природа51968РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯГлавный редактор академик Н. Г. БАСОВЕжемесячный популярный
естественнонаучный журнал
Академии наук СССРИздательство «Наука» МоскваМетеориты — свидетели рождения солнечной си¬стемы. В. Г. Фесенков	2Математические рукописи Маркса. А. А. Рывкин.	14Поверхность Ферми. М. И. Наганов, А. П. Филатов	22Молекулярная анатомия. Н. Г. Андерсон	34Седиментация. Р. Ш. Бибилашвили	43Археология и магнетизм (окончание). Л. С. Клейн	49Цена влаги. А. К. Рустамов	56Четыре острова в океане. К. К. Марков	62
Лекарственные растения сегодня. А. И. Шретер,И. Л. Крылова	70Научные сообщенияЗвук зондирует атмосферу. В. И. Арабаджи	73
Леса на мертвых землях. В. В. Миронов,Ю. А. Хватов	82
Объем информации биоорганических молекул.А.	Ф. Орловский, К. Л. Гладипин	86
Свидание с Икаром. А. Н. Симоненко	89
Глубинная эрозия в верховье Волги. Б. В. Нуж-
дин	90
Желтобрюхий и большеглазый полозы в Турк¬
мении. В. В. Озаровский	91
Акклиматизация партеногенетических ящериц.И. С. Даревский, Н. Н. Щербак	93Академик Б. Л. АСТАУРОВ (зам. главного редактора)Доктор биологических наук А. Г. БАННИКОВ
Академик А. И. БЕРГ
Академик А. П. ВИНОГРАДОВ
Член-корреспондент АН СССР Б. Н. ДЕЛОНЕ
Член-корреспондент АН СССР Л. А. ЗЕНКЕВИЧ
Доктор физико-математических наук С. П. КАПИЦА
Академик Б. М. КЕДРОВ
Академик И. К. КИКОИНЧлен-корреспондент АН СССР В.‘ Л.. КРЕТОВИЧ
Доктор физико-математических наук Б. В. КУКАРКИН
Доктор философских наук Г. А. КУРСАНОВ
Доктор географических наук К. К. МАРКОВ
Доктор философских наук Н. Ф. ОВЧИННИКОВ
Академик В. В. ПАРИНВ.	М. ПОЛЫНИН (ответственный секретарь)Доктор геолого-минералогических наук Ю. М. ПУЩАРОВ-
СКИЙ (зам. главного редактора)Доктор геолого-минералогических наук М. А. ФАВОРСКАЯ
Кандидат технических наук А. С. ФЕДОРОВ (зам. главного
редактора)Доктор биологических наук К. К. ФЛЕРОВ
Дсктор биологических наук А. Н. ФОРМОЗОВ
Академик Г. М. ФРАНКДоктор физико-математических наук Д. А. ФРАНК-КАМЕНЕЦ-
КИЙ (зам. главного редактора)Член-корреспондент АН СССР В. Е. ХАИН
Академик Н. В. ЦИЦИНДоктор географических наук Л. А. ЧУБУКОВ
Кандидат физико-математических наук Н. В. ШЕБАЛИН
Доктор биологических наук А. В. ЯБЛОКОВХудожественный редактор В. Е. ВалериусТехнический редактор Д. И. СклярКорректоры Р. Н. Сидоринв, И. К. ШагуновскаяАдрес редакции: Москва, Ж-127, ул. Осипенко, 52, тел. В 1-76-80Подписано к печати 5/V-68 г. Т-06373 Формат бумаги B4X108l/i6
Печ. л. 8 + 2 вклейкиУч.-изд. л. 17,1 Бум. л. 4 Тираж 44 С00 экз.	Заказ 2032-я типография издательства «Наука». Москва, Г-99, Шубинский пер., 10Охрана природыСохраним лечебные пляжи Крыма! А. И. Дзенс-
Литовский	94Люди наукиДжон Б. С. Холдейн. Г. Э. Фельдман	96Неизвестные письма И. Ф. КрузенштернуВ.	М. Пасецкий, А. Я. Миневич	102ДискуссииТихоокеанские воды в Арктическом бассейне.Е. М. Гу щенков	Ю8Новости науки	110—117
Книги	122
Календарь природы 		123—127
В конце номера 	 12®
АстрономияМетеориты—
свидетели
рождения
солнечной системыЕдинственным источником сведений о состоянии
солнечной системы в первый период ее существова¬
ния могут служить метеориты. Читатели «Природы»
уже знакомы с некоторыми аспектами этой проблемы
по кратной статье академика В. Г. Фесенкова, опубли¬
кованной в № 10 за 1964 г. Однако за последние годы
накоплены новые данные и актуальность проблемы
настолько возросла, что редакция считает необходи¬
мым опубликовать более обстоятельную статью, охва¬
тывающую и новейшие достижения в этой области.Академик В. Г. ФесенковПрименение новых методов и разнообразные тео¬
ретические исследования дали огромный материал, из
анализа которого стало ясно, что проблема проис¬
хождения планет тесно связана с общей проблемой
эволюции нашей Галактики, с проблемой происхожде¬
ния звезд и в большой мере—-с изучением вещества
метеоритов.Остановимся на некоторых принципиальных выво¬
дах.Василий Григорьевич
Фесенков—видный совет¬
ский астроном. Выполнил
ряд крупных исследова¬
ний в области космого¬
нии, метеорной материи
и зодиакального света,
эволюции звезд и струк¬
туры газово-пылевых ту¬
манностей, атмосферной
оптики и сумеречных яв¬
лений в атмосфере и др.
С J946 г. состоит предсе¬
дателем Комитета по ме¬
теоритам АН СССР. Ав¬
тор книг: «Общая астро¬
номия», 1946, ОГИЗ; «Ме¬
теорная материя в меж-
дупланетном простран¬
стве», 1947, Изд-во АН
СССР; «Современные
представления о Вселен¬
ной», 1949, И эд-во АН
СССР, и др.Роль короткоживущих ИЗОТОПОВПрежде всего, на основании изучения количествен¬
ных соотношений различных изотопов, входящих в
состав метеоритов, можно определить дату затверде¬
вания их вещества, которая вместе с тем представляет
и дату образования планет солнечной системы. Как
известно, по распаду тяжелых радиоактивных изотопов
урана-238 и 235 с выделением гелия-4 и с образова¬
нием изотопов свинца-206 и 207 давно уже сделан вы¬
вод, что возраст вещества метеоритов примерно со¬
ставляет 4,5 млрд лет. Э. В. Соботович в своей недав¬
ней диссертации, исследовав большое число метеори¬
тов, определяет на основании количества различных
изотопов свинца их возраст, т. е. время, протекшее
после отвердевания вещества метеоритов, равное 4,6
млрд лет (с погрешностью всего в 50 млн лет). Датиро¬
вание возраста планет необходимо прежде всего для
возможности расчета их термической истории.Второй вывод, к которому мы приходим на основе
изучения метеоритов, состоит в том, что Земля и дру¬
гие планеты образовались в одно время с Солнцем и
что, таким образом, процесс образования нашей пла¬
нетной системы органически должен быть связан с
общим галактическим процессом звездообразования.
Это представляется вероятным уже потому, что Солнце
и ЗеДля содержат одинаковое относительное обилие
тяжелых элементов и, следовательно, должны были об-
АстрономияБслид
4 АстроиоммаTip*- ^РИВЗЯ Распада короткоживущего изотопа J129 а
Хв а твердом веществе метеоритов. At — время от об¬
разования изотопа до затвердевания метеорита; т — пе¬
риод полураспада J129ПлутонНептунЮпитернXюЗемля	g-ВенераМеркурий |3иаа.СовременноеСолнце1 10 10а 10э К)4 10б 10е I07 10е to9 ю10
Продолжительность (годы)Рис. 2. Расчетная кривая эволюции Солнца, начиная от
быстрого гравитационного сжатия и вплоть до современ¬
ного состояния с выделением ядерной энергииБыстрыйколлапсА0|женеЛ/Лиго|в0i4 ал
>ени
Юро5,01л::разеваться в одну и ту же эпоху существования нашей
Галактики. Дело в том, что Галактика, возраст которой
исчисляется примерно в 12—15 млрд лет, непрерывно
обогащается тяжелыми элементами благодаря постоян¬
но происходящим процессам нуклеогенезиса.Более определенно вывод об одновременности об¬
разования Солнца и планет вытекает из того, что воз¬
раст долгоживущих радиоактивных элементов, в част¬
ности урана-238, урана-235 и др., входящих в состав
метеоритов и планет, как оказывается, незначительно
отличается от возраста самой Земли. Действительно,
исходя из современного обилия различных изотопов
урана и предполагая, что их первоначальное относи¬
тельное количество должно быть более или менее
сравнимым, можно заключить, что от последнего пери¬
ода образования тяжелых ядер в значительном коли¬
честве прошло примерно 5 млрд лет. Если принять
менее вероятное предположение, что тяжелые эле¬
менты, вошедшие в состав Солнца и планет, были ре¬
зультатом лишь одного сравнительно кратковременно¬
го процесса нуклеосинтеза, то давность его оказывает¬
ся несколько больше — около 6—7 млрд лет. Посколь¬
ку возраст Солнца и планет должен быть меньше
возраста вошедших в их состав тяжелых элементов,
образовавшихся незадолго до возникновения солнеч¬
ной системы, ясно, что время возникновения Солниа
и планет не может существенно различаться.Еще более определенное заключение в том же
смысле можно получить на основании изучения изото¬
пов некоторых газов, входящих в большом количестве
в вещество метеоритов, особенно в так называемые
углистые хондриты.Из них наиболее интересен ксенон, представленный9	изотопами с атомным весом от 124 до 138, из кото¬
рых особенно выделяется по своему обильному со¬
держанию в метеоритном веществе ксенон-129. Причи¬
на такой аномалии может заключаться в том, что этот
изотоп является продуктом бета-распада короткоживу¬
щего изотопа йод-129, который естественно образуется
в связи с родственным ему изотопом йод-127. И вот
оказывается, что в веществе метеоритов аномальное
обилие ксенона-129 всегда сопровождается присутст¬
вием йода-127 — стабильного изотопа, который мог
появиться совместно с родственным ему йодом-129.
Так как период полураспада йода-129 всего лишь16,9	млн лет, то он уже давно успел превратиться в га¬
зообразный ксенон-129. Оценив первоначальное содер¬
жание йода-129 по сравнению с йодом-127 и считая, что
содержание ксенона-129 отвечает содержанию йода-129
в момент отвердения метеоритного вещества, можно
немедленно, как показывает приводимый график (рис. 1),
по кривой распада этого короткоживущего изотопа оп¬
ределить промежуток времени At между явлением со¬
ответствующего нуклеосинтеза и образованием твердо¬
го вещества метеорита.Можно отметить, что содержание ксенона-129 в раз¬
личных фракциях метеоритов варьирует в довольно ши¬
роких пределах. Например, для хондр метеорита Бру-
дерхейм указанный интервал времени составляет око¬
ло 60 млн лет, а для остального вещества — около
Астрономии	5Рис. 3. Туманность «Лошадиная голова» а созвездии
Ориона. Видно внедрение резко очерченной пылевой
туманности. Газово-пылевое облако, со стороны которо¬
го внедряется эта туманность, заметно по уменьшению
видимого числа звезд (середина снимка). На границ©
между темной поглощающей туманностью и более про¬
зрачной областью видны волокнистые структуры. На
краю снимка (внизу) расположена недавно образовав¬
шаяся звезда, окруженная пылевой туманностью, светя¬
щейся рассеянным светом этой молодой центральной
звездыРис. 4. Волокнистые туманности 6960 и 6992-5 в созвез¬
дии Лебедя. Резко очерченные волокна расходятся со
скоростями несколько десятков км/сек из общего цент¬
ра, в котором обнаружен радиоисточник, представляю¬
щий, очевидно, остаток вспыхнувшей около 70 ООО пет
назад Сверхновой звезды. По-видимому, эти волокна
образовались в результате значительного местного уп¬
лотнения газа и пыли под действием ударных волн35 млн. Разумеется, эти результаты получены на основе
известных допущений: предполагается, в частности, что
за все время существования данного метеорита не про¬
исходит никакой потери газообразного ксенона. По-ви-
димому, это соответствует действительности, так как
даже по гораздо более легкому аргону-40 получаются
вполне надежные значения для возраста метеоритного
вещества. Во всяком случае, не подлежит сомнению,
что незадолго до полного сформирования и отвердения
метеоритного вещества углистых хондритов был какой-
то процесс нуклеосинтеза, который привел к образова¬
нию ряда короткоживущих изотопов — не только
йода-129, но даже плутония-244 с периодом полураспада
в 76 млн лет.В чем заключается сущность подобного процесса?
Естественно считать, что он явился продолжением галак¬
тического нуклеосинтеза, продолжением образования
тяжелых элементов, включая и короткоживущие изото¬
пы, т. е. это была вспышка Сверхновой. Но некоторые
исследователи, как например Фаулер, высказывали мне¬ние, что в результате начального процесса образования
Солнца и планет мог возникнуть синтез легких элемен¬
тов, включая даже йод-129, под влиянием высокоэнер¬
гичного облучения протонами и нейтронами. Например,
возможно, что атомы теллура-128, захватывая вторич¬
ные нейтроны, переходят в йод-129. Против этого, одна¬
ко, говорит тот факт, что ксенон-129 вовсе не встреча¬
ется в минеральных фракциях, богатых теллуром-128,
и в то же время связан преимущественно с йодом-127.
Кроме того, такой тяжелый элемент, как плутоний-244,
мог образоваться лишь при исключительно высоких
температурах и давлениях, которые возможны только
при вспышках Сверхновых звезд. Между тем расчет по
этому элементу, переходящему в ксенон-136, дает ин¬
тервал времени At примерно того же порядка, что и
расчет по йоду-129, а именно около 90 млн лет.Детальное теоретическое исследование эволюции
звезд, имеющих массу, сравнимую с солнечной, по-ви¬
димому, исключает предположение о возможности рез¬
ких вспышек у Солнца. Как показывают расчеты
АстрономияРис. 5. Волокне туманности NGC 6992 в созвездии Лебе¬
дя, связанные со звездными цепочками (указаны стрел¬
ками). Фото внизу — в лучах линии водорода Н«; а сере¬
дине — в желтых лучах и вверху — в фиолетовых. На
нижнем снимке хорошо видна газовая составляющая во¬
локон. Звездные цепочки состоят, по-видимому, из не¬
давно образовавшихся звезд(рис. 2), Солнце при своем образовании сначала испы¬
тывало быстрое гравитационное сжатие, при котором
выделяющаяся энергия шла не столько на нагревание,
сколько на процессы разрушения молекулярных связей
и на ионизацию атомов. После этого Солнце вступило
в стадию развития молодых звезд типа Т Тельца, отли¬
чающихся лишь небольшими колебаниями яркости. За¬
тем, при достаточном внутреннем разогреве, в первич¬
ном Солнце начался синтез более тяжелых элементов
из водорода, и оно пришло постепенно в современное
устойчивое состояние. Формирование тяжелых элемен¬
тов просто под действием облучения космическими лу¬
чами, разумеется, полностью исключается. Эта точка зре¬
ния наглядно подтверждена, например, данными изуче¬
ния метеорита Арус, который осенью 1959 г. упал на гра¬
нице Ирана и СССР, был подобран нашими пограничника¬
ми и немедленно послан в Академию наук в Москву, что
дало возможность подвергнуть его немедленному ана¬
лизу. В результате было открыто около 30, в том числе
и короткоживущих изотопов разных элементов, но все
они оказались сравнительно малого атомного веса, не
превышающего 40.Отметим еще, что изучение структуры желеэо-нике-
левых метеоритов, о чем будет сказано в дальнейшем,
также с несомненностью показывает большую роль ко¬
роткоживущих изотопов в самой ранней истории солнеч¬
ной системы. Все это говорит о том, что непосредствен¬
но перед возникновением планетного вещества, по-ви¬
димому, произошла вспышка Сверхновой — катастро¬
фический процесс, сопровождаемый ударными волнами,
разносящими по окружающему космическому прост¬
ранству вещество звезды, и в том числе вновь возник¬
шие тяжелые элементы.Что происходило в межзвездной средеПриведем несколько фотографий, полученных нами
на горной Астрофизической обсерватории вблизи Алма-
Аты. На рис. 3 изображена область в созвездии Ориона,
где, как известно, и в настоящее время происходит про¬
цесс звездообразования. Здесь сфотографирована так
называемая туманность «Лошадиная голова», представ¬
ляющая внедрение резко очерченной пылевой туман¬
ности со стороны газово-пылевого облака, заметно по¬
глощающего свет, что наглядно проязляется в резком
уменьшении числа видимых звезд. На границе между
темной поглощающей туманностью и более прозрачной
областью видны волокнистые структуры. На краю сним¬
ка можно заметить недавно образовавшуюся звезду,
окруженную пылевой туманностью.Это поглощающее вещество состоит из мелких пы¬
линок, о составе которых высказывались различные ги¬
потезы. В настоящее время на основании детального
изучения оптических свойств подобного вещества, спект¬
ра его поглощения и сравнения с экспериментальными
данными можно считать установленным с большой ве¬
роятностью, -V+TO эти межзвездные частицы состоят а
основном из зерен графита (углерода). Разными авто¬
рами рассматривался механизм роста угольных частиц
в атмосферах холодных звезд типа М, и особенно в так
называемых углеродных звездах типа N. Эти частицы за-
Астрономия /Рис. 6. Туманность Ориона, центральная часть. Возраст
ее оценивается примерно в 40 ООО лет. В середине ту¬
манности видны 4 звезды, образующие весьма неустой¬
чивую, следовательно, недавно возникшую систему.
В хорошо заметных неоднородностях в центральной ча¬
сти туманности сосредоточена почти вся ее массаРис. 7. Волокна вокруг Плеяд, образованные пылевыми
облаками. По-видимому, и здесь заметны следы удар¬
ных волн, возникших при вспышке Сверхновой. Особен¬
но характерно тонковолокнистое облако, окружающее
звезду Меропу (справа, вверху)тем выбрасываются давлением радиации в межзвездное
пространство.Возможно, как считают некоторые авторы, что подоб¬
ные частицы покрыты тонким слоем льда, но весьма
вероятно и то, как это показывают эксперименты, что
в них имеются другие примеси. По последним данным,
наиболее вероятный состав межзвездных частиц таков:
углерод — 93%, водород — 3%, азот — 0,5%, кисло¬
род— 2,2% и около одного процента серы.В подобной межзвездной среде, обычно имеющей
бесформенную структуру, часто проявляются интерес¬
ные образования — тонкие волокна, распространяющие¬
ся со значительными скоростями. Ряд таких образова¬
ний был открыт акад. Г. А. Шайном.Хорошо известна система волокнистых туманностей
(рис. 4) в созвездии Лебедя — это туманности 6960 и
6992-5. Мы сравнивали полученные нами снимки этой
системы с аналогичными фотографиями, сделанными в
США около пятидесяти лет назад, и обнаружили, что
эти резко очерченные волокна расходятся со скоростя¬
ми в несколько десятков километров в секунду из од¬
ного общего центра. В центре оказался радиоисточник,
представляющий собой остаток вспыхнувшей здесь при¬
мерно 70 ООО лет назад Сверхновой звезды. Очевидно,
мы видим на фотографии эффект распространения удар¬
ных волн, которые обусловили значительное местное
увеличение плотности газа и пыли, приведшее к обра¬
зованию волокон.В этих волокнах часто наблюдаются определенные
сгущения, и кроме того нами обнаружены звездные це¬
почки— очевидно, неустойчивые, недавно возникшие
образования. На рис. 5 представлены в увеличенном ви¬
де три фотографии волокнистой туманности NGC 6992,
сделанные нами: первая — в лучах водорода На, вто¬
рая— в желтых лучах и третья — в фиолетовых лучах.
На втором снимке почти отсутствует газовая составляю¬
щая волокон, хорошо видимая на первом, но явственно
проявляются звездные цепочки, состоящие, скорее все¬
го, из недавно образовавшихся звезд.Подобный процесс звездообразования недавно за¬
вершился в туманности Ориона (рис. 6), где основное
образование — Трапеция Ориона — также представляет
совершенно неустойчивую и, следовательно, недавно
возникшую звездную систему. Действительно, возраст
туманности Ориона оценивается примерно в 40 000 лет.
Как видно, представленная здесь центральная часть ту¬
манности, окружающая Трапецию, отличается множест¬
вом неоднородностей. Более детальное спектроскопиче¬
ское изучение этого объекта, проведенное Остерброком
и Флавером, показало, что неоднородности, в которых
сосредоточена почти вся масса туманности, занимают
лишь 0,03 долю ее объема; они должны двигаться вок¬
руг общего центра тяжести, возможно, сталкиваясь друг
с другом и объединяясь в более крупные сгущения —
протозвезды или протопланеты. Действительно, именно
в этой области есть большое количество недавно возник¬
8 Астрономияших звезд типа Т Тельца и быстро образующихся сгу¬
щений— объектов Гербига-Гаро, которые представляют
собой, по-видимому, звезды в процессе формирования.
В 1936 г. здесь появилась звезда FV Ориона в созвез¬
дии Ориона. Тут же недавно на длине волны 2 — 2,4 мк
обнаружен новый инфракрасный объект, радиус которо¬
го оценен примерно в 8 астр, единиц, а масса — в 6 масс
Солнца. Температура его около 400° С. Время образо¬
вания по шкале Кельвина — всего около 1000 лет (Бек-
лин и Неугебауэр). Другой объект, обнаруженный не¬
давно на длине в 22 мк и включенный в яркую туман¬
ность Ориона,— это сравнительно холодное сгущение
с температурой около 70° К, который также быстро эво¬
люционирует (Клейнман и Лау).Итак, вполне очевидно, что недавно возникшие звез¬
ды ассоциируются с газово-пылевыми туманностями,
обычно весьма неоднородной и иногда волокнистой
структуры.Таковы, например, звезды в созвездии Плеяд, окру¬
женные пылевыми облаками. Рис. 7 выполнен автором
на основании ряда негативов. Как легко заметить, эти
пылевые облака, особенно облако, окружающее звезду
Меропу, отличаются очень тонкой волокнистой структу¬
рой, о которой уже упоминалось в связи со вспышкой
Сверхновой звезды. Подобные вспышки Сверхновых и
связанные с ними ударные волны, распространяющиеся
в межзвездном пространстве, облегчают быстрое выде¬
ление сгущений звездного типа, которые остаются ок¬
руженными множеством неоднородностей. Таким обра¬
зом, представляется весьма вероятным, что вещество
планет не отделялось в прошлом от уже образовавшего¬
ся Солнца, а входило вместе с ним в состав одного и
того же протосолнечного облака.Состав метеоритовПервичные условия в среде подобного облака харак¬
теризуют три группы углистых хондритов, которые вы¬
делены по содержанию углерода и величине отношения
окислов железа к сульфидному железу, по общему со¬
держанию связанной воды и по величине хондр — мел¬
ких кристаллических шариков. Это вещество углистых
хондритов можно считать наиболее распространенным в
космосе, но в наших коллекциях они представляют боль¬
шую редкость, составляя около 1 % от общего числа
собранных метеоритов (17 из примерно 1600) с общим
весом около 90 кг. Связано это с крайней хрупкостью
вещества метеоритов, вследствие чего их можно найти
лишь после того, как удается проследить путь соответ¬
ствующего яркого болида, а поиски ведутся уже непос¬
редственно в предполагаемом месте его падения. На¬
против, железные метеориты, которых в межпланетном
пространстве относительно весьма мало, составляют
большую часть наших коллекций, так как они прекрасно
сохраняются после падения и резко отличаются от ка¬
ких-либо земных пород.Вещество углистых хондритов (рис. 8) представляет
удивительное сочетание кристаллических хондр, кото¬
рые могли образоваться иэ расплава сравнительно вы¬
сокой температуры при быстром охлаждении, и сложныхорганических соединений, имеющих, как теперь, после
длительной дискуссии, признается, абиогенную природу
(Г. П. Вдовыкин и другие).В метеоритах этого рода (Оргейль, Колд-Боккевелд,
Маррей и другие) кроме обычных газов Н2, Не, H2Ot
СО, N2, Аг40 имеются такие сложные соединения, как
С6Н5 [СН(СНз)г], С6Н4(С2НЭ)2, антрацен, фенантрен, а так¬
же разные изотопы инертных газов Кг, Хе, более прос¬
тые соединения S02, CS2, NO и другие.Как известно, первичные углеводородные соедине¬
ния образуются еще в межзвездном пространстве и в
обилии входят в состав кометных ядер.Существуют две гипотезы о происхождении подобных
соединений (если не считать представления об их био¬
генной природе, которое оказалось полностью несо¬
стоятельным). Первая гипотеза — это неравновесный вы¬
сокоэнергетический процесс, например электрические
разряды, облучение ультрафиолетовой радиацией (опы-
ты Миллера и А. Г. Пасынского). Возможность подоб¬
ных электрических разрядов в протопланетной туман¬
ности предполагается также Фр. Уипплом, но это, по-
видимому, требует в этой туманности непрерывности
газовой составляющей, что несовместимо с наличием
отдельных изолированных конденсаций.Нужно, однако, заметить, что никем не была показа¬
на возможность получения подобным путем подлинного
распределения органических соединений в углистых
хондритах со всеми их характерными особенностями.Другая гипотеза предполагает равновесные реакции
во фракционированной газовой фазе. Опыты, а также
расчеты Зюсса показывают, что если отношение водо¬
рода к углероду будет меньше чем в среднем по кос¬
мосу, то при сравнительно кратковременных высоких
температурах порядка 600—1000 С и при давлении в
несколько атмосфер (присутствие метеоритной пыли в
качестве катализатора обязательно) быстро достигается
равновесие. В этих условиях, согласно реакции Фишера-
Тропша, получаются более или менее сложные соеди¬
нения, богатые ароматиками. Подобные реакции могут
воспроизводить даже тонкие детали распределения в
метеоритах органических соединений. Отсюда можно
сделать заключение, что при образовании солнечной
системы отдельные области ее нагревались до темпера¬
туры порядка 1000°С. Газовая смесь несколько уплотня¬
лась и затем быстро охлаждалась в течение секунд или
часов—таковы пределы времени охлаждения. Таким
процессам, по-видимому, больше всего соответствуют
столкновения между собой отдельных неоднородностей
кометного типа, уже богатых первичными углеводорода¬
ми, различными газами, а также более тяжелыми эле¬
ментами.В последнее время рядом авторов (Штуднер, Хаятсу,
Андерс и др.) проведено более ста опытов по синтезу
углеводородов и азотистых соединений.Под воздействием катализаторов и при температуре
200—400°С окись углерода и другие исходные газы
очень быстро, даже за несколько секунд, уже перехо¬
дят в органические вещества. Интересно отметить, что
время реакций не может быть большим, например про¬
должаться месяцы или годы, так как тогда сложные ор¬
ганические соединения разлагаются и переходят в ме-
Астрономий 9Рис. 8. Углистые хондригы (вверху) и их структура (внизу). Слева — Старое Борискина (падение 1930 г.), спра¬
ва— Меррей (падение 1950 г.)тан. Другим условием является сравнительно небольшое
обилие свободного молекулярного водорода.Те же авторы проводили эксперименты и по получе¬
нию азотистых соединений в метеоритах — при помощи
тех же реакций Фишера-Тропша, но в присутствии ам¬
миака. В частности, они пытались обнаружить соединения
азота—пурины (аденин и гуанин), которые составляют
основную ^азу ДНК. Осуществлялся различный темпера¬
турный режим с отдельными резкими нагревами и за¬
тем с постепенным охлаждением до комнатной темпе¬
ратуры. Исходным материалом служили окись углерода,
аммиак'с примесью молекулярного водорода и некото¬
рых других газов. В присутствии катализаторов оказа¬лось возможным получить примерно 100 соединений,
которые являются главными составными частями метео¬
ритов и представляют основные продукты синтеза Фи¬
шера-Тропша.Эти интересные результаты наглядно показывают, что
вещество углистых хондритов образовывалось не в уже
сформировавшихся планетах, а в среде самой прото-
планетной туманности. Таким образом, в этой туман¬
ности, по-видимому, даже еще до образования планет
возникали сложные органические соединения и подго¬
товлялись условия для зарождения жизни на будущих
планетах. Именно так наша Земля получила сложные
органические соединения, включающие основы нуклеи¬
±0 Астрономияновых кислот, уже на самой первой стадии своего раз¬
вития.В таких же условиях резкого нагрева и быстрого ох¬
лаждения образовались, надо полагать, очень мелкие
хондры естественных углистых хондритов.Сидериты и размер родоначальных телОстановимся теперь на сидеритах — наиболее извест¬
ном типе метеоритов,— состоящих в основном из спла¬
ва железа с некоторым количеством никеля и с при¬
месью ряда других элементов — углерода, серы, фосфо¬
ра, германия, галлия, образующих зерна шрейберзита
(Fe, Ni)3P и троилита (FeS). Подобные метеориты выпа¬
дают наиболее крупными глыбами и в ряде случаев
создают при падении ударные или взрывные кратеры
и воронки. Последним подобным случаем и вместе с
тем единственным, происшедшим на глазах многочис¬
ленных очевидцев, было падение 8 февраля 1947 г.
Сихотз-Алинского железного дождя, состоявшего из об¬
ломков общим весом примерно в 100 г, которые вы¬
звали образование 120 кратеров и воронок с максималь¬
ным размером в 26 м. Комитет по метеоритам органи¬
зовал ряд экспедиций для изучения этого явления и
сбора метеоритного вещества. Последняя наша экспе¬
диция, работавшая в августе-сентябре 1967 г., констати¬
ровала, что, несмотря на протекшие 20 лет, прекрасно
сохранились даже самые мелкие метеоритные осколки,
которые во множестве устилают почву около кратеров.Содержание никеля в Сихотэ-Алинском метеори¬
те— около 5,6%, что соответствуе- его очень грубой
кристаллической структуре, представленной широкими
полосами камасита — альфа-разновидности железо-нике¬
ля (рис. 9).Вообще, как известно, основная отличительная
особенность сидеритов — это их железо-никелевая фа¬
зовая структура, которая описывается известной фа¬
зовой диаграммой, определяющей соотношение кама¬
сита (альфа-фаза) и тенита (гамма-фаза) (рис. 10). При
постепенном отвердении расплава железо-никеля, как
видно из диаграммы, происходит выделение альфа-фа¬
зы с пониженным содержанием никеля по сравнению с
гамма-фазой (тенитом), причем степень этого выделе¬
ния зависит также от продолжительности охлаждения.
Наблюдаемые широкие, до сантиметра, полосы камаси¬
та, так называемые Виндманштеттовы фигуры (рис. 11),
не могут появиться в лабораторных условиях, так как
необходимая для их получения скорость охлаждения
должна составлять всего лишь несколько градусов за
миллион лет.Разными авторами проведена большая работа по ис¬
следованию Виндманштеттовых фигур. По содержа¬
нию никеля представляется возможным определить чис¬
ло и характер родоначальных тел.Недавно Шорт и Голдштейн разработали два быст¬
рых метода для определения скорости охлаждения ме¬
теоритов при образовании Виндманштеттовой структу¬
ры простым измерением толщины камаситовых пласти¬
нок и содержания никеля. Оказалось, что примерно
2/3 метеоритов охлаждались всего лишь на 1—10 гра¬дусов за миллион лет, хотя различия в скорости охлаж¬
дения вообще могут быть от 0,4 до 500° С за миллион
лет. Это указывает, что сидериты образовывались по
крайней мере в нескольких родоначальных телах раз¬
ного размера.Окончательный анализ механизма роста полос кама¬
сита показывает, что они лучше всего могли образо¬
ваться в условиях, когда радиус родоначальных тел
составил 150—250 км, а охлаждение от состояния жид¬
кого расплава происходило в среднем со скоростью в
2,5 градуса за миллион лет. О том, что родоначаль¬
ные тела были сравнительно невелики, говорит и при¬
сутствие в сидеритах кристобалита (разновидность
кремнезема), который образуется при давлениях ниже
5000 атм.Вместе с тем есть определенные указания на то,
что сидериты возникли не из одного, а из многих ро¬
доначальных тел сравнительно небольшого размера.
Это, в частности, подтверждается их принадлежностью по
соотношению содержания галлия и германия к пяти
четко разграниченным группам, как это было установ¬
лено А. А. Явнелем.Итак, совокупность данных изучения сидеритов
различными методами наглядно свидетельствует о
том, что они медленно кристаллизовались из первона¬
чального расплава сравнительно небольших родона¬
чальных тел, причем их отвердение произошло 4,5 млрд
лет назад.Совершенно очевидно, что в таких телах процесс
расплавления не мог происходить на основе долгожи¬
вущей радиоактивности, которая до сих пор принима¬
лась различными авторами за главный источник разо¬
грева планет, определяющий всю их термическую исто¬
рию. Укажем, например, что расчеты термической
истории планет и астероидов, произведенные С. В. Ма-
евой на основе обычного содержания урана, тория и
калия, свойственного метеоритам, показали, что при
радиусе в 200 км максимальная температура в центре
рассматриваемого тела не может превысить 30° С. Для
полного или частичного расплавления в центре за счет
эт их элементов необходимо, чтобы радиус планеты
превышал 750 км. Сидериты же образовались из рас¬
плава, возникшего в самом начале истории солнечной
системы, и притом в сравнительно очень небольших
телах. Таким образом, и здесь подтверждается большая
роль короткоживущих изотопов, образовавшихся в
результате какого-то катастрофического явления, ве¬
роятнее всего — вспышки Сверхновой.Нужно, однако, отметить следующее обстоятельство.В железных метеоритах иногда обнаруживаются мелкие
зерна алмазов, которые могут образоваться лишь при
очень высоких давлениях. Встречается также уплот¬
ненная разновидность FesC (карбид железа — когенит),
найденная, например, в веществе осколков огромно¬
го метеорита, упавшего когда-то в Аризоне и в резуль¬
тате уддоа о земную поверхность образовавшего кра¬
тер диаметром больше одного километра. Но, как
показывает произведенное микроскопически и по ди¬
фракции Х-лучей изучение многих сравнительно не¬
больших сидеритов, примерно половина подобных ме-
Астрономий ilРис. 11. Виндманштеттовы фигуры железного мегеори-
Рис. 9. Кристаллическая структура Сихотэ-Алинского та Эдмонтон. Длина 12 см. Белые поля — камасит.
метеорита	Найден а 1942 г.% Niтенитонтаэдриты
средние онтаэдриты	1 тонкие онтаэдритыпереходный плессит, тенит
—'палласитыI I 	_1	1	115 20	30	40	ВОРис. 10. Фазовые кривые желеэо-никелевого сплава
(По Голдштейну и Огильви, 1965)Рис. 12. Линии Неумана в метеорите Богуславка.
Упал в 1916 г.
12 АстрономийРис. 13. Палласит и октаэдрит. Метеорит Бренгем. Дли¬
на 18 смтеоритов испытали удары, вызвавшие давления свыше
130 килобар1 (Егер, Липшиц, 1967 г.)Вообще удары, создающие давления 190—750 кило¬
бар, нередки для железных метеоритов. Поскольку это
относится к слишком малым массам, которые почти
полностью тормозятся в атмосфере Земли и неспо¬
собны производить сильные удары при своем падении,
следует, очевидно, признать, что такие удары были ими
испытаны еще до встречи с Землей.Другое очевидное доказательство сильных столкно¬
вений астероидальных тел в космическом пространстве
представляют полосы Неумана (см. рис. 12). Они изу¬
чались при искусственных давлениях в 200, 400 и
600 килобар и затем сравнивались с обнаруженными
подобными полосами в отдельных метеоритах.
Появление таких структурных деталей при торможе¬
нии в земной атмосфере также полностью исклю¬
чается.Само собой разумеется, что и каменные метеориты-
хондриты подвергались и продолжают подвергаться
ударам в результате столкновений. Удары преобразо¬
вывали содержащийся в них оливин в тонкозернистое
поликристаллическое состояние с некоторой степенью
ориентировки мелких кристаллов. Однако вследствие
своей меньшей прочности они значительно легче дро¬
бились на мелкие осколки, обнажая свои внутренние
части, которые до этого были в сравнительной мере
защищены от влияния космических лучей. Таким обра¬
зом, определяемый по относительному содержанию
изотопа гелия-3 космический возраст метеоритов, т. е.
продолжительность их самостоятельного движения в
межпланетном пространстве после отделения от родо¬1 1 бар = 10й дин/см2 = 0,987 «гм.начального астероида, зависит от степени их хрупкости.
Для железных, более прочных, метеоритов этот косми¬
ческий возраст составляет сотни миллионов лет, а для
каменных — всего лишь 50—60 млн лет.Каменные метеоритыОстановимся кратко на каменных метеоритах.Происхождение их еще далеко неясно. Они отлича¬
ются большим разнообразием: большинство представ¬
ляют хондриты, т. е. включают в свое вещество кри¬
сталлические и стеклянные шарики — хондры сравни¬
тельно крупного размера, доходящие до нескольких
миллиметров; существуют также ахондриты, совершен¬
но лишенные хондр; евкриты — похожие в некоторых
отношениях на земные горные породы; черные гипер-
стеновые хондриты, испытавшие по ряду признаков
сильные столкновения около 500 млн лет назад; хонд¬
риты типа Пантар, представляющие сочетание светлой
разновидности, бедной газами, и темной разновидности,
обогащенной газами, которые, очевидно, не могли об¬
разоваться одновременно в одном родительском те¬
ле. Большой интерес в космогоническом отношении
представляют так называемые полимиктовые метеори¬
ты, представляющие соединение в одной массе оскол¬
ков различных типов метеоритов, очевидно, объеди¬
нившихся снова после своего отделения от родитель¬
ского тела.Если относительно углистых хондритов можно пред¬
полагать (хотя это и недостоверно), что они образова¬
лись еще на допланетной стадии солнечной системы, а
относительно железных — сидеритов — имеются все?
указания на их кристаллизацию в массе родоначально-
го астероида небольших размеров, то хондриты имеют,
по-видимому, какое-то промежуточное происхождение,
по поводу которого до сих пор нет еще вполне уста¬
новившихся взглядов.Хондриты отличаются большой пористостью, которая'
у некоторых разновидностей доходит до 10%. В порах
содержится большое количество инертных газов.Примерную глубину нахождения метеорита в ро¬
дительском теле можно определить по степени охлаж¬
дения и степени пористости метеорита. Зная эту глу¬
бину, можно при задаваемой температуре оценить ве¬
личину равновесного давления для разных газов. Ока¬
зывается, она должна была быть порядка сотен ат¬
мосфер.Представляется удивительным, каким образом ве¬
щество хондритов могло захватить при своем образова¬
нии такое количество газов. Во всяком случае, выделе¬
ние этих газов из недр планеты, образовавшейся из по¬
добного вещества, вполне может объяснить существо¬
вание планетных атмосфер.Промежуточное положение, которое занимают
хондриты, характеризуется еще тем, что они содержат
вообще довольно большое количество железо-никеля, и
в частнбсти, как было показано Л, Г. Квашой в 1961 г.,
Аегроиоммя 13поликристаллический камасит. Этот минерал мог обра¬
зоваться внутри родоначального астероида при нагре¬
ве в несколько сот градусов с последующим медлен¬
ным охлаждением. По разным данным можно заклю¬
чить, что хондриты окончательно образуются в родона-
иальных планетах размером всего лишь в десятки или
«емногие сотни километров. Вместе с тем такие харак¬
терные их образования, как хондры, по-видимому, долж¬
ны были возникнуть самостоятельно и только в даль¬
нейшем вошли в состав хондритов.Переходная стадия между сидеритами и хондрита-
ми представлена так называемыми палласитами, впервые
найденными русским естествоиспытателем академи¬
ком П. С. Палласом (1741—1811) во время его экспеди¬
ции по Сибири. Палласово железо — это образовавша¬
яся, очевидно, из затвердевшего расплава железо-ни-
келевая губка (рис. 13), в порах которой заключены
крупные зерна оливина, характеризующиеся гораздо
более высокой температурой плавления. Подобная
структура наглядно показывает, в каких условиях про¬
исходило образование этих тел.♦Итак, изучение метеоритного вещества позволяет с
несомненностью утверждать, что процессы на самой
ранней стадии развития солнечной системы отличались
чрезвычайной сложностью. Это был сначала какой-то
процесс образования тяжелых, в том числе короткожи-
вущих элементов, по-видимому, вспышка Сверхновой,
сопровождавшаяся распространением ударных волн со
сжатием вещества газово-пылевой туманности, в ко¬
торой быстро выделились многочисленные сгуще¬
ния, окружавшие центральное тело — образовав¬
шееся Солнце.В этих протопланетных сгущениях при их взаимных
столкновениях происходили местные небольшие и крат¬
ковременные нагревы, которые повели к образованию
хондр и вместе с тем большого количества довольно
сложных органических соединений.В образовавшихся астероидальных телах могла про¬
исходить постепенная кристаллизация желеэо-никеле-
вых сидеритов; другие же подобные тела подверга¬
лись, по-видимому, уже на ранней стадии своего
существования многочисленным столкновениям и рас¬
падам.Пока еще не существует общепринятой теории об¬
разования метеоритного вещества, тем более, что раз¬
ные типы метеоритов формировались различным обра¬
зом. Изучение метеоритного вещества в самом широ¬
ком масштабе проводится в разных странах с примене¬
нием самых различных методов и, сопровождаясь
лабораторными экспериментами, выявляет новые
данные, имеющие большое космогоническое зна¬
чение.Ряд существенных особенностей метеоритного ве¬
щества еще подлежит выяснению. Почему, например,
в одном и том же метеорите иногда встречаются раз¬
новидности с совершенно различным содержанием га¬
зов, в том числе инертных? Какова может быть приро¬
да остаточной намагниченности метеоритного вещест¬ва? Почему в тех же углистых хондритах наряду с хонд-
рами и органическим веществом содержатся обломки
силикатов и самородного никелистого железа с при¬
месью других минералов? Хотя' многое в природе ме¬
теоритов остается еще неясным, несомненно, что эти
уникальные тела дают единственную возможность оп¬
ределить, какие процессы происходили в нашей сол¬
нечной системе, начиная еще с допланетной стадии.
Однако для окончательного решения проблемы воз¬
никновения и эволюции солнечной системы необходимо
сочетание данных звездной и планетной астрономии,
рассмотрение эволюции нашей Галактики в целом и
происходящих в ней отдельных процессов — прежде
всего процессов звездообразования, которые, несом¬
ненно, сопровождаются и образованием планет.УДК 523.51
14 МатематикаМатематические
рукописи
МарксаК 150-летию со дня рождения
Карла МарксаА. А. Рыбкин
Москва«Разработанное Марксом
в содружестве с Энгельсом
учение представляет собой
целостное мировоззрение,
стройную систему фило¬
софских, экономических и
с о ц и а л ь н о - п о л и т и ч е с к их
взглядов. К. Маркс и Ф. Энгельс
создали диалектико-материалистиче¬
скую философию, научную политиче¬
скую экономию и научный социализм,
которые составляют три неразрывные
части марксизма. Каждая из этих час¬
тей представляет собой результат кри¬
тического освоения и дальнейшего
развития предшествующей обществен¬
ной мысли, достигшей наиболее высо¬
кого уровня в трех ее главных тече¬
ниях Х/Х века: немецкой классической
философии, английской политической
экономии и французском утопиче¬
ском социализме. Марксизм возник
не в стороне от столбовой дороги
развития науки, а явился законным
преемником и продолжателем всех
ее лучших достижений...».Из Тезисов Института марксизма-
ленинизма при ЦК КПСС к 150-летию
со дня рождения Карла Маркса.♦В публикуемой ниже статье рас¬
сказывается об основных математи¬
ческих идеях, содержащихся в рабо¬
тах Маркса. Чтобы лучше проникнуть
в сущность политэкономических про¬
цессов, Маркс стремился использо¬
вать математический аппарат. Это
привело Маркса к занятиям матема¬
тикой, которые стали для него на¬
сущной необходимостью в последние
годы его жизни.В 1885 году в предисловии Энгельса ко второму
изданию «Анти-Дюринга» появилось следующее заме¬
чание:«В данный момент я вынужден ограничиться на¬
бросками, содержащимися в предлагаемой работе, и
ждать в будущем случая, который позволил бы мне
собрать и опубликовать добытые результаты,— быть
может, вместе с оставшимися после Маркса рукопи¬
сями по математике, имеющими в высшей степени важ¬
ное значение»Это было первое известное нам упоминание о
серьезных занятиях Маркса математикой.Позднее Поль Лафарг, друг и ученик Маркса, муж
его дочери Лауры, писал в своих воспоминаниях:«Наряду с поэтами и романистами у Маркса было
еще замечательное средство для умственного отды¬
ха — математика, к которой он питал особое пристрас¬
тие. Алгебра служила ему даже нравственным утешени¬
ем: он прибегал к ней в самые мучительные минуты
своей беспокойной жизни. Во время последней болез¬
ни жены он не мог продолжать обычных научных за¬
нятий; и в этом тяжелом состоянии он мог сколько-ни¬
будь успокоиться, только погружаясь в математику. В
это время — время душевных страданий — он написал
работу по исчислению бесконечно малых величин, ко¬
торая, по отзывам читавших ее специалистов, имеет
большое научное значение. В высшей математике он
находил диалектическое движение в его наиболее ло¬
гичной и в то же время простейшей форме. Он счи¬
тал также, что наука только тогда достигает совершен¬
ства, когда ей удается пользоваться математикой» 2.Однако оценка математических рукописей Маркса,
которые содержат около 1000 листов фотокопий, не бы¬
ла столь единодушно восторженной. Франц Меринг, по
праву признанный лучшим биографом Маркса, писал о
них более сдержанно: «Кроме изящной литературы
Маркс обычно находил отдых еще в совершенно иной
области духовного творчества. Особенно в дни душев¬
ных огорчений и тяжких страданий он часто искал убе¬
жища в математике, оказывавшей на него успокоитель¬
ное влияние. Мы оставляем в стороне вопрос, действи¬
тельно ли он сделал в этой области самостоятельные
открытия, как утверждали Энгельс и Лафарг. Матема¬
тики, рассматривавшие оставшиеся после него рукопи¬
си, держатся другого мнения» 3.Энгельс не .осуществил своего намерения опублико¬
вать работы Маркса, относящиеся к математике. Они
впервые увидели свет лишь в 1933 году, когда к 50-ле¬
тию со дня смерти Маркса заключительная часть этих
рукописей была напечатана на русском языке в жур¬
нале «Под знаменем марксизма» 4.С их выходом появилась возможность дать первую
объективную научно-историческую оценку той части
творческого наследия Маркса, которая по ряду причин
оставалась неизвестной широкой читательской аудито¬
рии. -у*-Наиболее интересными из первых работ о матема-1	К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 12—13.-	Ьосисминания о Марксе и Энгельсе. М., 1956, стр. 65—66.3	Ф. Меринг. Карл Маркс. История его жизни. М., 1957, стр. 527.4	«Под знаменем марксизма», 1933, N9 1, стр. 15—73.
МатематикаКарл Маркс в семидесятые годы. Фотография с гравюры
16 Математикатических рукописях Маркса следует признать статьи со¬
ветских математиков С. А. Яновской и В. И. Гливенко,
появившиеся в 1933 и в 1934 гг. в том же журнале
«Под знаменем марксизма».Однако часть рукописей, хранящихся в Центральном
партийном архиве Института марксизма-ленинизма при
ЦК КПСС, еще требовала дополнительной работы. Всем
известно, как сложен для чтения почерк Маркса. Его
рукописи насыщены многочисленными сокращениями,
испещрены пометками на полях. В этом была основная
трудность расшифровки. Вторая трудность состояла в
том, чтобы найти источники, которыми пользовался
Маркс, изучая математический анализ, выяснить, ка¬
кие учебники он конспектировал и тем самым привя¬
зать полемический в большинстве случаев текст руко¬
писей к реальной основе. И, наконец, самая трудная
часть работы — правильно понять высказанные Марксом
мысли, выяснить причины, заставившие его обратиться
к той или иной проблеме, привести в систему написан¬
ные в самое различное время страницы рукописей, об¬
рисовать ту научно-историческую атмосферу, в которой
Маркс работал.Эту огромную работу провела в основном Софья
Александровна Яновская, профессор механико-матема-
тического факультета МГУ, признанный в стране спе¬
циалист в области философии, методологии и истории
математики. Последние годы своей жизни она все си¬
лы отдавала подготовке математических рукописей
Маркса к печати, снабдила каждую рукопись коммен¬
тариями, написала подробную вводную статью.Скоро том математических рукописей Маркса, под¬
готовленный Институтом марксизма-ленинизма при ЦК
КПСС совместно с издательством «Наука», увидит свет
на языке оригинала и русском языке.Что же заставило Маркса обратиться к математике?В последние годы жизни математика стала представ¬
лять для Маркса самостоятельный интерес, однако
вначале она привлекала его в связи с политической
экономией.Сейчас много говорят и пишут о применении мате¬
матики в экономике. Долгое время этот вопрос был
предметом острых дискуссий, которые закончились по¬
бедой сторонников математических методов. У многих
даже возникло представление, что поименение мате¬
матического анализа в экономических исследованиях —
принципиальное открытие нашего времени. Конечно,
формирование математических теорий, предназначен¬
ных специально для такого анализа,— завоевание пос¬
ледних десятилетий. Однако попытки использовать ма¬
тематический аппарат делали многие экономисты, в
том числе и Маркс. Он никогда не сомневался, что
применение математики в политической экономии мо¬
жет оказаться для последней весьма плодотворным.Так, в известном письме Энгельсу от 31 мая 1873 г.
он писал: «...ты знаешь таблицы, в которых цены, учет¬
ный процент и т. д. и т. д. представлены в их движении
в течение года и т. д. в виде восходящих и нисходящих
зигзагообразных линий. Я неоднократно пытался — для
анализа кризисов — вычислить эти ups and downs [повы¬
шения и понижения — Ред.] как неправильные кривые
и думал (да и теперь еще думаю, что с достаточно про¬веренным материалом это возможно) математически
вывести из этого главные законы кризисов. Мур... счи¬
тает задачу пока невыполнимой, и я решил до поры
до времени отказаться от нее» '.Именно анализ конкретного экономического мате¬
риала при работе над первым томом «Капитала» заста¬
вил Маркса уже в конце 40-х годов приступить к заня¬
тиям алгеброй и аналитической геометрией. 11 января
1858 г. он писал Энгельсу: «При разработке основ по¬
литической экономии меня так чертовски задерживают
ошибки в подсчетах, что с отчаяния я снова засел за
быстрое прохождение алгебры. Арифметика никогда
не давалась мне. Но окольным алгебраическим путем я
скоро опять возьму правильный прицел» 2.Первые сохранившиеся в архивах Маркса матема¬
тические рукописи — это в основном конспекты тех
учебников и руководств, по которым Маркс изучал ма¬
тематику. Самостоятельные работы в этом направле¬
нии относятся к последнему десятилетию жизни Мар¬
кса. При этом интерес Маркса к математике имел весь¬
ма специфическую для того времени окраску. Пред¬
ставители других наук шли в математику за коллекцией
накопленных в ней фактов и методов в надежде при¬
способить их для нужд своей науки. Маркса привела
в математику та же потребность, но, начав изучать ее,
он не мог не обратить внимания на несовершенство
фундамента, на котором покоится величественное зда¬
ние математического анализа. Свои усилия Маркс со¬
средоточил в области, которую сегодня называют ос¬
нованиями математики. Чтобы лучше понять содержав¬
шиеся в работах Маркса идеи, мы вначале познако¬
мимся с историей обоснования математического ана¬
лиза. Именно этой теме посвящена одна из последних
незаконченных работ Маркса, основное содержание
которой мы постараемся пересказать в несколько из¬
мененном виде.Создание дифференциального исчисления заверши¬
лось в основном в работах Ньютона и Лейбница, где
отрывочные факты, накопленные ранее, были сведены
в единую систему.Представьте себе длинную прямую дорогу, на кото_
рой стоит столб. В одну сторону от столба расстояние
измеряется положительными числами, а в другую —
отрицательными. Вы прогуливаетесь по этой дороге, и
в каждый момент времени известно, на каком рассто¬
янии от начала отсчета вы находитесь. Изменение с
течением времени вашего местонахождения можно изо¬
бразить на графике, где по одной оси откладывается
время, а по другой — расстояние. Взглянув на такой
график, вы можете немедленно восстановить в памяти
то место на дороге, где вы находились в тот или иной
момент времени.Однако, чтобы представление о вашем движении
было более полным, хотелось бы помимо координаты
знать и скорость вашего движения в каждый момент
времени. Основное содержание дифференциального
исчисления в том и состоит, что оно отвечает на вопрос,
как, зная зависимость расстояний от времени, найти1	Н. Марне и Ф. Энгельс. Соч., т. 33, стр. 72.2	К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 29, стр. 210.
Математика 17зависимость скорости от времени, не производя допол¬
нительных измерений.Нарисованная нами картина очень близка к тому,
как представлял себе роль дифференциального исчи¬
сления Ньютон. Для него все переменные, которые он
называл флюентами, т. е. текущими, изменялись во
времени. Скорости изменения флюент Ньютон называл
флюксиями, а бесконечно малые изменения флюент —
моментами (у Лейбница моменты получили название
дифференциалов, а флюксии стали называться произ¬
водными).Предположим, что по прямой перемещаются две
точки, координаты (флюенты) которых обозначены че¬
рез и и z. Нас интересует некоторая новая флюента у,
про которую известно, что она равна произведению
и и 2, т. е. у = uz. Зная и и z, найти у нетрудно, но хо¬
телось бы найти зависимость между скоростями измене¬
ния этих флюент, т. е. между их флюксиями. Рассужде¬
ния, которые мы сейчас приведем, полностью заимство¬
ваны у Ньютона, только пример мы выбрали другой.Если в некоторый момент времени флюента приня¬
ла значение у, а скорость ее изменения была равна у,
то через бесконечно малый отрезок времени, который
мы обозначим буквой о, ее координата будет равна
У + уо.«Пусть, например, дано уравнение у = uz. Подставь
в него и + йо, z + zo к у + уо вместо и, z и у, ты по¬
лучишьi	у + уо = UZ + 1120 ц20 + UZ00
Но по предположению у — uz. Поэтому вычеркни эти
<лены, а остальные раздели на о. При этом останется
у = tiz + ui -|- lizo
Но так как мы предположили о бесконечно малой вели¬
чиной, для того чтобы она могла выражать моменты
величин, то те члены, которые на нее умножены, можно
считать за ничто в сравнении с другими. Поэтому я ими
пренебрегаю, и остаетсяу = iiz -f- uz» 1Лейбниц ввел в дифференциальное исчисление сим¬
волику, которая очень удачно отражала внутреннее со¬
держание нового исчисления. Эта символика сохрани¬
лась и по сей день вместе с лейбницевской же термино¬
логией.Подробно разбирая основы дифференциального
исчисления, построенного Ньютоном и Лейбницем,
Маркс замечает, что это. исчисление недостаточно обос¬
нованно.Необоснованным (как говорит Маркс, мистическим)
является предположение, что любая функция времени,
в момент t равная и, может быть в неразличимо близ¬
кий момент времени t + о записана в виде и + йо.Чтобы получить правило дифференцирования произ¬
ведения у = uz, Ньютону пришлось «насильственно
уничтожить» член шго. То же самое происходит и при
выводе других формул дифференциального исчисления.
«...Почему насильственно уничтожаются стоящие на пути
члены?» — спрашивает Маркс. И дальше сам пишет:1	И. Ньютон. Математические работы, 1937, стр. 50.2	Природа, М 5«Ответ очень прост: это нашли чисто эксперименталь-.
но» '. К тому времени, когда Ньютон завершал создание
дифференциального исчисления, уже известны были
производные многих функций. Поэтому Ньютон занял¬
ся поисками метода, который приводил бы к успеху в
уже иэвёстных ситуациях и позволял бы ответить на те
же вопросы в более общей постановке. Такой метод
отыскать удалось, и тем самым построение исчисления
продвинулось далеко вперед.Ньютон насильственно отбрасывает те члены, кото¬
рые стоят на его пути, так как заранее знает, какой ре¬
зультат должен быть получен. Недостаток его исчисления
в том и состоит, что он с самого начала предполагает
моменты (дифференциалы) от и, z и у существующими
самостоятельно, отдельно от переменных величин, из
которых они возникли. Вместо того чтобы вывести мо¬
менты каким-либо математическим путем на основе
элементарной математики, Ньютон обрушивает на свое¬
го читателя сам факт их существования, после чего за¬
ставляет его признать и правила обращения с новыми
объектами.Отмечая эти недостатки исчисления Ньютона и Лейб¬
ница, Маркс называет его мистическим. Создатели исчис¬
ления, говорит Маркс, не знали, что математически пра¬
вильный результат основывается на столь же математи¬
чески ложном в самом основании предположении.
Но критику Маркса можно назвать конструктивной:
обращая внимание на шаткость основ исчисления,
Маркс стремится найти пути, которые привели бы к
исправлению этих недостатков.Поучительным является отношение Маркса к опре¬
делению производной. Его не мог удовлетворить мисти¬
ческий подход Ньютона и Лейбница, у которых новое
исчисление было оторвано от «старой», «алгебраиче¬
ской» основы. Правда, в более поздних работах Ньютона
содержались идеи, последовательное развитие которых
привело бы к тому обоснованию дифференциального
исчисления, которое было дано несколько позже
Д'Аламбером с помощью метода пределов.Маркс был знаком с методом Д'Аламбера по тем
источникам, которые имелись в его распоряжении, вы¬
соко ценил этот метод, поскольку в определении про¬
изводной, данном Д'Аламбером, уже была видна диа¬
лектическая связь с элементарной математикой и пра¬
вила дифференцирования выводились рациональным
образом. «Д’Аламбер сорвал с дифференциального ис¬
числения покров тайны и тем самым сделал огромный
шаг вперед» 2,— писал Маркс. И несмотря на такую вы¬
сокую оценку работ Д'Аламбера, Маркс счел необходи¬
мым дать собственное определение производной.Смысл рассуждений Маркса вкратце сводится к тому,
что для определения значения производной функции
j(i) в некоторой точке х, в которой производная суще¬
ствует, нужно вначале выйти в окрестность этой точки,
выбрав там другую точку хи и построить отношение
[ (зг) - / (сс-					Затем предстоит вернуться в точку х, ноX —сделать это нужно не непосредственно, тан как. положив1 К. Маркс. Математические рукописи. 1968, стр. 167.5	Тем же, стр. 175.
18 Математикав составленном ранее отношении х\ = х, мы придем
к выражению 0/0, в котором «испарился всякий след
его происхождения и значения» *. Маркс предлагает
возвращаться из точки х\ в точку х некоторым особым
образом, связанным с конкретным видом функции /(х).
Он даже подробно разрабатывает соответствующий ап¬
парат «алгебраического дифференцирования», смысл
которого можно пояснить на простом примере. Пусть
у = х2. Тогда у — у\ = х2 — Х\2, а следовательно,
У — 2/1 х!—хг	=	1. Так как выражение, стоящее в числите-х — агх х —Xiле, можно переписать в виде (х — Х\) (х + Xi), то после
сокращения на х — Х] (обратите внимание, что такая
операция законна, поскольку Xi ф х) получим, чтоУ — У1 ,х	 = х х1ш Полученную таким образом величинуМаркс называет «предварительной производной» и пи¬
шет: «Если мы теперь применим к этой «предваритель¬
ной производной» дифференциальный процесс, так что
станет х\ = х или х\ — х — 0» 2, то получим два раза
функцию х и производная будет поэтому равна 2х.Классическое определение производной как преде¬
ла — его можно найти в любом учебнике математиче¬
ского анализа — сохраняет всю ту диалектику, которую
Маркс вскрыл в своем определении производной. Одна¬
ко между этими двумя определениями есть существен¬
ная разница.Маркс стремился взрастить новое понятие на почве
«старого», «алгебраического» исчисления. Именно с
этой целью он придумывает свое «алгебраическое диф¬
ференцирование». А теперь вглядитесь внимательнее в
то, как он это делает, какие требования предъявляет к
математическому выводу. Вы заметите, что для
Маркса важно указать последовательность алгебраиче¬
ских операций (как сейчас говорят, алгоритм), приводя¬
щую к искомому результату. Поэтому о производных,
которые получены у Маркса с помощью «алгебраическо¬
го дифференцирования», можно сказать, что они по¬
строены конструктивно.Этого, однако, не скажешь о классическом опреде¬
лении производной, которое опирается на понятие
предела. Определение предела, например для последо¬
вательности, основано на том, что с течением времени
члены последовательности все теснее располагаются
вокруг своего предельного значения. Математическое
определение, приводимое в учебниках, отличается от
эюго лишь формальным разъяснением слов «с тече¬
нием времени» и «теснее». Наверное, даже очень да¬
лекому от математики человеку ясно, что такое разъ¬
яснение мало чем поможет вычислению конкретных
пределов. Таким образом, определение предела, а
следовательно, и классическое определение производ¬
ной, не являются конструктивными, т. е. не содержат
свода правил (алгоритма), позволяющего осуществлять
конкретные вычисления.Постараемся теперь выяснить, в чем же ценность
конструктивного понимания математики, элементы ко¬
торого мы находим у Маркса.1 К. Маркс. Математические рукописи, I960, стр. 33.
■ Там же, стр. 39.Возникновение математического анализа вызвало
среди математиков продолжительное смятение. Его и по
сей день испытывает каждый, кто ближе сталкивается
с основаниями этой науки, претендующей на роль хра¬
нительницы логики. Получив в руки бесконечное как
объект исследования, математики наводнили свою нау¬
ку страшными призраками, среди которых функция,
разрывная в каждой точке, считается вполне безобид¬
ным. Вот уже несколько столетий математики стремят¬
ся обосновать методы классического анализа, и чем
более тонкое обоснование они находят, тем более оше¬
ломляющие парадоксы появляются на горизонте. Кого
не приведет в уныние известный парадокс теории мно¬
жеств, утверждающий, что существует такое разбиение
шара на части, которое позволяет из получившихся час¬
тей составить два точно таких же шара!Конструктивное направление появилось в математике
как мессия, обещающий спасение ценой жертв и воз¬
держания. Математика должна была отказаться от рас¬
смотрения бесконечных множеств в качестве непосред¬
ственного объекта исследования. Был отвергнут и закон
исключенного третьего, на котором основано доказа¬
тельство от противного. В своем распоряжении конст¬
руктивисты оставили лишь те объекты, конструктив¬
ное построение которых потенциально осуществимо,
то есть возможно в предположении, что нам дано
достаточное количество времени, пространства и «строи¬
тельного материала».Стеснив себя столь жесткими рамками, они стремят¬
ся заново построить существующие математические тео¬
рии, в том числе и математический анализ, который
назван конструктивным анализом.Если понятие натурального числа а классическом
анализе не определяется, а считается изначальным, как,
например, точка или прямая в геометрии, то в конст¬
руктивном анализе оно вводится с помощью специаль¬
ного построения, которое мы опишем.Рассмотрим алфавит, состоящий из одной единствен¬
ной буквы — вертикальной черточки. Тогда любое слово
в этом алфавите определим как натуральное число.
