение отдельных наиболее актуальных про-
блем развития народного хозяйства (программа
экономии материалов, программа повышения
эффективности капитальных вложений и др.);
территориальные программы комплексного
развития производительных сил в отдельных рай-
онах (например, программа хозяйственного осво-
ения зоны БАМа, программа развития сельского
хозяйства в Нечерноземном центре и др.).
Оптимальный подход в долгосрочном плани-
ровании предполагает выбор варианта, в наилуч-
шей мере реализующего долгосрочные цели эко-
номического развития страны. Соответственно
должны строиться и программные комплексы.
Для этого целесообразно на начальной стадии
долгосрочного планирования разработать дерево
целей в соответствии с требованиями системного
анализа так, чтобы каждая программа была
направлена на выполнение той или иной конеч-
ной народнохозяйственной цели. При таком
подходе долгосрочный перспективный план пред-
станет перед нами как совокупность взаимосвя-
занных программ экономического развития. Ап-
парат оптимизации при этом может быть приме-
нен к каждой программе в отдельности.
К оптимальному моделированию народнохо-
зяйственных программ можно подходить свер-
ху— с позиции моделирования всего народного
хозяйства и снизу — путем синтеза моделей
отдельных отраслевых систем, включающих ту
или иную межотраслевую программу. В нашем
институте применяются оба этих пути. С народ-
нохозяйственных позиций была предпринята по-
пытка расчленить единый народнохозяйственный
организм на взаимосвязанные системы межотра-
слевых программных комплексов*.
С другой стороны, в последнее десятилетие в
институте накоплен большой опыт решения раз-
личных оптимальных отраслевых задач по
определению перспектив развития предприятий и
производств отдельной отрасли**. Постепенно
* Работы сотрудников института в этом направлении
Обобщены в кн.: Системный подход в экономических иссле-
дованиях. Ч. I и II. Новосибирск, 1971.
** Этот метод обобщен в «Методических положениях
оптимального отраслевого планирования в промышленно-
сти» (Новосибирск, «Наука», Сибирское отделение, 1972),
где имеется также подробная библиография по этому
вопросу.
326
ОПТИМАЛЬНЫЙ ПОДХОД В ПЕРСПЕКТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ
от оптимизации отдельных отраслей мы перехо-
дим к решению задач по группе взаимосвязанных
отраслей производства. В связи с этим стали раз-
рабатываться многоэтапные оптимизационные
модели и многоуровневые модели*, с помощью
которых может проводиться оптимизация и
межотраслевых, и программных комплексов.
. Все большее развитие в то же время получас i
метод построения группы взаимосвязанных моде-
лей, которые, по-видимому, являются самым
адекватным инструментом для более детальных
оптимизационных межотраслевых программных
комплексов. Подобные работы проводятся при-
менительно как к промышленности, так и к агро-
промышленному комплексу. Система моделей по
оптимизации агропромышленного народнохо-
зяйственного комплекса, например, содержит мо-
дели по определению конечной продукции ком-
плекса, межотраслевую балансовую модель — по
определению потребности в сельскохозяйст-
венном сырье, оптимизационную модель отрасле-
вой структуры, агропромышленного комплекса,
оптимизационную модель территориально-от-
раслевой структуры агропромышленного ком-
плекса по республикам и экономическим
районам страны и группу моделей развития и
размещения отдельных отраслей, входящих
в агропромышленный комплекс**.
Другой группой моделей по реализации про-
граммы являются сетевые модели, отобража-
ющие во времени этапы осуществления этой
программы. Речь идет о так называемых опти-
мальных сетях, где с учетом фактора времени
осуществляются расчеты вариантов наилучше го
использования различных ресурсов, прежде
всего капитальных вложений и труда. Подобная
сетевая модель построена в Институте экономи-
ки и организации промышленного производ-
ства СО АН СССР по программе строительства
Байкало-Амурской магистрали и хозяйственного
освоения ее зоны.
Мы рассмотрели, таким образом, четыре
группы экономико-математических моделей:
динамические межотраслевые модели, испо-
льзуемые для определения сводных показателей
развития народного хозяйства;
оптимальные межотраслевые модели, с помо-
щью которых определяются основные показа-
тели развития и размещения производительных
сил по республикам и экономическим районам
страны;
экономико-математические модели оптималь-
ного планирования межотраслевых комплексов и
отдельных отраслей производства;
оптимальные районные модели для расчета
вариантов комплексного развития и размещения
производительных сил в отдельных районах.
В экономико-математических исследованиях
начался новый этап по переходу от разработки
отдельных моделей к построению целостной
системы этих моделей прежде всего для целей
перспективного планирования народного хозяй-
ciBa. Имеется в виду, что эта система моделей
составит основу автоматизированной системы
плановых расчетов (АСПР) в народном хозяйстве
страны.
Институт экономики и организации промыш-
ленного производства СО АН СССР вот уже в
течение 15 лет разрабатывает свою версию
подобной системы экономико-математических
моделей прежде всего под углом зрения перспек-
тивного территориально-производственного пла-
нирования. Эту систему моделей можно предста-
вить в следующем виде:
В настоящее время отрабатывается двухуров-
невое взаимодействие этих моделей. Первые
шаги делаются по трехуровнему взаимодействию.
Разумеется, речь идет не об автоматическом
взаимодействии этих моделей, а о построении
человеко-машинной системы, где моделирование
ведется поэтапно и каждое звено расчетов осмы-
сливается и апробируется специалистами, кото-
рые, исходя из этого, задают программу для сле-
дующего звена расчетов.
* См.: Д. М. Казакевич. Производственно-тран-
спортные модели в перспективном отраслевом планирова-
нии. М., «Экономика», 1972.
** Более подробно см.: В. П. Можин. Проблемы
оптимизации перспективного развития сельского хозяй-
ства. Новосибирск, «Наука», Сибирское отделение, 1972.
Таким образом, ситуационный анализ, про-
граммный подход и пронизывающая их оптими-
зация— таковы, на наш взгляд, пути повышения
обоснованности и научного уровня долгосроч-
ного перспективного планирования.
327
МИНИН
ИИИ1
ним
ЮЛИАН ВЛАДИМИРОВИЧ БРОМЛЕИ
ЭТНОС
И ЭТНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ском отношении, едины и законы
общественного развития. Вместе с тем человече-
ство разделяется на многочисленные группы —
общности. На земном шаре существовало и суще-
ствует необозримое множество таких общностей
самой различной величины: от двух человек до
всего человечества. Одни из них имеют времен-
ный характер, другие— устойчивы. Первые
связывают людей на сравнительно короткий
срок, охватывающий часть их жизненного пути
(организации молодежи, учащихся и т. п.); вто-
рые объединяют их на протяжении не только
всей жизни, но и многих поколений, в рамках
одной или нескольких социально-экономических
формаций.
Среди устойчивых общностей людей особое
место принадлежит тем, которые именуются
народами. Именно они являются важнейшими
субъектами всемирно-исторического процесса.
Однако и в русском и в других языках слово
«народ» имеет много различных значений. Под
«народом» понимаются и трудящиеся массы, и
национальные группы, и просто множество
людей. Поэтому в современной науке для тех
случаев, когда под словом «народ» подразумева-
ются исторические общности типа племени,
народности и нации, обычно используется поня-
тие «этнос» (от древнегреч. «этнос» — народ).
Народы-этносы изучает, как известно, этно-
графия. Подлинно научное народоведение разви-
вается на базе исторического материализма.
Принципы марксистско-ленинской методологии
служат советским ученым основой в решении
современных проблем этнографии, и прежде
Юлиан Владимирович Бромлей (р. 1921) — историк, этнограф, доктор
исторических наук, профессор, академик.
Родился в Москве. Учился на историческом факультете Московского госу-
дарственного университета, после окончания которого работал в системе
Академии наук СССР.
С 1966 Ю. В. Бромлей является директором Института этнографии им.
H. Н. Миклухо-Маклая АН СССР. В 1966 он избран членом-корреспон-
дентом, а в 1976 — академиком АН СССР.
Основные области исследований Ю. В. Бромлея — теоретические про-
блемы этнографии и истории культуры первобытнообщинного строя,
аграрной истории европейского средневековья. Он уделяет также большое
внимание вопросам методологии этнографии как науки, проблемам
соотношения этнографии с другими общественными дисциплинами.
Им опубликовано около 200 работ. Ю. В. Бромлей является членом
ряда международных организаций: секретариата Международного
союза антропологических и этнографических наук, административного
совета Международного общества этнологии и фольклора Европы,
Международной комиссии по исследованию народной культуры Кар-
патского региона.
всего в определении самого понятия «этнос».
При определении общих характерных черт
народов-этносов, выделяющих их среди других
человеческих объединений, представляется необ-
ходимым прежде всего учитывать, что этносы
относятся к той разновидности общностей, кото-
рые возникают не по воле людей, а в результате
естественно-исторического процесса. Вместе с тем
следует иметь в виду, что этносы — сложные
образования, каждое из которых обладает не
только определенным внутренним единством, но
и специфическими чертами, отличающими их от
всех образований того же типа. При этом особую
роль играет самосознание членов этноса: как их
взаимная идентификация, так и различение в
целом от других подобных общностей в форме
антитезы «мы»— «они». И когда, например,
идет речь о французском народе, то всегда само
собой разумеется, что он обладает определен-
ными чертами, отличающими его от всех других
народов, и что это отличие фиксируется обыден-
ным самосознанием. Иногда, правда, можно
встретить мнения, что отличие этносов друг от
друга— вопрос второстепенный при выяснении
сущности этнических общностей. Однако при
этом упускается из виду, что этническая общность
без осознанного отграничения от других таких
же общностей — фикция.
В то же время было бы явным упрощением
сводить сущность этноса к самосознанию его
представителей, отграничивающему данный эт-
нос от всех других подобных общностей; за этим
самосознанием стоят реально существующие от-
личия каждого этноса, представляющие собой
выражение его определенной внутренней целост-
328
ЭТНОС И ЭТНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ности. При этом, очевидно, следует иметь в виду
прежде всего устойчивые свойства этноса; ведь
сами народы-этносы, как правило, сохраняются
многие и многие столетия.
Но каковы же конкретные сферы объектив-
ного существования этих свойств?
На первый взгляд может показаться, что к
ним относятся прежде всего внешние отличитель-
ные особенности физического типа людей, т. е.
расовые признаки. Однако в действительности
расовые черты, как правило, не играют сколько-
нибудь существенной этнодифференцирующей
роли. Это объясняется не столько тем, что
вообще не существует «чистых», несмешанных в
расовом отношении народов, сколько отсут-
ствием четких антропологических границ между
смежными народами-этносами, принадлежащими
к одной из больших рас. Именно поэтому встре-
чающиеся в повседневной практике попытки
определения этнической принадлежности людей
на основе одних только внешних антропологиче-
ских показателей обычно имеют весьма прибли-
зительный характер. Этим же объясняется тот
факт, что случаи, когда расовые показатели
выступают основным этническим определителем,
буквально единичны. Такие случаи относятся пре-
имущественно к этносам, соседи которых принад-
лежат к другим большим или малым расам.
Среди свойств, присущих людям, для этниче-
ского размежевания несравненно большее значе-
ние, чем физический облик, имеют групповые
особенности культуры в самом широком смысле
этого слова, т. е. понимаемой как совокупность
специфически человеческих способов деятельно-
сти и ее результатов. Именно в сфере трактуемой
таким образом культуры обычно и сосредоточены
вес основные отличительные особенности наро-
дов-этносов. Не случайно в повседневной прак-
тике при их разграничении, как правило, указы-
вают на такие устойчивые и отчетливо внешне
выраженные компоненты культуры, как язык,
религия, народное изобразительное искусство,
устное творчество, обычаи, обряды, нормы пове-
дения, привычки и т. п. Правда, уже давно обра-
щено внимание на то, что ни один из компонентов
культуры не является непременным этнодиффе-
ренцирующим признаком. Однако на этом осно-
вании было бы неверно отрицать наличие этниче-
ских функций у культуры. Перед нами свидетель-
ство лишь того, что не какой-то отдельный ком-
понент культуры характеризует этнос, а вся сово-
купность присущих ему специфических черт куль-
туры. И если бы язык и этнос, языковое и этни-
ческое деление всегда совпадали, то, видимо, раз-
личение этих понятий потеряло бы всякий смысл.
Отличаются этносы друг от друга и некото-
рыми особенностями психики, главным образом
оттенками, стилем проявления общечеловеческих
свойств психики. Это прежде всего так называ-
емый этнический (национальный) характер.
Непременным свойством этноса, как уже
было сказано выше, является этническое само-
сознание — осознание членами этноса своей при-
надлежности к нему, связанное с его разграниче-
нием от других этносов и проявляющееся прежде
всего в употреблении общего самоназвания (эт-
нонима). Важный компонент этнического само-
сознания — представление об общности происхо-
ждения, реальную основу которого составляет
определенная общность исторических судеб чле-
нов этноса и их предков на всем протяжении его
существования.
Общие особенности культуры и психики,
самосознание и самоназвание могут быть опреде-
лены, на наш взгляд, как собственно этнические
свойства. В той или иной мере ими непременно
обладают члены каждого этноса независимо от
того, проживают ли они компактно на определен-
ной территории или находятся на значительном
отдалении друг от друга (например, армяне
СССР, Сирии, США и т. д.)
Соответственно собственно этническая общ-
ность, или этнос в узком значении слова, может
быть определена как исторически сложившаяся
совокупность людей, обладающих общими, отно-
сительно стабильными особенностями культуры
(включая язык) и психики, сознанием своего
единства и отличия от других таких же совокуп-
ностей, а также самоназванием.
За этим узким значением термина «этнос»
нами предлагается закрепить наименование «эт-
никос» (древнегреч. «этникос» — прилагатель-
ное от «этнос»).
Но этникос не изолированное явление. В объ-
ективной реальности он не существует вне
собственно социальных институтов* различных
уровней (от семьи до государства). При этом
характер сочетания этнических свойств с
собственно социальными в известной мере зави-
сит от пространственных параметров этникоса, от
компактного или рассеянного размещения самих
носителей'этнических свойств.
Среди компактных этнических образований
особое место занимают те, что сопряжены с так
называемыми социальными организмами, под
которыми нами понимаются отдельные общества,
самостоятельные макроединицы общественного
развития (племена— в первобытном обществе,
государства — в классовом). Правда, сопряжен-
ность эта имеет различные формы. В одних слу-
чаях этникос и социальный организм в основном
совпадают и за пределами последнего остаются
лишь отдельные представители или небольшие
группы данного этникоса (например, голландцы
* Следует отметить условность самого разграничения
собственно этнических и социальных явлений в узком зна-
чении слова, при котором под последними прежде всего
понимаются классово-профессиональные отношения и со-
ответствующие им институты. Ведь социальное в широком
значении этого слова включает в себя этническое, следова-
тельно, этникосы сами представляют собой социальные
институты.
329
Ю. В. БРОМЛЕЙ
в Нидерландах и за их пределами). В других слу-
чаях один и тот же этникос может быть «рас-
пределен» между несколькими социально-поли-
тическими образованиями (примером может слу-
жить арабский этникос). В третьих случаях в
рамках одного социально-политического образо-
вания оказываются основные части нескольких
крупных этникосов (например, украинцы, армя-
не, литовцы и другие народы в составе Россий-
ской империи).
Но так или иначе очевидно, что взаимопересе-
чение этникосов и социальных организмов —
явление весьма распространенное. Возникающие
при этом особые образования во многих случаях
обладают относительной самостоятельностью,
обеспечивающей наиболее благоприятные усло-
вия для устойчивости этноса и его воспроизвод-
ства. Эти «синтетические» образования, явля-
ющиеся одной из важнейших форм существова-
ния этноса, могут быть, на наш взгляд, опреде-
лены как этносоциальные организмы (сокра-
щенно ЭСО).
Такого рода образования наряду с этнической
(культурной) обычно обладают территориальной,
экономической, социальной и политической общ-
ностью (это, так сказать, максимальный
вариант). Но основными компонентами ЭСО,
несомненно, являются, с одной стороны, этниче-
ские, с другой — социально-экономические фак-
торы. Составляя базис всех общественных явле-
ний, в том числе этнических, социально-экономи-
ческие факторы значительно подвижнее послед-
них. Именно этой относительной консервативно-
стью, а также определенной самостоятельностью
собственно этнических свойств и обусловлена
возможность сохранения одного и того же по
своим этническим параметрам этникоса на протя-
жении нескольких социально-экономических
формаций. Например, украинский этникос суще-
ствовал и при феодализме, и при капитализме,
существует и при социализме.
Но иное дело ЭСО. Принадлежность к той или
иной социально-экономической формации неиз-
бежно придает ему особый характер. Этот факт,
по существу, и лежит в основе принятого в совет-
ской обществоведческой литературе выделения
таких историко-социальных типов этнических
общностей, как племя, народность, буржуазная и
социалистическая нация. Первый из этих типов
общностей обычно рассматривается в качестве
основного для первобытно-общинной эпохи; вто-
рой — для рабовладельческой и феодальной
эпох; термин же «нация» используется для обо-
значения лишь ЭСО капиталистических и социа-
листических обществ. В отличие от ЭСО-наций
этникосы капиталистических и социалистических
обществ (а иногда также и докапиталистических
классовых обществ) принято именовать нацио-
нальностями.
Этникосы и ЭСО— основные виды этниче-
ских общностей. Но этническая структура челове-
эзо
чества ими не исчерпывается. Она иерархична и
наряду с основными этническими подразделени-
ями в ней имеются общности и других уровней.
Это, с одной стороны, «элементарные этнические
единицы», или «микроэтнические единицы», т. е.
наименьшие составные части основного этниче-
ского подразделения, которые представляют
предел делимости последнего (этнографические
или этнические группы внутри народа-этноса), с
другой — «макроэтнические единицы» — этниче-
ские общности, охватывающие несколько основ-
ных подразделений (например, так называемые
этнолингвистические общности). В силу этого
один и тот же человек может одновременно вхо-
дить в несколько этнических общностей различ-
ных уровней. Например, можно считать себя рус-
ским (основное этническое подразделение), дон-
ским казаком (элементарная этническая единица),
восточным славянином и славянином вообще (два
уровня макроэтнических общностей).
Хотя устойчивость— характерная черта эт-
носов, тем не менее они представляют собой
динамичные системы, изменяющиеся во времени.
Эти изменения принято именовать этническими
процессами. Среди них, в свою очередь, могут
быть выделены две основные категории, соответ-
ствующие двум основным категориям этнических
общностей. Это, во-первых, собственно этниче-
ские процессы, представляющие собой изменения
этникосов (их языково-культурных параметров,
самосознания и т. п.), и, во-вторых, этносоциаль-
ные процессы, т. е. изменения, касающиеся этно-
социальных общностей (прежде всего их
социально-экономических параметров).
Такое разграничение обусловлено прежде
всего различиями в типах изменений собственно
этнической и социально-экономической сфер де-
ятельности общества. Известно, что во всей сово-
купности общественных явлений социально-эко-
номические наиболее подвижны. Поэтому именно
они, несомненно, являются определяющими в
изменении этносоциальных систем. Что касается
этнокультурных явлений, то, как уже говорилось,
они, наоборот, отличаются большей устойчиво-
стью. Этим и обусловлена значительная замед-
ленность этнических процессов по сравнению с
социально-экономическими. В результате скачки
в этнических процессах обычно не совпадают с
«разрывами постепенности» в социально-эконо-
мической истории, а соответственно и со скач-
ками в развитии этносоциальных систем. Переход
от одной социально-экономической формации к
другой неизбежно влечет за собой изменение
основных типологических черт ЭСО. Но этникос,
повторяем, может существовать на протяжении
нескольких формаций (двух, трех, а подчас даже
четырех).
Одну из основных разновидностей этносо-
циальных процессов представляют национальные
процессы в широком смысле слова, т. е. прежде
всего изменения, происходящие с нациями.
ЭТНОС И ЭТНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Как этносоциальные процессы в целом, так и
национальные процессы в широком значении
слова представляют собой чрезвычайно сложные
явления. Они охватывают самые различные
сферы общественной жизни: от экономики до
общественного сознания. Поэтому для удобства
анализа такого рода национальных процессов в
последнее время советскими учеными принято
условно выделять две основные взаимосвязанные
стороны: социальную и собственно этническую.
При этом под социальной стороной подразумева-
ются социальные явления в узком значении сло-
ва, т. е. в первую очередь производственные
отношения, классово-профессиональная сфера
общественной жизни. Под этнической же сторо-
ной национальных процессов в таком случае име-
ются в виду изменения собственно этнических
свойств этносоциальных общностей, включая эт-
ническое самосознание.
Хотя определяющая роль в национальных
процессах (в широком значении слова), несомнен-
но, принадлежит собственно социальным явлени-
ям, прежде всего экономике, однако этническая
сторона представляет не только существенную,
но и непременную составляющую этих процессов
(ведь существование национального без этниче-
ского просто невозможно).
Как показывает изучение истории народов
мира, основными видами собственно этнических
процессов являются процессы этнического разде-
ления и этнического объединения. Первый вид
этих процессов был особенно характерен для
доклассовых обществ. Основная причина их воз-
никновения— разделение племен в результате
увеличения их размеров и истощения естествен-
ных ресурсов в пределах племенной территории.
Именно процессы этнического разделения ле-
жат в основе расселения людей по земному шару
из области (или нескольких областей) формиро-
вания Homo sapiens. В докапиталистических фор-
мациях процессы этнического разделения и свя-
занные с ними массовые миграции послужили
основанием для возникновения многих народов.
Своеобразным видом процессов этнического раз-
деления в раннекапиталистическую эпоху были
переселения европейцев (испанцев, англичан,
голландцев и др.) за пределы Европы (в Амери-
ку, Южную Африку, Австралию), сопровождав-
шиеся возникновением новых этнических общно-
стей. В XX столетии процессы этнического раз-
деления проявляются уже в значительно меньших
масштабах, чем прежде.
Начиная с эпохи разложения первобытного
общества, доминирующими становятся процессы
этнического объединения. Эти процессы обычно
в общей форме характеризуют как процессы
сближения и слияния, что вполне оправдано, ибо
тем самым отмечается их различная глубина.
В то же время возможно разграничение объеди-
нительных процессов в зависимости от их конеч-
ных результатов. В этой связи в нашей этногра-
фической литературе принято выделять три типа
этнических процессов объединительного характе-
ра: консолидацию, ассимиляцию и интеграцию
(сближение).
К процессам этнической консолидации могут
быть отнесены процессы слияния нескольких
родственных по языку и культуре этнических еди-
ниц в одну этническую общность. При этом, оче-
видно, следует отличать консолидацию народно-
стей из близкородственных племен и этнографи-
ческих групп от консолидации наций из близких
по языку и культуре народностей, этнических
групп, национальных меньшинств и т. п. Так как
родственные народы обычно ведут свое про-
исхождение от какой-то единой в прошлом этно-
лингвистической общности, то развитие процес-
сов этнической консолидации в ряде случаев
является как бы своеобразным диалектическим
отрицанием процессов этнического разделения.
К процессам этнической ассимиляции принято
относить процессы растворения небольших групп
(или отдельных представителей) одного народа в
среде другого народа. Существуют, как известно,
два типа ассимиляции: насильственная и есте-
ственная, всегда имевшая, как указывал
В. И. Ленин, прогрессивное значение*.
Под межэтнической интеграцией нами пони-
мается взаимодействие существенно различа-
ющихся по своим языково-культурным параме-
трам основных этнических единиц (племен,
народностей, наций), ведущее к появлению у них
некоторых общих этнических черт.
Следует вместе с тем учитывать тесную вза-
имосвязь всех трех указанных разновидностей
собственно этнических процессов объединитель-
ного характера. Например, этническая консоли-
дация нередко в той или иной степени сопрово-
ждается ассимиляцией. Необходимо также иметь
в виду, что рассматриваемые процессы различа-
ются своими результатами. Консолидация и асси-
миляция приводят к относительно полной этниче-
ской однородности, интеграция сопровождается
лишь возникновением некоторых общих этниче-
ских черт у взаимодействующих этносов.
Характеризуя в целом собственно этнические
процессы, необходимо особо подчеркнуть, что
они, подобно этническим общностям, представ-
ляют собой иерархическое явление. Иначе гово-
ря, они могут идти как бы на разных ярусах и
притом подчас даже в разных направлениях.
В результате одна и та же группа людей, принад-
лежащая к одному этносу, оказывается одновре-
менно как в сфере «внутреннего» развития этого
этноса, направленного на укрепление его в каче-
стве самостоятельной системы, так и в сфере про-
цесса, направленного на объединение того же
этноса с другими этническими образованиями.
Эти в известном смысле противоположные
тенденции пронизывают всю этническую исто-
* См.: В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 24, с. 125.
331
Ю. В. БРОМЛЕЙ
рию человечества. Так, характерные для пер-
вобытности дивергентные (разделительные) эт-
нические процессы обычно сочетались с консоли-
дационными процессами в рамках союзов пле-
мен.
В условиях докапиталистических классовых
формаций консолидационные процессы были
чрезвычайно сложными и противоречивыми.
Одним из факторов, способствовавших консо-
лидации племенных этнических общностей в
народности, было усиление межплеменных кон-
тактов по мере роста общей численности населе-
ния. «Возрастающая плотность населения,— пи-
сал Ф. Энгельс,— вынуждает к более тесному
сплочению как внутри, так и по отношению к
внешнему миру. Союз родственных племен ста-
новится повсюду необходимостью, а вскоре дела-
ется необходимым даже и слияние их...» *
Другим еще более важным фактором фор-
мирования народностей были раннеклассовые
государства. Часто они возникали на базе группы
родственных племен. В таких случаях наряду с
уже имевшейся у этих племен близостью языка и
культуры (в узком смысле слова) государство
объединяло консолидирующиеся племена в тер-
риториально-политическом отношении, создава-
ло определенную общность экономических, со-
циальных и других интересов.
Вместе с тем не следует забывать неустойчи-
вость раннеклассовых государственных образо-
ваний, в частности, подвижность их политических
границ. Но особенно осложняла процесс форми-
рования народностей характерная для большин-
ства докапиталистических классовых обществ
иерархичность политической структуры, сопря-
женная с острыми противоречиями между цен-
тростремительными и центробежными тенденци-
ями. Именно соотношение этих тенденций во
многом предопределяло конкретные рамки, в
пределах которых наиболее интенсивно шел про-
цесс консолидации народности.
В одних случаях большую интенсивность
имели процессы, проходившие в границах
обширных политических образований, охваты-
вавших целую группу племенных общностей.
В других случаях более интенсивными оказыва-
лись процессы этнической консолидации в рамках
небольших политических единиц, объединявших
лишь несколько племен. Но, как правило, эти
разновидности консолидационных процессов в
той или иной степени сосуществовали.
Примером консолидационных процессов на
сравнительно узкой основе может служить воз-
никновение афинской, спартанской и других
древнегреческих народностей, формировавшихся
в рамках отдельных полисов. В Афинском госу-
дарстве этому процессу, в частности, немало
содействовало введение в VI в. до н. э. нового
административного деления (реформы Клис-
* К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 21, с. 164.
ферна), которое было построено на чисто тер-
риториальном принципе, призванном заменить
древние родоплеменные деления. Но наряду с
народностями, сложившимися в пределах древ-
негреческих государств (полисов), во второй
половине I тыс. до н. э. в рамках общегреческих
политических объединений происходит форми-
рование более широкой общности — эллинской
народности.
Таким образом, по нашему мнению, можно,
очевидно, говорить о существовании народностей
различных уровней. При этом народность одного
уровня могла выступать лишь в качестве
этникоса (так сказать, по инерции после исчезно-
вения соответствующего ЭСО), другого уров-
ня — как функционирующее ЭСО. Так, начавшая
складываться с возникновением в IX в. Герман-
ского королевства (с X в. «Священной Римской
империи германской нации») немецкая народ-
ность сохраняется в качестве этникоса и после
установления там в XII—XIV вв. полной полити-
ческой раздробленности. Наряду с этой народно-
стью и в ее рамках одновременно функциони-
руют в качестве ЭСО сформировавшиеся в
результате политической раздробленности ба-
варская, саксонская, швабская и другие народ-
ности.
Следует, впрочем, иметь в виду, что формиро-
вание более крупных по своим масштабам народ-
ностей далеко не всегда предшествовало появле-
нию более мелких этносоциальных общностей.
Такой вариант, пожалуй, наиболее типичен для
феодальной формации, при которой на смену
первоначально возникавшим сравнительно круп-
ным государственным образованиям обычно
приходила политическая раздробленность. В ан-
тичном же мире, наоборот, формирование
небольших народностей чаще всего предшество-
вало появлению крупных. Вместе с тем в усло-
виях иерархичной политической структуры не
исключено и примерно одновременное появление
народностей-этникосов низшего и «высшего»
уровней.
На процессах формирования народностей ска-
зывались и характерные для рубежа бесклассо-
вых и классовых обществ массовые переселения,
сопровождавшиеся завоеванием одних этниче-
ских групп другими. В прошлом, когда этноге-
нетическая проблематика решалась главным об-
разом на основе лингвистических данных и сво-
дилась, по существу, к истории языков, мигра-
циям отводилась определяющая роль в формиро-
вании большинства народностей мира. Теперь эта
проблематика стала все чаще разрабатываться
комплексно. Причем расширяющееся привлече-
ние наряду с археологическими антропологиче-
ских материалов позволило поставить под сомне-
ние традиционные представления, будто подавля-
ющее большинство переселений народов влекло
за собой почти полное уничтожение или вытесне-
ние местного аборигенного населения.
332
ЭТНОС И ЭТНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Возьмем, скажем, болгар. Общеизвестно, что
они славяне, у них славянская культура, славян-
ский язык. Между тем по своему антропологиче-
скому типу они отличаются от многих других сла-
вянских народов. Оказалось, что их антропологи-
ческий тип таков же, как и у фракийцев. А это
значит, что фракийский субстрат сыграл весьма
существенную роль в формировании болгар, хотя
язык они восприняли от пришлого славянского
населения. Кстати, свой этноним они получили от
сравнительно небольшой тюркской группы. Как
известно, она в VII в. появилась на территории
современной Болгарии, подчинив местное населе-
ние, и вслед за тем византийские источники стали
все это население называть болгарами.
Другой пример — черногорцы. По языку,
культуре они славяне, но по антропологическому
типу они принадлежат к так называемой дикар-
ской расе, наличие которой на этой территории
прослеживается задолго до появления славян.
Или еще: из тюркоязычных народов можно
назвать прежде всего азербайджанцев, антропо-
логический тип которых уходит к мидийской
культуре, а язык у них (примерно в XII—XIII вв.)
утвердился тюркский. Аналогичные явления
можно обнаружить в этногенезе балкар, карача-
евцев и т. д. Весьма показателен и пример егип-
тян. Как известно, они арабоязычны и стали тако-
выми сравнительно поздно. Но вместе с тем
6-тысячелетний материал позволяет судить о не-
прерывности антропологического типа на этой
территории.