Например, слово / / можно рассматривать как число
два, а слово /////// — как число семь.Когда конструктивисты говорят о последовательности
рациональных чисел, то подразумевают под этим алго¬
ритм, перерабатывающий всякое натуральное число в
некоторое рациональное.В настоящее время конструктивисты, среди которых
много замечательных советских математиков (А. А. Мар¬
ков, Н. А. Шанин, И. Д. Заславский, Г. С. Цейтин), все
настойчивее проникают в различные области матема¬
тики, получая подчас исключительные по своей неожи¬
данности результаты. Так, например, в конструктивном
анализе доказана непрерывность всякой конструктивной
функции действительной переменной в каждой точке,
где она определена. Ясно, что в обычном анализе нет
ничего подобного.С'ейчас представители конструктивного направления
ведут непримиримую войну с теми, кто стоит на клас¬
сических позициях. Конечно, мало кто из математиков
верит, что они смогут «похоронить» классическую ма¬
тематику, основанную на идеях создателя теории мно-
Математика lOжеств Георга Кантора. Однако оздоровительная цен¬
ность конструктивных идей, пожалуй, бесспорна. У этого
направления большое будущее, и многие открытия гря¬
дущей математики должны появиться при его участии.Сделанное сейчас отступление выполнило свою роль,
если помогло за кажущейся наивностью метода «алгеб¬
раического дифференцирования» разглядеть отблеск
глубокой идеи, которая в настоящее время завоевала
прочное место в математике.И все-таки основная нагрузка, которая падала у
Маркса на долю «алгебраического дифференциро¬
вания», была иной, и заключалась она в стремлении
показать с его помощью диалектическое единство эле¬
ментарной и высшей математики.Математические работы Маркса доказывают, что
ему удалось существенно продвинуться по этому труд¬
ному пути, где и по сей день остается много белых
пятен.Приступая к написанию основных математических
работ, Маркс наметил для себя стройную программу
исследования дифференциального исчисления. Он за¬
дался целью показать, как новое исчисление выросло на
почве «старого», «алгебраического» исчисления (вот для
чего нужно ему «алгебраическое дифференцирование»),
как на некотором этапе новое исчисление перестает
зависеть от старого и, по выражению Маркса, обособ¬
ляется. После этого следует длинный процесс разви¬
тия нового исчисления на своей собственной почве,
который достигает в некоторый момент апогея. И, на¬
конец, возвращение на почву «старого», «алгебраиче¬
ского» исчисления уже на новом уровне, обеспечиваю¬
щем более глубокое понимание исходных объектов ис¬
следования.Проследим, как описывает Маркс диалектическую
связь дифференциального исчисления с «алгебраиче¬
ским» в своей работе «О дифференциале», посланной
Энгельсу 21 ноября 1882 года.После того как дано определение производной и
выяснены алгебраические корни нового исчисления,
Маркс приступает к исследованию правила дифферен¬
цирования произведения у = uz, где и и z зависят от
одной переменной х. Идея, которую Маркс при этом
хочет подчеркнуть, такова: применяя к нахождению
производной произведения тот же метод, который мы
использовали в определении производной одной функ¬
ции, мы приходим к соотношениюdu du , dz—1— " z	1~ и 	.dx dx dxЭто соотношение не содержит и намека на связь с «ал¬
гебраическим» исчислением, которое его породило.
Стоящие в правой части du/dx и dz/dx «не противостоят
никакие 1%х) и <р'(х), для которых они в свою очередь
были бы символическими двойниками. Односторонне
появились они на свет, тени без тела, которое их отбро¬
сило, символические дифференциальные коэффициенты
без ' реальных дифференциальных коэффициентов,
т. е. без соответствующих эквивалентных [им] «произ¬
водных». Символический дифференциальный коэффи¬
циент становится, таким образом, самостоятель¬
ным исходным пунктом... Но тем самым и диффе¬ренциальное исчисление выступает как некое специ¬
фическое исчисление, которое оперирует уже само¬
стоятельно, на собственной почве... Алгебраический
метод, таким образом, сам собой превращается в про¬
тивоположный ему дифференциальный метод» '.Дальше Маркс предлагает отбросить в «символиче¬
ском оперативном» соотношенииdy du	dzdx dx dx
общий знаменатель dx. Мы получим:
d (uz) = zdu -f- udzВ этом выражении, замечает Маркс, исчез всякий
след его происхождения из соотношения между произ¬
водными. В самом деле, для нас теперь несущественно,
зависят ли функции и и z от одного лишь х или зависят
от нескольких переменных; для нас несущественно и
то, является ли х независимой переменной или нет.«Оно (это выражение — А. Р.) справедливо поэтому
как для случая, когда и и г зависят от х, так и для
случая, когда они — независимо от какого бы то ни было
отношения к х—лишь взаимозависимы. Это — с самого
начала символическое уравнение, и может с самого на¬
чала служить как символическое оперативное уравне¬
ние» 2.Отвлечемся на время от выяснения диалектического
единства математики и вдумаемся в смысл последней
фразы, в которой Маркс предлагает понимать диффе¬
ренциал как оперативный символ. Чем же интересен
такой подход?Мы хорошо знакомы с понятием функции, в основе
которого лежит идея соответствия между элементами
двух множеств. Когда мы говорим, что между двумя
множествами установлена функциональная зависимость,
то тем самым как бы связываем их элементы невидимы¬
ми (а на графике даже вполне зримыми) нитями.Но можно представлять себе эту связь иначе. Перед
нами машина, способная производить некоторые опре¬
деленные операции, за что она и получила название
«оператор». Рядом с машиной — груда сырья, которая
должна быть ею переработана. В роли сырья допусти¬
мы любые математические объекты, и устройство маши¬
ны, вообще говоря, может быть неограниченно слож¬
ным. Однако математиков интересуют те специальные
классы операторов, например линейные, которые объ¬
екты лишь складывают и умножают на число. Процесс
нахождения дифференциала функции можно рассмат¬
ривать как применение к ней некоторого специального
оператора.Такое «формальное» понимание дифференциала
противопоставляется его «предметному» восприятию,
которое позволяет нам иметь перед глазами некоторый
аналог понятия «дифференциал», отражающий внеш¬
нюю реальность. Однако предметное понимание диф¬
ференциала неудобно тем, что заставляет нас заранее
фиксировать независимую переменную. В той же самой
реальности, из которой почерпнуто «предметное»
восприятие дифференциала, абсолютно независимых
переменных нет. Даже решая какую-нибудь задачу из1 К. Марне. Математические рукописи. 1968, стр. 55—57.* 1ьм же, стр. 59.2'
а© Математикамеханики, мы нередко убеждаемся в необходимости
считать зависимой ту переменную, которая раньше фи¬
гурировала в этой задаче как независимая. Вряд ли
удобно в этом случае исчисление, вынуждающее в по¬
добной ситуации пересматривать все применявшиеся
формулы.В 1923 году известный французский математик
Ж. Адамар показал, что уйти от этого неудобства мож¬
но, введя в математический анализ трактовку диффе¬
ренциала как оперативного символа. В результате мы
получаем дифференциальные соотношения, безраз¬
личные к тому, какая функциональная зависимость име¬
ется между входящими в них переменными.И, конечно, совсем неожиданным для математиков
явилось то, что первым (за сорок лет до Адамара!) к
такой точке зрения пришел не математик, а философ-
материалист, вооруженный диалектикой.Вчитываясь в работы Маркса, посвященные диффе¬
ренциальному исчислению, мы должны признать, что в
ряде случаев в них содержится более глубокое пони¬
мание роли и сущности математических абстракций, чем
то, которое было свойственно передовым математикам
того времени.Вернемся к выяснению диалектического единства
элементарной и высшей математики, которое мы пре¬
рвали в тот момент, когда поняли, как новое исчисле¬
ния начинает оперировать на своей собственной почве.Вершиной развития дифференциального исчисления
Маркс считает теорему Тейлора, которая позволяет
свести любую аналитическую функцию к степенному ря¬
ду. В историческом очерке развития дифференциально¬
го исчисления Маркс пишет о формуле Тейлора: «В дей¬
ствительности это — наиболее общая, всеобъемлющая
теорема и одновременно оперативная формула диффе¬
ренциального исчисления...» '. Достигнув своей высшей
точки, дифференциальное исчисление позволяет нам
снова вернуться на алгебраическую почву, но уже на
более высокой ступени понимания алгебры.Достигнутая с помощью формулы Тейлора глубина
понимания большого класса функциональных зависимо¬
стей во многом определила успех приложения диф¬
ференциального исчисления к различным областям на¬
уки и техники. Это исчисление позволило изучать связи
между различными объектами исследования, заменяя
соотношения, нелинейные в «целом», соотношениями,
линейными в «малом». Если мы, например, рассмотрим
след, оставленный движущейся точкой, то он может
иметь весьма причудливую криволинейную форму. Как
правило, весь след целиком нельзя с известной сте¬
пенью точности заменить отрезком прямой. Однако
для достаточно малого куска траектории такая заме¬
на обычно оказывается допустимой. Это означает при¬
менимость в таких условиях аппарата дифференциаль¬
ного и интегрального исчисления, который позволяет в
дальнейшем сделать и обратный переход — от соот¬
ношений, линейных в «малом», к соотношениям, нели¬
нейным в «целом».Благодаря же формуле Тейлора подобную замену
можно осуществлять с любой степенью точности, при¬> К. Марне. Математические рукописи, 1968, стр. 179.ближая аналитическую функцию многочленом, свойства
которого хорошо изучены в алгебре. Таким образом,
довольно сложная функциональная зависимость в ито¬
ге сводится к простым арифметическим операциям.
Итак, поднявшись по бесконечной лестнице абстракций
на более высокую ступеньку, мы сумели свести слож¬
ную функциональную зависимость к простой арифме¬
тике. Здесь как нельзя лучше видна диалектика: от
сложного, через более сложное, к простому.Большой заслугой Маркса было то, что в своих ра¬
ботах он достиг современного понимания роли анали¬
тического аппарата исчисления. Он особо отмечал его
самостоятельную роль: для того чтобы можно было
«совершать с дифференциалом чудесные операции»,
«отнюдь не требуется проникновение в природу [диф¬
ференциальных символов — Ред.] dx, dyv>. Хотя в лю¬
бом исчислении мы должны иметь возможность не
только вводить новые символы, но и «выводить» их,
неумение на каком-то шаге «предметно» истолковать
полученный с помощью исчисления результат еще не
свидетельствует о неудаче в применении исчисления к
конкретной задаче.В связи с этим приходит на память недавний спор
между математиками и экономистами, одним из объек¬
тов которого были выводы, полученные математиками
из теории линейного программирования.В качестве основного довода против применения ли¬
нейного программирования некоторые экономисты вы¬
двигали свое несогласие с тем истолкованием конеч¬
ного результата теории, которое было дано математи¬
ками. Эти экономисты обычно не возражали против са¬
мой постановки задачи — она казалась им экономиче¬
ски очевидной. Их не могли удовлетворить выводы,
особенно так называемые «объективно обусловленные
оценки» (о. о. оценки), введенные Л. В. Канторовичем.
Математики доказали, что в условиях линейной эконо¬
мики достаточно установить цены на уровне этих оце¬
нок, что «автоматически» приведет к выполнению оп¬
тимального плана. Другими словами, возникнут усло¬
вия, когда предприятия в этой линейной модели, стре¬
мясь лишь к собственной выгоде, будут способствовать
выполнению плана для всей экономики в целом.Конечно, такие радужные результаты безоговорочно
верны лишь внутри того исчисления, в котором они бы¬
ли получены. Реальная экономическая действитель¬
ность гораздо, сложнее, чем модели, построенные в
рамках линейного программирования. Но сейчас речь
не об этом.Те, кто категорически выступил против использова¬
ния в экономике о. о. оценок, апеллировали к Марксу,
так как, по их мнению, интерпретация о. о. оценок в
качестве цен оптимального плана противоречит трудо¬
вой теории стоимости Маркса.Предположим на время, что математики дали не¬
верное толкование конечного результата построенного
ими йЛгчисления. В этом случае следовало стремиться к
получению правильной интерпретации, но даже ее от¬
сутствие, как и несогласие с ней, ни в коей мере не
могло служить аргументом против применения исчис¬
ления.
Математика 21Однако на самим деле данная математиками ин¬
терпретация оценок как цен оптимальною плана нико¬
им образом не противоречит марксовой теории тру*
довой стоимости.Маркс написал основные математические рукописи
одновременно с работой над третьим томом «Капита¬
ла». Пожалуй, размышления над диалектикой экономи¬
ческих форм, лежащих в основе его теорий, и приве¬
ли Маркса к пониманию диалектики математического
исчисления. И если Маркс не связывал развитие мате¬
матических абстракций с развитием абстракций эконо¬
мических, то только потому, что в то время не было
для такой связи реальной основы — математического
исчисления, применимого для исследования экономиче¬
ских процессов.Приступая к работе над «Капиталом», Маркс поста¬
вил перед собой задачу — выяснить экономическую
сущность капиталистического способа производства.
Для этого он должен был подняться над конкретной
экономической действительностью, как говорит Маркс,
над поверхностью, и представить себе, как протекали
бы те же самые экономические процессы в формах
менее конкретных, но зато более общих. Шаг за шагом
двигался Маркс к царству сухих и бескровных абстрак¬
ций, которые потеряли всякое внешнее сходство с дей¬
ствительностью, но сохранили главное — возможность
воссоздать реальность во всем ее многообразии.Путь Маркса к вершинам абстракций нам мало из¬
вестен, так же как обычно остается в тени путь учено¬
го к великому открытию. Зато во всех деталях нам зна¬
комы многочисленные трудности и повороты, подсте¬
регавшие Маркса на обратном пути. Чтобы доказать,
что там, в теневом мире абстракций, им найдена сущ¬
ность явления, Маркс должен был проделать обратный
путь вместе с построенными им абстракциями, показав,
как они постепенно обрастают мясом и возвращаются
на поверхность явлений неузнаваемые, но сохранившие
свою сущность.К сожалению, еще совсем недавно некоторые наши
экономисты, не умея справиться с изобретенными ими
же абстракциями, пытались приживить их на поверх¬
ности общества в том виде, в каком эти абстракции ис¬
пользовались для научного исследования.По сути дела, такую же ошибку допускали против¬
ники применения математических методов. Они не уч¬
ли того обстоятельства, что те математические модели,
против которых они выступали, были максимально при¬
способлены для отражения процессов, происходящих
на поверхности экономических явлений, а потому и не
могли претендовать на ту глубину их отражения, ко¬
торая необходима для моделей политэкономии. По¬
нятно также, что математические модели могут стро¬
иться на разных уровнях абстракции. Однако получен¬
ные с их помощью выводы Должны быть истолкованы
на том же уровне абстракции, на котором взяты исход¬
ные данные. Модели линейного программирования и
трудовая теория стоимости Маркса построены на раз¬
ных уровнях экономической абстракции, а потому вы¬
воды этих теорий могут не совпадать и не противоре¬
чить друг другу.Пройдет немного времени, и специалисты самых
разных направлений смогут поставить на свою книжную
полку том архивных документов Маркса, посвящен¬
ный его математическим рукописям. Подробное изу¬
чение этих работ должно помочь глубже уяснить роль
математического аппарата и правильно оценить его
возможности. Будем надеяться, что появление тпкой
книги оживит интерес к философским проблемам ма¬
тематики даже среди тех, кто сейчас, по выражению
Маркса, слишком поглощен материалом исчисления.УДК 92.51.33
22 ФизикаПоверхность
ФермиПрофессор М. И, Каганов, А. П. Филатов
ХарьковЛенинская премия 1967 г. была присуждена члену-кор-
респонденту АН СССР Илье Михайловичу Лифшицу за
исследование электронного энергетического спектра
металлов. Он и его сотрудники в Физико-техническом
институте АН УССР создали новое направление в элек¬
тронной теории металлов. Впервые поставлена задача
восстановления энергетического спектра электронов
проводимости по экспериментальным данным и теоре¬
тически разработаны методы решения этой задачи.
Были предсказаны новые явления, представляющие зна¬
чительный интерес, и большая часть из них подтвер¬
ждена экспериментально.Фундаментальное значение физики твердого тела
в развитии современной науки и техники, естественно,
привлекает к ней внимание широкого круга читателей.
Во втором номере за текущий год редакция опубли¬
ковала обзорную статью академика И. К. Кикоина и
Ю. Н. Смирнова. Редакция намерена посвятить ряд
статей отдельным аспектам физики твердого тела.
А так как основные понятия в исследованиях электрон¬
ного спектра металлов связаны с поверхностью Фер¬
ми, то именно с вопроса о ее сущности мы и начинаем
свое изложение.Моисей Исаакович
Каганов — доктор физи¬
ко-математических наук,
заведующий лаборато¬
рией теоретической фи¬
зики в Физико-техниче¬
ском институте АН УССР.
Основные работы отно¬
сятся к области кванто¬
вой теории твердого те¬
ла (физика металлов, фи¬
зика магнетизма) и фи¬
зике низких температур
(теория сверхтекучести
гелия).Аркадий Павлович
Филатов — аспирант ла¬
боратории теоретической
физики Физико-техниче¬
ского института АН УССР.Дату рождения физики твердого тела нельзя на¬
звать даже приблизительно. Использование научных от¬
крытий в практике всегда сочетается с поисками новых
закономерностей и фундаментальных законов. Это осо¬
бенно относится к физике твердого тела, роль которой
в техническом прогрессе не вызывает ни у кого сом¬
нений, Мы привыкли к тому, что твердые тела в технике
играют главным образом роль конструкционных мате¬
риалов; конечно многие металлы привычно использу¬
ются как проводники электрического тока, а железо и
сплавы на его основе — как магниты. Но в последние
годы область применения твердых тел необычно
расширилась, причем начали широко использоваться те
свойства, которые непосредственно связаны с динами¬
кой атомных частиц. Миниатюрные полупроводнико¬
вые элементы заменяют сложные радиолампы и соста¬
вляют основу современной радиотехники; небольшие
сверхпроводящие соленоиды позволяют получать гран¬
диозные магнитные поля и конкурируют с многотон¬
ными электромагнитами; ферритовые пленки становят¬
ся обязательыым элементом вычислительных машин;
кристаллы рубина служат источником мощных коге¬
рентных пучков света — на научной базе осуществле¬
на фантастическая идея, выраженная А. Толстым в ро¬
мане «Гиперболоид инженера Гарина».Законы движения атомных частиц, которые лежат а
основе применения твердых тел, во всех перечислен¬
ных и многих других случаях не могут быть поняты
без использования идей квантовой механики. Самым
важным и фундаментальным понятием, установленным
при 'внедрении квантовой механики в физику твердого
тела, несомненно является понятие о структурной
единице движения в системе сильно взаимодей¬
ствующих атомных частиц. Из-за взаимодействия атом-
Физика 23Рис. 1. Здание «Атомиума» на Всемирной выставке в Брюсселе
24 Физиканые частицы в твердом теле не могут двигаться неэа-
висимо. Поэтому любое возбуждение распространяется
в кристалле в виде волны. По общим законам квантовой
механики волны возникают, распространяются и погло¬
щаются только порциями — отдельными квантами. Эти
кванты имеют много общего с обычными частицами и
получили название квазичастиц. Мир квазичастиц
многообразен, так как многообразны типы движений
атомных частиц. Это и упругие (звуковые) волны в
кристаллах, и колебания спинов в ферро- и антиферро¬
магнетиках, и носители заряда в металлах и полупро¬
водниках.Разнообразие свойств твердых тел — и есть свиде¬
тельство разнообразия квазичастиц. А тепловые, маг¬
нитные, гальвано-, термомагнитные и другие явле¬
ния— следствия этих свойств — объясняются на осно¬
вании представлений о поведении квазичастиц раз¬
личной природы. Так, теплопроводность твердых тел
связана с движением фононов — квантов звука и с их
столкновениями. Резонансное поглощение света кри¬
сталлами — с превращением фотона в экситон, особую
квазичастицу, которая представляет собой возбуждение
молекулы, распространяющееся по кристаллу, и т. д.
Сотни лабораторий во всем мире заняты тщательным
изучением квазичастиц. Каждый год приносит новые
результаты. Законы, которые управляют движением
многих квазичастиц, не только поняты, но уже исполь¬
зуются в современной технике.Металлы с этой точки зрения еще недавно были
изучены крайне слабо. Наши представления о носите¬
лях заряда в металлах были очень приблизительны и
туманны. До самого последнего времени электроны
металла, определяющие большинство самых разнооб¬
разных свойств в нем, были, казалось, «на одно лицо».
Конечно, понимали, что есть нечто, отличающее элек¬
троны меди от электронов железа, но строгого объ¬
яснения, в чем состоит это отличие, не было. В послед¬
ние годы ситуация изменилась. Удалось найти методы,
позволяющие вторгнуться в мир квазичастиц, скрытый
за блестящей поверхностью металла. Электроны обре¬
ли индивидуальность. Теперь, когда хотят подчеркнуть
отличие электронов железа от электронов меди, го¬
ворят, что они обладают различными поверхно¬
стями Ферми1.В раскрытии природы металлического состояния су¬
щественную роль сыграли работы советских ученых —
физиков-экспериментаторов и теоретиков. Очень труд¬
но рассказать об этих работах популярно: популярное
изложение основано на аналогии, а квантовые свойст¬
ва электронов проводимости не имеют классических
аналогов. В частности, нет классического аналога у то¬
го, что именуется «поверхностью Ферми». Поэтому мы
поступим следующим образом: в этой статье попыта¬
емся объяснить основные понятия, которые фигури¬
руют в каждой современной работе по электронным
свойствам металлов, а потом, уже а отдельной статье,
расскажем о работах последних лет, позволивших су¬
щественно продвинуться в понимании свойств элек¬
тронов различных металлов.* «Природа», 1965, № 7, стр. 11—23.«Атомиум» и электроныСимволом Всемирной выставки в Брюсселе стало
фантастическое здание—«Атомиум» — система свя¬
занных между собой сфер, внутри которых располага¬
лись выставочные помещения (рис. 1). По замыслу ав¬
торов проекта здание должно изображать увеличенную
в сотни миллионов раз кристаллическую решетку же¬
леза. Следовательно, каждая сфера — атом железа.
Точнее — ион железа, т. е. атом, потерявший один или
несколько электронов. Где же они, эти «потерянные»
электроны?Если бы авторы «Атомиума» были последовательны¬
ми, им пришлось бы погрузить все здание в облако
пыли. Каждая пылинка должна была бы иметь разме¬
ры около 10 мк и изображала бы электрон. Правда,
облаком это скопище пылинок можно назвать весьма
условно: на каждую сферу (т. е. на каждый ион) при¬
ходилось бы всего несколько пылинок — электронов.
Однако роль этой «пыли» в реальном кристалле ог¬
ромна. Кристалл железа (да и любого другого метал¬
ла) не мог бы существовать без «пылинок»: ведь меж¬
ду ионами нет колонн, которые, как в «Атомиуме»,
поддерживают всю конструкцию, а все ионы заряжены
одинаково и, значит, отталкиваются друг от друга. Что
же удерживает их? «Пылинки» — электроны. Благода¬
ря им весь металл нейтрален и силы отталкивания ура¬
вновешены силами притяжения...Но электрон в металле не только скрепляет ионы,
он также (и это, пожалуй, его главное свойство) пере¬
носит электрический заряд, обеспечивает электро¬
проводность металла: благодаря движению
электронов, под действием приложенной к металлу
разности потенциалов, через металл течет ток. Элек¬
троны в металле так и называются — электроны
проводимости. Основное отличие металлов от
других тел в том и заключается, что в металлах всег¬
да есть электроны проводимости.Понять свойства электронов проводимости — зна¬
чит понять всю совокупность электрических, магнит¬
ных, тепловых, оптических, гальвано-, термомагнитных и
многих других свойств металлов. Но взгляните на
рис. 2. Это схематическое изображение одной ячейки
кристалла железа — прообраз «Атомиума». Однако и
здесь не показаны электроны. Почему? Потому что на
такой схеме их не изобразишь. Действительно, где-то
между ионами движутся электроны — один-два на
ячейку кристалла. Даже если изобразить очень много
ячеек (их приблизительно 10 23 на каждый кубический
сантиметр металла), то для электронов, пожалуй, не
найдется выразительных средств. Как изобразить газ?
Художники-импрессионисты потратили бесконечно мно¬
го усилий, чтобы научиться «писать воздух». Но даже
их высокое мастерство не может удовлетворить пе-
данта-физика. Формулы и графики для него более
«выразительны», чем знаменитый багровый туман на
картине Монэ.И -«се же мы попытаемся «нарисовать» газ электро¬
нов. Именно газ, так как электроны проводимости
лучше всего представить себе в виде газа, в который
погружена ионная кристаллическая решетка.
ФмэиюРис. 2. Строение кристалла железаМожет возникнуть вопрос: откуда в металле сво¬
бодные электроны? Дело в том, что объединение ато¬
мов (железа, например) в металл происходит путем
ионизации отдельных атомов, т. е. путем распада ато¬
ма на ион и электроны. Это обстоятельство (во всяком
случае, принципиально) давно объяснила квантовая ме¬
ханика. Итак, металл — совокупность больших, тяже¬
лы*, малоподвижных ионов и маленьких, легких, весь¬
ма подвижных электронов. Последнее обстоятельство
очень существенно. Расстояния между центрами ионов
того же порядка, что и размеры ионов. Несмотря на
это, электроны пролетают огромные (по атомным мас¬
штабам) расстояния — в тысячи, а в некоторых случаях
в десятки и сотни тысяч раз превышающие размеры
кристаллической ячейки. И это удивительное обстоя¬
тельство тоже объяснила квантовая механика...Главный «герой» нашего рассказа — газ электронов
проводимости. Познакомимся с ним поближе. Из мно¬
гочисленных свойств газа нас будут интересовать два:
число частиц (электронов) в единице объема и масса
отдельной частицы.Число частиц в единице объема (в одном кубиче¬
ском сантиметре) часто называют плотностью (как и
массу единицы объема) и обозначают буквой п. Плот¬
ность >лектронов огромна. Действительно, каждой
ячейке кристалла принадлежат один-два иона, от каж¬
дого иона отделились один-два электрона. В кубиче¬
ском сантиметре 1023 ячеек1. Таким образом, в одном
кубическом сантиметре металла 1023—1024 электронов,
а в одном кубическом сантиметре воздуха 2,7 • 10191 Размеры ячейки приблизительно 3-10“вХЗ* 10~ВХЗ • 10“8 см3, таккак радиус ионе порядка '3* 10~8 см.Рис. 3. Импульсное пространствочастиц, т. е. электронный газ более чем в десять тысяч
раз плотнее воздуха. Большая плотность электронного
газа — обстоятельство очень важное, как мы увидим в
дальнейшем. Зато весом электронный газ «не вышел».
Электрон в 3680 раз легче самой легкой молекулы,
входящей в состав воздуха (молекулы водорода). Мас¬
са электрона (обозначим ее буквой т) равна прибли¬
женно 10-27 г. Итак, газ электронов проводимости —
очень плотный газ, состоящий из чрезвычайно легких
частиц.Статистическая физика — наука о кол¬
лективах атомных частицДаже зная законы движения отдельной частицы,
совсем еще не просто найти законы, управляющие по¬
ведением коллектива — макроскопической совокупно¬
сти частиц. Это как в жизни: зная, как ведут себя от¬
дельные люди, трудно предположить, что будет де¬
лать толпа.Поведение коллектива нельзя описать в тех же тер¬
минах, что и поведение отдельной частицы. Нельзя,
например, проследить путь, проходимый каждой час¬
тицей: их для этого слишком много. Приходится доволь¬
ствоваться статистическими приемами — вычислять
среднюю скорость, среднюю энергию и т. д. Этим уже
более ста лет занимается специальная область физи¬
ки— статистическая физика (или попросту — статистика).
Но сравнительно недавно, лет тридцать назад, в эту
область вторглись идеи квантовой механики и роди¬
лась новая наука о коллективах частиц — к в а н т о-
26 Физикачя статистика. Квантовая статистика не отмени¬
ла классической. Она указала последней ее место. На
этом нам придется еще остановиться, но, забегая впе¬
ред, отметим, что обычно классическая статистика (пре¬
дельный случай квантовой) справедлива при высоких
температурах ’. Низкие температуры безраздельно
принадлежат квантовой статистике. Правда, слово
«низкие» надо понимать очень условно: чем больше
плотность, тем раньше начнется отступление от клас¬
сической статистики, тем более высокая температура
должна считаться «низкой».Простейший объект исследования статистической
физики — газ — совокупность слабо взаимодейству¬
ющих, редко сталкивающихся друг с другом частиц. Но
изучать на газе законы квантовой статистики удается
отнюдь не всегда — как правило, раньше чем про¬
явятся квантовые эффекты, газ превратится в жидкость,
а потом и вовсе затвердеет... Газ электронов прово¬
димости составляет примечательное исключение: ме¬
талл проводит ток и при температуре абсолютного нуля.
Значит, и при абсолютном нуле в нем есть электроны
проводимости. Более того, можно удостовериться, что
чем ниже температура, тем столкновения электронов
реже. Таким образом, с понижением температуры
электронный газ делается более идеальным. Прекрас¬
ный объект для демонстрации законов квантовой ста¬
тистики!Как мы уже говорили, главный наш «герой» — элек¬
тронный газ. Однако временно оставим его и займемся
обычным газом, воздухом например.Импульсное пространство. Функция
распределенияМолекулы газа находятся в беспрерывном движении.
Мерой их движения, как известно, является абсолют¬
ная температура — температура, отсчитываемая от
абсолютного нуля. Средняя скорость молекулы тем
больше, чем выше температура, а средняя кинетиче¬
ская энергия молекулы газа попросту пропорциональ¬
на температуре. Допустим, мы хотим проверить это
хорошо известное обстоятельство. Для этого надо
знать, как движутся все молекулы газа. Мы легко ус¬
тановили бы этот факт, измеряя скорость отдельной мо¬
лекулы и производя огромное количество замеров,
т. е. вычислив среднюю скорость молекул.Чтобы записать результаты замеров, введем систе¬
му координат, изображенную на рис. 3. На осях отло¬
жим значения проекций количества движения, или,
как более принято говорить, импульса р = mv. Любая
точка в этом трехмерном «пространстве» изображает
определенное значение импульса не только по вели¬
чине, но и по направлению. В частности, начало коор-1 Поясним: классическая статистика — менее точная наука, чем кван¬
товая. Однако при достаточно высоких температурах, как правило,
ошибка пренебрежимо мала. С понижением температуры ошибка при
пользовании законами классической статистики возрастает, и прихо¬
дится перейти к квантовой статистике. Может возникнуть естественный
вопрос: зачем пользоваться неточной классической статистикой, если
есть более точная ~ квантовая? Классическая — значительно проще,
а ошибка очень часто совершенно несущественна.1АРис. 4. Распределение частиц подчиняющегося класси¬
ческой статистике газа в импульсном пространствединат изображает импульс, равный нулю — импульс
неподвижной частицы. Получившееся «импульсное про¬
странство» 1 разобьем на маленькие ячейки. Теперь, из¬
мерив значение импульса, мы просто поставим точку
в соответствующую трехмерную клеточку.Чем чаще встречаются частицы с теми или иными
импульсами, тем больше точек будет в соответству¬
ющей области импульсного пространства. Производя
замеры достаточно долго и используя возможно более
точный прибор, мы пришли бы к картине, изображен¬
ной на рис. 4, и установили бы, что, во-первых, рас¬
пределение точек в импульсном пространстве облада¬
ет сферической симметрией, а во-вторых, оно наибо¬
лее плотно вблизи начала координат.Число точек в определенной клеточке импульсного
пространства (если сделать клеточки достаточно ма¬
ленькими) изображает число частиц с определенным
значением импульса. Это число, конечно, является
функцией импульса и носит название функции рас¬
пределения, так как характеризует распределение
частиц газа по импульсу (т. е. показывает, какая часть
всех частиц газа имеет тот или другой импульс). Итак,
рис. 4 есть своеобразное изображение функций рас¬
пределения.Производя эксперименты (измерение импульсов и
нанесение точек в импульсном пространстве) при раз-1 Мы в дальнейшем не будем ставить кавычки, говоря «импульсное
пространство», ведь оно столь же объективно, как и обычное про¬
странство, в котором мы живем.
Физика 27Рис. 5. Распределение частиц «классического» газа по
энергиямличных температурах, мы убедимся, что распределение
частиц зависит от температуры. С повышением темпе¬
ратуры «облако» расширяется, а его плотность падает;
с понижением температуры, наоборот, облако стяги¬
вается р началу координат, плотность его повышается.
Другими словами, с увеличением температуры увели¬
чивается количество быстрых частиц, а с понижением —
медленных. Может показаться, что рис. 4, на котором
«облако» наиболее плотно вблизи начала координат,
противоречит правильному утверждению, что большин¬
ство частиц имеет энергию, близкую к кТ (их импульс
порядка |/^mkT) *. Чтобы выпутаться из противоречия,
надо вспомнить, что наш рисунок изображает распре¬
деление частиц не только по величине импульса, но и
по его направлению. Подсчитав число частиц с опреде¬
ленной энергией, независимо от направления их дви¬
жения, и построив соответствующий график, мы убе¬
димся, что функция распределения (как функция энер¬
гии) имеет максимум при Т/2 в соответствии с нашими
представлениями (рис. 5).Функция распределения — одна из важнейших ха¬
рактеристик системы частиц. Ее знание позволяет рас¬
считать самые разнообразные свойства газа: давление,
теплоемкость, среднюю скорость и др. В частности,
вывести (а не постулировать) знаменитое уравнение
состояния идеального газа.Для классической статистики все идеальные газы из
элементарных частиц одинаковы. Различие между га¬
зами, наблюдаемое в природе, объясняется только
различием в структуре молекул. Мы на этом останав¬
ливаться не будем, так как нас интересует электронный
газ, а электроны заведомо элементарны.'	mv1	р‘	_1 Известно, чт*> энергия равна ' 2 1 или	9тп *	еслиэнергия порядке кТ, то импульс ~ У mkT«Рис. 6. Теплоемкость боэе-гаэаИзотопы гелия помогают понять
квантовую статистикуДля того чтобы продвинуться дальше, опишем ре¬
зультаты такого мысленного эксперимента. В двух оди¬
наковых сосудах объема V поместим одинаковое коли¬
чество атомов N. Но один сосуд будем наполнять ато¬
мами Не4, а другой — Не3.Символом «Не4» обозначается обычный тяжелый
изотоп гелия, а символом «Не3» — легкий. Оба изотопа
гелия химически совершенно тождественны (как и подо¬
бает изотопам), а различаются только тем, что в ядре
Не3 не хватает одного нейтрона (по сравнению с ядром
Не4). Это делает его на 25% легче. Есть еще одно важ¬
ное отличие между атомами Не4 и Не3, но о нем позже.Построим функцию распределения атомов гелия при
разных температурах. Казалось бы, результаты измере¬
ний в обоих сосудах должны быть тождественны, во
всяком случае, именно это утверждает классическая
статистика. Однако с понижением температуры мы за¬
метим систематически нарастающее различие в ре¬
зультатах исследования функций распределения Не3 и
Не4. Правда, различие в свойствах изотопов гелия ста¬
нет ощутимым при очень-очень низкой температуре —
в несколько сотых градуса (по шкале Кельвина).Эта цифра показывает условность описываемого
эксперимента. Значительно раньше, чем мы достигнем
таких низких температур, основная масса гелия превра¬
тится в жидкость. Но ведь это мысленный эксперимент!
Ему достаточно быть логичным. Тот мысленный экспери¬
мент, который мы проводим, этому условию удовлет¬
воряет. Представим себе, что было бы, если бы конден¬
сации газа в жидкость не происходило. Кроме того,
28 Физикаодин газ заведомо не конденсируется при сколь угодно
низкой температуре. Это газ электронов, для объясне¬
ния свойств которого и ведется наш рассказ.Мы назвали такую температуру, когда различие ■
свойствах Не3 и Не4 делается заметным. Откуда мы ее
взяли? Приведем формулу, происхождение которой
постараемся пояснить ниже.Квантовые явления (а, конечно, все различие в пове¬
дении Не3 и Не4 поясняется квантовыми эффекта¬
ми) существенны тогда, когда температура газа порядка
или ниже величины Тот _ п'3 Н2Здесь, кроме классических величин (к — постоянная
Больцмана, п = N/V — плотность газа, N — число частиц
в единице объема, m — масса атома), есть еще одна —
«Й». Это так называемая постоянная Планка, без кото¬
рой не обходится буквально ни одна квантовомехани¬
ческая формула. Ее значение = 10-27 эрг • сек.Температура То имеет несколько странное наимено¬
вание. Ее называют температурой вырожде¬
ния, А газ при температуре, которая ниже температу¬
ры вырождения,— вырожденным. Если вместо п
подставить 2,7 • 101э см-3 (значение, соответствующее ат¬
мосферному давлению при комнатной температуре/,
а вместо m — массу атома гелия, то мы получим тем¬
пературу То = 10-2 °К. Другими словами, начиная экспе¬
римент при комнатной температуре, мы заполнили со¬
суды гелием при атмосферном давлении.Откуда же взялась приведенная здесь формула?Для того чтобы пояснить ее происхождение, при¬
дется напомнить одно из основных положений кванто¬
вой теории: частица не имеет одновременно определен¬
ного значения импульса и определенного значения ко¬
ординаты, причем мерой неопределенности является
постоянная Планка. Математически это утверждение
описывается знаменитым соотношением неопределен¬
ности Гейзенберга: Ap-Ax^h. Оно означает:
неопределенность импульса (Ар), умноженная на
неопределенность координаты (Ах), больше или, в край¬
нем случае, равна постоянной Планка /г.Среднее расстояние между частицами в газе равно
нто и есть неопределенность координаты
(Дх ~ п-1/з). Следовательно, неопределенность импульса
APsS'ftn'/s.B классическом газе (т. е. в газе при вы¬
сокой температуре) средняя энергия частицы равна
2-кТ, а значит, средний импульс1 равен у^ЗткТ. Заме¬
тим, что с понижением температуры средний импульс
уменьшается, а минимальная неопределенность импуль¬
са Apmin = Йп'/зне зависит от температуры. Найдется
такая температура, начиная с которой неопределенность
импульса больше среднего импульса. Температура, при
которой средний импульс равен Apmin, и обозначена
буквой То.Естественно, что если температура близка к То,
а тем более если меньше ее, то квантовыми эффектами
пренебрегать нельзя.1 Если говорить точно, то под средним здесь понимается среднее
квадратичное значение импульса.IАРис. 7. Ферми-сфераБозе-эйнштейновская конденсацияПродолжим наши наблюдения над изотопами гелия.Функция распределения атомов Не3 по импульсам
будет непрерывно деформироваться с температурой,
все более существенно отличаясь от классической. Ее
вид при температуре абсолютного нуля и при темпера¬
турах значительно ниже То мы рассмотрим чуть позже.Займемся пока тяжелым изотопом гелия. Производя
эксперименты при низких температурах (а низкими мы
теперь будем называть температуры ниже температуры
вырождения), мы обнаружим удивительное обстоя¬
тельство, которое заставит нас десятки раз повторить
опыт. Из замкнутого сосуда как бы исчезают молеку¬
лы! Это не сверхтекучесть, как может подумать нетер¬
пеливый читатель. Мы проводим мысленный экспери¬
мент, сосуд замкнут, никаких, даже микроскопических,
щелей в нем нет. Молекулы исчезают внутри сосу¬
да! Прежде чем пытаться найти разгадку этого явле¬
ния — явление которое может поколебать нашу уве¬
ренность в неисчезаемости материи,— опишем его не¬
сколько подробнее. Начиная с температуры Т! = 4,4Т0,
число молекул газа в сосуде (которое мы определяем,
пересчитывая все движущиеся молекулы) ста¬
новится меньше, причем можно установить закон изме¬
нения этого числа с температурой:	Nt = N(T/Ti)3/z.
При абсолютном нуле частицы не обнаруживаются во¬
все... В чем дело? Наблюдательный читатель, может
быть, обратил внимание на слова в скобках: «которые
мы цоределяем, пересчитывая все движущиеся моле¬
кулы». Это и есть разгадка. Мы наблюдаем только
движущиеся частицы. При высоких температурах
Физика 20Рис. 8. Теплоемкость ферми-газанеподвижных частиц нет совсем (точнее, их бесконеч¬
но мало), но начиная с температуры, равной Г], конеч¬
ное число частиц имеет импульс, равный нулю При
абсолютном нуле все частицы газа находятся в этом со¬
стоянии. Не надо думать, что частицы с импульсом, рав¬
ным нулю, лежат на дне сосуда. Вспомните соотношение
неопределенности. Раз они имеют определенный импульс
(равный нулю), то, следовательно, их координата (т. е. их
положение в сосуде) вовсе не определена. Они находят¬
ся где-то в сосуде, но где... этого не только нельзя ска¬
зать, но и нельзя задать такой вопрос — он не имеет
смысла.Описанное здесь явление носит название б о з е-
эйнштейновской конденсации. С обычной
конденсацией (например, газа в жидкость) это явление
имеет весьма мало общего.Может показаться, что мысленный эксперимент на¬
рочно поставлен так, чтобы обнаружить кажущееся ис¬
чезновение частиц. Конечно, можно было бы каждый
раз взвешивать сосуд и убеждаться, что все частицы на
месте. Но все иные способы исследования газа, кроме
взвешивания, действительно показали бы «исчезнове¬
ние! частиц. В этом смысле особенно показательно
измерение теплоемкости (рис. 6). При температуре
ниже Т1 теплоемкость резко уменьшается вследствие
«вымерзания» частиц — перехода их в состояние с
импульсом, равным нулю.Ферми-дираковское вырождениеФункция распределения атомов Не3 по импуль¬
сам при низких температурах столь разительно отли¬| Сегаасно классической статистике, при сколь угодно низкой темпе¬
ратур* число покоящихся частиц бесконечно мало и только при1 =. О асе частицы неподвижны.чается от функции распределения атомов тяжелого
изотопа, что просто поражаешься: неужели это атомы
одного химического элемента?! Особенно разительно
отличие при температуре абсолютного нуля. Действи¬
тельно, при Т = 0 атомы Не3 заполняют в импульсном
пространстве сферу (рис. 7). Ее называют по имени ве¬
ликого физика Энрико Ферми ферми-сферой. Радиус
ферми-сферы тем больше, чем больше плотность час¬
тиц. Энергия частиц, расположенных на поверхности
ферми-сферы (она носит название энергии Ферми),
приблизительно равна температуре вырождения, ум¬
ноженной на постоянную Больцмана (кТ0).Приученные к разным «квантовым неожиданностям»,
мы часто теряем способность удивляться. И все же
хотелось бы, чтобы в этом месте прозвучало что-то
вроде «Не может 6ыть1». Действительно: температура
равна абсолютному нулю — казалось бы, должно пре¬
кратиться всякое движение (так, кстати, и происходит с
атомами Не4). А вместо этого все частицы движутся!
Можно подсчитать энергию частиц газа. Оказывается,
средняя энергия частицы (при абсолютном нуле) равна
3/5 от энергии Ферми — по атомным масштабам она
достаточно велика.Своеобразное распределение частиц по импульсам
приводит, естественно, к своеобразным свойствам га¬
за как целого. Если измерить теплоемкость Не3 в ши¬
роком интервале температур (мы по-прежнему не учи¬
тываем сжижения), то получим результат, изображен¬
ный на рис. 8. Следует обратить внимание на характер¬
ный линейный ход изменения теплоемкости при при¬
ближении температуры к абсолютному нулю. Кроме
того, при температурах, которые значительно ниже тем¬
пературы вырождения, теплоемкость очень мала по
сравнению с ее классическим значением для газа.На рис. 9 нанесена функция распределения ато¬
мов Не3 по импульсам (при абсолютном нуле и при
температуре, отличной от нуля, но малой по сравне¬
нию с температурой вырождения).Описанное здесь поведение легкого изотопа гелия,
как мы увидим ниже, является весьма общим свойст¬
вом некоторых газов и носит название ферм и-д и р а-
ковского вырождения.Этот маленький параграф особенно важен тем, что
все сказанное имеет непосредственное отношение к
газу электронов.Две статистикиРазличие между двумя изотопами гелия так суще¬
ственно, что не может не возникнуть естественного
вопроса о его причине. В чем же дело? Неужели при¬
чина только в различии масс? А что было бы, если бы
массы атомов отличались не на 25% (как в случае изо¬
топов гелия), а на несколько процентов (как в случае
более тяжелых элементов)? А если взять Не0 (такой,
правда нестабильный, изотоп гелия существует). Его
масса вдвое больше массы атома Не3 и в полтора ра-
1* больше массы атома Не4. Как будет вести себя Не8
при приближении его температуры к абсолютному
нулю? Как-нибудь иначе, чем Не5 и Не4? Неужели при¬
30 ФизикаРис. 9. Распределение частиц ферми-гаэа по энергиям:слева—при Т = 0; справа — при Т ф 0, но значитель¬
но меньшем, чем Торода столь неорганизованна, что каждое вещество (да¬
же оставаясь в газовой фазе) по-своему ведет себя с
приближением температуры к абсолютному нулю? Это
не так. Выражаясь официальным языком, существуют
только две статистики. Они, по имени ученых, их от¬
крывших, получили названия: статистика Бозе —
Эйнштейна (ее законам подчиняются, в частности,
атомы Не4) и статистика Ферми — Дирака (ато¬
мы Не3 подчинены ей). Газ из частиц, подчиняющихся
статистике Бозе — Эйнштейна, называют бозе-газом, а
его частицы — бозонами. Газ из частиц, подчиняющихся
статистике Ферми — Дирака, называют ферми-газом, а
частицы его — фермионами.Сколь различно ведут себя бозе- и ферми-газы,
мы пытались проиллюстрировать выше. Надо, однако,
помнить, что различие это проявляется только при
низкой температуре. При высокой температуре, т. е.
при температуре, большой по сравнению с темпера¬
турой вырождения, все газы из элементарных частиц
ведут себя одинаково.Спин и статистикаКакое же микроскопическое свойство, т.е. свойство,
относящееся к отдельной частице, определяет поведе¬
ние «коллектива» частиц? Это — спин частицы, т. е. ее
внутренний (собственный) момент количества движения.Согласно основным законам квантовой механики,
спин может быть равен либо целому, либо полуцело-
му числу постоянных Планка Д,либо вовсе отсутство¬
вать (равняться нулю). Можно сформулировать четкое
правило:Все частицы с пол /ц елым спином под¬
чиняются статистике Ферми — Дирака, а с
нулевым и целым — статистике Бозе — Эйн¬штейна. Или, другими словами: частицы с целым
или нулевым спином — это бозоны, а с полуцелым —
фермионы.Доказательство этого утверждения очень сложно.
Оно было получено Вольфгангом Паули и связано с
принадлежащим ему принципом запрета (принципом
Паули), согласно которому только одна частица с по¬
луцелым спином может находиться в определенном
квантовом состоянии.Запрет, не позволяющий скапливаться фермионам
в одном состоянии, очень ярко проявляется в их функ¬
ции распределения при температуре, близкой к аб¬
солютному нулю. При Т = 0 он мешает всем частицам
перейти в состояние с нулевым импульсом (см. рис. 7).
Принцип Паули «сильнее», чем свойственное всем сис¬
темам стремление занять при абсолютном нуле наи¬
более низкий энергетический уровень.Теперь становится понятным различие в поведении
Не4 и Не3. Спин атома Не4 равен нулю, а Не3 — поло¬
вине. Разница в величине спина объясняется нечетным
числом нуклонов в ядре атома Не3 (рис. 10). Нетрудно
предсказать гГоведение газа Не6. Так как спин его атома
равен нулю, то система из этих атомов подчиняется
статистике Бозе — Эйнштейна.Электроны проводимости —вырожден¬
ный ферми-газПора вернуться к электронам. Спин электрона ра¬
вен половине. Значит, электроны подчиняются статисти¬
ке Ферми — Дирака. Неожиданно другое. Если, вос¬
пользовавшись формулой для температуры вырожде¬
ния, подставить в нее данные, относящиеся к электро¬
нам проводимости металла (мы их специально выписали
Физика 31Рис. 10. Схематическая структура атомов Не3, Не4 и Не’’.
Суммарный спин равен нулю при четном числе нуклонов
и половине — при нечетномРис. I). Зависимость теплоемкости от температуры (при
низких температурах). По вертикальной оси отложено
отношение теплоемкости к квадрату температуры С/Т2;
по горизонтальной — абсолютная температура Т. Пунк¬
тирная линия — теплоемкость диэлектрика, сплошная —
металлана ci*p. 25), то мы получим результат, который несом¬
ненно заставит нас насторожиться: температура
вырождения электронного газа в метал¬
ле порядка 105°К. Это означает, что электронный
газ в металле уже при обычной комнатной темпера¬
туре, да и вплоть до температуры плавления — всег¬
да сильно вырожден, т. е. любой кусок метал¬
ле — естественный «хранитель» вырожденного, «кван¬
тового» газа со всеми его особенностями и свойст¬
вами.Представление об электронном газе как о вырож¬
денном газе, подчиняющемся статистике Ферми — Ди¬
рака,— основа наших знаний о физике металлического
состояния. Исходя из того, что электронный газ — это
вырожденный ферми-гаэ, удалось объяснить разнооб¬
разные свойства металлов (температурную зависи¬
мость сопротивления, термоэлектрические, магнитные
и гальваномагнитные явления и т. д. и т. п.).Уже с конца XIX в. было известно, что в металле
(в отличие от диэлектриков) есть свободные электро¬
ны. Было ясно, что их много: один-два на кристалли¬
ческую ячейку. Иначе нельзя было бы объяснить боль¬
шой электропроводности металла, его способности от¬
ражать свет, т. е. объяснить металлический блеск. Но
один простой экспериментальный факт, относящийся к
теплоемкости, не укладывался в стройную картину.
Тепл'оемкость металла, казалось бы, должна быть боль¬
ше, чем теплоемкость диэлектриков (изоляторов), и
притом, как показывали расчеты, более чем в полто¬
ра раза1 Не заметить этого нельзя. Но измеренная
теплоемкость (на один атом) упорно совпадала с теп¬лоемкостью диэлектриков. Свободные электроны не
обнаруживались. Эта проблема имела фундаменталь¬
ное значение. Она получила название парадокса о
теплоемкости. Если учесть свойства вырожден¬
ного ферми-газа, то все становится ясным, и парадокс
естественно разрешается. Температура, при которой
производились эксперименты, значительно ниже тем¬
пературы вырождения, а электронная теплоемкость в
этих условиях просто значительно меньше классиче¬
ской теплоемкости остальной «части» металла — его
решетки. (Вспомните поведение Не3 при низких тем¬
пературах и посмотрите еще раз на рис. 8).Можно ли вообще измерить электронную часть
теплоемкости металла и, тем самым, непосредственно
убедиться в существовании вырожденного газа
электронов? Производить эксперименты при темпера¬
туре, значительно превышающей температуру вырож¬
дения, невозможно: всякий металл в этом случае не
только расплавится, но и испарится. Оказывается, есть
другой способ — «опуститься» в область очень низких
температур. Вначале это может показаться нелепым:
ведь электронная теплоемкость при таких температурах
катастрофически мала (по сравнению с ее классиче¬
ским значением). А нас не интересует, во сколько раз
электронная теплоемкость меньше своего классиче¬
ского значения! Нам важно, чтобы она превышала теп¬
лоемкость кристаллической решетки: ведь измеряем
мы теплоемкость металла как целого, т. е. сумму теп¬
лоемкости ионной решетки и теплоемкости электрон¬
ного газа. Но теплоемкость решетки за счет кванто¬
вых эффектов (которые мы, к сожалению, не имеем
82ФМЗИКа3Рис. 12 Ферми-поверхности некоторых металлов: I —
сяинца; 2 — мышьяка; 3 — меди; 4—алюминия
Физика ззвозможности обсудить) уменьшается с приближением
к абсолютному нулю пропорционально третьей степени
абсолютной температуры (рис. 11), т. е. быстрее, чем
электронная теплоемкость, причем при температуре в
несколько абсолютных градусов они сравниваются. Это
уже не мысленный эксперимент. Электронная тепло¬
емкость большинства металлов измерена. Соответст¬
вующие данные приведены в современных справочни¬
ках. Они очень существенны для понимания природы
металлического состояния.Для тоге чтобы подчеркнуть удивительные свойст¬
ва вырожденного электронного газа, приведем следу¬
ющий факт, который противоречит нашей интуиции,
основанной на классических представлениях: вырож¬
денный электронный газ тем идеальнее, чем он плот¬
нее, т. е. чем меньше расстояние между электро¬
нами. Хотя это утверждение может показаться абсо¬
лютно бессмысленным, проанализировав его, мы убе¬
димся, что оно справедливо. Действительно, газ тем
идеальнее, чем меньше энергия взаимодействия между
частицами U по сравнению с их кинетической энерги¬
ей Е. Последняя, как мы указывали, растет пропорци¬
онально плотности в степени 2/3 (Е ~ п2/3). Электроны
взаимодействуют друг с другом по закону Кулона.
Энергия взаимодействия двух электронов обратно про¬
порциональна расстоянию между ними, т. е. растет
пропорционально плотности в степени 1/3 (U ~ п1/3).
Естественно, что с ростом плотности кинетическая энер¬
гия «перегонит» потенциальную, что и требовалось до¬
казать. Это свойство вырожденного газа дает в
руки фиэиков-теоретиков надежный способ анализа
свойств электронов (приближение большой плотности).Ферми-поверхностиМы в конце довольно утомительного пути. Теперь
можно, наконец, попытаться ответить на вопрос: что
такое поверхность Ферми? Шар на рис. 7 изображает
область импульсного пространства, занятую при тем¬
пературе абсолютного нуля атомами Не3, а сфера, ог¬
раничивающая область, занятую атомами Не3, и есть
ферми-поверхность легкого изотопа гелия, в данном
случае — ферми-сфера. У металла ферми-поверхность,
т. е. поверхность, которая отделяет область импульсно¬
го пространства, занятого при температуре абсолют¬
ного нуля электронами, как правило, очень сложна.
Некоторые типичные ферми-поверхности изображены
на рис. 12. Наиболее запутанные из них именуются
монстрами — страшилищами (эта шутливая терминоло¬
гия принята во всем.мире). Их рисуют на переплетах
серьезных монографий и на обложках популярных
брошюр. Модель ферми-поверхности алюминия стоит
на столе- в кабинете П. Л. Капицы. Ферми-поверхно¬
сти — современные визитные карточки металлов. Они
стали символом наших знаний о металлах.Осталось пояснить одну вещь: почему поверхности
Ферми металлов столь сложны, а поверхность Ферми
Не3 так проста. Атомы Не3 движутся в пустоте, а элек¬
троны — в сложном периодическом поле сил, источ¬ником которых являются ионы. Хотя электроны проле¬
тают огромные (по атомным масштабам) расстояния
без столкновения, их движение в кристаллической
решетке существенно отличается от движения в сво¬
бодном пространстве. Сложная динамика электронов
проявляется в том, Что энергия электрона сложнейшим
образом зависит от импульса. Последнее обстоятель¬
ство— истинная причина сложной формы поверхностей
Ферми.Чтобы воссоздать ферми-поверхности различных ме¬
таллов (сейчас известны поверхности Ферми тридцати
металлов), ученые разных стран измеряли сопротивле¬
ние металлов, изучали поглощение радиоволн санти¬
метрового и миллиметрового диапазона металличе¬
скими поверхностями, пропускали через металл ульт¬
развук, вычерчивали сложную зависимость магнитного
момента металла от магнитного поля. Эксперименты
производились в самых сложных условиях: при темпе¬
ратурах вблизи абсолютного нуля, в огромных магнит¬
ных полях. Рассказ об этих исследованиях должен сос¬
тавить содержание отдельной статьи.УДК 537.3tl.33; 530.(453 Природа, 5
84 БиологияМолекулярная
анатомияН. Г. Андерсон
СШАВ настоящее время в биологическом отделении
Ок-Риджской национальной лаборатории (штат Тен¬
несси, США) осуществляется программа исследований
по изучению клетки на молекулярном уровне (так
называемая программа МАН). Она состоит из пяти
основных пунктов: отбор клеток и тканей, пригодных
для изучения фракционирования клеток; разработка
препаративных методов высокого разрешения для
выделения основных компонентов клетки; разработка
методов для разделения и очистки макромолекул,
входящих в эти клеточные компоненты; разработка
автоматических систем для анализа веществ низкого
молекулярного веса, обнаруживаемых в виде моно.
мерных составляющих макромолекул или в свобод¬
ном виде; сравнение результатов этой систематиче¬
ской классификации компонентов клеток больного и
здорового человека с помощью клинических иссле¬
дований.Работам по изучению клетки в соответствии с
программой МАН посвящена публикуемая статья
Нормана Г. Андерсона — руководителя секции моле¬
кулярной анатомии упомянутой лаборатории. Так как
некоторые важные стороны молекулярных исследова¬
ний, которые Андерсон затронул вскользь, могут
представить интерес для читателя, в частности — се¬
диментация, мы обратились к научному сотруднику
Института молекулярной биологии АН СССР Р. Ш. Би.
бклашвили с просьбой рассказать о них подробнее.
(См. на стр. 43).♦Клетки и их комплексы, в которые они способны
самоорганизовываться (т. е. растения и животные),—
это наиболее сложные из всех систем, привлекающих
в настоящее время пристальное внимание ученых.
Было бы ошибкой считать, что детальное исследова¬
ние этих сложнейших систем легче или, по крайней
мере, дешевле, чем изучение космического простран¬
ства или атомного ядра. Тем не менее в США ассиг¬
нования по статьям федерального бюджета на
исследования космоса и в области атомной энергии
на несколько порядков выше расходов на научно-
исследовательскую работу по изучению клетки на
молекулярном уровне. Я полагаю, что причина такого
положения заключается не в том, что исследование
космического пространства более важно для, челове¬
чества или само по себе более интересно, и даже не
в том, что мы более ясно представляем себе цели и
практическое значение изучения космоса. Дело в
другом: в области биологических и медицинских наук
в сущности еще не разработано последовательной
программы научных исследований по изучению клетки
на молекулярном уровне.Начало такого рода научным изысканиям было
положено в Ок-Риджской лаборатории, где стала
осуществляться программа исследований по молеку¬
лярной анатомии (программа МАН). В настоящее
время сконструирован и запущен в работу прибор —
зональная центрифуга, позволяющая производить
разделение клеточных компонентов в таких размерах,
Биологи» доЗональная центрифуга в сущности представляет собой находящийся под давлением цилиндрический сосуд,
вращающийся вокруг своей оси, в котором содержится жидкость с градиентом плотности. Модель Ок-Риджской
центрифуги B-/V (в центре) имеет ротор, у которого стержень вверху выходит через подшипник наружу и
несет головку, к которой подходят две группы трубопроводов, что позволяет накачивать или откачивать
жидкость в период вращения. В модели Ок-Риджской зональной центрифуги B-XV (справа) нет подшипника, и
загрузка и разгрузка производятся при вращении на низких скоростяхкоторые ранее были невозможны. Если предвари¬
тельные исследования, которые я опишу в этой
статье, окажутся успешными, их результаты могут быть
положены в основу решения одной из наиболее
грандиозных задач второй половины XX в. — полного
анализа человеческой клетки.Во многих отношениях программа МАН сходна с
таким крупным научно-исследовательским проектом,
как Манхеггенский. Когда эта программа по освоению
ядерной энергии в начале второй мировой войны
делала первые шаги, все известные в то время мето¬
ды разделения изотопов подверглись систематиче¬
скому изучению специалистами из различных обла¬
стей химии и физики. В последующие два десятиле¬
тия, в течение которых Манхеттенский проект полу¬
чил свое развитие, были сформулированы некоторые
важные задачи, включающие разделение и получение
в измеримых количествах всех основных изотопов эле¬
ментов, встречающихся в природе, синтез новых транс¬
урановых элементов, а также строительство сооруже¬
ний для получения известных и обнаружения новых
субъядерных частиц.Главйое положение, которое было взято ае основу
при проведении всей этой работы, заключалось в
признании того, что все «элементарные» составные
части, вещества важны, и их свойства должны быть
полностью описаны с количественной точки зрения.До тех пор, пока хотя бы некоторые субъядерные
частицы остаются неизвестными, строение вещества
не может быть полностью расшифровано. Я полагаю,
что эти же выводы применимы и к молекулярным
компонентам клеток человека.До недавнего времени доказывалось, что основ¬
ное различие в исследовании атомов и клеток состоит
в том, что новые элементы и субатомные частицы
«укладываются» в теоретические схемы, тогда как
при изучении клеточных компонентов этого не про¬
исходит. Физики действительно могут сначала пред¬
сказать, где и как будет обнаружена новая частица,
а затем уже открыть ее. Следует, однако, заметить,
что многие крупные открытия, включая обнаружение
нейтронов, космических, рентгеновых, а-, $- и улУ*
чей, были сделаны не в соответствии с теоретически¬
ми предсказаниями, и лишь впоследствии они вписа¬
лись в физические схемы. Сооружение новых
крупных ускорителей в настоящее время отчасти
оправдано тем, что можно ожидать открытия новых
частиц. Это s сущности биологический подход к
изучению анатомии вещества;Я не хочу в этой статье умалять значение блестя¬
щих достижений теоретиков в физике и молекуляр¬
ной биологии. Я лишь хочу подчеркнуть, что большая
часть исследований в биологии на молекулярном
уровне все еще находится на очень ранней описа-3*
86 в*.Разделение частиц происходит 8 процесса их осаждения в поле центрифуги, и, следовательно, в зональ¬
ной центрифуге должны быть предусмотрены отделения — секторы (диаграмма слева). Это предотвращает
взаимодействие частиц с радиальными стенками, которое неизбежно происходит при центрифугировании с
помощью обычных центрифужных пробирок. В центре рисунка показана центрифуга B-XV, в которой цен¬
тральная честь роторной камеры разделена на 4 сектора. Справа — крыша роторательной или анатомической стадии '. И чем скорее
завершится этот период, тем лучше. Если теоретиче¬
ские исследования по молекулярной механике клетки
признать действительно важными, их надо проводить
на основании знаний о реальных клетках. До тех пор,
пока не завершено накопление сведений об отдель¬
ных компонентах клеток, установление взаимосвязи
между ними и развитие теорий, имеющих важное
значение для прогресса науки, будет происходить
медленно.Важность программы исследований по молекуляр¬
ной анатомии лучше всего можно проиллюстрировать
примерами иэ истории медицины. Идею, что клетки
должны быть описаны на уровне составляющих их
молекулярных компонентов, можно считать классиче¬
ской, так как развитие медицины шло по линии
постеленного описания и понимания сущности болез¬
ней, на уровне все меньших и меньших частей
человеческого тела. Научная основа этой тенденции
была заложена Андреем Везалием, который еще
а XVI в. описал с максимально возможной для того
времени степенью дифференциации строение челове¬
ческого тела. На основе этой описательной анатомии
было проведено изучение функций здорового и
больного человека — физиологии и патологии, а так¬
же лечение в виде хирургического вмешательства.*	Эту точку зрения авторе не разделают многие биологи. Прим. ред.Эта тенденция развивалась с изобретением и усо¬
вершенствованием микроскопа, в результате чего
была создана, во-первых, микроскопическая анатомия
и, во-вторых, впоследствии, под влиянием идей
немецкого патолога Рудольфа Вирхова — микроско¬
пическая патология. И сейчас практическая патолог чя
все еще остается в основном на микроскопическом
уровне.В настоящее время становится все яснее, что
большинство болезней человека вызывается наруше¬
ниями на молекулярном уровне и на этом уровне
должно происходить их лечение. До сих пор, однако,
число болезней, для которых дефективная (или отсут¬
ствующая) молекула была определена и выделена,
очень невелико. Еще не установлено специфическое
отличие раковой клетки от нормальной на молеку¬
лярном уровне. По-видимому, можно говорить о
существовании широкого круга дефектов на молеку¬
лярном уровне, обусловливающих появление лишь
незначительных отклонений от нормы, таких как не¬
большое снижение устойчивости к болезни, измене¬
ние продолжительности и характера течения болезни.Если лечение болезни проводится с помощью
специального лекарства, важно знать молекулярную
мишень, на которую действует этот лекарственный
препарат в клетке. Не менее существенно выяснить
молекулярные мишени, не имеющие отношения к
заболеванию и остающиеся неповрежденными. На се¬
годняшний день точки приложения действия боль-
87ишнства медикаментов, используемых для лечения
болезней человека, на молекулярном уровне все еще
остаются неизвестными.Оценка новых лекарственных препаратов прово¬
дится главным образом на основании общих реакций
у животных. До настоящего времени еще не разра¬
ботаны методы для определения, в каком месте
молекулярной структуры клетки лекарственный препа¬
рат оказывает благоприятное действие, а где он
может ее повредить. Так, небольшие дозы люминала
оказывают желаемое действие на центральную нерв¬
ную систему, но это же вещество может вызвать и
побочный эффект — ответную реакцию со стороны
печени. Такие побочные эффекты обычно выявляются
лишь после того, как основное действие медикамента
закончилось. Однако, если говорить о влиянии лекар¬
ства на молекулярные мишени и об отдаленных
последствиях, то наибольший интерес представляет
именно побочное действие. Чем больший период вре¬
мени необходим для того, чтобы побочные эффекты
могли проявиться, тем меньше шансов их обнаружить
и установить их причину. Очевидно также и то, что
отдаленные эффекты при использовании лекарствен¬
ных препаратов у человека остаются в течение
определенного времени невыявленными. Тем не менее
детальное исследование взаимодействия молекул в
клетках в конце концов позволит предсказать отда¬
ленные эффекты. Это показывает, как важно разви¬
вать методы выделения и идентификации элементар¬
ных молекулярных компонентов клеток человека.Описание молекулярной анатомии клеток — совер¬
шенно иная проблема, чем выделение отдельных чис¬
тых белков или кристаллических веществ, и оно тре¬
бует специального подхода. Чтобы выделить отдельные
вещества, нужно разработать соответствующую мето¬
дику определения интересующего нас соединения и
использовать ее для оценки нескольких этапов фрак¬
ционирования. Задача заключается в отделении мак¬
симального количества не интересующих нас веществ
от интересующего соединения на каждом этапе (при
этом мы оставляем без внимания отделяемую массу
веществ). Такой подход можно сравнить с процессом
создания маленькой статуи из большого куска мрамо¬
ра. Прежде чем появятся контуры статуи, значитель¬
ная часть куска мрамора уйдет в отходы.Если же рассматривать клетку как совокупность
дискретных молекулярных компонентов, требуется
принципиально иной подход. Разбирая на части слож¬
ную машину, чтобы понять как она работает, приходит¬
ся использовать набор различных инструментов, с
помощью которых можно получить наибольшее число
отдельны^ деталей. Сведения о взаимодействии этих
составных частей в машине накапливаются как при
разборке, так и при частичной или полной повторной
сборке. Следует дополнительно отметить, что каждая
деталь 'должна быть описана таким образом, чтобы ее
можно было идентифицировать при всех последующих
операциях.Программа исследований по молекулярной анато¬
мии одной из своих первых задач ставит разработку
инструментов и аппаратуры для разделения молекул.Эти инструменты целесообразно создавать при наибо¬
лее полном использовании достижений современной
технологии. Развитию и усовершенствованию аппара¬
туры надо уделять повседневное внимание, работая
в тесном, контакте с учеными-экспериментаторами, но
стараясь избегать при этом преждевременного приме¬
нения приборов, не прошедших надлежащего испы¬
тания.Исследования по программе МАН в течение прош¬
лого десятилетия развивались медленно. Однако в пос¬
ледние три года наметился резкий сдвиг, вызванный
тем, что в Ок-Риджской лаборатории к решению задач,
выдвинутых в этой программе, стали подходить с по¬
зиций интересов различных наук. При такой постанов¬
ке вопроса важно решить, какие экспериментальные
биологические исследования желательно было бы вы¬
полнить. Сущность этого подхода заключается в том,
чтобы расчленить большую и трудную проблему на
ряд конкретных задач, которые были бы понятны спе¬
циалистам и решение которых было бы возможно.Первый шаг в «упорядоченной разборке» клеток —
научиться разрушать их таким образом, чтобы нано¬
сить минимальное повреждение клеточным компонен¬
там. В тот момент, когда разрушается стенка клетки,
она прекращает свое существование как самоподдер-
живающаяся организованная единица. И если жизнь
есть свойство живых клеток, то их разрушение озна¬
чает наступление смерти. И все, что мы делаем даль¬
ше, строго говоря, уже представляет собой разделе-,
ние мертвого вещества. Есть ли в этом смысл?Первой демонстрацией клеточной активности, пере¬
живающей клетку, было обнаружение ферментации
у дрожжевых экстрактов двумя немецкими биолога¬
ми — братьями Бухнерами. Открытие этой активности,
названной «энзиматической», было лишь первой стра¬
ницей в длинной истории изучения промежуточного
обмена веществ. В настоящее время известно почти
700 ферментов, причем большинство из них сохраня¬
ет активные свойства в экстрактах из разрушенных
клеток. Однако ферменты — это лишь небольшие и
простые компоненты клетки по сравнению с такими
крупными и сложными ее структурами, как ядра или
митохондрии. Открытие того факта, что митохондрии
могут функционировать почти также эффективно вне
клеток, как и внутри их, послужило началом большой
серии исследований локализации различных клеточных
функций по отдельным клеточным органеллам. Резуль¬
татом этих работ был вывод, что практически все глав¬
ные функции клетки сохраняются после ее разруше¬
ния — по крайней мере в течение небольшого отрезка
времени. Это заставляет проводить исследования с
использованием экспрессных методик и при низких
температурах.Главная задача, которую мы ставим в Ок-Ридже,—
добиться разделения субклеточных частиц в больших
масштабах и с высокой степенью разрешения. Почти
все исследования проводятся на центрифугах с исполь¬
зованием жидкостей, имеющих различную плотность.
В простейшей форме градиент плотности жидкости
может быть создан, если наливать более легкую жид¬
кость на более тяжелую, а результате чего образуют-
#8 бМОЛвГН*'
Бнопоги. 30Последовательность событий при загрузке и разгрузке
зональной центрифуги. Ротор пред ставлен s вертикаль¬
ном и горизонтальном разрезах. Первоначально ротор
вращается с небольшой скоростью (а), и в это время
жидкость с различной плотностью накачивается через
трубопровод, ведущий к периферийной части ротора,
причем сначала подается более легкая жидкость. Она
удерживается в вертикальном положении с помощью
центробежной силы. Когда в роторе создан градиент
плотности жидкости, s него накачивается дополнитель¬
ная порция тяжелой жидкости так, что первые порции
легкой жидкости вытекают по центральному трубопро¬
воду (б). Затем направление потопа меняется на обрат¬
ное, и через центральный трубопровод подается суспен¬
зия опытной жидкости, взвешенные частицы в которой
подлежат разделению (в). Далее по центральному тру¬
бопроводу поступает порция легкой жидкости, которая
называется «покрывающей»; она изолирует слой, содер¬
жащий суспензию образца, от поверхностей оси ротора
(г). Эта операция завершает загрузну центрифуги при
небольших скоростях: далее статическая головка снима¬
ется и заменяется крышкой; в это время ротор продол¬
жает вращаться. Вакуумная камера центрифуги герме¬
тизируется, и в ращение ротора ускоряется до рабочих
скоростей. Благодаря существованию градиента плот¬ности жидкости частицы различной плотности осажда¬
ются в виде концентрических колец (д). После того как
разделение закончилось, вращение ротора замедляется,
статическая головка насаживается вновь и жидкость вы¬
тесняется по центральному трубопроводу вследствие
введения плотной жидкости в периферийную часть ро¬
тора (е). По мере того как находившаяся а роторе жид¬
кость откачивается из центрифуги, она пропускается че¬
рез контрольно-измерительный прибор, измеряющий
поглощение ультрафиолетовых лучей, и далее собира¬
ется в серию пробирок. На ленте самописца отмеча¬
ются пробирки, которые содержат выделенные частицы
(ж), 1 — введение жидкости с градиентом плотности;2	— статическая головка; 3 — введение плотного «под¬
стилающего» слоя; 4 — выведение порции легкой жидко¬
сти; 5 — выведение части жидкости иэ «подстилающего»
слоя; 6 — введение образца; 7 — выведение части жид¬
кости из «подстилающего» слоя; В — введение «покры¬
вающего» слоя; 9 — введение замещающего раствора;
10 — выведение части жидкости; tf —замещающий рас¬
твор; f2 — контрольно-измерительное устройство; 13 —
лента само писца; 14—зона тяжелых частиц; 15 — зона
легких частиц; 16 — растворимая зона; 17 — тяжелая;
18 — градиент плотности; 19 — легкая; 20 — выделен¬
ные фракции
БиологияВыделение «удельных компонентов содержимого кле¬
ток с помощью зонных центрифуг — первый этап
«организованной разборки» клеток. Такое разрушение
относится к числу мягких, при котором повреждение со¬
ставных компонентов минимально. В дальнейшем произ¬
водится анализ этих компонентов с помощью ряда об¬
щеизвестных приемов, включающих использование авто¬
матической аналитической техники. 1 — культура клеток;2	— выделение компонентов клеток с помощью зонных
центрифуг; 3 — выделение молекул; 4 — идентификация
молекул; 5 — образование антител; б — автоматические
аналитические системы; 7 — машинная обработка дан¬
ных и хранение информации; В — клинические исследо¬
ванияся 2 слоя. Через некоторое время в результате диффу¬
зии граница между жидкостями станет менее резкой,
возникнет промежуточная переходная зона и перепад
в плотности жидкости станет более плавным.Возникновение градиента плотности часто использу¬
ют для измерения плотности образцов, помещенных
в жидкость: образец расположится в том месте, где
его плотность окажется точно равной плотности окру¬
жающей жидкости. В нашей работе мы используем гра¬
диент плотности жидкости для того, чтобы стабилизи¬
ровать зоны осаждения при скоростном разделении
или для поддержания частиц во взвешенном состоянии
на таком уровне, который соответствует их плотности
при иэопикническом разделении '. Разделяя слои
жидкости в колонке, можно изолировать частицы, име¬
ющие сходные свойства. При использовании простых
колонок для разделения частиц этот процесс протекает
довольно медленно, так как для того, чтобы частицы
расположились на той высоте, которая соответствует1 Изопикническо* разделение (nWXVO£ — по греч. плотный) — раз до
ление не основании различий в плотности.их плотности, требуется значительный период времени.Течение этих процессов можно ускорить, если гра¬
диент плотности жидкости устанавливать с помощью
центрифуги. В сущности на центрифугах можно осу¬
ществить два типа процессов разделения: в зависи¬
мости от скорости осаждения частиц (зонально-ско'-
ростное центрифугирование) и от плотности жидкости,
в соответствии с которой, при достаточно длительном
центрифугировании, происходит стабилизация разме¬
щения частиц (изопикническое зональное центрифуги¬
рование). В обычной центрифуге пробирки висят вер¬
тикально, когда она выключена, а в период работы
пробирки постепенно расходятся в горизонтальное по¬
ложение.К сожалению, при высоких скоростях размер цен¬
трифужных пробирок жестко ограничен прочностью
доступных материалов. По этой причине в предвиди¬
мом будущем не представляется возможным исполь¬
зовать центрифужные пробирки объемом более 10—
20 мл для скорости вращения 40 ООО оборотов в ми¬
нуту (это примерно в 4 раза превышает скорость вра¬
щения турбины современного воздушного реактивно¬
го лайнера). При выполнении исследований по прог¬
рамме МАН нам необходимо располагать литрами
жидкости, разделенной в соответствии с градиентом
плотности на таких скоростях, какие указаны выше и
даже еще больших. Отсюда становится совершенно
очевидной задача конструирования роторных систем
нового тип».Решение этой проблемы — создание зональной
центрифуги, исходный прототип которой был сконструи¬
рован s Ок-Ридже г 1955 г. Если большие объемы
жидкости должны вращаться на высоких скоростях, то-
первый вопрос, на который надо получить ответ, очень
прост: сосуд какого типа может удерживать большой
объем жидкости в центрифужном поле? Им может
быть цилиндрический сосуд под давлением, вращаю¬
щийся вокруг собственной оси.В идеальном случае градиент плотности жидкости
в сосуде под давлением создается в отделеыии-секторе,
имеющем клиновидную форму, причем узкая часть
обращена к оси. Осаждающиеся частицы разделяют¬
ся при их седиментации. Вводя перегородки в сосуд
под давлением, или ротор, можно разделить внутрен¬
ний объем на 4 сектора.В небольших вращающихся центрифужных пробир¬
ках градиент плотности создается в неподвижных про¬
бирках. В зональном роторе градиент образуется, ког¬
да ротор вращается со скоростью достаточной, чтобы
удерживать жидкость у стенки таким образом, что гра¬
ница жидкости располагается вертикально. Для этого-
к оси ротора присоединяется специальная головка, че¬
рез которую в отверстия в перегородке (или стенке
ротора) по трубопроводам может накачиваться жид¬
кость. Она подается с помощью специального насоса
к крадо ротора, причем сначала поступает более лег¬
кая жидкость (обычно это раствор сахарозы низкой-
концентрации). Поступившие в ротор первые порции
жидкости под действием центробежной силы прижи¬
Биология 41В Ок-Ридже производится очистка вирусов с помощью зональных центрифуг. Слева показан вирус полиомие¬
лита, выделенный д-ром Дж. Солком, а справа — аденовирус типа 5, который вызывает заболевания верхних
дыхательных путеймаются к его стенкам, а затем, при накачивании но¬
вых порций раствора с большой плотностью, более
легкая жидкость смещается к оси ротора.Когда в роторе создан полный градиент плотности,
происходит подача более плотной жидкости через
отверстие в стенке ротора, что приводит к его запол¬
нению и вытеснению части легкой жидкости через
отверстие в оси. Далее направление потока в роторе
меняется на обратное, и через центральный трубопро¬
вод накачивается подлежащий разделению образец.
Затем он сдвигается к периферийной части ротора в
результате введения жидкости, которая имеет мень¬
шую плотность, чем плотность образца, и играет роль
покрывающего слоя. Когда образец и жидкость покры¬
вающего слоя поступили в ротор, равный объем более
плотной жидкости с периферии ротора откачивается.После выполнения всех этих операций можно при¬
ступить к разделению образца. В первых зональных
роторах головка оставалась надетой на ротор в период
работы центрифуги на высоких скоростях. В более
поздних конструкциях после заполнения центрифуги
головка снимается и заменяется крышкой. Затем из
роторной камеры откачивается воздух во избежание
разогрева за счет трения при высоких скоростях, и ско¬
рость вращения доводится до рабочей. Скорость, на
которой работает ротор, зависит от градиента плот¬
ности, характера частиц, подлежащих разделению, диа¬
метра ротора и прочности металла, ,из которого он
изготовлен. Большинство роторов было сделано из
сплавов алюминия, которые недавно были заменены
титаном. Он позволяет работать на более высокихскоростях, обеспечивает лучшую устойчивость к кор¬
розии и дает возможность проводить стерилизацию
с помощью пара.Используя роторы указанного типа можно выде¬
лить значительные количества клеточных ядер, мито¬
хондрий, тонкой и грубой эндоплазматической ретику¬
лярной ткани, полисом, рибосом, вирусов и макрогло¬
булинов, Исследования новых областей применения
зональных роторов в настоящее время проводятся в
Ок-Ридже, Научно-исследовательском институте Чес¬
тер-Битти в Лондоне, Национальном институте здоровья
в Вашингтоне, а также в трех фармацевтических фир¬
мах США. Одно из наиболее интересных применений
зональных центрифуг — очистка и идентификация вак¬
цин. Недавно появилось сообщение об очистке боль¬
ших количеств вируса гриппа Чарлзом Реймером и его
коллегами в Эль-Лилли. Аналогичные исследования
были выполнены Джоном Герином в лабораториях
Аббота, За один эксперимент может быть очищено
свыше миллиона доз одного вирусного штамма!Сравнительно недавно были разработаны методы
последовательного разделения, основанные на раз¬
личиях в скорости седиментации и образовании
колец с различной плотностью. Один из удивительных
факторов, обнаруженных при таком разделении,—
существование у большинства вирусов в клетках жи¬
вотных мелких двойников небольшой плотности. Если
физические свойства вируса известны, он может быть
выделен из ткани даже в том случае, когда присут¬
ствует в ничтожно малых количествах. В ряде лабо¬
раторий эта аппаратура применяется для поисков
42 Биологиявирусов, которые ранее не были выделены,— таких
как вирус гепатита и, возможно, вирус рака человека.До сих пор мы рассматривали только центрифуги,
в которых нет потока жидкости в роторе при высоких
скоростях. Исследования по центрифугированию в
непрерывном потоке вызвали к жизни различные
новые приемы в технике сепарации. Эта работа
первоначально была задумана для решения проблемы
концентрирования небольших количеств вируса из
больших объемов культуральной жидкости, что явля¬
ется первым необходимым шагом в выделении виру¬
са при приготовлении вакцин. По мере того как
работа продвигалась вперед, были сконструированы
более совершенные и сложные приборы, в которых
сочетается разделение на основе различий в скорости
седиментации и образования изопикнических поясов
в одном и том же роторе. Используя выход одной
центрифуги как вход для следующей, образуя
каскад, можно добиться выделения больших коли¬
честв отдельных клеточных фракций или вирусов.Инженерные аспекты этой проблемы изучаются
в техническом отделении Ок-Риджских газодиффузи¬
онных заводов, а биологические — в секции молеку¬
лярной анатомии отделения биологии Ок-Риджской
национальной лаборатории. Исследования с помощью
центрифуг первоначально рассматривались как крат¬
косрочные работы для решения отдельных вопросов.
Однако в настоящее время возникла потребность в
конструировании специализированных роторных сис¬
тем. Так, например, одна из наиболее актуальных
проблем — создание больших высокоскоростных ро¬
торов для разделения молекул ДНК на основе раз¬
личий в скорости осаждения. Так как ДНК в нативной
форме исключительно чувствительна к механическому
повреждению, основная трудность заключается во
введении и выведении образцов в ротор без повреж¬
дения. Экспериментальные роторные системы для
исследований по этой проблеме в настоящее время
конструируются в Ок-Ридже.Та часть программы МАН, которая решает задачи
разделения частиц, сейчас развивается очень быстро.
Основные вопросы, которые в настоящее время изу¬
чаются наиболее интенсивно, касаются развития ме¬
тодов разделения субклеточных частиц на молекуляр¬
ные компоненты и идентификации последних нэ
основании их физических и химических характеристик.
Для того чтобы это сделать, мы должны разрабо¬
тать аналитические и препаративные методы разделе¬
ния белков с учетом их размера, сродства к катионо-
и анионообменникам, электрофоретической подвиж¬
ности и растворимости. Каждый из этих методов
требует проведения исследовательской работы учены¬
ми и инженерами различных специальностей. По мере
того как будет создана аппаратура, пригодная для
анализа клеток человека, будут выделены один за
другим все их компоненты.Каковы же следующие шаги? Во-первых, надо
последовательно определить физические свойства и
строение каждого белка и нуклеиновой кислоты. Для
идентификации аминокислот в настоящее время
промышленность выпускает автоматические хромато¬графические приборы. Автоматическая аппаратура
для определения других веществ, часто связанных с
белками, пока еще не разработана, и в этом плане
в широких масштабах проводятся специальные рабо¬
ты в Ок-Ридже. По-прежнему остается острым вопрос
конструирования дополнительных автоматических ана¬
лизаторов для низкомолекулярных соединений, обыч¬
но присутствующих в клетках и гидролизатах.Если мы хотим знать, что данный белок, выделен¬
ный из определенной ткани, присутствует и в других
тканях, и если это так, то нужно определить, в каких
количествах нам необходимо разработать специфиче¬
ские методы обнаружения каждого белка. Антитела,
образующиеся у животных, служат теми специфиче¬
скими реагентами, позволяющими провести количе¬
ственные определения в очень небольших по объему
образцах. Не используя реакции взаимодействия с
антителами, трудно ответить на вопрос, как изменя¬
ется каждый белок в здоровом или больном организ¬
ме. Ответ отчасти зависит от того, остается ли лекар¬
ство связанным с белком после осаждения его с
антителом.В настоящее время известны специфические антите¬
ла для главных белков плазмы человека. С их
помощью могут быть проведены количественные
исследования с очень небольшими пробами плазмы.
Уже сейчас можно констатировать, что почти для всех
белков, обнаруженных в плазме крови (отделенной
от самих клеток), изменения, связанные с болезнью,
известны. По-видимому, можно предположить, что
аналогичные изменения будут открыты на уровне
макромолекулярных компонентов клетки. Но этого
можно достигнуть лишь в том случае, если на реше¬
ние вопросов молекулярной анатомии будет затраче¬
но не меньше интеллектуальных усилий, а, возможно,
и финансовых ассигнований, чем на изучение, скажем,
космоса или строения вещества. Без этого важные с
медицинской точки зрения особенности в строении
человеческой клетки могут еще долгое время оста¬
ваться для нас закрытой книгой.Перевод с английского Р. М. Алексахина. «Science Jour¬
nal». v, 3, 1967, № 1, pp. 35—41.УДК 576.3
43СедиментацияР. Ш. Бибилашвили
Институт молекулярной биологии АН СССР
МоскваДля того чтобы возникла новая на/ка, недостаточно
существования проблем, которые она должна решить:
необходимо также, чтобы были найдены реальные
пути для их решения, чтобы была создана основа
методологии этой науки. Такая методическая основа
в молекулярной биологии отчасти уже сформирова¬
лась, и один из важных ее методов — седиментация.Что* же такое седиментация?Капли дождя падают на землю — это седимента¬
ция. Идет снег—это тоже седиментация. Оседает
взмученный в воде песок — .и это седиментация. На
этих простых примерах можно выявить характерные
черты явления. Легко убедиться, что снежинки
падают на землю гораздо медленнее капель дождя,
взмученный песок опускается на дно стакана с водой
почти мгновенно, а в стакане с глицерином (из-за
его большой вязкости) или в четыреххлористом
углероде (из-за его большой плотности по сравнению
с водой)—гораздо медленнее. Скорость оседания
частиц зависит от их массы, формы, плотности, а так¬
же от плотности и вязкости среды.То обстоятельство, что скорость оседания частицы
зависит от ее массы и свойств среды, можно исполь¬
зовать для отделения крупных частиц от мелких.
И сделать это можно разными способами. Например,
взять сосуд с водой, взболтать в нем смесь частиц
разного размера и, подождав некоторое время, слить
воду с частицами, которые не успели осесть. Ясно,
что фракционирование таким методом очень грубое,
так как мелкие частицы, которые находились ближе
к дну, осядут, несмотря на маленькую скорость,
быстрее, чем более крупные, которые находились у
поверхности, Из-за этого для хорошего фракциони¬
рования операцию надо повторить много раз, что,
естественно, приводит к большим потерям времени
и материала.Можно провести фракционирование иначе. Для
этого надо пропустить через сосуд с суспендирован¬ными в нем частицами воду с постоянной скоростью
снизу вверх. Тогда все частицы, скорость оседания
которых превышает скорость течения воды, осядут, а
остальные будут унесены. Если поставить последова¬
тельно несколько сосудов со все возрастающим диа*
метром, то линейная скорость течения воды в них
будет тем больше, чем меньше диаметр сосуда. По¬
этому частицы, унесенные из первого сосуда, осядут
во втором, если скорость их оседания больше, чем
скорость течения воды во втором сосуде, а осталь¬
ные будут унесены в третий и т. д. Таким образом,
можно без потерь расфракционировать частицы по
размерам с необходимой точностью.Можно воспользоваться и зависимостью скорости
оседания частиц от вязкости среды. Взять сосуд, в
котором слоями расположены среды с возрастающей
вязкостью и плотностью (градиент вязкости и плот¬
ности), а разделяемую смесь нанести тонким слоем
наверх. Тогда частицы с большей массой опускаются
ниже, чем частицы с меньшей массой, и через неко¬
торое время, разделив слои, можно отобрать частицы
разных размеров. Градиент плотности среды служит
для предотвращения конвекционных потоков внутри
стакана. Если бы мы не создали градиент плотности,
то малейшие случайные нарушения (в температуре,
плотности и т. п.) в каких-либо участках объема жид¬
кости вызывали бы конвекционные потоки находя¬
щихся в безразличном равновесии слоев жидкости и
произошло бы полное перемешивание расслоившихся
частиц. При наличии градиента плотности слои жид¬
кости находятся не в безразличном, а в устойчивом
равновесии, поэтому случайные изменения не приво¬
дят к перемешиванию.Иную роль играет градиент вязкости. Постепенно
замедляя движение больших частиц, градиент вязко¬
сти не дает им дойти до самого дна и там переме¬
шаться. В то же время движение мелких частиц
происходит в зоне низкой вязкости, что дает им
возможность отделяться друг от друга. Таким обра¬
зом, градиент вязкости играет ту же роль, как и
логарифмическая координата при изображении гра¬
фиков. Способ фракционирования частиц с примене¬
нием градиента плотности называется зональным.Частицы разного размера и разной плотности
могут иметь одинаковую скорость оседания в воде.
В этом случае можно разделить частицы, пользуясь
тем, что скорость оседания зависит от разности
плотности частицы и среды. Изменив плотность среды,
можно изменить скорость оседания частиц разной
плотности на различную величину и даже подобрать
такую среду, чтобы одни частицы оседали, а другие
всплывали. Ясно, что если мы, как в предшествующем
методе, создадим градиент плотности (градиент вяз¬
кости нам на этот раз не нужен) и все присутству¬
ющие частицы смогут найти такой слой (зону), в
котором плотность среды равна их собственной, они
обязательно расслоятся по этим зонам. Частицы,
находящиеся ниже своей зоны, будут всплывать
(флотировать), а те, которые выше, оседать (седи-
ментироватъ). Движение будет продолжаться до тех
пор, пока частица не попадет в зону с равной ей
44плотностью. Тогда она остановится. Такое разделение
называется мзопикническим. Зная плотность среды в
каждой зоне, можно по результатам разделения
определить плотность частиц. Кроме того, измерив
ширину зоны, занимаемой частицами, можно опреде¬
лить их вес.Применяя един из трех первых способов совмест¬
но с четвертым к одной и той же смеси, можно
расфракционировать частицы по плотности и по
размерам. Все это легко осуществляется для срав¬
нительно крупных частиц. Но чем мельче частицы,
тем большее влияние на них оказывает тепловое
движение молекул среды. Так что слишком мелкая
пыль вовсе не осядет на дно стакана с водой, сколь¬
ко бы времени мы ни ждали, а распределится по
высоте стакана, по закону Больцмана:(Р — Ро) vShfli — 71q€ ‘	~jcTгде rii — число частиц в единице объема на высоте h;
hn — то же число у дна сосуда; к — константа Больц¬
мана; g — ускорение земного тяготения; Т — темпера¬
тура в градусах Кельвина; v — объем частиц; р и р0 —
плотность частицы в растворенном состоянии.Этим распределением можно воспользоваться,
чтобы измерить вес частичек, если они гомогенны.
Но для этого они должны быть достаточно крупными,
чтобы при доступных размерах сосуда различие в
концентрации можно было измерить. Например, для
сосуда высотой в 10 см при комнатной температуре
и при разности плотностей частиц и среды
0,3—0,4 г/см3 (средняя разница между плотностью
белка и воды) доступными для измерения оказывают¬
ся частицы с диаметром порядка 0,1 мк и весом в
10—15 г. Время достижения равновесия при этом —■
несколько суток. При высоте сосуда в 1 м и прочих
равных условиях можно измерять частицы с диа¬
метром 0,045 мк (450 А) и весом в 10-16 г, но время
установления равновесия возрастет в 100 раз.Очевидно, что по скорости осаждения удобно
фракционировать частицы гораздо большие, чем
0,1 мк в диаметре. Практически, осаждение, которое
можно осуществить в течение нескольких часов,
применяя только силу тяжести, ограничено частицами,
подобными эритроцитам и другим, с размерами,
колеблющимися в пределах нескольких микрон и
больше. Молекулы же, даже если их молекулярный
вес измеряется десятками тысяч дальтон (1 дальтон=
= 1,65-10-24 г), дадут совершенно однородное рас¬
пределение концентрации по высоте. Чтобы приме¬
нить перечисленные способы разделения частиц к
молекулам, существует только один выход — увели¬
чить силу земного тяготения примерно в 104—105 раз.Как это делается, или техника
ультрацентрифугированияЭтого сравнительно легко достичь за счет центро¬
бежной силы. Нужно вращать сосуд (кювету) с вещест¬
вом, находящемся на расстоянии около 6 см от оси
вращения, со скоростью 10000—60000 об/мин. Прибо¬
ры, с помощью которых это осуществляется, называ¬ются ультрацентрифугами. По назначению они разделя*
ются на препаративные и аналитические. Первые слу¬
жат для фракционирования макромолокулярных сме¬
сей, вторые для измерения физико-химических свойств
(молекулярного веса, плотности, формы, гидратации
и т. д.) молекул.Ультрацентрифуги должны удовлетворять целому
ряду требований, которые сильно усложняют их кон*
струкцию. Так, скорость вращения ротора (в котором
помещается кювета с веществом) должна поддержи¬
ваться с достаточной точностью и стабильностью (1 %
для препаративных и 0,1 % для аналитических центри¬
фуг). Вибрации ротора должны быть очень малы (не
более 5—10 мк для аналитических центрифуг), а его
температура — постоянной (с точностью до 0,1—0,02° С)
и строго определенной, наперед заданной. У препара¬
тивных центрифуг объем роторов должен быть доста¬
точно велик для того, чтобы можно было разделять
достаточно большие количества вещества. И, наконец,
аналитические центрифуги должны снабжаться чувств кь
тельными приборами для наблюдения за осаждением
молекул. Все эти требования приводят к очень боль¬
шому усложнению аппаратуры, увеличению ее стой-
мости и уменьшению надежности работы.Первые ультрацентрифуги были сконструированы и
построены в Швеции Т. Сведбергом с сотрудниками
в начале 20-х годов нашего столетия. Они предназна¬
чались для изучения статистического распределения
размеров частиц в коллоидах. Однако уже в 1926 г.
появилась первая работа по использованию нового при¬
бора для измерения молекулярного веса белка. Тер¬
мин «ультрацентрифуга» был предложен в эти годы
Т. Сведбергом для обозначения аналитических цен¬
трифуг, однако, сейчас уже стало общепринятым под
этим словом понимать всякий тип высокоскоростной
центрифуги.Первые центрифуги имели тяжелый стальной ро¬
тор, располагавшийся горизонтально в подшипниках,
оставлявших ротору некоторую возможность самоба-
лансироваться. Самобалансировка была очень ограни¬
ченна, поэтому ротор необходимо было балансировать
перед каждым экспериментом на отдельном стенде,
Ротор привадился в движение небольшими масляньн
ми турбинками диаметром 7 мм, расположенными на
одном валу с ротором; скорость вращения регулиро¬
валась изменением давления масла (7—9 атм). Ротор
вращался в атмосфере водорода при давлении 10—
15 мм ртутного столба, служившего термостатирующей
средой (вследствие большой теплопроводности и ма¬
ленькой вязкости). На отдельных, маленьких роторах
скорость вращения достигала 140 000 об/мин (500 000?),
но для общих целей наиболее практичным был при¬
знан ротор на 65000 об/мин при расстоянии кюветы от
оси вращения 6,5 см. Развиваемое при этом центро¬
бежное ускорение в 300 000 раз превышало ускорение
земного тяготения. Для регистрации движения моле
кул использовался оптический метод поглощения све.
та (обычно ультрафиолетового) веществом, находя*
щимся в кювете.Так как поглощение света тем больше, чем выше
концентрация вещества, то, измеряя поглощение све¬
456 первой пробирке (слева) исходная смесь частиц трех размеров. В последующих пробирках показано распре¬
деление частиц по высоте через равные промежутки времени. В осадке присутствуют частицы всех трех
размеров. Справа — стандартный «угловой» ротор на 40 ООО об/мин. Общий вид без крышки. В отверстия-
гнезда вставляются пробирки с крышками, которые располагаются под углом к вертикали, как показано на
схеме ряд@м. Стрелки указывают направление действия силыта в разных частях кюветы в разное время, можно ре¬
гистрировать изменение распределения концентрации
вещества в кювете со временем. Измеряя по снимкам,
сделанным через определенные промежутки времени,
скорость оседания молекул, можно измерять их мо¬
лекулярный вес и другие физико-химические характе¬
ристики.Позднее метод поглощения был вытеснен другим,
более наглядным и удобным при расчетах. Последний
основан на том, что существует однозначная связь
между концентрацией вещества и показателем пре¬
ломления света. Метод Фильпота — Свенсона реги¬
стрирует градиент показателя преломления в радиаль¬
ном направлении, который пропорционален градиен¬
ту концентрации вещества вдоль того же направления.
Наблюдая за перемещением пика градиента концен¬
трации, определяют те же самые параметры. Большое
преимущество последнего метода в том, что наблю¬
дение происходит а видимом свете и за движением
осаждаемого вещества можно наблюдать на экране.Сведберговские центрифуги были довольно надеж¬
ны в эксплуатации (при аккуратном обращении с водо¬
родом), имели очень большой срок службы, однако
были очень дороги, неудобны а обращении, крайне
чувствительны к разбалансу ротора и чрезвычайно
громоздки. Несмотря на это, они и сейчас еще эксплуа¬
тируются в Упсале и в некоторых других местах.Одновременно разрабатывались новые типы цен¬
трифуг— центрифуги на воздушных подшипниках.
В 1915—1927 гг. Генриот и др. показали, что можно
достичь очень высоких скоростей вращения без меха¬
нических опор. Для этого изготавливался ротор, имею¬
щий коническое основание, который увлекался вра¬
щающимся слоем воздуха, выходящим под давлением
из сопел конического статора. Хотя вращение такогоротора было довольно равномерным, проводить ана¬
литическое центрифугирование в таких роторах было
невозможно из-за конвекционных потоков, вызываемых
большими температурными градиентами в роторе.В начале 30-х годов Бимс и Пиккальс подвесили
во вращающемся волчке другой ротор, содержавший
кювету с веществом, устранив тем самым местные пе¬
регревы ротора. Новые центрифуги не были столь
совершенны, как сведберговские, но были гораздо
удобнее и дешевле. Более того, подвесной ротор
устранял основной дефект масляных центрифуг — он
был самоуравновешивзющимся. Случайный разбаланс
ротора, возникший, например, в результате разгерме¬
тизации кюветы, не приводил к аварии. В дальнейшем
система с подвесными роторами совершенствовалась:
воздушная подушка была заменена воздушной турби¬
ной, стальной ротор — дюралевым или титановым, под¬
вешенным вертикально на гибком валу (стальная стру¬
на диаметром 2—3 мм). Центрифуги с подвесным ро¬
тором в настоящее время почти полностью вытеснили
сведберговские центрифуги с жесткой фиксацией ро¬
тора.Несмотря не несовершенство первых ультрацен¬
трифуг, с их помощью были сделаны замечательные
открытия, среди которых такие фундаментальные для
молекулярной биологии, как открытие монодиспер¬
сности очищенных оелков (Т. Сведберг, 1926 г.), откры¬
тие мх субъединичной структуры, способности к обра¬
тимой диссоциации под действием изменения pH
(Сведоерг, Броухольт и др.).Со временем центрифуги упрощались и совер¬
шенствовались. На смену турбинам пришли электри¬
ческие двигатели с редукторами (США, Англия, ГДР,
Япония) или высокочастотные скоростные электричес¬
кие моторы (СССР), ка смену водородным камерам —
46 Ьюавгаавакуумированные камеры при давлении 10_3—10-4 мм
ртутного столба. Скорость вращения и температура
ротора современных центрифуг автоматически изме¬
ряются и регулируются с достаточной точностью. По ве¬
личине создаваемого центробежного поля они ограни¬
чены только прочностью материала ротора и достига¬
ют в настоящее время величин, в 3,7- 105 раз превосхо¬
дящих ускорение земного тяготения. Эти величины,
по крайней мере для аналитических целей, достаточ¬
но велики, ибо возможности ультрацентрифуг в опре¬
делении молекулярных весов простираются уже до
400—500 дальтон, величин, перекрывающихся с воз¬
можностями вакуумной масс-спектрометрии.Новые принципы препаративного
ультрацентрифугированияДо конца 40-х годов роторы препаративных цен¬
трифуг, а вместе с ними и принцип разделения мо¬
лекул оставались примитивными. По-прежнему седи¬
ментация велась в пробирках, помещенных в ротор.
В пробирках помещался раствор с разделяемой смесью,
из которого при центрифугировании высаживался оса¬
док, а жидкость, оставшуюся сверху (супернатант), сли¬
вали. Она содержала относительно маленькие молекулы.
На первом примере с разделением частичек мы уже
видели, насколько несовершенен этот метод. Тем не ме¬
нее, благодаря простоте в обращении и надежности,
этот метод до сегодняшнего дня широко применяется
при грубом фракционировании молекул и субклеточ¬
ных частиц.В 1951 г. Брекке был предложен принцип зонального
центрифугировании под действием центробежных сил
(бакет-ротор) с откидными пробирками, которые при
центрифугировании под действием центробежных сил
занимают горизонтальное положение. Этот метод до
настоящего времени применяется как при очистке раз¬
личных ферментов, так и при анализе смесей различ¬
ных молекул одного и того же химического состава, но
различных по молекулярному весу (например, различ¬
ные рибонуклеиновые кислоты).	,В 1957 г. Мезельсоном и Шталем был предложен
метод равновесного (изопикнического) центрифугирова¬
ния в градиенте плотности; в 1958 г. этот метод был
блестяще использован для решения одного из карди¬
нальных вопросов молекулярной биологии — вопроса о
полуконсервативной редупликации ДНК и о разделе¬
нии ДНК на две нити при денатурации.Возникновение методов зонального центрифугирова¬
ния привело, несомненно, к резкому увеличению
разрешающей силы прибора, но оно, к сожалению,
сопровождалось столь же резким снижением количе-
чества разделяемого вещества. Чтобы проиллюстриро¬
вать резкое снижение рабочего объема, достаточно
сказать, что при переходе от углового ротора на
40 000 об/мин к бакет-ротору на 39 000 об/мин рабочий
объем уменьшается с 160 мл до 0,6—0,9 мл. Ясно, что
при таких объемах градиентные методы могли служить
скорее инструментом для аналитических исследований,
чем для препаративных целей.Работы Андерсона, создавшего новый тип зональных
центрифуг, в которых используются принципы гради¬
ентного центрифугирования,— новый шаг в направлении
приспособления градиентных методов для решения
задачи фракционирования клетки. В новых центрифугах
ротора с подвесными пробирками не используются,
весь рабочий объем ротора заполняется раствором
вещества, создающим градиент плотности или вязкости
во время вращения ротора. Рабочий объем при этом
увеличивается с 0,6 мл до 200 мл разделяемого веще¬
ства.Первые попытки увеличить объем разделяемой
смеси с использованием принципа зонального центри¬
фугирования были сделаны в 1956 г. Для этого ис¬
пользовалась способность градиента плотности сравни¬
тельно легко, без перемешивания изменять ориентацию
в пространстве при изменении направления действия
силы тяжести. Это означает, что если взять стакан с
жидкостью, в которой имеется градиент плотности, и
осторожно, без рывков его наклонить, то слои жидко¬
сти будут скользить таким образом, что более плотные
всегда будут находиться ниже менее плотных.Ротор, который представлял собой большой полый
цилиндр, заполнялся раствором вещества так, чтобы в
нижней части были более плотные слои, а в верхней —
менее плотные. На самый верх наслаивали разделя¬
емое вещество. После этого ротор устанавливался в
центрифугу и медленно разгонялся. По мере увеличе¬
ния оборотов суммарный вектор тяжести и центро¬
бежной силы постепенно смещался, изменяя направле¬
ние от вертикального к горизонтальному. Слои жидко¬
сти следовали за ним и переориентировались так, что
самый легкий слой располагался ближе к оси враще¬
ния, а самый тяжелый — ближе к периферии. После
центрифугирования ротор плавно останавливали, и слои
вновь занимали исходное положение.Такой метод был очень неудобен, так как малей¬
шие вибрации на низких оборотах, когда происходит
переориентация слоев, вызывали их перемешивание.
Позднее (в начале 60-х годов) был найден способ
заполнять жидкостью с градиентом плотности ротор,
вращающийся на таких оборотах (5000 об/мин), при
которых равновесная ориентация слоев вертикальна.
После заполнения ротор разгоняли до высоких оборо¬
тов, центрифугировали, а затем, снизив скорость
вращения до 5000 об /мин, опорожняли. Возможность
заполнения и опорожнения ротора во время вращения
позволяет в принципе реализовать и метод проточного
фракционирования, о котором шла речь во втором
примере. Для этого нужно поставить несколько цен¬
трифуг с последовательным соединением одинаковых
роторов, вращающихся с разными угловыми скоростя¬
ми, и пропустить растворитель с некоторой скоростью
через них так, чтобы растворитель двигался от дна к
мениску (навстречу движущимся в центробежном поле
молекулам). Таким образом, зональные центрифуги
вмест^. с разделением веществ в двухфазных поли¬
мерных системах, ионнообменной хроматографией и
гельфильтрацией могут создать базу для решения
проблемы молекулярной анатомии клетки, если этому
вопросу будет уделено достаточно внимания. Подроб-
Биология 47-• *VWi№Седиментация частиц с использованием градиента плотности и вязкости. Первая пробирка — до фракциони¬
рования. Вторая — через некоторое время после начала фракционирования. Справа — ротор с откидными
пробирками (бакет-ротор). 1 — ротор; 2 — бакет; 3 — пробирка, вставленная в бакет. Видна ось, на которой
бакет поворачивается от вертикального положения к горизонтальномунее о программе молекулярной анатомии клетки
читатель узнает из статьи Андерсона. Здесь следует,
по-видимому, отметить только, что в Советском Союзе,
насколько автору известно, ни одна лаборатория не
ставит подобной проблемы.Седиментационный анализОдновременно с совершенствованием седиментаци-
онной техники и с развитием принципов зонального
центрифугирования, совершенствовались методы седи-
ментационного анализа. Для того чтобы понять, какие
проблемы стояли перед исследователями, необходимо
рассмотреть, как происходит движение молекул в
кювете ультрацентрифуги. Молекулы движутся под
действием трех сил:
центробежной силыЛ = (р — Ро) усо-.г,
р 	 г dxсилы трения r-2 = fTр . __ и силы осмотического дав¬
ления, которая для идеального раствора равна:где ш — угловая скорость вращения ротора, х—рас¬
стояние от оси вращения, fTp — коэффициент трения,dtt	 — градиент концентрации исследуемого ве-dxщества.F3 носит статистический характер; она не действует
постоянно на каждую индивидуальную молекулу, а
является усредненной силой броуновского движения.Рассмотрим два крайних случая движения. Пер¬
вый— это когда система очень далека от равновесия
и центробежное ускорение так велико, что Fi^>F3;
тогда движение происходит под действием первых
двух сил, уравновешивающих друг друга. В этом
случав молекулы вещества движутся с постоянной
скоростью единым фронтом. А в растворе, первона¬
чально гомогенном, вследствие осаждения молекул
образуются две области: область чистого растворителя
и область раствора, содержащего исследуемые моле¬
кулы. Между этими областями имеется переходная
зона, в которой концентрация молекул плавно изме¬
няется от нуля до некоторого максимального значения.
Сила F3 вызывает только некоторое размытие этой
переходной зоны (границы). Средняя скорость движе¬
ния частиц непосредственно измеряется на аналитиче¬
ской центрифуге.Во втором крайнем случае, когда центробежная
сила очень мала (или вовсе отсутствует) и сила трения
уравновешивает силу осмотического давления, происхо¬
дит диффузия, которая может измеряться на специ¬
альных приборах — диффузометрах или на аналитиче¬
ской центрифуге, но при очень маленьких оборотах.Таким именно образом, измеряя скорость седимен¬
тации и диффузию, Т. Сведберг в 1926 г. определил
молекулярный вес гемоглобина крови лошади. Такой
метод пригоден для измерения молекулярного веса
любого глобулярного белка, но, к сожалению, не
может быть применен к молекулам, форма которых
сильно отличается от сферической, так как коэффици¬
енты трения оказываются разными при седиментации
48 Биологияи диффузии иэ-эа различной ориентации молекул в
этих двух случаях.Кроме этой сложности, следует обратить внимание
и на другие затруднения, связанные с определением
коэффициента седиментации. Причины их следующие:
недостаточно высокая чувствительность оптических
методов регистрации движения вещества заставляет
исследователей работать с высокими концентрациями
(для белка приблизительно 0,02—1,0%); часто исследо¬
ватель не имеет возможности работать с совершенно
чистым, гомогенным веществом.В обоих случаях из-за того, что объем кюветы
замкнут, поток оседающего вещества, естественно,
создает обратный противоток растворителя, который
вызывает замедление движения вещества, особенно —
более медленно оседающего. Высокая концентрация
вещества обусловливает также изменение макроскопи¬
ческих характеристик растворителя (вязкости, плотно¬
сти, перераспределение зарядов), которые, вследствие
асимметричности молекул осаждаемого вещества, пло¬
хо контролируются. Хотя в настоящее время считается
общепринятым, помимо приведения условий опыта к
стандартным или соответствующего пересчета, прово¬
дить интерполяцию коэффициентов диффузии и седи¬
ментации к бесконечному разбавлению, однако способ
интерполяции остается произвольным. Понятно поэто¬
му, что исследователи ищут другой подход к опреде¬
лению молекулярного веса (один из них — равновес¬
ный — уже был иами опмсан). Его можно получить из
равенств центробежной силы и силы осмотического
давления, учитывая, что равновесие уже достигнуто.Этод метод дает непосредственно значение моле¬
кулярного веса, но обладает другим недостатком —
требуется очень большее время для установления
равновесия (несколько десятков часов). В,ремя можно
сократить, уменьшая расстояние от дна кюветы до
мениска, но разрешающая способность оптических
методов позволяет сократить это расстояние лишь до3	мм при ошибке в 10%.В 1947 г. Арчибальд предложил новый метод опре¬
деления молекулярного веса по неустановившемуся
равновесию. Отметив, что дно кюветы и мениск на
границе воздуха и жидкости непроницаемы для раство¬
ренного вещества, Арчибальд показал, что условия
равновесия центробежной силы и силы осмотического
давления справедливы для дна и мениска в любой
момент времени. Остается только определить значение
градиента концентрации вещества на дне и у мениска,
и молекулярный вес определен. Единственное затруд¬
нение заключается в том, что эти величины измерить
нельзя, их можно получить только экстраполяцией
величин, измеренных вблизи мениска и дна, т. е. там,
где условия равновесия несправедливы. В способах
экстраполяции существенного прогресса пока нет.
Разные методы экстраполяции дают для гомогенного
вещества различия, не превышающие 10%. Для гете¬
рогенного же вещества иэ-эа неопределенности экстра¬
поляции нельзя установить значение средневесового
молекулярного веса, а методы определения молеку¬лярно-весового расределения совершенно обесцени¬
ваются.♦В заключение хотелось бы остановить внимание
читателя на двух технических проблемах седиментаци-
онного анализа. Мы уже говорили о том, что пробле¬
ма увеличения скорости вращения роторов, по крайней
мере для аналитического варианта центрифуг, в на¬
стоящее время не актуальна. Хотя со временем она
может стать важной, в связи с возможностью иссле¬
дования зависимости свойств макромолекул от статиче¬
ского давления, которое развивается в кювете центри¬
фуги под действием центробежного поля, а также для
изучения быстро протекающих процессов. Увеличение
скорости вращения в препаративных центрифугах до
100 000 об/мин в некоторых случаях было бы желатель¬
ным, так как привело бы к значительной экономии
времени при очистке молекул. Гораздо более важна,
как нам кажется, задача уменьшения вибрации рото¬
ров в аналитических центрифугах, особенно при невы¬
соких скоростях (1000—10 000 об /мин). В настоящее
время даже лучшие аналитические центрифуги не
обеспечивают величину вибраций меньше, чем 10 мк.
Эта задача тем более актуальна, что при наметившем¬
ся в последнее время заметном прогрессе в усовер¬
шенствовании методов регистрации, большая величина
вибраций может стать эвеном, ограничивающим при¬
менение высокочувствительных и обладающих высокой
разрешающей силой современных оптических методов.Вопрос о методах регистрации — одна из самых
острых проблем седиментационного анализа. Мы уже
говорили о том, что низкое качество современных
оптических методов регистрации, их низкая чувстви¬
тельность, малая разрешающая спосебность, очень
низкая избирательность приводят к многочисленным
затруднениям как теоретического, так и практического
плана, к некоторым трудно контролируемым, а подчас
и неустранимым артефактам.Хотя в последних марках аналитических ультрацен¬
трифуг «Spinco» и «Hitachi» метод поглощения света
претерпел заметные изменения (монохроматизирован-
ный свет, сканирование луча с дифференциальным и
интегральным выходом на самописце), как чувстви¬
тельность, так и разрешающая способность метода
оставляют желать много лучшего. Несмотря на то, что
современные спектральные и другие оптические при¬
боры достигли-большого совершенства, их применение,
точнее говоря, сочетание с аналитическими центрифу¬
гами, еще только начинается. Огромная избиратель¬
ность таких методов, в случае их применения, открыла
бы возможность исследовать изменения физических
свойств макромолекул во время ферментативных реак¬
ций, изучать свойства одних макромолекул в присут¬
ствии других и т. д.УДК 621.928.3
Археология
и магнетизмJI. С. Клейн
ЛенинградОкончание. Начало см. в № 4 за 1968 г.*^ Природа, ЭД 5др..»..™. 49
Археомагнетизм и ядро ЗемлиОднако все то, что археомагнетизм мог добавить к
нашим знаниям об изменениях магнитных координат
(склонения и наклонения), в сущности не так уж не¬
ожиданно. Гораздо труднее оказалось понять и объяс¬
нить другие выводы, которые и составляют преимуще¬
ственно то новое, чем наука обязана проф. Телье и
что сыграло главную роль в становлении археомагне-
тизма как особой науки: это выводы об изменении
напряженности магнитного поля Земли — силы земно¬
го магнетизма. Они куда более надежны, чем постав¬
ляемые палеомагнетизмом. Там можно ожидать боль¬
ших искажений от неоднократного перемагничивания
старых пород, от их перемещений в процессе горооб¬
разования, от ошибочных геологических определений
(даже небольшая ошибка означает разницу в миллио¬
ны лет). Здесь же значительное перемагничивание
маловероятно, переотложения крайне редки, неточ¬
ность археологических диагнозов обычно невелика,
а в ряде случаев (на них-то и опираются геофизики)
археологи готовы поручиться головой за правильность
своих хронологических определений. Прочность выво¬
дов здесь гарантирована археологией.Многие тысячи раз измерял проф. Телье напряжен¬
ность по остаточному магйетизму древних кирпичей,
а затем нагревал эти же кирпичи еще и еще раз, за¬
ставляя их снова дойти до точки Кюри. Это был дли¬
тельный и очень нелегкий, однообразный труд, требо¬
вавший исключительной аккуратности, точности и
терпения. Но полученные результаты оказались на¬
столько замечательными и неожиданными, что вполне
оправдали затраченный труд.По результатам измерений, проделанных проф.
Телье, земной магнетизм катастрофически быстро
ослабевает. Кирпичи, обожженные в 1465 г., оказались
намагниченными на 18% сильнее, чем обеспечил
обжиг 1938 г., а кирпичи 200 г. н. э.— даже на целых
35% сильнее! Столько утрачено за неполные-то две
тысячи лет! Если так'пойдет и дальше, то через какие-
нибудь три-четьире тысячи лет мы останемся вовсе без
магнитного поля!На первый взгляд это лишь небольшая неприят¬
ность — откажут магнитные компасы, заменим други¬
ми. На деле же утрата магнитного поля Земли — это
страшная опасность, смертельная для человечества:
ведь именно оно укрывает на Земле все живое, словно
зонтом, от убийственного потока плазмы, несущегося
от Солнца.Может быть, Телье уловил всего лишь кратковре¬
менные скачки в напряжении магнитного поля, еще
не дающие права судить об общем ходе изменений
магнитного поля нашей планеты? Может быть, резкое
падение силы земного магнетизма — только местное
явление в районе, из которого взяты кирпичи? Или
нам открывается апокалиптическая перспектива «конца
света»?В выяснение этих вопросов внесли большой вклад
советские геофизики, занимающиеся археомагнетиз-
мом: С. П. Бурлацкая, Т. Б. Нечаева и Л. Г. Герасимова.
Они провели магнитные измерения кирпичей разных
50 Археологиявеков нашей эры (т. е. за последние 2 тыс. лет) с Кав¬
каза и из Новгорода. Результаты получились такие же,
как у Телье. У Телье была построена по французским
кирпичам кривая изменения напряженности, падающая
вначале полого, а затем все более круто от «Рождест¬
ва Христова» к «атомному и нейлоновому» XX веку.
Точки, отображающие данные советских геофизиков,
густо легли на ту же кривую, но уже в СССР: в Новго¬
роде, в Грузии, Армении, Азербайджане... «Это зна¬
чит,— констатируют С. П. Бурлацкая и Т. Б. Нечаева,—
что изменение напряженности геомагнитного поля
носит ярко выраженный планетарный характер» '. Если
отвлечься от мелких колебаний, то одинаково быстро
падает напряженность магнитного поля всей планеты,
резко падает сила магнитного поля Земли — выходит,
что действительно «конец света» не за горами...Утешительные результаты получены дальнейшими
исследованиями С. П. Бурлацкой. Она продолжила
кривую еще на 3 тыс. лет в глубь веков, опираясь на
несколько сравнительно прочно датированных архео¬
логических находок. Находок этих очень немного: по
одной-две на каждое тысячелетие — это не сравнить с
надежностью поздней ветви этой кривой (там несколь¬
ко десятков пунктов «а два тысячелетия). Но все же в
их расположении видна четкая закономерность: кривая
идет вверх от III тысячелетия до н. э. к рубежу нашей
эры. Более того, она начинается ниже современного
уровня. Значит, когда-то напряженность была даже
слабее нынешней, постепенно возрастала в течение3	тыс. лет, а затем, почти в полтора раза превысив
прежнюю, стала вновь падать и дошла до современ¬
ного уровня. Значит, не катастрофическое падение,
а хотя и громадное, но временное ослабление (ну, сла¬
ва богу! Все-таки легче на душе), не постоянное быст¬
рое падение, а какая-то громадная пульсация магнит¬
ного поля Земли (пяти- или десятитысячелетний цикл).Но эта пульсация, как и выявленные палеомагне¬
тизмом переворачивания магнитного поля Земли, увя¬
зывается с современной теорией геомагнетизма, кото¬
рую вот уже несколько десятилетий развивает геофи¬
зика. В этот же ряд становится и подмеченный немец¬
ким ученым Люкке факт совпадения колебаний маг¬
нитного поля с изменением величины суток, т. е. с
колебаниями скорости вращения Земли.Почему сутки из века в век слегка изменяются, то
сокращаясь, то прибывая? Иными словами, почему
изменяется скорость вращения Земли? Единственное,
что можно предположить, это то, что изменяется рас¬
пределение тяжелых масс внутри земного шара. Зна¬
чит, внутри жидкой части горячего ядра земного шара
материя движется не только вместе со всем земным
шаром, в ядре все переливается, работает, живет.А раз с изменениями величины суток совпадают
изменения магнитного поля, то и магнитное поле зави¬
сит от жизни ядра.Изучая скорости распространения волн от земле¬
трясений по разным направлениям через земной шар,
сейсмологи установили, что он состоит из нескольких1 С. Г7. Бурлацкая. Археомагнетиэм, 1965, стр. 84—94; С. П. Бурлацкая,
Т. Б. Нечаева. Датирование археологических объектов магнитным
методом. Археология и естественные науки. 1965, стр. 55.Магнитное поле Земли укрывает на ней все живое,
словно зонтом, от убийственного потока плазмы, несу¬
щегося от Солнца	►шаров один в другом—и все разного свойства, Поц
твердой остывшей корой нашей планеты (толщиной
всего 50—60 км) проходит солидная подкорковая часть
оболочки земного шара — мантия (толщиной2,9	тыс. км). Глубже давление столь высоко, что элект¬
ронные оболочки атомов частично раздавлены и раз¬
рушены. Внешняя часть земного ядра (его радиус око¬
ло 3,4 тыс. км) обладает механическими свойствами
жидкости и высокой электропроводностью металла.
В самом центре планеты атомы спрессованы в твер¬
дое центральное тело. Таким образом, внутри планеты
оказывается сферообразный слой горячей электропро¬
водной жидкости (наружная часть ядра) между двумя
твердыми сферами — центральным телом и мантией.Непрерывное обогревание (за счет радиоактивного
распада) и вращение этой системы приводит к образо¬
ванию вихрей жидких металлических масс в ядре. В та¬
ких движущихся металлических массах рождаются
электрические токи, как в роторе динамомашины. Они-
то и создают магнитное поле (гипотеза советского
физика Я. И. Френкеля, 1947 г.). Динамомашина с са¬
мовозбуждением — это модель земного магнита. Но по¬
чему электрические токи со своим магнитным полем
не сталкивают вихрь с плоскости, параллельной эквато¬
ру (как якорь электромотора), и почему замыкается
круговая цепь гигантской динамомашины, оставалось
непонятным. Это затруднение устраняется гипотезойЭ.	Булларда (1954 г.). По Булларду, кольцевая форма
вихрей вызвана разницей в скоростях вращения обеих
твердых сфер, между которыми движется горячая
жидкость: тяжелое центральное тело (и ядро в целом)
запаздывает по сравнению с более легкой оболочкой.
Вихри движутся почти как шарикоподшипники во втул¬
ке велосипедного колеса. Эту идею подсказал Буллар¬
ду «западный дрейф» центров вековых изменений маг¬
нетизма Земли.Если главные течения электронов направляются
вращением ядра, то понятно, почему магнитная ось
близка к оси вращения планеты, а магнитные полюса
располагаются неподалеку от географических. Теперь
можно объяснить, почему магнитные полюса все же не
совпадают с географическими: просто надо учесть, что
жидкое ядро в какой-то мере независимо в своем вра¬
щении от коры земного шара, таким образом, объяс¬
няется и несовпадение осей.Передвижения масс внутри ядра, изменяющие ско¬
рость вращения планеты, в том числе и жидкого ядра,
сказываются, естественно, и йа величине магнитного
поля: чем медленнее вращается ядро, чем медленнее
в нем текут вихри, тем слабее магнитное поле Земли;
чем быстрее вращение и потоки электронов, тем силь¬
нее магнитное поле. Но почему же магнитные полюса
время от времени меняются местами?Для объяснения «кувыркающегося» поля требуются
гораздо более сложные модели, чем «простое дина-
52 ж,0,8 -
0,7
0,6
0,5
0 4
О,3
0 2
0,1
0П<й?-о	Непосредственное
измерение• Остаточное
намагничиваниеI	I I I I I I I I I I I I I I II 1 I I I. I200015001000Дата600ДО н. эКривая изменения напряженности магнитного поля Зем¬
ли по Э. Телье (1959). Происхождение объектов: Б —Ба¬
зель, К—Карфаген, Ф—Фрежюс, Л—Лилль, П—Париж.
Результаты нормированы к I = 65° (наклонение) (по Эйт-
кину, 1963)’.мо». Японский ученый Рикитаке предложил схему
«двойного динамо», которая позволяет моделировать
«кувыркающееся» магнитное поле, понять его меха¬
низм и рассчитать параметры всего процесса. В слабом
первоначальном магнитном поле вращаются два диска
динамомашины. Диски вращаются в одном направле¬
нии, но ток, возбужденный вращением одного диска,
направлен ко второму и создает там дополнительное
поле. В свою очередь ток от второго диска направлен
к первому, но по такому контуру, что не усиливает там
поле, а создает противоположно направленное. Чем
сильнее ток, идущий от первого диска, тем сильнее
противоположно направленное поле, которым тормо¬
зится, компенсируется поле первого диска. Но чем
слабее поле первого диска, тем слабее ток, идущий от
него, и весь процесс поворачивает назад. Общее
магнитное поле всей системы периодически меняет
полюса. Предполагают, что, поскольку масса ядра
Земли хороший проводник, в ней возможны такиевихревые переброски индуцированных магнитным по¬
лем токов. Грубо говоря, чем больше ток, создающий
магнитное поле Земли, тем сильнее ток, индуцирован¬
ный им и создающий магнитное поле с противополож¬
ным расположением полюсов, но когда оно берет верх,
то порожденный им ток создает снова прежнее поле,
и т. д.Таким образом, археомагнетизм не только сам дает
интересные выводы, но и в какой-то мере подкрепляет
неуверенные выводы палеомагнетизма.Археомагнетизм на службе археологииЧто дало археологам содружество с геофизиками?Появился новый способ получения точных датиро¬
вок керамики — одной из наиболее значительных кате¬
горий массового археологического материала.В самом деле, если по магнитным измерениям мно¬
гих археологических находок, возраст которых изве¬
стен, можно воссоздать ход изменений магнетизма в
данном районе, то затем, натолкнувшись в нем на
археологическую находку, возраст которой еще неиз¬
вестен, можно датировать ее с помощью магнитных
измерений,— надо только сопоставить их результат с
созданной шкалой изменений и посмотреть, с каким
пунктом шкалы совпадает характеристика новой на¬
ходки.На первый взгляд просто. На деле — куда сложнее.Прежде всего, современные магнитометры не могут
измерять криволинейные предметы (например, горш¬
ки, черепки) непосредственно. Нужны вырезанные из
керамики кубики стандартного размера (например, со
сторонами в 24 мм).Далее, поскольку изменения магнитных координат
происходят по-разному в разных геологических райо¬
нах, приходится строить такие эталонные шкалы гео¬
магнитных изменений в каждом районе отдельно. Это
значит, в каждом районе приходится отыскивать в
археологических раскопках такие керамические изде¬
лия (и в большом количестве), которые оказались бы
пригодными для магнитных измерений и в то же время
имели бы твердую историко-археологическую дати-
ровку (иначе какой же это будет эталон?). Хорошо
еще, что внутри каждого такого района все-таки изме¬* ф Лтаыа,р Д?ер<ЗДркавАрмения
4 Новгород
3(5) Франция
f Ц Самарканд
7 Ж Бутара
J.V Болгеря
г+- Я но]ЧЛосяовш•цчшкшт.Кривая изменения напряженности (К) геомагнитного погя Земли во времени по имеющимся данным из Грузии,
Азербайджана, Армении, Новгорода, Франции, Самарканда, Бухары, Болгарии, Японии и Чехословакии — про¬
долженная в глубь веков до XIV в. до н. э. (по С. П. Бурлацкой, Т. Б. Нечаевой и Г. Н. Петровой, 1966)
ApieoMrNi 58нения происходят одинаково, а территория района
обычно не так уж мала: около 500 км в поперечнике
(например, весь Кавказ — это один такой район). Эта¬
лонная шкала для Кавказа уже на значительном протя¬
жении (три тысячелетия) составлена С. П. Бурлацкой.