Народности как основные этнические подраз-
деления докапиталистических классовых обществ
существенно отличаются от соответствующих
образований первобытности. Это проявляется
прежде всего в том, что народность имеет прин-
ципиально иную, чем у племени, социальную
структуру. Основным социальным фактором,
связывающим народность воедино (особенно
при ее возникновении), выступают уже не брач-
но-родственные отношения, а такая политиче-
ская сила, как государство со всеми его атри-
бутами.
Народность отличается от племени и в сфе-
ре этнических свойств. С одной стороны, нали-
чие антагонистических классов влечет за собой
определенное ослабление культурного единооб-
разия в рамках народности по сравнению с тем,
что имеет место у племени. С другой стороны,
если рассматривать вопрос в пространственном
отношении, то окажется, что в пределах терри-
тории, занимаемой народностью, культурная
однородность выше, чем на той же территории
в первобытной формации даже в случае рассе-
ления на этой территории одной семьи племен.
Словом, происходит либо просто увеличение
культурных информационных связей внутри эт-
носоциальной общности (при превращении союза
племен или его части в народность), либо даже
расширение пространственных рамок однород-
ной культуры (при образовании народности на
базе нескольких неродственных племен). Боль-
шую роль в этом процессе играют сборы воедино
значительных масс людей на общественные
работы или в военных целях, создание внутриго-
сударственных коммуникаций всех видов, пере-
дача информации приказного характера и осо-
бенно развитие письменности, которая при нали-
чии чтеца выполняет свои информационные
функции даже в случае неграмотности большин-
ства населения.
Вместе с тем в докапиталистических классо-
вых формациях межэтнические процессы иногда
влекут за собой возникновение макроэтнических
подразделений. В частности, можно сослаться на
тот довольно характерный для этих формаций
случай, когда одно крупное социально-политиче-
ское образование (государство) «перекрывает»
несколько различных по своему происхождению
этнических единиц, сформировавшихся в про-
шлом в рамках отдельных социальных организ-
мов. В пределах таких образований наряду с
входящими в них народностями подчас зарожда-
ется как бы стоящая над ними этническая
общность, что выражается в появлении общих
для всех народностей этнических черт. Однако эти
черты по сравнению с этническими свойствами
народностей всего лишь тонкая амальгама, к
тому же распределенная неравномерно. Приме-
ром такой общности может служить поздняя Рим-
ская империя с характерной для нее тенденцией к
нивелировке населения, наиболее отчетливо про-
явившейся в широком распространении римского
гражданства и романизации.
Следующее за народностью основное этниче-
ское подразделение — нация. В социально-этни-
ческом отношении она представляет собой, как
уже говорилось, образование совершенно
определенного уровня — уровня капиталистиче-
ского и социалистического обществ.
В этническом отношении нация отличается от
народности примерно так же, как эта последняя
от племени. При этом обнаруживаются те же два
варианта их пространственного соотношения.
В одних случаях нация — результат трансформа-
ции соответствующей народности (например,
венгерской народности в венгерскую нацию).
В других нация— продукт консолидации не-
скольких народностей (например, французская
нация — результат слияния провансальской и
северофранцузской народностей).
Однако в рассматриваемой связи существен-
но, что и в первом и во втором случаях имеет
место дальнейшее повышение однородности
культуры, что особенно наглядно проявляется в
формировании единого общенационального ли-
тературного языка, в постепенном исчезновении
локальных различий в бытовой культуре. Впро-
чем, дело не только в повышении однородности
культуры (подчас степень такой однородности у
какой-либо сложившейся народности могла быть
ззз
Ю. В. БРОМЛЕЙ
в известном смысле большей, чем на начальном
этапе у нации, вобравшей в себя несколько таких
народностей). Гораздо важнее, что нация, как
правило, превосходит народность интенсивно-
стью внутренних культурно-информационных
связей горизонтального (синхронного) характе-
ра; причем это повышение плотности внутренней
информационной сети сочетается со всевозраста-
ющей межнациональной информационной сетью,
постепенно становящейся планетарной.
Этноконсолидационные процессы внутри на-
ций подчас сопровождаются расовым смешением.
Это особенно характерно для латиноамерикан-
ских наций, в состав многих из которых входят
представители трех рас: европеоидов, негроидов
и монголоидов (индейцы и отчасти выходцы из
стран Азии). Так, в Бразилии в результате заклю-
чения межрасовых браков менее чем за 100 лет
(с 1819 по 1910 г.) удельный вес лиц смешан-
ного происхождения (главным образом мула-
тов) возрос с 20 до 60% общей численности
жителей.
В соответствии с социально-экономическими
параметрами наций они подразделяются на бур-
жуазные и социалистические. Буржуазные нации
состоят, как известно, из антагонистических клас-
сов, основными из которых являются буржуазия
и пролетариат. При социализме коренным
образом меняется социальная структура нации.
В этом смысле возникновение социалистических
наций представляет коренное преобразование на-
ций буржуазного общества. Нации при социа-
лизме характеризуются единством дружествен-
ных классов — рабочих и крестьян. Руководящая
роль в жизни социалистических наций принадле-
жит рабочему классу. Устанавливая всесторон-
нюю связь и взаимозависимость наций, капита-
лизм в силу своей эксплуататорской природы по-
рождает и угнетение одной нации другой. Харак-
терной чертой социалистических наций является
социалистический интернационализм, представ-
ляющий дальнейшее развитие возникающего
еще в условиях капитализма пролетарского ин-
терн ацион ализм а.
Социальная структура нации оказывает огром-
ное влияние на ее культурную однородность. Для
буржуазной нации с ее классовым антагонизмом
характерно, как указывал В. И. Ленин, наличие
двух культур *. На ранней стадии развития капи-
тализма в духовной культуре нации ведущую
роль играет по преимуществу культура господ-
ствующих классов. Однако на современном этапе
развития в капиталистических странах хотя и
доминирует буржуазное содержание в националь-
ной культуре, все же в духовной жизни нации
заметно усиливается роль демократических эле-
ментов культуры. С переходом к социализму эта
сторона национальной культуры получает всесто-
роннее развитие. При этом установление социаль-
* См.: В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 24, с. 129
ной однородности наций неизбежно влечет за
собой интенсификацию процессов культурной
консолидации, представляющих диалектическое
отрицание их былой культурной раздвоенности.
Таким образом, социалистическая нация — это не
просто продолжение прежней национальной общ-
ности, а качественно новая ее форма.
Важнейшим фактором формирования буржу-
азных наций является резкое усиление экономи-
ческих связей в условиях возникновения капита-
лизма. Данное обстоятельство, как известно,
было специально подчеркнуто В. И. Лениным,
показавшим на примере складывания русской
нации значение для процесса национальной кон-
солидации усиливающегося в период генезиса
капитализма обмена между областями, посте-
пенно растущего товарного обращения, слияния
небольших местных рынков в один националь-
ный рынок. Раскрывая сущность процесса фор-
мирования наций, В. И. Ленин подчеркивал, что,
так как «руководителями и хозяевами этого про-
цесса были капиталисты-купцы, то создание этих
национальных связей было не чем иным, как
созданием связей буржуазных» *.
Существенное влияние на процессы этниче-
ской консолидации буржуазных наций оказывает
государственно-политический фактор. На это не-
однократно указывал В. И. Ленин, подчеркивав-
ший, что «для полной победы товарного произ-
водства необходимо завоевание внутреннего
рынка буржуазией, необходимо государственное
сплочение территорий с населением, говорящим
на одном языке...»**. И, напротив, если госу-
дарственные границы расчленяют однородные
в языково-этническом отношении массивы, то
это оказывает тормозящее воздействие на про-
цессы национальной консолидации.
В данной связи показательны, например, про-
цессы, происходящие в настоящее время на
Африканском континенте. Дело в том, что при
создании колоний буржуазные колонизаторы не
считались с исторически сложившимися племен-
ными и этнолингвистическими общностями.
В результате в пределах многих колоний образо-
валась мозаика из отдельных расчлененных на
части племен и народностей. Отсюда большая
этническая пестрота многих освободившихся го-
сударств, сложность протекающих в них этниче-
ских процессов.
В условиях капитализма особенно отчетливо
проступает иерархичность этнических процессов.
Помимо основных этнических общностей, они
протекают на уровне как макро-, так и микроэт-
нических подразделений. В первом случае на-
глядным примером могут служить интеграцион-
ные процессы, происходящие сейчас в некоторых
полиэтнических государствах Азии, в частности в
Индии и Индонезии. Здесь в пределах одного
* В. И. Л е н и н. Поли. собр. соч., т. 1, с. 154.
** В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 25, с. 258.
334
ЭТНОС И ЭТНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
многонационального государства складываются
некоторые общие черты культуры и общего
самосознания, т. е. наблюдается тенденция посте-
пенного возникновения макроэтнической общно-
сти. Впрочем, в капиталистическом мире про-
цессы межэтнической интеграции подчас выходят
за пределы политических границ. В этом отно-
шении показательно появление в последнее время
общего этнического самосознания у всех индей-
цев Америки. Что касается этнических процессов
на микроуровне, то в данной связи можно
сослаться, скажем, на наблюдающийся сейчас в
США рост самосознания малых этнических
групп, состоящих из выходцев (или их потомков)
из Европы и Азии (итальянцев, поляков, армян,
арабов и т. д.).
Одним словом, для капитализма с момента его
возникновения характерно взаимопересечение эт-
нических процессов, протекающих как бы на раз-
ных уровнях и отражающих, по существу, диа-
лектическую противоречивость национального
развития в эту эпоху. Именно данное обстоятель-
ство и раскрывает разработанная В. И. Лени-
ным концепция двух тенденций в национальном
вопросе.
«Развивающийся капитализм, — указывал он
в данной связи, — знает две исторические тенден-
ции в национальном вопросе. Первая: пробужде-
ние национальной жизни и национальных движе-
ний, борьба против всякого национального гне-
та, создание национальных государств. Вторая:
развитие и учащение всяческих сношений между
нациями, ломка национальных перегородок, со-
здание интернационального единства капитала,
экономической жизни вообще, политики, науки и
т. д.» *
На протяжении существования капиталистиче-
ской формации соотношение этих двух тенденций
не оставалось неизменным. Первая, отмечал
В. И. Ленин, преобладала в ее начале, «вторая
характеризует зрелый и идущий к своему превра-
щению в социалистическое общество капита-
лизм» **.
Взаимодействие этих тенденций при капита-
лизме имеет противоречивый, антагонистический
характер, сопровождаясь установлением приви-
легированного положения или даже прямого
господства одной нации над другой. При этом
складывающееся в ходе борьбы за «свою» госу-
дарственность национальное самосознание тру-
дящихся используется буржуазией для разжига-
ния национализма, поставленного на службу ее
империалистическим притязаниям.
Развертывающаяся в наше время научно-тех-
ническая революция еще более углубляет проти-
воречивость этнических процессов в странах
капитала. С одной стороны, характерные для нее
урбанизация и стандартизация ведут ко все боль-
* В. И. Л е н и н. Поли. собр. соч., т. 24, с. 124.
* * Т а м же.
шей интернационализации бытовой культуры, с
другой — развитие средств массовой информа-
ции способствует усилению этнического самосо-
знания самых широких слоев населения. Особен-
но обостренным оно оказывается у тех этничес-
ких общностей, которые находятся в неравном
положении в государстве, ибо расширение инфор-
мации делает общеизвестным, а потому и нетер-
пимым такое неравенство. Именно этим во мно-
гом объясняется основной этнический парадокс
современного капиталистического мира, а
именно тот факт, что, несмотря на все большую
интернационализацию повседневной жизни, в
нем происходит дальнейшее обострение межна-
циональных отношений. Характерным примером
этого могут служить столкновения между фла-
мандцами и валонами в Бельгии, противоречия
между франко- и англо-канадцами и т. д.
Рабочий класс, его революционный аван-
гард — марксистско-ленинские партии отверга-
ют реакционную идеологию национального не-
равенства и поддерживают национальное чувство
угнетенных наций в той мере и поскольку в нем
«есть общедемократическое содержание против
угнетения...» *
Марксизм рассматривает национально-осво-
бодительное движение как необходимую пред-
посылку широкого развертывания борьбы угне-
тенных народов за социализм. Вместе с тем
марксистам совершенно очевидно, что полно-
стью национальный вопрос может быть решен
лишь с ликвидацией антагонистических классов,
являющейся кардинальной предпосылкой уничто-
жения всех видов угнетения и неравенства, в том
числе и в сфере национальных отношений.
Именно поэтому воздействие идеалов рабо-
чего класса на современные этнические процессы
получает полное выражение лишь в условиях
социалистического общества. Об этом наглядно
свидетельствует более чем полувековой опыт
национального строительства в нашей стране.
Этот опыт многогранен и имеет различные
аспекты: экономический, социальный, .государ-
ственно-правовой и т. д. Есть у него и этнический
аспект. При рассмотрении этого аспекта нацио-
нальных процессов в нашей стране следует под-
черкнуть, что было бы ошибочно механически
переносить представления о тенденциях, действу-
ющих в данной сфере при капитализме, на социа-
листическое общество. Ведь экономическая
основа нации, ее классовая структура, духовный
облик, т. е. все то, что характеризует определен-
ный социально-исторический тип жизни, корен-
ным образом изменяются в результате перехода
от капитализма к социализму. Вместе с тем если
чисто классовые характеристики нации при смене
формаций изменяются коренным образом, то
присущие ей этнические свойства в значительной
мере сохраняются.
* В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 25, с. 275—276.
335
Ю. В. БРОМЛЕЙ
Следовательно, между действующими при
капитализме и при социализме двумя тенденция-
ми в национальном вопросе имеются и преемс-
твенность, и качественные различия. Тенденция
развития наций преобразуется в условиях
социализма под воздействием таких новых
закономерностей национальных отношений, как
утверждение равенства рас, наций и языков,
самоопределение народов, выравнивание уровня
экономического и культурного развития. На дру-
гой экономической и социальной основе происхо-
дит при социализме и процесс межнациональной
интеграции, сближения наций.
Взаимосвязь этих двух модифицированных
тенденций обнаруживается повсюду: как в
социально-экономических, так и в «чисто» этни-
ческих явлениях, причем первые обычно самым
непосредственным образом воздействуют на вто-
рые (особенно на этническое сознание), а послед-
ние, в свою очередь, могут оказывать заметное
обратное воздействие на базисные явления.
Определяющее значение для развития в нашей
стране рассматриваемых тенденций и изменения
их соотношения, несомненно, имел прогресс в сфе-
ре производительных сил, сопровождавшийся ко-
ренными социальными изменениями. Обусловив
усиление хозяйственных связей как внутри
отдельных регионов, так и в масштабе всей стра-
ны, этот процесс в конечном счете явился основ-
ной материальной предпосылкой к этнической
консолидации внутри отдельных наций и внутри-
государственной межнациональной, интеграции.
Уже с первых лет Советской власти
социально-экономические преобразования созда-
ли в нашей стране благоприятные условия для
бурного развития процессов этнической консоли-
дации. В окраинных, прежде отстававших в
своем развитии областях страны такие процессы
выражались в объединении этнических групп,
близких по языку и культуре, в крупные народно-
сти и нации. Так произошло, например, образова-
ние многих среднеазиатских наций, в частности
туркменов, сложившихся из племенных групп
иомудов, теке, гокленов и др. В результате кон-
солидационных процессов сформировались и
многие народы Сибири, в том числе алтайцы, в
состав которых вошли алтай-кижи, теленгиты,
телеуты и другие малочисленные племена и
народности.
За годы Советской власти стали более моно-
литными и многие давно сложившиеся нации.
Так, поморы, кержаки, отдельные группы каза-
ков, камчадалы в первые годы Советской власти
иногда даже не осознавали себя частью русского
народа, отличаясь от основной массы русских по
диалекту, культуре и быту. Теперь же их можно
выделить лишь в качестве так называемых этно-
графических групп русского народа. Быстро сти-
раются также различия между латгальцами и
латышами и т. д. В итоге в СССР, с одной сторо-
ны, появились новые крупные народы, с дру-
гой — уменьшилась этническая мозаичность
страны. Если переписью 1926 г. выделено
194 этнонима, то по переписи 1939 г. их стало
около 100. Таким образом, число этнических под-
разделений в нашей стране за предвоенные годы
уменьшилось почти вдвое.
Следует, впрочем, иметь в виду, что пора
наибольшей активности внутринациональных
процессов уже миновала. Показательно, что пере-
чень национальностей, выделенных переписью
1970 г., почти не отличается от соответствующих
показателей предыдущей переписи.
Как и во всех многонациональных государ-
ствах, так и в нашей стране, происходят и про-
цессы этнической ассимиляции. Говоря о них,
следует сразу же подчеркнуть, что, во-первых,
речь идет об естественной ассимиляции, во-вто-
рых, этот процесс затрагивает главным образом
территориально рассредоточенные народы (ев-
реи, мордва, карелы и др.) и группы людей, посе-
лившиеся на территории, занимаемой другой
национальностью.
Об естественном характере ассимиляции в
нашей стране убедительно свидетельствует тот
факт, что основной ее «канал» — национально-
смешанные браки. Выросшим в соответствующих
семьях детям при достижении совершеннолетия
приходится выбирать национальность одного из
родителей. В случае предпочтения такими под-
ростками какой-либо одной национальности чи-
сленность этой национальности, разумеется,
возрастает за счет той, которая не будет ими
выбираться. Рост территориального смешения и
ослабления национальных предпочтений привел
к увеличению смешанных в национальном отно-
шении браков. Если в 1925 г. в целом по стране
национально-смешанным был лишь каждый 40-й
брак, то теперь таковым является каждый 10-й; а
в ряде городов, как показывают специальные
исследования, даже каждый 4-й брак. Особенно
часты национально-смешанные браки в городах
Молдавии, Украины, Белоруссии и т. д.
Магистральную линию межнациональных
процессов в нашей стране составляет не ассими-
ляция, а межэтническая интеграция. Она тесней-
шим образом сопряжена с экономической инте-
грацией, сложением однотипной социальной
структуры у всех народов нашей страны и воз-
никновением на этой базе новой исторической
общности людей — советского народа.
Межэтническая интеграция привела за годы,
прошедшие с момента образования Союза ССР, к
возникновению у советского народа общих черт
культуры. Это проявилось прежде всего в скла-
дывании единого социалистического содержания
духовной культуры. Ее неотъемлемыми компо-
нентами становятся пролетарский интернациона-
лизм и советский патриотизм.
Нельзя, конечно, не учитывать процесса куль-
турной нивелировки, связанной с распростране-
нием среди народов СССР элементов культуры
336
ЭТНОС И ЭТНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
(главным образом материальной, например авто-
мобилей, радиоприемников, холодильников и
т. п.), аналогичных для населения многих стран
мира, т. е. принадлежащих к современной урба-
низированной общечеловеческой культуре. Но,
как известно, советская культура обладает и сво-
ими специфическими особенностями. Эти особен-
ности у различных народов СССР имеют не
только национальную форму, но и общесоветские
черты. В данной связи прежде всего привлекает
внимание процесс культурного взаимообогаще-
ния всех народов СССР некоторыми элементами
культуры, зародившимися у кого-либо из них.
Складываются и единые для советских людей
традиции, праздники, обряды и даже общая
антропонимика.
Важнейшим фактором формирования и вме-
сте с тем компонентом общесоветской культуры
является русский язык, выступающий в качестве
языка общения между всеми народами нашей
страны. При этом его распространение
неуклонно возрастает. Если по переписи 1926 г.
лишь 6,4 млн. человек нерусской национальности
признали русский своим родным языком, то по
переписи 1959 г. их число увеличилось уже до
10 млн., а в 1970 г. —до 13 млн. Кроме того, в
1970 г. зафиксировано около 42 млн. свободно
владеющих русским как вторым родным языком.
Учитывая при этом 130 млн. русских, очевид-
но, можно полагать, что в настоящее время на
русском языке может свободно объясняться
по крайней мере 3/4 населения Советского
Союза.
Процесс формирования общесоветской куль-
туры продолжается. Дальнейшие перспективы
этого процесса намечены в Программе КПСС.
В ней подчеркивается, что, «придавая решающее
значение развитию социалистического содержа-
ния культур народов СССР, партия будет содей-
ствовать их дальнейшему взаимообогащению и
сближению, укреплению их интернациональной
основы и тем самым формированию будущей
единой общечеловеческой культуры коммунисти-
ческого общества»*.
Общесоветская культура, будучи конкретным
воплощением межэтнической интеграции наро-
дов нашей страны, вместе с тем представляет
один из предварительных шагов на пути к пред-
сказанному В. И. Лениным глобальному сли-
янию наций**. Однако путь этот весьма длинен
и сложен. В. И. Ленин указывал, что националь-
ные различия «будут держаться еще очень и очень
долго даже после осуществления диктатуры про-
летариата во всемирном масштабе...»***.
И совершенно ясно, что на этом пути еще пред-
стоит борьба как против попыток искусственно
* Программа Коммунистической партии Советского
Союза. М.» Политиздат, 1976, с. 115.
** См.: В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 24,
с. 131.
*** В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 41, с. 77.
ускорить процесс сближения и слияния наций, так
и против проявлений национализма, всячески
тормозящего этот в конечном счете исторически
закономерный процесс.
337
Алексей Павлович Окладников (р. 1908) —археолог и историк, академик,
директор Института истории, филологии и философии СО АН СССР, про-
фессор Новосибирского университета, лауреат Государственных премий
СССР, заслуженный деятель науки РСФСР. Якутской и Бурятской АССР,
Герой Социалистического Труда, награжден тремя орденами Ленина.
С 1961 работает в Новосибирском научном центре СО АН СССР. В 1964
избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1968 —академиком.
Более 50 лет А. П. Окладников ведет полевые археологические работы в
Прибайкалье, Якутии, на Дальнем Востоке, в Забайкалье, Монголии, Сред-
ней Азии.
А. П. Окладников — автор около 600 печатных работ, в том числе 12 мо-
нографий, многие из них переведены на английский, немецкий, француз-
ский и японский языки. Он — член Британской академии наук, академий
наук Монгольской Народной Республики и Венгерской Народной
Республики.
величине часть света —
Азия более чем на треть своей тер-
ритории заняза тундрами, тайгой и степями Сиби-
ри — той части СССР, которую нередко из-за ее
колоссальных пространств называют Северной
Азией. К Северной Азии относится и советский
Дальний Восток — край удивительной природы
с его муссонным климатом, неповторимой фау-
ной и флорой, край причудливых сочетаний
севера и юга, где тигры крадутся за северными
оленями, а виноградные лозы обвивают аянскую
голубую ель.
На огромных пространствах Северной Азии
развертывались важные события древнейшей ис-
тории человечества. Далекое прошлое Северной
Азии издавна привлекает внимание исследовате-
лей. Вместе с тем и до сегодняшнего дня в
изучении древних культур Северной Азии, где
открыты колоссальные массивы новых данных,
существенно меняющих сложившиеся прежде
представления, остается немало такого, что еще
не стало достоянием широкой общественности и
даже специалистов.
Борис Алексеевич Фролов (р. 1939) — историк, доктор исторических наук.
Родился в Москве Окончил Московский государственный университет
(1961) и аспирантуру Института истории, филологии и философии
СО АН СССР в Новосибирске, где работал затем старшим лаборантом,
младшим научным сотрудником.
Б. А. Фролов принимал участие в археологических экспедициях Института
истории, филологии и философии СО СССР и Института археологии
АН СССР, в работе ряда международных конгрессов.
В 1966 он защитил кандидатскую, а в 1975 — докторскую диссертации.
В настоящее время работает старшим научным сотрудником в Институте
истории естествознания и техники АН СССР.
Б. А. Фролов — автор 90 научных работ по проблемам истории культуры
и психологии творчества, в том числе монографии «Числа в графике пале-
олита». Некоторые из его работ переведены за рубежом: в ГДР. Ита-
лии, Канаде, Польше, США. Франции, ФРГ.
До недавнего времени из поля зрения боль-
шинства исследователей первобытного прошлого
человечества выпадал целый мир древних куль-
тур, следы которых остались на огромных про-
странствах Северной Азии — между Уралом на
западе и Тихим океаном на востоке. Зарубежным
археологам древности Сибири либо вовсе не
были известны, либо знакомство с ними ограни-
чивалось отдельными, наиболее яркими памятни-
ками. Ситуация коренным образом меняется в
последние десятилетия. Развитие археологиче-
ских исследований в Сибирском отделении
АН СССР, выход «Истории Сибири», капиталь-
ных монографий о древних поселениях, наскаль-
ных рисунках (петроглифах), орнаментах и
других сферах материальной и духовной куль-
туры аборигенов Северной Азии выявляют столь
захватывающую картину творческой эволюции
коренного населения этого сурового края, что
без нее история мировой культуры выглядит
весьма обедненной.
Конечно, не просто обозначить даже основные
контуры этой картины в одной статье. Мы огра-
338
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ
Скалы у деревни Усть-Писаной на р. Томи
ничимся некоторыми из них, позволяющими про-
никнуть в сокровенные тайники духовной жизни
первобытных сибиряков.
Прежде всего речь пойдет о петроглифах.
Исследование их стало особым разделом архе-
ологии, привлекающим к себе тем более живой и
растущий интерес ученых, что пока вообще они
остаются значительно менее изученными, чем
другие виды археологических источников. Это
связано с трудностями их поиска в малодоступ-
ных местах, сложностью расшифровки непосред-
ственно на поверхностях скал и каменных глыб,
трудностями точной полевой съемки их как худо-
жественных произведений, установления возрас-
та, семантики, этнокультурной принадлежности и
т. п. Стоит отметить, что в Сибири, суровой и
когда-то малонаселенной, «дикой», по представ-
лениям европейцев, интерес к петроглифам про-
будился раньше, чем в большинстве «обжитых»
уголков земного шара, не говоря уже о пустын-
ных районах Африки, Австралии, Америки.
Изучение петроглифов Сибири (писаниц) на-
считывает уже более трех веков. С самого начала
освоения Сибири русскими наскальные изобра-
жения уже привлекали внимание любознатель-
ных землепроходцев и ученых. На берегах Енисея
их заметил еще Н. Г. Спафарий, а до него —
автор одного из хронографов, относящегося к
первой половине XVII в. О писаницах Сибири
писали И. Ф. Страленберг и Г. Ф. Миллер —
«отец сибирской истории». На рубеже XIX и
XX вв. писаницам Енисея посвятил свой огром-
ный труд И. Т. Савенков. Петроглифы Сибири и
Дальнего Востока продолжали привлекать вни-
мание исследователей и в последующее время. Но
особый интерес к ним проявился в послевоенные
годы вместе с общим подъемом исторических и
археологических исследований, одним из резуль-
татов которого явилось создание 5-томной «Ис-
тории Сибири».
Одними из первых обратили на себя внимание
исследователей Сибири замечательные наскаль-
ные изображения в верховьях р. Томи у деревни
Усть-Писаной, получившей от них свое название.
О них знали еще авторы XVII—XVIII вв., кото-
рых вместе с коренным населением этих мест
поразило множество звериных и человеческих
фигур, с необыкновенным терпением и тщатель-
ностью выбитых на скале, о подножие которой
бьются волны быстрой горной реки, а вершина
ее увенчана густыми зарослями леса.
Еще в первой половине XVII в., около
1645 г., в одной сибирской летописи-хронографе
было записано: «Не дошед [Кузнецкого] остро-
гу, на край реки Томи лежит камень велик и
высок, а на нем писано: звери и скоты, и птицы, и
всякие подобия; а егда по некоторому прилучаю
отторжется камень, а внутри того писано, якоже
и на край»*.
Томская писаница выбита и вырезана на глад-
ких наклонных плоскостях сланца; рисунки на
них местами наслаиваются друг на друга и их
линии пересекаются. Большинство изображений
выбито в камне характерной мелкой выбив-
кой — «точечной ретушью». Часть рисунков
вырезана и вышлифована, а некоторые фигуры,
первоначально выбитые, были затем «освежены»
и усилены резными линиями.
Томская писаница, таким образом, «двухслой-
ная», а рисунки резные сделаны явно позднее
рисунков выбитых.
В отличие от скульптур, найденных в погребе-
ниях или на стоянках, древнейшие изображения
Томской писаницы датируются только их сюже-
тами и стилем. Но и этого более чем достаточно,
чтобы отнести древнейшие из них к каменному
веку, к неолиту. В этих изображениях нет ника-
ких следов, ни одного намека на скотоводство,
являвшееся основным занятием и главным источ-
ником существования людей бронзового и ран-
него железного века.
Среди древнейших, выбитых точечной выбив-
кой изображений выделяются фигуры человеч-
ков с широко расставленными и согнутыми в
коленях ногами. Человечки эти как бы приседают
в позе танца. Руки их распростерты в стороны и
тоже изогнуты.
* А. П о п о в. Сборник славянских и русских сочине-
ний и статей, внесенных в хронографы русской редакции.
М., 1863, с. 402-404.
339
А.П ОКЛАДНИКОВ, Б. А. ФРОЛОВ
На писанице отчетливо видно, что два чело-
вечка схватились руками и крепко держат друг
друга. Головы у них округлые, широкие.
В другом месте среди лосей видна фигура
человека с туловищем, изображенным в фас в
виде треугольника, и головой, как будто поверну-
той вбок, как на египетских фресках. На голове
видны широко выгнутые дугообразные рога.
Одна рука его плавно изогнута и опущена вниз,
другая согнута в локте, но поднята кверху. Ноги
фигурки тоже слегка изогнуты. Человечек как
будто обращается к кому-то с речью или с вопро-
сом.
Наряду с рисунками людей видны рядом две
схематически изображенные человеческие ступни.
Есть также условные знаки в виде двух концен-
трических овалов, вписанных друг в друга. Они,
возможно, представляют собой символы женской
производящей силы — знак плодородия.
Но больше всего на Томской писанице фигур
животных: звери на ней решительно преоблада-
ют. Вся писаница представляет собой как бы ока-
меневший обломок древнего звериного эпоса,
целую поэму о зверях.
Под двумя отмеченными выше человечками
видна фигура животного с выпуклой горбатой
спиной и склоненной вниз ушастой головой,
напоминающей медведя. Другая фигура живот-
ного изображена на бегу, в скачке галопом.
У нее пара острых ушей и длинный кривой хвост.
Это скорее всего лиса или волк. Одна из лучших
по ее реалистической живости фигур Томской
писаницы — журавль или цапля. Птица стоит на
длинных кривых ногах; у нее змееобразно изо-
гнутая шея и длинный острый клюв, опущенный
книзу. Две фигуры изображают, по-видимому,
филина или сову. Обе они трактованы по-раз-
ному и выполнены в различной технике. У одной
фигуры, очевидно более древней, видна широкая
голова, напоминающая бубнового туза; посре-
дине ее вырезан клюв, по бокам намечены глаза.