В основу шкалы легли магнитные измерения урартских
сосудов VIII в. до н. э., кирпичей из Самтаврского
могильника I в. н. э., из дворца Гегути XII—XIII вв.,
из Тбилисского моста 1640—1650 гг., из колокольни
Сионского собора 1812 г., башни Метехской тюрьмы
середины XIX в. и т. д.Измерения показали, что угол склонения изменялся
не поступательно, в одном направлении — возрастая
или убывая, а циклически — то возрастая, то убывая,
т. е. величина его колебалась. Вот если бы мы имели
однозначный график изменений! Тогда, проецируя на
него любое новое измерение, можно было бы пере¬
сечь его только в одном месте—каждой величине
угла наклонения могла бы соответствовать только одна
дата. Вместо этого мы получаем зигзаг, с которым
горизонтальная линия, отражающая величину любого
нового измерения, пересекается неоднократно,
т. е. всякий раз мы узнаем, что выявленная величина
наклонения существовала не однажды, а много раз.
Периодичность колебаний — примерно четыре века,
и внутри такого интервала пункт определяется сравни¬
тельно точно, но археологу предоставляется полная
свобода, какой из ряда этих четырехвековых интерва¬
лов выбрать. А так как каждый виток зигзага пересе¬
кается горизонтально дважды (в восходящей и в нис¬
ходящих ветвях), то и внутри каждого такого интервала
получаются две равно возможные даты, из которых
надо выбрать одну. Какую же?К тому же угол склонения удается измерить срав¬
нительно редко: для этого нужно, чтобы в процессе
раскопок была зафиксирована ориентировка керами¬
ки, не сдвинутой с места обжига. Значит, для измере¬
ний все музейные образцы, вся керамика из старых
раскопок, все кирпичи из зданий не годятся. Нужны
поды очагов и керамика, обнаруженная внутри гончар¬
ной печи, а это — не частая находка.На помощь приходят измерения второй магнитной
координаты — угла наклонения. Угол наклонения мож¬
но измерить и у тех образцов, которые сдвинуты с
места обжига — лишь бы мы знали, как проходила в
момент обжига вертикальная ось изделия. Значит,
вполне пригодны все продолговатые кирпичи: извест¬
но, что их всегда обжигали, поставив на длинное реб¬
ро. Могут пригодиться и вазы с ручками: их нельзя
было обжигать, повалив на бок, вставив друг в друга
или сложив стопкой.Правда, иногда результаты измерений кирпичей не
ложатся на одну зигзагообразную кривую, а рассы¬
паются широкой полосой возле воображаемой кри¬
вой— так обстоит дело в Новгороде. Это может полу¬
читься лишь в том случае, если кирпичи обжигали не
в строго единообразном положении — на длинном
ребре, а более прихотливо. Ох, уж эти вольнолюбивые
новогородцы — и кирпичи они обжигали не так, как в
других местах, а как бог на душу положит! Не подума¬ли о заботах будущих геофизиков, о нуждах археомаг-
нетизма! К счастью, жители других древних городов
были более педантичны.Поэтому данных по углу наклонения накопилось уже
немало. Оказалось, что эта величина тоже изменялось
циклически, но с более широким периодом колебаний:
каждый зигзаг этого графика охватывает 6—15 веков.
Конечно, если положиться только на измерения этой
координаты, то мы опять окажемся перед выбором,
какую предпочесть из ряда равно возможных дат,
повторяющихся дважды каждые 6—15 веков. Но если
сочетать оба измерения (склонения и наклонения), мы
получим ограничивающее условие: предпочесть надо
будет ту точку на одном зигзаге, которая совпадает с
нужной точкой на другом зигзаге. Такие сочетания в
точности повторяются, конечно, реже. Но все же и
они в грубом приближении повторяются, правда, уже
не дважды, а только один раз каждые 6—10 веков.
Реальный смысл этого повторения заключается в том,
что путь каждого географического пункта на сетке маг¬
нитных координат, определяемый изменением обеих ха¬
рактеристик (и склонения и наклонения), сворачивается
в крупные петли, близкие к кругу. Магнитные измере¬
ния все же не столь точны, чтобы всегда можно было
разобрать, имеем ли мы здесь дело с началом петли
или с ее концом.Здесь помогают измерения третьей характеристи¬
ки — напряженности магнитного поля. Удобство этих
измерений очень велико. Во-первых, в отличие от
координат, эту величину можно измерить у всякого
куска керамики, у которого измерено склонение или
наклонение. Во-вторых, если шкалу изменений коорди¬
нат надо строить для каждого географического района
отдельно, то изменения напряженности шли одинаково
по всей планете. В-третьих, эти изменения если и были
цикличными, то с таким огромным периодом колеба¬
ний (в пределах 5—10 тысячелетий), что выбрать один
из этих периодов при датировке неолитических и более
поздних находок не представляет особого труда (ведь
в палеолите и мезолите керамики вообще не было),Сопоставление кривых изменения наклонения (верхняя)
и напряженности (нижняя) магнитного поля Земли — ос¬
нова для более точной, комплексной датировки. Образ¬
цы из Грузии — кружочки, Азербайджана — квадратики,
Армении — треугольники, Франция — белые кружоч¬
ки, Чечено-Ингушетия — перевернутые треугольники.
К — отношение напряженности древнего поля к напря¬
женности поля, измеренного при взятии образца;
/' — древнее наклонение
54:	Археологияи практически дело сводится к отысканию нужного
пункта (пересечения горизонтали с графиком) не на
зигзаге, а на более простой кривой.Тогда, спрашивается, почему бы не ограничиться
одними этими измерениями, если они столь удобны?
Измерил напряженность—и получил дату. Что же,
е принципе это, конечно, возможно. Но эта дата будет
чрезвычайно расплывчатой. Дело в том, что точность
магнитных измерений, хотя и велика, все же ограни¬
чена и погрешностями аппаратуры, и невозможностью
«идеальной» фиксации археологами положения нахо¬
док в пространстве и, разумеется, нереальностью
«абсолютной» вертикали в керамических изделиях при
обжиге. Расхождения величин напряженности, изме¬
ренных по керамике, с величинами, измеренными
непосредственно, достигали 5—7%. Выходит, разницу
в 5—7% между измерениями еще можно отнести за
счет погрешностей, и лишь если разница превысит
эти 5—7%, мы получим право уверенно говорить, что
налицо изменение магнетизма в этом месте Земли, что
находки относятся к разному времени и что остается
только определить, каким хронологическим интерва¬
лом они разделены.Между тем напряженность земного магнетизма
изменяется в среднем на 3% в столетие, бывает и бы¬
стрее (в последнее время до 5—7%), но бывает и мед¬
леннее (около рубежа н. э.— значительно медленнее).
Значит, даже для последних веков невозможно уловить
изменения за период меньше века, для более древне¬
го времени — меньше 2—3 веков, а для эпохи антич¬
ной— даже за полтысячелетия.Итак, на одних измерениях напряженности далеко
не уедешь. Но и в измерениях координат вопросы точ¬
ности тоже не последнее дело. В разных местах и в раз¬
ное время наклонение изменяется с разной ско¬
ростью — от 2° до 30° в столетие, т. е. от 0,02° до 0,3° в
год. Сравнение с данными обсерваторий показало, что
погрешности в измерениях наклонения по керамике не
превосходят 1,5°. Это значит, что ошибки в определе¬
нии места той или иной находки внутри какого-то цикла
изменения координат не должны превышать 75 лет
(при наименьшей скорости изменений) или даже 5 лет
(при наибольшей скорости), а уж который это цикл —
надлежит определить по измерению напряженности,
что нетрудно,Так, например, для образца из района Дманиси в
Грузии была получена величина угла наклонения 52° 57'.
Такая величина на кривой, составленной по измерениям
кавказских образцов известного возраста, повторяется
! VII, XI и XIV вв. Но поскольку напряженность этого
образца оказалась равной 1,33, хронологический интер¬
вал сузился до XI в., и образец получил дату: 1025 + 25,
Т. е. первая половина XI в.Для исторических древностей (последних двух
тысячелетий) района Кавказа суммарная погрешность
археомагнитной датировки оценивается реально в ±25
или 50 лет. Это уже совсем неплохо.В то же время мы понимаем, что в ближайшие годы
Помощь геофизиков не будет иметь широкого размаха,Измерение магнитного поля чашки вращающимся магни¬
тометром. Скорость вращения 300 об/мин (по Эйгкину,
1963)как не имела до сих пор. В самом деле, радиоуглерод¬
ный метод за 15 лет своею существования дал 50 тыс.
определений, потряс основы старой хронологии верхне¬
го палеолита, неолита и медного веке, послужил глав¬
ным орудием построения новой хронологии и... оспа¬
ривается в своей основе. Термомагнитный метод дати¬
ровки керамики — суть археомагнетизма и надежда
археологии — возник на 10 лет раньше, но его вклад в
археологию все еще ограничивается несколькими ску¬
пыми табличками дат, скорее экспериментального, чем
прикладного значения.Слишком много требований к материалу. Слишком
много ограничивающих условий. Слишком много пред¬
варительных разработок в каждом районе.Мы понимаем. Мы не ропщем. Мы готовы ждать,И только объективности ради отметим, что архео-
магнетизм, созданный на паях двумя вкладчиками,
одному вкладчику — археологии — пока лишь обе¬
щает приносить доход, другому — геофизике — уже
давно приносит.Археология и наука о земном магне¬
тизмеМеньше всего я склонен преуменьшать значение и
важност»- того, что археология получила и еще несом¬
ненно получит от физики вообще и от физики магне¬
тизма в частности. Возможность уточнить и расширить
Археология 55Датирование образца из Дманиси (Грузия) путем сличе¬
ния одной нежестко фиксированной позиции на кривой
изменения напряженности (К) с тремя жестко фиксиро¬
ванными позициями на зигзагообразной кривой измене¬
ния угла наклонения (1°). Эти три позиции означают три
возможных даты, одна (хоть и нежестко фиксированная)
позиция на нижней кривой позволяет выбрать из трех
одну (по С. П. Бурлацкой и Т. Б. Нечаевой, 1965)систему абсолютных дат—хронологический каркас
истории, изменение стиля исследовательского мышле¬
ния в более отдаленной перспективе—коренное
изменение всей техники добывания источников, отказ
от раскопок... Этот вклад огромен. Я хочу лишь под¬
черкнуть, что археология не только берет, но и дает
в количественном отношении гораздо меньше, чем бе¬
рет. Но можно ли свести дело к простому балансу
бухгалтерии?Для объяснения земного магнетизма уже выдвига¬
лись гипотезы отказа от традиционных законов элект¬
родинамики и введения новых законов (гипотезы
Т. Шломки — В. Свана и П. М. Блэкета). Они не были
приняты. Может быть потому, что были (если позволи¬
тельно применить к ним формулировку Бора) «недо¬
статочно сумасшедшими, чтобы быть правильными»?А так как археология помогает понять природу
земного магнетизма, то, занимаясь хронологическими
исследованиями чисто археологических материалов, я,
-археолог, косвенно тоже участвую в поисках новых
открытий естествознания, как физики участвуют в
наших, археологических открытиях.Конечно, в каждую эпоху перед наукой встают
определенные проблемы, требующие особого внима¬
ния, особой концентрации усилий, мысли и средств,требующие немедленного решения для немедленной
помощи практике. Но в развитии науки человечество не
может ограничивать поле деятельности ученых реше¬
нием узко практических задач, непосредственно выте¬
кающих из сегодняшних потребностей жизни общества.
Нужно думать и о завтрашнем дне, а это значит, раз¬
вивать ' все отрасли науки, углубляться и в те области,
где ничего как будто не ожидается, расширять пределы
наших знаний во все стороны. Это значит, заниматься
поисками новых проблем и путей, разрабатывать и те
научные вопросы, которые сегодня не имеют практи¬
ческого значения, кажутся абстрактными, чисто теоре¬
тическими упражнениями, забавными опытами — и
только. Ибо невозможно предвидеть, какие проблемы
и отрасли сегодняшней науки окажутся перспективны¬
ми завтра.Когда Фарадей увлекался странными, ничего не даю¬
щими промышленности и сельскому хозяйству опытами
с магнитами, никто не предвидел, что на основе этих
опытов впоследствии будут перестраиваться и промыш¬
ленность, и сельское хозяйство, и транспорт, и связь,
и быт людей. Электричество дало начало таким чуде¬
сам, как радио и телевидение. Когда Дагерр и Ниепс
возились с волшебным фонарем, никому не приходило
в голову, что эти фокусы дадут начало новым отраслям
техники и искусства, без которых люди уже не смогут
обходиться,— фотографии и кино.Несколько десятков лет тому назад кто бы мог по¬
думать, что археология сможет хотя бы косвенно при¬
годиться ученым, занимающимся теорией земного
магнетизма?Английский ученый Джон Бернал, натуралист и фи¬
лософ (между прочим, большой любитель археологии),
в своей книге по истории мировой науки цитирует
афоризм Дж. Дж. Томсона: «Исследование в приклад¬
ной науке приводит к реформам, исследование в чистой
науке приводит к революции» К Это очень верно.Археология и история первобытного общества —
чистая наука. Она однажды уже участвовала в револю¬
ции и притом в самой революционной революции —
социальной: это когда на ее выводы и материалы
опирались Маркс и Энгельс (вспомним хотя бы «Про¬
исхождение семьи, частной собственности и государст¬
ва»). Теперь она помогает изучению земного магнетиз¬
ма. Кто знает, чего еще нам от нее ждать?1 Дж Бернал. Наука в истории общества, 1956, стр. 26.УДК 930,26,550.38
56 Зоологи.Цена влагиПрофессор А. К. Рустамов
АшхабадАнвер Кеюшевич
Рустамов — заслужен¬
ный деятель науки Турк¬
менской ССР, автор боль¬
шого числа зоологических
работ, ректор Туркмен¬
ского сельскохозяйствен¬
ного института им. М. И.
Калинина. Исследования
ученого а области эколо¬
гии и зоогеографии пу¬
стынной фауны, в част¬
ности его монография
«Птицы пустыни Кара-
кум», пользуются попу¬
лярностью не только в
нашей стране, но и за ру¬
бежом. В настоящее вре¬
мя проф. А. К. Рустамов
занимается преподава¬
тельской деятельностью.Туркменская поговорка гласит: «Где кончается во¬
да, там кончается и земля». Действительно, суровость
природы пустынь во многом определяется именно
их «безводностью». Здесь животные в летние зной¬
ные дни постоянно находятся на грани перегрева.
Высокая температура, сухость воздуха и частые ветры
увеличивают расход воды, необходимый для поддер¬
жания жизни, а это, в свою очередь, требует от
животных своевременной компенсации произведенных
затрат, что в пустыне крайне затруднено.Возникает вопрос, как же животные выходят иэ та¬
кого противоречивого положения? С одной стороны,
жизненные процессы, протекающие в организме, тре¬
буют повышенного расхода воды, с другой ■— возмож¬
ности покрытия ее дефицита сведены до минимума.Проблемы «безводного» существования животных
еще ждут своего изучения. Но уже и теперь можно
сказать, что благополучное выживание животных в>
условиях резкого недостатка влаги, в частности
питьевой воды,— не загадочная экзотика, а объясни¬
мое биологическое явление.Своеобразие водного обмена — важная приспосо¬
бительная особенность, сформировавшаяся у живот¬
ных пустыни на протяжении длительного периода их
существования на обширных открытых пространствах
с сухим, жарким климатом и очень редко встреча¬
ющимися водоемами.Слово «безводное» здесь берется в кавычки, vt
это не случайно. Дело в том, что в самых «безвод¬
ных» пустынях вода и даже питьевая, конечно, име¬
ется.Пустыни обживались с давних лет. Так, кяриз,
созданный жителями Средней Азии,— замечательно»
гидротехническое сооружение, с помощью которого
грунтовые воды от предгорья выводились наружу
далеко в пустынную равнину. Сардоба же служила»
резервуаром для сбора зимних и весенних атмо¬
сферных осадков. И все же коренной сдвиг в ороше¬
нии и обводнении пустынь произошел только за
годы Советской власти. В пустынях Средней Азии и
Казахстана были построены и сооружаются в насто-
щее время каналы, водохранилища и колодцы. На
глазах изменяется лик наших пустынь, и вода з этом
процессе выступает в качестве могучего экономиче¬
ского и преобразующего фактора.Несмотря на то, что на сегодняшний день в
Средней Азии имеются десятки тысяч колодцев,
больших и малых оросительных каналов, вода в
пустыне все еще продолжает цениться на вес золота.
Что касается диких животных, то для них она была
и остается проблемой. Естественно, что в пустыне, в
особенности летом, могут жить лишь такие животные,
которые способны раздобыть себе воду и при этом
экономно расходовать ее, либо обходиться вообще
без воды.И аот, оказывается, животные пустыни гораздо
лучше человека приспособлены переносить длитель¬
ное безводное существование. В течение многих.	_			►В пустыне...
Зоологиятысячелетий они приобретали такие биологические
приспособления, которые помогали им справляться с
суровыми климатическими условиями.Пустыня — область не только специализированных
растений, но и животных. Здесь обитают животные с
плотным кожным покровом (пресмыкающиеся, птицы
'И млекопитающие) или твердым хитиновым панцирем
(насекомые), медленно расходующие воду из тканей
своего тела. Хорошо приспособлены к условиям
средне-азиатской пустыни верблюд и каракульская
-овца.Установлено, что верблюд в осенне-зимний период
в состоянии покоя может находиться без воды до ,
46 суток без видимых нарушений физиологических
функций. В то время как человек при температуре
воздуха в 50° в течение часа выделяет 1,14 л воды,
что ведет к быстрой потере веса (а при потере
10% веса своего тела человек глохнет и теряет
■сознание, при 12%—умирает), верблюд, ничего не
пивший больше недели и потерявший 22% своего веса,
чувствует себя нормально и даже не заболевает.
Добравшись до водопоя, он жадно пьет и буквально
•на глазах снова полнеет. Однако это случаи исключи¬
тельные. Чтобы рабочий верблюд не потерял нор¬
мальной трудоспособности, его обычно поят через
день, не реже.Так же обстоит дело и со многими дикими живот¬
ными. Они посещают лужи, водосборные площадки
(хаки), гауданы (бассейны) и колодцы, озера (притом
не только пресные), реки и каналы, т. е. пользуются
■почти теми же источниками, что и домашние живот¬
ные. При этом у воды они появляются обычно после
того, как люди напоят скот. Поэтому с наступлением
летней жары животные пустыни поселяются вблизи
колодцев и в местах водопоя домашнего скота. По¬
добные переселения наблюдаются не только у копыт¬
ных, но и у некоторых хищников, в частности у лисиц
и волков, которые часто, гонимые жаждой, подходят
вплотную к человеческим поселениям.Из копытных пустыни в регулярном водопое
больше всех нуждается кулан, распространенный у
•нес на небольшом «пятачке» на крайнем юге страны.
Для кулана в Бадхызе основным водопоем служит
небольшая речка Кушка. Так как ею же пользуются
•и овцы, то у животных выработалось как бы свое
расписание. Обычно куланы на определенных участ¬
ках левобережья Кушки появляются ночью, а овцы —
днем. В жаркое время года куланы пьют, вероятно,
каждую ночь. Осенью реже, один раз в 3—5 дней.
Даже при выпадении осенне-зимних осадков животные
испытывают жажду. Весной же в связи с переходом
на питание молодой и сочной травой они почти
•прекращают посещать водоемы.Но есть в пустыне и такие копытные, например
джейран и сайгак, для жизни которых водопои в
продолжении большей части года, как правило, не
играют существенной роли. Если лето не особенно
засушливое, они могут обходиться совершенно без
воды и довольствоваться влагой, содержащейся в
растительности.Животные, приспособившиеся к жизни в безводной пу¬
стыне. Ушастая круглоголовка фактически никогда не
пьет воду, она получает ее вместе с кормом (1). Серый
варан покрыт надежной броней — через такую кожу во¬
да из организма испаряется очень медленно (2). Джей¬
раны могут большую часть года обходиться без водо¬
поя (3). Боялычная соня имеет всегда большой слой
подкожного жире — источник метаболической воды (4).
Поперечно-полосатый полоз отличается от своего соро¬
дича — большеглазого полоза тем, что совершенно не
нуждается в питьевой воде (5). Ту же метаболическую
воду извлекают каракульские овцы из своего курдюка
(6). Такие хищники, как волки, гонимые жаждой, подхо¬
дят вплотную к человеческим поселениям (след волка
на песке возле колодца) (7). Индийский воробей, как и
многие другие зерноядные птицы пустыни, старается
селиться поближе к водопою (8).Фото А. Банникова, Н. Дроздова, А. Щеголева
		>Не нуждаются в водопоях — дрофа, саксаульная
сойка, каменка и некоторые другие мелкие насеко¬
моядные птицы пустыни. Дрофа утоляет жажду,
поедая сочные листья и зеленую траву.Зерноядные птицы пустыни— саджа, белобрюхий
и чернобрюхий рябки, строящие свои гнезда обычно
на большом расстоянии от водоемов, благодаря
присущему им скоростному полету, в состоянии бы¬
стро добираться до воды. Они летают на водопой за
десятки километров, регулярно по утрам или вечерам,
иногда даже по два раза в день. Рябки обычно
наполняют водой свой желудок и зоб до отказа, и
если убитую после питья птицу подержать вниз
головой, то из нее может вытечь до стакана воды!
Прилетев к птенцам, рябки поят их, отрыгивая воду.Нуждаются в воде и другие зерноядные птицы
пустыни — обыкновенные горлицы, сизые голуби, сак¬
саульные, домовые и индийские воробьи, хохлатые
жаворонки и буланые вьюрки.Одному из зоологов удалось в Каракумах подсчи¬
тать прилетевших на водопой птиц. За 438 часов
было зарегистрировано 36 видов, число прилетов
которых составило в общей сложности около 100 000,
в том числе на долю «чисто» зерноядных птиц при¬
шлось не менее 90 000 прилетов. В среднем за один
час зерноядные птицы прилетали пить 200 раз, тогда
как насекомоядные — только 5 раз. Обыкновенные
горлицы, питающиеся исключительно сухими семенами
пустынных растений, прилетали к воде чаще других
видов (более 43 000 раз).Пьют воду, х'отя и нерегулярно, многие хищные
птицы — черный коршун, стервятник, сарыч-курганник,
из воробьиных — пустынный ворон, малая бормотушка.
В сумерках и на предутренней заре водоемы посе¬
щает кулик-авдотка и пустынный козодой. Кеклик —
горная птица, но он встречается и в глубине пустыни,
постоянно появляясь у воды в летнее время.Пресмыкающиеся, такие как быстрая и сетчатая
ящурка, ушастая круглоголовка, или поперечнополосый
полоз, обычно получают воду вместе с кормом.
Однако есть и такие змеи, которые нуждаются в
питье, например большеглазый полоз—змея, распро¬
страненная в СССР только на Мургабе. Если такого
полоза оставить в относительно прохладном помеще-
Зоология 59ж
во Зоологиянии без воды, то он на третий — пятый день погибает.
Если же давать ему воду, он может жить месяцами
в неволе.Значительные расстояния лежат между редкими
водоемами пустыни. Разыскивая живительную влагу,
животным приходится покрывать иногда многие десят¬
ки километров. В первую очередь дикие животные
стараются отыскать, конечно, пресную воду, но по¬
требляют они также солоноватую, соленую и даже
солоновато-горькую. Это и понятно. Если звери и
птицы долго не пьют, то жажда вызывает мучитель¬
ную смерть. Поэтому любая вода и даже ее внешнее
подобие привлекает их внимание. В нефтяных лужах,
в озерах с киселеобразной рапой гибнет огромное
множество разнообразных животных: гонимые жаждой,
они попадают в эти обманчивые ловушки, очевидно,
только потому, что принимают их блестящую поверх¬
ность за воду.Нередки в пустыне и случаи опоя животных. Это
наблюдается среди куланов, джейранов и диких
баранов. Причина их гибели кроется тут не только в
поглощении несоразмерной порции воды, но и в
степени концентрации минеральных солей. Можно
добавить, что содержание солей и микроэлементов в
потребляемой воде (до известного предела) имеет
определенное значение в минеральном питании жи¬
вотных.Помогает животным спасаться от жажды и прису¬
щая некоторым из них «быстроходность». Джейран,
например, развивает скорость до 60 км/час, кулан —
70, а сайгак—80. Таким образом, этих животных
ноги, можно сказать, не только кормят, но и поят.Потребность в питьевой воде может сильно коле¬
баться в зависимости от характера пищи. Так, кара¬
кульские овцы, верблюды, дикие копытные и в
особенности сайгаки и джейраны при наличии на
пастбищах зеленого корма могут дольше обходиться
без питьевой воды, чем при питании сухими кормами.
Вода, поглощаемая с пищей, вполне заменяет им
тогда питьевую. Даже такое «гидрофильное» живот¬
ное, как кабан, весной проникает в довольно глубин¬
ные и безводные участки пустыни, питаясь зеленой
травой, сочными луковицами и клубнями.Еще путешественники XIX столетия, в частности
Н. М. Пржевальский, указывали на значение влаги в
сочном корме в качестве источника воды для живот¬
ных пустыни. Как теперь установлено, в весенний
период многие кормовые травы, в основном эфемеры,
содержат 60—75% влаги, а некоторые до 90%I Так, в
основных для пустынного животноводства кормовых
травах — мятлике и осоке — ее содержание в весенние
месяцы достигает 70%. По подсчетам ученых, с каж¬
дым килограммом сочной травы в организм животно-
ных поступает до 850 г. воды. Поэтому в животновод¬
стве в весеннее время допускаются редкие водопои
овец — через два-три дня.В литературе приводится такой факт. Отбившиеся
от отары овцы в течение нескольких месяцев жили
в Каракумах без присмотра и, выработав своеобраз¬
ный пастбищный режим (паслись ночью, а днем, в
жару, отдыхали в затененных участках), легко обходи¬лись без водопоя, употребляя сочные корма. Когда
найденным овцам предложили воду, они от нее
отказались.К концу весны сочный корм резко уменьшается, а
в летнее время достигает своего минимума. Но и ле¬
том животные продолжают разыскивать влажные кор¬
ма, поедая нередко вредные и даже ядовитые, но
сочные растения. От этого нередко погибают джейра¬
ны и сайгаки, в известной мере и куланы. Грызуны —
зайцы, тушканчики, суслики и песчанки в летнее время
тщательно выбирают среди кормового травостоя толь¬
ко те травы, которые остаются зелеными. Эти зверьки
а природе обходятся без питьевой воды, хотя в нево¬
ле лакают ее охотно. То же относится к боялычной
соне (селевинии) — редкому грызуну из пустыни Бет-
Пак-Дала. А тонкопалые суслики посещают Куртлин-
ское водохранилище в районе Ашхабада и долго пьют,
если их не беспокоят.Итак, для копытных и для грызунов определяющим
фактором притягательности растений является в пер¬
вую очередь их сочность. Строго выборочное поеда¬
ние сочного корма особенно хорошо прослеживается
у среднеазиатской черепахи и у желтого суслика, для
которых зеленая трава на пастбищах служит как бы
регулятором календаря всей их жизнедеятельности.
Уже к концу весны, и особенно в годы с ранней засу¬
хой, черепахи и суслики, лишаясь влажного корма, впа¬
дают в спячку. И только в тех местах, где сохраняется
еще свежая трава, летний анабиоз (оцепенение) у этих
животных наступает позже. Поэтому не случайно, что
период анабиоза желтого суслика и степной черепахи
варьирует от 7 до 9 месяцев и всегда совпадает
с отсутствием сочной травы в пустыне. В отдельные
годы во время небольшой осенней вегетации трав че¬
репахи, хотя временно и просыпаются, но скоро вновь
залегают в зимнюю спячку. Обычно же и желтый сус¬
лик, и степная черепаха осенью не пробуждаются.
Малый и крапчатый суслик, населяющие засушливые
районы юго-востока нашей страны, также летом спят.
И в этом случае причина кроется в усыхании трав.Следовательно, в водном обмене пустынных живот¬
ных, в особенности копытных, грызунов и черепах,
влага, поступающая вместе с сочным растительным
кормом, имеет большое значение.Сочные корма используются и птицами для выкар¬
мливания молодых. В какой-то мере и роса исполь¬
зуется животными для удовлетворения потребности
в воде. Она появляется больше всего в весеннее время
и в заметно меньшем количестве летом в ранние
утренние часы. Замечено, что слизывать росу умеют
не только грызуны, но и некоторые пресмыкающиеся
и птицы.На юге Туркмении распространено зонтичное рас¬
тение ферула, называемое туркменами «кейик окарасы»,
что в переводе означает «джейранья чашка». Эта свое¬
образная чашка образуется на стеблевых листьях рас¬
тений. Вв" время дождей в эти чашки может набраться
до двух литров воды. Ее, по наблюдениям местных
жителей, и пьют джейраны.Однако немало в засушливых областях и таких жи¬
вотных, которые, не являясь травоядными, все же не
Зоология 01пользуются водопоями. Принято считать, что для них
определенное значение имеет метаболическая вода,
образующаяся в результате распада жиров, которые
в конечном счете окисляются до двуокиси углерода и
воды. Вырабатывать такую воду очень важно для насе¬
комоядных и хищных птиц, пресмыкающихся, грызунов,
испаряющих воду в большем количестве, чем они ее
получают.Однако не следует преувеличивать значение мета¬
болической воды и, в частности, жировых отложений
в качестве одного из резервов ее в организме. Дело
в том, что значительное развитие таких отложений
наблюдается далеко не у большинства животных
пустынь. Правда, у некоторых оно выражено достаточ¬
но явно: горбы у верблюдов, хвосты у курдючных
пород овец, хвосты некоторых тушканчиков, подкож¬
ные жировые отложения у желтого и малого сусликов,
у боялычной сони, у саксаульной сойки, ежей и др.
Но все же и большой запас жира при окислении не
может, в сущности, дать уже очень заметного количес¬
тва метаболической воды. Достаточно, например, ска¬
зать, что при окислении всего жира, находящегося в
горбе верблюда, получается примерно около 40 л
воды, что составляет, по существующим зоотехничес¬
ким нормам, суточную потребность этого животного
в воде. А весной тот же верблюд, питаясь сочными
травами, может на пастбищах обходиться совсем без
воды.Метко сказано в другой туркменской пословице:
«Хоть, сам верблюд на барханах, глаза его на солон¬
чаках».И в самом деле, каракульские овцы и верблюды
потребляют значительное количество солей с кормом
и колодезной водой. Это в равной степени относится и
к диким зверям и птицам. Известно, например, что
многие копытные регулярно посещают так называе¬
мые солонцы, где вылизывают или выгрызают землю,
содержащую соль. Такие места посещаются настолько
постоянно, что на этом основан один из способов охо¬
ты на животных. Для добычи зверей охотники устраи¬
вают даже искусственные солонцы. В литературе
имеются сведения, что существуют и птичьи солонцы.Соли, поступающие в организм животных, главным
образом хлориды, повышают осмотическое давление
тканей и способствуют удержанию в них влаги и, сле¬
довательно, снижают потери воды в организме.Работами физиологов и зоологов установлено, что
экономное расходование воды является исторически
сложившейся характерной особенностью водного об¬
мена животных пустыни. По сравнению с животными
более влажных и орошаемых районов у них наблю¬
дается заметное уменьшение мочеотделения и кожно¬
легочной отдачи воды. Так нам, например, удалось
установить, что в мышцах и во внутренних органах ря¬
да видов птиц пустыни Каракум (саксаульная сойка,
саксаульный и пустынный воробьи, каменка-плясунья,
пустынный козодой, буланый вьюрок, хохлатый жаво¬
ронок) происходит накопление влаги, что служит
«страховым запасом» для поддержания жизни в пери¬
од длительного и знойного лета. Далее, отмечаетсяспособность удерживать воду в мышцах и в тканях,
экономное использование воды при пищеварении.
Вместе с тем испарение воды крайне ограниченно,
что связано с особенностями строения кожи. Среди
млекопитающих пустыни численно преобладают хищ¬
ники и грызуны, у которых нет потовых желез.Замечателен факт более интенсивного обратного
всасывания воды у пустынных птиц. Работами нашей
лаборатории установлено, что оно происходит не толь¬
ко в толстом, но что особенно интересно, и в заднем
отделе тонкого кишечника.Экономное расходование воды и ее накопление
в организме достигается различными приспособитель¬
ными приемами поведения. К ним относятся: пониже¬
ние активности животных в жаркий период, переход
их в это время от дневного образа жизни к ночному,
кормежка в ранние утренние часы и по вечерам,
жизнь в норах, доходящих нередко до влажного гори¬
зонта, использование тени и микрорельефа местнос¬
ти, расположение гнезд в дуплах и расщелинах, пе¬
ремещения в пределах данной территории в более
«влажные» местообитания, ранний отлет, подбор соч¬
ных и зеленых растений и т. д.Но всего этого было бы недостаточно, если бы жи¬
вотным не удалось приобрести в процессе эволюции
и закрепить чрезвычайно важную приспособительную
особенность — экономное расходование влаги при
реализации жизненных отправлений и способность ре¬
зервировать ее в организме.Трудом советского человека быстрыми темпами
ведется обводнение засушливых районов нашей страны.
Вода в каналах и в оросительных системах не только
способствует расширению пастбищ и развитию живот¬
новодства, но и помогает сохранению и обогащению
животного мира наших пустынь.УДК 591.54
02 ГеографияЧетыре острова
в океанеПрофессор К. К. МарковКонстантин Константино¬
вич Марков — заведую¬
щий кафедрой общей фи¬
зической географии Мос¬
ковского государственно¬
го университета им. М. В.
Ломоносова, доктор гео¬
графических наук, за¬
служенный деятель нау¬
ки РСФСР. Занимается
вопросами теории гео¬
графии, палеогеогра¬
фии, геоморфологии и
географии Антарктиды.
Автор многочисленных
научных трудов, в том чи¬
сле книг «Палеогеогра¬
фия», «Четвертичный пе¬
риод», а также научно-по¬
пулярных изданий — «Пу¬
тешествие в Антарктиду»
(1957) и «Путешествие в
Антарктиду и вокруг све¬
та» (1960). Многие рабо¬
ты изданы за рубежом.
К. К. Марков с 1927 г. яв¬
ляется постоянным авто¬
ром журнала «Природа».«В этом воздухе приро¬
да, как будто явно и от¬
крыто для человека, со¬
вершает процесс творче¬
ства; здесь можно непо¬
священному глазу сле¬
дить, как образуются,
растут и зреют ее чуде¬
са; подслушивать, как
растет трава».И. А. ГончаровВ этих словах из известной книги очерков путешест¬
вия «Фрегат Паллада» очень хорошо выражено чувство
восхищения перед таинственной природой тропических
островов. Можно понять высоту и глубину высказан¬
ного русским писателем чувства. Природа тропичес¬
ких островов Индийского океана действительно необы¬
чайна. В ней немало таинственного и для посвященного
взгляда современного естествоиспытателя: еще неяс¬
ны решения многих проблем, безусловно таящие в се¬
бе много нового и интересного.Нужны новые фактыМного волнующих вопросов возникает при посеще¬
нии островов Индийского океана. Возможности их
серьезного изучения при весьма кратковременных по¬
сещениях ограничены. Тем не менее в поисках воз¬
можных путей непосредственного изучения островов
я решил обратиться к опыту наших славных пред¬
шественников— русских мореплавателей прошлого.Первая и отчасти вторая половина XIX в. были для
русской географической науки эрой кругосветных пла¬
ваний и посещений различных островов. Цели таких
плаваний были, как известно, прежде всего практи¬
ческие. Однако попутно наши любознательные моряки
приложили немало сил и знаний, чтобы обогатить оте¬
чественную науку бесценными для нас сведениями и
коллекциями, относящимися к климату, геологии, фло¬
ре, фауне и к этнографии посещенных ими стран и
островов.Уже в отчете о первом (в 1803—1806 гг.) плавании
И. Ф. Крузенштерна содержатся систематически изло¬
женные сведения о метеорологии и этнографии.
Далее, О. Е. Коцебу (плавания 1815—1818 гг. и 1823—
1826 гг.) привлек в научных целях в свою экспеди¬
цию двух наших естествоиспытателей А. Шамиссо и
И. Эшшольца, сообщивших миру множество фактов0	природе и населении посещенных ими стран.
Ф. П. Литке (1826—1829 гг.) также приглашает # свою
экспедицию зоолога и ботаника Мартенса, геолога
Постельса, орнитолога Киттлица. О первом, вскоре
скончавшемся, Литке отзывался с восторгом. Как он
писал, Мартенс собрал для Академии наук целый ряд
коллекций и сделал множество прекрасных рисунков,
на которые обратил внимание «гнаменмтый Кювье» 1Собранные в XIX в., в основном в первый период
русских экспедиций, зоологические, ботанические и
этнографические материалы, ценнейшие коллекции и1	Ф. Л Литке. Путешествие вокруг света на военном шлюп* •Сеня*'
вин», 1825—1029. ОГИЗ, М., 1948, изд. 2. стр. 11.
География алтеперь продолжают оставаться для нас главным науч¬
ным богатством, характеризующим тропические земли.
Один пример: в 1871 г. больной лихорадкой Н. Миклу¬
хо-Маклай находился у берега о. Пасхи, на борту кор¬
вета «Витязь». Он получил тогда от островитян дере¬
вянные дощечки с нанесенными на них знаками. Оте¬
чественные этнографы вот уже скоро сто лет пытаются
расшифровать эти таблички, а новых поступлений, ко¬
торые могли бы помочь в этом, нет.После Великой Отечественной войны советская нау¬
ка вновь вышла на простор Мирового океана. Десятки
океанографических экспедиций на новом современном
исследовательском судне «Витязе» и его «собратьях»
выдвинули советскую океанографическую науку на од¬
но из первых мест в мире. Однако изучение советскими
учеными суши также настоятельно требует новых
наблюдений и исследований в различных районах Зем¬
ли. Только они могут обогатить науку новыми плане¬
тарными обобщениями. Не пора ли нам вернуться к
проверенной практике старинных русских мореплавате¬
лей: к тесному сочетанию исследований океана, берегов
и островов?Такие мысли не оставляли меня, географа, во вре¬
мя плавания на экспедиционном судне Института
океанологии АН СССР «Академик Курчатов» и посе¬
щения островов тропического пространства Индийско¬
го океана летом 1967 г.А теперь — о наблюдениях и некоторых выводах,
которые, как мне кажется, заслуживают внимания.iОстров СокотраОн поднимается над поверхностью Аденского за¬
лива Индийского океана, как массивный обломок аф¬
риканской суши. Этот материковый остров удален от
восточной оконечности Африки — мыса Гвардафуй —
только на 200 км и отделяется от материка мелко¬
водьем. От Азии (Аравийский берег) остров отстоит на
2000 км и отделен от нее большими глубинами тек¬
тонической молодой ложбины Аденского залива, про¬
тянувшейся из Красного моря в Индийский океан.О	материковой природе Сокотры свидетельствует его
геологическое строение. В высоких прибрежных обры¬
вах обнажаются белые коралловые известняки, хотя
и морские, но мелководные отложения. Мощность
их достигает нескольких сотен метров. Возраст этих
известняков считается верхнемеловым и эоценовым.
Впрочем, коралловые постройки продолжают расти
вокруг острова и теперь. На северном берегу их
обломки можно увидеть на почти белом песчаком
пляже из перетертых раковин и кораллов.Мы имели возможность осмотреть с корабля
северный край острова от его западного мыса Рас-
Шоаб 'до восточного мыса — Рас-Радресса. Всюду
белые обрывы с хорошо заметной слоистостью
известняков. Над ними — платообразная волнистая
равнина. Самые высокие горы (1506 м) острова име¬
ют зубчатые очертания. Под известняками залегают
граниты, они же поднимаются острыми зубцами над
поверхностью центральной части острова.Таковы некоторые факты. Однако нас интересуютпроблемы и первая из них — одновременно и текто¬
ническая, и климатическая.Коралловые осадки о-ва Сокотра начали отклады¬
ваться в океаническом мелководье в меловом
периоде около 100 млн лет тому назад (продолжи¬
тельность одной кайнозойской эры — около 70 млн-
лет). В течение огромного промежутка времени по¬
верхность высокого плато еще представляла собой
сочетание прибрежных коралловых рифов. Но в
послепалеогеновое время, 20—10 (или менее) млн лет
тому назад, резко изменялся тектонический режим.
Мелководье превращалось в высокий остров. Ампли¬
туду неотектонического поднятия можно определить
примерной цифрой более 1000 м.Теперь о постоянстве климата тропического пояса.
Здесь надо сделать небольшое отступление.О-в Сокотра пересекается параллелью 13° 30' с. ш.
Он лежит в тропическом поясе, прежде всего с
формальной точки зрения, так как находится на 10°
южнее тропика Рака •. Но и по существу, это тропи¬
ческий пояс, для которого основным признаком явля¬
ется господство пассата. Пассат мы наблюдали по
пути с севера еще в Красном море, и прекратился
он только южнее острова. Отложение коралловых
известняков происходит на острове в течение ста
миллионов лет и свидетельствует об исключительном
постоянстве климатической (природной) обстановки
тропического пространства. В отличие от него вне-
тропическое пространство Земли испытало гораздо
больше природных изменений и, вследствие насту¬
пившего похолодания в умеренном поясе, коралловые
постройки исчезли уже в миоцене (сармате), т. е.10—15 млн лет назад. Естествоиспытатели много раз
отмечали эту особенность истории тропического про¬
странства Земли, которую мы наблюдаем на о. Со¬
котра. Одним из первых писал о ней в 1878 г.
знаменитый английский биолог А. Р. Уоллес: «Эквато¬
риальная зона в итоге является результатом сравни¬
тельно продолжительного и непрерывного развития
органических форм, в то время как в умеренных
районах был ряд периодических задержек и угасаний,
более или менее катастрофических... Экваториальные
области,— продолжал Уоллес,— принимая во внимание
их прошлую и современную историю — это более
древний мир, чем умеренные области...2. Уоллес
пишет об экваториальной зоне, я пока употреблял
более широкое понятие — тропическое пространство,
относя и к нему черты относительной неизменности
и медленности развития природы.Наши затруднения в решении вопроса об образо¬
вании о-ва Сокотра возрастут, если посмотреть
на поверхность его известнякового плато. Это почти
оголенная, волнистая поверхность, покрытая карбо¬
натной корой выветривания. На ней видны лишь
редкие растения — суккуленты, алоэ, а также невысо¬
кие деревца. Солнце палит безжалостно, кругом
жара и сушь. Вокруг расстилается опустыненная1	Тропик Рака, или Северный тропик.2	А. Р. Уоллес. Тропическая природа, 1876 г.
64 Географиясаванна, свойственная северной притропической поло-
се субэкваториального пояса.Итак, районирование обширного пространства
осложняется: в нем выделяются тропический, субэква¬
ториальный, экваториальный пояса и где-то у границы
первых двух из них расположен о-в Сокотра.Наконец, о сезонных контрастах ландшафта. Де¬
ревья стоят почти без листьев, а в то же время на
поверхности известняков видны карстовые воронки,
свидетельствующие о деятельности воды. Этот кон¬
траст— признак смены сухого и влажного сезонов,
смены, характерной именно для субэкваториального
пояса.Мы посетили остров весной—15 апреля. По-види¬
мому, еще не закончилась зимняя засуха. Вслед за
ней наступят летние дожди, деревья покроются
листвой, влага оживит карстовые процессы.Множество вопросов вызывают условия жизни
немногочисленного населения. На о. Сокотра живет
не более 12 тыс. человек — африканцы и арабы.
Основное занятие населения — рыболовство и земле¬
делие. Жизнь населения острова архаичная, как бы
застывшая. Но рядом со столицей — английский воен¬
ный аэродром.Зональная (поясная) структура природы на океане,
к югу от о-ва Сокотра, выражена не менее ярко,
чем на суше. К югу от о. Сокотра, по-прежнему, как
в Красном море, преобладает несильный ветер с
востока — пассат. Он поднимает на поверхности оке¬
ана невысокую, но нестихающую пассатную волну
под почти безоблачным небом,— характерный вид
тропического, а в зимне-весеннее время года также
и субэкваториального океана. Но с приближением к
экватору (около 4° с. ш.) картина меняется. Пассат
стих, поверхность океана зеркальна, кое-где высоко
в небе как бы застыли гигантские тучи, время от
времени гремят грозы, появляются радуги, ночью
беззвучно полыхают зарницы. Входим в экваториаль¬
ный штилевой пояс.Сейшельские островаОдно из чудес южной части экваториального
пояса Индийского океана — гранитные Сейшельские
острова '. Вокруг гранитных Сейшелл (около 90 остро¬
вов) расположены коралловые атоллы. Все это мно¬
жество островов покоится на общем мелководном
(50 м) основании Сейшельской банки размером
около 350 на 200 км, и вместе с ней возвышается
над расположенным рядом на глубине до 6 км
базальтовым дном океана. С геологической точки
зрения — Сейшельские острова представляют собой
очень маленький гранитный континент2 — «микроконти¬
нент» на базальтовой коре.На гористом, самом большом в архипелаге, о. Маэ
(высшая точка 905 м) сквозь зелень деревьев просве¬
чивают гранитные скалы, местонахождение которых1 Сейшельский архипелаг назван по имени главного контролера фи-
нансов^ при короле Людовике XV Моро де Сейшеллуа, а самый
большой остров архипелага—Маэ — по имени французского губер¬
натора XVIII в.— Маэ Лабурдонэ.*	Вообще гранитными являются материки, а не океаническое дно.здесь представляется загадочным. Как выяснили гео¬
физики, толщина гранитов во много раз больше, чем
высота гранитных островов, она достигает 13 км. Гра¬
нитный слой образует не только острова, но и подвод¬
ную платформу, составляющую основание микрокон¬
тинента и уходящую на глубину 12 км.Граниты Сейшельских островов — это большой
батолит1 докембрийского возраста (около 650—
550 млн лет), охватывающий всю платформу. Граниты
пронизаны дайками более молодых основных пород.
Еще моложе (62—34 млн лет) сиениты, которые
слагают высокий о. Праслин. Таким обрагом, магма
создавала гранитный микроконтинент в течение полу-
миллиарда лет, от докембрийского до палеогенового
времени.Появление среди базальтового дна океана гранит¬
ного микроконтинента (а их несколько) представляет
собой, несомненно, одну из главных научных проблем
геофизики, геологии, географии и вообще естество¬
знания. Здесь сталкиваются разные научные концеп¬
ции. Одна — А. Вегенера, рассматривавшего Сейшель¬
ский микроконтинент как осколок огромного древнего
континента Гондваны, большая часть которого погру¬
зилась под воды Индийского океана и под его кору.
Но логически возможна и существует противополож¬
ная концепция, усматривающая в Сейшеллах не
реликт старого, а зародыш нового континента,
нарастающий из эманаций мантии Земли.Флора и фауна Сейшельских островов небогаты
числом видов, но весьма своеобразны. Оба признака
свидетельствуют о длительной изоляции островов, их
относительно большой островной древности.Впечатление роскоши лесного покрова создает,
однако, не многочисленность видов, а обилие пред¬
ставителей каждого из немногих видов. Их только
380 (меньше, чем в Московской области), в том
числе 233 диких вида и 147 — привезены человеком
или принесены морскими течениями. Но зато ядро
местной дикой флоры (40%) эндемично. Здесь про¬
израстают свои виды и даже свои роды растений.
Самые замечательные из них — пять из шести пред¬
ставителей семейства пальм. Две кокосовые пальмы
принадлежат не только к разным видам, но и разным
родам. Одна (Cocos nucifera) — обычная, широко
распространенная во влажном и жарком тропико-эква-
ториальном климате. Эту пальму видели на Сейшель¬
ских островах-еще в 1756 г., но с тех пор она распро¬
странилась от берегов в глубь островов и поднялась
«в гору». Другое дело — вторая кокосовая пальма
(Lodoica Seychellarum, иначе L. maldivica), именуемая
«морской кокос», хотя она и растет больше на скалах,
чем ее отдаленная родственница. Морской кокос отли¬
чается от обычного кокоса своим двойным орехом.
Это—второе чудо Сейшелл, если первым чудом счи¬
тать — сами гранитные острова. Морской кокос не толь¬
ко родовой эндемик, но и эндемик внутри самого
Сейшельского архипелага и произрастает только на
о. Праслин и на соседнем с ним островке Курьез.1 Батолит — массив магматической породы, образовавшийся глубоко в
земной коре.
География в5Кстати сказать, это единственное охраняемое дерево
Сейшельских островов. Еще около ста лет назад спра¬
ведливо замечено, что уничтожение этой пальмы яви¬
лось бы «оскорблением науки и позором цивили¬
зации» *.Животный мир Сейшельских островов особенно бе¬
ден млекопитающими: здесь водятся только два вида
из подотряда летучих мышей, совершающих перелеты
на 1000 и более километров. Интересны рептилии: ги¬
гантская морская, гигантская слоновая сухопутная и
съедобная «зеленая» черепахи, но они почти уничто¬
жены. В литературе сохранились рассказы о крокоди¬
лах, но они были уничтожены к 1820 г. На островах
обитает 14 семейств птиц, главным образом представ¬
ленных одним видом и одним родом. Видовой энде¬
мизм достигает 65%, есть даже эндемичные семей¬
ства. К последним относятся черный попугай, обитаю¬
щий почти исключительно на о. Праслин.Высокий эндемизм флоры и фауны Сейшелл —
свидетельство длительного изолированного развития
островов, В этом отношении у Сейшельских островов
много общего с Галапагосскими островами.Связь между природой "суши (островов) и океана
устанавливается не только на основании уже отмечен¬
ных нами признаков. Изучение древних берегов, ко¬
торые исследователь обнаруживает на островах — это
еще один ключ к решению проблемы происхождения
островов.На о. Маэ обращает на себя внимание низкая мор¬
ская Iтерраса, возвышающаяся над океаном всего на
5 м и занимающая 10% площади острова. Она обра¬
зована деятельностью моря, на что указывает песок
террасы, состоящий из перетертых морских раковин
и кораллов. На этом так называемом «коралловом
плато» образовался особый тип карбонатной почвы
(«рендзина»), где произрастают главным образом ко¬
косовые пальмы. Древние берега океана встречаются
и гораздо выше 2.Что же означают следы древнего океанического
уровня над современным уровнем океана? Эту слож¬
ную проблему выдвинул еще Ч. Дарэии, но к ней я
вернусь несколько позже, когда буду рассматривать
особенности коралловых островов.Итак, Сейшельские острова — микроматерик, но по
условиям развития органической жизни, в отличие от
с. Сокотра, они представляют собой изолированные
океанические, а не материковые острова.Заселение океанических островов человеком —
безусловно также одна из захватывающих научных проб¬
лем. Население островов молодо, но история заселе¬
ния богата событиями. По всей вероятности, Сейшель¬
ские острова известны были еще арабам в средние
века. Первый европеец — португалец дон Педро Мас-
карен — увидел эти острова в 1505 г. Его именем был
потом назван подводный (главным образом) Маска-1 С. Swabey, Forestry Advisor. Forestry in the Seychelles. Victoria,
1961 , p. 10.1 «Поднимаясь u iopbi (о. Маэ — К. М.), мы находим большие массы
кораллов, представляющие бесспорные доказательства того, что в
определенное время море достигало высоты, которая могла быть
в триста футов ■ над современным уровнем моря»,— писала газета,
издававшаяся на о-ве Маврикия в 1044 г.Географические пояса в Индийском океане: У — умерен¬
ный (южный), С АНТ— субантарктический, CT — субтро¬
пические (северный и южный), Т — тропические (север¬
ный и южный), СЭ — субэкваториальный (северный и
южный), Э — экваториальныйренский хребет, к которому относят и Сейшельское
плато и сами острова. Но впервые семь французов
поселятся на о, Маэ только в 1742 г. После крушения
империи Наполеона в 1815 г. острова стали Британ¬
ской колонией. Экономика островов была основана на
судоходстве и рабском труде. Жители богатых лесом
островов строили небольшие парусные суда. С остро¬
вов вывозили экзотические товары: черепах, рыбий
жир, раковины, воск, кофе, кокосы, кокосовое масло,
копру, а также соленую рыбу, хлопок, рис, строитель¬
ный лес и др., а ввозили продовольствие.С 1742 г., когда семь европейцев с рабами прибыли
с о-ва Маврикия на о-в Маэ, население продолжало
расти. Большую часть населения Сейшельских островов
называют креолами (94%), они говорят на француз¬
ском диалекте, хотя английское господство, сохранив¬
шееся и поныне, вдвое продолжительнее предшество¬
вавшего ему французского. Общая численность насе¬
ления в 1960 г. была 41 425 чел., иэ них около 12 тыс. жи¬
вет в небольшой столице колонии — г. Виктория.Поток иммиграции непосредственно вливался с
о-ва Маврикия (ранее — «Иль-де Франс»), где до
1815 г. находился центр французской колонии. В свою
очередь иммиграция на о-в Маврикия направляется
главным образом с «Большого острова» — Мадагаскара
и иэ Африки. Если еще учесть, что само «коренное»5 Природа, 5
00 Географиямальгашское население Мадагаскара — индонезийско¬
го происхождения, то будет понятно, насколько сло¬
жен вопрос этнического состав а Сейшельских островов.Коралловые островаАрхипелаг коралловых Амирантских островов открыл¬
ся перед нами на зеркальной глади океана еще на
подходе к Сейшельским островам. Но особенно интерес¬
ным оказался большой, классический, кольцевидный ко¬
ралловый атолл Диего Гарсия.Посещение кораллового атолла Диего Гарсия (Сей¬
шельская британская колония) было разрешено только
до 1 июня, так как после этого срока атолл передавал¬
ся США для использования в военных целях.Наш корабль подошел к этому атоллу 25 мая и про¬
стоял 2 дня. Коралловый атолл — это еще один вид
океанических островов, который мы осмотрели и кото¬
рый особенно занимал наше воображение, так как над
историей их развития размышлял еще Ч. Дарвин.Атолл Диего Гарсия лежит под 7° ю. ш., в южной
части Мальдивского архипелага, называемого архипела¬
гом Чагос, на подводном плато — микроконтинекта Ча-
гос. Почему же атолл Диего Гарсия классический? Он
представляет собой кольцо из песка, покрытое заросля¬
ми преимущественно кокосовой пальмы. Это кольцо
окружает лагуну, имеющую с северной стороны выход
в океан. Диего Гарсия—большой атолл. Протяженность
песчаного кольца составляет- 65 км, а поперечники ла¬
гуны— 25 на 10 км. Песчаное кольцо узкое (0,5 км),
имеет равномерную высоту, едва достигая 5 м. Еще
Ч. Дарвин назвал о. Диего Гарсия большим атоллом. И
он же отметил, что, по словам капитана Морсби, за
80 лет, примерно к 1830 г., не произошло изменений
атолла и его лагуны.7° южной широты — граница экваториального и юж¬
ного тропического поясов. Летом эта граница смещает¬
ся к югу, а зимой — к северу. В конце мая здесь нача¬
ло зимы, и нас встретил легкий юго-восточный пассат —
ветер тропиков Южного полушария. Сразу бросилось
в глаза, что высокие кокосовые пальмы слегка накло¬
нены к западу, т. е. по направлению пассатного ветра.Несмотря на малую высоту атолла, есть, как мне ка¬
жется, доказательства того, что остров был поднят.
Коралловые известняки непосредственно под почвой
несомненно лежат на несколько метров выше уровня
океана. У берега лагуны темные, серо-коричневые ко¬
ралловые известняки выходят на уровне прилива, обра¬
зуя невысокий уступчик. Это совершенно та же картина,
что и на Амирантах, и поверхность атолла во всяком
случае очень напоминает низкую террасу о. Маэ.
Всюду прослеживается низкая, незатопляемая терраса
в несколько метров высоты, под песками которой на
высоте все же выше уровня океана (прилива) лежат
морские коралловые известняки. Три упомянутые пункта
удалены друг от друга на тысячи километров и отно¬
сятся к тектонически различным участкам дна океана.Пока наиболее естественным объяснением происхож¬
дения этих островов представляется равномерное
эвстатическое понижение его уровня в послеледнико¬
вое время. Стабильность современного состояния ост¬ровов на протяжении примерно 200 лет подтверждают
карты (XVIII в.), на что указал еще Ч. Дарвин. Можно
также заметить, что современные коралловые рифы с
обеих сторон от гряды атолла начинаются не сразу, а на
расстоянии нескольких десятков метров от внешнего
берега гряды. Таким образом, они окаймляют берега
атолла так же, как и берега гористого о. Маэ.Характерным признаком современного погружения
атолла является болото с мертвыми деревьями, если
только гибель деревьев не вызвана застоем воды пос¬
ле постройки дамбы. Но мертвые деревья я встречал
также и на совсем сухих участках коралловой гряды.Проблема коралловых атоллов, вероятно, самая
популярная из островных проблем со времен Ч. Дар¬
вина. Действительно, как же могли образоваться мно¬
гочисленные кольцевидные атоллы, разбросанные в
разных частях океана?Исследователя атолла прежде всего поражает ви¬
довое однообразие флоры и фауны, малая высота и
геометрическая форма атоллов. Действительно, вряд ли
возможно указать более 20-ти представителей местной
флоры (по Дарвину — 5—6 деревьев, а всего 20 видов,
включая сорняки). Местные растения не являются
эндемиками (как многие растения Сейшельских остро¬
вов). Родина их—главным образом юго-восточная
Азия, Индонезия, Австралия. Оттуда устремляется и
пассатный ветер и пассатное течение воды. Бедность
органического мира указывает на относительную неиз¬
менность условий жизни и одновременно на молодость
коралловых атоллов. Поверхность атолла — низкая,4—5 м, причем коралловые известняки видны над
пляжем, выше уровня прилива. Следовательно, поверх¬
ность острова повысилась над уровнем океана. Теперь
следует сказать хотя бы очень кратко о теории обра¬
зования коралловых рифов. Ч. Дарвин посетил только
один коралловый атолл — Килинг (Кокосовый) в восточ¬
ной части Индийского океана, но ему оказало большую
помощь тщательное изучение морских карт и описа¬
ний других путешественников.Ч.	Дарвин разделил все многообразие коралловых
сооружений на три класса, отвечающие трем этапам
их развития: береговые (окаймляющие) рифы, барьер¬
ные рифы и атоллы. Первые примыкают к берегу,
вторые тянутся вдоль берега на некотором от него
расстоянии со стороны океана, атоллы разбросаны
в океане, поражают своей кольцевидной формой, и,
в отличие от первых двух классов, не имеют видимого
соседства с «настоящей» сушей. Логически можно се¬
бе представить, что три класса коралловых рифов вы¬
ражают три стадии развития атоллов. Дарвин на протя¬
жении первой половины своей работы о коралловых
рифах подчеркивает значение опускания островов.
С этой точки зрения можно было бы себе предста¬
вить последовательность образования — от первого к
третьему классу: береговые рифы, возникающие у
самого берега, превращаются в результате опускания
в бартерные, отделенные от берега полосой воды;
при дальнейшем опускании острова и росте коралло¬
вых построек кверху первоначальный остров погружа¬
ется, и на поверхности океана остается коралловая
1	— остров Сокотра, Горы централь¬
ной части острова. 2 — суккуленты —
сухолюбы, алоэ, растущие на острове
Сокотра. 3 — волнистое известня¬
ковое плато острова Сокотра. На пе¬
реднем плане суккуленты и неболь¬
шие деревья. На заднем плане—ла¬
гуна, коралловый пляж. 4 — экватори¬
альный пояс Индийского океана. Ве¬
чер. Зеркальная поверхность воды.
Вертикальные башни туч на горизон¬
те. 5 — экваториальный пояс Индий¬
ского океана. След от полосы ливня
на зеркальной поверхности воды. Ра¬
дуга43«Природе», I960, N9 5
11 — остров Маэ (Сейшельский архи¬
пелаг). Гранитные скалы просвечива¬
ют сквозь зелень леса. Обломок дре¬
внего материка Гондвана или вновь
образующийся материк? 2 — гигант¬
ская глыба гранита среди кокосовых
пальм. На поверхности гранитной глы¬
бы видны вертикальные дождевые бо¬
розды. 3 — атолл Диего Гарсия. Утро
в лагуне. 4 — остров Дерош. Обыкно¬
венная кокосовая пальма с ординар¬
ным орехом.23
5	— остров Маэ (ботанический сад).
«Необыкновенная» кокосовая пальма
с двойным орехом. 6 — атолл Диего
Гарсия. Заросли из кокосовых пальм,
казуарин и фикусов. 7 — хижина сре¬
ди зарослей кокосовой пальмы. На
досках вялят рыбу. 8 — остров Реюнь¬
он. Главная вулканическая возвышен¬
ность. Внизу — цирк Мафат, один из
трех гигантских цирков — кратеров
острова67
1	— остров Реюньон. Плантация са¬
харного тростника. 2 — зима, сезон
засухи. Внизу у берега океана — степ¬
ная выгоревшая полоса. 3 — главная
улица города Сен Дени — столицы
острова Реюньон
География 67надстройка, часто имеющая кольцевую форму. Если
бы факты отвечали такой именно теории, она была
бы и обоснованной и логичной.Однако тот же Ч. Дарвин с поразительной объек¬
тивностью собрал многочисленные данные о том,
что коралловые постройки часто бывают подняты на
большую высоту над уровнем моря. О поднятых
кораллах я упоминал раньше, при описании о. Соко¬
тры, Сейшельских островов. Как было сказано выше,
атолл Диего Гарсия тоже, несомненно, хотя и незна¬
чительно, поднялся. Признаки поднятия островов,
наравне с их опусканием, внесли в теорию некоторую
двойственность. Трехчленный генетический ряд бере¬
говой риф — барьерный риф — атолл — Дарвину при¬
шлось расчленить, отделив береговыр рифы, связан¬
ные Дарвином с поднятием, от барьерных рифов и
атоллов,— свидетельствующих об опускании. Например,
на о. Маэ есть поднятые коралловые образования,
что, однако, не исключает присутствия вдоль навет¬
ренного берега того же острова и барьерного рифа.
Пример слегка, но несомненно поднятого атолла
Диего Гарсия нами уже приводился.Вполне своевременно возобновить обсуждение
истории коралловых построек, но, разумеется, с учетом
современных тектонических представлений и других
современных данных. Это, очевидно, приведет к при¬
знанию разнообразия тектонических движений океа¬
нического дна, его островов и берегов. Составленные
в последние годы тектонические карты океанического
дна t изображают опускающиеся, наравне с подыма¬
ющимися районами, с общим перевесом, вероятно,
опускания. Коралловые образования каждого из трех
типов насажены и на воздымающееся и на опуска¬
ющееся основание, свидетельствуя лишь о достигну¬
той стадии опускания или поднятия, но не предвещая
направление процесса.При оценке теории коралловых рифов следует
учесть еще одно обстоятельство. Современная теория
признает наравне с движениями земной коры под
толщей воды океана (вместе с океаническими острова¬
ми и берегами) и автономные движения уровня
океана. Они зависят не от движений земной коры,
а от большего или меньшего заполнения водой
океанической впадины. Современные расчеты показа¬
ли, что в новейшее геологическое время, т. е. в
плейстоцене, океан никогда не заполнялся выше 10 м
над современным уровнем. В послеледниковое время,
в результате потепления климата, вызвавшего избыточ¬
ный сток талых ледниковых вод с суши в океан, океан
заполнялся до отметки 3—5 м. Напротив, в холодные
эпохи плейстоцена океан был заполнен водой меньше,
поэтому и уровень его опустился ниже современного
уровня на 100 м.Теорию коралловых рифов следует развивать толь¬
ко на современном научном теоретическом уровне.