Туловище птицы широкое, округлое и сплошь
усеяно точками, очевидно, изображающими опе-
рение.
Среди рисунков Томской писаницы видна и
еще одна фигура птицы, выбитая наиболее глу-
боко и четко. Это явно водоплавающая птица,
утка, изображенная в характерной для нее позе.
Она как будто привстала на воде и, вытянув
кверху шею с длинной массивной головой, отря-
хивает крылья.
Главное же место среди рисунков Томской
писаницы занимает образ лося. Лоси идут рядами.
Некоторые из них следуют друг за другом, хвост
в хвост. Другие лоси шагают им навстречу. Лоси
изображены в одной и той же специфической
манере. У них короткое массивное туловище с
мощным горбом над лопатками и узкий сухой
круп. На груди и шее многих фигур глубоко вре-
заны дугообразные полосы. Морды животных
очерчены лаконично и вместе с тем очень живо, с
Томские писаницы. Рисунок лося. Неолит
пластической глубиной рельефа. На них нарочито
выделено утолщение тяжело нависающей верх-
ней губы, отмечена расщелина рта и миндалевид-
ный узкий глаз. Ни на одной фигуре не видно
характерных лосиных рогов в виде лопаты с зуб-
цами. Но зато на всех вырезаны поднятые кверху
уши. Это все, должно быть, не лоси-самцы, а
лосихи-самки. Ноги зверей сухие и длинные,
широко раскинутые в стороны, на них показаны
раздвоенные оленьи копыта.
Стремление рассказать в рисунке о звере как
можно больше, возможно полнее нашло неожи-
данное выражение и в любопытной детали.
На одной лосиной фигуре в области груди
имеется стреловидный рисунок: это, несомненно,
сердце и аорта зверя. Такой по-детски наивный
прием, повествовательный рассказ о внутренно-
стях зверя, об источнике его жизненной силы,
встречается у западносибирских народов и много
позже. Он известен также и в искусстве других
народов этого же уровня развития, например у
североамериканских индейцев.
Многочисленные фигуры лосей на Томской
писаной скале не представляют собой какой-то
единой, однажды задуманной и затем сразу осу-
ществленной композиции. Они, несомненно, ри-
совались различными мастерами и в разное
время. Однако все они или по крайней мере боль-
шинство их объединены единством стиля и твор-
ческой манеры древних мастеров. Главная черта
этого стиля и художественного мироощущения
того времени —динамизм.
Вся эта масса лосей захвачена одним динами-
ческим порывом. Лоси быстро шагают, бегут и
скачут, вытянув головы вперед. Их фигуры
напряжены до предела и наполнены неукротимой
энергией. Среди них нет ни одной фигуры,
недвижимо застывшей на месте.
Стремясь подчеркнуть и усилить этот дина-
мизм и экспрессию лосиных фигур, древний
мастер использовал столь же простой, как и
эффектный прием. Он расположил их не гори-
зонтально, а слегка наклонно, приподняв верх-
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ
Томские писаницы. Личина. Бронзовый век
нюю половину тела лося и соответственно опу-
стив нижнюю. Такое расположение лосиных
фигур становится еще более выразительным на
фоне косых глубоких трещин, рассекающих
гладкую поверхность писаной скалы. Могучие
сильные звери как бы неудержимо стремятся
кверху, карабкаются и перепрыгивают через тре-
щины, упрямо преодолевая все препятствия на
пути к цели.
Стоит вглядеться внимательно в эту скалу,
изъеденную временем, изрытую выветриванием,
атмосферной влагой и дождями, изборожденную
глубокими трещинами, чтобы она снова наполни-
лась отзвуками исчезнувшей жизни, чтобы перед
нами широко распахнулось окно в давно забытый
мир людей каменного века.
Томская писаница существенно дополняет
наши представления о мировоззрении древнего
населения Сибири.
Скульптурные изображения из неолитических
погребений могут многое рассказать о вере в
духов-хранителей и предков, а также о космого-
нических мифах древних племен Западной Сиби-
ри. В свою очередь, Томская писаница с большой
силой и наглядностью раскрывает их мысли и
чаяния, связанные с охотничьей жизнью, с забо-
той о благополучии и сытой жизни первобытных
охотников. Нет сомнения в том, что в основе этих
изображений находится первобытная охотничья
магия, стремление завладеть зверем.
Таким образом, неолитическое искусство оби-
тателей лесных областей Западной Сибири и
Среднего Енисея, как и искусство их восточных,
прибайкальских, соседей, по всем своим суще-
ственным чертам представляет собой такое же
прямое продолжение искусства палеолитического
человека, как и художественное творчество аркти-
ческих племен Скандинавии в эпоху мезолита и
неолита. Эти существенные черты таковы: зверь
в них по-прежнему занимает главное место, а че-
ловек — явно второстепенное; в искусстве неоли-
та Западной Сибири как и ранее доминирует жи-
вой, динамический реализм; идейной основой
этого искусства является мировоззрение лесных
охотников, первобытная охотничья магия и ми-
фология.
Конечно, в сюжетах и образах этого искусства
с эпохи палеолита и до начала бронзового века
произошли значительные перемены. Так, напри-
мер, оба главных его образа — медведь и
лось — появились вместе с новой природной сре-
дой голоцена. Но основа художественного мыш-
ления и стиля осталась прежней, потому что в
основе не изменились ни хозяйство, ни быт лес-
ных охотников.
Особый интерес в связи с этим представляет
тот факт, что в искусстве неолита устойчиво уце-
лел в своем исконном виде такой характерный
сибирский палеолитический сюжет, как водопла-
вающая птица — утка или гагара. При этом он
представлен здесь нередко теми же стилистиче-
скими особенностями, что и в резных статуэтках
Мальты и Бурети. Таковы, например, фигурки
птиц из неолитических погребений у Красноярска
или из Яйского могильника на р. Томи. Птица
изображается здесь в определенной позе — в
полете, устремленная всем телом вперед, с напря-
женно вытянутой шеей.
Можно видеть в данном конкретном случае
пример прямого наследования одного из элемен-
тов искусства палеолита неолитическими племе-
нами Сибири, своего рода прямой реликт древней
культуры.
Петроглифы Сибири и Дальнего Востока
представляют столь же обширный, как и ценный
материал для освещения различных сторон жизни
древнего населения Северной Азии. В них
нашли свое отражение хозяйство, социальные
отношения и в особенности духовная культура,
эстетика и мировоззрение, мифы и культы древ-
них племен и народностей, населявших этот
огромный край от Тихого океана до Урала, от
Ледовитого океана до Монголии.
Особенно интересна возможность использова-
ния петроглифов как материалов по этнической
истории. Работа в этом направлении позволяет
341
А. П. ОКЛАДНИКОВ, Б. А. ФРОЛОВ
Томские писаницы. Незаконченный рисунок лося. Неолит
исследователю за вещами увидеть людей, пере-
шагнуть из мира мертвых вещей (археологиче-
ских документов) в мир живых народов. И при
этом даже протянуть нити, связывающие древние
племена и народности с современными нам пле-
менами и народами.
Датировка петроглифов — первая и исходная
задача их исследования как археологических
документов. Но при этом следует иметь в виду их
своеобразие как исторического источника. В от-
личие от археологических памятников обычного
рода, поселений или захоронений, петроглифы,
как уже сказано, не могут быть (за редкими
исключениями) датированы прямо и непосред-
ственно. Поскольку они не залегают в земле в
культурном слое вместе с другими предметами,
они не могут быть в большинстве своем безого-
ворочно отнесены к узко определенному точному
времени. Однако это задача вовсе не безнадежная
и решается в зависимости от конкретной ситу-
ации. Так, для петроглифов Нижнего Амура
характерны, более того, составляют самую
выразительную их особенность, загадочные «ли-
чины», которые обнаружены нами и на глиняных
сосудах вместе с каменными изделиями неолити-
ческого облика в культурном слое древнего посе-
ления у села Вознесеновки, ниже устья р. Хунга-
ри. Благодаря радиоуглеродному анализу точно
установлены абсолютная древность сосудов из
Вознесеновки и в целом возраст самого позднего
из неолитических поселков, с которым были свя-
заны рисунки на базальтовых глыбах на Амуре у
Сакачи-Аляна: 3590±60лет. Более древние на-
скальные рисунки в низовьях Амура несут целую
систему кривых линий, образующих совершенно
специфический криволинейный орнамент. И этот
же самый орнамент мы находим на сосудах
Томские писаницы. Антропоморфные стилизованные фи-
гуры, соединяющие в себе черты человека и птицы. Сле-
ва фигура бегущего лося. Бронзовый век
неолитической эпохи в III—II тысячелетиях до
н. э. на берегах Нижнего Амура.
Другой пример — петроглифы Забайкалья,
выполненные красной краской, с характерными
сюжетами: птицами в полете, группами пятен и
т. д. Они датируются концом II тысячелетия до
н. э. путем сопоставления изображенных на них
фигур животных и птиц с аналогичными изобра-
жениями на бронзовых ножах и кинжалах. Дру-
гие писаницы Забайкалья, Тувы и Монголии, где
выбиты фигуры животных в духе скифо-сибир-
ского «звериного стиля», помещаются в рамках
этого грандиозного художественного мира Ев-
разии, т. е. в I тысячелетии до н. э.
Что же нового вносят исследованные археоло-
гами наскальные изображения в понимание
духовной жизни древнего человечества?
Несмотря на огромные промежутки времени,
которые разделяют нас и древние племена этих
областей Северной Азии, несмотря на все слож-
ные исторические события, протекавшие в тече-
ние трех, четырех, пяти и более тысячелетий,
здесь устойчиво сохранилась традиционная куль-
тура. Преемственно передавались из поколения в
поколение художественные нормы, образы и свя-
занные с ними идеи. Поэтому столь тесные связи
обнаруживаются между наскальными изображе-
ниями и современным этнографическим искус-
ством от Дальнего Востока до Приуралья, где эти
связи подробно проследил В. Н. Чернецов. Ис-
токи этнической специфики, свойственной от-
дельным народам Северной Азии, могут быть
прослежены в глубь истории вплоть до неолити-
342
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ
Томские писаницы. Изображения лосей и медведя. Неолит
ческой эпохи и бронзового века, т. е. в I, II,
III тысячелетия до н. э., а порой и еще
глубже.
Так, для мировоззрения тунгусских племен
издревле характерен резко выраженный охотни-
чий дух. Вселенная представляется в мифологии
тунгусов в образе живого существа, от которого
зависит земное благополучие таежных охотни-
ков, — в облике лося. Судьба Вселенной есть не
что иное, как рассказ о судьбах того же лося. За
космическим лосем-Вселенной гонится такой же
космический охотник, причем первоначально он
не человекоподобный, а зооморфный — мед-
ведь!
Что же касается традиционного мировоззре-
ния оседлых приморских зверобоев, то здесь тоже
сказываются их хозяйственный уклад и образ
жизни. Вместо мировой космической охоты и
Вселенной-лося здесь выступают иные сюжеты.
Таков, например, чукотско-коряцкий миф о
вороне или космической птице, враждующей с
жителями моря, с китом— тоже космическим,
олицетворяющим стихии моря. Таков и миф о
владычицах стихий: Седне — как хозяйке моря и
его обитателей, Лиге и Силле — владычицах сти-
хий воздуха и наземных обитателей — оленей.
Таким образом, на мифологию и религию
этих племен явственно накладывают свой отпеча-
ток условия практической хозяйственной жизни
(охота в тайге или зверобойный промысел в при-
брежной зоне арктического моря и в тундровых
ландшафтах).
В бассейне р. Витима, а также на р. Олекме в
раннем железном веке широко распространяются
выполненные красной краской петроглифы, ко-
торые наряду со старыми охотничьими культа-
ми — культом лося, охотничьей магией, а также
шаманством (почитанием духов умерших шама-
нов — покровителей и предков) выдвигают на
первый план культ Солнца, солнечных символов,
кругов. Эти петроглифы должны были принад-
лежать потомкам людей неолита и бронзы, таеж-
ным охотникам — предкам тунгусов.
Наскальное искусство тунгусов и других охот-
ничьих племен тайги, как и охотников Африки —
бушменов, одинаково характеризуется анимали-
стической направленностью и свежим реализмом,
динамичностью и экспрессией. Однако орнамен-
тика тунгусов совсем не та, что у амурских пле-
мен, родственных им по языку,— негидальцев,
нанайцев, ульчей, а также у неродственных (нив-
хи).
Соответственно первая большая группа пе-
троглифов Восточной Сибири характеризуется
преимущественно охотничьими реалистическими
сюжетами. Это петроглифы в долинах Ангары,
Средней Лены, Алдана, Олекмы (по стилю и
содержанию сходные с уже упоминавшимися
нами лучшими наскальными рисунками на
р. Томи). Они относятся к неолитической эпохе,
их центральный сюжет — лось, основное содер-
жание — охотничий, магический (по его направ-
ленности) культ лося, связанный с оригинальной
космогонией и мифологией тунгусов.
Вторая группа петроглифов, тоже древняя —
наскальные изображения Дальнего Востока, до-
лины Амура, Уссури. Главная их черта— гос-
подство орнаментализма, статика вместо динами-
ческого реализма прибайкальских петроглифов.
Особо важное место здесь принадлежит криволи-
нейным элементам орнаментов и рисунков, на
343
А. П. ОКЛАДНИКОВ, Б. А. ФРОЛОВ
Петроглифы Нижнего Амура, Сакачи-Алян. Рисунок сол-
нечной ладьи и личины. Неолит
Петроглифы Нижнего Амура, Сакачи-Алян. Личина.
Неолит
первый план выступают спирали, странные и
загадочные маски-личины. Главные черты куль-
туры амурских неолитических племен: оседлая
жизнь на Амуре, добыча проходной морской
рыбы во время нереста. Здесь достигли боль-
шого развития такие формы общественной жиз-
ни, как обряды инициации (посвящения) и муж-
ские союзы. Наскальные изображения масок-ли-
чин (непременного реквизита религиозных ми-
стерий во время инициаций) служили, видимо,
орудием психологического воздействия тайных
мужских союзов на женщин и детей. Маски
воодушевляли и самих участников этих церемо-
ний, создавая атмосферу таинственного и сверхъ-
естественного. Спирали же и вообще кривые ли-
нии в неолитическом искусстве Нижнего Амура
и в орнаменте современных народов этого
района изображают змею — символ водной сти-
хии, с которым связаны и космические представ-
ления, и чувства страха и тревоги, неуверенно-
сти перед грозной стихией.
Третья большая группа петроглифов Восточ-
ной Сибири относится к степям и гористым лесо-
степям Забайкалья, Тувы, Алтая и соседних обла-
стей Центральной Азии. Помимо уникальных
изображений в пещере Хойт-Цэнкер в Гоби,
которые предшествуют всем остальным и датиру-
ются эпохой палеолита, здесь выделяется группа
петроглифов, относящихся к неолиту. Содержа-
ние их, как и в неолите Прибайкалья, анимали-
стическое. Но здесь господствует уже не образ
лося, а образ дикой лошади. Их оставили охот-
ники на лошадей и куланов, вероятные предки
«алтайских» народностей, в первую очередь тюр-
коязычных: сначала гуннов, а после них тюрков и
собственно монголов. Здесь появляются чисто
скотоводческие писаницы, в основе которых
лежат культ конного скота и магия плодородия.
Писаницы эти, как свидетельствуют этнографи-
ческие аналогии, связаны с сезонными праздни-
ками древних скотоводов бронзового и раннего
железного века. Таким праздником являлся, в
частности, кумысный весенний праздник яку-
тов — ысыах. Столь же любопытно, что в мифо-
логии и орнаментике ольхонских бурят сохрани-
лись следы культа орла, восходящие, судя по
писаницам, к бронзовому веку: видимо, авторы
этих писаниц на р. Селенге также входили в
состав предков бурят.
К любопытным заключениям приводят стати-
стические подсчеты по отдельным группам сюже-
тов петроглифов.
Так, к югу от Байкала выявлены и изучены
два крупных местонахождения петроглифов:
одно— у г. Кяхта, другое— на р. Селенге, на
сравнительно небольшом расстоянии. Они созда-
вались в основном на протяжении длительного
периода с конца бронзового до начала железного
века. Но как различны их сюжеты? На Селенге
более половины петроглифов (882 рисунка, или
52,9%) изображают человеческие или человеко-
подобные фигуры и лишь 86 (в 10 раз мень-
ше) — животных. Напротив, у Кяхты из 445 уч-
тенных сюжетов лишь 9 антропоморфных фи-
гур, тогда как животных 250 (54,5%), а более
40% —символы Солнца (на Селенге они немно-
гочисленны, едва ли более 10%). Перед нами два
разных мира, и способы их изображения на кам-
344
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ
Петроглифы Нижнего Амура, Шереметьевское. Рисунок
птицы. Неолит
Петроглифы Нижнего Амура. Сакачи-Алян. Личина.
Неолит
не различны: селенгинские рисунки нанесены
охрой на грандиозных гранитных скалах, кях-
тинские — выбиты точечными ударами камня
на невысоких базальтовых холмах или скали-
стых гребнях.
Создатели селенгинских петроглифов безмя-
тежно взирали на покорные им стада. Древние
художники-кяхтинцы воспринимали мир взвол-
нованными глазами охотника, знающего множе-
ство конкретных способов передачи особенностей
тела зверя, его движения и повадок, психологии и
эмоций. Меткость и острота их восприятия поро-
ждались самой стихией подвижной и беспокойной
охотничьей жизни, наполненной непрерывной
борьбой за существование.
Такие подразделения монументального твор-
чества (в данном случае соответственно охотни-
чьим или скотоводческим традициям) внутри
одной большой группы петроглифов (в данном
случае центральноазиатской) могут быть просле-
жены и далее и по другим группам. В то же
время охотничья традиция сама по себе удиви-
тельно многогранна как по стилевым вариациям,
так и по исходному отбору сюжетов. Например, в
петроглифах Центральной Азии неизвестны
рыбы и лебеди, обычные для Прибайкалья, но
другие птицы изображены.
Человеческие и человекоподобные фигуры в
наскальных изображениях у Байкала и в Прибай-
калье представляют нечто целостное как по замы-
слу, так и по стилевым чертам. Главная черта
этого стилевого единства— своего рода эпиче-
ский монументализм. Общему впечатлению мо-
нументальности соответствуют крупные размеры
и позы фигур. Ноги у большинства фигур рас-
ставлены в характерной позе — ромбом. Человек
стоит на согнутых ногах, как бы танцуя. Но это
танец особый, не бурный, не динамически-эмо-
циональный, а иератически-торжественный, ти-
пичный танец Востока, где главная роль принад-
лежит не туловищу танцора, а его рукам, прежде
всего ладоням и пальцам рук. У ряда фигур
акцентированы не только ладони и пальцы рук,
но и ступни ног, вывернутые наружу.
Во всем этом разительное отличие от фигур
первобытных танцоров, изображенных в неолите
на скалах Африки или Испании; там все внима-
ние сосредоточено на динамике и экспрессии гиб-
кого туловища. Однако в других деталях челове-
ческих фигур обнаруживается неожиданное сход-
ство. Они группируются по четко определенному
числу участников танца, их головы украшают
перья или лучи, трактованные одинаково. Танцор
с 7 лучами над головой на скалах у с. Шишкино
на р. Лене по этой любопытной детали аналоги-
чен фигурам людей, нарисованным на скалах
Альп и Аравии, Австралии и Америки.
Таких танцоров изображали и сибирские
шаманы на своих бубнах, объясняя, что 7
лучей — это 7 путей небесных путешествий духа
великого шамана. Психологическая подоплека
таких представлений подробно рассмотрена в
ежегоднике «Будущее науки» (выпуск четвертый,
1971 г.) в статье «По следам одного числа».
Добавим, что определенные фигуры древних тан-
цев, запечатленных на петроглифах Сибири,
выявляются теперь и в традиционных танцах
сибирских народов, где имитация движений
345
А. П. ОКЛАДНИКОВ, Б. А. ФРОЛОВ
Петроглифы Забайкалья. Изображения птицы и солярного
круга. Бронзовый век
животных и небесных светил происходит по
строго соблюдаемым, чуть ли не математически
выверенным схемам. За ней угадывается слож-
ный комплекс космологических мифов и идей,
имевший свою историю, возможно, сходную с
историей «солнечной ладьи», плывущей по ска-
лам Средиземноморья, Скандинавии, Урала, Си-
бири до Тихого океана и Америки.
Такова в самых общих чертах монументальная
«каменная летопись» первобытной Сибири. Важ-
нейшим новым моментом в решении сложных
проблем наскального искусства в первобытной
Азии явилось открытие в 1973 г. своего рода
«эталонного» памятника на р. Тальме (правом
притоке р. Куленги, левого притока р. Лены).
Здесь на скалах среди тайги в причудливую сеть
переплелись рисунки разных эпох. Расчленяя их,
выявляя их последовательность и стилистические
особенности, археолог получает своего рода
ключ к расшифровке значения, принадлежности,
возраста петроглифов, разбросанных по скалам в
других районах необозримой верхоленской тай-
ги.
Пользуясь открытым на Тальме эталоном,
можно дать развернутую характеристику после-
довательной эволюции наскального искусства от
палеолита до XVIII в.
Эпохой палеолита датирован живописный
контур фигуры могучего ископаемого носорога
на скале у р. Тальмы. Подобный рисунок носо-
рога в 1975 г. на Ангаре был обнаружен
совместной экспедицией новосибирских археоло-
гов и краеведов г. Братска. Это позволяет уви-
деть в новом свете истоки первобытного искус-
ства Прибайкалья и всей Сибири.
До сих пор здесь уникальными оставались
открытые в 1941 г. А. П. Окладниковым на
Шишкинских скалах в верховьях Лены монумен-
тальные красочные контуры дикого быка,
Петроглифы Забайкалья. Рисунок лошади или ку-
лана. Бронзовый век
Петроглифы Забайкалья. На скале Бешегтэ-Байца изоб-
ражены птицы и ряды ямок — «души умерших». Бронзо-
вый век
жеребца и кобылы, датированные палеолитом.
Прибавление теперь к этому кругу образов иско-
паемого шерстистого носорога подтверждает их
палеолитический возраст и расширяет диапазон
известного нам опыта древнейших живописцев
Сибири в освоении ими окружающей действи-
тельности. Шишкинские палеолитические роспи-
си не были, следовательно, случайным или ино-
родным явлением. Подготовленные всем укладом
жизни и творчества первобытного населения
Прибайкалья, они определили пути последу-
ющего развития его искусства.
В эпоху мезолита и в раннем неолите главным
346
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ
образом наскального искусства в верховьях Лены
стал благородный олень, затем появились много-
численные фигуры лосей, а к концу неолита их
сменяют изображения отдельных лосиных голов
(4—3 тыс. лет до н. э.). Характерно полное
отсутствие образа человека в этом анималистиче-
ском наскальном искусстве, здесь развертыва-
ются картины настоящего звериного эпоса,
определяемого своими законами, не зависящими
от воли человека.
Но уже с началом бронзового века ситуация
резко меняется: фигуры зверей утрачивают
прежнюю полноту, динамику, жизнерадостную
экспрессию, отходят на второй план по сравне-
нию с фигурами шаманов, облаченных в затейли-
вые костюмы и танцующих с бубнами или дру-
гими предметами своего магического реквизита.
Датировка этого цикла 2 тыс. лет до н. э. под-
тверждается находками аналогичных миниатюр-
ных изображений в могильниках так называемой
окуневской культуры бронзового века в Мину-
синской котловине.
Следующий цикл — в окружении схематиче-
ских знаков-символов на скалах вновь появля-
ются лоси, изображенные уже с меньшим реализ-
мом и экспрессией, чем в неолите. Радиоуглерод-
ный анализ бересты из захоронения в одной из
расщелин этих скал показал возраст: IX в. до
н. э. Наконец, долгий путь монументального
искусства на скалах Тальмы венчают средневеко-
вые писаницы тюркских племен конников-ското-
водов курыкан. Их рисунки покрывают и многие
другие скалы верхней Лены прямыми резными
линиями, показывая ряды конников в латах с
оружием и знаменами, мифических гигантских
змеев с ножками (персонажи якутских, бурят-
ских, тунгусских мифов), знаки культа Солнца.
Повествования каменных летописей доходят
до XVIII в.: запечатлены даже русские солдаты в
мундирах эпохи Петра I, церкви с крестами; эти
изображения теперь помогут историкам архитек-
туры восстановить детали исчезнувшего деревян-
ного зодчества.
Упомянем еще о трех открытиях новых
Петроглифы Забайкалья. Рисунки животных, птиц и сим-
волических знаков на горе Ангир. Бронзовый век
347
А. П. ОКЛАДНИКОВ, Б. А. ФРОЛОВ
Петроглифы Ангары. Рисунки лосей. Бронзовый век
петроглифов во время полевого сезона 1975 г.
Североазиатской археологической экспедиции
Института истории, филологии и философии СО
АН СССР. Летом на севере Монголии в долине
р. Орхон экспедиция обнаружила много базаль-
товых глыб с рисунками скифо-сибирского типа.
Осенью в связи с небывалым понижением уровня
воды в Амуре на берегу реки обнажились базаль-
товые глыбы у села Сакачи-Алян. Обследуя их,
археологи выявили около 30 неизвестных ранее
гравированных изображений каменного века.
Наконец, в ноябре вместе с энтузиастами отделе-
ния Всероссийского общества охраны памятни-
ков истории и культуры г. Братска археологи
Института истории, филологии и философии
СО АН СССР ушли в плавание по Ангаре и
обследовали картинную галерею под открытым
небом на правом берегу Ангары, в 50 км от
Братской ГЭС. Ее обнаружил ученый секретарь
отделения Общества О. М. Леонов. На диабазо-
вых скалах здесь отчетливо прорисованы изобра-
жения лосей, птиц (более всего похожих на лебе-
дей карельских петроглифов), змей, фигуры
шаманов с поднятыми руками. Клубки змей перед
одним из шаманов заставляют вспомнить мифи-
Петроглифы Ангары. Личина. Бронзовый век
348
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ
Петроглифы Ангары. Антропоморфные изображения.
Бронзовый век
Петроглифы Ангары. Рисунки лосей и антропоморфных
фигур. Бронзовый век
ческие образы змееборцев, драконоборцев. Все
это в целом вновь подтверждает богатейшее
мифологическое содержание, которое в камен-
ном, затем и в бронзовом веке связывалось с
такого рода изображениями на скалах от Сканди-
навии до Урала. В унтах и меховых куртках, по
пояс в снегу исследователи работали у обледене-
лых скал, пока не закончили съемку петрогли-
фов. Эти памятники затопляются водами Усть-
Илимского моря, но энтузиасты-краеведы вывез-
ли часть камней.
Поистине неисчерпаем мир древних петрогли-
фов Сибири, неисчерпаемы и возможности позна-
ния, постижения их сокровенного смысла, их
красоты.
Искусство малых форм, «мобильная» мелкая
пластика, орнамент на разнообразных изделиях,
найденных в древних стойбищах и могильниках
аборигенов Северной Азии, при ближайшем рас-
смотрении оказываются не менее значительными
в художественном и информативном отношениях.
Еще в эпоху палеолита эта область изобрази-
тельного творчества, начиная с 20—25-тысяче-
летней давности, нашла в Сибири не менее яркое
по форме и не менее глубокое по содержанию,
349
А. П. ОКЛАДНИКОВ, Б. А. ФРОЛОВ
чем в классическом Франко-Кантабрийском ре-
гионе Европы, выражение в стоянках Мальта и
Буреть на Ангаре и в других местонахождениях.
Об этом подробно говорилось в статье
А. П. Окладникова «Новые находки археоло-
гов», опубликованной в ежегоднике «Наука и
человечество. 1969», и в упомянутой выше статье
Б. А. Фролова «По следам одного числа»,
поэтому ниже мы остановимся только на допол-
нительных фактах, обнаруженных в последние
годы, и новых аспектах их трактовки.
В неолите искусство малых форм сибирских
племен уже представлено бесчисленным количе-
ством памятников. Их наиболее общие типы и ва-
рианты распределяются, как и группы петрогли-
фов, в соответствии с границами больших ланд-
шафтных зон, а вместе с тем и хозяйственно-
культурных провинций или типов, выделенных
археологами и этнографами.
Неолитические племена Западной Сибири —
об этом уже говорилось — занимались, как и все
остальные их современники, обитавшие в лесах
Евразии, охотой и рыбной ловлей, а также соби-
ранием дикорастущих съедобных растений. Ис-
кусство этих племен представлено, в частности,
орнаментированными глиняными сосудами.
Остродонные, как правило, сосуды эти украша-
лись простым узором из ямок, резных линий,
оттисков гребенчатого штампа. Композиция
узора в целом имеет строго зональный характер:
узоры располагаются горизонтальными поясами,
один над другим. Иногда они покрывают всю
поверхность сосуда, сверху донизу; иногда же
ограничены его верхней половиной. Замеча-
тельно при этом, что по технике исполнения и
композиционному построению этот орнамент
сближается с орнаментикой шигирской культуры
Урала, а также кельтеминарской неолитической
культуры степей и пустынь Средней Азии.
Общим для них признаком является прежде всего
широкое применение своеобразных струйчато-
волнистых узоров, как бы условно передающих
извивы речных струй. Такие струйчатые узоры
выполнялись одним и тем же характерным при-
емом: с помощью палочки, имевшей узкий конец,
который вели, не отрывая от глины, и попере-
менно, через определенные ритмические проме-
жутки надавливали в глубь желобка.
Общей чертой орнаментальной композиции
здесь всюду было распределение узора зонами, но
в отличие от орнаментики неолитических племен
Европейской России сам по себе этот простой
зональный узор богаче и сложнее. Таковы,
например, сосуды из неолита Урала и Приобья,
украшенные сочетаниями заштрихованных
внутрь треугольников или ромбов. В этом тоже
следует видеть влияние кельтеминарских и род-
ственных им племен Средней Азии, которое
достигает среднего Енисея и Красноярска. Так,
например, на ряде фрагментов сосудов из неоли-
тической толщи поселения в устье р. Собакиной
Петроглифы Северной Монголии, долина р. Тэс. Изобра-
жение быков, запряженных в колесницу. Бронзовый век
и в других местах у Красноярска виден гребенча-
тый и струйчатый узор, такой же, как в Западной
Сибири, на Урале и в Средней Азии у людей
кельтеминарской культуры.
Существенно в связи с этим, что до Енисея
доходят и такие специфические предметы, как
пластинчатые кремневые наконечники стрел с
боковой выемкой в основании, аналогичные
кельтеминарским. В этом отношении искусство
западносибирского неолита резко отлично от
искусства современных ему прибайкальских пле-
мен. Последние находились в самой глубине
Сибири и вдали от степей, издревле служивших
дорогой для передвижения народов. Поэтому
орнаментика их сосудов с самого начала шла в
своей эволюции собственным путем.