Надо исследовать, какие именно колебания уровня
океана вызвали образование поднятых или затоплен¬
ных коралловых образований. Один из фактов,
по-видимому, уже получающий удовлетворительное
объяснение — это постоянная (3—5 м) высота корал¬ловых атоллов и низкой террасы о. Маэ. Они отвеча¬
ют высоте послеледниковой морской террасы во всем
мире и образовались не путем поднятия дна, а путем
понижения уровня океана, вследствие последовавшего
охлаждения климата.Теория Ч. Дарвина пользуется большой и заслу¬
женной славой. Однако к ней, как и к любой другой
великой научной теории, не следует подходить дог¬
матически. Теорию коралловых рифов надо развивать
на уровне современных представлений о механизме
колебаний уровня океана и его берегов.Остров РеюньонПосле материкового о-ва Сокотра, микроматерика
Сейшелл, после встречи с коралловыми атоллами,
нас ожидало впереди еще посещение вулканических
островов.Я расскажу о впечатлениях от большого о-ва Ре¬
юньон. Не один раз изменялось его название: раньше
остров был известен как Маскарен, Бурбон, Бонапарт.
Это большой овал, площадь которого 2512 км2, а
длина около 70 км. Реюньон лежит на 21° ю. ш.,
недалеко от Южного тропика Козерога, в 800 км5*
08	Географийот Мадагаскара (в 15 летных часах на тяжелом пас¬
сажирском самолете от Парижа).Самая большая достопримечательность острова —
огромные вулканы, благодаря которым он представ¬
ляет собой высокую гору. Один вулкан потухший, с
тремя глубокими, заросшими лесом, «цирками» —
кратерами,— Питон де Неж, т. е. «Снежная вершина».
Он поднимается до высоты 3067 м. О-в Реюньон
выше всех островов Индийского океана. Второй
вулкан — Фурнеэ, действующий, достигает 2366 м.
Даже перевал между ними лежит выше 1600 м.Горы острова так высоки, что на их склонах сменя¬
ются высотные климатические и растительные пояса.
Так как остров тропический, внизу и летом, и зимой
господствуют высокие ровные среднемесячные тем¬
пературы (27°—22° С). Но с высотой температура
быстро убывает (температурный градиент достигает
0,67° на 100 м поднятия), так что на Равнине Кафров
(так называется перевал между вулканами) температу¬
ра опускается до 16°—9° С, а случается — до 1° мо¬
роза. Вообще иней выпадает в кратерах, цирках на
высоте километра, а что касается главной вершины
острова — Питон де Неж, предполагается, что на
ней не бывает теплее 15°, мороз же может достигать
6° С. Поэтому немудрено, что иней и даже снег
(выпадающий наверху один раз в десятилетие) дали
основание назвать вершину этого тропического остро¬
ва — Снежной. Ботаник П. Ривал писал, что они прохо¬
дили километры по поверхности, ощетиневшейся
бесчисленными ледяными иглами длиной в 4—5 см.Более изменчиво распределение осадков: юго-во¬
сточная сторона острова обращена к пассату и
получает в 10 раз больше (до 4290 мм в год) осадков,
чем наветренная сторона. Зимняя засуха сменяется
летними дождями. Иногда к острову проникают
летние тропические циклоны, а за одни сутки над
горными кратерами выпадает до 2000 мм осадков,
вчетверо больше московской годичной нормы. Раз¬
рушения от циклонов огромны. Эрозия смывает сель¬
скохозяйственные культуры в океан, который на время
окрашивается в желтый цвет.Меняется и характер растительного покрова. Ост¬
ров Реюньон — главным образом, лесной и, как и на
о. Маэ, в его столице преобладают деревянные дома.
Вечнозеленые леса поднимаются до высоты 2000 м
и представлены акацией и бамбуком. С подветренной
стороны острова ниже лесов есть пояс сухой лесо¬
степи-саванны, но с наветренной стороны лес
спускается до уровня океана. Выше 2000 м простира¬
ются вечнозеленые кустарнички («верещатники»), лу¬
жайки, еще выше — кочкарники. Конечно, очень мно¬
гое изменил человек, и до высоты 800 м господствует
зеленое кольцо главной сельскохозяйственной культу¬
ры острова — сахарного тростника. Однако удобных
земель на этом горном острове мало — около трети
площади острова, на них и разместилось население
острова, составляющее более 400 000 человек.Проблемы острова Реюньон — и физико- и экономи¬
когеографические.Остров возвышается над южной оконечностьюподводного Маскаренского хребта. В северной части
хребта находится гранитный Сейшельский архипелаг, и
хребет поэтому называют, как и сам архипелаг, ми¬
кроконтинентом.С каких же пор существуют вулканы о-ва Ре¬
юньон?Огромный Питон де Неж изливал базальтовую, а
позднее — андезитовую лаву. Этап вулканических из¬
лияний продолжался не менее 2-х млн лет и еще не
закончился 0,1 млн лет назад. За это время магнитное
псле Земли минимум дважды изменяло знак своего
направления, от обращенного — к современному. Со¬
временный вулкан Фурнеэ существует не менее 0,35
млн лет. Местами древние лавы лежат на древних под¬
нятых кораллах, что свидетельствует о поднятии ос¬
трова. У наветренного берега коралловый риф суще¬
ствует и в настоящее время.Фауна млекопитающих острова бедная и представ¬
лена одними летучими мышами, как на Сейшельских
островах. Флора богаче и состоит из такого же числа
родов растений, сколько на Сейшеллах — видов. Но и
флора Реюньона глубоко островная — эндемичная.
Половина растений, в их числе две трети двудольных
растений,— эндемики. Например, 20 видов одних
только панданусов — эндемики.Эндемичность флоры и почти полное отсутствие
млекопитающих, состав и возраст лав вулканов —
свидетели длительного уединенного существования
острова.Здесь я позволю себе провести следующую ана¬
логию. Профессор Л. А. Зенкевич обратил внимание
на большой эндемизм фауны самых глубоких (ультра-
абиссальных) океанических впадин. Значительным энде¬
мизмом обладают и наиболее высокие острова. Это со¬
поставление указывает на глубокую историчность орга¬
нического мира и глубочайших впадин, и высочайших
островов океана.Остров Реюньон обитаем человеком в течение
трехсот лет. Интересную проблему представляет со¬
бой развитие на нем небольшого человеческого об¬
щества в условиях изоляции, богатой и в то же время
скудной природы, с учетом его бурной исторической
судьбы.Об острове знали, возможно, еще финикийцы и
уже во всяком случае — арабы. Первое изображение
острова на карте появилось в 1502 г. Французские
колонисты высадились там в 1646 г., но постоянное
островное население существует, начиная с 1663 г.
С тех пор прошло триста лет. «Население, обита¬
ющее здесь, познало едва ли тридцать лет относи¬
тельного процветания, а привычными для него
условиями были маразм и нищета»,— пишет историк
острова А. Шерер '.Уже в 1666 г. 10 французских кораблей везут на
остров многочисленных колонистов. Но из 1700 только
200 достигают острова живыми и даже десять лет
спустя население острова состоит всего из 58 свобод¬
ных белых и 70 черных рабов. Попыткам сельскохо¬
зяйственного освоения острова наносят тяжелые уда-1 Апс1гё Scherer. Hisioire de la Reunion. Que sals — jet Paris, 1965.
География воры тропические циклоны (1657 г., 1806 г.). Погибают
суда, стоящие на рейде, разрушены сотни домов,
уничтожается три четверти освоенных земель. Несмо¬
тря на это, все же намечается выбор основной сель¬
скохозяйственной культ/ры — кофе. В течение 70 лет
на острове производят кофе для Франции, затем с
середины XVIII в. остров становится производителем
продовольственных культур для острова (маниок, рис,
маис, зерновые). После крушения империи Наполе¬
она, главной островной культурой становится сахар¬
ный тростник. К 1823 г. он занимает половину всех
земель, пригодных для сельского хозяйства и остает¬
ся с тех пор главной культурой острова в течение
полутораста лет. Постепенно все виды производства
концентрируются в руках отдельных промышленников.
Мелкие производители и рабочие разоряются. Обра¬
зуется довольно многочисленный, часто лишенный за¬
работка пролетариат.После захвата Мадагаскара Франция укрепляет
свое положение в южной части Индийского океана.
Производство сахара растет, нужны рабочее руки,
вербуются 100 ООО индийцев. Строится железная до¬
рога с туннелем, уступившим по длине одному
Симплонскому туннелю — 10,5 км! Население острова
достигает более 200 тыс. человек....Вторая мировая война помешала ввозу на остров
продовольствия, в котором он неизменно нуждался.
Производство сахара, даже по сравнению с 1860 г.,
понизилось втрое. В послевоенное время метропсгия
вклаДывает много средств в строительство aomod и
дороги, медицинское обслуживание, народное обра¬
зование. Строится маленький университет.Я видел о-в Реюньон в состоянии острых социаль¬
ных противоречий, вызванных неразрешенными
экономическими и политическими затруднениями
Здесь много материала для размышления: с одной
стороны — о роли природной изоляции и природных
условий в жизни людей, а с другой стороны — о ее
зависимости от мировой экономики и политики и от
социально-экономических отношений внутри населения
самого острова.Еще несколько слов об океанеЯ уже упоминал, что путь по океану от атолла
Диего Гарсия (9° ю. ш.) к юго-западу — к вулканичес¬
ким островам Родригес (19° ю. ш.) и Реюньон (21° ю. ш.)
ознаменовался усилением пассатного ветра и пассат¬
ной волны. Океан покрылся белыми гребешками.
Судно вошло в тропический пояс Южного полушария.
Но только пассат Южного полушария дул зимой
(в мае—июне) гораздо сильнее, чем пассат Северного
полушария весной (в апреле). Картина, как видим,
симметричная — экваториальный пояс между двумя
тропическими поясами, но с оттенком асимметрии —
пассатный ветер в Южном полушарии значительно
сильнее, чем в Северном. Можно сказать, что проис¬
ходили сезонные изменения. Воздух «зимнего» Юж¬
ного полушария, охлажденный, а поэтому и более тя¬желый, перетекает в Северное «летнее» полушарие.
В Северном полушарии воздух нагревается и откло¬
няется силой Кориолиса. Он питает летний муссон Се¬
верного полушария, устремляющийся на Южную Азию
и на Восточную Африку. Мы оказались свидетелями
«•корней» перетекания воздуха из Южного в Северное
пслушарие, колоссального процесса, выражающегося
в усилении южного пассата.Итак, структура географической оболочки на океа¬
не преимущественно зональная, так же как и на суше,
и она изменяется в различные сезоны года.Окаймляя южную оконечность Африки, «Академик
Курчатов» позднее поднялся к югу до 34° 34' ю. ш.
Он приблизился к следующему с юга—умеренному
географическому поясу. Об этом напомнила циклони¬
ческая штормовая погода, характерная именно для
умеренного пояса. Эта «встреча» произошла 23 июня,
т. е. зимой, когда не только тропический пояс, но и
умеренный пояс Южного полушария смещены к
северу.Ранее, во время плаваний в Антарктику, мне прихо¬
дилось наблюдать продолжение к югу гигантского зо¬
нального полотна Земли: сначала умеренный пояс и
за ним — антарктический.Как это очевидно, проблема зональности суши и
океана — единая во многих чертах, об этом неодно¬
кратно заявляли и советские океанологи В. Г. Богоров
и Л. А. Зенкевич.♦Пусть эти наброски-впечатления не дадут связного
представления об островах Индийского океана. Но они,
как мне кажется, позволяют задуматься над рядом
проблем, которые я попытался в этой статье не раз¬
решить, но поставить.УДК 551.42; 267
70Лекарственные
растения сегодняА.	И. Шретер, И. JI. Крылова
Кандидаты биологических наукАлексей Иванович
Шретер работает во Все¬
союзном научно-исследо¬
вательском институте ле¬
карственных растений
(ВИЛР), где руководит
Лабораторией дикорасту¬
щих растений. Участвовал
so многих экспедициях
ВИЛРа по Дальнему Во¬
стоку, Кавказу, Сибири,
Средней Азии и Европей¬
ской части СССР, зани¬
мавшихся поисками но¬
вых лекарственных расте¬
ний и изучением их ре¬
сурсов. Участвовал в соз¬
дании новых лекарствен¬
ных препаратов.Ирина Львовна
Крылова — старший науч¬
ный сотрудник лаборато¬
рии дикорастущих расте¬
ний во Всесоюзном науч¬
но-исследовательском ин¬
ституте лекарственных ра¬
стений (ВИЛР). Занима¬
лась исследованием жиз¬
ненных форм растений,
их изменений, работала
над проблемой исполь¬
зования растений как ин¬
дикаторов климатических
границ. В настоящее вре¬
мя И. Л. Крылова изуча¬
ет продуктивность, био¬
логию и вопросы охраны
ценных лекарственных
растений.Несмотря на успехи современной химии, лекарства,
приготовленные из растений, продолжают занимать
важное место в арсенале современной медицины.
Сейчас растительные препараты составляют больше 30%
номенклатуры всех лекарственных средств, используе¬
мых в СССР. Особенно большую роль они играют при
лечении функциональных расстройств сердечно-сосу¬
дистой системы, болезней печени и желудочно-кишеч¬
ного тракта. Чаще всего—-это так называемые галено-
вые препараты ', т. е. экстракты, настойки или отвары,
приготовленные из отдельных органов растений, или
же новогаленовые, содержащие сумму физиологически
активных веществ растения и почти лишенные вред¬
ных и балластных веществ.Иногда готовят комплексные препараты из несколь¬
ких видов растений, что позволяет одновременно ис¬
пользовать специфическое действие каждого из ком¬
понентов. Так, для приготовления сердечно-сосуди¬
стого средства, называемого кардиовален, используют
горицвет, желтушник рассеянный (серый), валериану,
боярышник, камфару и бромистый натрий. Часто вра¬
чи предпочитают подобные комплексные препараты,
отдельные компоненты которых дополняют друг дру¬
га и поэтому дают больший лечебный эффект. Лекар¬
ства, приготовленные из растений, обычно не облада¬
ют вредным побочным действием, которое зачастую
дают синтетические препараты.Из растительного сырья готовят не только галено-
вые препараты, но получают также индивидуальные
химические вещества, применяемые а медицине, на¬
пример алкалоиды (атропин, платифиллин, секуринин,
галантамин, скополамин), гликоэиды сердечного дейст¬
вия (цимарин, строфантин, нериолин, эризимин) и др.
Синтезировать такие вещества или не удается, или же
синтез их обходится гораздо дороже, чем получение из
растений.Часто вещество, впервые полученное из растения,
после установления его структурной формулы служит
моделью для создания синтетических препаратов. Дело
в том, что до сих пор в большинстве случаев неясна
связь между строением лекарственных веществ и их
терапевтическим действием. По структурной формуле
вещества далеко не всегда можно предсказать, на ка¬
кую систему органов и в каком направлении оно по¬
действует. Поэтому новые лекарственные препараты
часто синтезируют, беря за образец вещество расти¬
тельного происхождения с уже известным физиоло¬
гическим эффектом и расшифрованной химической
структурой.Обычно за образец берут не всю структурную фор¬
мулу вещества, а лишь ту ее часть, с которой связы¬
вают его терапевтический эффект. Так, лечебное дей¬
ствие хинина зависит от хинолинового кольца, заклю¬
ченного в его формуле. То же хинолиноаое кольцо
входит в состав противомалярийных препаратов —1	Галеноаре препараты — продукты обработки лекарственного сырья,
главным образом растительного и животного, с целью максималь¬
ного извлечения действующих составных частей и частичного осво¬
бождения их от главной массы балластных веществ. Названы по
имени римского врача Галена (II в. н. э.), впервые их применив-
ire го.
Ботаника	71*Плантация ревеня тангутского на Сибирской зональной опытной станции лекарственных растений (Новосибир¬
ская область)плазмоцида, акрихина и других, синтезированных по
образцу хинина. Изучение строения алкалоидов яда
кураре — тубокурарина и токсиферина — позволило
синтезировать препарат декаметоний, превышающий
по своей активности кураре и вытеснивший его из ме¬
дицинской практики. Изучение алкалоидов другого
растения — кокаинового куста дало модели для син¬
теза новокаина и анестезина.Эту область исследования лекарственных растений
можно рассматривать как своеобразный раздел био¬
ники, где, как и в других ее разделах, живая природа
и ее продукты служат моделью для создания анало¬
гичных по принципу искусственных конструкций.Почти все, что достигнуто в нашей'стране в облас¬
ти изучения лекарственных растений и создания оте¬
чественной промышленности по переработке раститель¬
ного лекарственного сырья, сделано за годы Советской
власти.До первой мировой войны Россия практически не
имела' собственной химико-фармацевтической промыш¬
ленности. На мировом рынке монополия в этой области
принадлежала Германии. Россия ввозила из Германии
не только готовые препараты, но зачастую и лекарствен¬
ное сырье, даже из таких растений, которые в изоби¬
лии встречались на ее территории. Вышедшее в 1911 г.
шестое издание «Российской фармакопеи» насчитывало
172 айда растений или получаемых из них продуктов,однако большая часть их была заимствована из зару¬
бежных «Фармакопеи». Богатая и своеобразная фло¬
ра России, включающая кавказские, среднеазиатские,
дальневосточные и сибирские виды, совсем не исполь¬
зовалась в официальной медицине.Первая мировая война поставила страну перед
необходимостью изыскания отечественных ресурсов
дикорастущих лекарственных растений и введения в
культуру иноземных видов. Начала развиваться соб¬
ственная химико-фармацевтическая промышленность.
Во время гражданской войны были изданы постанов¬
ления, свидетельствующие о большом внимании Совет¬
ского правительства к этой области. Так, в 1919 г. при
Ботаническом саде АН РСФСР в Ленинграде (ныне —
Ботанический институт АН СССР) была создана лабо¬
ратория по изучению растительных продуктов и ле¬
карственных растений. В конце 1920 г. возник Научно
исследовательский химико-фармацевтический институт
(НИХФИ, позже — ВНИХФИ). В 1931 г. был организо¬
ван Всесоюзный научно-исследовательский институт
лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) и
почти одновременно с ним — Тбилисский (ТНИХФИ) и
Харьковский (ХНИХФИ) научно-исследовательские хи-
мико-фагрмацевтические институты, бывшие сначала
филиалами НИХФИ.В годы Великой Отечественной войны активные
поиски новых лекарственных растений велись Томским
72БотаникаАдонис весенний. 1 — верхняя часть цветущего расте¬
ния; 2 — корневище с корнями и основанием стеблей;
3 — стеблевой лист; 4 — плод; 5 — отдельный плодикАрника горная. 1 и 2 — общий вид цветущего растения;
3 — краевой цветок; 4 — срединный цветок в продоль¬
ном разрезе; 5 — семянка с хохолкоммедицинским институтом и Томским университетом.
Большое участие в изучении лекарственных растений
приняли Ботанический институт АН СССР, академии
союзных республик, медицинские и фармацевтические
институты — в первую очередь — Ленинградский и Пя¬
тигорский, а также университеты и педагогические
институты.Работа по изучению лекарственных растений велась
по трем основным направлениям: изучение видов и
родов растений, родственных уже используемым в
медицине; проверка опыта народной медицины; сплош¬
ное химическое обследование флоры на наличие биоло¬
гически активных веществ.Работа в первом направлении позволила заменить
некоторые зарубежные лекарственные растения оте¬
чественными видами. Так, вместо крайне редко г г
в СССР, в основном импортируемого женьшеня (сем.
аралиевых) были предложены очень близкие по дей¬
ствию препараты из аралии маньчжурской, заманихи
и элеутерококка, относящиеся к тому же семейству.
Эти растения широко распространены у нас на Даль¬
нем Востоке. Наряду с красной наперстянкой, встре¬
чающейся в диком виде лишь в Западной Европе, стали
использоваться отечественные наперстянки — ржавая,
крупноцветковая и реснитчатая. Вместо американского
растения истода-сенеги предложены истоды тонколист¬ный и сибирский, обладающие таким же отхаркиваю¬
щим действием; вместо средиземноморской марены
красильной у нас теперь используется обильно про¬
израстающая на Кавказе марена грузинская. Кора на¬
ших широко распространенных кустарников крушины
ломкой и калины оказалась полноценным заменителем
коры ввозившихся прежде американских видов круши¬
ны (слабительное) и калины (кровоостанавливающее
средство). Все это позволило во многих случаях отка¬
заться от дорогостоящего импортного сырья.Вместе с тем изучение близкородственных видов
позволило вместо редких или неподдающихся куль*
туре растений использовать более широко распростра¬
ненные или легко культивируемые. Так, галантамин,
используемый при лечении последствий полиомиелита,
был выделен вначале из луковиц миниатюрных расте¬
ний семейства амариллисовых — подснежников Воро¬
нова и снежного, в дальнейшем стали получать из
листьев значительно более мощного среднеазиатского
растения того же семейства — унгернии Виктора. Ар¬
ника горная, применяемая в акушерско-гинекологиче¬
ской практике, растет лишь на горных лугах Карпат
(очень -редко встречается еще в Белоруссии и Литве).
Она почти не поддается культуре и сейчас заменена
легко культивируемыми арниками олиственной и Ша-
миссо, родина которых — Северная Америка.
Ботаника	78Горечавка желтая. 1 — верхняя часть цветущего расте¬
ния; 2—часть стебля с листьями; 3 — корень с основа¬
нием стебля; 4 —• часть венчика с тычинкой; 5 — плод;6	— семяДиоскорея ниппонская. 1—часть побега с женскими со¬
цветиями; 2 — часть побега с мужскими соцветиями;
3 — часть корневища с корнями; 4 — пестичный цветок;5	— часть мужского соцветия; 6 — тычиночный цветок;7	— тычиночный цветок в разрезе; 8 — кисть с плода¬
ми; 9 — семяНа втором направлении — проверке опыта народ¬
ной медицины — следует остановиться несколько под¬
робнее. Народную медицину часто трактуют очень
широко, включая в нее не только собственно народ¬
ную медицину, но и традиционные медицинские си¬
стемы — индийскую, тибетскую, китайскую народную
медицины, обладающие письменными источниками.
Сюда же несправедливо относят и знахарские рецеп¬
ты, обычно не имеющие отношения ни к народу, ни
к медицине. Вероятно, народную медицину можно
рассматривать как вековой народный опыт лечения,
подобно фольклору передающийся из поколения в
поколение, отдельные приемы и рецепты которого
не имеют определенного авторства. Сейчас такая
медицина сохранилась лишь в немногих местах, на¬
пример в некоторых районах Сибири, Кавказа и Се¬
вера Европейской части СССР. Опыт такой самобыт¬
ной медицины безусловно заслуживает самого вни¬
мательного изучения, однако его использование обыч¬
но затруднено чрезвычайной широтой лечебного при¬
менения используемых видов растений и отсутстви¬
ем точной диагностики: растения часто применяются
лишь как симптоматические средства —«от головной
боли», «от болезни живота» и т. д. Поэтому проверка
рецептов народной медицины зачастую требует боль¬шого труда и далеко не всегда ее предложения под¬
тверждаются фармакологически и клинически.Использование опыта народной медицины дало
медицинской практике многие препараты. Таковы, на¬
пример, фитонцидные препараты из лука и чеснока;
глистогонные—из семян тыквы; желудочно-кишеч¬
ные— из морской капусты и подорожника большого;
противогеморройные — из стальника полевого и гор¬
ца почечуйного; мочегонные — из почечного чая; жел¬
чегонные— из кукурузы (рыльца) и марены (корни);
тонизирующие — из маральего корня (левэеи), ли¬
монника, женьшеня и др. В последние годы как рано¬
заживляющее средство разрешено к применению ори¬
гинальное комнатное растение калахное из сем. тол-
стянковых, а в качестве кровоостанавливающего —
среднеазиатское растение из сем. губоцветных — зай¬
цегуб опьяняющий. Широко известный сейчас гриб
чага, употребляемый как симптоматическое противо¬
опухолевое средство, а также при гастрите и других
заболеваниях, был рекомендован для использова¬
ния в медицине на основании изучения народного
опыта.Анализ сокровищницы опыта народной медицины
не только увеличил ассортимент лекарственных расте¬
ний, используемых в научной медицине. Одним из
74	БотаникаЗвйцегуЬ опьяняющий. 1 — общий вид цветущего расте-
ния; 2 — часть побега с цветками; 3 — цветок; 4 — ча¬
шечка в продольном разрезе с двумя орешками;
5 — лист с верхней стороны; 6 — лист с нижней сто¬
роны; 7, 8 — орешек с брюшной (7) и спинной (8) сто¬
роныважных результатов этого анализа было открытие в
растениях новых физиологически активных веществ.
Издавна известно, например, целительное действие
ягод, свежих овощей и плодов при лечении цинги и
других заболеваний. Исследование этих продуктов при¬
вело к открытию витаминов С, А, Р, каротина и др.,
и в дальнейшем — к массовому производству вита¬
минов, созданию новой отрасли химико-фармацевти¬
ческой промышленности.Изучение опыта лечебного использования растений
и попытки выделить их действующие вещества приве¬
ли к внедрению в медицинскую практику все новых
и новых классов химических соединений. Так, за по¬
следние 50 лет, наряду с использовавшимися раньше
алкалоидами, сердечными гликозидами и эфирными
маслами, стали применять сапонины, кумарины, фла-
воноиды, хромоны, терпены и другие физиологически
активные вещества, а также весьма различные по хи¬
мическому составу витамины и антибиотики.Третье направление — сплошное химическое обсле¬
дование флоры на присутствие физиологически ак¬
тивных веществ, так же как и изучение опыта народ¬
ной медицины,— дало заметные результаты. Особен¬
но хорошо изучено распространение а© флоре алка¬
лоидов: обследовано почти 6 тыс. видов, т. е. около
трети всей флоры Союза, многие растения послужилиЛимонник китайский. 1 — ветвь цветущего растения; 2 —
пестичный цветок; 3 — тычиночный цветок с удаленным
околоцветником; 4 — тычинка; 5 — тычинка с раскрыв¬
шимся пыльником; 6 — зрелые плоды; 7 — семя; 8 —
семя в продольном разрезесырьем для промышленного получения алкалоидов,
применяемых ныне в медицине. Например, алкалоид
платифиллин из корневищ крестовника плосколистно¬
го широко используется в глазной практике и как
спазмолитическое средство; секуринин из секуринеги
полукустарниковой — хороший заменитель стрихнина,
возбуждающего центральную нервную систему; бре-
виколлин из травы осоки парвской — родовспомога¬
тельное средство. Медицинское применение в послед¬
нее время нашел гликоалкалоид соласодин из пасле¬
нов дольчатого и птичьего, служащий сырьем для син¬
теза некоторых гормональных препаратов.Сердечные* гликозиды — давно известная группа
физиологически активных веществ. Сейчас на присут¬
ствие гликозидов обследовано около '/is видового
состава флоры СССР (1100—1200 видов). Эти соеди¬
нения встречаются в основном лишь в девяти семей¬
ствах флоры СССР — лилейных, лютиковых, бобовых,
крестоцветных, норичниковых и др. В советское вре¬
мя стали использоваться новые виды, содержащие
гликозиды: наперстянка шерстистая, ржавая и реснитча¬
тая; желтушники — левкойный и рассеянный; кендырь
коноп'певый и проломниколистный, морозник красне¬
ющий, джут длинноплодный и другие. Получены но¬
вые сердечно-сосудистые средства из ландыша, гори¬
цвета весеннего и наперстянки красной.
Мареша красильная. 1 — часть плодоносящего растения;2	— корневище с корня ми и стеблем; 3 — часть соцве¬
тия; 4 — цветок; 5 — пестикНаряду с сердечными гликоэидами нашли приме¬
нение салонинные гликозиды (сапонины). Они содер¬
жатся, например, в растениях сем. аралиевых (жень¬
шень, аралия, заманиха, элеутерокк) и применяются
для возбуждения центральной нервной системы. Са¬
понины из корневищ вьющихся травянистых расте¬
ний— диоскореи кавказской и диоскореи ниппонской
рекомендованы для лечения атеросклероза. Из расте¬
ний, содержащих флавоноидные гликозиды (флавонои-
ды), следует упомянуть водяной перец (кровоостанав¬
ливающее), шлемник байкальский (средство от гипер¬
тонии), морковь (препарат даукарин иэ семян — сер¬
дечно-сосудистое средство),, солодка (препарат ликви-
ритон — для лечения язвенной болезни). Трава гречи¬
хи, бутоны С0ф01ры японской, кожура плодов цитру¬
совых и побеги чайного куста служат сырьем для по¬
лучения рутина и других препаратов из группы ви¬
тамина Р, также относящихся к флавоноидам. Бога¬
тым истбчнихом этого витамина служат и плоды чер¬
ноплодной рябины, используемые также при лечении
гипертонической болезни. Иэ давно известных лекар¬
ственных растений — бессмертника песчаного и зве¬
робоя пронзеннолистного — также получены флаво¬
ноидные препараты: фламим (желчегонное средство)
и иманин, используемый при лечении ожогов.Действующими веществами марены, применяемойПочечный чай. 1 — ветвь цветущего растения; 2 — цве¬
ток; 3 — верхушка побега, используемого в качестве
сырья; 4 — лист с верхней стороны; 5 — лист с нижней
стороны; 6 — укоренившийся черенокпри лечении желчнокаменной болезни, являются хи-
ноны. Широкое применение при лечении желудочных
заболеваний нашли препараты, содержащие производ¬
ные антрацена из жостера, крушины ломкой и имере¬
тинской (препараты рамнил кофранал), кассии (алек¬
сандрийский лист), а также препараты из танинсодер¬
жащих растений — скумпии, сумаха, горца змеиного и
мясо-красного, кровохлебки, ягод черемухи и др.Из интродуцированных эфиромасличных растений,
нашедших медицинское применение в советское вре¬
мя, следует упомянуть эвкалипты шариковый, пепель¬
ный и прутьевидный, ажгон (как источник тимола —
дезинфекционного и противоглистного средства), кори¬
андр (для получения полусинтетическим путем цитра-
ля, используемого в глазной практике, а также при
гипертонии) и др. Из полыни таврической был полу¬
чен лактон тауремиэин — очень эффектный препарат,
близкий по своему действию к камфаре, но более
удобный для медицинского применения.Как известно, витамины были открыты в конце
20-х годов нашего века и с тех пор заняли важное
место в арсенале лекарственных средств. В Советском
Союзе был создан Всесоюзный научно-исследователь¬
ский витаминный институт, совхозы, выращивающие ви¬
таминные растения, и мощная витаминная промышлен¬
ность. Основным источником природного витамина С
70 БотаникаСекуринега полукустарниковая. 1 — ветвь с пестичными
цветками и незрелыми плодами; 2 — ветвь с тычиноч¬
ными цветками; 3 — пестичный цветок; 4 — тычиночный
цветок; 5—плод с остающейся чашечкой; 6 — семяпослужили виды шиповников, произрастающие преиму¬
щественно в северных районах Союза, так как шипов-
ники южных районов бедны этим витамином. Кроме то¬
го, витамин С содержат ягоды черной смородины, ря¬
бины, калины, актинидий, а также зеленые околоплод¬
ники грецкого ореха. Масло плодов облепихи, содержа¬
щее вещества из группы каротина, нашло применение
как ранозаживляющее средство, особенно в гинеколо¬
гической практике.Ассортимент растений, применяемых в медицине,
расширился также за счет морских водорослей. Все¬
союзный научно-исследовательский институт рыбного
хозяйства и океанологии (ВНИРО) и его филиалы на
Дальнем Востоке, Белом и Баренцевом морях прове¬
ли изучение морской капусты (ламинария японская,
сахаристая и пальчатая). Найдены также отечествен¬
ные источники для производства агара — водоросли
анфельция, филлофора и фурциллярия. Для произ¬
водства иода были предложены некоторые черно¬
морские, беломорские и дальневосточные водоросли.
Однако в дальнейшем оказалось более рентабельно
получать иод из буровых вод нефтепромыслов, и по¬
лучение его из водорослей было прекращено.За 50 лет Советской власти стали изготовляться но¬
вые лечебные препараты в общей сложности из 176 ви-Стальник полевой. 1 — верхняя часть цветущего расте¬
ния; 2 — корень с корневищем и основанием стеблей;3	— крыло венчика; 4 — лодочка; 5 — флаг; 6 — тычин¬
ки, сросшиеся нитями в трубочку (среди тычинок вы¬
дается столбик с рыльцем); 7 — плод (боб) с чашечкой;8	— семядов растений; в седьмом, восьмом и девятом изда¬
ниях отечественной «Фармакопеи», вышедших после
1917 года, было описано 80 новых лекарственных ра¬
стений.Огромная работа проделана в СССР по введению
лекарственных растений в культуру. Сейчас культиви¬
руется около 60 видов лекарственных растений. Сре¬
ди них отечественные виды: белладонна, алтей, вале¬
риана, зверобой, пустырник, подорожник большой,
дурман обыкновенный, белена, мордовник шароголо¬
вый, секуринега и иноземные, главным образом суб¬
тропические: почечный чай, пассифлора, стефания
гладкая, алоэ древовидное, кассия, амми большая. Ле¬
карственные растения выращиваются в 19 специали¬
зированных совхозах. Кроме того, почти в 800 колхо¬
зах культивируют мак, коробочки которого использу¬
ют для производства морфина.Введение в культуру — процесс сложный и требу¬
ющий длительного времени. Иногда изменение усло¬
вий местообитания ведет к изменению химического
состава растения и уменьшению в нем количества фи-
зиологйчески активных веществ; у других влдов пони¬
жается семенная продуктивность. Все эти трудности
можно преодолеть, и затраченный труд обычно хоро¬
шо окупается, так как при правильной культуре ме-
Ботаника 77няются многие биологические особенности растений,
повышается их продуктивность и т. д. Растения, вво¬
димые и введенные в культуру, дают богатый мате¬
риал для селекции (отбираются формы, содержащие
большее количество действующих веществ, более вы¬
носливые, урожайные и т. д.). Сейчас подобная се¬
лекционная работа ведется более чем с 35 видами
лекарственных растений, в том числе с маком, мятой,
валерианой, белладонной и т. д.Введение лекарственных растений в культуру сей¬
час особенно актуально потому, что природные запа¬
сы многих из них неуклонно уменьшаются. Все боль¬
шая территория нашей страны вовлекается в сферу
интенсивного освоения и все меньше становится при¬
родных угодий, где могут расти эти виды: распаханы
почти все целинные степи, поймы многих рек распа¬
ханы или затоплены водами водохранилищ, и т. д.Одна из основных задач, стоящих сейч?' перед
ботаниками-ресурсоведами,— определение имеющихся
в природе запасов лекарственных растений, их про¬
дуктивности и способности к восстановлению после
заготовок. Нужно не только искать новые лекарствен¬
ные растения, но и правильно использовать те богат¬
ства, которыми мы уже обладаем, чтобы сохранить
их и преумножить. Идея неисчерпаемости природных
ресурсов нашей страны уже принесла свои пагубные
плоды во многих отраслях народного хозяйства. Что¬
бы этого не случилось с лекарственными растениями,
следует уже сейчас знать, какими запасами каждого
из нух мы обладаем и сколько можно заготовлять
ежегодно, без угрозы деградации или уничтожения
природных зарослей. Многие лекарственные растения,
бесконтрольно заготовляемые в течение многих лет,
уже сейчас нуждаются в охране. Это женьшень, ско-
полия, горицвет весенний, арника горная, горечавка
желтая и др. Потребность в сырье других видов на¬
столько возросла за последние годы, что планируе¬
мые объемы заготовок через несколько лет могут
привести к полному истощению природных запасов
этих видов. Так, при современном объеме заготовок
запасы скололии карниолийской на Кавказе будут
полностью истощены через 4—5 лет.Сейчас около трети лекарственного сырья дает
природа. Чтобы определить возможные объемы и
районы его заготовок, нужно знать, где и в каких коли¬
чествах растут интересующие нас виды, иметь карты
распространения промышленных массивов лекарствен¬
ных растений, знать их продуктивность, т. е. величи¬
ну ежегодного прироста. Поэтому ведется большая
работа по определению природных запасов дикора¬
стущих лекарственных видов. Только экспедициями
ВИЛРа за последние годы изучено распространение
и определены запасы эфедры хвощевой и солянки
Рихтера в Средней Азии, скополии карниолийской,
крестовника плосколистного, марены грузинской и по¬
лыни таврической на Кавказе, горицвета весеннего в
Сибири и Европейской части СССР, аралии маньчжур¬
ской, диоскореи ниппонской на Дальнем Востоке.Наряду с этими работами обследование флоры Со¬
ветского Союза на присутствие биологически актив¬ных веществ по-прежнему остается одной из важней¬
ших задач охотников за лекарственными растениями.
Особенно интересны поиски веществ растительного
происхождения с принципиально новыми типами дей¬
ствия на организм, например веществ, влияющих на
иммуяо-биологические свойства организма, повышаю¬
щих его сопротивляемость заболеваниям и пр.Несмотря на огромный объем проделанной рабо¬
ты, перед ботаниками лежит еще громадное поле
деятельности. Не подлежит сомнению, что работы
ближайших лет значительно расширят ассортимент ис¬
пользуемых лекарственных растений и дадут новые,
экономически более выгодные источники растительно¬
го сырья для производства уже известных лекарст¬
венных средств.УДК 615.32
78ЗвукзондируетатмосферуПрофессор В. И. Арабаджи
г. ГорькийНаучныесообщенияНужды авиации и метеорологии в
наше время настойчиво треб уют де¬
тального исследования физических
свойств и характера движения раз¬
личных слоев атмосферы — от при¬
мыкающих к поверхности Земли до
высот в несколько сотен километров.
Для этой цели применяются шары-
зонды, метеорологические ракеты и
спутники, радиоволны, прожекторы и
многие другие средства. Однако
очень важную информацию о строе¬
нии сравнительно высоких слоев ат¬
мосферы дает изучение характера
распространения звуковых волн от
естественных (вулканы, метеориты) и
искусственных (выстрелы, взрывы)
источников звука. Об этом и идет
речь в предлагаемой статье.Нормальная и аномальная
слышимостьУже давно замечено, что силь¬
ные взрывы или грохот вулканиче¬
ских извержений отчетливо бывают
слышны на далеких расстояниях и не
воспринимаются на слух значительно
ближе к источнику звука. ,Сведения о таких, казалось бы,
совершенно непонятных фактах ста¬
ли накапливаться еще с 1774 г. На¬
учный интерес к подобным явлени¬ям усилился в 1901 г., после похорон
королевы Виктории в Англии, когда
пушечный салют кортежу с телом
умершей королевы был хорошо слы¬
шен в Оксфорде, за 100 км от са¬
лютовавшей крепости Стритхед, и не
был слышен на более близких рас¬
стояниях. Дальнейшим стимулом к
изучению вопроса послужило то об¬
стоятельство, что канонада в Голлан¬
дии во время военных действий
1914—1918 гг. была хорошо слышна
даже в Южной Англии.Неоднократные наблюдения поз¬
волили определить, что при силь¬
ных взрывах и вулканических извер¬
жениях, в зависимости от рельефа
местности и погоды, зона прямой
слышимости звука простирается
вдоль земной поверхности на рас¬
стояние от 20 до 50 км от источника,
затем следует зона молчания, а на
расстоянии около 110 км зимой и
190 км летом слышимость вновь об¬
наруживается. Эта вторая зона на¬
зывается зоной аномальной слыши¬
мости. Средний ее радиус в север¬
ном полушарии изменяется от 125 км
в январе-феврале до 230 км в
июле-августе. В зависимости от си¬
лы взрыва и от состояния атмосфе¬
ры иногда на расстоянии 400—450 км
от очага звука может возникать вто¬
рая, а еще реже на еще большем
расстоянии — и третья зона аномаль¬
ной слышимости. Так, например, две
зоны аномальной слышимости наблю¬
дались при взрывах в Виттен-Аннене
(Германия) 28 ноября 1906 г., в Лионе
(Франция) 5 октября 1918 года и в
Вержиате (Италия) 26 ноября 1920 г.;
три зоны аномальной слышимо¬
сти отмечены при взрыве в
Ютербоге (Германия) 19 декабря
1928 г.Обычно зона аномальной слыши¬
мости имеет вид кольца, но наблю¬
даются и отклонения от этого. Неред¬
ко она ограничивается сектором от
150° до 290°.Из анализа многочисленных мат»
риалов об аномальной слышимости
взрывов установлено, что в большин¬
стве случаев в зоне аномальной слы¬
шимости летом выпадает восточный
сектор, а зимой — западный. Этот
«восточно-западный эффект» хорошо
подтвержден наблюдениями над рас¬
пространением взрывных волн в пе¬
риод первой мировой войны.
Рисунок Д. Петрова.
80 Научные сообщениаБлагодаря ветру нормальная и
аномальная зоны слышимости могут
перекрываться, и тогда зона молчания
в подветренном направлении отсутст¬
вует. Так было во время извержения
вулкана Азама (Япония) 7 декабря
1900 г. и при канонаде в Эльзасе
(Франция) 25 декабря 1915 г. При
взрыве в Ольденброке (Германия)
15 декабря 1932 г. внешняя граница
зоны аномальной слышимости точно
совпадала с границей воздушной
массы •.Во время взрыва 14 декабря
1903 г. в германском городе Ферде,
окруженном горами высотой до
824 м, нормальная слышимость обна¬
руживалась только в некоторых мес¬
тах, а то время как по течению рек в
радиусе от 100 до 180 км от источни¬
ка была хорошо выражена аномаль¬
ная слышимость. Результаты наблюде¬
ний взрыва в Винер-Нейштадте 7 июня1912	г. показали, что четкость воспри¬
ятия звука в зоне аномальной слы¬
шимости значительно улучшалась с
повышением места наблюдения над
уровнем моря.В результате изучения накопленно¬
го материала установлено, что зву¬
ковые лучи, образующие зону ано¬
мальной слышимости, поднимаются в
атмосферу и по достижении высоты
в среднем 40—50 км возвращаются
к земле2. Обычно они приходят к
месту наблюдения на несколько ми¬
нут позднее, чем пришли бы лучи,
распространяющиеся вдоль земной
поверхности. Для того чтобы звуко¬
вые лучи могли проделать такой ис¬
кривленный путь, необходимо пред¬
положить, что скорость звука с вы¬
сотой сперва уменьшается, а затем
на высоте 40—50 км (для средних
широт) увеличивается до скорости
звука у земной поверхности и боль¬
ше.Систематические наблюдения и
анализ многочисленных данных поз¬
волили выявить ряд закономерностей
и разработать теорию явления.1	воздушные массы — обособленные объемы
приземного слоя атмосферы высотой по¬
рядка несколькик километров, с общими
физическими свойствами и единым характе¬
ром перемещения. Горизонтальная протяжен¬
ность воздушных масс сравнима с размера¬
ми материков и океанов.2	«Природа», 1965, № 11, стр. 42.Зоны нормальной и аномальной слы¬
шимости при взрывах 9—10 мая
<920 г. в Москве, на Ходынском поле.
Взрывы следовали сериями с 16 час.01	мин. 9 мая до 18 час. 20 мин.
10 мая. Результаты наблюдений со-
боаны и обработаны проф. В. И. Вит-
кевичем. Кружочки (малые) — места
наблюдений.В практике изучения взрывных волн
для отделения нормальных звуковых
лучей от аномальных, пришедших из
высоких слоев атмосферы, прибега¬
ют к построению годографа. Он пред¬
ставляет собой график зависимости
времени пробега звука от пройден¬
ного им расстояния. Обычно годогра¬
фы строятся по моментам вступлений
в точку наблюдения первых акусти¬
ческих сигналов. Если есть несколько
вступлений, то это служит признаком
существования на пути звуковых лу¬
чей ветровых и температурных раз¬
деловТеория явленияНа первых этапах изучения ано¬
мальных зон слышимости казалось,
что повышение температуры а высо¬
ких слоях атмосферы дает возмож¬
ность понять все особенности явле¬
ния. Однако вскоре выяснилось, что
это предположение не объясняет
различного радиуса зон аномальной
слышимости зимой и летом, образо¬
вания нескольких зон аномальной
слышимости и «восточно-западного
эффекта».Рациональное объяснение явления
дает нелинейная акустика ', рассмат¬
ривающая волны большой амплиту¬
ды. Созданные взрывом акустические
волны большой амплитуды в процес¬
се распространения деформируются
как вследствие того, что сжатие и
разрежение движутся с различными
скоростями (сжатие опережает раз¬
режение), так и благодаря поглоще¬
нию в атмосфере. Верхние части вол¬
новых фронтов распространяются в
более разреженной среде (фронты
идут наклонно к земной поверхности)
и раньше превращаются в ударные
волны с резким перепадом давления
и . повышенной скоростью распрост¬
ранения. Это и обеспечивает поворот
волновых фронтов к земле. В процес¬
се дальнейшего распространения
ударные волны теряют энергию и
превращаются в волны малой ампли¬
туды (обычный звук).Опытами немецкого ученого
К. Велькена установлено, что при
взрывах средней силы зимой возни¬
кают звуковые волны более высокой
частоты (18—40 гц), чем летом (3—5	гц). Согласно теории, взрывные вол¬
ны более высокой частоты превра¬
щаются в ударные после меньшего
пробега, чем волны частоты более
низкой. Это объясняет, почему ради¬
ус зон аномальной слышимости зи¬
мой меньше, чем летом. Зимой на
распространение акустических волн
большее влияние оказывает господ¬
ствующий в нижних слоях атмосферы
западный ветер, что и обеспечивает
слышимость взрыва в восточном сек¬
торе. Летом, когда при взрывах обра¬
зуются звуки меньших частот, прев¬
ращение волн большой амплитуды в
ударные совершается позже и1 «Природа», 1968, № 1, стр. 54—62.
Научные сообщения 81Для правильного анализа распространения взрывных волн вдоль определен¬
ной трассы перед осуществлением взрыва обычно проводится ветровое и
температурное зондирование атмосферы и строятся графики зависимости
скорости распространения звука от высоты. Они дают возможность устано¬
вить, под каким углом покидают земную поверхность лучи, образующие
зону аномальной слышимости. На рисунке изображен график скорости звука
в тропосфере на линии Ютербог — Штутгарт 19 декабря 1928 г.поворот золн к земле осуществля¬
ется в атмосфере значительно выше,
где господствует восточный ветер.
В этом — причина нарушения струк¬
туры аномальных зон слышимости
летом на востоке и четкого их
оформления на западе.Наиболее мощные взрывные вол¬
ны в атмосфере образуются при из¬
вержении вулканов. Основная их
энергия приходится на область ин-
фразвуковых частот. Первичная энер¬
гия воздушной волны, возникшей
30 марта 1956 г. во время изверже¬
ния вулкана «Безымянный» на Кам¬
чатке, составляла 1023 эрг (для срав¬
нения отметим, что при падении
Тунгусского метеорита энергия воз¬
душной волны оценивалась лишь в
3-1020 эрг, т. е. была в триста раз
меньше). Воздушная взрывная волна,
возникшая во время извержения Кра¬
катау в Зондском проливе 26—27 ав¬
густа 1883 г., трижды обошла земной
шар (при всех остальных извержени¬
ях большой силы воздушные волны
обегали Землю по одному разу или
распространялись на меньшее рас¬
стояние). Зоны молчания при этом
отсутствовали, зоны нормальной и
аномальной слышимости перекрыва¬
лись. Звук извержения был так силен,
что вполне отчетливо воспринимался
на островах в районе Мадагаскара на
расстоянии 4775 км от источника. На
восток и юго-восток от вулкана взрыв¬
ные волны распространялись значи¬
тельно дальше, чем на запад. Этому
способствовало то, что на северо-за¬
паде расположена суша с возвышен¬
ностями, а в нижнем слое атмосферы
дули преимущественно западные вет¬
ры.До второй мировой войны иссле¬
дование атмосферы на высотах от 32
до 50 км осуществлялось взрывными
волнами. Тогда метод звукового
зондирования не получил широкого
распространения, поскольку то или
иное искривление траектории звуко¬
вого луча или волнового фронта
могло быть вызвано как температур¬
ными Инверсиями так и разнообраз¬
ными по силе и направлению воз¬
душными течениями, а технических
средств, при помощи которых можно1 Температурной инверсией называется повы¬
шение температуры воздуха с высотой —
явление, обратное нормальному изменению
температуры в тропосфере.было бы разделить влияния темпера¬
туры и ветра, не существовало. Кроме
того, для планомерного зондирова¬
ния нужно было иметь большие ко¬
личества взрывчатых веществ и об¬
ширную сеть станций со специаль¬
ными приборами для регистрации
взрывных волн. Тем не менее в по¬
пытках звукового зондирования ат¬
мосферы были получены результаты,
важные и для понимания особенно¬
стей распространения взрывных волн,
и для создания представлений о
структуре атмосферы на пути их про¬
бега.Звуки метеоритовЗвуковое зондирование атмосфе¬
ры может осуществляться не только
за счет взрывов на земной поверх¬
ности, но и за счет метеорных дето¬
наций. О звуках пролетающих в ат¬
мосфере метеоров есть записи еще
в китайских летописях. В основном
эти звуки напоминают гром или от¬
даленную артиллерийскую канонаду.
При метеорных дождях можно слы¬
шать «взрывы, треск, грохот, звон,
гром и рев». В некоторых случаях
падение метеоритов сопровождалось
«шипением», иногда «певуче-жужжа-
щим звуком», переходящим в низкой
тональности свист. Характер воспри¬
нимаемого звука зависит и от того,
с какой точки траектории звук нап¬
равляется к наблюдателю.Общая длительность звуковых яв¬
лений при пролете метеоритов со¬
ставляет около 40 сек. Громкость
звука метеоритов, пролетающих на
расстоянии 100 м от наблюдателя,
оценивается в 130 фон 1 (как и гром
от близкого разряда молнии); на рас¬
стоянии 20 км она уменьшается до
30 фон.Звуки метеоритов становятся слы¬
шимыми с высоты 50—55 км. Нор¬
мальная зона слышимости метеори¬
тов простирается на 60—70 км от мес¬
та падения или от проекции на зем¬
ную поверхность конечной точки све¬
чения. При падении метеорита Трей-
эа на расстоянии от 95 до 120 км
наблюдалась и зона аномальной слы¬
шимости (окончание свечения было
при этом отмечено на высоте 16 км).
Во время полета метеорита Хмелевка
зона аномальной слышимости начина¬
лась на расстоянии около 200 км от
источника. При пролетах через атмос¬
феру крупных метеоритов зоны нор¬
мальной и аномальной слышимости
сближаются и на достаточно больших
высотах сливаются в одну.Подсчитано, что метеорит в не¬
сколько килограммов создает звуки,
слышимые в радиусе около десяти
километров. При массе в 100 кг зву¬
ковые эффекты метеорита восприни¬1 Фон — единица громкости звука, мера
субъективного слухового восприятия чело¬
века. Нижней границей восприятия являет¬
ся порог слышимости в 0 фен, верхнюю
границу составляет порог болевого ощу¬
щения звука примерно в 130 фон.6 Природа, Me 5
маются на расстоянии от него до
200 км. Пролет Тунгусского метеори¬
та с предполагаемой массой в4	- 107 кг был слышен на территории
в миллионы квадратных километров.Ракетно-акустический
методВ настоящее время акустическое
зондирование атмосферы произво¬
дится с помощью метеорологических
ракет, поднимающих в мезосферу1
гранаты весом около 1,6 кг. Перед
началом ракетно-акустического зон¬
дирования подготавливаются сведе¬
ния о распределении температуры и
ветра до предельных высот, достига¬
емых радиозондами (40 км). После
окончания подготовки производится
запуск ракеты, фиксируется место и
время взрыва каждой из гранат, а
также время и угол прихода звуко¬
вых лучей от каждого взрыва к зем¬
ной поверхности.В ночное время момент и место
взрыва определяют с помощью трех
фотокамер, расположенных по углам
треугольника на расстоянии несколь¬
ких километров друг от друга. В днев¬
ные часы местонахождение взрыва
регистрируется радиолокаторами.Время и угол прихода звуковых
волн к земле фиксируют с помощью
системы динамических микрофонов,
расположенных по окружности или на
двух взаимно перпендикулярных пря¬
мых. Кроме динамических микрофо¬
нов, приход взрывных волн могут от¬
мечать ундографы (резонаторы для
приема низкочастотных колебаний,
в горле каждого из которых колеб¬
лется легкий поршенек, отражающий
световой луч на записывающее
устройство) и тепловые микрофоны.Найденное положение точки взры¬
ва обычно не совсем совпадает с по¬
ложением, определенным по оптиче¬
ским и радиометрическим наблюде¬
ниям (значительные ошибки в метод
вносит атмосферная турбулентность).
Поэтому сведения о распределении
температуры и ветра после взрыва
уточняют с высотой. Подобные опе¬
рации со взрывом гранат производят
несколько раз (обычно 6—8, иногда1 Мезосферой называется слой атмосферы,
расположенный на высотах от 50 до 90 км
над земной поверхностью.до 19). В итоге выясняется реальное
распределение температуры и ветра
для участка атмосферы, который не
охватывается радиозондированием.При помощи ракетно-акустическо¬
го метода установлено, что летом на
высоте основного температурного
максимума (50 км) температура в ат¬
мосфере на 20—30°С выше, чем зи¬
мой (в первую половину суток она на5—10° С ниже, чем во вторую). На уча¬
стке 53—90 км, наоборот, зимняя
температура выше летней. В некото¬
рых местах земного шара на высотах
от 70 до 80 км наблюдается слабый
вторичный температурный максимум.
Ракетно-акустические исследования
помогли и выяснению взаимосвязи
между стратосферой 1 и мезосферой.
Оказывается, что резкому изменению
силы и направления воздушных тече¬
ний в мезосфере предшествует повы¬
шение температуры стратосферы.Можно полагать, что широкое ис¬
пользование ракетно-акустического
метода даст и другую, не менее важ¬
ную информацию для понимания
строения высоких слоев атмосферы
и условий взаимодействия Земли с
космосом.1 Стратосфера в средник широтах ограниче¬
на высотами от 11 до 50 км.УДК 534.2; 527.7Лесана мертвых
земляхВ.	В. Миронов, Ю. А. Хватов
Всесоюзный научно-исследо¬
вательский институт лесовод¬
ства и механизации лесного
хозяйства (г. Пушкино,
Московской области)Открытый способ разработки по¬
лезных ископаемых в последние годь»
находит в нашей стране все большее
применение. В 1960 г, этим способом
в СССР было добыто более половиньь
всей руды, а к 1980 г. уже три чет¬
верти всех полезных ископаемых бу¬
дут добываться при помощи карье¬
ров, а не шахт. При карьерном спо¬
собе добычи перемещаются большие
массы горных пород. На месте лесов,
лугов, пашен, пастбищ образуются!
бугры и котловины, заполненные во¬
дой, территории с подвижными пес¬
ками, горы песка, мела, глины, опол¬
зающие под действием воды, и т. п.
В таком виде промышленные отва¬
лы служат постоянным источником
пыли и грязи, обезображивают ланд¬
шафт.Площади промышленных отвалов:
в Советском Союзе, по сравнению с
размерами таких категорий земель¬
ного фонда, как леса, луга, пастбища
и др., в общем невелики, однако
близ отдельных предприятий они
ежегодно увеличиваются на несколь¬
ко десятков гектаров. Быстрое раз¬
витие горнодобывающей промышлен¬
ности приводит к тому, что террито¬
рии, занятые отвалами, с каждым го¬
дом расширяются.В Московской, Брянской, Курской,
Белгородской и других центральных
областях Европейской части СССР
есть сотни и даже тысячи гектаров
площадей старых выработок. Только
Научные сообщения*Гребни отвалов не фосфоритных разработках в Брянской областиФото Ю. Хватоаав Тульской области ежегодное уве¬
личение площадей отвалов составля¬
ет до 300 га. В ближайшие 20 лет в
результате открытых горных разра¬
боток нарушенная территория соста¬
вит здесь 45—50 тыс. га.Несмотря на то, что «Закон об
охране природы» требует приводить
эти площади в состояние, пригодное
для дальнейшего освоения, нарушен¬
ные земли восстанавливаются в не¬
достаточных масштабах. Даже после
выравнивания они непригодны для
сельскохозяйственных культур, плохо
растут на них и деревья. Это объ¬
ясняется тем, что на поверхности
оказываются малоплодородные гор¬
ные породы, нередко с неблагопри¬
ятными для растений свойствами.Естественное зарастание отвалов,
как правило, растягивается очень
надолго. Нагромождения горных по¬
род интенсивно размываются водой,
образуя потоки грязи, заливающие
поля, огороды и т. п. В сухую пого¬
ду, при сильных ветрах, над отвала¬
ми поднимаются облака пыли, ещебольше загрязняющие воздух про¬
мышленных районов.Во многих странах Европы и а
США хозяйственному освоению бро¬
совых промышленных земель уделя¬
ется большое внимание. Хотя нигде
эта проблема до конца не разреше¬
на, известно, что наилучшие резуль¬
таты дает лесоразведение. В нашей
стране работы по освоению отвалов
пока что проводятся в немногих рай¬
онах.В этой статье использованы мате¬
риалы работ, проведенных авторами
во Всесоюзном научно-исследова¬
тельском институте лесоводства и ме¬
ханизации лесного хозяйства в 1961 —
1966 гг. В течение 1958—1964 гг. бы¬
ли проведены опытные и производ¬
ственные посадки деревьев и кус¬
тарников на отвалах фосфоритных
разработок в Московской и Брянской
областях, буроугольных карьеров в
Тульской области и разработок же¬
лезной руды в Курской и Белгород¬
ской областях.Исследования показали, что наотносительно плодородных грунтах и
грунтосмесях, имеющих легкий ме¬
ханический состав, можно выращи¬
вать сосну и березу. В таких услови¬
ях, когда не приходится рассчитывать
на выращивание леса для получения
древесины, нужно использовать лю¬
бые культуры, способные при этих
обстоятельствах выполнять мелиора¬
тивные, противоэрозионные и озеле¬
нительные задачи.В породах с высоким содержани¬
ем фосфатов и угля происходит за¬
медление роста лесных культур а
связи с неблагоприятным действием
фосфорно-кислых солей, калия, гип¬
са, серы. И, наконец, некоторые по¬
роды (мелового, юрс:<ого и каменно¬
угольного периодов), по-видимому,
вовсе непригодны для растений из-за
продуктов окисления серосодержа¬
щих минералов — пирита, марка¬
зита. В этих породах обнаруживает¬
ся необычно высокая кислотность
(pH = 2,4—2,7), а также высокое
содержание растворимых сернокис¬
лых солей. Некоторые из этих солей6*
Научные сообщенияХолмы и озера на месте угольных разработок в районе Новомосковске Тульской области. Слева — спланированный
участок с опытными посадками(особенно с металлами), как известно,
токсичны для растений, даже если
их относительно немного в почво-
грунте.Окисление пирита, как и марка¬
зита, может продолжаться долго (до
нескольких десятилетий) без замет-
кого снижения интенсивности. Поэто¬
му несмотря на постоянное вымывэ-
ние продуктов окисления, горные по¬
роды, содержащие эти минералы
в течение всего этого времени нель¬
зя использовать для лесонасаждений.
Сухость грунта, слабая обеспечен¬
ность растений водой, сложность
рельефа тоже затрудняют работы
по облесению отвалов.Довольно широкие распростране¬
ние за рубежом получил такой метод
борьбы с бросовыми промышленны¬
ми землями; перед разработкой
карьеров плодородный почвенный
слой снимают и складывают в сторо¬
не, а затем эту почву насыпают на
поверхность отвалов. Благодаря это¬
му быстро создаются хорошие усло¬вия даже для выращивания сельско¬
хозяйственных культур. Однако, не¬
смотря на очевидную заманчивость,
эта технология очень трудоемка и,
как показал опыт, не оправдывает
всех возлагаемых на нее надежд.
Дело в том, что почва, срезанная и
сложенная толстым слоем, за дли¬
тельное время, пока разрабатывает¬
ся участок, теряет многие полезные
свойства: она уплотняется, утрачива¬
ет структуру, иэ нее вымываются пи¬
тательные элементы, в ней происхо¬
дит почти полное прекращение жиз¬
недеятельности микроорганизмов.
Кроме того, под рыхлым почвенным
слоем утрамбованная поверхность
отвала служит водоупором и пре¬
пятствует росту корней растений.
В поверхностном рыхлом слое про¬
исходят резкие колебания влажно¬
сти, иногда заболачивание, так как
вода не может впитаться^а водо¬
упорный слой отвала. Это, в свою
очередь, вызывает необходимость
устройства дренажа.Фото В. МироноваНаиболее реальный путь исполь¬
зования промышленных бросовых зе¬
мель — это выравнивание поверх¬
ности отвалов и последующее их об¬
лесение. В районах Центра Европей¬
ской части СССР для облесения
оказалось возможным использовать
отвалы, сложенные из осадочных
горных пород, обладающих некото¬
рым потенциальным плодородиемСосны, посаженные в 1958 г. на
изаестковистых песках в Брянской
области, в 1966 г. достигли средней
высоты 2,7 м, а отдельные экзем¬
пляры — 3,8 м, давая ежегодный при¬
рост в среднем по 57 см. В связи с
беспорядочным смешением разно¬
родных грунтов лесные культуры на
отвалах фосфоритных разработок
растут по-разному, но в основном
удовлетворительно. По интенсивности
роста они в общем уступают посад¬
кам на ненарушенных лесных почвах,
но при тщательном уходе превра¬
тятся со временем в насаждения не¬
плохого качества.
Научные сообщения 85Посадки березы на отвалах Подмосковного угольного бассейна. Между
рядами березы — акация желтаяФото В. МироноваТополи растут не только на гли¬
нисто-песчаных грунтах, но и на кар¬
бонатных супесях с примесью глау¬
конитовых песков и фосфоритов.
После трехлетнего наблюдения за
ростом более чем десяти сортов то¬
полей можно выделить гибриды с
канадскими тополями, а также топо¬
ли волосистоплодный и душистый.
Некоторые экземпляры в трехлетием
возрасте достигли 3—3,4 м высоты, а
в среднем, а зависимости от сор¬
та,— 1,2—1,9 м.После уплотнения и оседания
рыхлых грунтов низкие участки иног¬
да подтапливаются водой, поэтому
на них целесообразно высаживать
ивы (желательно древовидные) и
черную ольху, которые в таких ус¬
ловиях обнаружили хорошие пока¬
затели роста.В Подмосковном угольном бас¬
сейне, после смешения покровных
суглинков малой мощности и боль¬
шой толщи подстилающих их палео¬
зойских (иногда мезозойских) песков,
на поверхности отвалов преобладают
малоплодородные песчаные грунты.