В Прибайкалье рано сложились и устойчиво
держались на протяжении веков свои ориги-
нальные композиционные схемы, вырос свой
орнаментальный стиль. Но если орнаментика за-
падносибирских и среднеенисейских неолитиче-
ских племен обнаруживает столь очевидные сле-
ды влияния Средней Азии, то остальные разде-
лы их искусства в полной мере самобытны и
поэтому особенно важны для изучения.
Они входят в основной, исконный фонд древ-
нейшего искусства лесных племен Евразии. В них
отражены наиболее древние традиции исходной
охотничьей культуры, из которой выросло все
350
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ
Петроглифы Северной
Монголии, долина р. Ор-
хон. Рисунки оленя, козла,
антропоморфных фигур.
Скифский период
многообразие сибирских культур неолита и ран-
ней бронзы. Это прежде всего точно датирован-
ные эпохой неолита образцы скульптуры.
Основные два сюжета, представленные дати-
рованными образцами неолитического искусства
Западной Сибири, — медведь и птица. По худо-
жественной силе и выразительности первое место
занимает фигура медведя из неолитического
могильника Самуськи. Скульптура эта изобра-
жает медведя в спокойной и мирной позе, с перед-
ними лапами, по-человечески подобранными и
сложенными на груди. У зверя огромная лоба-
стая голова с длинной, типично медвежьей мор-
дой. На голове животного рельефно моделиро-
ваны круглые плоские уши, ямками обозначены
маленькие глазки. Тщательно прорезан длинный
рот. От всей фигуры веет умиротворенностью и
спокойствием.
А. П. Дульзоном при раскопках неолитиче’
ского могильника в Томске обнаружена вторая
фигура медведя, на этот раз из очень мягкого
камня или обожженной глины.
В Яйском могильнике найдена фигурка пти-
цы. Птица это— скорее всего гагара или утка.
Она летит, вытянув шею, вся устремленная впе-
ред.
Рассматривая все эти памятники искусства
западносибирских племен эпохи неолита, следует
иметь в виду, что по общему облику их культуры
и искусства они были настолько близки к своим
западным соседям, обитателям Урала, что трудно
сомневаться в их этническом родстве, в принад-
лежности тех или других к одной большой этно-
графической группе каменного века— ураль-
ской. Последняя, в свою очередь, была близка к
жителям лесных пространств между Балтийским
морем и Уралом, т. е. тех областей, где история
застает финно-угорские народы и племена. Не
удивительно поэтому, что именно в их фольклоре
и мифологии обнаруживаются такие элементы,
которые позволяют понять идейное содержание
памятников древнего искусства, созданных нео-
литическими людьми.
Медведь издавна занимал особое видное поло-
жение в мировоззрении и верованиях финно-
угорских племен. Он находился в ранге божества
и пользовался в их религии самыми почетными
правами.
Не случайно в искусстве неолита Западной
Сибири такое видное место принадлежит водо-
плавающим птицам, в первую очередь уткам.
Оно, вероятно, объясняется особой ролью этих
птиц в мифологии и космогонических воззрениях
финно-угров. Мир, как рассказывает эпос фин-
ских племен, возник из яйца, снесенного в море
гигантской уткой. Не случайно, должно быть,
яйцевидная форма неолитических сосудов сочета-
ется с образом птиц и воды. Может быть, сосуд
означает яйцо, из которого возник мир; волни-
стые линии — воду первичного океана — бездны,
а утки, «плывущие» по его волнам, напоминали
древним людям миф о той птице, которая создала
Вселенную.
Но еще более удивительным фактом оказа-
лась неколебимая устойчивость целой группы
строго определенных категорий образов и рит-
351
А. П. ОКЛАДНИКОВ, Б. А. ФРОЛОВ
мов во всем разнообразии локально-географиче-
ских, художественно-технических, хозяйственных
и социальных традиций первобытного творчества
на территории Северной Азии.
Так, изображения змей предстают перед нами
повсюду, в разные периоды истории и в разных
формах творчества. То же относится к изображе-
ниям птиц. Присутствие этих образов столь же
постоянно и универсально, как образа самого
человека, главного действующего лица и созда-
теля древнего искусства.
Объяснение этого факта невозможно без
обращения к истокам традиций. В связи с этим в
новом свете предстает все то, что мы знаем
сегодня о древнейшей в Сибири коллекции искус-
ства, собранной при исследовании палеолитиче-
ских стоянок Мальта и Буреть на Ангаре. Здесь в
бивне мамонта— прочнейшем художественном
материале — охотники-сибиряки 20—25 тыс.
лет назад запечатлели первые образцы тех «миро-
вых сюжетов», которые потом не умирали на
протяжении тысячелетий. Образы женщин-мате-
рей, изображения Луны и змей, орнаменты с рит-
мами годового движения Солнца, месячного
цикла Луны — древнейшие в Азии, а образы
разных видов птиц, изображения спиралей —
древнейшие в мире. Что особенно существенно
при этом — постоянное повторение в орнаментах
мальтино-буретьской культуры наряду с 5- и
7-кратными ритмами ритмов 3-кратных, особое
выделение чисел 3, 6, 9. А ведь это наиболее рас-
пространенные у народов Азии «магические»
числа.
Выяснилось, что в других культурах, совре-
менных мальтино-буретьской, художники посту-
пали иначе: предпочитали ритмы 4 и 8 вместо
3, 6 в орнаментах, совершенно не изображали
змей, птиц, спиралей. Любили 4-конечные крес-
тики, неизвестные в Мальте и Бурети.
В итоге стало ясно, что еще в палеолите сло-
жилась та самая архаичная космология, которая
используется во всех мифологических системах (в
том числе в упоминавшихся уже сибирских
мифах): с 3 вертикальными делениями космоса
(верх, низ, центр) и 4 сторонами света (4-конеч-
ный крест). Мальтинцы строили ритмы своих
орнаментов в соответствии с вертикальной осью
космоса и ее 3 делениями, выраженными в
образах змей (нижний мир, преисподня) и птиц
(верхний мир, небо). И эта традиция нашла затем
продолжение и развитие как в Сибири, так и
далеко за пределами Северной Азии. Вряд ли слу-
чайно, например, до XX в. почитаются число 3,
змея и спираль у айнов, чье происхождение и
история все более убедительно связываются с
Австралией, особенно после недавнего открытия
в Центральной Австралии петроглифов, анало-
гичных петроглифам Нижнего Амура. Кстати,
аналогии последним известны теперь и на Тихо-
океанском побережье Канады.
А троичная космология Ригведы или Калева-
лы? Новейшие исследования обнаруживают все
больше точек соприкосновения мотивов Кале-
валы и ее космологического «каркаса» с
образами петроглифов Карелии, которые много-
численными нитями связаны с петроглифами
Сибири, с мелкой пластикой и орнаментикой
северного неолита, где господствуют образы
птицы и водной стихии — мифической колыбели
Вселенной. Вспомним и упоминавшийся уже кос-
могонический миф коряков и чукчей о вражде
космической птицы с китом — обитателем ниж-
Пегроглифы Северной Монголии, Орхон-сомон, долина
р. Орхон. Рисунки оленя и лошади или кулана. Скифский
период
Петроглифы Северной Монголии, долина р. Орхон.
Изображения быков и человека. Бронзовый век
352
ДРЕВНЕЙШЕЕ ИСКУССТВО СЕВЕРНОЙ АЗИИ: ПЕТРОГЛИФЫ, ОРНАМЕНТЫ, МИФЫ
него мира, водной стихии. Этот миф сохранился
на противоположной крайней северо-восточной
оконечности материка.
Но особенно удивительны указания на пале-
олитические традиции орнаментации, живущие в
континентальных глубинах Сибири, близ «свя-
щенного» Байкала, Ангары. Не далее как в
начале XX в. якуты здесь пользовались «веч-
ным» календарем; устроенным так же, как у их
палеолитических предков в Мальте; всем дням
года соответствовали ямки на витках спирали,
создающие нарядный узор. Рассматривая фи-
гурки женщин с 7- и 3-кратными узорами в
Мальте, нельзя не вспомнить мифы якутов о
доброй Айысыт, покровительнице деторождения,
что прилетает за 7 дней до родов и улетает через
3 дня после появления на свет нового человека.
В мифах якутов антагонизм лета и зимы,
теплого и холодного времен года, олицетворя-
ется как противоборство лошади и быка. А са-
мые древние писаницы на скалах у с. Шишкино
на р. Лене — красочные рисунки быка, кобылы
и жеребца почти в натуральную величину, выпол-
ненные в палеолите, как будто специально посвя-
щены такого рода сюжету. Позднейшие шишкин-
ские петроглифы уже непосредственно связаны с
близкими к нам событиями в истории якутов. Что
же касается палеолитических образов быка и
лошади, то, как выяснилось после статистиче-
ского анализа всего репертуара изображений в
пещерах с палеолитическими росписями Запад-
ной Европы, именно эти два образа резко доми-
нировали над другими видами изображенной чет-
вертичной фауны в количественном отношении и
занимали центральное место в композициях на
стенах и потолках подземных «картинных гале-
рей» ледниковой эпохи.
Не случайно, следовательно, эти «типичные
образы» палеолитической живописи появились за
тысячи километров от Пиренеев и Южной Фран-
ции— в Каповой пещере на Урале, а затем и на
скалах над могучей Леной.
Однако какой смысл вкладывали художники
палеолита в композиции, основанные на противо-
стоянии быков и лошадей? Найти ключ к этим
загадочным композициям — значит, помимо
всего прочего, приоткрыть дверь в мир древней-
шего мировоззрения, исходных сюжетов миро-
вой мифологии. Горячие дискуссии вокруг этой
проблемы уже второе десятилетие волнуют уче-
ных во многих странах мира, и было бы риско-
ванным обещать ее скорое разрешение. Здесь
нам хотелось бы только обратить внимание на
следующее обстоятельство.
Около 10—8 тыс. лет назад на юго-западе
Европы с окончанием ледникового периода уга-
сло яркое и жизнерадостное пещерное искусство
палеолитических охотников. В художественной
жизни последующих тысячелетий здесь уже нет
сколько-нибудь ясных намеков на древние
шедевры анималистической живописи, графики,
скульптуры. Некоторые историки поспешили за-
ключить о глобальности заката искусства на
рубеже плейстоцена и голоцена. Вместе с тем
традиционные схемы трактовки палеолитических
изображений по аналогиям, заимствованным из
этнографии аборигенов Австралии или тропиче-
ского пояса Африки и Америки, справедливо
признаны некорректными: географически, эко-
логически, исторически, в антропологическом,
социально-экономическом и этническом планах
они «не стыкуются» с населением приледниковой
Европы древнекаменного века. Нет, следователь-
но, надежных источников (если не выходить за
пределы западноевропейских материалов) для
объяснения даже тех данных, которые позволяют
получить статистика и другие новейшие методы
анализа археологических документов, относя-
щихся к древнейшей поре первобытного творче-
ства.
При таком положении дела в полной мере
обнаруживается особая, незаменимая роль сибир-
ских древностей для раскрытия предыстории и
фундамента культурных ценностей современного
человечества. Ибо сейчас Сибирь — единствен-
ный район земного шара, где прослеживается
непрерывная— от палеолита до XX в., т. е. до
этнографической современности,— дорога ис-
кусства, дорога изобразительного, а в какой-то
мере также и устно-поэтического художествен-
ного творчества коренного населения этого рай-
она.
Особая роль принадлежит, видимо, и сибир-
ской этнографии. Ведь территориально, экологи-
чески, по характеру развития производительных
сил, по всему хозяйственно-бытовому укладу
жизнь местного населения, как ее застали первые
путешественники, землепроходцы и исследовате-
ли, особенно приближалась, а то и совпадала со
всем тем, что в сибирском же палеолите докумен-
тировано памятниками материальной культуры и
искусства.
Как ни краток этот обзор основных контуров
грандиозной картины памятников первобытного
творчества на территории Северной Азии, он все
же дает некоторое представление о важности
решаемых ее исследователями проблем, сложных
и захватывающих. Развитие первобытного искус-
ства в Сибири имело собственную, местную бла-
годатную почву и в то же время связывалось с
культурными центрами Средиземноморья и Се-
верной Европы, с культурами Тихоокеанского
бассейна, Америки и даже Австралии. Поистине
необозримое поле деятельности открывается пе-
ред исследователями первобытных культур Се-
верной Азии, через которую проходили нити
культурных связей древнего населения разных
континентов и которая, может быть, полнее, чем
другие районы земного шара, хранит традиции и
памятники древних культур.
353

ЙОЗЕФ ПОУЛИК
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ
В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
1---------------------------------------------_________
бежные историки на протяжении
уже более 100 лет занимаются исследованием
возникновения и развития первого западносла-
вянского государства — Великой Моравии, —
развивавшегося с начала IX в. в период династии
Моймиров на Среднем Дунае.
Центральной областью этой государственной
формации была территория современной Мора-
вии и юго-западной части Словакии, к ней отно-
сились земли, расположенные между реками
Дунаем и Дыей, заселенные в то время славяна-
ми. О том, что Великоморавское государство
было известно далеко вокруг, даже на восточном
берегу Средиземноморья, свидетельствует упоми-
нание о князе Святополке и его правителях в
«Книге драгоценных ожерелий» арабского путе-
шественника Ибн Русты.
Историческую судьбу и борьбу Великоморав-
ского государства, создателями которого были
предки чешского и словацкого народов, историки
пытались осветить главным образом на основе
анализа и оценки письменных источников. Этих
источников насчитывается около 100. Среди них
особенно привлекают внимание исследователей
«Франкские анналы», «Фульдские анналы» и
сочинение «О крещении баварцев и корутанцев».
Сохранилась переписка моравских князей (Мой-
мира, Ростислава и Святополка) с папой рим-
ским, с королевским двором франков, а также с
византийскими императорами и патриархами.
Это — различного рода письма и послания,
написанные по-латыни или по-гречески. Они
могут способствовать пониманию различных, в
том числе и политических, аспектов истории
Йозеф Поулик ( ]. Poulik) (р. 1910) — чехословацкий археолог, доктор
исторических наук, профессор, академик, директор Института археоло-
гии Чехословацкой АН.
Им опубликовано большое количество научных работ по археологическим
исследованиям в Южной Моравии, в частности, монографии «Старославян-
ская Моравия» ГБрно, 1948), «Южная Моравия — страна древних славян»
(Брно, 1950), «Две великоморавские ротонды в Микульчицах» (Прага,
1963), «Древние мораване строят свое государство» (Готвальдов, 1962) и
«Микульчице —резиденция и крепость великоморавских князей» (Прага,
1975).
С 1954 И. Поулик читает лекции по археологии в Университете им. Яна
Евангелиста Пуркине в Брно и с 1970 является директором Института архе-
ологии Чехословацкой АН.
Й. Поулик награжден орденами ЧССР, является лауреатом Государствен-
ной премии им. Клемента Готвальда, удостоен Золотой почетной медали
Чехословацкой АН. Й. Поулик — иностранный член АН ГДР.
Великой Моравии, ее оборонительных войн про-
тив экспансии западного соседа — государства
франков, которое особенно поддерживала цер-
ковь в Баварии.
Большую историко-культурную ценность
представляют старославянские письменные па-
мятники, такие, например, как исторические ска-
зания «Житие Константина» и «Житие Мефо-
дия», написанные, по всей вероятности, в старой
Моравии после 863 г. в связи с деятельностью
византийской миссии, которую возглавляли бра-
тья Константин (Кирилл) и Мефодий. Эти памят-
ники знакомят нас, правда, отрывочно, со старой
Моравией, с ее князьями и в известной мере с ее
социальной структурой.
Но ни в одном из сохранившихся письменных
источников не говорится о том, как жили люди
Великой Моравии, какие дома они строили для
себя, что выращивали на своих полях, что произ-
водили, занимаясь ремеслами, и каков был уро-
вень этих ремесел, какие были в то время природ-
ные условия и т. д. В предании «Житие Мефо-
дия», например, сказано о том, что князь Свято-
полк «доверил заботе Мефодия все храмы во всех
городах». Но как выглядели эти города, какова
была их организация, каковы были взаимоотно-
шения представителей правящего рода и других
знатных родов с простым людом, занимавшимся
сельским хозяйством и ремеслами, об этом нигде
нет никакого упоминания.
Письменные источники, бесспорно, и дальше
будут изучаться, но более ясную картину жизни и
культуры Великой Моравии могут помочь воссо-
здать только данные археологических раскопок.
Поэтому не случайно этой серьезной историче-
354
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
ской проблеме, тесно связанной с ранней средне-
вековой историей Средней Европы, начали уде-
лять большое внимание чешские, а затем и сло-
вацкие археологи.
Перед первой мировой войной, да и после нее,
в период существования буржуазной Чехословац-
кой республики, археологические исследования,
направленные на. решение вопросов возникнове-
ния и развития Великой Моравии, велись в незна-
чительном масштабе. Поэтому попытка извест-
ного v моравского археолога И. Л. Червинки
(I. L. Cervinka) сопоставить в книге «Славяне на
Мораве и Великоморавское государство» (Брно,
1928) письменные источники с археологическими
открытиями и находками, к исторической досто-
верности и ценности которых историки того вре-
мени относились весьма скептически, не могла
удасться в полной мере. Археология в Словакии
располагала в тот период еще меньшими возмож-
ностями, чем в чешских землях, и только благода-
ря энтузиазму и усилиям профессора Я. Эйснера
(J. Eisner), работавшего в Университете в Брати-
славе, мы узнаем о существовании славянских по-
Деревянные конструкции. Микульчице. IX в.
селений и погребений на территории Западной
Словакии. Путь археологии не был легким.
Но и в тех чрезвычайно трудных условиях пред-
шественники современных чехословацких ар-
хеологов сделали значительный шаг для позна-
ния древнейшей истории чешского и словацкого
народов и тем самым снискали себе доброе имя
и в своей стране, и за границей.
Вторая мировая война и нацистское наше-
ствие прервали научные изыскания. И лишь
после поражения фашистских полчищ историки
вновь обращаются к вопросам, связанным с древ-
нейшей историей чешского и словацкого народов
и начинают решать их, но уже с совершенно
новых теоретических позиций. Перед чехословац-
кими археологами, в особенности после 1948 г.,
открываются невиданные до тех пор возможно-
сти. Они проводят широкие территориальные
исследования, располагая новейшими инструмен-
тами и оборудованием. Эти работы сосредоточи-
ваются на месте первоначальных великоморав-
ских центров.
В результате многолетних изысканий ученые
пришли к выводу, что Великая Моравия появи-
лась на территории Средней Европы не случайно,
355
Й. ПО УЛИК
она была результатом продолжительного эконо-
мического и социального развития. И хотя это не
отражено в памятниках письменности, но архе-
ологи теперь располагают достоверным материа-
лом, подтверждающим сказанное. Так, на сред-
нем течении Дуная открыты славянские поселе-
ния, относящиеся к началу VI в. В те далекие
времена здесь жили славяне, занимавшиеся сель-
ским хозяйством, для их небольших селений
характерны были рубленые дома, частично нахо-
дившиеся в земле (полуземлянки), с каменной
печью в углу. В этих поселениях археологи обна-
ружили материальную культуру, для которой
типична изготовленная вручную, лишенная укра-
шений керамика, относящаяся к так называемому
пражскому типу.
Самые новейшие археологические исследова-
ния показывают, что в сельскохозяйственных
областях со второй половины VI в. появляются и
укрепленные поселения, также связанные со сла-
вянским этническим типом. Их материальная
культура во многом уже более зрелая, чем в посе-
лениях сельского типа. Подтверждением такой
дифференциации является древнеморавское посе-
ление в Микульчицах (у Годонина) в Южной
Моравии, в центре которого во второй половине
VI в. был построен замок, окруженный крепост-
ной стеной с деревянными конструкциями. На
территории его и поблизости от крепости, кроме
керамических изделий, найдены предметы, изго-
товленные из рога и кости, здесь же было сосре-
доточено литейное производство, о чем свидетель-
ствуют остатки плавильных печей и тигель с мно-
гочисленными находками отлитых из бронзы,
украшенных и часто позолоченных деталей для
великолепных поясов, конской сбруи и т. д.
Существование конной службы и, по-видимому,
военной дружины родового князя подтверждают
и медные шпоры с крючками, найденные в боль-
шом количестве в микульчицком замке.
На территории княжеского замка в Микульчи-
цах обнаружено место языческого культа, от
которого сохранилась яма, заполненная зольной
массой, где были найдены фигурки животных из
обожженной глины, напоминающие рогатый
скот и лошадей. Здесь же найдена и человеческая
головка. Среди глиняных фигурок есть и так
называемые козьи седла с двумя боковинами.
Раскопки двухапсидной ротонды. Микульчице. Первая по-
ловина IX.
356
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
Фигурки животных были обнаружены порознь и
в древнеморавском пласте, так что в датировке
этих находок VII—VIII вв. нет никакого сомнения,
и они подтверждают существование язычества в
тот период. Словацкая исследовательница доктор
Д. Бялекова (D. Bialekova) сравнивает фигурки
оседланных животных из обожженной глины,
найденные в Семиречье, в Средней Азии и дати-
рованные VI—VIII вв., и указывает на их сходство
с находками в Микульчицах. Она считает, что в
упомянутой среднеазиатской области они свя-
заны с шумеро-зороастровским культом.
Находки, обнаруженные в древнеморавских
Микульчицах, показывают, что славянское обще-
ство было социально дифференцировано уже с
начала процесса расселения по берегам Среднего
Дуная, где в начале IX в. образовалась Великая
Моравия. Эта дифференциация появилась уже в
первых поселениях славянских племен — скла-
винов и антов на территории между Вислой и
Днепром, что не противоречит свидетельствам
письменных источников. В них есть упоминания
о славянских вождях, которых Маврикий Стратег
и Феофилакт Симокатт называют «риксами» (ко-
ролями). В описаниях войн между Византией и
славянами упоминаются вожди Ардагаст и Мусо-
кий — правители целых областей. С 527 г. ант-
ские и склавинские племена выступают как мощ-
ная военная сила против Византии и постепенно
овладевают Балканами. В это же время они про-
никают в нынешнюю восточную и юго-западную
части Словакии. С этим процессом связано и сла-
вянское заселение Южной Моравии. Но это, по-
видимому, произошло после 540 г., когда гер-
манские лангобарды покинули Южно-Морав-
скую низменность. Несомненно, и после их ухода
в Паннонию, а затем в Северную Италию Южно-
Моравская низменность не осталась безлюдной, и
тогда, как об этом упоминает немецкий исследо-
ватель профессор Й. Вернер ( J. Werner), герман-
ское население было абсорбировано славянами.
Во второй половине VI в. они построили кре-
пость в Микульчицах.
В западнороманской среде в первой половине
VII в. появляются селения, для наименования
которых применялся термин «град», что отметил
польский археолог, профессор В. Хенсель
(W. Hensel). Фредегар (Fredegar), автор хроники,
упоминает град Вогастисбург, у которого в
631 г. славянские войска под предводительством
Само наголову разбили отряды короля франков
Дагоберта. Поскольку мы ссылаемся на свиде-
тельство Фредегара, то следует указать на пря-
мую связь древнеморавских Микульчиц с Вога-
стисбургом, который находился в Западной
Чехии. Я хочу подчеркнуть, что микульчицкие
археологические исследования показали, что уже
в первой половине VII в. там существовал укре-
пленный комплекс с замком, где были сосредото-
чены производство и торговля. К подобного
рода центрам, безусловно, вели пути западных
купцов и, следовательно, возможно, что тут был и
сам Само со своей дружиной, а Микульчицы
играли важную роль в сопротивлении славян ава-
рам.
На основании хроники Фредегара некоторые
историки пришли к заключению, что Само создал
великое славянское государство. В действитель-
ности же в то время (в первой половине VII в.)
для этого не было еще исторических предпосы-
лок. Так называемую империю Само мы можем
скорее считать военным союзом племен, который
распался после смерти своего организатора.
Великая Моравия ранее считалась прямым
продолжением государства Само. Подобные те-
ории нельзя подтвердить письменными источни-
ками. А археологические исследования показы-
вают, что во второй половине VII в. и в VIII в. в
древнеморавской среде продолжается развитие
всех ремесел, но особенно выдвигается литейное
производство. С ним тесно связано кузнечное
ремесло, производящее сельскохозяйственные
орудия, среди которых был симметричный плуг.
Такое прогрессивное для того времени развитие
производства, несомненно, отражалось и на
социальном расслоении древнеморавского обще-
ства. Между отдельными племенами развертыва-
лась борьба за власть над всей тогдашней Мора-
вией. Процесс объединения должен был завер-
шиться к концу VIII в., ибо уже в 822 г. на сейме
во Франкфурте-на-Майне, созванном королем
франков Людовиком Благочестивым, как упоми-
нается во «Франкских анналах», среди других
послов славян был посол мораван. Около 830 г.
на европейской исторической арене появляется
первый моравский князь Моймир I, который сна-
чала овладевает Нитранской областью и изгоняет
оттуда бывшего правителя Прибину. Так склады-
вается собственная центральная область Великой
Моравии, которая на всем протяжении IX в., по
существу, не менялась. Другие территории, при-
соединенные князем Ростиславом, а затем Свято-
полком, — Чехия, Лужицкие земли, Верхнее
Повислье (территория по Верхней Висле) и Пан-
нония — имели с центральной Великоморавской
областью только военно-политическую связь.
Неотъемлемой частью политической и адми-
нистративной организации Великой Моравии
были ее крепости. Те из них, которые появились в
предшествующий период, перестраивались и
укреплялись мощными стенами с каменными или
деревянными конструкциями. Наглядно это про-
явилось в Микульчицах, где к концу VIII в. пло-
щадь бывшей древнеморавской крепости увели-
чивается в юго-западном направлении более чем
на 3 га. Были также возведены мощные оборо-
нительные сооружения с внешней каменной сте-
ной. На северо-западной стороне этого укрепле-
ния обнаружены въездные ворота. Подступы к
княжескому замку защищало широкое, почти в
30 м, русло реки Моравы. До сих пор археоло-
гами открыта лишь четверть территории микуль-
357
Й. ПОУЛИК
чицкого княжеского замка, где обнаружены фун-
даменты шести храмов и, по-видимому, остатки
княжеского дворца.
С великоморавской крепостью в Микульчицах
было тесно связано на северо-западной стороне
укрепленное поселение, существовавшее уже в
предшествующий великой Моравии период.
К концу VIII в. оно было обнесено стеной с
каменными и деревянными конструкциями. Под-
ступ к этой укрепленной территории защищало
русло р. Моравы, в котором обнаружены дубо-
вые столбы моста, вблизи них найдены два чел-
на — моноксилы, длиной почти 10 м, выдол-
бленные из дубовых стволов (долбленки). Такие
челны у славян в письменных источниках упоми-
нались с древних времен. По свидетельству
византийского императора Константина Порфи-
рородного, их изготовляли славяне на Среднем
Днепре. Каждый такой челн вмещал шестерых
людей.
Совершая набеги на Балканы, славянские
дружины плыли по Дунаю, Саве и вдоль черно-
морских берегов доплывали до Салоник, Кон-
стантинополя и даже до Крита. По греческому
кодексу Ватикана славянские войска вместе с
аварами, болгарами, герулами и гепидами в
626 г. приняли участие в битве за Константино-
поль — столицу Византийской империи. В то
время как авары с союзниками атаковали город-
ские укрепления с суши, славяне должны были
напасть на моноксилах с моря. Но императорский
полководец Бонус окружил славянские войска и
полностью их уничтожил.
Кроме дубовых стволов и ветвей, в старом
русле р. Моравы у Микульчиц были найдены
граб, береза, ясень, липа, вяз и тополь. Обнару-
жены и многочисленные изделия из дерева —
ведра, половники, тарелки, часть лука, а у стол-
бов моста нашли плетеные верши для ловли рыб.
При осмотре болота и песка из обследуемого
русла реки у микульчицкого моста нашли фрук-
товые косточки, которые подтверждают, что в
Древней Моравии выращивали сливы и абрико-
сы. Были также обнаружены зернышки ягод
малины, ежевики, черной бузины и даже ко-
сточки дикого винограда и культурных его
сортов.
Обнаружение виноградной лозы в южномо-
равских Микульчицах — не случайное явление.
Возделывание этой культуры опиралось на
древние традиции, уходящие корнями в первые
четыре столетия нашего летосчисления, когда
Южная Моравия имела тесные контакты с рим-
ским Нориком и Паннонией, где изготовляли
вино. Культивирование виноградной лозы в
период Великой Моравии и ранее подтверждают
найденные железные виноградарские ножи.
Среди остатков растений, обнаруженных при
раскопках в русле Моравы, имеются и огуречные
семена. Эту овощную культуру начали выращи-
вать в Восточной Индии два тысячелетия назад, а
в Южную Моравию она попала, по всей вероят-
ности, из Византии.
Высокий уровень имели в центральной Вели-
коморавской области специализированные реме-
сла, на что указывают многочисленные металли-
ческие, деревянные и керамические находки,
извлеченные не только из культурного слоя и
объектов, обследуемых в крепостях и в их окрест-
ностях, но и из захоронений, которых было обна-
ружено на кладбищах при костелах более 5 тыс.
В женских могилах найдено множества золотых
и серебряных серег, роскошные перстни. Для
захоронения женщин и девушек и даже мужчин
характерны золотые, серебряные и медные позо-
лоченные пуговицы, украшенные чеканным рас-
тительным орнаментом (полупальметами) или
изображением животных (павлинов). Эти пуго-
вицы в качестве украшений носили на одежде под
горлом, и такого рода находки сосредоточены
особенно в западной части центральной области
Великой Моравии.
В погребениях знати обнаружены остатки
кожаных поясов с бронзовыми позолоченными,
серебряными или железными наконечниками в
форме языка, с застежками и петельками. Много
в этих могилах железных мечей. Только в
Микульчицах их найдено 14, обнаружены также
позолоченные или железные, украшенные сере-
бром и медью шпоры, железные военные секиры,
копья и железные либо бронзовые наконечники
деревянных стрел, которые применялись при
стрельбе из лука. К могильному инвентарю
относятся и деревянные окованные ведра и кера-
мика.
Предметы, обнаруженные на остатках поселе-
ний и в захоронениях, дают возможность архе-
ологам произвести классификацию их по вре-
мени и стилю. Это позволяет сделать вывод, что в
художественном ремесле в первой половине IX в.
воплощаются традиции предшествующего Вели-
кой Моравии периода, и в первую очередь в тех-
нике литья. Изделия художественного ремесла
данного периода в чехословацкой и зарубежной
литературе именуются по находкам в Микульчи-
цах и по мечу с набором литых золоченых поко-
вок из Блатницы (юго-западная часть Слова-
кии) — микульчицко-блатницким стилем, черты
которого местные мастера заимствовали из окру-
жения Карла Великого. Для этого стиля осо-
бенно характерны две пары отлитых из бронзы и
позолоченных шпор из Микульчиц, украшенных
человеческими масками и полупальметами. Эти
уникальные находки привлекли внимание многих
европейских исследователей, в том числе и
шведского профессора Г. Арбмана (Н. Arbman),
который указал на то, что эти шпоры были изго-
товлены в древних моравских кузнечных мастер-
ских.
Из упомянутых выше наконечников нарядных
кожаных поясов европейским археологам и исто-
рикам искусств широко известны три экземпляра,
358
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
Верша для рыбной ловли. Микульчице. IX в.
Керамика из обожженной глины и стеклянный бокал. Ми-
кульчице. IX в.
найденные в Микульчицах. Один — из могилы
4—6-летнего мальчика, который был захоронен
на западной стороне первого микульчицкого хра-
ма. Наконечник золоченый, имеет форму языка, а
на внутренней его гладкой поверхности выграви-
рована фигура молящегося священника или епи-
скопа. Вокруг головы у него нимб, и облечен он
в ризу, на груди греческий крест.
Внимание специалистов привлек и золоченый
литой наконечник с петлей, извлеченный из нару-
шенного захоронения у внешней стены фунда-
мента трехнефной базилики (третьего храма) в
Микульчицах. На внешней стороне этого нако-
нечника посреди выгравированного орнамента
выделяется изображение животного, похожего
на жабу. Такого рода изображения среди древне-
моравских находок пока что единственное, а ана-
логи его известны в северо- и южноанглийской
орнаментике конца VIII или начала IX в., т. е.
относятся к тому же времени, когда был сделан
микульчицкий наконечник.
Заслуживает внимания гравировка внутрен-
ней стороны этого металлического украшения
пояса; там изображена фигура молящегося муж-
чины. В правой руке у него символ власти —
так называемый прапорец, в левой — предмет,
по форме напоминающий рог, который может
символизировать акт помазания. Великолепный
пояс с упомянутым золоченым наконечником мог
тогда носить сам моравский князь Моймир I.
В великоморавских мастерских и во второй
половине IX в. продолжается изготовление язы-
кообразных наконечников для кожаных поясов.
Но в это время уже не применялась, как раньше,
техника литья. Доказательством этого может слу-
жить третий наконечник, обнаруженный в могиле
у трехнефной базилики в Микульчицах. Он изго-
товлен из прессованной серебряной пластины.
Внешняя сторона украшена рельефной решеточ-
кой, в центре которой вставлено розовое, отлива-
ющее фиолетовым оттенком стеклышко. На его
выпуклой поверхности выгравировано изо-
бражение четвероногого животного, по-види-
мому, коня. В нижнюю половину украшенной
поверхности вставлена красная античная гемма
II—III вв., на которой выгравирована фигура
Меркурия, римского бога торговли. На оборот-
ной поверхности наконечника можно различить
в мелкочеканном рельефе (а частично выграви-
рованную) фигуру молящегося мужчины. На
нем колоколообразное, напоминающее юбку
одеяние, кафтан с поясом и широкие подверну-
тые шаровары, заправленные в полувысокие
мягк’ие сапоги. На западе в неславянской среде
невозможно найти что-либо похожее на этого
«восточного щеголя». Здесь дворяне во второй
половине IX в. одевались по античному образ-
цу: их плащ на правом плече был застегнут
пряжкой.
Украшение на внешней стороне этого нако-
нечника свидетельствует о том, что во второй
половине IX в. в центральную область Великой
Моравии проникают явные византийские и вос-
точные мотивы. При изготовлении золотых и
серебряных серег, перстней и других украшений
применялись грануляция и филигрань. Большин-
ство этих драгоценных украшений, среди кото-
рых есть и типично моравские золотые, серебря-
ные и бронзовые пуговицы,— продукция мест-
ных умельцев-ремесленников, о чем убедительно
свидетельствуют обнаруженные остатки мастер-
ских золотых дел мастеров с керамическими тиг-
лями в Старом Месте и Микульчицах.
Кроме ювелирного дела и литейного, при
котором применялась бронза, в период Великой
Моравии было высоко развито железоделатель-
ное производство. Это подтверждается находкой
ряда плавильных печей в Желеховицах на верх-
нем течении р. Моравы и редукционных печей с
горнами в Старом Месте. Эти печи свидетель-
359
И. ПОУЛИК
ствуют о древней местной традиции производ-
ства, берущей начало еще в эпоху римского вла-
дычества на среднем течении Дуная. Железная
руда (лимонит) добывалась преимущественно из
местных источников. Но потребность в ней
дополнялась и привозом более качественного
сырья (гематита), о чем можно заключить по
находкам, обнаруженным в Старом Месте.
Выплавленные железные болванки в дальней-
шем подвергались обработке в кузнечных
мастерских. Из них изготовлялись предметы,
имеющие форму узких топориков с очень малень-
ким отверстием, в которое невозможно было
насадить топорище. В специальной литературе
их называют гривнами. Они разной величины, от
10 до 30 см. Следовательно, и вес их неодинаков.
Большинство исследователей склоняется к мы-
сли, что эти гривны представляют собой желез-
ное сырье, которое в обменной торговле испо-
льзовалось в качестве средства платежа.
Многие изделия, которые были обнаружены
на месте поселений, в захоронениях, а также и в
хранилищах, изготовлялись в древнеморавских
кузнечных мастерских. Типичная продукция этих
мастерских — сельскохозяйственные орудия:
косы, серпы, мотыги, оковка деревянных лопат,
составные части плугов. Из железа также ковали
тяжелые мечи, боевые секиры, пики и копья.
Пестрый набор кузнечных изделий дополняют
деревообрабатывающие инструменты: скобеля,
сверла, топоры, долота и пилы. Да и предметы
обихода были связаны с кузнечным производ-
ством. Мы имеем в виду, например, пряжки, пет-
ли, наконечники для поясов, ножи, ножницы, бру-
ски, клещи, ключи, оковку замков, тарелки, вил-
ки, оковку деревянных ведер, гробов и т. д.
Металлографическое исследование позволило
глубже заглянуть в тайну техники кузнецов вели-
коморавской эпохи. Было установлено, что почти
треть простых предметов изготовлялась только
из железа, а качественные инструменты и пред-
меты вооружения составляют две трети от
общего числа. При их изготовлении применялись
прогрессивные для того времени методы и кон-
струкции: например, узкие боевые секиры были
сконструированы так, что основная их часть сва-
ривалась из нескольких полос железа. В этой
группе изделий применялись также более твер-
дые материалы для острия и способы для прида-
ния дополнительной твердости — закалка и
отпуск. Следовательно, все говорит о том, что в
великоморавских кузнечных мастерских работа-
ли настоящие мастера, способные производить
свои товары в значительных количествах. Следо-
вательно, возникали предпосылки производить не
только на заказ, но и для обмена.
Среди железных предметов в Микульчицах
встречаются и палочки, один конец которых
имеет остроконечное острие, а второй расплющен
в виде лопаточки. Они были найдены возле вели-
коморавского храма в селе Сады, у Угерского
360
Градиште. Такая палочка — это орудие пись-
ма — стило, острым концом которого выскреба-
лись тексты на восковых табличках. Так писали
кельты, и такой же способ письма был широко
распространен у римлян. Когда варварские пле-
мена в начале V в. сокрушили Римскую импе-
рию, стилы нашли применение у жен воинов в
качестве шпилек для волос.
Кроме выплавки железа и кузнечного дела,
как установили археологи, на территории вели-
коморавских укрепленных центров существовал
ряд специализированных отраслей производства.
Среди них можно назвать изготовление керами-
ческой посуды, столярное дело, бондарное, тек-
стильное производство, выделку кож, обработку
рога и кости, каменотесное дело и т. д. Посуда,
находившаяся в обиходе, и та, которая была най-
дена в захоронениях, имеет в большинстве своем
форму ваз, в верхней части украшенных волни-
стой резьбой. Посуду делали вручную на гончар-
ном кругу, а потом обжигали в глиняных печах
при температуре 800—900° С. Особую группу
керамики, весьма типичную для всей территории,
где проживали славяне, составляют небольшие
амфоры, кувшины, жбаны, фляги и другая посу-
да, выполненная из тонко отмученной желтой
глины. Эти предметы вплоть до 1968 г. некото-
рыми исследователями считались вывезенными
из Византии, пока в Садах, возле Угерского Гра-
диште (в окрестностях Старого Места) не была
обнаружена гончарная печь, в развалинах кото-
рой лежали разбитые аналогичные предметы.
В таких печах обжигали также кирпич и покры-
тие для крыш, изготовленные из того же глиня-
ного материала, что и упомянутые керамические
изделия. Изготовление небольших амфор, жба-
нов и другой посуды из желтой обожженной
глины зарождается не в IX в., а связацо с
предшествующей местной традицией производ-
ства, как это подтверждают находки, обнаружен-
ные в древнеморавских пластах (VII—VIII вв.) в
Микульчицах.
Такая посуда, как, например, фляги или
тарелки, изготовлялась искусными мастерами и
из дерева. Из него также делали украшенные
серебром и бронзой шкатулки, найденные в вели-
коморавских захоронениях. Бондари мастерили
из дерева ведра, кузнецы добавляли к ним краси-
вую железную окантовку.
Находки великоморавской эпохи свидетель-
ствуют об искусной обработке рога и кости. Из
прекрасно подготовленного материала, который
был сначала обезжирен и размягчен либо путем
распарки, либо с помощью щелока или расти-
тельных кислот, изготовляли гребни, украшен-
ные рукояти ножей, игольники, пищалки, шила,
игральные кости и т. п. Это производство оста-
вило нам не только готовые изделия, но и полу-
фабрикаты и орудия труда.
Среди ремесел значительное место занимало
текстильное производство — прядение волокон
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
Золоченые перстни. Микульчице. Вторая половинаIX в.
Золотые пуговицы. Вторая половина IX в.
Золотые серьги. Старое Место. Вторая половина IX в.
361
Й. ПОУЛИК
животного и растительного происхождения и
выделка тканей на вертикальных ткацких станах.
Для изготовления льняной пряжи и пряжи из ове-
чьей шерсти служили глиняные пряслица. Их,
например, в Микульчицах, было найдено более
1,5 тыс. Пряслица двуконической формы дела-
лись из тонко отмученной глины, и некоторые из
них украшены резным геометрическим орнамен-
том. Они надевались на нижнюю часть деревян-
ного веретена и выполняли при прядении функ-
цию своего рода маховика.
Многочисленные обрывки тканей найдены в
захоронениях. Большая часть их, приблизительно
70%, соткана простейшим холщевым переплете-
нием. Это скорее всего домашние изделия. Но в
могилах обнаружены и остатки шелковых и бро-
катовых (парчевых) тканей со сложным перепле-
тением и протканными золотыми нитями. Они
привозились в поселения, где жила великоморав-
ская правящая знать, по всей вероятности из
Византии.
Многочисленные куски стекла свидетельству-
ют о местном стекольном производстве на терри-
тории великоморавских центров. Стеклоплавиль-
ные печи и мастерские пока еще не обнаружены.
Несомненно, однако, что наиболее ценные сте-
клянные украшения и предметы обихода ввози-
лись в Великую Моравию. Возле трехнефной
базилики в могиле был обнаружен стеклянный
бокал с круглым дном, т. е. без ножки. Такие
бокалы были распространены при тогдашнем
дворе. Бокалы нельзя было поставить, их
постоянно держали в руке во время питья, чтобы
невозможно было незаметно подсыпать туда яд.
На микульчицкий княжий двор бокал привезен из
стекольных мастерских с берегов Рейна.
К специализированной отрасли производства
великоморавской эпохи относится и строительное
дело, что подтверждают остатки памятников свет-
ской и церковной архитектуры, обнаруженные в
крепостях и прилегающих к ним окрестностях.
Рука об руку со строителями работали умелые
каменотесы. Об их мастерстве свидетельствуют
фрагменты архитектурных украшений.
Ремесленное производство было сосредото-
чено главным образом на территории укреплен-
ных центров, жители которых, представители
правящих слоев, зависели от продукции окрест-
ных сельскохозяйственных поселений. Сельское
хозяйство в Великой Моравии, подобно тому,
как и у ее западных или восточных соседей, было
главным элементом экономики. В те времена
возделывали рожь, пшеницу, ячмень; зерно мо-
лоли в грубую муку каменными жерновами,
которых в Микульчицах было обнаружено более
100.
В княжеском замке в Микульчицах найдены
также развалины пекарни с глиняными печами.
С земледелием было связано садоводство, и
археологические находки свидетельствуют о том,
Бронзовые позолоченные шпоры. Первая половина IX В.
362
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
Золотой наконечник. Микульчице. IX в.
что здесь выращивали плодовые деревья: абри-
косы и сливы.
Археологические исследования в великомо-
равских центрах подтверждают и разведение ско-
та. Например, только в Микульчицах было най-
дено свыше 100 тыс. костей животных, изучение
которых показало, что здесь преобладало разве-
дение свиней (60—70%). Это утверждение зооло-
гов совпадает с текстом чешского сказания о
Кристиане, где упоминаются и свинопасы.
Кроме свиней, в слободах вблизи великомо-
равских крепостей разводили коз, овец и лоша-
дей. Лошадиных костей среди общего количества
обнаружено меньше, чем других. Лошадей, оче-
видно, держали главным образом для конной
службы, что подтверждается и многочисленными,
как уже говорилось, находками шпор. Среди
домашних животных важное место занимали
овцы, которые, кроме мяса и молока, давали
шерсть. Среди гор на высоких местах, непригод-
ных для земледелия, археологи находят жилища и
погребения пастухов. Стрижку овец подтверж-
дают многочисленные находки овчарных ножниц.
Одним из источников пропитания населения
Великой Моравии были охота и рыбная ловля.
Охота на крупного зверя, по-видимому, была
привилегией знати, на что указывает множество
скелетных остатков животных на территории
укрепленных поселений неаграрного характера.
О рыболовстве свидетельствуют многочислен-
ные находки рыбьих костей, бронзовые и желез-
ные крючки для удилищ, некоторые из них такие
большие, что на них можно было бы ловить рыбу
весом в 100 кг. Обнаружены и гарпуны. Рыбу
ловили также при помощи сетей и плетеных из
Прутьев вершей.
Исследования великоморавских укрепленных
центров привели отечественных и зарубежных
ученых к различным суждениям о функциях этих
укрепленных комплексов, где были сосредото-
чены специализированные ремесленные произ-
водства и торговля, военная и политическая
власть. Так, например, польский археолог про-
фессор В. Хенсель, значительное время занима-
ющийся этими проблемами, сопоставив различ-
ные результаты исследований в Микульчицах и
Старом Месте, полагает, что Старое Место — это
город-село, т. е. город с явными сельскими эле-
ментами, в то время как Микульчицы он считает
крупным политическим, административным и ре-
лигиозным центром. По мнению этого ученого,
Микульчицы имели все присущие городу призна-
ки, включая и локальное право. Зарождение
города, считает В. Хенсель, происходило на
Микульчицких валах еще в древнеморавскую
эпоху, где, как уже упоминалось выше, в
VII—VIII вв. было сосредоточено литейное
производство и находилась военная дружина
князя.
Чешский историк доктор В. Тржештик
(V. Tfestik) склоняется к мысли, что в древнемо-
равских Микульчицах размещался рынок мора-
ван, о котором упоминается в так называемом
Раффельштетинском уставе 903—904 гг.; туда
ездили баварские купцы, в особенности с солью,
чтобы обменять ее на другие товары. Тогда в
Великой Моравии существовала только обменная
торговля, и до сих пор при археологических рас-
копках там не обнаружены золотые, серебряные
или медные моменты, о которых бы можно было
сказать, что они отчеканены при дворах велико-
моравских князей. В Микульчицах были найдены
римские монеты, которые вместе с другими
находками — бронзовыми пряжками, кирпичами
с гербовым клеймом XIII легиона (его место рас-
положения было в Бритегии, на правом берегу
Дуная, восточнее Вены— Виндобоны)— свиде-
тельствуют о том, что некогда в окрестностях
микульчицкой великоморавской территории в
I—IV вв. на р. Мораве была римская фактория.
Вельможа, который был захоронен в IX в. на
южной стороне трехнефной базилики, имел во
рту золотую монету византийского императора
Михаила III (чеканка 856—866 гг.). Однако эта
монета, указывающая на связи Великой Моравии
с Византией, не имела платежной функции. По
греческой мифологии, это— «монета мертвых»,
«Харонова монета». Аналогичную функцию, по-
видимому, выполняли и золотые пластинки, кото-
рые были найдены во рту погребенных возле
363
Й. ПОУЛИК
упоминавшегося микульчицкого великоморав-
ского храма.
Среди находок в Микульчицах имеются три
монеты, изготовленные из тонких пластинок.
Одна из них, к сожалению, дошла до нас
только в обломках. Но тем не менее происхожде-
ние всех этих монет удалось определить довольно
точно. Это так называемые широкие динары ита-
льянских императоров Ламберта и Берангера I
(конец IX — начало X в.), свидетельствующие о
торговых отношениях центральной области Ве-
ликой Моравии с Северной Италией.
Мнения историков и археологов о существо-
вании городов на Моравской земле в IX в. под-
тверждают и письменные источники. В «Фульд-
ских анналах» под 864 г. рассказывается, что
король франков Людовик отправился с большим
войском за Дунай и подверг осаде князя Рости-
слава в городе Довина. По мнению ученых, это
локализованная на месте великоморавского
града крепость Девин, расположенная при сли-
янии рек Моравы и Дуная, у Братиславы. Автор
«Фульдских анналов» пишет, что в 870 г. про-
изошла распря между моравским князем Рости-
славом и его племянником Святополком, кото-
рый правил в нитранском княжестве. Эта распря
закончилась для Ростислава неудачно: он был
связан и выдан Карломану, который, не встретив
никакого сопротивления, вторгся в его (Рости-
слава) владения и подчинил себе все города и кре-
пости. Тот же западный источник сообщает, что в
871 г. Святополк во главе войска франков всту-
пил в древний город Ростислава.
Великоморавские города, несомненно, отлича-
ются от более поздних «городов с правом». Они
еще не имели такого же значения и положения в
великоморавской административной организа-
ции, о которой письменные источники, к сожале-
нию, не сообщают никаких сведений. В свете
археологических исследований оказалось, что все
же есть различия в масштабе укрепленных ком-
плексов и их оборонительных систем. Только в
одном случае, в Микульчицах, подтверждается
наличие княжеского замка, который был по-
строен на месте первоначальной древнеморав-
ской крепости. Этот город с крепостью, мощные
укрепления которой до сих пор не имеют себе
подобных на центральной территории Великой
Моравии, по всей вероятности, тождествен «не-
описуемой крепости Ростислава» из «Фульдских
анналов» под 869 г. и «древнему городу Рости-
слава», упоминаемому в том же письменном
источнике под 871 г.
Развитие различных ремесел, их расцвет уже в
первой половине IX в. не могли не оказать вли-
яния на социальное расслоение великоморав-
ского общества, в котором привилегированные
слои в значительной мере присваивали себе
результаты труда широких земледельческих
низов и ремесленников.
Историческое сказание «Житие Мефодия» не
противоречит этим предположениям археологов.
В нем рассказано, что архиепископа Мефодия
спросили перед смертью (885 г.), кого среди
своих учеников он считает своим преемником.
И Мефодий, показав на одного из своих учени-
ков, сказал: «Вот свободный муж из вашей
земли...»
Согласно этому сказанию на похоронах
Мефодия собралась неисчислимая толпа людей.
Это были мужчины и женщины, взрослые и дети,
богатые и бедные, свободные и невольники,
местные и чужие. Следовательно, были тогда в
Моравии люди свободные и не свободные, в
какой-то форме зависевшие от правящей верхуш-
ки. Одно несомненно, что великоморавское обще-
ство было достаточно дифференцировано в
социальном отношении, а правящая верхушка,
жившая в укрепленных городах или дворах, пред-
ставляла собой уже формирующийся класс
феодалов.
Идеологией правящей верхушки было хри-
стианство. Существование христианства в Вели-
кой Моравии подтверждают находки подклетов
церковных построек. У них различные очерта-
ния. Это связано с тем, что в распространении
христианской идеологии в центральной велико-
моравской области принимали участие миссио-
неры из разных стран, и влияние их совпадало
часто с политическими интересами страны, из
которой они приходили. Это положение лучше
всего иллюстрирует текст «Жития Мефодия»,
где, в частности, говорится: «Пришло к нам
много учителей из Влахии, Греции и Германии,
по-разному нас обучающих...» Это было в
период, когда моравский князь Ростислав обра-
тился с просьбой к византийскому императору
Михаилу III прислать учителей, которые бы про-
поведовали среди моравского народа христиан-
скую веру. Его просьба была удовлетворена, и в
Великую Моравию в 863 г. прибыла византий-
ская миссия во главе с братьями Константином и
Мефодием из Салоник, города, в окрестностях
которого в то время говорили по-славянски.
Константин перевел на славянский язык основ-
ные тексты богослужений, создал алфавит (гла-
голицу) и положил, таким образом, начало сла-
вянской письменности. В неблагоприятных усло-
виях и вопреки всяческим препятствиям со сто-
роны церковных кругов в государстве франков
Мефодию, ставшему впоследствии архиеписко-
пом моравским, удалось добиться (в Риме) введе-
ния славянской литургии в костелах Великой
Моравии.
В центральной области Великой Моравии
были обнаружены остатки 20 храмов, сооружен-
ных из каменных бру сов, а внутри украшенных
цветными фресками. Большинство этих построек
появилось уже в первой половине IX в., до при-
хода упомянутой миссии.
Среди церковных памятников архитектуры
великоморавской эпохи особенно интересен план
364
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
Золоченая бронза. Микульчице. IX в.
Серебряная мишень с сокольником. Старое Место. Вто-
рая половина IX в.
десятого костела, открытого в окрестности
Микульчиц к западу от княжеского замка. Стро-
ение имеет удлиненный неф и прямоугольную
апсиду. На внешней стороне подклета и апсиды
имеются опорные колонны. Схожие по плану
постройки мы встречаем на юге в адриатической
области, где подобные костелы строились с IX по
XI в. Обнаружение десятого костела в Микуль-
чицах свидетельствует о контактах центральной
великоморавской области с патриархатом акви-
лейским, что подтверждается и памятниками
письменности. Убедительным свидетельством
культурного течения, проникающего на север
через восточную часть Альпийских предгорий,
являются могильные предметы, и в особенности
серебряные и бронзовые украшения, найденные в
могилах обширного погребения IX в., в Дольних
Вештоницах в Южной Моравии.
Наиболее крупной великоморавской церков-
ной формой архитектуры является одноапсидная,
35 м длиной и 9 м шириной трехнефная бази-
лика (третий костел), подклет которой был обна-
ружен в княжеской крепости в Микульчицах.
К ее трехнефной части на западной стороне при-
мыкают пристройки — нартекс и атрий с дере-
вянными колоннами. Внутри храма были обнару-
жены каменные стены и большей частью раз-
грабленные и поврежденные могилы, а около
алтаря было обследовано еще более 400 гробниц
с богатыми золотыми и серебряными, бронзовы-
ми и железными предметами обихода. Трехнеф-
ную часть костела с колоннадой между главным
и боковыми нефами, по мнению чешского исто-
рика искусств и архитектуры профессора Й. Цы-
бульки, можно отнести к началу IX в., в то время
как нартекс и атрий были, видимо, построены в
период деятельности в Моравии византийской
миссии. Плановая композиция костела свидетель-
ствует о том, что его создатели были знакомы с
церковной архитектурой в Далмацкой области.
С южной стороны от апсиды трехнефной
базилики в Микульчицах были обследованы
остатки небольшой каменной пристройки, план
которой не сохранился. В ее середине был обна-
ружен прямоугольный бассейн для воды. По всей
вероятности, речь идет о баптистерии — помеще-
нии для обряда крещения; это убеждает нас в том,
что микульчицкая трехнефная базилика была
епископским храмом.
Не только для археологов, но и для историков,
занимающихся историей искусства и архитекту-
ры, было большой неожиданностью открытие в
1960 г. неподалеку от Микульчицкой крепости
ротонды с двумя апсидами. Естественно, возник
вопрос: когда появилась эта постройка? Ответ на
него дали находки из 190 могил, обнаруженных
на церковном кладбище. Особый интерес пред-
ставляли уже упомянутые позолоченные шпоры
из бронзы и позолоченный гарнитур к кожаному
поясу, относящиеся к микульчицко-блатницкому
горизонту исторических находок. Это свидетель-
ствует о том, что двухапсидная ротонда, един-
ственный памятник древнеморавского зодчества,
была, по всей вероятности, построена уже в
начале IX в.
Еще долгое время, очевидно, будет предметом
дискуссии постройка, открытая в Микульчицах в
месте сосредоточения костелов. Снаружи она
365
Й. ПОУЛИК
Серебряный золоченый наконечник от кожаного пояса.
Микульчице. Первая половина IX в.
Бронзовый позолоченный наконечник к кожаному поясу.
Микульчице. Первая половина IX в.
цилиндрическая, а внутри с четырьмя апсидными
нишами, правильно расположенными по окруж-
ности. Находки из могил, обследованных в
окрестности, свидетельствуют, что эта необычная
архитектурная постройка появилась в начале
IX в. По мнению некоторых исследователей,
образцы для нее следует искать на западе. Однако
совершенно справедливо замечено, что принцип
цилиндрической архитектуры с внутренними ап-
сидными нишами известен, например, в Армении
уже в VII в.
Единственная церковная постройка, возмож-
но, связанная с византийской архитектурой,—
это костел с полукруглой апсидой и продолгова-
тым нефом в западной части Старого Места.
В небольшом удалении от его каменного
подклета внутри нефа нашли остатки колонн с
украшениями. Около постройки был деревянный
портик, придававший комплексу храма четырех-
угольную форму, напоминающую византийскую
архитектуру. Эта форма могла бы быть связана с
зодческой деятельностью кирилло-мефодиевской
миссии в Моравии во второй половине IX в.
Такой датировке соответствуют золотые и сере-
бряные находки, а также небольшая серебряная
мишень с сокольником.
Мы еще мало знаем о том, как проявилось
великоморавское зодчество в Чехии. В начале
X в., в период, когда ослабевает политическая
мощь Великой Моравии и когда укрепляет свои
позиции молодое раннефеодальное государство
Пржемысловичей, искусные ремесленники из
центральной Великоморавской области пересе-
ляются в Чехию. Убедительным доказательством
этого являются находки золотых и серебряных
украшений из могил на обследуемом в последние
годы погребище в Пражском Граде.
Существование христианства в Великой Мо-
равии доказывают не только церковные
постройки, но и серебряные и оловянные крести-
ки, а также различного рода символика (рыба,
голубь), являющаяся составной частью мотивов
украшения пуговиц и разных металлических
изделий. Среди находок в Микульчицах есть и
золоченая реликвия в форме книги для богослу-
жения.
Археологические находки подтверждают, что
христианство было принято сначала в среде вели-
коморавской придворной знати. Представители
правящих кругов были похоронены в помеще-
ниях храмов или в непосредственной близости от
костелов в каменных гробницах или в саркофа-
гах с деревянными и каменными конструкциями.
В противоположность этому население, занимав-
шееся сельским хозяйством, укладывало своих
покойников со всеми языческими обрядами в
366
ВЕЛИКАЯ МОРАВИЯ В СВЕТЕ АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ НАХОДОК
могилы, над которыми возвышались могильные
насыпи. Христианская идеология проникала в
широкие народные массы в период Великой
Моравии только в незначительной мере — новая
религия еще не стала в то время эффективным
инструментом для управления ими.
Итак, сегодня уже можно говорить о том, что
великоморавское общество было явно дифферен-
цированно. Резкие различия между уровнем
жизни правящей верхушки и деревенского люда
отчетливо проявляются в материальной культуре
великоморавского общества. Выделение правя-
щей верхушки отражало процесс зарождения
класса феодалов, существование и власть кото-
рого охраняло великоморавское государство.
Последнее располагало уже экономической осно-
вой и административной организацией, которая
опиралась на целую систему укрепленных посе-
лений городского характера, однако политиче-
ское развитие этого государства было недоста-
точно для того, чтобы управлять столь обширной
территорией. Упадку Великой Моравии в начале
X в. способствовала и внутренняя междоусобица
среди представителей Моймировской династии.
Внесла в это свою лепту в битве у Брезалаус-
пурке (Братиславы) и военная сила проникших в
Карпатскую котловину мадьяр.
Об этих событиях сообщают письменные
источники, а археологические исследования под-
тверждают, что с первой половины X в. стены
великоморавских укрепленных центров и княже-
ского замка в Микульчицах постепенно превра-
щаются в развалины.
Со второй половины X в. исторические
судьбы западной части Великой Моравии связаны
с Чехией Пржемысловичей. Князь Бржетислав I
строит свои города в связи с новой администра-
тивной организацией на местах, расположенных
вне прежних великоморавских центров. Восточ-
ная область Великой Моравии — территория
нынешней Западной Словакии — почти на целое
тысячелетие попадает в сферу политического вли-
яния сначала древневенгерского государства, а
позднее вместе с Чехией и Моравией — в подчи-
нение Австро-Венгерской монархии.
Великая Моравия сыграла важную роль,
находясь у самых истоков истории чешского и
словацкого народов. Однако чехословацким уче-
ным потребуется еще много усилий для того,
чтобы глубже изучить жизнь и культуру создате-
лей этой первой западнославянской государ-
ственной формации. И поскольку она представ-
ляет не изолированное явление, то решение
вопроса о корнях возникновения Великой Мора-
вии тесно связано с историческими судьбами всей
обширной этнической группы славян и их уча-
стием в развитии Европы начиная с VI в. н. э.
Объективное решение этой сложной проблемы
требует тесного сотрудничества чехословацких
исследователей с советскими славистами и слави-
стами других социалистических стран, а также с
прогрессивными учеными западных государств,
на территории которых издавна селились славя-
не. Углубление международного научного со-
трудничества сулит большие перспективы для
дальнейшего изучения этой проблемы.
367
на, заселявшие в древности совре-
менную территорию ГДР, занимали важное
место в европейской истории. Они принадлежали
к тем племенам, которые жили в пограничной
зоне между крупнейшими этноязыковыми груп-
пами раннего средневековья — славянами и гер-
манцами.
Северо-западные славянские племена были
тесно связаны с другими славянскими группами,
в первую очередь с племенами, проживавшими по
соседству, на территории современной Польши и
Чехословакии. Кроме того, они имели связи с
восточными и южными славянами, а также с раз-
личными германскими племенами. Известно, что
северо-западные славянские племена приняли су-
щественное участие в генезисе немецкой народ-
ности как в историко-культурном, так и в
собственно антропологическом отношении. Не-
посредственными потомками северо-западных
славянских племен являются лужицкие сорбы,
проживающие ныне на территории ГДР в Ниж-
ней и Верхней Лужицах. После столетий угнете-
ния и притеснений немецкими феодалами и
националистическими правительствами в насто-
ящее время они получили все возможности для
свободного развития и являются полноправной
составной частью социалистического общества
ГДР.