Сосна там приживается и растет мед¬
леннее, чем на отвалах в Брянской
области. Весьма отрицательно ска¬
зывается примесь вязкой палеозой¬
ской надугольной глины (серой, иног¬
да черной от примеси бурого угля),
а которой есть пирит. Саженцы раз¬
личных пород, высаженные в грунты
с большой примесью этой глины,
приживаются неравномерно и отли¬
чаются весьма замедленным ростом,
который ускоряется только на 3—4-й
год. Некоторые лиственные породы
(береза, акация желтая, ива, тополь)
прижились и растут довольно энер¬
гично. Высота березы на шестой
год после посадки —' в среднем2,3	м, отдельные экземпляры дости¬
гали 4 м.Несравненно сложнее найти воз¬
можность для использования отва¬
лов, состоящих из очень плотных
воэдухо- и водонепроницаемых по¬
род. В^Курской и Белгородской об¬
ластях на отвалах с преобладанием,
например, юрских плотных глин или
меловых отложений не растут даже
неприхотливые деревья.Зато на очень тяжелых, сильно
уплотненных грунтосмесях, содержа¬
щих, помимо лёссовидного суглинка,
также глины и ил, неплохо в той жеКурской области растет акация белая
и лох узколистный.Кстати говоря, акация белая вы¬
живает на самых, казалось бы, ма¬
лопригодных для существования гор¬
ных породах и занимает одно из
первых мест среди растений-почво-
улучшителей, благодаря способности
фиксировать азот из воздуха. В трех¬
летних насаждениях средняя высота
акации превышает рост человека.
При густой посадке ее в определен¬
ных сочетаниях с акацией желтой,
лохом, ольхой черной можно пы¬
таться сформировать устойчивые рас¬
тительные сообщества. Такие насаж¬
дения не только хорошо озеленят
отвалы и укрепят их корневыми сис¬
темами, но и будут улучшать физи¬
ческие свойства горных пород, обо¬
гащать их соединениями азота и
органическими веществами и тем
самым создавать условия для выра¬
щивания впоследствии более долго¬
вечных и ценных древесных пород.Использование почвоулучшающихтрав — люпинов желтого и много¬
летнего, часто применяемых в сель¬
ском хозяйстве для улучшения
бедных песчаных почв,— оказалось
возможным на связнопесчаных, су¬
песчаных и легкосуглинистых грунто¬
смесях, в том числе на песках с при¬
месью мела (например, в Брянской
области). Совершенно непригодны
для произрастания этих трав круп¬
нозернистые, ожелезненные флювио-
гляциальные пески и почти чисто
кварцевые валанжинские тонкозер¬
нистые пески мелового периода в
Московской области.Разработка эффективных и эконо¬
мически целесообразных способов
хозяйственного использования терри¬
торий, занимаемых отвалами,— зада¬
ча не только ученых, лесоводов, ме¬
лиораторов, агрономов, но и специ¬
алистов горного дела. Только сов¬
местными усилиями на этих ныне
мертвых землях можно восстановить
существовавшие прежде ландшафты.
УДК 634.956.5
86 Научные сообщенияОбъеминформациибио-органическихмолекулА. Ф. Орловский,К. JI. Гладилин
Институт биохимии
им. А. Н. Баха АН СССР
МоскваМногих исследователей интересу¬
ет вопрос, какой объем информации
несут различные молекулы, входя¬
щие в состав живых организмов.
Недавно Ю. А. Жданов (Ростовский
государственный университет) пред¬
ложил 1 ввести понятие «активной
информационной емкости» биоорга-
нических молекул, т. е. молекул, об¬
наруженных в живых организмах,
и произвел сравнение информацион¬
ной емкости различных типов сое¬
динений. Вместо всех возможных
изомеров молекулы Ю. А. Жданов
предлагает рассматривать для каж¬
дого соединения только те его фор¬
мы, которые обнаружены в орга¬
низме.В качестве примера возьмем глю¬
козу. Она содержит асимметрич¬
ные углеродные атомы, связанные с
четырьмя различными группами:
двумя соседними атомами цепи, во¬
дородом (Н) и гидроксилом (ОН).
По отношению к «цепи» гидроксил
может быть расположен «справа»
или «слева», т. е. для каждого та¬
кого углеродного атома могут су¬
ществовать два различных по своим
химическим свойствам соединения.
Например, глюкоза и галактоза от¬
личаются друг от друга только тем,
что в глюкозе у четвертого углерод¬
ного атома гидроксильная группа
направлена вправо, а в галактозе, на¬
оборот, влево (рис. 1). Посколькуположение ОН-группы может быть и
то, и другое, предположим, что ве¬
роятность ее направления влево рав¬
на вероятности ее положения впра¬
во. А так как суммарная вероятность
равна 1, или 100% (т. е. ОН обяза¬
тельно направлена либо в одну, ли¬
бо в другую сторону), то и вероят¬
ность любого из этих положений
равна 1 : 2 = 0,5.Из теории информации известно,
что полная информационная емкость
равна «минус сумме произведений
вероятности каждого события и
логарифма по основанию два ве¬
роятности этого события», т. е.
Н=—^р,1одгР;. В данном случае
iН=—(0,5 1одг 0,5+ 0,5 logs 0,5) = 1 би¬
ту. Итак, величина информации, со¬
ответствующая одному асимметрич¬
ному атому углерод а, равна одному
биту.При таком способе расчета ин¬
формационная емкость аддитивна:
емкость системы равна сумме ин¬
формационных емкостей ее частей.
Каждый асимметричный атом глюко¬
зы обладает информационной ем¬
костью в 1 бит, а таких атомов 5
(рис. 2), поэтому для всей молекулы
получаем величину, равную 5 битам.Кроме того, молекула глюкозы
может существовать в оксо-форме
или замыкаться через кислородный
мостик в пяти- или шестичленное
кольцо (рис. 2). Если не учитывать ве¬
личину вероятности существования
этих трех форм, как это делает
Ю. А. Жданов, то информационная
емкость, связанная с этим типом изо-н.соннхонHC0HC0ННОннон-	н-	он-	онннонононннонн,еонночч^н НьХ^пн* ■Биофизика», 1967, т. XII, аил. 4, стр. 715—
717,1Рис. 1. Глюкоза (1) и галактоза (2) в
оксоформе. В точках пересечения ли¬
ний находятся асимметричные атомы
углеродаОНРис. 2. Шести- (1) и пятичленные (2)
циклические формы глюкозымерии, равна двоичному логарифму
числа различных форм (в данном
случае трех): loga 3 = 1,56 бита.И наконец, Ю. А. Жданов рас¬
сматривает информацию, связанную
с пространственной конфигурацией
молекулы глюкозы. За счет пред¬
положения о равновероятном суще¬
ствовании двух форм, как и для
асимметричного углеродного атома,
он получает величину емкости в
1 бит. Сумма этих трех величин дает
значение полной информационной
емкости молекулы глюкозы: 5 +
+ 1,56 + 1 = 7,56 бита. Для грамм-
молекулы глюкозы информационная
емкость равна 7,56 мольбита (7,56
Ьита на моль вещества). Аналогич¬
ные расчеты Ю. А. Жданов прово¬
дит и для аспарагиновой кислоты и
получает значение информационной
емкости в 4,56 бита.Необходимо отметить, что значе¬
ние информационной емкости, полу¬
ченное Ю. А. Ждановым для моле¬
кулы глюкозы, сильно завышено и,
кроме того, в высшей степени абст¬
рактно. А именно, при рассмотрении
глюкозы Ю. А. Жданов учитывает
все возможные повороты ОН-группы
относительно углеродной цепи. Од¬
нако, как мы’видели (см. рис. 1), по¬
ворот любого гидроксила (кроме
связанного с первым углеродом —
рис. 2) равносилен превращению
глюкозы в совершенно другой са¬
хар. Поэтому его расчеты относят¬
ся не к глюкозе, а к альдогексозам,
т. е. сахарам, содержащим шесть
углеродных атомов и альдегидную
группу (СНО). Но и в этом случае
расчеты Жданова соответствуют аб¬
страктной формуле, а не реальным
веществам. Действительно, если лю¬
бую из альдогексоз мы растворим в
воде, то содержание ее оксо-формы
Научные сообщения 87нонРис. 3. Пространственная конфигура¬
ция глюкозысоставит менее 0,1 %< будет практи¬
чески отсутствовать и форма пяти¬
членного кольца, а пространственная
конфигурация будет соответствовать
только одной так называемой 1С-фор-
ме (рис. 3, для глюкозы). Следова¬
тельно, от величины, полученной
Ждановым, следует отнять соответ¬
ственно 2,56 бита.Для шестичленной циклической
формы различных природных саха¬
ров (глюкозы, манноэы и галактозы)
соотношение молекул с гидроксилом
первого углерода, направленным
вверх и вниз по отношению к кольцу,
не будет одинаковым. Так, у глю¬
козы ОН-группа направлена вверх для
63,8*/о молекул, а у маннозы — для
68,8%. Информационная емкость,
связанная с положением гидроксила
у первого углеродного атома, в рас¬
творах глюкозы и маннозы соответ¬
ственно равна 0,94 и 0,895 мольбита.
И эта величина действительно соот¬
ветствует той информационной емко¬
сти, которую имеет молекула глюко¬
зы или маннозы в воде. Однако если
к раствору добавить немного щело¬
чи, то и глюкоза и манноза будут
легко переходить друг в друга и в
кето-сахар фруктозу, у которой вто¬
рой углеродный атом связан с кисло¬
родом (С = О), а первый углерод —
с двумя водородами и гидроксилом
(Н2СОН). Естественно, при расчете
информационной емкости необходи¬
мо учитывать и этот процесс.С другой стороны, если мы будем
рассматривать информационную ем¬
кость ^альдогексоз как биоорганиче-
ских молекул, то мы должны даже в
самом абстрактном и грубом прибли¬
жении учитывать только повороты
гидроксила у первого, второго, треть¬
его и четвертого атомов углерода.
Точнее даже не «повороты», а три
возможные комбинации из поворо¬тов второго, третьего и четвертого и
две для первого, т. е. глюкозу (ОН у
третьего — влево), маннозу (ОН у
второго и третьего — влево), галакто¬
зу (ОН у третьего и четвертого угле¬
рода — влево). В этом случае инфор¬
мационная емкость равна, по фор¬
муле, которую мы уже приводили
ранее: 1одг 3 = 1,56. И кроме того, для
каждого из этих сахаров возможен
поворот ОН-группы первого углерод¬
ного атома (форма кольца — рис. 2)
вверх и вниз.Важно отметить, что все эти рас¬
четы нельзя рассматривать как опре¬
деление той информации, которая
связана со специфичностью действия
ферментов в клетке. Ведь фермент,
действующий, например, только на
глюкозу, «сталкивается» с самыми
различными веществами — сахарами,
аминокислотами, нуклеотидами и т. д.,
но действует он только на глюкозу.
В связи с этим необходимо учитывать
ее содержание в среде, а оно раз¬
лично для разных животных. Напри¬
мер в плазме крови человека сред¬
нее содержание глюкозы равно
100 мг%, у жвачных — 60, а у хлад¬
нокровных— 50 мг%. Оно колеблет¬
ся в зависимости от физиологическо¬
го состояния — у человека от 0,085
до 0,12%. Содержание глюкозы раз¬
лично в разных тканях: плазма
крови человека содержит 0,085—
0,12%, а красные кровяные шарики
0,06—0,07%.В заключение нам кажется инте¬
ресным привести таблицу, в которой
Ю. А. Жданов сравнивает информа¬
ционную мощность различных клас¬
сов биоорганических молекул.Информационная мощность различ
ных классов соединеннаКласс соединенийИнформа¬ционнаямощность,бит/атомУглеводы
Аминокислоты
Нуклеотиды
Витамины группы В
Кислоты цикла Кребса
Жирные кислоты
СтероидыАлкалоиды, терпеноиды0,25—0,33
0,15—0,29
Около 0,2
» 0,15
0,08—0,2
Менее 0,06
» 0,1
» 0,1
пт.. ,.>с-Понятие информационной мощно¬
сти, на наш взгляд, довольно экзо¬
тическое, и в настоящее время труд¬
но сказать, что оно может дать для
понимания процессов, происходящих
в организмах. Получается информа¬
ционная мощность при делении вели¬
чины информационной емкости мо¬
лекулы на количество атомов, ее
составляющих, и поэтому измеряется
в битах на атом. Данные, приведен¬
ные в таблице, не противоречат тому
положению, что колоссальная инфор¬
мация, которая заключена в нуклеи¬
новых кислотах, определяется не
строением нуклеотидов, а порядком
их чередования.При всей спорности проводимых
Ю. А. Ждановым расчетов, они все
же представляют определенный ин¬
терес как новый и безусловно ори¬
гинальный подход к очень важной
проблеме — оценке информации,
связанной с биоорганическими мо¬
лекулами.УДК 577.1
88<\20-l\Ъ 29-11
\\\9-11\\\\IIII/
Научные сообщение 89Свиданиес ИкаромА. Н. Симоненко
Институт физики Земли
АН СССР им. О. Ю. Шмидта
МоскваЛетом 1966 г. в разных странах
многие были охвачены паникой. Воз¬
никли разговоры о конце света. По¬
водом послужило предположение,
выдвинутое австралийским астрофи¬
зиком о возможности падения на
Землю астероида Икар — каменной
глыбы массой в сотни миллионов
tohij. Удар Икара был бы эквивален¬
тен взрыву 1000 водородных бомб.
Для предотвращения этого столкно¬
вения предполагалось даже «рас¬
стрелять» Икар на большом рас¬
стоянии от Земли с помощью ядер¬
ной ракеты, подобно тому как это
описано в фантастическом романе
Хойла «Черное облако». Волнения
продолжаются до сих пор. Так, в Ми¬
нистерство обороны Англии и в
английский парламент поступили за¬
просы об опасности столкновения и
о принимаемых мерах •.Как же обстоит дело в действи¬
тельности?Между орбитами Марса и Юпи¬
тера, подчиняясь силам тяготения,
совершают свой безостановочный
бег вокруг Солнца маленькие холод¬4	Рис. t- Взаимное расположение И кара
и планет во время последнего при¬
ближения к Солнцу. Плоскость орбиты
Икара наклонена к плоскости эклип¬
тики, вблизи которой совершают свое
движение большие планеты, на 23°.
На рисунке часть орбиты И кара, рас¬
положенная под эклиптикой, показа¬
на штриховой линией’ «За рубежом», 1968, № 8 (401).ные тела — астероиды. Число их
огромно. Сталкиваясь иногда друг с
другом, они дробятся на осколки,
которые разлетаются в разные сто¬
роны. Некоторые из них попадают на
Землю. Их движение сквозь атмос¬
феру нашей планеты сопровождает¬
ся ярким свечением, грохотом и не¬
редко заканчивается падением ме¬
теоритов. Куски «небесных камней»
становятся достоянием ученых, ис¬
следуются в лабораториях, бережно
хранятся в музеях.Астероиды, как Луна и другие
планеты, светят отраженным солнеч¬
ным светом. Они движутся почти по
круговым орбитам и всегда остают¬
ся далеко от Земли, так что лишь
самые крупные из них можно наблю¬
дать в телескоп. Наибольший астеро¬
ид Церера имеет в поперечнике
770 км. Размеры же большинства из¬
вестных астероидов (а их открыто
свыше полутора тысяч) меньше
100 км. Но есть среди них несколько
совсем небольших тел, орбиты кото¬
рых сильно вытянуты, и потому вре¬
мя от времени они приближаются к
Земле.Один из таких астероидов —
Икар — был открыт астрономом Ба¬
аде летом 1949 года. Диаметр Икара
составляет всего 1,5 км. В наиболее
удаленной от Солнца точке своей
орбиты (рис. 1), на расстоянии
около 300 млн км от него, темпе¬
ратура Икара вряд ли может быть
выше —70° С. Покидая мрачный
«пояс астероидов», Икар сначала
медленно, а потом все быстрее про¬
носится под орбитами Марса, Зем¬
ли, Венеры и Меркурия и через 205
дней он уже на расстоянии всего
28 млн км от Солнца, под палящими
лучами которого поверхность Икара
раскаляется до многих сот градусов.В последний раз Икар покинул
пояс астероидов в сентябре 1967 го¬
да. Когда он проходил под орбитой
Марса, тот находился далеко, почти
в противоположной части своей ор¬
биты. В начале апреля Икар пронесся
мимо Венеры, не успевшей прибли¬
зиться к его орбите, и бросился вдо¬
гонку за Меркурием. Почти одновре¬
менно прошли они точку наибольше¬
го сближения своих орбит, но из-за
наклона орбит друг к другу расстоя¬
ние между Икаром и Меркурием
было более 15 млн км. Меркурий —МоекРис. 2. Изменение расстояния от Зем¬
ли до Икара в 1968 г.самая быстрая планета солнечной
системы. Всего 88 дней нужно ему
на один оборот вокруг Солнца. Но
Икар вблизи Солнца движется еще
быстрее. Оставив Меркурия позади,
Икар миновал в начале мая периге¬
лий, ближайшую к Солнцу точку ор¬
биты, и, спасаясь от зноя, помчалс»
прочь от него. На свидание с Вене¬
рой рассчитывать не приходится (см.
рис. 1), и Икар летит к Земле. Хотя
он становится все ближе (рис. 2) и
ярче, скрытый в лучах Солнца, он
недоступен наблюдениям.Согласно расчетам советского аст¬
ронома Н. А. Беляева (Институт тео¬
ретической астрономии, Ленинград),
выполненным на электронно-вычис¬
лительной машине БЭСМ-2, и расче¬
там американского ученого С. Хер¬
рика (Калифорнийский университет),,
минимальное расстояние между Зем¬
лей и Икаром будет достигнуто14	июня в 22 час. 30 мин. по москов¬
скому времени (с учетом наблюде¬
ний его в 1967 г.). Оно составит всего’
6 360 000 км.Икар можно будет наблюдать в
небольшой телескоп как объект
+ 10,8 звездной величины, быстро-
движущийся между Большой и Ма¬
лой Медведицами. Пройдя 16 июня-
созвездие Волопаса, он устремится к.
Весам, теряя блеск и скорость. В на¬
чале августа он уже очень медленно!
перейдет в созвездие Скорпиона и
надолго останется там. В конце ав¬
густа его расстояние от Земли будет
около 200 млн км, а от Солнца —
около 250 млн км.Ученые с нетерпением ждут сви¬
дания с Икаром. Наблюдения асте-
роида-малютки помогут уточнить мас¬
су Меркурия и проверить некоторыег
эффекты теории относительности.УДК 523.441
90 Научные сообщенияГлубинная
эрозия
в верховье
ВолгиБ. В. Нуждин
ЯрославльНа наших реках ежегодно возво¬
дятся сотни плотин, водохранилищ,
железнодорожных мостов. В непо¬
средственной близости от рек стро¬
ятся многочисленные промышленные
и гражданские сооружения, ороси¬
тельные и осушительные каналы, но¬
вые города. Через водные преграды
прокладываются линии электропере¬
дач, а также трубы газо- и нефте¬
проводов. При этом надежность и
долговечность возводимых челове¬
ком инженерно-технических соору¬
жений во многом связаны с нашими
знаниями о скорости углубления
речных русел.Недостаточный учет значения глу¬
бинной эрозии или преувеличение ее
роли ведут к одному и тому же ре¬
зультату — большим дополнительным
затратам на исправление допущен¬
ных ошибок. Однако на практике при
проектировании и строительстве осо¬
бо важных объектов в лучшем слу¬
чае производится лишь приблизи¬
тельная оценка возможного пониже¬
ния уровня реки за счет постоянного
действия глубинной эрозии. И это
неудивительно, потому что скорость,
с какой река углубляется, врезаясь
в коренные породы, с трудом подда¬
ется точному количественному учету.В научной литературе почти нет
сведений о скорости углубления рек.
Известны подсчеты, сделанные для
Аму-Дарьи и Нила. В Средней Азииподсчеты (П. С. Макеев, 1945) ско¬
рости врезания Аму-Дарьи дали ве¬
личину в среднем 0,5 м за 1000 лет.
Эта цифра получилась исходя из того,
что головные сооружения древних
арыков, насчитывающих возраст око¬
ло 4 тыс. лет, находятся на высоте2	м над уровнем современных па¬
водковых вод реки.Второй пример относится к реке
Нил. По сообщению журнала «Курь¬
ер ЮНЕСКО» 1 на фундаменте храма,
воздвигнутого во время царствова¬
ния фараона Тутмоса III, высечена
иероглифическая надпись, из кото¬
рой следует, что в 1800 г. до н. э.
уровень реки при паводках был на8	м выше, чем сейчас. Это позволило
сделать вывод, что Нил, очевидно,
углублялся со скоростью приблизи¬
тельно 2 м в 1000 лет.Мы попытались определить ско¬
рость глубинной эрозии Верхней
Волги. Подобной работы здесь никог¬
да не проводилось, а она имеет боль¬
шой научный и практический интерес.Под г. Угличем у с. Золоторучье,
в разрезе 15-метровой надпоймен¬
ной волжской террасы, в слое бурых
суглинков на высоте около 6 м над
современным уровнем Рыбинского
водохранилища легко различить тем¬
ный золистый «культурный» слой.
Он содержит большое количество
кремневых орудий, отщепов и кос¬
тей животных. Эти находки позволи¬
ли определить (Д. А. Крайнов, 1957)
мезолитический возраст археологи¬
ческого памятника, получившего наз¬
вание «Золоторучье-1». Начало его
(аэиль) отстоит от нас по времени на
8—12 тыс. лет. «Золоторучье-1» отно¬
сится к числу стоянок постоянного
обитания человеком, поскольку ка-
ких-либо заметных признаков вре¬
менного поселения археологами не
найдено. Уже по этому одному мож--
но судить, что стоянка не располага¬
лась на пойме, которая ежегодно
затопляется полыми водами.Вместе с тем, мезолитическая
стоянка не могла находиться и
очень высоко — выше 8—10 м, о
чем свидетельствует характер осад¬
ков, в которых она была обнаружена,
а также характер отложений, пере¬
крывающих «культурный» 'Ёлой. Вот
почему террасу с жившим на ней
мезолитическим человеком можно'mm 1 (Ча у'///.6 Е=*—j«Курьер ЮНЕСКО», 1961, № 10, стр. 31.Строение 15-метровой террасы Волги
у с. Золоторучье. Определение ар¬
хеологических находок в культурном
слое позволили установить глубину
врезания реки. Почва (1); серый пы¬
леватый песок (2); бурый суглинок
(3); гравий с галькой (4); коричневая
глина с валунами (5); песок грубо¬
зернистый с прослоями глины (6);
красноватая глина, плотная (7); оже-
лезненный песчаник (8); кварцевый
среднезернистый песок (9); остатки
культурных слоев (по Д. А. Крайно¬
ву, 1957 г.). 92,5 — средне-меженный
уровень реки Волги; 100,0 — уровень
навигационной сработки Рыбинского
водохранилищасчитать первой надпойменной с высо¬
той около 7 м. Это позволяет сделать
вывод, что Волге потребовалось б—
12 тыс. лет, чтобы углубиться на6,3	м Иными словами, скорость глу¬
бинной эрозии за тысячелетие долж¬
на составлять в среднем около 0,6 м.Для проверки точности наших вы¬
числений мы воспользовались данны¬
ми радиоуглеродного анализа (по
С14) пород в разрезе 13-метровой
волжской террасы пом г. Рыбинском
у д. Черменино. Здесь возраст дре-1 Эту величину получим, если из полной вы¬
соты террасы в 15 м вычтем 1,7 м — толщу
аллювия, перекрывающего «культурный»
слой( и 7 м — высоту первой надпойменной
террасы во время раннего мезолита (15,0—
—1,7—7,0 = 6,3).
Научные сообщения 91"Строение 13-метровой террасы Вол¬
ги у дер. Черменино (по В. А. Нев¬
скому, 1958). По возрасту древесины,
найденной в разрезе на глубине 2 м,
при помощи радиоуглеродного ме¬
тода была установлена скорость вре¬
зания реки. Почва (1); светло-серый
мелкозернистый песок (2); песок с
прослойками ила и раковинами (Dreis-
sena polymorpha) (3); песок серый,
среднезернистый (4); песок с галькой
и гравием кристаллических пород (5);
суглинок иловатый плотный с ракови¬
нами Unio (6); места взятых проб для
■определения возраста пород по С14
•(И. Е. Старик, X. А. Арсланов, 1961 г.)<7)весины ', взятой с глубины 2 м из
-слоя древнеаллювиальных песков с
•раковинами Dreissenia polimorpha и
др., с точностью ±900 лет состав¬
ляет 25 900. Исходя из этих данных,
скорость врезания русла р. Волги
равна около 0,5 м за 1000 лет.Цифры, как видим, почти совпа¬
ли: в обоих случаях средняя величи¬
на скорости глубинной эрозии Верх¬
ней Волги не превысила 0,5—0,6 м
за тысячелетний отрезок времени.Эта методика определения абсо¬
лютной скорости глубинной эрозии,
по-видимому, может быть использо¬
вана и на других реках, вблизи кото¬
рых проектируются или строятся ин¬
женерные сооружения." И. Е. Старик и X. А. Арсланов. Ьограст по
радиоуглероду некоторых образцов четвер¬
тичного периода. «Доклады АН СССР»,
т. 138, 1961, N9 1.Желтобрюхий
и больше¬
глазый
полозы
в ТуркменииВ. В. Озаровский
г. ФрунзеС начала изучения фауны пресмы¬
кающихся Туркмении прошло около
ста лет. За этот период разные иссле¬
дователи неоднократно якобы нахо¬
дили в бассейне р. Мургаба желто¬
брюхого полоза, однако затем ока¬
зывалось, что за желтобрюхого по¬
лоза (Coluber jugularis) принимали
большеглазого полоза 1 (Plyas muco-1 Н. А. Эарудный. О гадах и рыбах Восточной
Персии, 1904; О. П. Богданов. Пресмыкаю¬
щиеся Туркмении. Изд-ао АН Туркм. ССР,
1962.sus). Эта змея широко распростра¬
нена по р. Мургабу и его притокам
и встречается там двух основных
окрасок: от афганской границы до
с. Тахта-Базар преобладает коричне¬
вая форма, а к северу от Тахта-Ба-
зара и по р. Кушке — черная. У тех
и других брюхо желтое.В прошлом году Киргизский зоо¬
комбинат организовал экспедицию
для отыскания очагов ядовитых змей
(гюрзы и кобры). Обследование охва¬
тило огромный район южной границы
Туркмении от Кара-Калы до Тахта-Ба¬
зара. И вот, к юго-востоку от Кара-
Калы, змееловы В. В. Золотовский иА.	А. Азаров поймали двух неизвест¬
ных им змей красновато-коричне¬
вого цвета с вишнево-красным брю¬
хом. Одна из них была поймана на
древнем кладбище, при впадении
Айи-Дере в Сумбар, а вторая — в
сухом ущелье Нарли. Змеи были
привезены во Фрунзе и определены
мною как желтобрюхие полозы (Colu¬
ber jugularis erithrogaster).Таким образом выяснилось, что
желтобрюхий полоз действительно
обитает в юго-западной части Турк¬
мении.Если положить рядом желтобрю¬
хого и большеглазого полозов, то
явственно видна разница между ни¬
ми: у желтобрюхого полоза вокругВверху голова большеглазого полоза. Ясно видны три скуловых щитка. Вни¬
зу голова желтобрюхого полоза из Туркмении с одним скуловым щитком
92 Научные сообщенияПри сопоставлении большеглазого полоза (вверху) с желтобрюхим сра¬
зу можно заметить разницу между нимисередины туловища 19 рядов чешуй,
у большеглазого — всегда 17. Скуло¬
вой щиток у первого айда один, а у
второго их от 2 до 5, чаще всего 3.
У желтобрюхого полоза вся чешуя
гладкая; у большеглазого на средних
рядах чешуй задней половины тела
имеются заметные ребрышки.Большое различие у этих видов
и в образе жизни, повадках, поведе¬
нии. Так, большеглазый полоз непре¬
менно селится около воды, уходя от
нее не далее чем на несколько сот
метров, часто пьет. Его любимая
пища — жабы; охотится он также на
грызунов, ящериц и иногда на змей.
Будучи очень голодным, поедает и
озерную лягушку, но переваривает
ее плохо и часто срыгивает. (Инте¬
ресно, что в террариуме эта змея
охотно поедает травяную лягушку,
которой нет на его родине, и хоро¬
шо ее переваривает). Как и боль¬
шинство змей, очень любит неопе-
рившихся птенцов.Желтобрюхий же полоз селится
на сухих местах, иногда довольно
далеко от воды; из кормовых объ¬
ектов предпочитает грызунов, охот¬
но ест ящериц и змей. Сильную до¬
бычу, например, крупную мышь, хо¬
мячка или крысу, он душит, как на¬
стоящий удав, обвивая кольцами
своего тела, причем делает это мол¬
ниеносно и мастерски. А больше¬
глазый полоз, схватив сильную до¬
бычу, которая способна оборонять¬
ся, как бы «наступает» на нее своим
телом и затем тянет ее из-под себя
зубами.Раздраженный большеглазый по¬
лоз расширяет шею, только не в го¬
ризонтальной плоскости, как кобра,
а в вертикальной (сверху вниз). При
этом шея его уплощается. Одно¬
временно он издает хриплое шипе¬
ние. Кусается он несмело и обычно
только «в догонку», хотя, обладая
сильными челюстями, мог бы нане¬
сти болезненную рану.Желтобрюхий полоз не раздувает
шеи, но, застигнутый врасплох, храб¬
ро бросается на человека, издавая
одновременно короткое шипение,
как кобра. Впрочем, укус его, редко
оставляющий заметные следы, совер¬
шенно безвреден.Большеглазый полоз, ползая на
свободе, время от времени останав¬ливается, поднимает вертикально бо¬
лее трети своего тела и высматрива¬
ет таким образом добычу или врагов.
Желтобрюхий этой способностью не
обладает.Хотя большеглазый полоз — очень
быстрая змея, желтобрюхий полоз
еще быстрее; им заметно уступает
в скорости знаменитая стрела-змея
(Psamaphis lineolatum).Оба описываемых вида при забот¬
ливом уходе хорошо переносят не¬
волю и живут по многу лет, но при
обязательном условии: террариум
должен быть просторным, с совсем
мелкой сеткой (с ячейками в 1 мм2).
О крупную решетку они безжалост¬
но ранят свои морды, потом долго
болеют и даже гибнут. Если змей
часто брать в руки, они постепен¬
но становятся совершенно руч¬
ными. Большеглазый полоз мертвую
добычу не берет и любит погоняться
за «дичью». Бегающих мышей он ло¬
вит и иногда давит, не будучи го¬
лодным, а иэ любви к преследова¬
нию. Эту особенность я не замечал
ни у какой другой змеи. Сытые змеи
(ядовитые и неядовитые) относятсяк добыче с полным равнодушием и,
я бы сказал, даже с большой терпи¬
мостью, спокойно позволяя бегать
по своему телу.Желтобрюхий полоз в быстроте
и ловкости при ловле добычи не ус¬
тупает большеглазому, а скорее
даже превосходит его, но ест и мерт¬
вых животных, и «спортивная жилка»
у него не так сильно развита, как у
большеглазого.УДК S9BJ2
Научные сообщения 08Акклимати¬
зация
партено-
генетических
ящериц
на УкраинеИ. С. Даревский
Доктор биологических наук
Ленинград
Н. Н. ЩербакКандидат биологических наук
КиевИзменения морфологических и
экологических особенностей жи¬
вотных под влиянием новых условий
■существования представляют боль¬
шой теоретический и практический
интерес; в связи с этим акклиматиза¬
ция как один из методов научных ис¬
следований привлекает большое вни¬
мание зоологов. В этом отношении
■особенно перспективно изучение зем¬
новодных и пресмыкающихся, кото¬
рые характеризуются повышенной
реакцией на многие факторы среды
и при сравнительно малой подвижно-
сти отличаются высокой привязан¬
ностью к местам своего обитания.Вместе с тем случаев преднаме¬
ренной акклиматизации пресмыкаю¬
щихся, в частности ящериц (исключая
■случайные завозы), известно мало.
В южной Англии, например, уже бо¬
лее 30 лет существует колония юж-
но-европейских стенных ящериц
(Lacerta muralis), обитающих на камен¬
ных стенах нескольких средневековых
замков. Близкий вид ящериц этой
группы (L. melisellensis) в 1927 г. был
завезен в штат Пенсильвания на юго-
востоке США, где за неимением
привычных скальных местообитаний
стал заселять сложенные из камней
и Щебня железнодорожные насыпи.В 1963 г. нами был проведен
опыт акклиматизации в Украинском
полесье одного из кавказских видов
■скальных ящериц (Lacerta armeniacaMihely), широко распространенного
в Закавказье на территории северной
Армении, южной Грузии и северо-
западного Азербайджана. Интерес к
этому опыту повышался еще и тем
обстоятельством, что эта форма яще¬
риц лишена самцов и нормально
размножается партеногенетически
После предварительного карантина и
мечения (путем отрезания в опреде¬
ленном сочетании конечных фаланг
пальцев на передних и задних ногах)129	половозрелых самок, отловлен¬
ных месяцем ранее на Семеновском
перевале в северной Армении, были
выпущены 27 июля в каньоне р. Те¬
терев в 22 км выше г. Житомира.
Место выпуска на левом берегу реки
представляет собой выходы скал и
небольшие каменистые осыпи в ок¬
ружении смешанного леса из сосны,
дуба, березы, а также расположен¬
ных непосредственно у воды зарос¬
лей лещины и ивы. Высокие скалы
изобилуют глубокими промоинами и
щелями, которые густо поросли па¬
поротником и травами. В целом при¬
родные условия на месте выпуска
ящериц во многом напоминают та¬
ковые в лесной зоне Северной Ар¬
мении, где они были отловлены.Первая после выпуска зима
1963—1964 гг. отличалась на Украине
необычной суровостью, и значитель¬
ная часть переселенных ящериц, ви¬
димо, погибла из-за отсутствия ос¬
военных зимовальных убежищ. В на¬
чале сентября 1964 г. на месте вы¬
пуска было обнаружено лишь 6 на¬
ходящихся в хорошем состоянии
меченых особей, которые пересели¬
лись на несколько метров ближе к
воде. Спустя год, в сентябре 1965 г.,
здесь было отмечено 6 взрослых
ящериц из числа выпущенных ранее,
а также две молодые особи рожде¬
ния текущего года. Наконец, в сере¬
дине сентября 1966 г., т. е. на чет¬
вертый год после выпуска, здесь за
один лишь час было учтено 33 скаль¬
ных ящерицы, в том числе 6 молодых,
выплода этого года. Важно подчерк¬
нуть, что наряду со взрослыми яще¬
рицами, выпущенными три года
назад, здесь были обнаружены так¬
же немеченые половозрелые сам¬
ки, которые вывелись из неоплодо-
творенных яиц и достигли половой1	См, И. С. Дареасиий. Естественный парте¬
ногенез у позвоночных животных. «Приро¬
да», 1963, № 7.зрелости уже в новых условиях су-
ществования. Практически эти ящери¬
цы заселили весь скальный участок
на берегу реки, до 20 м в высоту и
более 125 м в длину, причем одна из
них была обнаружена на расстоянии
более километра от места выпуска.
Таким образом, первый опыт аккли¬
матизации партеногенетических яще¬
риц оказался удачным и в дальней¬
шем следует ожидать быстрого уве¬
личения их численности.По всей видимости успешная ак¬
климатизация скальных ящериц в
значительной степени обязана проис¬
ходящему при партеногенезе удвое¬
нию темпов размножения популяции,
состоящей из одних самок. Изучение
новой партеногенетической популя¬
ции ящериц будет продолжаться.УДК 591.162
94Сохраним
лечебные
пляжи Крыма!Профессор
А.	И. Дзенс-Литовский
ЛенинградОхрана
природыКатастрофически сокращаются
пляжи на Черном море, местами они
исчезают совсем. Ручная и в еще
большей степени механическая раз¬
работка пляжей ведет к нарушению
их естественного режима. Не раз
уже журнал «Природа»1 и другие
органы печати писали о необходи¬
мости прекратить бесплановую до¬
бычу песка, гравия и галечников с
берегов морей. Однако положение
не становится лучше, разработка про¬
должается.Наибольшее, пожалуй, значение
имеет охрана крымских пляжей,
природные особенности которых де¬
лают их замечательными в лечебном
отношении. На пляжи Южного Кры¬
ма поступает очень мало наносов,
и убыток от их добычи не может
компенсироваться. В последние годы
гравийно-галечный материал пляжа
на участке от Красной горки, у Киэыл-
Яра, до Сакской пересыпи почти пол¬
ностью разработан, и морская вода
Евпаторийского залива Черного моря
уже затопила озеро Кизыл-Яр. В ско¬
ром времени здесь наступит полное
истощение природного пляжа и нач¬
нет размываться коренной берег.
А это уже ставит под угрозу все ку¬
рортное хозяйство береговой^полосы
Евпаторийского побережья Крыма.Больше мириться с этим нельзя. Пора
от слов перейти к делу и прекратить
расхищение песка и галечников крым¬
ских побережий.Наряду с охраной уже существую¬
щих пляжей необходимо вести изыс¬
кания и новых. На морских побережь¬
ях Крыма есть участки, исключитель¬
но удобные для организации новых
лечебных пляжей, т. е. удобные для
купания, приема песчаных, солнеч¬
ных и воздушных ванн, для физкуль¬
турной зарядки или просто отдыха.Лечебные пляжи обладают рядом
особенностей. Прежде всего, это свой¬
ства слагающего пляж материала
(крупыость, однородность, окраска,
минералогический состав, радиоактив¬
ность, отражательная способность —
альбедо — грунта, затем влияние зо¬
ны капиллярного поднятия влаги, теп¬
лопроводность и теплоемкость). От
альбедо грунта зависит тепловой ба¬
ланс пляжа, столь важным для лечеб¬
ных процедур. Величина капиллярно¬
го поднятия влаги влияет на альбедо
грунта, а, следовательно, на тепловой
баланс пляжа.При выборе лечебного пляжа ис¬
следуются степень и характер его
загрязненности водорослями, плавни¬
ком, кустарником, которые выбрасы¬
ваются волнами; это необходимо для
оценки возможностей расширения и
очистки существующих пляжей. Необ¬
ходимо учитывать и их морфологиче¬
ские характеристики: ширину, длину,
уклон пляжа и подводного склона,
экспозицию берега, огражденность от
господствующих ветров, степень об¬
наженности горизонта, рельеф гтляжа
и дна моря. По составу наносов наи¬
более ценными для лечения оказа¬
лись песчаные пляжи. Гравий, галька
и наличие пылеватых частиц в составе
грунтов делают пляжи малоудобными
для отдыха.Пологие берега степного Крыма,
сложенные мягкими и рыхлыми поро¬
дами, способствуют образованию
мелкозернистых отложений с облом¬
ками раковин морских моллюсков.
Наилучшие пляжи здесь тянутся вдоль
кос и пересыпей. Учитывая те требо¬
вания, которые предъявляются к ле¬
чебным пляжам, можно с уверенно-1 «Природа», № 2, № 5, № 11 за 1961 г,;
№ 3 за 1962 г. и др.	►Пляж у Симеиза
Охрана природыстью сказать, что нигде на Южном
берегу нет такого пологого песчаного
дна, как в степном Крыму. На мелко¬
водье, где чистая и прозрачная вода
быстро нагревается, а прибой незна¬
чителен, хорошо купаться даже ма¬
леньким детям.Все евпаторийское побережье
Черного моря и арабатское побе¬
режье Азовского моря отличаются
мягким приморским климатом. Чис¬
ло солнечных дней в летние месяцы
достигает 200. Здесь мало осадков,
невелика влажность, нет сильных вет¬
ров. Легкие морские бризы в жар¬
кие летние дни смягчают зной и
духоту.Евпаторийские пески состоят в ос¬
новном из мелкой дресвы современ¬
ных моллюсков Черного моря и пес¬
чинок оолитов, которые по размеру,
форме и окраске напоминают зерна
проса. Такие же «бархатные» пляжи
известны на пересыпях грязевых озер
к западу от Евпатории и вдоль побе¬
режья Тарханкутского полуострова.Но, пожалуй, особенно интересна
для курортного строительства Ара-
батская стрелка. Благодаря своим
природным особенностям вся она •—•
своеобразный лечебный пляж. Длина
ее 110 км, средняя ширина 1 км,
мощность слоя наносов 5—7 м. Вдоль
Арабатской стрелки широкой ровной
полосой тянутся наносы из песка и ра¬
кушки. Современный подводный
вал—бар — проходит вдоль эосточ-
ного берега стрелки и отделяет от
моря мелководную лагуну, где в лет¬
ние месяцы температура воды выше,
чем в море.Однако надо сказать, что эти за¬
мечательные пляжи степного Крыма
пока используются плохо. А между
тем здесь можно создать прекрасные
условия для отдыха и построить
исключительные курорты, которые по
значению и красоте не уступят сак-
ским и евпаторийским. Но первое
условие возможного в будущем
строительства курортов — это немед¬
ленное прекращение бесплановой
разработки песков и гравия пляжей
для строительных целей.УДК 615.839
06Люди наукиДжонБ. С. ХолдейнГ. Э. Фельдман
МоскваВероятно, мало найдется столь
точно документированных семейных
хроник, как история старинного шот¬
ландского рода Холдейнов, давшего
Англии целый ряд выдающихся воен¬
ных и политических деятелей, людей
науки и культуры. Вплоть до 1750 г.
все поколения рода, известного с
XIII столетия, обитали в маленьком
замке, который господствовал над по¬
граничным проходом между высоко¬
горными и равнинными районами
Шотландии и препятствовал набегам
племен из горных районов на жите¬
лей долин. По крайней мере одному
поколению рода Холдейнов довелось
воевать на юге против вторжения
англичан: двое из них пали в боях.Джон Бурдон Сандерсон Холдейн
родился в Оксфорде 5 ноября 1892 г.
в семье видного физиолога Джона
Скотта Холдейна (1860—1936 гг.). В
возрасте восьми лет он уже помогал
отцу-экспериментатору и участвовал
в качестве «морской свинки» в опы¬
тах по изучению особенностей дыха=
ния человека в условиях глубоковод¬
ных погружений, а также в исследо¬
ваниях, направленных на обеспечение
безопасности труда в шахтах. Период
совместных работ Холдейна-отца и
Холдейна-сына оказал огромное вли¬
яние на формирование научного
мышления Холдейна-младшего. Он
через всю жизнь пронес чувство ог¬
ромной любви и уважения^к отцу и
ревностно относился к памяти о нем,
зная, что именно ему он обязаъ
своей яркой научной судьбой.В будущем ученом рано обнару¬
жились выдающиеся способности к
математическим и естественным нау¬
кам, а также удивительная память. Он
с необыкновенной легкостью усваи¬
вал классическую поэзию, и его лю¬
бимыми поэтами-спутниками стали Го¬
мер, Гораций, Вергилий, Данте, Шекс¬
пир, Бернс и Блейк. За время учебы
он получил большое количество при¬
зов по математике, естественным на¬
укам и классическим языкам и без
экзаменов был принят в знаменитый
Итонский колледж. Заносчивость, чо¬
порность и высокомерие, царившие
в этом привилегированном учебном
заведении, были глубоко ненавистны
молодому Холдейну; к тому же его
неуклюжесть стала предметом насме¬
шек. Он неоднократно просил отца
забрать его оттуда, но в конце кон¬
цов примирился и в силу своего не¬
обыкновенного физического развития
перестал быть «жертвой» своих
сверстников.После Итона Холдейн был принят
в Нью-колледж Оксфордского уни¬
верситета. Здесь он вскоре же сдал
экзамены по циклу математических
наук и с увлечением принялся за
изучение классических языков и древ¬
ней философии. Интерес к этим нау¬
кам сохранился у него до конца
дней. Об увлечении Холдейна мате¬
матикой говорит любопытный случай,
о котором автору этой статьи рас¬
сказал в 1967 г. проф. Д. Льюис из
Лондонского университета, близко
знавший Холдейна.Однажды осенью 1936 г., зайдя в
кабинет к Холдейну, Льюис застал
его в каком-то необыкновенно бла¬
годушном настроении. Вдруг Холдейн
смущенно сказал: «Сегодня у меня
день рождения, и что самое интерес¬
ное — мой возраст равен квадратно¬
му корню из текущего года». Ему
исполнилось в тот день 44 года, а
442= 1936.Через два месяца после оконча¬
ния Холдейном Нью-колледжа нача¬
лась мировая война. К этому времени
он закончил и опубликовал свою пер¬
вую работу по генетике, выполнен¬
ную в лаборатории В. Бейтсона, где,	►Профессор Дж. Б. С. Холдейн читает
лекцию в Лондонском университете
v’!.
08 Люди наукикстати, произошла его встреча с
Н. И. Вавиловым. Война прервала на¬
учную работу: по семейным традици¬
ям Холдейн был зачислен в состав
шотландского полка «Блэк уотч»
(Черный страж). Вскоре после первого
ранения во Франции (1915 г.), где, от¬
личившись в боях, он был представ¬
лен к наградам, Холдейн вернулся
в строй и был переброшен а Месо¬
потамию (Ирак). Вторично раненный,
он был госпитализирован в Индии,
которая покорила его красотой своей
природы, гостеприимством и добро¬
желательностью ее жителей. По вы¬
здоровлении Холдейн был оставлен
в Индии при военной школе инструк¬
тором по подготовке гранатометчи¬
ков и лишь после войны вернулся в
Англию.Здесь молодой стажер лаборато¬
рии генетики в короткий срок подго¬
товил и опубликовал шесть работ в
развитие хромосомной теории Мор¬
гана. В это же время вместе с отцом
он возобновил прерванные войной
эксперименты по изучению поведе¬
ния человека в экстремальных усло¬
виях, подвергая себя весьма риско¬
ванным испытаниям.Итоги этих исследований, которы¬
ми заинтересовался замечательный
русский физиолог А. ф. Самойлов ',
были впоследствии изложены Хол¬
дейном в научно-популярной форме
в статье «Сам себе я кролик» (1927 г.)
и в ряде других работ.В 1923 г. Холдейн был зачислен на ^
должность лектора по биохимии в
Кембриджском университете, где он
работал под руководством известно¬
го биохимика Ф. Гопкинса.Результатом этого периода науч-
нрй и педагогической деятельности
было создание (1930 г.) широко из¬
вестной (переведенной на русский
язык в 1934 г.) монографии «Энзимы»,
которая во многом способствовала
развитию современного учения об
энзимах. В 1920—1930 гг. было еще
мало данных о величине и химиче¬
ской природе ферментов. Холдейн
занимался преимущественно изуче¬
нием скоростей энзиматических реак¬
ций. Он предложил метод определе¬
ния чистоты энзимных препаратов,
проводил измерения длительности1 О нем см.: В. В. Парим, Н. А. Григорян.
Александр Филиппович Самойлов. «Приро¬
да», 1967, № 0.существования энзим-субстратных
комплексов и скорости превращенияэнзимов.В этот период Холдейн совмещал
полную лекционную нагрузку по био¬
химии с работой в лаборатории по
генетике растений при научно-иссле¬
довательской станции по садоводству
им. Джона Инеса и уже в 1927 г.
стал во главе научного коллектива.Итогом десятилетней научно-ис¬
следовательской и преподаватель¬
ской деятельности в Кембридже
(1922—1932 гг.) было издание моно¬
графии «Факторы эволюции» (1932 г.).
В том же году Холдейн получил долж-Дж. Б. С. Холдейн (во втором ряду,
справа) перед отправкой на фронт
(1915 г.)ность первого в истории английской
науки профессора по генетике и био¬
метрии при колледже Лондонского
университета и занимал эту долж¬
ность вплоть до 1957 г. В этот период
появляется одна из его капитальных
работ — «Биохимическая генетика»
(1954 г.).В 1928 г. Холдейн впервые посетил
Советский Союз и вернулся на роди-'s*'ну страстным пропагандистом дости¬
жений советской науки и культуры.
Этот год был для ученого поворот¬
ным в эволюции его общественно¬политических и философских взгля¬
дов. Вскоре затем, в начале 30-х го¬
дов, Холдейн приступил к изучению
философских работ Маркса, Энгельса
и Ленина. По его инициативе было
подготовлено первое издание на анг¬
лийском языке классического труда
Энгельса «Диалектика природы». Од¬
новременно ученый опубликовал об¬
стоятельные курсы своих лекций
«Марксистская философия и наука»
(1937 г.), а также «Наследственность
и политика» (1938 г.).Несмотря на кипучую научную де¬
ятельность, Холдейн много сил и вре¬
мени отдавал выполнению работы
большой политической важности.
В период гражданской войны в Испа¬
нии он участвовал в формировании
британского батальона Интернацио¬
нальной бригады и был официальным
советником правительства испанской
республики по вопросам ПВО. На ос¬
новании опыта, полученного в Испа¬
нии, Холдейн подготовил книгу «ПВО»
(1937 г.), в которой он призывал к
созданию бомбоубежищ в Лондоне.
В 1937 г. Холдейн вступил в ряды
британской коммунистической партии.
С 1942 по 1945 г. он был членом По¬
литбюро, а с 1938 по 1948 г.— пред¬
седателем редакционного совета га¬
зеты «Дейли Уоркер»,— органа ЦК
компартии Великобритании.Учитывая выдающиеся заслуги
Холдейна в развитии мировой науки,
в пропаганде достижений советской
науки, а также его страстную дея¬
тельность публициста и трибуна в
борьбе против фашизма, Академия
наук СССР в 1942 г. избрала его сво¬
им иностранным членом. В этот же
период его избирают членом ряда
других зарубежных академий, а так¬
же старейших и наиболее известных
обществ естествоиспытателей.В 1957 г., резко раскритиковав
внешнюю политику Англии, Холдейн
в знак протеста против авантюры бри¬
танского империализма в районе Су¬
эца, не дождавшись пенсионной выс¬
луги, решил переехать в Индию; в
августе того же года он поселился в
Калькутте и в 1961 г. принял индий¬
ское подданство.В Индии Холдейн работал сначала
в Институте статистики, а с 1961 г.
стал во главе Лаборатории генетики и
биометрии в городе Бхубанешваре
Люди науки 09(штат Орисса), куда он был пригла¬
шен местным правительством. На ба¬
зе этой лаборатории Холдейн создал
школу генетиков из национальных
кадров. В Индии ученый с 1957 г. на¬
чал издавать «Журнал генетика».В конце 1963 г. Холдейн узнал, что
он неизлечимо болен. Этот факт он
встретил со свойственным его натуре
мужеством, которое ему, истинному
шотландцу, никогда не изменяло. Не¬
задолго до кончины он отразил свое
отношение к смерти в насмешливых
стихах, напоминающих сатирико-иро¬
нические вирши его великого земля¬
ка Роберта Бернса. Трудно без вол¬
нения читать стихотворение «Рак —
занятная штука» (1963 г.), в котором
Холдейн, как материалист и атеист,
рассказывает о своей страшной бо¬
лезни, передавая собственные ощу¬
щения.Оперироваться он поехал в Лон¬
дон. Выйдя из клиники 20 февраля
1964 г., Холдейн, по просьбе Британ¬
ской радиовещательной корпорации
и телевидения, записал для англий¬
ских телезрителей лекцию под наз¬
ванием «Ученый уходит из жизни»,
которая явилась прижизненным авто¬
некрологом ученого. Согласно его
завещанию, этот некролог должны
были передать по радио в день его
кончины. В автонекрологе Холдейн
подвел итоги своей научной и
общественно-политической деятель¬
ности.Вернувшись на свою вторую, го¬
рячо любимую родину — в Индию,
он прожил всего несколько месяцев
и скончался в Бхубанешваре 1 декаб¬
ря 1964 г. В этот же день по англий¬
скому телевидению был передан его
автонекролог.♦При беглом и поверхностном зна¬
комстве с научным наследием Хол¬
дейна невероятная пестрота интере¬
сов ученого изумляет и даже оше¬
ломляет. Порой просто трудно опре¬
делить ту основную нить, которая на
протяжении большого жизненного
пути неотступно направляла, опреде¬
лила все остальные научные устрем¬
ления Холдейна.По свидетельству одного из уче¬
ников и ближайшего сотрудника Хол¬
дейна по индийскому периоду егонаучной деятельности д-ра С. Д. Джа-
кара, его учитель в шутку характери¬
зовал себя как «нечто трудно под¬
дающееся систематизации».И все-таки, несмотря на это, мож¬
но с несомненностью констатировать,
что основная нить стойких интере¬
сов Холдейна сосредоточилась вок¬
руг вопросов математической разра¬
ботки проблем эволюционной гене¬
тики и сущности жизни.Известно, что хотя Дарвин и соз¬
дал теорию об органической эволю¬
ции, он недостаточно осветил вопрос
о факторах, определяющих возникно¬
вение наиболее приспособленныхДж. Б. С. Холдейн (1958 г.)форм. Он и не мог этого сделать,
ибо природа изменчивости наследст¬
венных признаков в его время еще
не была раскрыта.К началу 20-х годов нашего сто¬
летия образовалась определенная
брешь между учением Дарвина и
молодой наукой о наследственности и
изменчивости — генетикой. Благодаря
достижениям хромосомной теории,
разработанной школой Т. Моргана, к
этому времени накопился огромный
фактический материал по вопросам
наследственной изменчивости на ос¬
нове заново открытых законов Мен¬
деля. В результате к середине 20-х
годов в биологической науке возник¬ли противоречия между дарвиниста¬
ми и менделистами.В этот период Холдейн начал пуб¬
ликацию серии исследований по ма¬
тематической генетике в «Ученых за¬
писках философского общества Кем¬
бриджского университета» (1924 —
1934 гг.). Вычисления, изложенные в
десяти сообщениях, отличаются боль¬
шой сложностью и, к сожалению, не
доступны для биологов, не облада¬
ющих серьезной математической под¬
готовкой.Цель своих теоретических изыска¬
ний Холдейн как математик, генетик
и эволюционист сформулировал во
вступительной части первого сообще¬
ния следующим образом: «Естест¬
венный отбор должен быть охаракте¬
ризован прежде всего с количествен¬
ной стороны. Для того чтобы утверж¬
дать, что естественный отбор в состо¬
янии объяснить известные факты эво¬
люции, мы должны показать, что он
может не толцко заставить вид изме¬
няться, но и воздействовать на темп
мутаций в настоящем и прошлом».Итог этих исследований — извест¬
ная книга «Факторы эволюции»
(1932 г.), изданная ка русском языке
в 1935 г. Математическая теория ес¬
тественного отбора, изложенная в
этой работе,уже давно признана клас¬
сической и служит отправным пунк¬
том дальнейшего развития эволюци¬
онной генетики.Холдейн никогда не придавал
серьезного значения вопросу о при¬
оритете. Это относится и к разра¬
ботке математических основ эволю¬
ции в свете успехов генетики. Он хо¬
рошо знал первые работы в этой об¬
ласти и с присущей ему восторжен¬
ностью приветствовал выступление
советского генетика С. С. Четверико¬
ва (1880—1959 гг.), автора замеча¬
тельной статьи «О некоторых момен¬
тах эволюционного процесса с точ¬
ки зрения современной генетики»
(1926 г.). В этой статье советский уче¬
ный рассмотрел три основных воп¬
роса: возникновение мутаций в при¬
родных условиях, судьбу мутаций в
условиях свободного скрещивания и
значение отбора при этих условиях.
В памяти участников V Международ¬
ного конгресса генетиков в Берлине
(1927 г.) остался характерный эпизод:
по окончании сообщения Четверико¬
ва к трибуне бросился Холдейн, за¬7*
100 Люди наукиключил докладчика в свои объятия и
горячо расцеловал.Одновременно с С. С. Четверико¬
вым и Дж. Холдейном над вопросами
математической интерпретации эво¬
люционной микроиэменчивости рас¬
тительных и животных организмов ра¬
ботали еще два крупных исследова¬
теля: Р. Фишер в Англии и С. Райт в
США. Всех их объединял дух друже¬
ственного соревнования в развитии
теорий Дарвина и Менделя в свете
успехов генетики 20—30-х годов.Английский генетик Дж. М. Смит в
ноябре 1966 г. писал: «Потребова¬
лись огромные усилия Дж. Холдейна,
Р. Фишера и С. Райта, чтобы дока¬
зать, что подлинная теория эволюции
не нуждается в выборе между теори¬
ями Дарвина и Менделя: необходимо
лишь их объединение э единое целое.
Мне думается, что слияние научного
творчества Дарвина и Менделя в це¬
лостную теорию эволюции является
одним из двух или трех действитель¬
но важнейших вкладов в биологиче¬
скую науку нашего столетия».Преобладающая часть научных ра¬
бот Холдейна посвящена наследст¬
венности и изменчивости животных и
растительных организмов. Он изучал
и некоторые специальные вопросы
генетики, имеющие значение для по¬
нимания материальных основ наслед¬
ственности: сцепление, полиплоидию
и др.В 1963 г., в одной из последних
работ, Холдейн рассказал о своих
первых шагах в науке: «Мою связь с
генетикой я исчисляю с 1901 г., т. е.
спустя год после переоткрытия зако¬
нов Менделя. Мало кто может по¬
хвастаться таким внушительным ста¬
жем. В 1901 г., когда мне минуло
восемь лет, я с отцом присутствовал
на дискуссии в научном студенческом
обществе г. Оксфорда, где прослу¬
шал лекцию Дербишира об откры¬
тиях Менделя. Тогда мне трудно бы¬
ло все понять, но все казалось очень
интересным. Лишь в 1911 г., девят¬
надцати лет, я приступил к самосто¬
ятельным научным исследованиям по
генетике. Итак, имея за плечами
52-летний опыт, позвольте мне счи¬
тать себя древнейшим представите¬
лем нашей науки».Математическое мышление позво¬
лило Холдейну выявить некоторыеважные закономерности, лежащие в
основе наследования признаков в по¬
пуляциях свободно размножающихся
особей,— разработать теорию часто¬
ты мутаций. Его аналитико-синтети-
ческие исследования способствовали
развитию генетики растений и живот¬
ных.Немало сил отдал Холдейн изуче¬
нию наследственных заболеваний че¬
ловека. Во многих случаях им были
сделаны принципиальные выводы, ко¬
торые ускользнули от внимания дру¬
гих исследователей, специалистов в
своей области; некоторые его выво¬
ды не утратили значения и по сейОбложка научно-фантастической кни¬
ги Дж. Б. С. Холдейна «Мой друг
мистер Лики» (1937 г.)день. Так, Холдейн был одним из
первых ученых, который математиче¬
скими методами построил генетиче¬
скую карту хромосом человека. Он
усовершенствовал методы точного
анализа встречаемости наследствен
ных болезней в популяциях животных
и был одним из первых, кто прибли
женно определил процент мутиро¬
вания нескольких генов у человека.Холдейн исследовал характер нас¬
ледования ряда признаков у челове¬
ка: гемофилии, групп крови, дальто¬
низма, дефекта эмали, тяжелой фор¬мы пузырчатки стопы, укорочения
пальцев на ногах и т. д.Подчеркивая большое значение
фактора внешней среды в процессе
формирования организма, Холдейн в
статье «Генетика и современные со¬
циальные теории» (1934 г.), заказан¬
ной ему советским журналом «Успе¬
хи современной биологии», писал:
«Люди отличаются друг от друга, и
эти различия зависят частью от нас¬
ледственных данных, частью от сре¬
ды.Какой-либо ген одаренности мо¬
жет привести к совершенно различ¬
ным результатам в зависимости от
тех возможностей к образованию,
которые имеются у соответствующе¬
го лица. Так, например, крестьянский
сын, обладающий гениальным при¬
родным дарованием к математике,
может не иметь случая проявить свои
способности. И, наоборот, ребенок
богатых родителей, который, будучи
бедным, мог бы стать слабоумным,
в результате индивидуального обуче¬
ния может достичь среднего интел¬
лектуального уровня. Поэтому гене¬
тик, желающий изучить главнейшие
наследственные различия у животных
или растений, должен содержать объ¬
екты изучения в однородной среде».Холдейн увязывал изучение гене¬
тики человека и его наследственных
заболеваний с тщательным анализом
состояния здоровья населения в ус¬
ловиях капиталистического общества,
подвергал резкой социальной крити¬
ке язвы общественного строя Англии.
Он предупреждал о необходимости
быть осторожным и осмотрительным
при экстраполяции на человека дан¬
ных, полученных на животных, и ука¬
зывал, что не следует спешить с прак¬
тическими выводами: нужно мето¬
дично и настойчиво накапливать фак¬
тический материал, подвергая его
обобщениям и тщательной теорети¬
ко-математической обработка.Будучи тяжело и безнадежно боль¬
ным, он выступил в 1963 г. на XI
Международном конгрессе генетиков
в Гааге с докладом «Значение совре¬
менной генетики для человеческого
общества». Заканчивая доклад, Хол¬
дейн отметил: «Необходимо, чтобы
широкие массы людей знали основы
генетики человека, поскольку этот
вопрос касается всего человечества.
Незнание может дать простор для
Люди науки Х01пропаганды предрассудков или псев¬
донаучных теорий. Задача ученых —
разъяснить и пропагандировать осно¬
ву знания и неустанно развивать нау¬
ку о наследственности».Во многих лирических отступлени¬
ях, которыми изобилуют его научно-
популярные статьи, Холдейн любил
подтрунивать над неудачами, которые
сопутствовали его научным прогно¬
зам. Однако, справедливости ради,
следует отметить, что в ряде случаев
он с удивительной точностью пред¬
сказывал развитие научно-техниче-
ской мысли на ближайшие годы. При¬
мечательно, например, его выступле¬
ние на страницах «Дейли Уоркер»
18 мая 1939 г., где он задолго до
взрыва атомных бомб в Хиросиме и
Нагасаки, на основании тщательного
анализа новейших достижений ядер-
ной физики, с поразительной точ¬
ностью предсказал реальную возмож¬
ность создания атомной бомбы в те¬
чение ближайших нескольких лет. В
то время — в мае 1939 г.— лишь не¬
многие физики, работавшие над проб¬
лемой применения ядерной энергии,
представляли себе ту новую эру, на
пороге которой стояло человечество.Стремление познать природу жи¬
вого, глубокая озабоченность вопро¬
сами философии естествознания,
страстное желание по-своему подой¬
ти к вскрытию сущности процессов,
связанных с переходом от неживого
к живому, привели к тому, что уче¬
ный занимался решением многих ак¬
туальных проблем естествознания,
увязывая это с запросами жизни. В
решении этих вопросов Холдейн вы¬
ступал как убежденный материалист
и воинствующий атеист.К сожалению, в пределах неболь¬
шого очерка не представляется воз¬
можным охарактеризовать все сторо¬
ны проявления научного дарования
Холдейна. Его вклад в развитие кос¬
могонии и более молодых наук, таких
как наука о происхождении жизни на
Земле (теория Холдейна известна
так н(е, как и теория А. И. Опарина),
биометрия, математическая и биохи¬
мическая генетика, эволюционная био¬
химия, энзимология, молекулярная
биология и другие, включая и чисто
математические исследования,— на¬
столько существен, что заслуживает
специального рассмотрения.В течение многих лет каждый чет¬верг читатели «Дейли Уоркер» с ин¬
тересом знакомились с научно-попу-
лярными обзорами проф. Холдейна
по новейшим достижениям как биоло¬
гии, так и смежных естественных на¬
ук. В этих статьях ученый обнаружи¬
вает редкое сочетание журналиста
научно-популярного жанра и крупно¬
го ученого '. В силу своей удивитель¬
ной живости, увлекательности и дос¬
тупности изложения эти статьи, напи¬
санные (кстати сказать — безвозмезд¬
но) для широкого круга английских
читателей, не утратили своей актуаль¬
ности и интереса и в настоящее вре¬
мя. Даже литературные критики из
лагеря консерваторов признают, что
до сих пор Холдейну нет равных по
занимательности и глубине в изложе¬
нии сложных проблем.Основатель газеты «Дейли Уор¬
кер» У. Раст (1903—1949 гг.) отмечает:
«Имя проф. Холдейна ассоциируется
с понятием о том, что наука — не
башня из слоновой кости, а область
знания, теснейшим образом связанная
с нуждами народных масс в их стрем¬
лении обрести истину. Холдейн стре¬
мился помочь людям правильно по¬
нять картину мира и применять науч¬
ный метод в истолковании политиче¬
ских событий. Его огромный интел¬
лект сочетался с естественной скром¬
ностью».♦В заключение хочется сказать не¬
сколько слов о Холдейне как о чело¬
веке. К его голосу прислушивались
прогрессивные люди многих стран,
говорящие на английском языке. Они
глубоко уважали его и до сих пор не
забыли его непоколебимый оптимизм
и необыкновенное мужество — как в
науке, так и на фронтах войны. Даже
внешность Холдейна привлекала вни¬
мание всех, кто с ним когда-либо
встречался. Одни говорили, что он
гтохож на крепко сколоченного прос¬
того рабочего, другие находили, что
лицом он напоминает Киплинга.Будучи очень требовательным к
себе и к своим научным работам,
Холдейн всегда подчеркивал необхо¬
димость сохранения принципиально¬
сти и точности в изложении научных
фактов и в их оценке. В трудный для
биологической науки период в нашей
стране, когда некоторые «авторите¬’ См., нагоимер, «Природа», 1966, № 8.ты», ссылаясь на диалектический ма¬
териализм, дискредитировали марк-
сизм в глазах ученых Запада и давали
повод философским противникам ма¬
териализма делать вывод о «банкрот¬
стве» диалектического метода, Хол¬
дейн проявил огромную выдержку и
стойкость в отстаивании достижений
современной биологии.Научный обозреватель марксист¬
ского ежемесячника «Марксизм ту-
дей» А. Ремингтон 21 февраля 1967 г.
в письме к автору настоящей статьи
писал: «Я вполне разделяю Вашу вы¬
сокую оценку значения научных за¬
слуг и политической деятельности
проф. Д. Холдейна. Я сожалею лишьо	том, что очень многие не прислу¬
шивались к его мудрым советам по
вопросам генетики в то трудное вре¬
мя, около двадцати лет тому назад».Один из старейших политических
обозревателей «Дейли Уоркер» Дей¬
вид Кемпбелл в статье «Ученый-анти¬
фашист» (от 2 декабря 1964 г.), пос¬
вященной памяти Холдейна, писал:
«Он был сторонником строительства
социализма в Советском Союзе и
приверженцем его борьбы за укреп-,
ление мира, и, не разделяя офици¬
ального отношения к теории Лысенко
во время дискуссии, всегда, однако,
оставался верным другом советского
народа».Холдейн дорог нам своими науч¬
ными открытиями, которые внесли
значительный вклад во многие об¬
ласти естествознания, близок сво¬
ими боевыми полемическими фи¬
лософскими произведениями лучшей,
марксистской поры его деятельности,
в которых он выступает непримири¬
мым врагом догматизма и косности,
беспощадным критиком лживости и
продажности буржуазной науки и
буржуазного образа жизни.Мы чтим его наряду с его другом
Ф. Жолио-Кюри, как ярого антифа¬
шиста, антирасиста, интернационали¬
ста и гуманиста, борца за свободу на¬
родов, горячего защитника зависи¬
мых и полузависимых стран, как дру¬
га Советского Союза и пропагандиста
достижений советской науки, как че¬
ловека, для которого беззаветное
служение делу науки было высшим
призванием.УДК 92 (Холдейн)
102 Люди <->аукиНеизвестные
письма
И. Ф.КрузенштернуВ.	М. Пасецкий,
А. Я. Миневич
ЛенинградИ. Ф. Крузенштерн (1770—1846)
прежде всего известен как путешест¬
венник, руководитель первого рус¬
ского кругосветного плавания, кото¬
рое было совершено им и Ю. Ф. Ли-
сянским в 1803 г. на кораблях «На¬
дежда» и «Нева». Однако знакомство
с архивом знаменитого мореплавате¬
ля позволяет говорить и о его исклю¬
чительно плодотворной деятельности
как ученого.К сожалению, до настоящего вре¬
мени этот богатый архив остается
почта ие разработанным. Исследова¬
телями проанализированы лишь до¬
кументы, относящиеся к первому кру¬
госветному плаванию русских моря¬
ков. Затем над четырьмя десятиле¬
тиями жизни Крузенштерна опускает¬
ся завеса молчания. Между тем,
Крузенштерн пользовался всемирным
авторитетом в области морских и
полярных исследований и своими глу¬
бокими познаниями содействовал ре¬
шению главнейших географических
проблем своего времени. Поэтому
каждое новое открытие, касающееся
жизни и деятельности этого замеча¬
тельного человека, представляет не¬
малый интерес.В первой половине XIX в. одна из
важных географических задач состо¬
яла в поисках морского пути из Ат¬
лантики в Тихий океан вдоль север¬
ных берегов Русской Америки (Аляс¬ки) и Канады, как кратчайшего пути
из Западной Европы в Японию (извес¬
тен в географии под названием Севе¬
ро-Западного прохода). Для англичан
был важен вопрос: соединяется ли
Азия с Америкой? Причем некоторые
мореплаватели сомневались в су¬
ществовании пролива, по существу
открытого еще в 1648 г. Семеном
Дежневым. Успешное решение этой
проблемы во многом зависело и от
русских арктических экспедиций, одна
из которых под началом О. Е. Коцебу
(1787—1846) была снаряжена на бри¬
ге «Рюрик» в 1815 г. для открытия
пути через Берингов пролив, кругом
Северной Америки—в Европу.В Центральном государственном
архиве военно-морского флота (Ле¬
нинград) сохранились письма, адресо¬
ванные Крузенштерну английскими
путешественниками. Большинство из
этих писем посвящены теме поисков
Северо-Западного прохода.Нам удалось разыскать 23 письма
секретаря английского Адмиралтей¬
ства Джона Барроу (1764—1848), од¬
ного из основателей и вице-прези¬
дента Лондонского географического
общества, который в молодости мно¬
го путешествовал по Китаю и Южной
Африке. Известно, что Крузенштерн
несколько лет плавал на английских
судах, 4 раза был в Англии и лично
знал Барроу. По просьбе Крузен¬
штерна, Барроу следил за изготов¬
лением и отправкой научных инстру¬
ментов, заказанных русским ученым-
мореплавателем для экспедиции на
бриге «Рюрик».Стремление России решить одну
из интереснейших географических за¬
дач вызвало определенное беспокой¬
ство е английских морских кругах.
Барроу смог убедить английское пра¬
вительство снарядить сразу две экс¬
педиции, которые должны были дви¬
нуться со стороны Атлантики навстре¬
чу русским морякам, исследовавшим
под командой О. Е. Коцебу Северо-
Западный проход со стороны Берин¬
гова пролива. Сообщая Крузенштернуо	предстоящем столь важном геогра¬
фическом предприятии, Барроу про¬
сил его совета и помощи:«...Я взял на себя смелость обра¬
титься к Вам и просить Вас сообщить
мне, что Вам известно о лейтенанте
Коцебу после его отъезда, так какесли я правильно Вас понял, когда я
встречался с Вами в Англии, то цель
путешествия и состояла в том, чтобы
выяснить, ведет ли пролив или откры¬
тое море из Берингова пролива в
Северный океан, и, если это так, то
мы попытаемся весной следующего
года организовать экспедицию вокруг
Гренландии или через пролив Дей¬
виса. Если лейтенант Коцебу получил
инструкции продвигаться дальше на
восток и если ему удастся пройти че¬
рез Берингов пролив, то мореплава¬
тели возможно могут встретиться и
могут оказаться полезными друг дру¬
гу, и если я правильно понимаю его
цели и взгляды, нашим офицерам
будут даны указания оказать любую
возможную помощь вашим морякам.Я не уверен, знакомы ли Вы с ка¬
питаном Бурнеем, который плавал
вместе с капитаном Куком, он вбил
cebe в голову, что Берингова пролива
не существует, а есть какой-то залив,
оканчивающийся к северу сушей,
который и соединяет два континента:
Азию и Америку. Он говорит, что
Миллер неправильно понял Дежнева
и что этот офицер не проходил через
пролие. Я ие знаю, на каком основа¬
нии он все это вообразил или сделал
за такой короткий срок новое откры¬
тие. Мне кажется, что на эту тему
надо сделать доклад в Королевском
.обществе.Надеюсь, Вы извините мою сме¬
лость и простите меня за то, что я
прошу Вас сообщить мне все, что
Вам известно о северной оконечно¬
сти Северо-Западной Америки» *.Крузенштерн выполнил просьбу
Барроу о доставке ему подлинных
сведений о плавании Дежнева Берин¬
говым проливом. В следующем пись¬
ме, посланном 26 февраля 1818 г. кз
Лондона, Барроу уже выражает бла¬
годарность за доставленные ему ма¬
териалы.«Ваше письмо от 12 января,— пи¬
сал он Крузенштерну,— очень инте¬
ресно особенно сейчас, когда мы
способствуем осуществлению откры¬
тий в тех районах, о. которых есть
очень интересные сведения в Вашем
письме». Барроу снова обращается за
помощью к Крузенштерну. На этот
раз он просит сообщить «сведения о
Беринговом проливе, Новой Сиби-
' ЦГАВМФ, ф. 14, on. 1, д. 199, лл. 85, 86.
yim^ш	' ->iL»~ ■T*-:■» rx. ^ 'к - -	-:;аизап®*'сшЯр-*- •■*ji/ • *■;*§§ г 4>&*$&ИЖ';й: -...^'^^ . ,._
4 f 4 ^«,■ -«'*■ ' !	<	‘ * ix,<fv,*L■'>»X/^'/' ”b ” t	'4vL«.«fer% vЙЙР^Г ,J■" - . . - ?'J
'-•■ ..■■ i- I*л" Л , ■
104Люди наухири — как продолжении Америки, и
замечаниях Коцебу об открытом им
заливе на Северо-Западном берегу
Русской Америки»Одновременно он сообщает, что
капитан Бурней, вероятно, уже выслал
Крузенштерну свою работу,а если он
этого не сделал, то он доставит ее
русскому мореплавателю в ближай¬
шее время. И действительно, вслед
за Барроу, за поддержкой к Крузен¬
штерну обратился капитан Джемс
Бурней, автор многотомной истории
исследования Тихого океана,Бурней полагал, что «нет доста¬
точно удовлетворительного доказа¬
тельства, подтверждающего сущест¬
вование раздела между Америкой и
Азией, которое было бы подтвержде¬
но плаваниями по этому проливу.В то же врел*я он считал, что есть
«основание предполагать, что Азия и
Америка не разделены, т. е. являют¬
ся частями одного и того же конти¬
нента»2, о чем Бурней и написал
И. Ф. Крузенштерну. В этом же пись¬
ме Бурней просил Крузенштерна при¬
слать материалы о том, «есть ли у
самих чукчей ясное представление о
том, как далеко на север уходит их
земля. Еще один важный вопрос, на
который нам хотелось бы получить
правильный ответ. Он касается тече¬
ний, их направления, скорости, по-
ркольку это одно из доказательств,
которые выставляют защитники Севе-
ро-Западного прохода».Как видно из черновика ответа
Крузенштерна, наш мореплаватель
эту гипотезу Бурнея, с присущей ему
мягкостью и осторожностью, назвал
сомнительной. Удалось выяснить, что
Крузенштерн послал Бурнею матери¬
алы о плавании Коцебу в Беринговой
проливе и сообщил ему данные на¬
блюдений над течениями, которые
имели значительные скорости, что
свидетельствовало о существовании
Северо-Западного прохода, а не об
отсутствии его... Однако, как видно
из книги, опубликованной Бурнеем в
1819 г., он, сообщив публике получен¬
ные от Крузенштерна сведения, не
изменил своих убеждений.Судя по письму Бурнея от 14 мар¬
та 1820 года, он восторженно привет-1	ЦГАВМФ, ф. 14, оп. 1, д. 199, п. 87.2	Там же, д. 205, п. 22.Дж. Россствовал снаряжение Колымской экспе¬
диции Ф. П. Врангеля, которая к его
огорчению похоронила гипотезу о со¬
единении Азии с Америкой.Нельзя не обратить внимание на
то, что в этом же письме Бурней вы¬
сказывает мысль о том, что русская
южно-полярная экспедиция под ко¬
мандой Беллинсгаузена «не откроет
ничего важного». «Я думаю,— про¬
должает он,— уже достаточно хо¬
рошо установлено, что там не может
быть никакой земли».Проблема существования южного
материка — Антарктиды — это, пожа¬
луй, вторая важная проблема, нашед¬
шая отклик в переписке Крузенштер¬
на с английским ученым и мореплава¬
телем. Ведь именно в 1819 г. была
снаряжена первая русская антаркти¬
ческая экспедиция на двух шлюпах _
«Восток» и «Мирный» под командова¬
нием Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П.
Лазарева. В связи с этим интересно
проследить эволюцию взглядов са¬
мого Крузенштерна на возможное
существование южного материка, о
чем он рассказал в письме к Барроу:
«Я, признаюсь, разделял мнение
Кука, что хотя Южный континент по
всей вероятности и существует, но он
никогда не будет открыт». Однако
сведения об открытии к югу от мысаДж. ФранклинГорн неизвестных ранее островов, ко¬
торые по предположению Барроу
соединяются с Сандвичевой землей,
позволили ему предположить, что
возможно именно здесь и начинают¬
ся берега нового, шестого континен¬
та.«Я рад,— заключает Крузен¬
штерн,— что наши два корабля от¬
правлены к южному полюсу» В этих
строках звучит скрытая надежда, что
русские моряки откроют неведомый
материк. Это предчувствие, как мы
знаем, оправдалось. Для нас несом¬
ненно представляет интерес оценка
Барроу итогов плавания Первой рус¬
ской антарктической экспедиции. Он
писал Крузенштерну 30 октября
1821 г.: «Благодарю за Ваше интерес¬
ное сообщение об экспедиции двух
русских кораблей в Южное полуша¬
рие. Эта экспедиция делает большую
честь ее руководителю. Она во мно¬
го раз превзошла мои ожидания».Но вернемся к письмам Барроу, в
которых он делится с Крузенштерном
своими мыслями и планами относи¬
тельно дальнейших арктических ис¬
следований. В феврале 1819 г. он со¬
общал русскому мореплавателю о
плавании Джона Росса в 1818 г.,1 ЦГАВМФ, ф. 14, on. 1, д. 264, лл. 12—13.
Люди науки 105/А■*'ТА** -*f*l-*•■* r ~, „ t, «;..A*/i.;, .. 			i	 	 		г..,/ a-/,.	.~^.^■rt.:< y.~.. s	,'	**<-;./ . ,.W Г-v» JO?Л	/t~*t .3,:.(//м. *fA f-f( t( 4»«	*»«■^ 4Д >.t фш?’ A r • //«*<	-	/***** A~* t Л-Э A»*r A-^ 1Й /i&m ^ /ifc*. »«'	^,+fUS**- *'*■.	***£» Mi JfAjfA&sу* Д<М »^—. ■ 	 Ajr^.<t —f ^	•*>J^/UM /-*	-•д^,. .оt Г ^ ^ ---p- ‘ ^^ *.4 . л-у. ^u-i^	■>4''"'^ -f ...	Лл1d£>y/A' a> ^ir	£/£—4Одна из страниц письма Дж. Бар¬
роу к И. Ф. Крузенштерну«который так и не смог сделать ка-
кого-нибудь открытия, способствовав¬
шего решению вопроса о существо¬
вании Северо-Западного прохода».
Он подробно описал маршрут экспе¬
диции, привел данные измерений глу¬
бин в Баффиновом заливе и сообщил,
что Ланкастерский пролив, по мне¬
нию Росса, пересекает земля, кото¬
рую он назвал горами Крокера. Спус-
ся год выяснилось, что эти горы ока¬
зались мифом, что легло тенью
на репутацию Росса, которому лишь
спустя 14 лет удалось восстановить
свой авторитет в глазах географов и
ученых моряков своего времени.На основании сведений, получен¬
ных от Барроу, Крузенштерн написал
две статьи, посвященные английским
экспедициям, которые вели поиски
Северо-Западного прохода. Он счи¬
тал, что это не столько навигацион¬
ная, сколько географическая пробле¬
ма.Крузенштерн знакомил секретаря
английского Адмиралтейства (пере¬
писка между ними продолжалась до
последних дней активной научной де¬
ятельности Барроу на этом поприще)
со многими русскими исследова¬
ниями, которые проводились в то вре-Отрывок из письма Дж. Росса к
И. Ф. Крузенштернумя на северо-востоке России. Инте¬
ресно, что в одном из своих писем
Крузенштерн сообщает Барроу об
экспедиции, которая, как нам пред¬
ставляется, осталась неизвестной в
истории русских полярных исследова¬
ний.«Я уже имел честь сообщать Вам
в одном из моих предыдущих писем,
что граф Румянцев 1 просил губерна¬
тора Камчатки нанять местных жи¬
телей северо-восточного побережья
Сибири и отправить их на поиски
земли, которая, как считают, должна
находиться к северу от реки Колымы,
и, как некоторые полагают, соединя¬
ется с Америкой. Такие поиски уже
производились чукчами а прошлом
году под руководством русского мо¬
ряка. Они вышли от Берингова про¬
лива на собаках и оленях (последних
использовали в пищу)....Как явствует из доклада, при¬
сланного графу Румянцеву, по под¬
счетам они прошли на север около
200 верст, что, безусловно, не так уж
мало» 2.Осенью 1820 г. Барроу прислал
Крузенштерну краткое описание пу-1	Н. П. Румянцев был известен как покрови¬
тель наук. Это он снарядил ученую экспе¬
дицию на бриге «Рюрик».2	ЦГАВМФ, ф. 14, on. I, д. 264, л. 13.тешествия Парри и благодарил наше¬
го мореплавателя за сведения о рус¬
ских исследованиях на северо-запад¬
ном берегу Америки, конорые в это
время проводились там при финан¬
совой поддержке государственного
канцлера Н. П. Румянцева.Об отношении к Крузенштерну,
как к крупному ученому-мореведу,
свидетельствуют строки из письма
Барроу, где он просит Крузенштерна
написать статью об исследовании по¬
лярного моря, Северо-Западного
прохода и Русской Америки, так как
«пока в печати нет ничего по вопро¬
су о соединении между Тихим и Ат¬
лантическим океанами, кроме работы
капитана Бурнея, который перевари¬
вал свою идею около 45 лет».Возможно, что следствием этой
просьбы было появление статьи Кру¬
зенштерна «Новые опыты для откры¬
тия северо-западного пути».Переписка Крузенштерна с Бар¬
роу, который также сообщал обо
всех путешествиях английских море¬
плавателей, позволяла ориентиро¬
ваться в арктических исследованиях
обоих стран, что было чрезвычайно
важно в то время.В письме от 30 октября 1821 г.
Барроу писал, что его особенно инте¬
ресует судьба двух судов, которые
под начальством М. Н. Васильева 1
отправились к северу от Берингова
пролива в 1820 г. Барроу убедитель¬
но просит Крузенштерна сообщить
все, что ему известно о действиях
этой северной русской экспедиции.
Он надеется, что быть может Василь¬
ев встретится с Парри, отправившим¬
ся во второе полярное путешествие,
и тогда все о Северо-Западном мор¬
ском пути «станет известно».Барроу дважды сообщал Крузен¬
штерну подробности знаменитых пу¬
тешествий Джона Франклина (1786—
1847) по северным берегам Канады2.
Он весьма интересовался результата¬
ми «бесстрашной экспедиции» Ф. П.
Врангеля, и, в частности, какой лед —
торосистый или ровный встречал этот1	21 июля 1620 г. капитан Васильев открыл уберегов Аляски о. Нунивок.3	Английский мореплаватель участвовал в се*
верных экспедициях. В 1845 г. предпринял
на двух судах полярное путешествие, во
время которого погиб. В поисках Шранкли-
на участвовали многие экспедиции, но
лишь в 1859 г. выяснилось, что суда были
затерты льдами.
106 Люди наукиИ. Ф. Крузенштернисследователь во время своих стран¬
ствий по полярному морю. Барроу
собирал эти сведения в связи с под¬
готовкой новой экспедиции Парри,
который собирался предпринять пу¬
тешествие на лодках, не зная, ставить
ли их на колеса или на полозья.«Капитан Парри,— писал Барроу,—
собирается отправиться рано, чтобы
иметь в своем распоряжении все ле¬
то. Вы можете судить о его рвении
даже потому, что, собираясь женить¬
ся на очень красивой молодой леди,
он добился ее согласия продолжать
свои экспедиции».В архиве сохранились три письма
Франклина, относящихся к 1829—
1830 гг., и три записки, посланных
Крузенштерну этим знаменитым ан¬
глийским полярным исследователем
в то время, когда он приезжал в
Петербург и останавливался у Дему-та. Эти письма, как и письма Барроу,
содержат информацию об английских
полярных исследованиях. Франклин в
каждом письме выражает Крузен¬
штерну глубокую признательность за
присылку данных метеорологических
наблюдений, выполненных русскими
моряками во время путешествий по
полярному морю, берегам Сибири и
Русской АмерикиОчень интересны, на наш взгляд,
письма Джона Росса (1777—1856), то¬
го самого полярного исследователя,
который в 1818 г. ошибочно утверж¬
дал, что Ланкастерский пролив пере¬
секают горы Крокера2. 19 марта
1829 г. он писал Крузенштерну:
	' ЦГАВМШ, ф. 14, on. 1, д. 238, лл. 66—75.! В 1818 г. Д. Р осс предпринял экспедицию в
Баффинов залив для отыскания Северо-За-
падного прохода; в 1829—1833 гг. органи¬
зовал вторую полярную экспедицию, во вре¬
мя которой открыл северный магнитный по¬
люс.«...Отдавая должное Вашему выда¬
ющемуся положению в научном ми¬
ре, мне кажется, что Вас глубоко
заинтересует то, о чем я осмелился
Вам сообщить.По своему опыту и изучая нави¬
гацию в ледовитых морях я уже дав¬
но пришел к выводу, что для обеспе¬
чения успеха в этих полных опасности
районах необходимо использовать
механическую силу, и что при любой
будущей попытке осуществить экспе¬
дицию с целью открытия нового в
этой части земного шара, большие
перспективы открываются перед па¬
ровыми машинами, которые так уди¬
вительно быстро развивались в эти
последние годы. Зная о том, что ни
один из тех храбрых офицеров, кото¬
рые занимались Северными открыти¬
ями после меня, не добились полного
успеха, я намерен завершить начатую
работу, а поэтому я посвятил все
свое время изучению этого мощного
средства (паровые суда). Наконец,
получив всемилостивейшее разреше¬
ние своего правительства, я начал
готовить экспедицию, цель которой —
исследование неизученного еще про¬
странства, к северу от континента
Америки...Одно из судов экспедиции в честь
Вас и как подтверждение Ваших за¬
слуг и таланта я назвал «Крузен¬
штерн». ...Если произойдет корабле¬
крушение, «Крузенштерн» станет на¬
шим последним прибежищем, поэто¬
му особенно символично название
этого судна, как дань Вашей ценной
работе по Тихому океану...»Росс пишет далее, что он намерен
исследовать северные берега Амери¬
ки на пространстве, которое лежит
между точками, достигнутыми Парри
и Франклином, а также изучить рай¬
он, лежащий к северу от реки Мак¬
кензи до пунктов, которые были до¬
стигнуты Ф. Бичи 2 и Васильевым. Он
надеется, что ему посчастливится до¬
стигнуть со стороны Атлантики гра¬
ницы русских владений в Америке и
водрузить там флаг России, тем са¬
мым подчеркивая, что его экспедиция1	ЦГАВМФ. ф. 14, on, 1, д. 233, лл. 9—10.2	Фредерик Вильям Бичи (1796—1856) — ан¬
глийский мореплаватель. В 1826 г. достиг
мыса Барроу со стороны Берингова про¬
лива.
107носит чисто научный, а не политиче¬
ский характер.«Если все пройдет полностью ус¬
пешно в первый сезон, мы намерены
наилучшим способом использовать
наш рейс в Петропавловск на Кам¬
чатке, а оттуда сухопутным путем я
направлюсь в Санкт-Петербург, а ко¬
мандование судами «Виктория» и
«Крузенштерн» перейдет к капитану
Россу.И вот именно в осуществлении
этого мероприятия мне очень нужна
Ваша большая помощь. Я прошу Вас
поставить в известность русские
власти в районе между Камчаткой
и Санкт-Петербургом о моих намере¬
ниях и проинструктировать их, чтобы
они оказывали мне помощь, которая
абсолютно необходима для меня».Крузенштерн с должным внимани¬
ем отнесся к просьбе Росса, которого
русский посол я Лондоне князь Ливен
снабдил открытым листом «для при¬
ема и доставления всего нужного,
когда суда придут в какой-либо рос¬
сийский порт». Наш мореплаватель
написал командиру Петропавловского
порта,, прося «принять сего знамени¬
того путешественника и оказать ему
всякого рода пособия, а также до¬
ставить по прибытии прилагаемое при
сем письмо, чем весьма много обя¬
жете» *.Как известно, Россу не удалось со¬
вершить сквозное плавание Северо-
Западным путем, но его путешествие
представляло большой научный инте¬
рес и способствовало расширению
знаний об одном из самых интерес¬
ных районов северной полярной об¬
ласти.По возвращении в Англию, Росс
прислал Крузенштерну описание сво¬
его путешествия. Одновременно он
сообщал, что ему было приятно по¬
местить имя Крузенштерна в одной
из достигнутых им выдающихся точек,
а что судно, названное его именем,
оставлено экспедицией в бухте Вик¬
тория в,хорошем состоянии.Спустя несколько месяцев, а
именно 14 мая 18Э4 г., из Лондона
Росс сообщает о том, что «он не
находит слов, чтобы передать тот
восторг, который он почувствовал»,
получив два письма адмирала Кру¬зенштерна. Отвечая на предложение
Крузенштерна «отправиться к Южно¬
му материку, где можно сделать от¬
крытия», Росс пишет, что такие иссле¬
дования он считает мероприятием,
достойным его великой страны, что
он собирается посетить Санкт-Петер-
бург, чтобы встретиться с Крузен¬
штерном и обсудить с ним планы на
будущееУже из Лондона Росс пишет 3 фев¬
раля 1835 г.: «Я с нетерпением ожи¬
дал решения нашего теперешнего
правительства по вопросу о моей
предполагаемой экспедиции, надеясь,
чго смена министров, которая про¬
изошла в ноябре прошлого года, бу¬
дет в мою пользу. Но теперь я с
сожалением сообщаю Вам, что мои
надежды не оправдались, и я дол¬
жен отказаться от своего проекта.
Я написал в Або, где строится ко¬
рабль, с просьбой отменить строи¬
тельство. Мне не надо объяснять
Вам, как я сожалею обо всем случив¬
шимся, я ведь старею и скоро уже
не смогу участвовать в полярных ис¬
следованиях» 2.Спустя три месяца Росс с оказией
пересылает Крузенштерну свою кни¬
гу с портретом и сообщает: «Мне
нечего рассказать Вам о моих экспе¬
диционных планах, изменения, проис¬
шедшие в Министерстве, положили
конец почти всем научным планам в
Англии».♦Письма английских путешественни¬
ков И. Ф. Крузенштерну открыли
лишь одну страничку его междуна¬
родных научных связей. Нет сомне¬
ния в том, что новые архивные по¬
иски дадут нам еще много интерес¬
ных сведений о деятельности знаме¬
нитого русского мореплавателя и уче¬
ного.1	В письме Росса от 30 июня 1634 г., напи¬
санном в Петербурге, он выражает сожале*
ние е том, что не состоялась его ветрена с
адмиралом Крузенштерном, который уехал
из Санкт-Петербурга за день до приезда
Росса.2	ЦГАВМФ, ф. 14, оп. 1, д. 233, л. 17.УДК 093.32а ЦГИА ЭССР, ф. 1414, оп. 3, д. 33, л. 1.
108Тихоокеанскиеводыв Арктическом
бассейнеЕ. М. Гущенков
ЛенинградДискуссииВ последнее время проблема теп¬
ловой мелиорации северных широт
приобретает все большее значение.
По этой теме а научном мире прово¬
дится немало дискуссий. В №12
журнала «Природа» за 1967 г. в раз¬
деле «Гипотезы» была опубликована
статья П. М. Борисова, в которой
предлагается в целях смягчения
климата перекрыть плотиной Берин¬
гов пролив. Редакция печатает один
из откликов на эту статью.Много работ посвящено влиянию
атлантических вод на ледяной по¬
кров Арктического бассейна. Выска¬
заны различные мнения. Но дискус¬
сия еще не закончена. Обсуждаются
новые проекты, предложения.Менее подробно освещен вопросо	влиянии тихоокеанских вод на
гидрологический режим Арктического
бассейна. По некоторым подсчетам
тепловой эффект постройки плотины
может быть таким, что при искусст¬
венно усиленном подтоке атлантиче¬
ских вод в Арктический бассейн они
едва смогут покрыть дефицит тепла,
который образуется вследствие пре¬
кращения приноса в него тепла ти¬
хоокеанских вод.Проанализируем режим этих вод.
Тихоокеанские воды, поступающие в
Чукотское море, распространяются в
Арктический бассейн. Средний годо¬
вой сток их через Берингов пролив
оценивается в 20—36 тыс. км3. Наи¬
больших величин сток достигает в
летнее время. В Чукотском море, при.
мерно на линии мыс Сердце-Ка-
мень — мыс Хоп, Тихоокеанское те¬
чение разделяется на три главных
ветви: Аляскинскую, Геральдовскую и
Лонговскую.Основное воздействие на^. гидро¬
логический режим Чукотского моря
тихоокеанские воды оказывают в
летне-осеннее время. Сумма средних
месячных значений теплового стокас июня по октябрь включительно со¬
ставляет около 43701 X 1012 ккал
(3. П. Федорова, 3. С. Янкина,
1964 г.). Этого тепла достаточно, что¬
бы от дрейфующих льдов очищалась
почти половина Чукотского моря.
Тихоокеанские воды, попадая в Чу¬
котское море, смешиваются с мест¬
ными водами и затем вместе с Аля¬
скинской и Геральдовской ветвями
течения поступают в восточную часть
Арктического бассейна. Пролетая на
самолете над этим районом и наб¬
людая сверху за льдами, отчетливо
видишь, как под тепловым действи¬
ем тихоокеанских вод кромка дрей¬
фующих льдов отступает, выгибаясь
в сторону Арктического бассейна
(рис. 1).Океанографические наблюдения
по линии о-ва Геральд—мыс Лис-
бурн (Аляска) дают возможность оце¬
нить количество воды и тепла, пере-Дрейфующий ладРис. 1. Льды в районе распростра¬
нения тихоокеанских вод в Чукотском
мореносимых Тихоокеанским течением в
Арктический бассейн. В среднем за
сентябрь переносится около 6840 кмэ
трансформированной тихоокеанской
воды, содержащей около 40895 X
X 10 12 ккал тепла. При этом Аляс¬
кинской ветвью этого течения пере¬
носится примерно в 3—3,5 раза
больше воды и тепла, чем Гераль¬
довской.Тихоокеанские воды поступают в
Арктический бассейн в виде проме-
Дискуссии 109«о.52 Ф4жуточной, относительно теплой про¬
слойки, погребенной под верхним
слоем воды, распресненным и
охлажденным таянием льда. Основ¬
ная часть тепла тихоокеанских вод
расходуется на таяние льдов и теп¬
лоотдачу в атмосферу.Для выяснения циркуляции и
трансформации тихоокеанских вод в
Арктическом бассейне были исполь¬
зованы океанографические наблюде¬
ния дрейфующих станций «Северный
лолюс» и высокоширотных арктиче¬
ских экспедиций. Эти наблюдения по¬
казывают, что в притихоокеанской
части Арктического бассейна в под¬
поверхностном слое на глубинах 50—100 м заметно выражен максимум
температуры воды. Подтверждением
формирования этой относительно
теплой прослойки за счет проникно¬
вения в данный район тихоокеанских
«од служат сборы планктона. Состав
его здесь, в слое 50—100 м, характе¬
ризуется видами тихоокеанского про¬
исхождения Кроме этого, в восточ¬
ной части Арктического бассейна от¬
влечены случаи находок нескольких
экземпляров морского пера (во вре¬
мя дрёйфа станции «Северный по- >,
люс-6» с глубины около 100 м было
выловлено морское перо, которое
относится к теплолюбивым видам,
встречающимся в субтропической
части Тихого океана).Анализируя водные массы различ¬
ного происхождения, приходится при¬
бегать к некоторым допущениям.
Границей слоя атлантических вод, где
градиенты солености незначительны,
обычно считают верхнюю и нижнюю
изотермы 0°. При выделении про¬
слойки тихоокеанских вод за ее гра¬
ницы были приняты изотермы — 1°,4,
так как этой изотермой ограничива¬
ется снизу однородный слой воды,
перемешивающейся к концу зимы.
Соленость в слое тихоокеанских вод
изменяется от 30,5%о У верхней гра¬
ницы до 32,8%о — у нижнёй.Представление о географическом
распространении в Арктическом бас¬
сейне тихоокеанской воды можно по¬
лучить, построив карту распределе¬
ния' ее„ температуры (рис. 2). Однако
при' малочисленности гидрологиче¬
ских наблюдений нельзя проследить11	К. А. Бродский. Жизнь в толще воды Поляр¬
ного бассейна. «Природа», 1956, № 5.Рис. 2. Распределение максимальной
в Арктическом бассейнеза изменениями в распространении
тихоокеанских вод от года к году и
от сезона к сезону.Существующие наблюдения по¬
зволяют дать лишь общую среднюю
характеристику распространения ти¬
хоокеанских вод в притихоокеанской
части Арктического бассейна. Основ¬
ная масса этой воды, поступая в
Арктический бассейн, образует анти-
циклональный круговорот (где воды
движутся по часовой стрелке), центр
которого расположен около 80° с. ш.
и 150° з. д. Такие же воды, вливаю¬
щиеся в Арктический бассейн в виде
Геральдовской ветви Тихоокеанского
течения, частично отклоняясь к запа¬
ду и затем к югу,'попадают в восточ¬
ную часть Восточно-Сибирского моря.
На периферии антициклонального кру-температуры тихоокеанской водыговорота тихоокеанские воды, пере¬
мешиваясь с арктическими, постепен¬
но изменяют свои характеристики.Таким образом, можно считать,
что тихоокеанские воды не только
проникают в Арктический бассейн, но
и вовлекаются в общую циркуляцию
вод, длительное время сохраняя свои
океанографические характеристики.
Подсчеты показывают, что смешива¬
ясь с выше- и нижележащими слоя¬
ми, тихоокеанские воды только через
3,5 года полностью теряют свои пер¬
воначальные свойства. Следовательно,
вряд ли стоит полностью прекращать
доступ в Арктический бассейн тихо¬
океанских вод, которые также ока¬
зывают на него отепляющее влияние.УДК 551.46
Новости наудиЗолотая медаль
им. И. В. Курчатова 1968 года
♦
Новые микробиологические
препараты♦Радиоустойчивость растений
♦
Планетология
в Чехословакии
♦
Изогнутый луч
лазера-скальпеля
♦
Эталоны воды
♦
Две формы кристаллического
водорода♦Растровый электронный
микроскоп♦Как разрушаются метеорные
тела♦Лизоцим и генетический код
♦
Ферменты микроорганизмов
в медицине♦Мигрирующие канцерогены
♦
Программа «Преконтинент»♦Раковая клетка на экране
телевизора♦Закалка корней растений
♦
Урановое месторождение
в Республике Нигер♦Космический аэростатсовокупности работ в области атом¬
ной энергетики.А.	П. Александров принадлежит к
славной когорте воспитанников Ле¬
нинградского физико-технического
института АН СССР. Еще будучи сту¬
дентом Киевского государственного
университета и проходя практику в
Рентгенологическом институте, А. П.
Александров обратил на себя внима¬
ние академика А. Ф. Иоффе, который
и пригласил молодого ученого рабо¬
тать в свой институт. Первые научные
интересы А. П. Александрова были
связаны с изучением физики диэлек¬
триков, а также механических и элек¬
трических свойств высокомолекуляр¬
ных соединений. Общее признание-
получила созданная им теория релак¬
сации в полимерах.Уже в те годы ярко прояамлась-
характерная черта научного творчест-
ва А. П. Александрова: стремление
довести результаты лабораторных ис¬
следований до их практического и-
технического применения.Открытие и изучение А, П. Алек¬
сандровым свойств полимеризован-
ного стирола привело к созданию
конденсаторов на полистироле. О»
занимается разработкой теории вы¬
сокой эластичности и изучает проч¬
ность резин, пластификацию полиме¬
ров. Эти работы явились важным
вкладом в решение задачи получения;Слеза направо: академик А. П. Александров, Нильс Бор, академик И. Е. Тамм,
Москва, 1961 г.Публикуется впервыеНовости наукиЗолотая медаль
имени
И. В. Курчатова
1968 годаПрезидиум Академии наук СССР
присудил Золотую медаль имени
И. В. Курчатова 1968 г. выдающемуся
советскому ученому академику Ана¬
толию Петровичу Александрову по
Новости наукивысококачественных синтетических
каучуков >1 пластмасс.Обширные и трудоемкие иссле¬
дования по противоминной защите
боевых кораблей и разработанные
под руководством А. П. Александро¬
ва методы защиты кораблей получи¬
ли высокую оценку и успешно при¬
менялись в годы Великой Отечест¬
венной войны.Наивысшего творческого подъема
научная и организаторская деятель¬
ность А. П. Александрова достигла
в период создания и развития совет¬
ской атомной науки и техники. С его
именем связаны многие исследования
по ядерной физике, работы по со¬
оружению ядерных реакторов и
атомных электростанций. Под его
научным руководством были постро¬
ены первое в мире надводное атом¬
ное судно—ледокол «Ленин», Ново-
Воронежская атомная электростан¬
ция, атомная электростанция в Рейн-
сберге (ГДР). Два года назад вошла
в строй действующих созданная под
научным руководством А. П. Алек¬
сандрова атомная электростанция с
новым типом реактора в г. Мелекес-
се (Ульяновская область). На этой
электростанции пар, получаемый в
самом реакторе, подается прямо в
турбину и, таким образом, осуществ¬
ляется непосредственная связь атом¬
ного реактора с энергетическим обо¬
рудованием.С 1960 г. А. П. Александров —
директор Института атомной энергии
им. И. В. Курчатова; он возглавляет
и руководит целым рядом научных
исследований, связанных с дальней¬
шим развитием советской атомной
энергетики.♦Золотая медаль имени И. В. Кур¬
чатова была учреждена ЦК КПСС и
Советом Министров СССР 9 февраля
1960 г. и присуждается один раз в
три года за выдающиеся работы в
области ядерной физики. В 1962 г.
медалью имени И. В. Курчатова был
награжден доктор физико-математи¬
ческих наук (ныне чл.-корр. АН СССР)
П. Е. Спивак за цикл работ по экс¬
периментальному исследованию 15-
распада нейтронов, а в 1965 г.— док¬
тор физико-математических наук
Ю. Д. Прокошкин за работы по 13-
распаду Л-мезонов.Новые
микробиологические
препаратыИнститутом микробиологии и ви¬
русологии им. акад. Д. К. Заболот¬
ного АН УССР разработан новый
микробиологический препарат расти¬
тельного происхождения, полученный
из цветков песчаного бессмертника.
Этот препарат—аренарин — приме¬
няется для борьбы с болезнями то¬
матов; бактериальным раком, виру¬
сом столбура, мозаикой и бактери¬
альной пятнистостью. Аренарин обла¬
дает антибактериальным действием
на фитопатогенные бактерии. Важное
свойство его — стимуляция прораста¬
ния и роста растений; обработка аре-
нарином семян томатов ускоряет
появление всходов и созревание пло¬
дов на 3—6 дней. Как правило, уро¬
жай повышается на 15—26%.Для борьбы с бактериальным ра¬
ком томатов семена замачивают в
течение 2,5 час. в водном растворе
из расчета; одна часть аренарина на
1000 частей воды. Для обработки 1 кг
семян расходуется 100 мл препарата,
разбавленного в 4,9 л воды. Перед
тем как семена высевать, их необхо¬
димо просушить до сыпучего состоя¬
ния. Положительное влияние оказы¬
вает также опрыскивание растений
аренарином (1 ; 1000) в фазе бутони¬
зации и цветения. Это способствует
увеличению плодов и ускорению их
созревания, а также снижает про¬
цент пораженности растений бакте¬
риальными и вирусными заболевани¬
ями.Второй препарат — фитобактерио-
мицин — разработан Всесоюзным
научно-исследовательским институтом
антибиотиков Министерства здраво¬
охранения СССР и Московским отде¬
лением Всесоюзного научно-исследо¬
вательского института сельскохозяй¬
ственной микробиологии. Он пред¬
назначен для борьбы с бактериаль¬
ными заболеваниями растений. Этот
препарат в виде порошка светло-
коричневого цвета применяется для
обработки семян фасоли против бу¬
рой бактериальной пятнистости ибактериоза сои. Расход порошка для
опудривания семян фасоли и сои —3	кг на 1 га. Возможно обрабатывать
семена и другим способом. Для этого
препарат в количестве от 100 до 500 г
растворяют в 100 л воды и им смачи¬
вают семена. Фитобактериомицин не
только снижает заболеваемость бак¬
териальными болезнями, но и увели¬
чивает урожайность сельскохозяй¬
ственных культур.Украинским институтом защиты
растений из спор гриба создан мик¬
робиологический препарат боверин.
Этот светло-серый порошок применя¬
ется против колорадского жука, ку¬
курузного мотылька и различных лис¬
тогрызущих вредителей сада. Высокая
эффективность боверина достигается
при совместном применении с пони¬
женными дозами (в 3—4 раза мень¬
ше против применяемых) препарата
ДДТ. Благодаря такому сочетанию
ДДТ не убивает насекомых, но зна¬
чительно ослабляет их, и на ослаб¬
ленном организме более энергично
развивается гриб, приводя насекомых
к гибели. Способ применения — оп¬
рыскивание водной суспензией. Рас¬
ход порошка боверина 1—2 кг на1	га с добавлением 0,3—0,4 кг ДДТ.Энтобактерин-3 — это препарат,
разработанный Всесоюзным институ¬
том защиты растений. В каждом
грамме светло-серого порошка со¬
держится 20 млрд спор бактерий.
Препарат обладает широким спект¬
ром действия. Он уничтожает более
50 видов насекомых-вредителей
овощных, плодово-ягодных, садово-
парковых и лесных культур. Кроме
того, энтобактерин-3 эффективен
против гнуса; от этого препарата по¬
гибает также до 96—100% яблонной,
плодовой, бересклетовой, черемухо¬
вой, рябиновой и других видов мо¬
лей, капустной и репной белянок, бо¬
ярышницы, непарного, кольчатого,
соснового и других шелкопрядов.
В организм насекомого препарат по¬
падает с кормом, поэтому применять
его необходимо в период активного
питания гусениц.Расход рабочей жидкости для
обработки древесной растительности
около 1000 л на 1 га, для опрыски¬
вания овощных культур — 300 л на1	га. Для приготовления рабочей су¬
спензии необходимо предварительно
112 Новости наукиразмешать порошок в небольшом ко¬
личестве воды, а затем разбавить до
заданной концентрации.Все эти микробиологические пре¬
параты безвредны для растений, че¬
ловека и теплокровных животных, а
боверин и энтобактерин-3, кроме то¬
го, безвредны для пчел и других
полезных насекомых. Препараты
можно использовать в любую фазу
вегетации растений, в том числе при
цветении и перед уборкой урожая.В Иркутском университете на ос¬
нове бактерии Bacillis fhuringieusis
var. dendrolimus создан новый бакте¬
риологический препарат дендроба-
циллин. Применяется он против си¬
бирского шелкопряда — опасного
вредителя кедровых и лиственничных
лесов Сибири и Дальнего Востока.
Сухой дендробациллин при рассеи¬
вании его с самолетов прекрасно
проникает в глубину крон деревьев.
Расход препарата—10 кг на 1 га
леса.Перед учеными стояла важная
задача—найти возбудителя, который
мог бы стать средством уничтожения
гусениц и в то же время был бы без¬
вреден для человека и теплокровных
животных. Кроме того, он должен
обладать устойчивостью к засухе и
бактерицидному действию солнечных
лучей. В результате накоплен ценный
научный материал по созданию мас¬
совых очагов бациллоносительства
особями сибирского шелкопряда, пе¬
рерастающих в дальнейшем в эпизо¬
отию. Таким бактериологическим
препаратом, отвечающим всем пере¬
численным условиям, и оказался ден¬
дробациллин.К. А. МамаевМосквеРадиоустойчивость
растенийПроблема радиоустойчивости, т. е.
чувствительности к действию ионизи¬
рующих излучений на молекулярном,
клеточном и организменном уровнях,
представляет большой интерес. Одну
из сторон этой проблемы освещают
работы Е. И. Преображенской ■, про-* «Ботанический журнал» , т. 44, 1959, № 1,
стр. 66—74; «Доклады Академии наук
СССР», т. 143, 1962, № 5, стр. 1219—1221,
т. 177, 1967, № 1, стр. 243—245; «Известия
СО АН СССР, биол,-мед. серия», т. 5,
1967, вып. 1, стр. 79—84 и др.водившей опыты с облучением раз¬
ными дозами 7_лУчей Со60 воздуш-
но-сухих семян 700 представителей
различных групп растений, как близ¬
ких, так и далеких друг от друга в
систематическом отношении. По сте¬
пени радиоустойчивости все исследо¬
ванные виды распределяются на 3
группы — радиочувствительная, сред¬
нечувствительная и радиоустойчивая,
различающиеся по летальным дозам
(они определяются по выживаемости
растений в конце вегетационного пе¬
риода). Все представители типа голо¬
семенных класса шишконосных ока¬
зались радиочувствительными расте¬
ниями, причем радиочувствительность
их стабильна. Представители типа
покрытосемянных относятся ко всем3	группам. В классе однодольных все
изученные порядки, семейства, роды
и виды в основном радиочувстви¬
тельны и среднечувствительны, за
исключением одного вида ожики из
сем. ситниковых (летальная доза вы¬
сока — около 200 кг).В классе двудольных изученные
порядки и семейства распределяют¬
ся примерно одинаково по всем 3
группам; радиоустойчивость видов
весьма разнообразна. Высокой чув¬
ствительностью к ионизирующим из¬
лучениям— радио- и среднечувстви¬
тельная группы — отличаются расте¬
ния, имеющие более древние, при¬
митивные признаки строения. Таковы
порядки и семейства древесных и
кустарниковых форм (порядки Мад-
noliales, Laurales, Befulales, Myrtales,
Rhamnales, Rutales и др.), а также се¬
мейства с недоразвитым, небольшим
по размерам, прямым зародышем,
окруженным эндоспермом (сем. маг¬
нолиевые, лавровые, лютиковые, ма¬
ковые, кленовые, маслинные и др.).
Травянистые растения считаются вто-_
ричными, более совершенными фор¬
мами, они характеризуются и боль¬
шей радиоустойчивостью. Также к
радиоустойчивой и отчасти средне¬
чувствительной группам относятся се¬
мейства с более совершенным типом
зародыша (изогнутый или сверну¬
тый)— сем. крестоцветные, мальво¬
вые, бобовые и др.В основе устойчивости растений к
ионизирующим излучениям лежит,
вероятно, степень активности белко¬
во-ферментативного аппарата, ихэнергетический уровень. Высокий
энергетический уровень эволюционно
молодых форм растении обусловли¬
вает большую устойчивость прото¬
плазмы к действию неблагоприятных
условий внешней среды, повышая их
выживаемость.Как видно, радиоустойчивость кор-
релируется с филогенетическим воз¬
растом растений, что сопряжено и с
жизненной формой растений, и с ти¬
пом зародыша и другими существен¬
ными признаками. Развивающиеся по¬
рядки (пор. Asterales, Campanulales,
Lamiales, Scrophulariales и др.) явля¬
ются радиополиморфными, имеют
представителей во всех 3 группах.
По чувствительности к ионизирую¬
щим излучениям порядки класса
двудольных располагаются по той же
схеме, что и в филогенетических си¬
стемах. По мере эволюционного
продвижения порядков повышается
радиоустойчивость.Таким образом, более древним и
примитивным группам растений свой¬
ственна большая чувствительность к
действию ионизирующих излучений,
более молодым в эволюционном от¬
ношении— большая устойчивость.Н. Б. Белянина
МосквеПланетология
в ЧехословакииОдним из пионеров планетоло¬
гии— геологии планетных тел — был
чехословацкий ученый О. Матоушек.
В 1924 г. в журнале Чехословацкого
астрономического общества «Rise
hvezd» («Царство звезд) появилось
его обстоятельное, не утратившее
своего значения и в настоящее вре¬
мя исследование геологического
строения борта Залива Радуги лунно¬
го «моря» Дождей, а в 1930 г.— ра¬
бота по тектонике Луны.Ныне в социалистической Чехосло¬
вакии многие ученые работают над
вопросами планетологии. За предела¬
ми страны широко известно имя
Конрада Бенеша, организовавшего
при Остравском горном институте
секцию сравнительной геологии пла¬
нет. Профессор Бенеш — убежден¬
ный проводник идеи формирования
планетных структур главным образом
под действием эндогенных факторов
Новости науки 113Цирковая впадине Арзахель (по К. Бе¬
нешу). Черное — центральная скаль¬
ная горка, видны ступени обрушения
террас а падиныв процессе развития самих планет¬
ных тел (например, Луны, Марса).В работе, опубликованной 8 лет
назад и посвященной наименее раз¬
работанному в то время разделу се-
ленотектоники, а именно — строению
«морей», он указал, что «моря»
имеют концентрическое сбросовое
строение с выступами более древних
блоков. Этой теме К. Бенеш посвя¬
тил и свой доклад на 5-м совещании
по проблемам планетологии, состо¬
явшемся в 1965 г. в Ленинграде.
В последующих работах чехословац¬
кий ученый дал характеристику «мор¬
ских» лунных хребтов, наметил ста¬
дии их развития, а также самих «мо¬
рей».Одна из излюбленных тем К. Бе¬
неша— детализация тектоники от¬
дельных районов Луны, ее кольцевых
структур — цирков, выделение рас¬
щелин, грабенов, горстов, щитовид¬
ных вулканов и т. д. с построением
крупномасштабных карт и схем. Кро¬
ме того, ученый освещает многие
вопросы тектонического строения
поверхности Марса, находя значи¬
тельные черты сходства в строении
и развитии кольцевых структур этой
планеты со структурами Луны.К, Бенешем сделан большой
вклад в разработку общих проблем
планетологии и развития литосфер
планет. Его тезис о связи развития
планет литосфер и внутренних сфер
планет, их глобальных структур —
материков и океанов — с массой,
плотностью, размерами планет пе¬рекликается с положением, выдвину¬
тым советскими учеными (Г. Н. Кат-
терфельдом и др.) о темпах и харак¬
тере развития планет. Согласно это¬
му положению, Луна и Меркурий
соответствуют более низкой стадии
развития, Марс — промежутАчной, а
Венера и Земля — более высокой ста¬
дии развития планетных тел земной
группы. К. Бенеш приводит сравни¬
тельную характеристику сфер Луны,
Меркурия, Марса, Земли, отмечая их
существенное сходство, обусловлен¬
ное, по его мнению, дифференциа¬
цией вещества планет и развитием в
основном аналогичных вулкано-тек-
тонических структур.Сотрудник Пражского института
геофизики АН ЧССР Надежда Стович-
кова теоретически обосновала прин¬
ципы ротационной динамики планет,
в частности Земли. В своих работах
она рассматривает связь глубинного
строения, формирования континен¬
тов и океанов, их металлогении, пла-
нетарно-разломной тектоники пла¬
нетных тел с их движением и разви¬
тием. По ее мнению, изменение
вращательного режима планеты за¬
висит от эндогенных геологических
процессов.Чехословацкий планетолог Павел
Пржигода на основании анализа фо¬
тоснимков, переданных «Марине-
ром-4», один из первых пришел к
выводу о значительной расчленен¬
ности рельефа Марса, высоты гор ко¬
торых он оценивает в 5—7 км, а не¬
которых— даже до 15 км. Средние
оценки П. Пржигоды соответствуют
оценкам высот Марса, данным совет¬
ским планетоведом В. А. Бронштэном,
а также венгерским планетоведом Пе¬
тером Хедервари. П. Пржигода про¬
вел оригинальное и детальное иссле¬
дование, касающееся изображения
лунных объектов, в том числе и мел¬
ких деталей (цирков и кратеров), в
зависимости от освещенности их
Солнцем.Интересные новые данные по оп¬
ределению диаметра Плутона полу¬
чил Зденек Покорны. Им,были также
проведены исследования полос Юпи¬
тера на основании визуальных и фо¬
тографических наблюдений во время
оппозиции планеты и составлены 4
карты изменений этих полос.В 60-е годы Франтишек Фишер по
фотографиям, полученным на Фишер-ской обсерватории в Праге-Подолии,
составил атлас рисунков видимой
стороны Луны. Они выполнены в
миллионном масштабе, отличаются
тщательностью и филигранностью.
Атлас Франтишека Фишера приобрел
мировую известность.ЧССР обладает высококвалифици¬
рованными кадрами планетоведов-
астрономов, геологов, геофизиков,
и в недалеком будущем исследова¬
ния по «геологии» планетных тел, не¬
сомненно, получат здесь еще больший
размах.Ю. А. Ход а к
Кандидат геолого-
минералогических наукМоскве«Electronics», т. 40, 1967,
стр. 48 (США)Изогнутый луч
лазера-скальпеляПрименение луча лазера в каче¬
стве хирургического инструмента до
сих пор было в некоторых случаях
затруднено необходимостью его из¬
гиба под углом. Раньше для этой
цели использовались сферические
зеркала и жгуты из стекловолокна.
В настоящее время конструкторы ла¬
боратории фирмы Белл разработали
оригинальный шарнирный светопро¬
вод. Он состоит из нескольких полых
трубок, соединенных полыми шарни¬
рами, в которых помещены призмы,
позволяющие отклонять луч лазера
под углом (до 90°). Такой светопро¬
вод облегчит использование лазера
в качестве хирургического скальпеля.Шарнирный световод, позволяющий
отклонять луч лазера под углом в 908 Природа . № 5
114 Нооости наукиБюллетень Международ¬
ного агентства по атомной
энергии, 1967, кн. 9, № 4,
стр. 37Эталоны водыВ соответствии с программой
Международного гидрологического
десятилетия сотрудники находящейся
в Вене лаборатории при Междуна¬
родном Агентстве по атомной энергии
проводят исследования для установ¬
ления двух стандартов воды. Одним
из таких стандартов могла бы быть
вода, получаемая из антарктического
снега и отличающаяся пониженным
содержанием тяжелых изотопов во¬
дорода и кислорода — дейтерия и
кислорода-18. В качестве второго
эталона предполагается установить
средний стандарт океанской воды.
Для этих исследований в Вену достав¬
ляются образцы воды из центральных
районов Тихого океана, а также по¬
сылки со свежим антарктическим
снегом.Установление эталонов воды об¬
легчит работу специалистов-гидроло-
гов, изучающих изотопный состав во¬
дорода и кислорода в молекулах во¬
ды на всем земном шаре. А это рас¬
ширит наши знания о поведении во¬
ды и поможет выработать рекомен¬
дации по ее разумному использова¬
нию.«Science News», т. 92, 1967,
№ 23, стр. 537 (США)Две формы
кристаллического
водородаА.	Шух и Р. Миллс (Лос-Аламос-
ская научная лаборатория, США) об¬
наружили, что гексагональные крис¬
таллы водорода и дейтерия превра¬
щаются в кубические вблизи абсо¬
лютного нуля (при температуре ни¬
же —271,6° С). Просвечивая кристал¬
лы рентгеновскими лучами, исследо¬
ватели зафиксировали на киноплен¬
ке характер и ход этого превращения.
Кристаллы изменяют гексагональную
форму на кубическую вследствие то¬
го, что некоторые слои молекул сме¬щаются по отношению к другим сло¬
ям. Обратный переход от кубической
к гексагональной структуре соверша¬
ется только вблизи точки плавления
твердого водорода (—259° С).«Naturwissenschaftliche
Rundschau», т. 20, 1967,
№ 9, стр. 390—391 (ФРГ)Растровый
электронный
микроскопВ Японии создан электронный
микроскоп принципиально новой кон¬
струкции, который носит название
растрового (сканирующий микро¬
скоп). В нем изображение поверхно¬
сти рассматриваемого объекта соз¬
дается электронами вторичной эмис¬
сии, возникающими на его поверхно¬
сти при ощуповании ее узким пучком
электронов, как это происходит при
телевизионном растре (у обычного
электронного микроскопа изображе¬
ние поверхности препарат» получают
непосредственно через систему линз).
Достижимая глубинная резкость по¬
лучаемых изображений больше, чем
у обычных электронных и оптических
микроскопов. Препарат (диаметром
до 2,6 см и толщиной до 1 см) мож¬
но наблюдать без непосредственной
подготовки его или после нанесения
на его поверхность металлических
паров. Четкое трехмерное изображе¬
ние получается даже в том случае,
если поверхность препарата доволь¬
но грубая.Плесневый гриб при 420-кратном
увеличенииМикроскоп работает при ускоряю¬
щем напряжении от 5 до 50 кв. Раз¬
решающая способность менее 500 А.
Увеличение от 100 до 100 000 регули¬
руется бесступенчато. Для фотогра¬
фических съемок служит камера с
35-мм пленкой. Прибор предназначен
для исследования полупроводников,
обработанных давлением металличе¬
ских поверхностей, волокон, тканей и
различных биологических объектов.«Физика горения и взры¬
ва», т. 3, 1967, № 2, стр. 276Как разрушаются
метеорные телаПри вхождении в атмосферу Зем¬
ли метеорные тела, как полагают,
подвергаются лавинообразному дроб¬
лению на мелкие осколки, приводя¬
щему к резкому, почти взрывному
нарастанию выделения энергии.
С уменьшением размеров тела его
прочность растет, поэтому в момент
образования из более крупного тела
осколки оказываются устойчивыми.
Для того чтобы наступило дальней¬
шее разрушение, осколки между
последовательными делениями долж¬
ны проходить расстояния, на которых
в достаточной степени возрастает
плотность воздуха. Если расстояния
между делениями велики, осколки
успевают разойтись. В этом случае
метеорное тело, разрушаясь, порож¬
дает поток частиц, движение которых
можно рассматривать индивидуально.
Если осколки между последователь¬
ными делениями расходятся на не¬
большие расстояния, то образующие¬
ся при движении отдельных осколков
ударные волны перекрываются и мо¬
гут слиться в единую волну. Тогда
раздробленный метеорит взаимодей¬
ствует с атмосферой как сплошное
тело.Ю. И. Фадеенко (Новосибирск)
рассмотрел два крайних случая: пол¬
ной независимости и сильного взаим¬
ного влияния осколков. Расчеты пока¬
зали, что взрывное разрушение круп¬
ных метеорных тел в атмосфере Зем¬
ли протекает, по-видимому, в режи¬
ме, более соответствующем второму
случаю.
Ноаости науки	115Лизоцим
и генетический кодЯпонский ученый А. Тсугита и его
сотрудники 1 полностью расшифрова¬
ли последовательность аминокислот в
лиэоциме фага:1	5Мет—Аси—Илей—Фен —Глю—.Мет—
10
—	Лей—Apr — Илей — Асп — Глю —15—	Гли — Лен — Apr — Лей — Лиз —20—	Илей — Тир — Лиз — Асп — Тре—25—	Глю — Гли — Тир — Тир — Тре —30—	Илей — Гли — Илей —Гли—Гис—35—Лей—Лей—Тре—Лиз—Сер—Про—
40
—Сер—Лей—Аси—Ала—Ала—Лиз—
45
—Сер—Глю—Лей—Асп—Лиз—Ала—50—	Илей — Гли — Apr — Асн — Цис—55—	Асн — Гли — Вал — Илей — Тре—60—	Лиз — Асп — Глю — Ала — Глю—65—	Лиз — Лей — Фен — Аси—Глюн—70	75—Асп—Вал—Асп—Ала—Ала—Вал—
t80—Apr — Гли — Илей — Лей — Apr —85—	Асп — Ала — Лиз — Лей — Лиз —90—Про—Вал—Тир—Асп—Сер—Лей-
95
—	Асп—Ала—Вал—Apr—Apr—Цис—100—	Ала — Лей — Илей — Асн — Мет-105—Вал — Фен — Глюн — Мет — Гли—
110—	Глю—Тре—Гли—Вал—Ала—Гли—115—Фен—Тре—Аси—Сер—Лей—Apr—
120
—Мет—Лей— Глюн— Глюн—Лиз-
125
—Apr — Трип — Асп — Глю —Ала —130	135—Ала—Вал—Асн—Лей—Ала—Лиз-140—	Сер — Apr — Трип — Тир — Асн—145—	Глюн — Тре — Про — Асп — Apr—150—	Ала — Лиз — Apr — Вал —Илей—155—Тре—Тре—Фен—Apr—Тре— Гли—
160—	Тре — Трип — Асп — Ала — Тир—164„—Лиз—Асн—Лей, где Асн—аспара¬
гин и Глюн—глютамин.1	См. VII International congress of biochemi¬
stry, Tokio, 1967, «Abstracts», v. 1.Этот фермент входит и состав фа¬
га Т4. Именно он обеспечивает фагу
его способность растворять оболочку
бактериальной клетки и за счет этого
дает возможность проникнуть внутрь
бактериальной клетки дезоксирибо¬
нуклеиновой кислоте бактериофага.
Как и все белки фага, лизоцим син¬
тезируется на рибосомах бактерии-
хозяина. Однако программа этого
синтеза, т. е. «указание», в какой по¬
следовательности надо соединять
различные аминокислоты, чтобы по¬
лучить активный фермент,— записана
в структуре фаговой ДНК.Если на фаг подействовать веще¬
ством, называемым акридином, то
ДНК фага изменится: на нее либо
«выпадет» один нуклеотид, либо
«вставится» новый. Такие изменения
ДНК называются мутациями. В пер¬
вом случае это будет делеция, а во
втором — вставка. В результате му¬
таций этого типа программа синтеза
белков будет нарушена, белки станут
синтезироваться неактивными, и фаг
не сможет вызывать заражение но¬
вых бактерий.Однако после выпадения одного
нуклеотида следующей мутацией мо¬
жет быть вставка нового нуклеотида.