В социалистическом государстве имеются все
условия для глубокого исследования истории
северо-западных славянских племен. Германский
империализм и особенно фашизм в идеологиче-
ских целях, не считаясь с фактами, искажали
историю и культуру не только северо-западных
Иоахим Германн (Herrmann) (р. 1932) — немецкий археолог и историк,
доктор наук, профессор, действительный член Академии наук ГДР, дирек-
тор Центрального института древней истории и археологии АН ГДР.
Автор многих научных работ по ранней истории европейских народов.
Исследует также общие проблемы историй человечества, формирование
государственности, роль народных масс в истории.
Под руководством Й. Германна проведены крупные раскопки в Берлине-
Кёпенике, Фельдберге под Нейштрелицем, Торнове и Форберге в Нижней
Лужице, в Арконе и Ральвенике на острове Рюген, в Кривине на территории
Болгарии, а также подводные археологические исследования под Пренц-
лау.
И. Германн — председатель Научного совета по археологии и древней
истории ГДР (с 1978), член Международного совета Союза предыс-
тории и ранней истории при ЮНЕСКО, вице-президент Международ-
ной унии славянской археологии.
В 1971 ему была присуждена Государственная премия в области науки и
техники ГДР. Он награжден также правительством и научными учреждени-
ями Польши, академиями наук Чехословакии и Болгарии.
славянских племен, но и славян вообще. Гумани-
стические традиции немецкой исторической на-
уки, для которой изучение западнославянской
культуры было научным долгом и в среде кото-
рой работали Иоганн Гердер (I. Herder) и все-
мирно известный медик Рудольф Вирхов
(R. Virchow), впервые выделивший славянскую
материальную культуру среди археологических
культур других племен и народностей, были
нарушены. Поэтому после победы над фашизмом
исследование истории и культуры северо-запад-
ных славянских племен, покоящееся на фактоло-
гической основе, стало не только важной задачей
науки, но и жизненной необходимостью для раз-
вития прогрессивного общественно-историческо-
го сознания населения ГДР.
Изучение истории и культуры славянских пле-
мен, проживавших и проживающих на террито-
рии ГДР, можно подразделить на три этапа. Пер-
вый охватывает период с 1949—1950 гг., когда
начались раскопки славянского городища Тете-
рева под Нейбранденбургом, до начала 60-х
годов. Он характеризуется как успешным выяв-
лением новых памятников археологии, так и
научной обработкой старых археологических
коллекций. К этому времени относятся исследо-
вания славянских мостов и дорог в Тетерове и
славянского замкового строительства в Берен-
Любхине. Они имели значение для познания ран-
несредневековой славянской культуры далеко за
пределами ГДР. На этом же этапе начаты были
серьезные работы по классификации славянской
керамики, инвентаризации и систематизации го-
родищ и погребальных памятников (рис. 1).
Второй период начался в середине 60-х годов
368
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
Рис. 1. Важнейшие объекты
славянской археологии,
исследованные на террито-
рии ГДР в 1949—1978 it.
и характеризовался прежде всего синтезом нако-
пленных к этому времени археологических мате-
риалов, а также проведением целенаправленных
раскопок для проверки и подтверждения резуль-
татов, полученных путем синтеза. Были опубли-
кованы исследования, охватывающие важнейшие
проблемы истории северо-западных славянских
племен в целом. В разработке этих проблем уста-
новилось тесное сотрудничество с учеными Поль-
ши, Чехословакии, а также других стран. Куль-
минацией этого периода стал 1970 г. — благо-
даря активности в изучении истории и культуры
славян Международная уния славянской археоло-
гии проводит в ГДР Второй Международ-
ный конгресс славянской археологии.
В 70-х годах, относящихся уже к третьему
периоду, много внимания уделяется прежде всего
изучению взаимосвязей славянских племен и пла-
новым раскопкам с целью детальной разработки
вопросов экономики. Начинается работа по
созданию «Корпуса археологических источников
по ранней истории ГДР» (первый том вышел в
1973 г.), в связи с чем проводится учет и система-
тизация всех германских и славянских археоло-
гических материалов. Наряду с этим продолжа-
ются раскопочные исследования, которые дают
интересные новые материалы. В частности, был
открыт храм-святилище, первый в области рассе-
369
И. ГЕРМАНН
Рис. 2. Расселение славян и
германцев в Средней Ев-
ропе: а — славянские горо-
дища VIII—IX вв.; б —
славянские племенные
центры; в — восточная гра-
ница государства фран-
ков в VIII—IX вв.; г —
области сорбов, временно
захваченные франкским
государством (сорбская
марка); д— области франк-
ского государства, засе-
ленные славянами; е —
важнейшие торговые пути;
ж — городища Каролингов;
з — пограничные торго-
вые пункты франков
ления северо-западных славян. В это время воз-
растает интерес к истории и культуре северо-
западных славянских племен и изучению их
связей со славянскими и другими племенами Вос-
точной Европы в исследованиях советских архе-
ологов. Наряду с публикациями, в которых обоб-
щаются исследовательские работы по славянам
сравнительно небольшого региона — террито-
рии ГДР, создается монография, в которой уча-
ствуют ученые многих стран, в том числе выда-
ющийся советский археолог академик Б. А. Ры-
баков, и в которой всеобъемлюще обобщаются
наши знания о славянах и викингах в истории
Балтики. Этот коллективный труд освещает в
новом аспекте взаимоотношения между восточно-
славянскими, скандинавскими, западнославян-
скими и прибалтийскими племенами.
Характерной особенностью исследований с
начала 60-х годов стало тесное сотрудничество со
специалистами в области естественных наук, что
позволило разрешить сложные проблемы эконо-
мического базиса раннесредневековых обществ, в
частности подробно изучить развитие сельскохо-
зяйственной деятельности. В кооперации с поль-
скими исследователями, прежде всего с руко-
водством Центра по изучению стали в Новой
Гуте, а также с учеными Чехословацкой Акаде-
мии наук удалось обстоятельно разработать
проблему развития черной металлургии в раннем
средневековье.
370
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
Важное место северо-западных славянских
племен в истории раннесредневековой Европы
обусловлено их внутренним социально-экономи-
ческим развитием. С конца VI в. они оказывали
усиливающееся влияние на исторические про-
цессы Центральной Европы. Уже в это время
племена, которые жили «на самом краю Запад-
ного океана», т. е. на юго-западном побережье
Балтийского моря, имели связи с Подунавьем.
Одно из их посольств к аварскому кагану было
случайно перехвачено византийским дозорным
отрядом и доставлено к византийскому императо-
ру. Это произошло около 594 г.
Примерно в то же время сорбские племена
вступили в контакт с государством меровингов.
Сорбам всецело принадлежали земли Тюрингии
по Эльбе и Заале, и часть их поселилась в
тюрингской области, принадлежащей меровинг-
скому государству (рис. 2). Отдельные группы
сорбов проникли в более западные земли вплоть
до среднего течения Майна. Это расселение, по-
видимому, происходило с согласия правителей
франкского государства. Князь сорбского пле-
менного союза входил в меровингскую иерар-
хию, а сам племенной союз сорбов считался
самым восточным племенем этого государства.
Такая ситуация сохранялась до 631 г., когда пле-
менной вождь Дерван вышел из состава меро-
вингского государства и присоединился к пле-
менному объединению славян, возникшему в
Чехии и Моравии в связи с оборонительной борь-
бой с аварами. Однако связи с германскими пле-
менами франков и тюрингов, которые в значи-
тельной степени были прерваны, все же долго
сохранялись. В Тюрингии западнее Заале и на
земле франков свободные сорбские племенные
группы существовали в условиях немецкого фео-
дального общества вплоть до развитого средне-
вековья.
Другой племенной группой славян, которая
находилась в более тесных отношениях с Франк-
ской империей, были ободриты (бодричи), жив-
шие в западном Мекленбурге и в восточном
Гольштейне. В последней четверти VIII в. они
оказались надежными союзниками короля фран-
ков Карла — будущего императора Карла Вели-
кого— в процессе покорения саксов и включе-
ния их земель в состав франкского государства.
Вместе с тем ободриты боролись с датчанами и
вильцами. Вильцы— следующий большой сла-
вянский племенной союз (рис. 3), как говорится в
одном из письменных источников — франкских
анналах под 808 г., находились в «давнишней
вражде с ободритами». Несколько столетий в их
борьбе сохранялось равновесие до тех пор, пока
во второй половине XI в. вильцы не стали посте-
пенно втягиваться в формирующееся феодальное
государство ободритов.
На юге центральной части территории ГДР
расселились хевельцы, или стодоране, как они
назывались славянами. В конце IX— начале
Рис. 3. Расселение славянских племен в областях запад-
нее Одры. Первые переселенцы пришли, по-видимому, из
Повисленья, затем двинулись новые группы сорбов и
вильцев из регионов верхней Одры и верхней Эльбы
X в. стодоране создали крупное племенное
образование, во главе которого стояла княже-
ская династия. В 929 г. они оказались в числе
первых жертв восточной экспансии немецкого
феодального государства. Борьба за политиче-
ское господство в этой области продолжалась
более двух столетий. Только около 1150 г.
немецким феодалам с помощью местной славян-
ской знати удалось окончательно включить этот
регион в состав немецкого государства.
С историей вильцев и стодоран связано одно
из самых значительных народных восстаний ран-
него средневековья в Средней Европе — лютич-
ское восстание. После временного установления
господства светского и духовного немецкого
феодального дворянства (929—983 гг.) вильцы
и стодоране летом 983 г., объединившись в союз
лютичей, подняли восстание. В течение несколь-
ких недель они освободили свою территорию и
вместо господства феодалов установили строй
военной демократии. В Ретре (Редегощ) близ
Нейбранденбурга собралось народное собрание
участников освободительной крестьянской борь-
бы и рассмотрело вопросы о войне и мире, а
371
И. ГЕРМАНН
Рнс. 4. Керамика пражского типа (по Б. Крюгеру)
также некоторые другие дела. Культ язычески*
богов получил высокое развитие в Ретре и других
местах. Роскошные святилища возникли, как
сообщают многие хронисты, в различных пле-
менных центрах, в том числе в Ретре, Гютцкове,
Волгасте и на Рюгене.
Однако собственная феодальная верхушка в
среде вильцев-лютичей не смогла сформировать-
ся. Толпы участников крестьянских войн, находя-
щиеся в постоянном движении в связи с борьбой
против господства немецкого, польского, дат-
ского и чешского феодальных государств, пре-
пятствовали развитию экономических предпосы-
лок для феодализации общества. Хотя лютичский
союз в течение длительного времени сохранял
свою политическую и военную целостность, вну-
три него какого-либо общественного развития не
происходило.
Во второй половине XI в. рухнула полити-
ческая независимость союза лютичей, объедине-
ния ободритов и славян острова Рюгена, а также
самостоятельных княжеств, которые сложились в
Бранденбурге и Кёпенике. Они оказались под гос-
подством немецкого, датского и польского фео-
дальных государств.
В чем же заключается вклад археологии в изу-
чение основ и отдельных конкретных аспектов
политической и военной истории северо-запад-
ных славянских племен?
Прежде всего археологии принадлежит реше-
ние вопросов размещения славянских племен, их
происхождения и условий миграции в областях
западнее Одры. Письменные источники почти не
дают об этом информации. Относительно проис-
хождения северо-западных славянских племен
имеются различные точки зрения, поскольку
археологических материалов, датированных
VI—VII вв., пока очень мало. Старое мнение по-
коится на предположении об общем переселении
славян с востока на запад. Исходя из этого сооб-
ражения и полагая, что славянская прародина
находилась восточнее Одры, исследователи пыта-
лись рассматривать появление и распространение
на территории ГДР керамики пражского типа в
качестве свидетельства ранней славянской мигра-
ции. Однако глиняная посуда пражского типа
(рис. 4) является нетипичной керамикой домаш-
него производства, которая встречается в такой
же ситуации и в другие периоды истории Европы.
Очевидно, что только из распространения кера-
мики пражского типа нельзя делать серьезные
выводы.
Возможности для археологических выводов
изменяются, если в исследование включаются
такие факторы, как формы жилых построек,
погребальная обрядность, особенности застройки
поселений и городищ и другие признаки, кото-
рые характеризуют ранние этапы истории сла-
вянских племен. В результате выявляются боль-
шие группировки славянства.
Первая из них характеризуется заглублен-
ными в землю домами, кремацией умерших и
помещением их пепла в грунтовых могильниках,
большей частью в урнах, принадлежащих к праж-
скому типу.
Эта группа, как единодушно решено ныне
всеми археологами, занимавшимися этой пробле-
мой, расселилась в области Эльбы — Заале, про-
двинувшись на северо-запад из Чехии и Моравии
(см. рис. 3). Она распространилась приблизитель-
но до среднего течения Эльбы; местами следы
славян этой группы обнаруживаются и в бассей-
не среднего Хавеля. Языковые исследования под-
тверждают эти выводы.
Обстоятельно познакомиться с жизнью и
культурой этой группы славян позволили рас-
копки у Дессау-Мозигкау на Эльбе. На террасе,
возвышающейся над долиной этой реки, распола-
гались цепочкой пять поселений, состоящих из
6—11 углубленных жилищ площадью 4 м2
каждое (рис. 6). Вероятно, это были многосемей-
ные поселения (рис. 5). Их жители занимались
сельским хозяйством и прежде всего скотовод-
ством. Скромная домашняя утварь — глиняная
посуда, предметы из дерева, кости и железа —
изготавливалась на месте обитателями этих посе-
лений.
Продолжительность существования селений
свидетельствует о стабильности их экономи-
ческого базиса. Жизнь славян не была изолиро-
ванной, напротив, они поддерживали связи как с
Чехией и Моравией, так и с областями Тюрингии,
о чем говорят многие находки. Поселения у Дес-
сау-Мозигкау существовали с конца VI до сере-
дины VIII в.
Вероятно, некоторые группы славянских пе-
реселенцев уже в конце V в. из области Вислы и
Варты двигались на запад, пересекли Одру и
местами в районе Берлина или в Нижней Лужи-
це встретились с остатками германских пле-
мен.
Детали этой встречи пока не исследованы,
поскольку археологические раскопки выявили по
этому вопросу лишь весьма фрагментарные
материалы. Более определенные результаты о
взаимодействии славянского и германского насе-
ления дают многочисленные пыльцевые анализы.
372
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
б
Рис. 5. Поселение под Дессау-Мозигкау (по Б. Крюгеру):
а — план жилища-полуземлянки; б — его реконструкция;
в — общий вид жилища; г — реконструкция поселения
В археологических напластованиях каждое рас-
тение соразмерно его роли в жизни человека
находит отражение в пыльцевых остатках. Каче-
ственный и количественный анализ пыльцы, как
правило, дают надежную информацию о разви-
тии природной и культурной растительности.
Рнс. 6. Раскопки раннеславянского полуземляночного жи-
лища с печью-каменкой (остатки ее — на фото справа) на
поселении под Дессау-Мозигкау (по Б. Крюгеру)
В пыльцевых анализах отчетливо фиксируется
каждое вмешательство человека, в том числе
каждое опустошение или полное разорение обра-
батываемых полей.
Пыльцевые анализы, выполненные на мате-
риалах из многих пунктов, где имеются герман-
ские и славянские находки, свидетельствуют о
непрерывности использования пахотных полей и
поселений от германского до славянского перио-
дов.
С другой стороны, результаты пыльцевых
анализов, произведенных на материалах других
не менее многочисленных пунктов, которые рас-
положены в низменности восточнее Эльбы, пока-
зывают, что значительная часть территории
между Эльбой и Одрой в V—VI вв. после ухода
германских племен заросла лесами, и славянам
пришлось расчищать от леса площадки для паш-
ни. Группы славян, расселившиеся с востока,
были, по-видимому, небольшими и малочислен-
ными.
Большое значение имели славянские племена
или племенные группы, которые переселялись из
юго-восточных регионов— из Силезии и При-
карпатья, с верхней Вислы и из бассейнов сред-
ней и верхней Одры. Вероятно, таким путем рас-
селялись лужичане, мильцы и вильцы. Их жили-
ща, материальная культура и погребальный
ритуал были связаны с традициями первой поло-
вины I тыс. н. э. названных высокоразвитых
373
И. ГЕРМАНН
областей. Это переселение происходило органи-
зованно и сопровождалось значительными рас-
чистками площадей от леса для пашни, закладкой
крупных укрепленных поселений, строитель-
ством городищ. Эти группы славян характеризу-
ются фельдбергской (рис. 9) и торновской (рис.
7) керамикой. Первая принадлежала вильцам,
вторая— лужичанам и некоторым другим племе-
нам.
Фельдбергская группа славян поселилась в
больших поселках, насчитывающих сотни и
тысячи жителей, и укрепила их (рис. 8). Однако
уровень производительных сил не допускал дли-
тельного бытования таких поселений. В лесной
зоне с многочисленными озерами невозможно
было концентрировать пахотные поля на неболь-
ших участках. Поэтому большие поселения стали
многократно дробиться на все более и более мел-
кие.
Торновская группа славян избрала иной тип
поселений. Были основаны многочисленные ма-
лые круглые городища, где постоянно прожи-
вала лишь правящая верхушка, а при приближе-
нии военной угрозы они использовались окрест-
ными жителями как убежища. В Верхней и Ниж-
ней Лужицах и в центральных областях между
Эльбой и Одрой известны десятки таких горо-
дищ. Вокруг них относительно свободно распола-
гались неукрепленные поселения.
Подобные городища и поселения были полно-
стью раскопаны в Торнове и Форберге, в Визе-
нау, а в других местах исследовались частичными,
но обширными раскопками.
Характерными постройками этих поселений, в
отличие от селищ с керамикой пражского типа в
области Эльбы—Заале, были дома со столбовой,
бревенчатой конструкцией стен, которые пер-
воначально имели большие размеры. Оборони-
тельные стены в области торновской группы соо-
ружались из бревен в виде «решетчатых кон-
струкций».
По вопросу о происхождении ободритов, рас-
селившихся в западной части Мекленбурга, фак-
тических материалов пока нет. На основе косвен-
ных данных было высказано предположение, что
первоначально они жили совместно с дунайскими
ободритами около Белграда и во второй поло-
вине VI в. под натиском аваров переселились на
север. Однако подтверждающих материалов в
пользу этой или какой-либо иной концепции
археология пока не дает.
Славянские переселенцы VI—VII вв., откуда
бы они ни пришли, вынуждены были основывать
новые поселения и, как уже говорилось, во
многих местах освобождать от леса площади для
пахотных полей. Славяне в основном осваивали
заброшенные земли. Их расселение шло прежде
всего по рекам, быстро осваивались и берега
озер. Около водоемов наблюдаются скопления
поселений, а от них в радиусе 10—50 км и более
располагались другие поселения, образуя посе-
Рис. 7. Керамика торновского типа (фото К. Хаманна)
ленческое гнездо, соответствующее племенной
структуре славян.
В центре таких скоплений поселений обычно
строилось городище, как это наблюдалось в Тор-
нове или в Фельдберге. Подобные гнезда поселе-
ний, именуемые в польском языке opole (откры-
тое пространство, ополье), в немецком — gefilde,
латинскими хронистами назывались civitates. Они
составляли основу племенных регионов. Вплоть
до первой половины IX в. западнее Одры име-
лись сотни таких участков. Так, племенной союз
ободритов включал 53 civitates, вильцы имели 95,
стодоране — 3, лужичане и мильцы — около 30
civitates. Сорбы на Эльбе и Заале состояли из мно-
гих отдельных племен с 50 civitates. Гнезда посе-
лений разделялись между собой пограничными
лесами, которые, начиная с IX в., многократно
вырубались, в результате чего первоначальные
гнезда сливались в крупные поселенческие обла-
сти, идентичные племенным регионам. Известно,
что ободриты, как и вильцы, состояли из четырех
племен. Сорбский племенной союз насчитывал
значительно большее количество племен (рис.
10).
Структура поселений племени и динамика их в
настоящее время исследованы в результате
археологического изучения более чем тысячи
пунктов. Более сложен вопрос об экономическом
развитии в этих гнездах поселений и в племенных
регионах. Очевидно, эволюция в различных
местностях протекала по-разному. Все славян-
ские племена занимались земледелием, и оно
являлось основой их экономики, однако эффек-
тивность хозяйственной деятельности была весь-
ма различной. Это замечание в равной степени
относится и к скотоводству. Последнее обеспе-
374
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
Рис. 9. Керамика фельдбергского . типа (фото М. Е. Ха-
манна)
Рис. 8. Схематический план городища вильцев под Фельд-
бергом (VIII в.); а — вал с высокой бермой; б — вал с
плоской бермой; в — предвальные земляные укрепле-
ния; г — предположительные ряды домов; д — предполо-
жительные направления дорог
чивало мясом население большинства областей
междуречья Одры и Эльбы, в то время как в
отдельных местах этой территории домини-
рующая роль принадлежала охоте (рис. 11).
Важным новшеством в развитии славянского
земледелия является возделывание ржи. Выра-
щивание ее требовало, правда, более тщательной
обработки земли, но оно вознаграждало этот
труд более высокими и устойчивыми урожаями.
Кроме того, рожь давала возможности для регу-
лирования севооборота.
При раскопках в Торнове было сделано инте-
ресное открытие. На городище Б, погибшем в
результате пожара в начале IX в., выявлены
остатки 19 амбаров, в которых хранилось зерно,
сгоревшее вместе с поселением (рис. 12). В ре-
зультате изучения этого зернового материала
удалось выявить 73 разнохарактерных комплек-
са, вероятно, принадлежащих к урожаю одного
года, но к различным полям или усадьбам. Каче-
ственные и количественные анализы, выполнен-
ные специалистами-ботаниками, показали, что
ведущая роль принадлежала ржи, но обнаружены
и другие виды зерна. В каждом исследуемом
комплексе преобладали зерна того или иного
определенного вида, но всегда присутствовала
примесь и другого зерна. Как показала статисти-
ка, примеси эти имели не случайный характер, а
обнаруживали определенные закономерности.
Так, в комплексах, содержащих преимущественно
рожь, обычно присутствовали зерна пшеницы,
375
И. ГЕРМАНН
376
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
Рис. 11. Хозяйственная ха-
рактеристика территории
славянских племен в ран-
нем средневековье (на ос-
нове остеологических ис-
следований и пыльцевых
анализов): а — доля костей
домашних (черный цвет) и
диких (белый) животных на
отдельных поселениях; б —
места с хорошо развитым
скотоводством; в -3- места
с преобладанием земледе-
лия
Рис. 10. Славянские племе-
на и их регионы в областях
западнее Одры и Нисы:
а — славянские племена,
упоминаемые в источниках
до 1000 г.; б— их укреп-
ленные поселения; в —
племена, упоминаемые
после 1000 г.; г — их ук-
репленные поселения; д—
западная граница наиболь-
шего распространения сла-
вянских топонимов; е —
области, занятые лесами в
раниеславянское время;
ж — регионы с исключи-
тельно позднеславянски-
ми находками
пшеница же содержала примесь проса, а среди
последнего встречались зерна ржи. Эти наблюде-
ния, а также анализ сорняков, встречаемых в
исследуемых зерновых материалах, позволили
сделать вывод о том, что на возделываемых полях
имела место определенная смена сельскохозяй-
ственных культур, выработалась конкретная
схема севооборота.
До сих пор не удавалось ни в ГДР, ни в какой-
либо другой области Европы обнаружить раскоп-
ками и проанализировать столь обширный зерно-
вой материал, относящийся к единому периоду и
сравнительно небольшому региону. Конечно, на
основе этого бесспорного свидетельства наличия
севооборота в окрестностях Торнова еще нельзя
говорить о том, что подобные севообороты были
характерны для земледелия всех северо-западных
славянских племен, но в области лужичан они, по-
видимому, имели большое распространение.
На примере исследования материалов раско-
377
И. ГЕРМАНН
Рис. 12. Раскопки зерновых амбаров на городище В под
Торновом (IX в.)
пок в Торнове показателен и другой путь
совместной работы с ботаниками и зоологами:
удалось определить относительную роль земледе-
лия и скотоводства в определенные периоды
истории поселения. Основой при этом являются
данные пыльцевых анализов. При сравнении
последних установлено, что каждому вегетацион-
ному периоду соответствует вполне определенное
количественное соотношение пыльцы естествен-
ной и культурной растительности. Так, например,
для пастбищных участков прежде всего харак-
терна пыльца подорожника, типичного растения
земель, оставленных для выпаса скота. Вполне
очевидно, что чем шире на окультуренных землях
были распространены пастбища, тем меньшая
площадь оставалась пашне, где возделывались
зерновые культуры, и наоборот. Исходя из этого
разработана формула, характеризующая соотно-
шение пахотных и пастбищных участков.
Согласно этой формуле, если количество пыльцы
злаковых культур разделить на количество
пыльцы растений, характерных для пастбищных
земель, и полученное число будет меньше трех, то,
значит, преобладало скотоводство, больше
трех — земледелие.
Пыльцовые анализы позволяют не только
выяснять роль земледелия и скотоводства в сель-
скохозяйственном производстве, но и говорить о
расширении пастбищных и посевных площадей,
при этом обращается внимание на соотношение
пыльцы природной и культурной растительности.
Очевидно, что в дальнейшем ученым, представля-
ющим различные науки, нужно было бы присту-
пить к методическим изысканиям по истории
сельского хозяйства, которые велись бы незави-
симо от случайных археологических находок.
Необходимо подчеркнуть, что славянское
сельское хозяйство в исследованном регионе
непрерывно развивалось и по своей результатив-
ности до XI—XII вв. не отставало от уровня такой
же деятельности в других сельскохозяйственных
областях Центральной Европы. Динамичность
развития сельского хозяйства— основы обще-
ственного производства— обеспечивала эволю-
цию других жизненно важных отраслей. На горо-
дищах, известных в сотнях мест, из домашнего
производства выделяется в самостоятельную от-
расль экономики ремесло, развивается торговля,
формируются княжеская и племенная верхушки с
их военными дружинами. Все эти вопросы были
исследованы и многократно освещены в научных
статьях.
Для раннего средневековья характерны ма-
стерские по выработке ремесленной продукции,
открытые под городищем Каймцеллен, и ранне-
городские центры типа Бранденбурга или Кё-
пеника (Берлин). У ремесленных центров в
VIII—IX вв. налаживаются торговые отношения.
На многих городищах и открытых поселениях
найдены жернова — свидетельство распростране-
ния мельниц. На городище Торнов в слоях IX в.
обнаружено было свыше 100 жерновов. Анализ
последних, а также находок из городища Фор-
берг позволил специалистам-минералогам уста-
новить, что жернова, вероятнее всего, были при-
везены из Рохлитц-Мюгельнского региона, где
имеются залежи порфира и который удален от
исследованных поселений более чем на 100 км.
Каменоломня находится под Ластау.
Независимо от них топонимисты выявили в
этой области несомненно относящееся к славян-
скому периоду название местности — Жерносеки.
Очевидно, что в славянское время здесь изготав-
ливали (секли, т. е. тесали) жернова. Археологи
обследовали остатки древней каменоломни, а в
1978 г. под Рохлитц-Мюгельном было открыто
славянское поселение с жилищами, в которых,
судя по находкам жерновов, проживали реме-
сленники-камнетесы, изготавливавшие их.
Подобным же образом было установлено, что
жернова вывозились и на большие расстояния, в
том числе из Рейнской области на среднюю Одру
или из Тюрингии в среднюю часть бассейна
Заале. Этот пример позволяет понять большое
значение для археологии многих естественно-
научных методов и подключения к исследованиям
специалистов по самым различным наукам, без
чего многое в истории древних племен не может
быть выяснено.
Все это как бы связывает многочисленные
мозаичные камушки, и в итоге из разрозненных
исторических фактов складывается новая кар-
тина жизни и быта северо-западных славянских
племен. Сами факты были собраны главным
образом в результате больших раскопок и экспе-
диционных изысканий. На важнейших из них
необходимо остановиться.
В 1950—1953 гг. Академией наук ГДР
совместно с Музеем предыстории и ранней исто-
рии в Шверине были произведены раскопки в
Тетерове. Это были первые исследования на
современном уровне одного из славянских горо-
дищ на территории ГДР. Детальнейшим образом
378
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
Рис. 13. Раскопки моста под
Тетеревом (по Э. Шульдту)
Рис. 14. Реконструкция мо-
ста в Обер-Юкерзее под
Пренцлау
379
И. ГЕРМАНН
Рис. 15. Берен-Любхин. Реконструкция городища:
А — древняя фаза; В — поселение XIT в. (по Э. Шульдту)
здесь были изучены остатки древних мостов,
перекинутых через болота и озера (рис. 13).
Дополнительные данные по изучению мостов,
этих важнейших узлов коммуникаций, получены
в 1963—1965 гг. в Обер-Юкерзее под Пренцлау.
При систематических подводных археологиче-
ских работах здесь выявлены два конструктив-
ных типа мостов. Первый из них соответствует
простым конструкциям, зафиксированным при
раскопках в Тетерове. Мост этого типа в Обер-
Юкерзее имел длину около 2 км и, как и в Тете-
рове, проходил по неглубоким местам. Большой
сложностью отличался мост второго типа (рис.
14). Деревянные конструкции здесь наращива-
лись, что позволяло перекидывать подобные
мосты через водоемы глубиной до 18 м, а иногда
и большей глубины. Этот мост имел длину более
2 км. Система мостов, изученная в Обер-Юкер-
зее, в целом имела длину 2300 м и являлась важ-
ной частью торгового пути от Магдебурга к
устью Одры. Начиналась эта система у выстроен-
ного на острове в Юкерзее городища, которое,
по-видимому, контролировало движение на этом
участке торгового пути, собирая пошлины и
налоги с проезжавших торговцев. Исследования
в Обер-Юкерзее были самыми обширными и
результативными в научном отношении археоло-
гическими подводными работами не только в
ГДР, но и, вероятно, во всех удаленных от моря
центральноевропейских областях.
Вслед за исследованиями в Тетерове Акаде-
мией наук ГДР в сотрудничестве со Шверинским
музеем были проведены раскопки в Берен-Люб-
хине в округе Нейбранденбург. Здесь в силу
исключительно благоприятных условий сохрани-
лись деревянные койструкции оборонительных
сооружений XI и XII вв. двух славянских горо-
дищ. Сложная конструкция, включающая мост,
околомостную караульную постройку, воротную
башню и защитные стены, продумана во всех
деталях (рис. 15). На основе древесных остатков,
зафиксированных при раскопках, была рекон-
струирована часть крепостной стены. Открытий,
так ярко раскрывающих облик славянских укре-
плений, с тех пор не было сделано ни в ГДР, ни в
других областях славянского расселения. Однако
были получены ценные дополнительные данные
по истории оборонительных сооружений славян.