В результате этого правильность про¬
чтения ДНК восстанавливается (су¬
прессорная мутация) за исключением
участка между выпавшим и встав¬
ленным нуклеотидом:—фаг—фаг—фаг—фаг— фаг — фаг —
| делеция (— а)
|	цепь ДНК
—фаг—фаг—фгф—агф— агф— агф —
| вставка(-(-г)
—фаг—фаг— фгф — агф —агг—фаг —Если участок ДНК фага, который
не восстановился (подчеркнуто на
схеме), соответствует участку белка,
который не выполняет активной био¬
логической функции, то дважды му¬
тантный фаг (делеция + вставка) бу¬
дет похож на исходный штамм. Этот
факт обещает определенные резуль¬
таты при изучении биологической
функции различных участков синте¬
зируемых под воздействием фага
белков, что, конечно, особенно важ¬
но и интересно для ферментов.Тсугита с сотрудниками исследо¬
вали последовательность аминокислот
в лизоциме у 19 фаговых мутантов.Три из них мы приводим в качестве22	25примера: —Глю—Гли—Тир—Тир—... в
результате мутации дали —Apr—
—Лей—Лей—Гис...; в другом случае
138	140вместо —Трип—Тир—Асн— получи¬
лось —Мет—Вал—Тир—; и, наконец,139 14Эв третьем случае из —Тир—Асн—
образовалось —Цис—Илей—Илей.Из данных такого рода, если из¬
вестен состав кодонов 1 для различ¬
ных аминокислот, можно определить
последовательность нуклеотидов в
соответствующих кодонах. Тсугита с
сотрудниками на основании данныхоб	аминокислотном составе исходно¬
го и 19 «мутантных» лизоцимов опре¬
делили последовательность нуклеоти¬
дов для 16 аминокислот: Лей—УУА,
Сер—УЦА, Тир—УАУ, Цис—УГУ,
Трип—УГГ, Лей—ЦУУ, Про—ЦЦА,
Гис—ЦАУ и ЦАЦ, Илей—АУА, Мет—
—АУГ, Асн—ААУ, Лиз—ААА, Сер—
—АГУ, Apr—АГГ, Вал—ГУЦ и ГУА и
Глю—ГАА. Так как эти кодоны сов¬
падают с определенными другими
способами для кишечной палочки и
дрожжей2, то данная работа может
служить еще одним подтверждением
идеи универсальности генетического
кода для всех организмов.1	Кодон — три нуклеотида, кодирующие ами¬
нокислоту.2	См. «Природа», 1965, № 9, стр. 67.«Прикладная биохимия и
микробиология», т. III,
1967,	вып. 5, стр. G01—603.Ферменты
микроорганизмов
в медицинеКлетки микроорганизмов выраба¬
тывают большое количество самых
разнообразных ферментов. В послед¬
нее время некоторые из них с успе¬
хом применяются в медицине в каче¬
стве лечебных препарате. Широкое
распространение, например, получили
стрептокиназа, цитохром «С».Большой интерес представляют
исследования, посвященные микроб¬
ным протеиназам, способным раство¬
рять кровяные тромбы. Высокой
тромболитической способностью об¬
ладает протеиназа, выделенная из8-
lie Новости наукикультуры Aspergillus terricola. После
введения протеиназы в количестве
3—5 мкг/мл в ток крови собаки,
имевшей тромб в яремной вене,
тромб растворился через 3—5 час. и
восстановилась проходимость сосуда.
Этот ферментный препарат был на¬
зван тромболизином ИНМИ,В медицинской практике для борь¬
бы с тромбозом широко применяется
фибринолизин, выделяемый иэ крови.
Опыты по сравнительному изучению
активности фибринолизина и тромбо-
лизина ИНМИ были проведены в Ин¬
ституте микробиологии АН СССР
акад. А. А. Имшенецким и С. 3. Брод¬
ской. В результате было установлено,
что тромболизин, в зависимости от
применяемой концентрации, в 2—8
раз активнее фибринолизина. Он об¬
ладает тромболитическим действием
в тех концентрациях, в которых фиб¬
ринолизин вообще не действует в
условиях применявшейся методики.«Poseidon», 1967, № 69,
стр. 390—393, 403; № 71,
стр. 520—521 (ГДР)Программа
«Преконтинент»Капитан Кусто и его сподвижни¬
ки готовят экспедицию «Преконти-
нент-4». Предполагается, что океанав¬
ты поселятся на 300-метровой глуби¬
не. Цель этого опыта — определить,
до какой границы пригодна гелио-
кислородная смесь. Подводная лабо¬
ратория «Преконтинент-5» обоснует¬
ся на глубине в 200 м. Будет
испытываться водородно-кислород¬
ная смесь для дыхания. «Преконти-
нент-6» опустится на 500-метровую
глубину. Следующая, последняя под¬
водная экспедиция, организуемая
Жаком-Ивом Кусто по программе
«Преконтинент», будет работать на
километровой глубине.Французские исследователи уже
создали оборудование для трениров¬
ки океанавтов под давлением, соот¬
ветствующем погружению на 1500 м.
Погружения на большую глубину
имитируются не только на суше, но
и в естественных условиях, на море.
Эксперименты будут длиться по
двое-трое суток. Во время опытов иВетеран подводных исследований
Жан-Ив Кусто; рядом — его ближай¬
ший помощник Жан Алинапосле них океанавты подвергнутся
медико-биологическим исследовани¬
ям.Пополнилась и глубоководная эс¬
кадра Кусто. Построены два новых
«ныряющих блюдца», способных по¬
гружаться на вдвое большую глуби¬
ну по сравнению с «Дениэой». Это —
одноместные подлодки - близнецы
SP = 500 •; скорость их передвижения
под водой 4 нм/час; радиус дейст¬
вия — 2 морских мили, а продолжи¬
тельность плавания — 2—3 часа; каж¬
дая иэ лодок снабжена механической
рукой и телевизионным монитором
для связи с надводным судном.1	«Soueoupe plongeant» — ныряющее блюдце,
рассчитанное на глубину до 500 м.«Вестник Медицинской
академии СССР», 1967,
№ 5, стр. 20—29Мигрирующие
канцерогеныСреди канцерогенов особое место
занимают углеводороды и прежде
всего 3,4-бенэпирен (3,4-БП). При¬
сутствие этого вещества в воздухе,
в почве, в природных водах и пище¬
вых продуктах обнаруживается до¬
вольно легко, а его способность вы¬
зывать образование злокачественных
опухолей доказана многочисленными
экспериментами на животных и на¬
блюдениями за людьми.Канцерогенные углеводороды не
являются природными соединениями,
а порождены деятельностью челове¬
ка. Поэтому вполне возможно их
обезвреживание или предотвращение
загрязнения ими среды, окружающей
человека. Однако для этого необхо¬
димо тщательно изучить способы
проникновения опасных углеводоро¬
дов в воздух, в почву и т. д., про¬
следить пути их миграции. Точные
исследования этого начались лишь в
последние годы, после того как бы¬
ли выработаны простые и надежные
способы обнаружения 3,4-БП даже в
очень малых концентрациях.Л. М. Шабад с сотрудниками по¬
казали, что в гидролизных дрожжах,
скармливаемых скоту, содержится
довольно значительная примесь 3,4-
БП. Вполне вероятно попадание этого
углеводорода и в организм человека
вместе с продуктами, вырабатывае¬
мыми из мяса этих животных. Даль¬
нейшие исследования выяснили при-
исхождение 3,4-БП в дрожжах. Ока¬
залось, что среди солей, прибавляе¬
мых в питательную среду для выра¬
щивания дрожжей, имеется техниче¬
ский сульфат аммония — продукт
обработки каменноугольного газа
серной кислотой. Каменноугольный
же газ содержит много различных
углеводородов, в том числе и 3,4-БП.
В дальнейшем канцероген был най¬
ден в иле, извлеченном иэ водоот¬
стойников ряда гидролизных заводов,
откуда он легко может попасть в
естественные водоемы и в почву,
так как ил применяется в сельском
хозяйстве в качестве удобрения.По рекомендации ученых состав
питательной дрожжевой среды был
изменен, что и блокировало один из
путей миграции канцерогенов.Сложнее бороться с загрязнением
воздуха канцерогенами, содержащи¬
мися в выхлопных газах автомобилей.
Прослеживая их судьбу, ученые
установ.или, что углеводороды частич¬
но оседают на почву, где их погло¬
щают и разлагают почвенные бакте¬
рии. Установлено также, на каком
расстоянии от основных городских
магистралей воздух еще содержит
опасные концентрации 3,4-БП (такие
концентрации достигаются в часы пик
на больших и плохо проветриваемых
городских магистралях некоторых со¬
временных городов).
Новости науми ii7Изучены еще далеко не все пути
распространения вредных углеводо¬
родов, но уже теперь мы можем го¬
ворить о новых возможностях в про¬
филактике рака Ьутем блокирования
путей миграции канцерогенов.«Science Journal», т. 4,
1968,	№ 2, стр. 5 (Англия)Раковая клетка
на экране телевизораГруппа ученых лондонского Науч¬
но-исследовательского института им.
Честера Битти под руководством
проф. Э. Эмброуза с помощью сте¬
реосканирующего электронного мик¬
роскопа сняла на кинопленку трех¬
мерное изображение раковой клетки,
прорастающей в живой ткани. Полу¬
ченные микрофотографии дали воз¬
можность непосредственно наблю¬
дать, как раковая клетка посредством
серии волнообразных движений кле¬
точной оболочки проникает в здоро-
ную ткань.Раковая клетка напоминает присосав¬
шегося спрута с упруго извивающи¬
мися щупальцами6	оптическом микроскопе тоже
обнаруживались агрессивные пульса¬
ции раковых клеток, но только пря¬
мой “И непрерывный трехмерный об¬
зор всей клетки тонким пучком элек¬
тронов позволяет детально просле¬
дить на телевизионном экране все
стадии роста опухоли.«Физиология растений»,
т. 14, 1967, вып. 5, стр.
908—918«Закалка» корней
растенийСуществует резкое различие, осо¬
бенно в бесснежные зимы, в степени
морозостойкости корней и надзем¬
ных частей плодовых деревьев. Так,
корни погибают зимой при темпера¬
туре от —8° до —17°, тогда как крона,
например у корнесобственной ябло¬
ни, способна переносить морозы в
—40°. Поскольку у корнесобственно¬
го дерева все клетки обладают оди¬
наковой наследственной природой, то,
казалось бы, и корни должны иметь
такую же возможность выработки
высокой морозостойкости, как и
ветви.Опыты по определению морозо¬
стойкости обнаженной корневой си¬
стемы яблони, защищенной различ¬
ными укрытиями, но неотделенной
от дерева, проводились чл.-корр,
АН СССР И. И. Тумановым и научным
сотрудником Н. Н. Хвалиным в Ми¬
чуринске, в садах Всесоюзного ин¬
ститута садоводства им. И. В. Мичу¬
рина. Исследования показали, что
основная причина слабой морозо¬
стойкости корней — плохая способ¬
ность их к закаливанию. Это связа¬
но с тем, что влажная почва под¬
держивает корни в растущем состо¬
янии. Однако одной остановки роста
путем подсушивания почвы оказа¬
лось недостаточно. Для получения
высокой морозостойкости необходи¬
мо выдержать корни еще длитель¬
ное время (3—5 месяцев) на свету.В опытных условиях корни осво¬
бождались от почвы, что вызывало
более раннее прекращение роста и,
как следствие,— значительное повы¬
шение их морозостойкости (до —20°,
—28"). При выдерживании обнажен¬
ных корней на свету в течение 3—5
месяцев у них исчезают недостатки
развития, вызванные отсутствием
света. После этого корни могут до¬
статочно полно использовать условия
для закаливания, причем их морозо¬
стойкость повышается до морозо¬
устойчивости ветвей (до —35°). При
последующем укрытии влажной поч¬вой способность корней к закалива¬
нию теряется почти с такой же ско¬
ростью, с какой она вырабатывается.«Science et vie», т. CXVII,
1967, № 599, стр. 77—79
(Франция)Урановое
месторождение
в Республике НигерНачиная с 1954 г., французские
геологи осуществляли в Западной и
Экваториальной Африке широкую
программу поисков урана. В рамках
этой программы был открыт ряд за¬
лежей урана ш Габоне, Центрально-
Африканской Республике и др., одна¬
ко все они далеко уступают место¬
рождению, обнаруженному в 1965 г.
в пустынях Республики Нигер. Дан¬
ные об этом месторождении, одном
из самых больших в мире, были опу¬
бликованы только в июле 1967 г. За¬
пасы металлического урана в нем
оцениваются а 200 тыс. т (на терри¬
тории Франции все запасы урана со¬
ставляют 40 тыс. т). Большая часть
этих запасов залегает на глубине ме¬
нее 40 м и может разрабатываться
открытым способом.Для эксплуатации месторождения
организовано совместное франко-ни¬
герийское общество. В центре пус¬
тыни, на месте залежей возникнет
город с населением 5000 уел. и элек¬
тростанцией мощностью 8000 Мвт.«Technoloqv Week», т. 20,
1967, № 5 ' (США)Космический
аэростатАэростат в виде кольца диамет¬
ром около 18 м будет использован
при спуске на землю автоматических
управляемых спутников и пилотиру¬
емых космических кораблей. Как по¬
казали эксперименты, проведенные
американскими исследователями, та¬
кой космический аэростат способен
доставить на Землю подвешиваемый
на стропах груз весом около 7 т.
118 КнигиВыдающийсяфизикXX столетияНильс Бор.Жизнь и творчество
Иэд-во «Наука», 1967,
ctd. 343, ц. 1 р. 33 к.КнигиНильс Бор принадлежит к тему
поколению физиков, которому выпа¬
ла доля сломать старые представле¬
ния и понятия, создав новые, совер¬
шить революционный переход от
старой, классической физики к но¬
вой, квантовой физике. Н. Бор од¬
ним из первых вступил в область
новой физики, физики «диковинных»
квантовых явлений.Первая работа Бора, которую он
сделал еще в студенческие годы
(1906 г.), целиком относилась к об¬
ласти старой классической физики.
Весной 1911 г. Н. Бор защищает док¬
торскую диссертацию, посвященную
теории электронов в металле. В этой
работе он уже выходит на рубеж
идей XX в. А в 1913 г. он публикует
статьи, которые открывают новую
эру в физике.В книге, посвященной жизни и
творчеству выдающегося физика XXв., раскрывается атмосфера, в кото¬
рой формировались научные идеи
Н. Бора, показана реакция физиков
на его первые исследования. Авто¬
ры сборника — физики, лично знав¬
шие Бора, работавшие вместе с ним.
Многие из них были или его учени¬
ками, или испытали на себе влияние
его личности (например, В. Гейзен¬
берг, П. Дирак, Л. Роэенфельд,В.	Ф. Вайскопф, О. Клейн и до.). Из¬
дание книги на русском языке до¬
полнено статьями советских уче¬
ных— В. Л. Гинзбурга, Е. Л. Фейн-
берга, Б. Г. Кузнецова. В книге рас¬крывается многогранность личности
Бора, его обаяние, доброта, стиль и
методы работы, его философские
идеи.В период крутой ломки старых
понятий и представлений и замены
их новыми в науке вместе с естест¬
веннонаучными проблемами боль¬
шую роль начинают играть теорети¬
ко-познавательные принципы. Л. Ро¬
эенфельд, например, так оценивает
ситуацию в физике в период созда¬
ния квантовой теории: «Новая физи¬
ческая ситуация характеризовалась
тем, что перед учеными стояли по¬
знавательно-теоретические пробле¬
мы гораздо более глубокого харак¬
тера, чем раньше* (стр. 63). Одним
из таких ученых, которые смогли ре¬
шать подобные задачи, оказался и
Бор.Вспоминая свои первые впечатле¬
ния о лекции Бора, его ближайший
ученик и сотрудник В. Гейзенберг
пишет: «...за каждым тщательно вы¬
бранным словом чувствовалась глу¬
бина пленявшей меня философской
мысли» (стр. 5). «Бор был прежде
всего философом, а не физиком», —
подчеркивает он далее. Об этом же
говорят и другие авторы сбор¬
ника (Л. Роэенфельд, О. Р. Фриш,
О. Клейн).Уже в своих первые работах по
теории строения атома Бор сформу¬
лировал проблему, каким образом
можно сочетать необычные идеи но¬
вой теории с классической теорией.
Бор выдвигает принцип соответствия,
который послужил ему «путеводной
нитью в будущих исследованиях и в
конце концов стал источником кван¬
товой механики» (стр. 165).Некоторые считают, что раЬота
Бора в основном закончилась, когда
он сформулировал и применил к
процессам излучения света атомами
свой принцип соответствия, а в 1921 г.
объяснил закон Менделеева. Од¬
нако большинство физиков-теорети-
ков считает, что осмысление кванто¬
вой механики составляет неотъемле¬
мую часть сделанного Бором. Уже в1913	г., создав квантовую теорию
строения атома, Бор видел недостат¬
ки своей теории. Прежде всего бы¬
ло необходимо уяснить физическую
природу квантовых закономерностей.
Если Эйнштейн рассматривал свою
фотонную теорию света, в которой
Книги lieстранным образом соединились кор¬
пускулярные свойства явления с вол¬
новыми, как эвристическую точку
зрения, то Бор в своей последую¬
щей работе исходил из убеждения,
что именно «противоречивость» вол¬
новых и корпускулярных свойств све¬
та составляет существо новой тео¬
рии. Существование квантовых скач¬
ков в атоме, а также дуализм вол¬
ны-частицы резко противоречили
старым физическим представлениям.
Так возникла ситуация, крайне за¬
трудняющая последовательное разви¬
тие новой теории,В 1924—1927 гг. трудами де Брой¬
ля, Шредингера, Гейзенберга, Дира¬
ка и др. создавались основы кванто¬
вой механики. Ее создатели приез¬
жали в Копенгаген, подолгу жили
там и напряженно работали вместе
с Бором. Гейзенберг пишет об «из¬
нурительных спорах» с Бором по во¬
просам, «мучивших» их обоих. С од¬
ной стороны, было ясно, что поня¬
тия классической механики (напри¬
мер, понятие траектории) не приме¬
нимы в квантовой механике. С дру¬
гой стороны, вставал вопрос, а как
же вписывать такие наблюдаемые
явления, как, например, движение
частицы в камере Вильсона, где об¬
наруживалась траектория частицы?
Необходимо было объяснить корпус¬
кулярно-волновые свойства частиц и
световых явлений. Квантовая меха¬
ника, созданная В. Гейзенбергом, ис¬
ходила из представлений о частице.В.	Гейзенберг в появлении волновой
механики Шредингера, которая на
первый взгляд была противополож¬
на квантовой механике, видел лишь
наглядное представление, которое
только мешает формально матема¬
тическому анализу поведения части¬
цы. Доказав эквивалентность волно¬
вой и квантовой механики, Шредин-
гер считал, что ему удалось обой¬
тись без «квантовых скачков» и что
его волновое уравнение описывает не¬
который волновой процесс, в прин¬
ципе не отличающийся от классиче¬
ских в'олн (упругих или электромаг¬
нитных).Однако с самого начала Бор счи¬
тал'неудовлетворительной и класси¬
ческую волновую тенденцию Шре¬
дингера, и абстрактно-корпускуляр¬
ную тенденцию Гейзенберга. Одно¬
временно работая над истолковани¬ем квантовой механики, Бор и Гей¬
зенберг шли разными путями. Если
Бор исходным пунктом толкования
считал парадоксальный дуализм вол¬
ны и частицы, то Гейзенберг пола¬
гался только на разработанный ма¬
тематический формализм. Гейзен¬
берг жил и работал в то время у
Бора, в Копенгагене. Он пишет, что
«вечерние дискуссии нередко затя¬
гивались до поздней ночи, и мы
обычно расставались несколько не¬
удовлетворенными, ибо разница в на¬
правлениях изучения проблемы, ка¬
залось, еще более затрудняла ее
решение».И вот во время отдыха в Норве¬
гии Бор разрабатывает свою концеп¬
цию дополнительности, согласно чо-
торой исключающие друг друга вол¬
новые и корпускулярные аспекты в
классической картине мира служат
дополнительными друг к другу и
полностью описывают квантовые яв¬
ления. Путем введения «идеи допол¬
нительности» Бор стремится учесть
взаимоисключающие описания, учесть
противоречивый характер микрояв¬
лений, противоположность их кор¬
пускулярно-волновых свойств, а так¬
же показать связь того или иного оп¬
ределения микроявлений с условия¬
ми эксперимента. «Идея дополни¬
тельности» указывала на необходи¬
мость учитывать оба класса понятий
(взаимоисключающих и вместе с тем
эквивалентных) для полного описания
квантовых явлений. Таким образом
Бор стремился преодолеть тесную
оболочку старых понятий и способов
мышления.Найденное им соотношение неоп¬
ределенностей Гейзенберг решил
сделать центральным пунктом интер¬
претации квантовой механики. Части¬
цы вещества и фотоны рассматрива¬
ются как корпускулы, к которым
можно применить понятия классиче¬
ской физики, такие как скорость, ко¬
ординаты, импульс и т. д., однако
применимость этих понятий ограни¬
чена соотношением неопределен¬
ностей.После нескольких недель обсуж¬
дения и уточнения своих концепций
Бор и Гейзенберг пришли к выводу,
что между соотношением неопреде¬
ленностей и принципом дополни¬
тельности имеется связь, которая
заключается в том, что соотношениенеопределенности представляет со¬
бой лишь частный случай общего
принципа дополнительности.В своей интерпретации Бор и Гей¬
зенберг подчеркивают ограничен¬
ность классических представлений,
раскрывают качественное отличие
квантовых явлений от классических,
показывают, что возникает необходи¬
мость решать по-новому старые
проблемы (например, причинность,
роль наблюдателя, прибора и др.). В
идее «дополнительности» нашли сти¬
хийное отображение элементы диа¬
лектики.Новизна идей Бора, использова¬
ние неудачной терминологии (как,
например, «отказ от детерминизма»,
«неконтролируемое взаимодейст¬
вие»), излишнее подчеркивание роли
прибора и т. д. дали повод к тому,
чтобы усматривать в идеях Бора вли¬
яние позитивизма. В связи с этим
важно обратить внимание на то, что
Бор называет терминологию Дирака
(«выбор со стороны природы») и Гей¬
зенберга («выбор со стороны наблю¬
дателя») сомнительной. Он говорит:
«Едва ли допустимо приписывать во¬
лю природе в обычном смысле, а с
другой стороны наблюдатель никак
не может повлиять на события, ко¬
торые протекают при созданных им
условиях. По моему мнению, у нас
нет никакого другого выхода, как
признать, что в этой области физики
мы имеем дело с элементарными
(неделимыми) явлениями...».В книге о Нильсе Ьоре раскрыва¬
ется процесс создания и развития
квантовой физики, возникающие при
этом трудности и работа над их
преодолением, влияние мировоззре¬
ния ученого на его научное твор¬
чество. И физик, и философ, и исто¬
рик науки найдут в ней много инте¬
ресного.Г. В. БогомоловаМосква
1.20 КнигиЦенное
исследованиеРазвитие наук о земле в СССР
Изд-во «Наука», 1967, 716 стр., р. 4 р.В число книг юбилейной серии
«Советская наука и техника за 'ГО лет»,
подготовленных Институтом -ic- рии
естествознания и техники АН СССР
совместно с отделениями Академии,
входит том «Развитие наук о Земле
в СССР». В этом капитальном труде
показаны направления и достижения
наук о Земле за 50 лет, история ис¬
следований природных ресурсов на¬
шей страны, а также большие успехи
советских ученых в разработке ряда
теоретических проблем.Том охватывает весь комплекс
наук, изучающих Землю, чем и объ¬
ясняется большой объем книги —
61,6 печатного листа. В создании тако¬
го капитального труда принимали
участие многие крупнейшие ученые,
внесшие большой вклад в развитие
освещаемых ими отраслей. Это
обеспечило высокий научный уро¬
вень книги.Изложение ведется по разделам,
соответствующим сферам Земли. Та¬
кой принцип построения книги дает
возможность достаточно подробно
осветить историю исследований на
Земле в целом и отдельных ее
сфер — от глубоких недр до около¬
земного пространства.В кратком предисловии акад.А.	П. Виноградов рассказывает о дос¬
тигнутых успехах в исследовании тер¬
ритории нашей страны по сравнению
со слабой изученностью ее до
Октябрьской революции.Первый раздел книги носит наз¬
вание «Земля в целом». В нем рас¬сматриваются достижения советских
ученых в изучении общих свойств
Земли. Здесь помещена статья о раз¬
витии геохимии как науки, занимаю¬
щейся наиболее общими вопросами
состава Земли и ее глубоких сфер.
Это одна из самых интересных в сбор¬
нике статей. Автор ее, акад. А. П. Ви¬
ноградов, сообщает о результатах,
достигнутых по важнейшим пробле¬
мам — происхождения оболочек Зем¬
ли, распространенности различных
элементов, регионального геохими¬
ческого исследования и геохимичес¬
ких поисков полезных ископаемых
и др.Е. Ф. Саваренский последователь¬
но излагает историю развития сейс¬
мологии за 50 лет и ярко характери¬
зует работы в области сейсмического
районирования, прогноза землетрясе¬
ний, изучения внутреннего строения
Земли. Остальные статьи первого раз¬
дела в общем отвечают поставленной
задаче, хотя они несколько схема¬
тичны. В ряде случаев недостаточно
полно показана история исследований.Второй раздел посвящен двум
твердым сферам Земли — земной
коре и верхней мантии. Естественно,
что к этим геосферам наиболее тяго¬
теют геологические науки, поэтому и,
раздел получился «геологический».
Он включает 14 статей о региональ¬
ных геологических исследованиях и
составлении геологических карт, о
развитии стратиграфии, литологии,
геотектоники и других отраслей гео¬
логической науки.Блестяще написана статья В. Е. Ха¬
йна о работах советских ученых в об¬
ласти геотектоники. В прекрасной ста¬
тье «Петрология» Е. К. Устиев рас¬
крывает пути развития этой науки в
советское время, ее основные про¬
блемы и перспективы. Ярко показаны
успехи литологии (Г. Ф. Крашенин¬
ников) и минералогии (Г. П. Барса-
нов). Однако очерки некоторых авто¬
ров грешат слишком обильным пере¬
числением имен и недостаточным по¬
казом исторического развития науки.
Подбор материала в данном разделе
кажется несколько случайным. На¬
пример, отсутствует статья по неруд¬
ным ископаемым. Очерк псг^палео-
магнетизму занимает всего 1,5 стр., а
статья по гидрогеологии непропор¬
ционально велика.В разделе «Суша», который от¬
крывается большой статьей об исто¬
рии комплексного изучения естествен¬
ных ресурсов нашей Родины и разви¬
тии физической и экономической
географии (Д. Л. Арманд, А. А. Минц,В.	С. Преображенский, Г. Д. Рихтер),
хорошо показано развитие как экспе¬
диционных исследований, так и тео¬
рии географической науки. Полно и
ярко освещаются открытия, сделан¬
ные советскими географами за ис¬
текшие 50 лет в различных районах
нашей страны (Н. Г. Фрадкин). Обра¬
щает на себя внимание интересна»
глава о бурном росте геоморфоло¬
гии (Ю. А; Мещеряков) и истории изу¬
чения вод суши (М. И. Львович); оОа
автора показали и перспективы раз¬
вития этих наук. Также достаточно
полно в статье В. М. Фридланда по¬
казаны основные этапы развития со¬
ветского почвоведения и взаимосвязь
этой науки с другими науками о Зем¬
ле. Следует признать очень удачной
большую и интересную статью И. П.
Герасимова о дальнейших задачах
географии и будущем развитии ее но¬
вых научных направлений.В вводном очерке к следующему
разделу книги «Океан» показаны эта¬
пы развития океанологии в СССР
(Л. А. Зенкевич). Авторы других ста¬
тей этого раздела остановились, глав¬
ным образом, на проблемах и итогах
различных направлений в изучении
моря. В этом отношении главы «Гид¬
рология моря» (А. Д. Добровольский,
Б. С. Залогин) и «Физика моря и фи¬
зическая океанография» (А. Ф. Пла-
хотник) хорошо дополняют друг дру¬
га. Интересно написаны статьи о хи¬
мической океанографии (С. В. Бруе¬
вич), об исследовании донной фауны
морей (Л. А. Зенкевич), подробно-
. рассказано об изучении геоморфоло¬
гии и тектоники океанического дна
(Г. Б. Удинцев).Замечательным исследованиям
воздушного океана, проведенным со¬
ветскими учеными за 50 лет, посвя¬
щен раздел «Атмосфера». Здесь чи¬
татель может ознакомиться со ста¬
новлением советской школы дина¬
мической метеорологии (П. Я. Полу-
баринова-Кочина), с историей иссле¬
дования различных проблем и на¬
правлений в изучении атмосферы: ме¬
тодов предсказания погоды (И. Г.
Книги 121Пчелко, Б. Д. Успенский), метеороло¬
гических исследований атмосферы,
изучения лучистого теплообмена, с
исследованием физики облаков
(А. М. Боровиков, И. М. Маэин) и,
наконец, с проблемой воздействия
на атмосферные процессы. Большой
фактический материал показывает
важнейшие результаты, достигнутые
в этих областях. К сожалению, не ос¬
вещены успехи в изучении циркуля¬
ции атмосферы.Наконец, читатель «выходит» за
пределы Земли в околоземное про¬
странство, изучению которого посвя¬
щен последний раздел книги (Т. К.
Бреус, К. И. Грингауз, В. В. Михневич).
История исследования этой области
очень коротка — всего 20—30 лет. В
статье рассматриваются достижения
советских ученых в изучении заря¬
женных частиц и магнитного поля,
твердых частиц в околоземном про¬
странстве и др.В составлении книги «Развитие на¬
ук о Земле» принимало участие око¬
ло 70 авторов, и это имело как поло¬
жительные (квалифицированное «из
первых рук» освещение проблем), так
и некоторые отрицательные стороны
(различный стиль авторов, разный ха¬
рактер изложения материала). В ряде
статей сделан упор, главным образом,
на итоги и достижения советской на¬
уки, поэтому они недостаточно «исто¬
ричны». В других случаях историчес¬
кий анализ научных направлений под¬
меняется перечнем имен ученых. Хо¬
телось бы также видеть в книге боль¬
ше иллюстраций, особенно досадно
отсутствие цветных вклеек. Удивляет
небольшой тираж книги — она скоро
станет библиографической редкостью.В заключение следует отметить
высокую научную значимость книги,
ценный фактический материал, при¬
веденный в ней, освещение в очер¬
ках развития всех наук о Земле и дос¬
тигнутых успехов, которые вызывают
чувство гордости за нашу советскую
науку.'	И. В. БатюшковаКандидат геолого-минералогическихнаукМосквеУчение
о ферментахВ.	Л. Кретович
Введение в энзимологию
Изд-во «Наука», 1967, стр. 350,
ц. 1 р. 53 к.В настоящее время энзимология
сформировалась в самостоятельную
науку о каталитическом действии не¬
которых белков. Однако в своем раз¬
витии энзимология прошла сложный
и противоречивый путь. Достаточно
указать, что такой выдающийся био¬
химик, как Р. Вильштеттер сомневал¬
ся в белковой природе ферментов,
полагая, что они являются специфи¬
ческими телами особой природы. Бы¬
ло высказано мнение, что ферментам
присуща определенная степень дис¬
персности, в силу которой они и про¬
изводят каталитическое действие
(А. Фодор). Словом, накопился ог¬
ромный и достаточно противоречи¬
вый материал, в котором нелегко
разобраться даже специалисту.Поэтому следует приветствовать
выход в свет книги В. Л. Кретовича
«Введение в энзимологию». Если рань¬
ше энзимология рассматривалась в
связи с обменом (животным или рас¬
тительным), то в этой книге учение о
ферментах трактуется как вполне са¬
мостоятельная дисциплина.Исходя из классической полипеп-
тидной теории Эм. Фишера, автор ос¬
танавливается на роли дисульфидных
и водородных связей, описывает пер¬
вичную, вторичную, третичную и чет¬
вертичную структуры белков и фер¬
ментов и определяет денатурацию
этих соединений как изменение их
конформации. В книге подробно рас¬смотрены также и небелковые ком¬
поненты, так называемые кофермен-
ты, их строение и роль в фермента¬
тивных реакциях. Участие металлов в
действии некоторых ферментов по¬
казано в таблице.В разделе кинетики ферментатив¬
ных реакций достаточное внимание
уделено уравнению Михаэлиса-Мен-
тена, дающего возможность опреде¬
лить величину сродства фермента к
субстрату (константу Кт). Приведен
и тщательно разъяснен графический
способ определения этой величины
по методу Лайнуивера — Берка. Этот
метод достаточно быстрый и дает
точные результаты. Рассмотрена так¬
же кинетика реакций с двумя субст¬
ратами и ингибирование фермента
избытком субстрата или продукта ре¬
акции.В книге использована номенкла¬
тура, разработанная специальной ко¬
миссией Международного биохими¬
ческого союза. Это надо приветство¬
вать, ибо таким образом устраняется
произвол в терминологии. По этой
номенклатуре все ферменты разде¬
ляются на 6 классов и каждый фер¬
мент имеет свой четырехзначный
шифр. Для всех классов приводятся
составляющие их подклассы и опи¬
сываются ферменты с указанием их
научного и технического значения.Замечательное достижение сов¬
ременности — выяснение механизма
биосинтеза белков. В книге обстоя¬
тельно изложены основные положе¬
ния матричной теории биосинтеза
белка и даны энзимологические пред¬
посылки для понимания механизма
действия генов.В двух последних главах, посвя¬
щенных регулированию ферментных
процессов в организме, рассматри¬
вается новообразование ферментов
(индуцированный синтез) и их блоки¬
рование (репрессия). Эти явления в
конечном счете управляются геном-
регулятором («оператором»). Дру¬
гой механизм регулирования связан
с изменением активного фермента
при действии метаболита-активатора
или метаболита-ингибитора. Здесь
дело заключается в присоединении
метаболита к различным участкам
фермента («аллостерические участ¬
ки»). Освещены новые взгляды на
существование ферментных комп¬
122 Книгилексов (многоферментные системы)
и возможность некоторых ферментов
распадаться на более мелкие субъ¬
единицы. В этих главах рассмотрена
роль ферментов в биохимическом
действии важнейших органелл клет¬
ки — пластид митохондриев, рибосом
и лизосом. Так содержание книги
естественно переходит в новую от¬
расль знания — в молекулярную био¬
логию.Рассматривая книгу в целом, не¬
обходимо отметить, что в ней скон¬
центрированы все новейшие данные
по биохимии в области структуры
субстратов, коферментов и т. д. В ли¬
тературе, приведенной к каждой гла¬
ве, преобладают работы, датирован¬
ные 60-ми годами нашего столетия.Книга написана понятным языком,
хорошо иллюстрирована схемами,
рисунками, диаграммами, моделями.
Особенно хороши многоцветные схе¬
мы, изготовленные на меловой бу¬
маге. В книге большое количество
художественно исполненных портре¬
тов как отечественных, так и зару¬
бежных ученых-энэимологов, что при¬
дает ей своеобразную прелесть и
задушевность. Внимание автора к на¬
чинающим читателям выразилось,
между прочим, и в том, что фамилии
зарубежных ученых снабжены ударе¬
ниями.В заключение можно сказать, что
энэимология (а также и биохи¬
мия) обогатилась очень ценным ру¬
ководством, которому следует по¬
желать самого широкого распростра¬
нения и многократного переиздания.С.	И. ПронинМоскваУвлекательно—
о мире
пернатыхН. А. ГладковТише, птицы на гнездах.Изд-во «Лесная промышленность»,
1967, 200 стр., ц. 43 к.Знаете ли вы, каков пульс у кро¬
шечных колибри? А где дежурят
чайки-попрошайки? Как синицы нау¬
чились открывать молочные бутылки?
Применяют ли птицы эхолокацию?
Какие птицы летают, подобно верто¬
лету? Как узнают .птицы путь и время
при дальных перелетах? На множест¬
во интересных вопросов можно най¬
ти ответ в небольшой, но насыщенной
и увлекательной книге одного из ве¬
дущих орнитологов нашей страны
профессора Н. А. Гладкова. Автор
поставил своей задачей пробудить и
развить у читателей любовь к птицам,
к природе в целом, вызвать уваже¬
ние к окружающему нас миру живых
существ.Образным, популярным и живым
языком автор излагает сложные во¬
просы биологии птиц, рассказываетоб	удивительных экологических при¬
способлениях, о скрытых законах,
управляющих жизнью птичьего цар¬
ства.В объеме небольшой книги ему
удалось осветить гнездовую жизнь
птиц, процессы смены лерьевого
покрова, перелеты, механизм полета,
особенности голоса, слуха и зрения
пернатых.Важное место в книге уделено
значению птиц в нашей жизни и хо¬
зяйстве, их экономической и куль¬
турно-эстетической ценности. До сих
пор, к сожалению, многие видят врыбоядных и хищных птицах чуть ли
не кровных врагов. И вот автор с
убедительной аргументацией высту¬
пает в защиту этих птиц, доказывая,
что в громадном большинстве случа¬
ев все они приносят большую
пользу.От таких экономических оценок
совершается логический переход к
вопросу: а чем полезны все осталь¬
ные, в первую очередь мелкие, пев¬
чие птицы? Оказывается, помимо их
роли в уничтожении вредителей, они
нужны нам как милые сердцу сосе¬
ди, как частица живой природы, про¬
никающая в глубь городов, к самому
окну на высоком этаже каменного
дома. Именно поэтому специальная
глава в книге называется «Птицы ря¬
дом с нами, птицы в городах». Здесь
описано, как легко привыкают птицы
к человеку, как они готовы жить ря¬
дом с ним, если видят в нем друга.Говоря об эстетическом воздейст¬
вии птиц на духовный мир горожани¬
на, автор упоминает соловья, поюще¬
го в университетском саду, задорную
синичку, залетающую на подоконник,
и проворных зябликов, снующих у
самых ног людей на бульваре.Много тревожных фактов приво¬
дит автор в главах о редких и исчез¬
нувших видах птиц, о причинах их
гибели — теперь все большую роль
здесь играет человек. И тем большая
ответственность ложится на людей по
охране птиц и по охране природы в
целом.Книга завершается обобщающей
темой «Человек и природа», где ав¬
тор поднимает важнейшую проблему
роли человека в жизни природы.
Богатство и щедрость природы, пи¬
шет он, зависят от нас самих, от на¬
шего отношения к ней. Нельзя только
' брать от природы, надо заботиться
о ней, разумно хозяйничать и обо-
гощать ее.Н.	Н. ДроздовМосква
Календарь природы 128ОсобенностиминувшейзимыКалендарьприродыЗимой 1967—1968 гг. на большей
части территории Европы и Северной
Америки преобладали сильные холо¬
да, а в Сибири и Средней Азии сто¬
яла необычайно теплая погода. Это
было связано с интенсивным обме¬
ном воздуха между Арктикой и Суб¬
тропиками. Холодный арктический
воздух проникал далеко на юг: в ев¬
ропейском секторе — до севера Аф¬
рики и стран Ближнего Востока, в
американском секторе — до Мекси¬
канского залива (среднесуточные
температуры в отдельные дни были
на 20° ниже нормы и наблюдались
заморозки). Теплый воздух из Сред¬
ней Азии и Западной Сибири распро¬
странялся до Таймырского полуост¬
рова, где среднесуточные темпера¬
туры оказались в отдельные дни вы¬
ше нормы на 23—24°—явление для
Таймыра чрезвычайно редкое.Такие особенности режима темпе¬
ратуры были вызваны значительным
нарушением зональной циркуляции
атмосферы и преобладанием мери¬
диональной циркуляции. Отношения
индексов меридиональной (J.*) и зо¬
нальной циркуляции (Js) в среднем по
всему Северному полушарию состав¬
ляли: в декабре — 1,01, в январе —1,17 и за 20 дней февраля — 1,43, т. е.
значительно превышали значение
0,75 (летом 1967 г. отношение JM/Ja
колебалось в пределах 0,85—1,026) 1.
Это указывает на продолжающееся
усиление меридиональности процес¬
сов, связанное, по-видимому, с даль¬
нейшим повышением солнечной ак¬
тивности.Общую активность Солнца обычно
характеризуют числами Вольфа (W)2.
Эти числа ежедневно претерпевают
значительные колебания, и поэтому
целесообразно вычислять среднеме¬
сячные их значения. Осенью 1967 г.
эти значения колебались в пределах1	См. «Природа», 1967, № 12.2	Числа Вольфа определяются как удесяти-
ренное количество групп солнечных пятен
плюс общее число пятен во всех группах.101—110, причем максимум (197) на¬
блюдался 29 октября. Зимой 1967—
1968 гг. среднемесячные значения чи¬
сел Вольфа возросли до 147—156, а
максимальные величины были: 29 де¬
кабря — 208, 9 января — 237 и 2 фев¬
раля — 338.Для того чтобы судить о том, в
чем же выражалась меридиональность
процессов, как и обычно, рассмотрим
процессы на среднем уровне тропо¬
сферы (рис. 1).Прежде всего, следует отметить,
что характерный для средней тропо¬
сферы а течение всех сезонов года
полярный циклонический вихрь, боль¬
шую часть зимы 1967—1968 гг. как по
интенсивности, так и по местополо¬
жению был близок к норме, но в от¬
дельные периоды наблюдались и от¬
клонения ’.От полярного циклонического вих¬
ря в умеренные широты были на¬
правлены три крупномасштабные глу¬
бокие и исключительно устойчивые
ложбины: на Европейскую террито¬
рию СССР (ЕТС) и в Восточную Евро¬
пу, на Дальний Восток и на восток
Северной Америки (см. рис. 1). Ме¬
нее устойчивой была четвертая лож¬
бина над Аляской. Между этими лож¬
бинами, над востоком Атлантики и
Сибирью, располагались два устой¬
чивых гребня, а третий — над Тихим
океаном — был менее устойчивым.Анализ высотного барического по¬
ля (изобарическая поверхность 500 мб)
для декабря 1967 — января 1968 гг.
показал, что местоположение основ¬
ных очагов высокого (гребни) и низ¬
кого (ложбины) давления соответству¬
ют средним многолетним (см. рис. 1).
Однако над ЕТС возник дополни¬
тельный очаг низкого давления.Известно, что районам, занятым
в средней тропосфере ложбинами,
соответствуют области холода, а греб¬
ням — области тепла. На границах
между ними создаются области боль¬
ших контрастов температур, так на¬
зываемые высотные фронтальные зо¬
ны (ВФЗ), в которых в верхней тро¬
посфере возникают струйные тече¬
ния, а у поверхности земли развива¬
ется активная циклоническая деятель¬
ность.В первые два месяца зимы 1967—
1968 гг. ВФЗ, огибая ложбины и греб-1 Картина барического поля в стратосфере
была аналогичной той, которая имела ме¬
сто в тропосфере.
Рис. 1. Кар та барического поля за вторую декаду ян¬
варя 1968 г., которая характеризует процессы, преоб¬
ладавшие зимой 1967—1968 гг.: 1—основные изолинии
барического поля; 2 — характерные изолинии бариче¬
ского поля по многолетним данным; 3 — очаги анома¬
лий приземной температурыРис. 2. Тип атмосферных процессов (по Б. Л. Дзердзе-
евскому), преобладавший большую часть зимы 1967—
1968 гг. в Северном полушарии: 1 — пути антицикло¬
нов; 2 — пути циклоновни, проходила от США к Исландии, а
затем на Западную Европу, Среди¬
земное и Черное моря, через север
Сибири, на Японию и к Аляске. Наибо¬
лее активные участки ВФЗ наблюда¬
лись над северо-западом Атлантики,
Западной Европой и Черным морем,
в районе Японских островов и Тихо¬
го океана, где скорость ветра в струй¬
ных течениях достигала 250 км/час
(над Японией даже до 300 к м/час).
Здесь же в декабре-январе разви¬
валась и наиболее интенсивная цик¬
лоническая деятельность. Можно на¬
метить три основные ветви циклонов:
первая—от США к Ньюфаундленду,
Исландии, Норвежскому морю и да¬
лее к северным берегам Евразии,
вторая — с севера Атлантики на За¬
падную Европу, Средиземное и Чер¬
ное моря с последующим выходом
на север Сибири и третья — от Япон¬
ских островов к Аляске.В тылу циклонов происходили
вторжения на северную Америку и
Европу холодных арктических анти¬
циклонов.Подобное развитие процессов бли¬
зко к типу циркуляции 8а (по Б. Л.
Дзердзеевскому), за исключением то¬
го, что циклоны на Черное море дви¬гались не от Египта, а проходили по
Средиземному морю. Этот тип цир¬
куляции (рис. 2) характеризуется ча¬
стыми вторжениями арктических ан¬
тициклонов на Северную Америку и
на Европу, отличаясь от других типов
направлением этих вторжений.На первой ветви циклонов в райо¬
не Ньюфаундленда вследствие увели¬
чения контрастов температур (холод¬
ный материк, относительно теплый
океан) происходило резкое углубле¬
ние циклонов (иногда до 960 мб), и
поэтому ближе к Исландии и в Нор¬
вежском море они вызывали сильные
штормы со скоростями ветра до
30 м/сек и высотой волн 8—10 м. При ■
отрицательной температуре происхо¬
дило сильное обледенение судов, что
осложняло судоходство и рыболовст¬
во, а иногда приводило к катастрофам
(21 декабря 1967 г. южнее Гренлан¬
дии погибло несколько английских ры¬
боловных судов).На второй ветви циклонов над За¬
падной Европой происходила частая
смена погоды: кратковременйые по¬
тепления быстро сменялись холода¬
ми, дожди — снегопадами. Это вызы¬
вало гололеды, шквалистые, иногда
штормовые ветры. Дожди и бурноетаяние снегов при потеплениях приво¬
дили к наводнениям.На протяжении одной недели (с 7
по 15 января) в разных местах пере¬
ходы от тепла к холоду и повторно¬
му потеплению сопровождались ис¬
ключительными явлениями. В Англии
сильные снегопады и гололеды нару¬
шали движение транспорта, на юге
Польши температура воздуха понизи¬
лась до —30, —35°, в ГДР и Швей¬
царии— до —20°, в ФРГ замерзли ка¬
налы. В Анкаре после грозы и снеж¬
ной бури температура понизилась с7—8° тепла до 7—10° мороза. В горах
Сахарского Атласа, где разразилась
невиданная для этих мест метель, до¬
роги были занесены снегом, местами
замерз водопровод. В Ираке и Иране
из-за сильных песчаных бурь прекра¬
тились занятия в школах. В сирийском
порту Латакия ураганом (скорость
около 40 м/сек) оторвало от причалов
шесть судов, два из которых выбро¬
сило на берег. Когда же вновь нача¬
лось потепление, в Англии пронесся
ураган со скоростью ветра 40—
45 м/сек, который разрушил здания,
повредил электросети. В ГДР темпе¬
ратура повысилась с 20° мороза до 10°
тепла.
Календарь природы 125Активная циклоническая деятель¬
ность в районе Черного моря созда¬
вала исключительно сложные условия
погоды в его бассейне и на Украине.
На море свирепствовали штормы при
скоростях ветра 25—35 м/сек (в ночь
с 29 на 30 января у побережья Абха¬
зии в Гагре были значительно пов¬
реждены береговые укрепления, раз¬
рушены многие деревянные дома).
На Украине наблюдались частые и
обильные снегопады, гололеды и ме¬
тели при скорости ветра до 25—
30 м/сек, что вызывало нарушения
в движении транспорта. В Одессе вы¬
сота снежных сугробов достигала2—3 м — невиданное явление для юга
Украины! Интересно, что в это время
на севере и в центре ЕТС стояла мо¬
розная солнечная погода. В Казахста¬
не и Средней Азии прошли сильные
песчаные бури. В Актюбинске, через
два дня после песчаной бури в Гурье¬
ве, выпал снег желтого цвета. А в Ку-
станае 17 января шел дождь, но так
как у земли температуры были в это
время отрицательные, начался такой
сильный гололед, какого не наблю¬
далось здесь с 1948 года— года мак¬
симума солнечной активности.Циклоны третьей ветви вызвали
снежные бураны не только на о-ве
Сахалине, Курильских островах и Кам¬
чатке, где они обычны, но и в Япо¬
нии, нанеся значительный ущерб во
второй декаде февраля южным Япон¬
ским островам. На севере Тихого оке¬
ана волны достигали высоты 8—10 м.
Один циклон во второй декаде де¬
кабря прошел южнее, чем другие, и
вышел на юг США в штаты Калифор¬
ния и Аризона. Он вызвал сильные
снегопады и метели на плоскогорье
Колорадо (высота 1000—2000 м).В начале февраля произошла пе¬
рестройка барического поля в сред¬
ней тропосфере над Атлантикой и Ев¬
ропой. Над центральной Атлантикой
образовался блокирующий (препят¬
ствующий перемещению циклонов)
гребень, на востоке Атлантики и над
Великобританией, на месте устойчиво
удерживающегося в декабре и янва¬
ре гребня, возникла ложбина, а лож¬
бина над Европейской территорией
СССР стала менее глубокой, хотя
фронтальная зона над Западной Си¬
бирью сохранилась.Циклоны первой ветви, не имея
возможности из-за блокирующегогребня перемещаться к Исландии,
удерживались в районе Ньюфаунд¬
ленда и Лабрадора. Это вызвало в
конце первой декады февраля новую
волну холода на Северную Америку.
Среднесуточные температуры пони¬
зились почти на 30° и оказались ниже
нормы на 10—12°. Одновременно над
Европой температуры заметно повы¬
сились. Но в северной Европе и на
севере Европейской территории СССР
арктические воздействия сохранились.
Однако в последней декаде февраля
блокирующий гребень сместился с
центральной Атлантики на Великобри¬
танию и Западную Европу, восстано¬
вилась ложбина над ЕТС. Циклоны от
Ньюфаунленда опять стали смещаться
к Исландии, но в связи с блокирую¬
щим гребнем над Западной Европой
с севера Атлантики циклоны не пере¬
мещались на Средиземное море.
Вместо этого в конце месяца их пути
пролегали с севера Скандинавии на
восток и юго-восток ЕТС (ныряющие
циклоны), где стояла неустойчивая по¬
года.Теперь нам осталось рассказать,
что происходило зимой 1967—1968 гг.
в тропических широтах Северного по¬
лушария. Как обычно, внутритропи-
ческая зона конвергенции (зона встре¬
чи пассатов Южного и Северного по¬
лушария), с которой связаны наибо¬
лее сложные условия погоды, была
смещена далеко к югу, в Южное
полушарие, и поэтому в Индостане,
Индокитае, в тропической Северной
Африке, Центральной Америке и на
Карибском море установилась спо¬
койная солнечная погода. И лишь
местами, там, где сказывалось влия¬
ние океанов, изредка выпадали крат¬
ковременные ливни, В этом отноше¬
нии зима 1967 —1968 гг. не являлась
исключением.Закончился сезон тайфунов и тро¬
пических ураганов. Последний тропи¬
ческий циклон в Индийском океане
(возник 4 декабря на юге Бенгаль¬
ского залива и 6—9 января прошел
над севером Цейлона и югом Индии)
не вызвал никаких катастрофических
явлений. А последний тайфун «Иви»
в Тихом океане (возник 16 декабря)
не получил развития и заполнился,
оставаясь в открытом океане.Ю. С. Петровский,А.	П. КрыжановскаяМожно ли
бороться
с ледовыми
заторами?Перекрытие Ангары плотиной
Братской ГЭС изменило режим реки.
Часть этих изменений в какой-то сте¬
пени была предусмотрена заранее,
на основе изучения режима сущест¬
вующих водохранилищ. Однако неко¬
торые нежелательные последствия,
в частности, характер весеннего ледо¬
хода и сопровождающие его заторы
льда в нижнем бьефе плотины, пре¬
дусмотреть в полной мере не уда¬
лось. Это вызвано тем, что Ангара
вообще является уникальной в гидро¬
логическом отношении рекой.Весенний подъем уровня Ангары в
среднем течении, который определя¬
ется расходом реки, формирующим¬
ся главным образом в верхней части
бассейна, стал зависеть с момента по¬
стройки плотины от сброса воды Брат¬
ской ГЭС и воды, приносимой прито¬
ками. Величина расхода в этом слу¬
чае, а соответственно и уровни, зна¬
чительно меньшие, чем в условиях
естественного стока. Так, например,
за время наполнения Братского водо¬
хранилища подъем уровня с начала
весеннего подъема до последнего дня
ледостава (включая подвижки льда)
по данным наблюдений на водомер¬
ном посту Богучаны был в среднем
в 2 раза меньше, чем за весь преды¬
дущий период наблюдения (12 лет).
В маловодный год этот подъем вооб¬
ще будет незначительным.Весенний ледоход, его продолжи¬
126 Календарь природы: .
ч„Навалы льда на правом берегу Ангары после прохождения заторательность и мощность связаны глав¬
ным образом с подъемом уровней
веды. Долгая холодная зима приводит
к образованию мощного ледяного
покрова, толщиной до 1,8 м. Со вто¬
рой половины апреля начинается при¬
ток талых вод, ледяной покров посте¬
пенно теряет свою монолитность, раз¬
мывается на быстротоках и у бере¬
гов. В начале мая происходят первые
подвижки льда. При этом наблюда¬
ется сильное торошение: у передне¬
го края надвигающегося ледяного по¬
ля и вдоль берегов реки поднимают¬
ся валы из ледяных обломков. Часто
подобные подвижки льда приводят к
заторам, которые обычно образуются
на мелких участках реки с камени¬
стым дном — так называемых шиве¬
рах; крошеный лед набивается под
ледяное поле, загромождая русло
реки до самого дня. Выше затора
уровень воды быстро поднимается,
река заливает берега. Так например,
в районе Шунтарской шиверы в
1951 и 1952 гг. заторные подъемы
уровня достигали около 9 и 6 м.Общая закономерность образова¬
ния заторов на Шунтарской шивере
усложняется в результате примерза¬
ния ледового покрова к выступающим
со дна камням и осередкам. Если в
период вскрытия реки уровень воды
поднимается медленно и не достига¬
ет большой величины, эти участки ле¬
дяного поля не отрываются от под¬
стилающих грунтов и тормозят дви¬
жение надвигающихся сверху ледяных
полей,В условиях зарегулированного ре¬
жима реки подобные заторы не толь¬
ко не прекратились, но достигли еще
большей мощности. В 1965 г. про¬
изошел затор льда при максималь¬
ном подъеме воды до 10 м над лет¬
ним уровнем. Подпор реки от этого
затора распространился на 40—50 км
вверх по течению Ангары. Громадные
глыбы льда ломали вековые сосны,
как плугом вспахивая берега реки.
Выше по течению заметный ущерб
был нанесен некоторым сооружени¬
ям, много было унесено древесины,
подготовленной для сплава.Фото автораВозможность повторения подоб¬
ных катастрофических заторов в ниж¬
нем течении реки в условиях зарегу¬
лированного режима Ангары не ис¬
ключена и в будущем.Борьба с ними должна заключать¬
ся в первую очередь в прогнозе и
учете возможных подъемов уровня
воды. Все сооружения и склады необ¬
ходимо размещать на соответствую¬
щих затапливаемых участках берега.
Подобные мероприятия уже начина¬
ют проводиться.Вместе с тем необходимо актив¬
ное воздействие на заторы разруше¬
нием их взрывами. Для этого на осо¬
бо опасных участках реки должна
быть установлена постоянная патруль¬
ная служба.В. М. ЗуевМосква
Календарь природыМолодой береговой лес в бассейне Амура после сильного снегопадаФото Г. ГруздеваБерезовое
криволесье
на Нижнем
АмуреДля Приамурья характерен се¬
верный вариант муссонного климата.
При изучении хода развития его при¬
роды обычно наибольшее внимание
уделяется анализу летнего и зимнего
сезонов, особенно резко различаю¬
щихся по влажности и температурным
условиям. Однако нам пришлось
неоднократно убеждаться а том, что
специфика развития природы При¬
амурья четко проявляется и в пере¬
ходные сезоны, в частности весной,
которая так богата контрастами.В районе Комсомольска-на-Амуре
весной Нижний Амур могуч и полно¬
воден. По берегам его раскинулась
уже зазеленевшая тайга, а в горах
s это время еще лежит снег и по
бортам долин меж деревьев блестит
лед грунтовых наледей. Только посе¬
редине реки, несколько выше Комсо-
мольска-на-Амуре, одиноко стоит
песчаный остров и нет-нет да нале¬
тевший ветер поднимет на нем гро¬
мадный песчаный столб смерча. Как
удивительно сплела здесь амурская
весна черты пустыни и тайги!Когда же в конце мая мы приле¬
тели на побережье Амурского лима¬
на, было такое ощущение, словно
время пошло вспять: березы и лист¬
венницы стоят еще голые, снег лежит
у берега лимана, забивает ущелистые
устья притоков Амура. Снежные
пятна — остатки больших зимнихсугробов-надувов. На береговом валу
и на пляже, где зимой снега было
меньше, к нашему приезду он уже
сошел, освободив проход вдоль бере¬
га. Однако местами на дне прибреж¬
ной части лимана еще сохранился
лед. Бросается в глаза, что на бере¬
говом валу, где дуют сильные ветры,
лиственницы и березы стоят прямые
и стройные, а там, где лежит снег,
ствол у белых и желтых берез зме¬
евидно изогнут. Такую картину мне
приходилось часто наблюдать зимой
после сильного снегопада (см. рис.),
когда снег пригибает вершины моло¬
дых берез к земле и не дает им ра¬зогнуться. Весной верхушки берез
отрываются от земли и тянутся вверх,
но ствол так и не выпрямляется. На
следующий год снег в другую сторо¬
ну согнет березу и, когда она весной
снова выпрямится, ствол приобретет
змеевидный изгиб. Так вероятно
формируется пояс березового криво-
лесья и в дальневосточных прибреж¬
ных горах: не ветер, а снег создают
здесь причудливые изгибы стволов.В. В. НикольскаяМосква
128 В конце номераВ конце
номераЕсть ли жизнь
на Земле?Такой вопрос наверняка постави¬
ли бы перед собой марсиане. И нап¬
равленная на Землю марсианская
экспедиция, наверное, начала бы с
того, что попыталась сфотографиро¬
вать поверхность Земли и поискать
на снимках признаки жизни.Земляне уже проделали такой
опыт по отношению к Марсу. Однако
на снимках, полученных американ¬
ским космическим зондом «Мари-
нер-4», поверхность Марса выглядит
совершенно безжизненной. Но, мо¬
жет быть, преждевременно преда¬
ваться пессимизму? Может быть, фо¬
тографии со спутников — не такое
уж безупречное свидетельство?
Американские ученые Д. Килстон,
Р. Драммонд и К. Саган решили про¬
верить это и промоделировать мар¬
сианскую экспедицию. Они попыта¬
лись поискать следы жизни на Зем¬
ле по снимкам, полученным с
метеорологических спутников «Тай-
рос» и «Нимбус».Эти спутники предназначены для
изучения распределения облачных
масс над поверхностью Земли. Спут¬
ники «Тайрос» обращаются вокруг
Земли по почти круговым орбитам
высотой примерно 640 км. Они снаб¬
жены фотокамерами с разрешающей
способностью от 0,2 до 2 км. Спут¬
ник «Нимбус-1» движется по эллип¬
тической орбите, высота которой ме¬
няется от 420 км до 930 км. Фото¬
камера этого спутника позволяет с
высоты 460 км обнаружить объекты
размером не меньше 0,4 км. Однакоесли объекты обладают высоким
контрастом, то их можно обнару¬
жить на снимке, даже если их раз¬
меры несколько меньше разреша¬
ющей способности.Возможности обнаружения жизни
по фотографиям с этих спутников
значительно больше, чем по сним¬
кам с «Маринера-4», разрешающая
способность которых не превышала
3—5 км. Кроме того, снимков по¬
верхности Марса было получено все¬
го 22, а в распоряжении исследова¬
телей земной жизни имелось не¬
сколько тысяч снимков со спутников
«Тайрос» и 200 — с «Нимбуса-1».Что можно было надеяться обна¬
ружить на фотографиях? Прежде
всего, сезонное изменение яркости
областей, занятых густой раститель¬
ностью, и особенно резкие измене¬
ния яркости при сборе урожая на
возделываемых площадях. Второе,
что можно было попытаться обнару¬
жить,— это разнообразные прямоли¬
нейные объекты, наводящие на
мысль об их искусственном проис¬
хождении: железные дороги и шос¬
се, мосты, дамбы, волноломы, такие
временные образования, как конден¬
сационные следы самолетов и киль¬
ватерные следы морских судов, и т. д.Результат тщательного исследова¬
ния фотографий неожиданно разоча¬
ровал наблюдателей: жизни на Зем¬
ле нет. Не было найдено да>ке при¬
знаков сезонных изменений — они
тонули в изменениях, вызванных ус¬
ловиями видимости. Было твердо ус¬
тановлено, что наиболее густонасе¬
ленные районы земного шара совер¬
шенно безжизненны. Оказалось, что
на Земле нет ни Нью-Йорка, ни То¬
кио, ни Лондона, ни Калькутты, ни
других городов (см. фото на об¬
ложке). Ни одного признака жизни
не было найдено на снимках таких -
районов земного шара, как восточ¬
ное побережье США, Европа, Ин¬
дия, Япония и др. Всего лишь на
четырех фотографиях удалось заме¬
тить объекты, которые могли бы на¬
вести марсианских наблюдателей на
мысль о братьях по разуму.На снимке северного побережья
Марокко, полученном с «Нимбуса-1»,
видна узкая прямолинейнаЧГ дамба
длиной 25 км и шириной 1,5 км, от¬
секающая участок Средиземного мо¬
ря (см. фото). Однако изучение кар¬ты этого района показало, как легко
желаемое принять за действитель¬
ность. На самом деле «дамба» оказа¬
лась естественным полуостровом. На
другом снимке с «Нимбуса-1», запе¬
чатлевшим штат Теннесси, после
тщательного сопоставления удалось
отождествить с картой несколь¬
ко участков федерального шоссе
№ 40. На третьем снимке с того же
спутника на фоне облачных масс над
проливом Дейвиса (между Гренлан¬
дией и Баффиновой Землей) видны
две параллельные прямые полосы
длиной свыше 200 км (см. фото). Поч¬
ти наверняка это конденсационный
след высотного самолета одной из
трансполярных авиалиний и тень это¬
го следа на фоне облаков. На чет¬
вертом снимке, полученном со спут¬
ника «Тайрос», видна область в про¬
винции Онтарио, в Канаде, покрытая
прямоугольной сеткой линий шири¬
ной 0,5 км каждая (см. фото). Извест¬
но, что эта область занята лесным
массивом и сфотографированная сет¬
ка— это, конечно, система просек,
контраст которой усилен недавно вы¬
павшим снегом.Этим признаки жизни на несколь¬
ких тысячах фотографий Земли ис¬
черпываются. Таким образом, даже
на снимках с относительно большим
разрешением вероятность найти сле¬
ды жизни близка к 0,001. На деле
она, по-видимому, еще меньше. Ведь
то, что удалось найти, обнаружено
только потому, что заранее было из¬
вестно, что искать, и в сомнительных
случаях можно было прибегать к по¬
мощи карты. А поскольку мы не рас¬
полагаем столь же подробными мар¬
сианскими картами, ответить на воп¬
рос, есть ли жизнь на Марсе, еще
труднее, чем доказать по снимкам
со спутника, что на Земле все же за¬
метны кое-какие ее следы.К. А. ЛюбарскийКандидат физико-математическихнаук(Москва)>■
Центральная Франция. В середине левой части
снимка расположен Париж, но увидеть его совер¬
шенно невозможно. Фотографии с „Нимбуса-1,‘
(вверху слева)Северное побережье Марокко. Немного выше
и правее центра видна дамба явно искусствен¬
ного происхождения. Однако сравнение с соот¬
ветствующим участком карты показывает, что
это всего лишь полуостров. Снимок со спутника
,,Н^мбус-1“ (вверху справа)Облана над проливом Дейвиса. На их фоне виден
конденсационный след самолета и тень от этого
следа. Фотография с ,,Нимбуса-1“ (внизу слева)Часть нанадской провинции Онтарио, сфотогра¬
фированная спутником ,,Тайрос-2“. В середине
правой части снимка видна прямоугольная сетка,
слегка наклоненная к линиям развертки. Это
система просек в лесном массиве, выделяющаяся
благодаря свежевыпавшему снегу (внизу справа)
Цена 50 коп.	Индекс 70707И здательство„Наука**