Городища являются важными археологическими
источниками по истории Ободритского государ-
ства, а их изучение способствует более глубокому
познанию этой истории.
В последние годы Шверинский музей и Ака-
демия наук ГДР вели раскопки храма святилища
в Гросс Радене (Шверинский округ). Городище и
расположенное рядом селище относятся к
VIII—X вв. Храм, от которого сохранилась запад-
ная часть его деревянных стен, существовал, по
всей вероятности, в ранний период жизни городи-
ща. Длина храма 12,5 м, ширина 7 м. Стены
храма состояли из вертикально поставленных
бревен, которые с наружной стороны были
закрыты орнаментальными уплощенными брусь-
ями. Сверху последние завершались схематиче-
ски вырезанными изображениями голов. Над
входом висел череп зубра — символ силы и бла-
гополучия (рис. 16). Таким образом, получены
совершенно новые материалы для изучения про-
исхождения и выявления функций языческих свя-
тилищ северо-западных славян.
В письменных источниках и хрониках, напи-
санных представителями христианской верхушки
и священниками, с XI в. постоянно упоминаются
славянские храмы-святилища, сооруженные из
дерева и часто великолепно оформленные.
Подобные храмы имелись только у северо-запад-
ных славян, в число которых нужно включить и
жителей Волина и Щецина в устье Одры. Иссле-
дователи их склонялись к мысли, что возникнове-
ние языческих культовых построек в среде
северо-западных славянских племен связано со
скандинавским влиянием или христианским воз-
действием, шедшим из германских областей. Рас-
копки в Гросс Радене показали, что храмовые
380
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
Рис. 16. Реконструкция храма в Гросс Радене и располо-
женного рядом селища (по Э. Шульдту)
сооружения славян значительно древнее сканди-
навского и христианского влияний. Еще в
1968 г. при раскопках в Фельдберге под Ней-
штрелитцем были сделаны наблюдения, позво-
лившие предполагать, что храм здесь был осно-
ван в VII—VIII вв. Детали конструкции его оста-
лись непонятными. И теперь после открытий в
Гросс Радене эти находки получили осмысление.
Весьма вероятно, что эти культовые постройки
северо-западных славян восходят к древним вре-
менам и связаны с храмовым строительством
кельтов, заселявших юго-восточные области
Средней Европы, или даже точнее кельтов, рассе-
лившихся в современных южнопольских землях.
Однако в этой области пока не раскопаны кельт-
ские поселения, в которых имелись бы конкрет-
ные прототипы культового строительства северо-
западных славян и которые придали бы уверен-
ность высказанному выше предположению. Пока
последнее покоится на том, что внешний облик
храма в Гросс Радене сходен с кельтскими куль-
товыми строениями.
Подобный храм находился также в Арконе на
острове Рюген (рис. 17). Он располагался в сре-
динной части культового городища и, судя по
раскопкам 1968—1971 гг., существовал в конце
VIII или в IX в. Само святилище и большая часть
городищенской площадки уничтожены морским
прибоем. Сохранились укрепления, относящиеся
к VIII—IX и более поздним столетиям (рис. 18).
Исследования костных остатков, обнаруженных
при раскопках сохранившейся площадки городи-
ща, которая в период функционирования святи-
лища была свободна от построек и предназнача-
лась для народа, а позднее была застроена дома-
ми, показали, что в Арконе осенью совершались
праздничные жертвы. В жертву приносились
прежде всего молодые животные — крупный
рогатый скот, овцы, козы и свиньи. Во время
этих жертвоприношений и культовых празднеств
(по свидетельству датского хрониста Саксона
Грамматика, это были праздники урожая, отме-
чаемые в конце августа или в начале сентября)
около городища и внутри него устраивались
базары и совершались торговые операции. Об
этом свидетельствует и небольшое число нахо-
док— предметов, вывезенных из Скандинавии,
Северо-Западной Европы и других областей.
Святилище было разрушено в IX—X вв.
К этому периоду относится находка ларца с
большим ассортиментом изделий (рис. 19). Он
принадлежал, очевидно, торговцу, привезшему
товар на Арконскую ярмарку и оказавшемуся на
городище во время его осады. Нападающими,
вероятно, были датчане, которые неоднократно
нападали на Рюген в последующем столетии.
Торговец, по-видимому, погиб во время осады
или был пойман захватчиками.
Такова историческая судьба Арконы, самого
замечательного и широко известного славян-
ского укрепленного поселения в регионе Балтий-
ского моря в X—XII вв., детальная история кото-
рого прояснилась, насколько это было возможно,
благодаря археологическим раскопкам послед-
них лет. Теперь все усилия направлены на то,
чтобы защитить от дальнейших разрушений мор-
скими волнами остатки этого городища-святили-
ща, гордо возвышающегося на самой северной
оконечности ГДР. Если этого сделать не удастся,
то последние остатки памятника в течение не-
скольких десятилетий будут поглощены
морем.
Помимо остатков храмов и святилищ, при
раскопках были найдены деревянные идолы
(рис. 20).
Раскопки в микрорегионе Торнова дали важ-
ные материалы по таким вопросам, как эконо-
мика и социальные отношения славян, культур-
ные связи Нижней Лужицы с другими землями,
взаимоотношения славянского населения с пред-
шествующими ему германскими племенами, ве-
роятно, с бургундами и фламандско-немецкими
крестьянами XII—XIII вв. Раскопки в Торнове
были обусловлены открытыми разработками бу-
381
И. ГЕРМАНН
Рис. 17. Общий вид Ар кон-
ского мыса (фото К. Ха-
манна)
Рис. 18. Ситуационный
план Арконы: а — берего-
вой обрыв 1969 г.; б — бе-
реговой обрыв 1920 г.;
в — выявленная береговая
линия около 900 г.; г —
сохранившиеся в настоящее
время участки валов; д —
предположительный вал
IX—X вв.; е — комплексы
находок IX—X вв.; ж —
комплексы находок XI—
XII вв.; з — отдельные на-
ходки IX—X вв.; и — от-
дельные находки XI—
XII вв.
382
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
Рис. Г9. Предметы из купеческого ларца, найденного в Ар-
коне (фото К. Хаманна)
383
И. ГЕРМАНН
рого угля, проводились в относительно благо-
приятных условиях, но довольно быстрыми тем-
пами.
Удалось установить следующие периоды исто-
рии этого микрорегиона:
1.	Германские поселения III—V вв.;
2.	Ранние славянские селища V—VI вв., осно-
ванные скорей всего переселенцами из Повисле-
нья;
3.	Возникновение городища и селища фазы А
(рис. 21), датируемых VII в.;
4.	Гибель городища и селища А и восста-
новление их в VIII в. (городище и селище В,
рис. 21—22);
5.	Гибель городища и селища В и основание
поселения С (IX в.), а затем и поселения Д (X—
XI вв.);
6.	Возникновение сельского поселения фла-
мандских крестьян по соседству со славянским
(XII—XIII вв.). Новая деревня была укреплена
таким же способом, какой характерен для
фламандских поселений. В XIII в. славянское
поселение сливается с фламандским. Вероятно, в
этом можно видеть процесс ассимиляции при-
шлых фламандцев, воспринявших славянский,
точнее лужицко-сорбский, язык. В средние века
Торнов считался сорбской деревней. Однако в
результате слияния славянского и фламандского
поселений здесь получает развитие материальная
культура, тождественная средневековым культу-
рам собственно немецких областей.
Раскопками прослежена история Торнова на
протяжении более чем 1000 лет. Благодаря
сотрудничеству археологов с геологами, геогра-
фами, минералогами, металлургами, зоологами,
специалистами в области изучения пыльцы, хими-
ками и представителями иных наук удалось более
или менее отчетливо исследовать все подробности
социально-экономической и исторической ситу-
ации для каждого отдельного периода. Были
получены значительные материалы, определенно
свидетельствующие о высокоразвитом земледе-
лии в период функционирования славянских
городищ А и В. По-видимому, в периоде В наблю-
дается переход к феодальному ведению хозяй-
ства.
Последующие исследования показали, что
Торнов является своеобразным эталоном целого
археологического культурного ареала, характе-
ризуемого одинаковыми тенденциями социально-
экономического развития. Он охватывал прежние
племенные области дедошан в Нижней Силезии
(территория Польши), мильцев в Верхней Лужи-
це, лужичан в Нижней Лужице, сельполей в устье
Нисы и некоторых других мелких групп. Не имея
возможности остановиться на других факторах,
характеризующих этот ареал, нужно заметить,
что относительно высокий уровень социально-
экономического развития его был существенной
причиной этнической стабильности и препят-
ствием в распространении здесь немецких поселе-
Рис. 20. Двухголовая культовая фигурка из славянского
поселения Фишеринзель в Толлензезее (фото К. Хаманна)
ний и ассимиляции славян, к чему, как известно,
стремились немецкие феодалы.
Северо-западные славянские племена с
VII—VIII вв. были вовлечены в европейские
торговые связи. Роль их в этой торговле росла
в зависимости от успехов славянской экономики.
Сеть торговых путей расширяется и охватывает
почти всю территорию северо-западных славян.
Важнейшие торговые дороги устанавливаются
на основе письменных и археологических источ-
ников. На этих путях обнаруживаются крупные и
мелкие клады монет и разнообразные предметы
торговли, вывезенные из арабских стран, Киев-
ской Руси, Польши, Чехии и Моравии, немецких
феодальных государств, Северо-Западной Евро-
пы и Скандинавии.
В VIII в. огромное значение приобрели тор-
говые перевозки через Балтийское море. В раз-
личных племенных областях славян возникают
настоящие торжища— торговые пункты, кото-
384
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
рые посещались иноземными купцами, а на неко-
торых они и селились. Из франкских анналов в
земле ободритов известен такой пункт под назва-
нием Рерик. В 808 г. он был захвачен, разгром-
лен и сожжен датчанами. Купцы были аресто-
ваны и перевезены в Хайтхабу-Шлезвиг — на
территорию, подвластную датскому королю.
Однако Рерик не исчез окончательно. Через год
там обосновался князь ободритов. Имеются осно-
вания искать этот пункт в пределах нынешнего
округа Мекленбург под Визмаром. В Меклен-
бурге (центре одноименной земли) находилась
резиденция ободритских князей. Мекленбургское
городище хорошо известно и обследовалось
археологами. Мекленбург сохранял свое круп-
ное значение как княжеская резиденция и
торговый центр вплоть до XIII в. Славянское на-
звание его, если мы правильно интерпретируем
различные письменные источники, в том числе
арабские, — Велиград. В одной латинской хрони-
ке этот пункт назван Magnopolis (т. е. «большой
город»), а в старосаксонском документе
995 г. — Michelburd (опять-таки «большой
город»). И в самом деле Мекленбургское городи-
ще является крупнейшим раннесредневековым
поселением.
Другой пункт, связанный с морской торгов-
лей, находился под Менцлином и Анкламом при
впадении Пеене в ответвление Одранского залива.
Археологические раскопки показали, что здесь
наряду со славянским населением проживали
торговцы — выходцы из Скандинавии. Послед-
ние хоронили умерших, согласно скандинавско-
му ритуалу, в сложенных из камня ладьевидных
Рис. 21 и 22. План городи-
ща и селища фазы А (ввер-
ху), фазы В (внизу) в Тор-
нове: а — дома; б — хо-
зяйственные постройки;
в — ямы; г — колодцы;
д — дороги
385
И. ГЕРМАНН
Рис. 23. Реконструкция поселений фазы В в Торнове
Рис. 24. Разрез вала городища в Торнове
386
ИСТОРИЯ И КУЛЬТУРА СЕВЕРО-ЗАПАДНЫХ СЛАВЯН
Рис. 25. Могильник с ка-
менными ладьевидными
обкладками ири славяно-
скандинавском торговом
центре Менцлин в устье
Пееие (по У. Шокнехту)
Рис. 26. Топографический
план окрестностей Ральсви-
ка на Рюгене: а — курган-
ные могильники; б — мо-
гильник; в — расположе-
ние поселения в IX—X вв.;
г — лальи
387
И. ГЕРМАНН
могилах (рис. 25). Менцлин находился в торговых
связях с прибрежными областями Балтики, Скан-
динавией и Фрисландией. В IX—X вв. поселение
теряет свое важное торговое значение.
В последние годы археологические раскопки
велись в раннесредневековом морском порте
Ральсвике на острове Рюген. Этот торговый
центр, топография которого в главных чертах
выяснена при раскопках (рис. 26), был междуна-
родным, поскольку в нем проживали представи-
тели различных племен и лица различного проис-
хождения, а торговые связи были весьма обшир-
ными. В первую очередь торговля осуществля-
лась со странами Балтийского региона. Балтий-
ским путем, вероятно, из Старой Ладоги посту-
пали монеты арабского происхождения. В Раль-
свике найден клад, состоящий из 2270 таких
монет и зарытый около 850 г. Анализ монет,
выполненный чешским нумизматом, сотрудником
Национального музея в Праге Я. Штепковой
(Stepkova), показал, что они были чеканены пре-
имущественно в Средней Азии и Двуречье и по-
ступили в Ральсвик кратчайшим путем. Кроме
монет, в составе клада имелся фрагмент шейной
гривны пермского типа, что дает основание
полагать, что клад поступил в Ральсвик из Сред-
ней Азии по Волге через Старую Ладогу и Бал-
тийское море.
В Ральсвике раскопками обнаружены следы
портовой деятельности. Каждая усадьба имела,
по-видимому, собственную пристань с крытым
участком, где стояли и могли ремонтироваться
ладьи. В настоящее время зафиксировано 17
пристаней.
Исследованы и сами суда, на которых совер-
шались все торговые перевозки. Судя по трем
обнаруженным ладьям, они имели длину до
14 м, ширину 3,4 м и осадку около 1 м. Грузо-
подъемность их составляла примерно 9 т. Движе-
ние осуществлялось с помощью паруса, весла
имели вспомогательное назначение.
Как уже отмечалось, Ральсвик был торговым
центром раннего средневековья. Позднее его
роль в балтийской торговле заметно уменьши-
лась, но пункт сохранялся, имея подсобное значе-
ние.
Политический центр, которому был подчинен
Ральсвик, располагался в 7 км от него в Ругарде
(Берген). Городище Ругард, основанное, вероят-
но, в VIII—IX вв., по-видимому, было одновре-
менно главным центром всех рюгенских славян.
Раскопками 1977 г. история этого важного пунк-
та выяснена лишь в общих чертах, поскольку
городище теперь активно застраивается.
Для изучения взаимоотношений северо-запад-
ных славян и немцев большое значение имеют
исследования городских центров. За последние
десятилетия в более чем 50 городах ГДР преиму-
щественно в связи с их реконструкциями были
произведены археологические раскопки. На
основе раскопок выяснена роль славянских посе-
лений в возникновении и развитии важнейших
городов.
В таких местах, как Бранденбург, Шверин,
Хавельберг, Баутцен, Котбус, Лейпциг, Берлин-
Кёпеник, наблюдается непрерывность в разви-
тии. Эти города основаны задолго до немецкой
феодальной экспансии и были поселениями, где
проживали феодалы и их слуги, ремесленники,
торговцы и прочие люди, оторванные от сельско-
хозяйственной деятельности. Первоначально
они были раннегородскими центрами северо-за-
падных славян.
Такие пункты, как Дрезден, Росток, Висмар,
Анклам, Пренцлау, Потсдам, начинались из
славянской деревни или строились по соседству с
сельскими поселениями в качестве ремесленных
поселков людьми из окрестностей.
Города третьей группы— Берлин, Франк-
фурт-на-Одре, Мейсен, Карл-Маркс-Штадт —
расположены в местностях, которые в раннем
средневековье были заняты лесными массивами
или пограничными полосами, разделявшими сла-
вянские племена. Эти города начали свое разви-
тие с XII в., и население их пополнялось за счет
фламандского, саксонского, франкского и сла-
вянского крестьянства.
И наконец, в городах, расположенных неко-
гда на территории франкского государства
(Магдебург, Галле, Тилледа на Кыффхёйзере,
Веймар, Эрфурт), как показали раскопки, в ран-
нее время (VIII в.) большая роль принадлежала
славянским поселенцам. Это были ремесленники
или зависимое от феодальной верхушки населе-
ние. Археология дополняет письменные свиде-
тельства и данные топонимики, говорящие о
значительном славянском проникновении в
земли немецкого феодального государства.
Нужно иметь в виду, что, начиная с VIII в.,
во-первых, славянская племенная знать вступала
в тесные контакты с немецкой феодальной вер-
хушкой, иногда заключались союзы против
собственных племен; во-вторых, трудовое населе-
ние, проживавшее на одних поселениях, состояло
из лиц различного этнического происхождения.
Вместе с тем славяноязычные сельские поселе-
ния вплоть до развитого и позднего средневеко-
вья существовали не только в областях, принад-
лежавших в раннесредневековый период северо-
западным славянским племенам, но и западнее, в
землях немецких феодальных государств.
388
КАЗИМЕЖ МИХАЛОВСКИЙ
РАЗВИТИЕ ПОЛЬСКОЙ АРХЕОЛОГИИ
В РАЙОНЕ СРЕДИЗЕМНОМОРЬЯ
археологические открытия
в районах средиземноморской ци-
вилизации относятся к XIX в. Со времени похода
Наполеона в Египет начинается изучение гран-
диозных исторических комплексов великой циви-
лизации Древнего Египта. Многие из найденных
памятников переправляются в европейские му-
зеи, как и вещи, найденные при раскопках, начав-
шихся в ту же эпоху на территории Месопотамии
и на побережьях Малой Азии. В XIX в. фран-
цузские археологи открывают великие древние
святилища в Дельфах и на острове Делос, немец-
кие— Олимпию, а русские— скифские курга-
ны, богатые изделиями из золота. Подобные
открытия были и на территории Италии, и на
побережьях Северной Африки— повсюду, где
возводились великолепные сооружения, свиде-
тельствующие о высоком уровне культуры, пре-
жде всего Древнего Рима.
В то же время приподнимается
древнейшими этапами греческой
Г. Шлиман раскапывает Трою, его
тели делают эпохальные открытия в
Тиринфе и, как бы венчая этот великолепный
«золотой век» археологических открытий,
А. Эванс раскапывает дворец в Кноссе на
острове Крит, создавая тем самым предпосылки
для изучения нового раздела истории культуры в
так называемую Минойскую эпоху.
В начале XX в. продолжаются археологиче-
ские исследования, начатые в XIX в. Раскопки
ведутся на территории таинственной столицы
королевы Зенобии, в Пальмире, в Сирийской
пустыне. По мере того как совершенствуются
методы раскопок и появляются основания для
завеса над
культуры,
последова-
Микенах и
Казимеж Михаловский (Michalowski) (р. 1901) —польский археолог, егип-
толог, историк искусства, профессор, действительный член и член Президи-
ума Польской Академии наук.
С 1956 К. Михаловский руководит археологическими экспедициями на тер-
ритории СССР, Египта, Судана, Сирии, Кипра и других стран. К. Михалов-
ский — директор станции Варшавского университета по археологии Сре-
диземноморья в Каире, член многих иностранных академий наук, доктор
honoris causa университетов в Кембридже и Страсбурге, почетный член
многих иностранных институтов и археологических обществ, был председа-
телем Международного комитета экспертов ЮНЕСКО по вопросам сохра-
нения памятников Абу-Симбела, председатель Международного ко-
митета археологических и исторических музеев (1СОМ). С 1972 — пре-
зидент общества по изучению Нубии.
К. Михаловский — автор более 300 научных работ, опубликованных
в Польше и за границей, кавалер многих польских и зарубежных
орденов.
разработки новой проблематики в области архе-
ологии, на первый план выдвигается задача не
только новых открытий, но и систематизирован-
ного изучения результатов прежних открытий,
обработки найденных при раскопках материалов,
в том числе памятников высокого искусства, сви-
детельствующих о культурной эволюции чело-
века в определенные исторические периоды.
В то время когда археологические изыскания
в бассейне Средиземного моря были в самом рас-
цвете, когда вырабатывалась методология иссле-
дований и археология завоевывала престиж
самостоятельной исторической дисциплины,
Польша не принимала участия в международном
археологическом сотрудничестве. Поляки прини-
мали участие в археологических раскопках на
Ближнем Востоке в составе иностранных экспе-
диций, в актив которых заносился и их исследова-
тельский вклад (Петр Беньковски, Тадеуш Смо-
леньски, Кароль Хадачек). Исключением была
экспедиция Кароля Ланцкороньского в Памфи-
лию и Писидию (побережье Малой Азии).
Результаты экспедиции, сохранившие свою цен-
ность до наших дней, изданы в двух томах на
польском, немецком и французском языках.
Во второй половине 30-х годов с помощью
французского Института археологии Ближнего
Востока с центром в Каире была организована
первая польская археологическая экспедиция в
Египет. Так начались польско-французские рас-
копки в Эдфу (Верхний Египет).
С конца 1936 г. до начала второй мировой
войны я руководил работами в этом районе.
Результаты наших изысканий опубликованы в
виде трехтомника на французском языке под
389
К. МИХАЛОВСкий
названием «Tell Edfou». По принятому в Египте
закону о разделе добытых в результате раскопок
памятников между археологическими экспедици-
ями и Каирским музеем Польша получила в тече-
ние трех лет изысканий множество ценных экспо-
натов, благодаря чему в Национальном музее в
Варшаве был открыт раздел древнего искусства.
Результаты наших исследований в Эдфу были
положительно оценены в международных кругах
специалистов. Рисовались перспективы проведе-
ния абсолютно самостоятельных раскопок в
Египте.
Вероломное нападение на Польшу гитлеров-
ской Германии в сентябре 1939 г. перечеркнуло
наши планы. Были утрачены большинство приве-
зенных в Польшу памятников, почти вся научная
документация произведенных раскопок. Несколь-
ко моих учеников погибли от рук гитлеровских
убийц. Памяти их посвящен третий том публика-
ций результатов наших исследований в Эдфу,
изданный в Каире после войны.
Польско-советские изыскания
в Крыму
Уже в 1949 г., вернув часть памятников, выве-
зенных в Германию, мы смогли вновь открыть в
восстановленном здании Национального музея в
Варшаве галерею древнего искусства. Проводи-
лось комплектование пострадавших во время
войны библиотек.
В 1955 г. в Национальный музей в Варшаве
прибыл известный археолог профессор Артамо-
нов, который был в то время директором Ленин-
градского Эрмитажа и в течение многих лет
являлся почетным членом Польской Академии
наук. Рассматривая наши коллекции древнего
искусства и экспонаты, привезенные из Эдфу, он
обратился ко мне с предложением предпринять
совместно археологические изыскания в Крыму.
Немедленно началась подготовка к экспеди-
ции. В июле следующего года мы прибыли на
место раскопок — была выбрана местность Мир-
мекий, около Керчи. Принимая во внимание наш
разный профессиональный опыт и различные
организационные традиции, мы.решили прово-
дить раскопки на двух смежных участках. Руко-
водство работами на польском участке было
сосредоточено в моих руках, а работы на совет-
ском участке возглавлял мой друг и коллега про-
фессор Ленинградского университета Виктор
Гайдукевич.
Работая бок о бок, мы имели возможность
обмениваться впечатлениями, делиться опытом,
ставить друг друга в известность о находках, без-
отлагательно обсуждать отдельные проблемы.
Такая форма сотрудничества оказалась весьма
плодотворной, свидетельством чего явилась двух-
томная публикация «Мирмекий» (первый том —
на польском языке, второй — на русском), выпу-
Рис. 1. Мирмекий. Фрагмент польского участка раско-
пок. На первом плане — винодельный пресс
щенная Государственным научным издатель-
ством в Варшаве.
Памятники, открытые нами в Мирмекие,
древнем Мирмехоне, бывшем некогда колонией
греческого города Милета, были переданы
нашими советскими друзьями на постоянное хра-
нение в Национальный музей в Варшаве.
Следует отметить, что открытия в Крыму
вызвали в свое время сенсацию в научных кругах
и в прессе Западной Европы, поскольку нам уда-
лось обнаружить очень ценный, нигде до того
времени не найденный в таком хорошем состо-
янии предмет материальной культуры — мирме-
хонский винодельный пресс. Впервые представи-
лась возможность проверить на практике извест-
ные до тех пор только по литературе сведения о
процессе виноделия у древних греков.
Раскопки в Египте
Тель-Атриб — наш первый послевоенный ар-
хеологический объект на Ближнем Востоке. Тер-
ритория эта очень сложная: сильно разрушенные
остатки стен, то образующие нагромождения, то
прерывающиеся вовсе. Здесь мы имеем дело с
реликвиями со времен XXVI династии, птолеме-
евского и римского периодов вплоть до коптской
эпохи.
Если же говорить о находках, то фонд фара-
она Амазиса (часть фонда находится в Нацио-
нальном музее в Варшаве) свидетельствует о той
пользе, которую принесли наши исследования
польской науке и культуре. Прекрасная римская
мраморная колонна, одна из наиболее сохранив-
шихся, является в настоящее время украшением
залов варшавских музеев.
В результате наших изысканий были сделаны
интересные открытия, характеризующие рим-
скую эпоху. Так, Атриб, который в конце антич-
ной эпохи был одним из трех самых крупных го-
390
РАЗВИТИЕ ПОЛЬСКОЙ АРХЕОЛОГИИ В РАЙОНЕ СРЕДИЗЕМНОМОРЬЯ
Рис. 2. Тель-Атриб. Фрагмент водопровода эпохи Августа
(Фото Г. Романовского)
родов Египта, оказался также крупным баль-
неологическим центром. Здесь мы открыли бани,
канализационные и водопроводные устройства,
которые, как свидетельствует об этом сохранив-
шаяся колоннада, были частью фешенебельных
построек, находившихся в распоряжении римлян,
высоко ценивших гидротерапию. Этот огромный
центр, заложенный в эпоху династии Юли-
ев—Клавдиев, в дальнейшем несколько раз пере-
страивался. Расширил его император Адриан, а
позже, в III в., в состав его вошли новые архи-
тектурные сооружения.
Несколько лет назад к нам обратилась копт-
ская египетская церковь с просьбой сконцентри-
ровать внимание при раскопках в Тель-Атрибе на
коптских слоях. Речь шла о подтверждении на
основе материалов археологических изысканий
свидетельств христианской традиции о том, что в
Атрибе в IV в. н. э. была сооружена древнейшая
христианская базилика с позолоченными колон-
нами. Несмотря на то что участок, содержащий
наибольшее количество памятников коптской
культуры, сильнее других пострадал в начале
XX в., все же удалось найти достаточные под-
тверждения названных свидетельств, исходив-
ших, впрочем, от раннеарабских писателей. Мы
обнаружили фрагменты позолоты на мраморных
капителях, достаточно красноречиво свидетель-
ствующих (среди прочих доводов) о наличии «по-
золоченных колонн» христианской базилики.
В 1958 г. нами было предпринято путешествие
в Нубию. В то время остро стояла проблема
охраны памятников древней культуры и искус-
ства, которым угрожала реальная опасность быть
залитыми водами искусственного озера, образо-
вавшегося после возведения новой плотины
южнее Асуана. Проведенное детальное обследо-
вание территории, расположенной по течению
Нила между первым и вторым порогами, привело
к очень важным выводам: Египет не в состоянии
самостоятельно сохранить нубийские памятники,
а сделать это по силам только международной
археологической корпорации.
В результате этого генеральный директор
ЮНЕСКО по соглашению с египетским прави-
тельством обратился с призывом ко всем стра-
нам-участницам проводить изыскания на террито-
рии Нубии и оказать помощь Египту в сохране-
нии открытых на ее территории прекрасных
памятников архитектуры Древнего Египта. Наша
экспедиция первой активно подключилась к
выполнению этой работы. Вместе с тем мы ока-
зали помощь египетским коллегам в выявлении
важнейших центров для археологических раско-
пок и совместно с Египетским департаментом
древней истории приняли участие в реконструк-
ции двух ранних нубийских храмов в Тафа и
Дабоде, после чего провели также раскопки в
этой местности, которые доказали существование
там древнейшей постройки времен XX династии.
Реконструированный храм относится к римскому
периоду.
Начав раскопки в Нубии, мы получили пред-
ложение из Сирии проводить изыскательские
работы в Пальмире. Должен признаться, что я
давно мечтал о раскопках на территории такого
великолепного архитектурного комплекса. Ле-
том 1958 г. был произведен осмотр территории и
получена концессия на проведение раскопок на
двух участках: в западной части города, так назы-
ваемом Лагере Диоклетиана, и в главном некро-
поле Пальмиры, так называемой Долине гроб-
ниц.
Раскопки в Сирии
Раскопки в Сирии начались весной 1959 г. и с
тех пор проводятся каждый год— осенью или
весной. К важнейшим открытиям принадлежит
прежде всего открытие неизвестного до тех пор
типа гробницы. С начала XX в. в Пальмире
побывало множество компетентных археологиче-
ских экспедиций, руководимых известнейшими
учеными, и уже в 50-е годы проблема классифи-
кации пальмирских гробниц (предусматрива-
ющая три типа монументальных захоронений)
считалась решенной. Нам выпала удача открыть
четвертый, неизвестный до того времени и самый
древний тип погребального строения, который
явился исходным для позднейших типов гробниц.
В западной части города была открыта самая
древняя застройка. Это свидетельствует о том, что
город возник из двух агломераций — на востоке
и на западе, которые по мере развития составили
единый урбанистический ансамбль. Унификация
монументального облика позднейшей столицы
королевы Зенобии была достигнута в результате
возведения во II в. больших колоннад; неравно-
мерность ритма этих колоннад маскировалась
трапециевидными в плане арками и знаменитыми
сирийскими тетрапилонами, установленными на
391
К. МИХАЛОВСКИЙ
пересечении городских магистралей. В ходе рас-
копок мы нашли сотни образцов резьбы, обога-
тивших сведения о своеобразном изобразитель-
ном искусстве Пальмиры. Каждая наша экспеди-
ция обнаруживала большое количество грече-
ских, латинских и пальмирских надписей, име-
ющих огромное историческое значение.
В настоящее время в Варшаве издается един-
ственный в мире журнал по проблематике Паль-
миры— «Изучение Пальмиры» («Studia
Palmyreriskie»). Польские ученые стали в
известной мере специалистами в области искус-
ства и культуры Пальмиры, составляющих само-
стоятельную проблему классической средиземно-
морской археологии.
В 1959 г. в Каире была основана археологи-
ческая станция Варшавского университета. Воз-
ник своего рода плацдарм для обслуживания
экспедиций польских ученых на Ближнем Восто-
ке. В настоящее время вся работа по определе-
нию характера археологических изысканий в дан-
ном регионе, по сбору полной документации
археологических экспедиций проводится на этой
станции. При всей скромности названия станция
расценивается специалистами как польский архе-
ологический институт на Ближнем Востоке.
Раскопки в Александрии
и Дейр-эль-Бахри
Приблизительно в то же время нам было пред-
ложено начать археологические раскопки в
Египте и Судане. Объектами изысканий должны
были стать Александрия, Дейр-эль-Бахри, Фарас.*
Как известно, до начала 60-х годов в Алексан-
дрии, втором после Каира городе Египта, была
возвышенность, а на вершине ее — дворец.
Городские власти решили ликвидировать возвы-
шенность (так называемую Ком-эль-Дикка), а
дворец перенести в центр города, где предполага-
лось также построить театр, музей и большое зда-
ние для муниципальных учреждений. Ком-эль-
Дикка— искусственная возвышенность, соору-
женная во времена похода Бонапарта с целью
возведения на ней военных укреплений. После
ликвидации возвышенности было произведено
зондирование площади, оставшейся на ее месте,
чтобы убедиться, можно ли немедленно присту-
пать к сооружению фундаментов для новых
построек и не пострадают ли реликвии древности,
которые могут здесь находиться.
В результате первых же раскопок были
открыты римские бани — стены сохранились до
высоты двух этажей. Это открытие имело огром-
ное значение для изучения древней архитектуры.
В центре Александрии возникли две конкури-
рующие «фирмы»: археологические раскопки на
территории римских бань и в 20 м южнее
закладка фундамента новых построек. Однажды
один из моих сотрудников сообщил мне, что
когда вгоняют в землю бетонные сваи для фун-
даментов, то бьет фонтан мелких камешков.
Я понял, что речь может идти только о мозаике,
тотчас же отправился на указанное место и
воочию убедился, что сваи разрушают древнюю
постройку. Одну из свай вогнали в видимую гла-
зом часть кирпичной стены, которая вырисовыва-
лась в форме арки. Не было сомнений, что это
часть театральной постройки Римской эпохи.
Было получено разрешение главного архитек-
тора Александрии произвести в течение двух
недель зондирование в том месте, где, по моему
предположению, должен был находиться зритель-
ный зал театра. Забавное стечение обстоятельств:
именно здесь закладывался фундамент нового
театра.
Варшавский архитектор Войцех Колонтай
произвел необходимые замеры, и мы тут же
начали зондирование территории. По прошествии
восьми дней показались первые мраморные
блоки cavei — зрительного зала древнего театра.
И тут возник конфликт между археологией и
современным городским строительством, в
основе которого были важные экономические
проблемы. Однако победу одержала археология.
Было решено сохранить важнейший памятник
культуры.
Уже в течение нескольких лет вся территория
Ком-эль-Дикка, обнесенная временным огражде-
нием, является польским объектом изысканий.
Разрушенные части театра восстановлены с по-
мощью блоков из каменоломни Мокаттан, близ-
ких по консистенции к мрамору. Архитектор Ко-
лонтай осуществил очень удачную всесторонне
апробированную реконструкцию стен, окружа-
ющих театр, который был полностью подготов-
лен для представлений.
Помимо древнейших памятников архитекту-
ры — театра, бань, огромного комплекса
цистерн, при раскопках были обнаружены фраг-
менты жилого района с домами, украшенными
прекрасной мозаикой, множество резьбы, кера-
мики и т. д. В ближайшее время здесь возникнет
zona monumentale (я употребляю это итальянское
выражение для определения комплекса руин в
современном городе), как это имеет место в Риме
или в Афинах. Для Александрии это особенно
важно, поскольку современный город построен
непосредственно на месте древнего города и,
кроме фрагментов античных кладбищ, Алексан-
дрия не имела до сих пор реликвий своей древ-
ности.
Следует осветить и еще один аспект наших
изысканий в Александрии. Как оказалось, на тер-
ритории Ком-эль-Дикка находится два пласта
арабского некрополя: конца VIII в. и начала
XII в. Благодаря изысканиям профессора Таде-
уша Дзержикрай-Рогальского впервые в Египте
удалось добыть такой огромный костный мате-
риал на одном месте, что привело к исключи-
тельно важным антропологическим открытиям,
392
РАЗВИТИЕ ПОЛЬСКОЙ АРХЕОЛОГИИ В РАЙОНЕ СРЕДИЗЕМНОМОРЬЯ
Рис. 3. Раскопки на территории Лагеря Диоклетиана в
Пальмире. На первом плане так называемый тетрапилон
значение которых далеко выходит за пределы
Александрии. Появилась возможность расши-
рить сравнительные исследования, касающиеся
современного народонаселения арабских стран
на основе данных раскопок. Пожалуй, нигде
больше, кроме Фараса, комплексное значение
наших археологических изысканий не является
таким впечатляющим, как в Александрии.
Получив первые важные результаты раскопок
в Ком-эль-Дикка, мы должны были начать
раскопки в Фарасе и Судане, которым суждено
было стать высшими до сего времени достижени-
ями польской археологической науки в районе
Средиземноморья.
Будучи в Фарасе, мы получили предложение
от директора Археологического управления в
Каире делегировать главного архитектора стан-
ции Л. Домбровского и группу археологов для
проведения работ по консервации великолепного
храма царицы Хатшепсут в Дейр-эль-Бахри в
Верхнем Египте. Предложение было принято.
А месяц спустя стало известно, что президент
Насер, посетив Верхний Египет, обратил внима-
ние на храм Хатшепсут, расположенный в Дейр-
эль-Бахри рядом со сфинксом и пирамидами, как
на наиболее подходящий объект для организации
зрелища «звук и свет». Но прежде следовало вос-
становить фрагменты строения, которые тыся-
чами отдельных блоков загружали террасы
храма.
Дейр-эль-Бахри и храм Хатшепсут в течение
последнего полувека были предметом детального
изучения многих египетских и иностранных
экспедиций. Наряду с Долиной царей Карнаком и
Луксором, это — один из самых интересных объ-
ектов большого туризма. Я много раз бывал в
Дейр-эль-Бахри, и территория перед храмом
неизменно производила на меня впечатление поля
битвы под Верденом — воронки от гранат соче-
тались здесь с котлованами отдельных подземных
захоронений. Меня всегда интриговало загромо-
жденное скалистыми образованиями ущелье ме-
жду храмом Хатшепсут и более древним храмом
Ментухотепа (XI династия), расположенным юж-
нее.
Прежде чем начать работу, мы должны были
произвести опись никогда до тех пор не подвер-
гавшихся инвентаризации тысяч блоков почти
уничтоженного землетрясениями святилища, по-
скольку необходимо было составить представле-
ние о том, какими оригинальными материалами
можно располагать при частичной реставрации
храма. Было расчищено ущелье между храмами.
393
К. МИХ АЛОВСКИЙ
Через несколько недель мы сделали открытие,
которое наряду с открытиями в Фарасе и Але-
ксандрии принадлежит к наиболее сенсационным
открытиям польской археологической науки на
Ближнем Востоке.
Уже в межвоенные годы в кругах археологов,
работающих в Египте, не раз делались предполо-
жения относительно возможности открытия
гробницы одного из фараонов или вельмож.
Однако все храмы были уже досконально изуче-
ны. И вот в развалинах между храмами Хатшеп-
сут и Ментухотепа мы открыли неизвестное до
сих пор святилище, возведенное племянником
царицы Тутмосом III — одним из наиболее могу-
щественных египетских правителей.
Открытие храма Тутмоса III изменило про-
грамму нашего пребывания в Дейр-эль-Бахри.
Мы были заняты не реконструкцией храма Хат-
шепсут, а инвентаризацией и изучением сотен
рельефов с прекрасно сохранившейся полихро-
мией, изваяний из гранита, среди которых была и
двухметровая статуя Тутмоса — само по себе сен-
сационное открытие. Потом предстояло обследо-
вание плана и перекрытий строения, но самое
главное — изучение более сотни иератических
надписей, оставленных пилигримами древности
на колоннах храма.
Вновь открытый храм не был одним из тех
многих заупокойных храмов, которые высятся на
западном берегу Нила. Известно несколько
заупокойных храмов Тутмоса III. Но этот, без-
условно, самый главный, поскольку возведение
его полностью изменило облик Дейр-эль-Бахри,
где, как считалось до сих пор, доминирующим
был храм Хатшепсут. Тутмос III возвел храм
выше храма своей тетки, частично на искусствен-
ном фундаменте, поскольку именно здесь не хва-
тало скалы в качестве естественной опоры. Места
было немного— оба упомянутых ранее храма
находятся на расстоянии менее 30 м. Искусствен-
ный фундамент был необходим для создания
платформы, чтобы поставленный на нее храм мог
доминировать над двумя более древними строени-
ями.
Спустя несколько лет я понял, что мы не в
состоянии решить самостоятельно проблему кон-
сервации храма Хатшепсут— это превосходило
наши технические возможности. Нам помогла
польская строительно-реставрационная органи-
зация, которая снискала себе добрую славу при
восстановлении варшавского Старого Мяста,
Гданьска, множества польских замков и косте-
лов. За несколько лет работы польские архитек-
торы-реставраторы существенно продвинули ре-
ставрацию храма Хатшепсут, сделав при этом
новые очень важные открытия. Обнаружена,
например, высеченная в скале четвертая терраса
над храмом, которая защищала строение от пада-
ющих с вершины скалы камней. При существен-
ной помощи со стороны египетских властей храм
Хатшепсут год от года менял свой облик. Уже
Рис. 4. Дейр-эль-Бахри. Верхняя часть гранитной статуи
Тутмоса III
можно было говорить об организации в скором
времени зрелищных мероприятий на площадке
перед храмом, которые могли бы сыграть огром-
ную роль в популяризации древней египетской
культуры.
Мы были первыми, кто откликнулся на воз-
звание генерального директора ЮНЕСКО при-
нять активное участие в раскопках и охране
памятников на территории египетской Нубии,
однако самое важное свое открытие мы сделали
не в египетской, а в суданской Нубии. Уже в
1960 г. польский посол в Хартуме Витольд Ску-
ратович поставил меня в известность о намерении
суданского Археологического управления скло-
нить нас к раскопкам в Северном Судане. Нам
предлагалось несколько мест на выбор. В ре-
зультате тщательного изучения в библиотеках
Каира материалов о предложенных нам для
раскопок местностях я пришел к выводу, что
наиболее перспективен Фарас. Еще перед первой
мировой войной там проводил раскопки извест-
нейший в то время английский археолог и егип-
толог Гриффис, который возглавлял экспеди-
цию Оксфордского университета. Результаты его
изысканий опубликованы в труднодоступных ан-
394
РАЗВИТИЕ ПОЛЬСКОЙ АРХЕОЛОГИИ В РАЙОНЕ СРЕДИЗЕМНОМОРЬЯ
налах Ливерпульского университета, к тому же
они не имели достаточно репрезентативного
характера. Из исследований Гриффиса явство-
вало со всей очевидностью, что Фарас уже в
период Нового царства был важным центром
египетской культуры. Даже Тутанхамон имел в
Фарасе свой храм. Гриффис обнаружил множе-
ство интересных памятников и более поздних
времен — царства Мероэ, христианской эпохи.
В основном это фрагменты монументальной ар-
хитектуры, которые являются залогом важных
дальнейших открытий на этой территории.
Раскопки в Судане
В начале 1961 г. небольшая группа археоло-
гов прибыла в Фарас. На участке в несколько
десятков километров вдоль Нила, на север от
Вади-Хальфы, уже велись изыскательские ра-
боты нескольких археологических экспедиций.
У самого Нила возвышался 20-метровый
холм, на вершине которого находились разва-
лины арабской крепости и коптского монастыря.
Часть монастыря исследовал Гриффис, однако он
не мог продвинуть далее свои изыскания,
поскольку в пределах крепости располагалось в
то время поселение, принадлежавшее соседней
деревне. Теперь Археологическое управление Су-
дана перенесло поселение в другое место.
Мы проводили исследование ярусной струк-
туры холма, так как у меня не было сомнений в
его искусственном происхождении: холм возник
вследствие того, что старые постройки оказались
засыпаны песком. Раскопки были начаты у под-
ножья холма, в том самом месте, где полвека назад
Гриффис обнаружил несколько блоков неизвест-
ного, не локализованного в Фарасе храма Тут-
моса III. Мы нашли еще несколько десятков
подобных камней, среди которых были фраг-
менты не только иероглифических надписей, но и
Рис. 5. Фарас. Руины арабской цитадели на вершине ис-
кусственного холма, под которыми была открыта ранне-
христианская церковь
прекрасных рельефов, откопали 100 блоков
храма Тутмоса. Чтобы раскрыть тайны холма,
увенчанного стенами крепости, надо было
выбрать место, где можно широким котлованом
войти в глубь холма, достичь как можно быстрее
его основания, не натыкаясь по пути на развали-
ны, которые выступали по склонам холма, ибо
это могло задержать ход работ. Такое место мы
нашли, когда проводили раскопки у подножья
горы. К счастью, оно располагалось на склоне
холма, обращенном к Нилу. Внедриться с помо-
щью котлована в «нутро» горы оказалось нелег-
ко: по мере углубления котлована осыпающийся
со стенок песок делал его все более узким. Все же
мы добрались до восточной стены собора и
пристроенной к нему заупокойной часовни епи-
скопа Иоанна и открыли первые две фрески.
Весть об открытии фресок и часовни Иоанна
быстро дошла до всех экспедиций, работающих в
Северном Судане, что повлекло за собой ряд
дружеских визитов к нам и определило дальней-
шую программу работ.
Теперь мы могли приступить к систематиче-
ским стратификационным исследованиям на
искусственном холме, а после составления полной
документации демонтажа стен башен и крепости
начать освобождать из-под земли открытый нами
монументальный собор.
В настоящее время результаты наших раско-
пок в Фарасе широко известны. Стенная роспись
собора в Фарасе, археологическая и художествен-
ная ценность которой не имеет аналогий, затмила
все наши прочие открытия. Настенных изображе-
ний было много и они имели основополагающее
значение для истории Нубии. Сотни надписей,
среди которых почетное место занимает ставший
теперь широко известным список фарасских
епископов — основной источник датировки па-
мятников художественного творчества Нубии,
неоценимы для истории этой страны. Открытие
некрополя фарасских епископов и проведенные
профессором Дзержикрай-Рогальским тут же в
Фарасе антропологические исследования позво-
лили сделать очень важные и интересные выводы
(с учетом в качестве сравнительного материала
настенных портретов этих сановных служите-
лей христианской церкви). Мы открыли дворец
епископов, а также дворец светских правителей
епархии, старый монастырь, который находился
под более поздним, сохранившимся в руинах на
вершине искусственного холма, храм на южном
склоне холма, развалины дворца светских прави-
телей Нобадии, множество хозяйственных по-
строек, складских помещений и т. п. Ив
каждом из строений были обнаружены историче-
ские и художественные документы огромной
важности, а также предметы материальной куль-
туры.
Раскопки в Фарасе позволили раскрыть
секрет так называемой «группы X». Теперь мы
знаем, что это население Напаты, в среду кото-
395
К. МИХАЛОВСКИЙ
Рис. 6. Фарас. Расчистка фрески с изображением арханге-
лов и мадонны с младенцем в абсиде храма
рого христианство проникло от коптов Египта
значительно ранее 543 г., когда власти— цари
или князья Напаты — приняли его официально
от монофизитской миссии священника Юлиана,
посланной из Византии царицей Феодорой. Все
эти открытия позволили во многом пересмотреть
устоявшиеся представления как о языческой
Напате, так и о первоначальном периоде исто-
рии христианской Нубии.
Ценность открытых фресок— речь идет не
только о фресках в прямом смысле, но и о так
называемых fresco secco — была настолько ве-
лика, что сохранению этих памятников необхо-
димо было подчинить программу наших раско-
пок.
Нам было известно, что фарасекий собор (в
отличие от прочих древних строений, например,
египетских храмов в Бухене) не может быть пол-
ностью перенесен в безопасное от затопления
место. Решено было приступить к демонтажу
настенных росписей и разборке прекрасно сохра-
нившихся стен собора. Помимо организационно-
технических трудностей, имел место элемент, спе-
цифический для нубийской кампании, — борьба
со временем. Мы знали, что во второй половине
1964 г. Фарас окажется под водой. Требующие
необыкновенной точности операции по демон-
тажу росписей надо было производить быстро и
тщательно. Мне удалось привлечь к работе в
нашей экспедиции двух польских специалистов —
реставраторов Национального музея в Варшаве.
Первые четыре фрески демонтировал реставра-
тор Станислав Ясевич. Ему принадлежит заслуга
разработки основных методов этой операции в
специфических условиях данной местности: не-
стерпимая жара, песчаные бури. Большинство
фресок— около 120— демонтировал реставра-
тор Юзеф Газы. Результаты его работы вызвали
восхищение не только у специалистов.
Следует напомнить, что настенные росписи в
Фарасе накладывались по меньшей мере двумя, а
то и тремя слоями, и надо было отделить верх-
нюю фреску, не повредив нижней. Собор служил
культовым целям со времени перестройки его в
707 г. епископом Паулосом вплоть до XIII в. На
протяжении этого периода стены его расписыва-
лись многократно.
По соглашению с правительством Судана
открытые нами памятники были поделены между
Хартумским музеем и Национальным музеем в
Варшаве. В настоящее время мы являемся обла-
дателями более шестидесяти уникальных фресок
из Фараса. Это единственная в мире, помимо хар-
тумской, галерея нубийской живописи, объеди-
нившей традиции коптского и византийского
искусства. Теперь нам известно, что Фарас в
период христианского царства Нубии, т. е. с сере-
396
РАЗВИТИЕ ПОЛЬСКОЙ АРХЕОЛОГИИ В РАЙОНЕ СРЕДИЗЕМНОМОРЬЯ
дины VI по XIII в., был главным художествен-
ным центром страны. Фрески, обнаруженные в
последние годы в меньших по размерам Нубий-
ских храмах, расположенных севернее и южнее
Фараса, — в Абдалла Нирги (голландские рас-
копки) или в Сонги Тино (итальянские раскоп-
ки) — отчетливо выявляют свой провинциальный
характер при сравнении с фресками из Фараса.
После того как раскопки в Фарасе были
закончены, суданское правительство обратилось
к нам с предложением начать раскопки на терри-
тории столицы, трех объединенных нубийских
царств, которая с начала VIII в. н. э. находилась
в Донголе, между третьим и четвертым порогами.
Место это было давно известно, поскольку в
пустыне, доходящей до самого Нила, имеется
мечеть, которая, по свидетельству источников и
сохранившейся там надписи, была создана после
захвата города арабами в XIV в. на основе ста-
рой постройки периода христианского царства в
Донголе. В первый же сезон раскопок в Донголе
мы открыли большой христианский храм с сохра-
нившимися гранитными колоннами. В археоло-
гических публикациях он именовался «храм с
гранитными колоннами». До сегодняшнего дня
это второе монументальное сакральное сооруже-
ние, почти полностью сохранившееся, и, что самое
важное, изыскания, проведенные в мечети, в
которую, как считалось ранее, был переоборудо-
ван христианский храм, свидетельствовали со-
Рис. 7. Донгола. Общий вид раскопок с руинами ранне-
христианской базилики
Рис. 8. Н. Пафос. Мраморная статуя Асклепия (конец
II в. и. э.)
всем об ином. В мечеть был превращен располо-
женный на высоком месте царский дворец.
В ходе раскопок в Донголе была установлена
существовавшая уже в VIII в. непосредственная
связь между Фарасом и столицей государства.
Капители гранитных колонн идентичны с фарас-
скими капителями. Храм в Донголе, как и собор в
Фарасе, неоднократно перестраивался. Самое же
интересное то, что под монументальным стро-
ением из кирпича с гранитными колоннами мы
открыли, как и в Фарасе, старый храм из кирпи-
ча, восходящий к начальному периоду введения
христианства (вторая половина VI в.) в среднем
царстве Нубии (так называемой Макурии), столи-
цей которого была Донгола; Фарас же был в то
время столицей северного царства Нубии.
Из наших находок наибольшего внимания
заслуживают прекрасные оконные решетки из
терракоты (с использованием мотива рыб),
образующие в просветах форму мальтийского
креста, а также бронзовая кадильница с сохра-
нившимися цепочками, декорированная изобра-
жениями Христа в виде медальонов.
Ежегодно зимой мы проводим раскопки в
Донголе, которые прекрасно дополняют наши
изыскания в Фарасе, создавая все более полную
картину средневековой Нубии.
397
К. МИХ АЛОВСКИЙ
Рис. 9. Н. Пафос. Фрагмент мозаики со сценой рождения
Ахилла; на троне Пелей, рядом справа Клото (фото А. Да-
нилевского)
Раскопки на Кипре
В 1965 г. начались раскопки в Н. Пафосе, где
в самом начале раскопок была найдена мрамор-
ная статуя Асклепия. На Кипре немного мрамор-
ных изваяний, потому что на острове не было
отложений мрамора. Он должен был достав-
ляться с других греческих островов, прежде всего
с Пароса. В первый же сезон раскопок мы обна-
ружили не только ряд мраморных изваяний, но и
сделали другие важные открытия. Особого вни-
мания заслуживают два прекрасных мозаичных
панно с редко встречающимися фигурными изо-
бражениями. На одном представлена битва Тезея с
Минотавром в лабиринте, на другом — купание
молодого Ахилла, которого окружают родители,
Пелей и Фетида, а также три Парки, определя-
ющие его судьбу. Обнаруженная большая кол-
лекция греческих монет конца IV в. до н. э. —
первое археологическое подтверждение того, что
город основан именно в это время.
Может возникнуть вопрос, почему именно
Кипр мы подключили к ближневосточному аре-
алу наших археологических изысканий? Это объ-
ясняется двумя обстоятельствами. Прежде всего,
как известно, Кипр в течение 300 лет находился
под властью египетских Птолемеев. Поэтому рас-
копки на Кипре логически продолжают тематику
изысканий в Александрии, столице птолемеев-
ского Египта, а также в Тель-Атрибе эпохи Пто-
лемеев. Во-вторых, польская археология Среди-
земноморья отпочковалась от классической архе-
ологии. До сих пор в программах университет-
ского курса археологии Средиземноморьящреоб-
ладает проблематика греко-римской культуры.
Интерес поляков к греческой культуре и искус-
ству всегда был очень большим, ибо греческая
культура— это основа и источник европейской
цивилизации. Кипр был важным, хотя и облада-
ющим своей спецификой, центром развития
собственно греческой культуры и искусства.
Однако благодаря своему географическому по-
ложению Кипр имел более тесные связи с циви-
лизацией Востока, чем континентальная Греция.
В выборе объекта археологических изыска-
ний на Кипре мы руководствовались прежде
всего необходимостью проводить раскопки в цен-
тре, связанном с культурой классического и рим-
ского периодов, ибо в арсенале открытых нами
памятников не хватало материалов именно’ того
времени.
Научно-исследовательская деятельность на-
шей станции в Каире не ограничивается раскоп-
ками и консервацией памятников архитектуры.
Сотрудники станции активно подключились к
ряду научных начинаний, предложенных либо
египетским Управлением охраны памятников
древности, либо дружественными нам экспедици-
ями. Особого внимания заслуживает наше уча-
стие в международной акции спасения пещерных
храмов в Абу-Симбеле, которые расположены
теперь на 60 м выше, чем прежде, и вызывают
восхищение многочисленных туристов и специа-
листов-археологов.
398
В ЭТОТ СБОРНИК ВКЛЮЧЕНЫ СТАТЬИ, ПЕРВОНАЧАЛЬНО НАПЕЧАТАННЫЕ В ЕЖЕГОДНИКАХ:
Г. КЛАРЕ	Wissenschaft und Menschheit. 79 Наука и человечество. 79
Б. А. АРБУЗОВ, А. А. ЛОГУНОВ	Наука и человечество. 79 Wissenschaft und Menschheit. 79 Veda a lidstvo. 80
X. ХРИСТОВ	Наука и человечество. 71-72 Wissenschaft und Menschheit. 73
Ю. H. ДЕНИСЮК	Наука и человечество. 73
Ж. М. АЛФЕРОВ	Наука и человечество. 76 Wissenschaft und Menschheit. 76 Cztowiek i nauka. 77
П. Л. КАПИЦА	Наука и человечество. 77 Wissenschaft und Menschheit. 77 Cztowiek i nauka. 77 Veda a lidstvo. 77/78 Veda a I’udstvo. 78
E. П. ВЕЛИХОВ,	Наука и человечество. 78
Б. Б. КАДОМЦЕВ	Wissenschaft und Menschheit. 78
A.	ХОРСТ	Cztowiek i nauka. 73
Наука и человечество. 75
V£da a lidstvo. 75/76
Veda a I’udstvo. 76
H. H. БЛОХИН Наука и человечество. 79
Wissenschaft und Menschheit. 79
Veda a lidstvo. 80
Б. В. ПЕТРОВСКИЙ Наука и человечество. 76
Wissenschaft und Menschheit. 76
Veda a I’udstvo. 77
Д. БЛАШКОВИЧ	Наука и человечество. 77 Wissenschaft und Menschheit. 77 Veda a lidstvo. 77/78 Veda a I’udstvo. 78
А. И. БАРАЕВ	Наука и человечество. 71-72 Wissenschaft und Menschheit. 73
В. H. РЕМЕСЛО,	Наука и человечество. 80
А. В. КОЛОМАЦКИЙ Wissenschaft und Menschheit. 80	
В.	А. КИРИЛЛИН, Наука и человечество. 78
п- £•	Wissenschaft und Menschheit. 78
А.	Е. ШЕЙН ДЛИН
И. А. ГЛЕБОВ Наука и человечество. 80
Wissenschaft und Menschheit. 80
В.	ШИРМЕР	Wissenschaft und Menschheit. 74
Наука и человечество. 75
Cztowiek i nauka. 76
Б. H. ПЕТРОВ	Наука и человечество. 79 Wissenschaft und Menschheit. 79 Veda a lidstvo. 80
В. PEMEK	Veda a lidstvo. 80 Наука и человечество.-80 Wissenschaft und Menschheit. 80
M. ГЕРМАШЕВ- СКИЙ	Cztowiek i nauka. 79 Наука и человечество. 80 Wissenschaft und Menschheit. 80
3. ЙЕН	Wissenschaft und Menschheit. 80 Наука и человечество. 80
Ч. БАРТА, Л. ШТОУРАЧ, А. ТРЖИСКА А. ХОРВАТ	Veda a lidstvo. 80 Наука и человечество. 80 Wissenschaft und Menschheit. 80 Наука и человечество. 79 Wissenschaft und Menschheit. 79 Veda a lidstvo. 80
Э.-А. ЛАУТЕР	Wissenschaft und Menschheit. 78 Наука и человечество. 78 Cztowiek i nauka. 79 Veda a lidstvo. 79
A.	E. БРАУНШТЕЙН Наука и человечество. 76
Wissenschaft und Menschheit. 76
Cztowiek i nauka. 77
К. БРАТАНОВ Наука и человечество. 77
Wissenschaft und Menschheit. 77
Veda a lidstvo. 77/78
Veda a I’udstvo. 78
Cztowiek i nauka. 78
А. В. СИДОРЕНКО
P. ЛАУТЕРБАХ
В. МИХАЙЛОВ
П. Н. ФЕДОСЕЕВ
Наука и человечество. 77
Wissenschaft und Menschheit. 77
Veda a lidstvo. 77/78
Wissenschaft und Menschheit. 74
Cztowiek i nauka. 71
Наука и человечество. 71-72
Wissenschaft und Menschheit. 73
Veda a I’udstvo. 73
Наука и человечество. 80
Wissenschaft und Menschheit. 80
Л. В. КАНТОРОВИЧ, Наука и человечество. 77
И. В. РОМАНОВ- Wissenschaft unf Menschheit. 77
скии	Veda a lidstvo. 77/78
Veda a I’udstvo. 78
Cztowiek i nauka. 78
А. Г. АГАНБЕГЯН Наука и человечество. 79
Wissenschaft und Menschheit. 79
Veda a lidstvo. 80
Ю. В. БРОМЛЕЙ Наука и человечество. 76
Wissenschaft und Menschheit. 76
А. П. ОКЛАДНИКОВ, Наука и человечество. 77	
Б. А. ФРОЛОВ	Wissenschaft und Menschheit. 77 Veda a lidstvo. 77/78 Veda a I’udstvo. 78
Й. ПОУЛИК	Veda a lidstvo. 79 Наука и человечество. 79 Wissenschaft und Menschheit. 79
И. ГЕРМАНН	Wissenschaft und Menschheit. 80 Наука и человечество. 80
К. МИХАЛОВСКИЙ Cztowiek i nauka. 72
НАУКА
СТРАН СОЦИАЛИЗМА.
СЕМИДЕСЯТЫЕ
ГОДЫ
Оформление и макет
А. СЕМЕНОВА
Редакторы:
И. ВИРКО,
Т. КОБЗЕВА,
Е. КОНДРАТЬЕВ,
Г. КРЕМНЕВА,
В. МИКУЛИЦКИЙ
Редактор переводов статей
иностранных
авторов
Р. ЧУЙКОВА
Младший редактор
Т. ЗАХАРОВА
Художественный редактор
В.	САВЕЛА
Технический редактор
Т. ЛУГОВ СКАЯ
Корректор
С. ТКАЧЕНКО
Н34 Наука стран социализма. Семидесятые годы. Сборник.
М., Знание, 1980.
400 с.	_
Сборник знакомит с достижениями науки в странах социалистического
содружества по материалам международного ежегодника «Наука и человечество»
и его немецкого, польского и чехословацкого изданий.
В книгу включены статьи крупнейших ученых социалистических
стран, напечатанные в этих изданиях за последние 10 лет и обновленные
авторами. Специально для этого сборника президентами академий наук братских стран
написаны обзорные статьи.
60200-101
Н 073(02)-80
5-80 1401000000
72
Информационный бланк № 2536
Сдано в набор 04.02.80. Подпи
сано к печати 25.08.80. Т 11639
Формат бумаги 84 Х108Ун
Бумага люксоарт. Гарнитур,
тайме. Печать офсетная. Усл
печ. л. 42,0. Уч.-изд. л. 47,51. Ти-
раж 32000 экз. Заказ № 1494.
Цена 4 р. 80 к. Издательство
«Знание». 101835, ГСП, Москва,
Центр, проезд Серова, д. 4. Ин-
декс заказа 809703.
Ордена Трудового Красного Зна
мени Калининский полиграфи ,
ческий комбинат Союзполиграф I
прома при Государственном ко !
митете СССР по делам изда-1
тельств, полиграфии и книжной
торговли, г. Калинин, пр. Ле-
нина, 5.
4 р. 80 к.

• ‘‘Д'
Издательство
ЗНАНИЕ
Москва
Издательство
УРАНИЯ 
Лейпциг Иена Берлин

здательствс
ВЕДЗА
* '	* 4 д
Варшава
ч
J
Издательство
ГОРИЗОНТ
Прага

в®