Text
                    химия
жизнь
В ЭТОМ НОМЕРЕ:
Автоматизация —
экономическая необходимость
Элемент № 44
Лауреаты Нобелевских премий
Клетка и вирус
Стеклодувная мастерская
Клуб Юный химик
Фантастика
ч
X
а
3
L
X
а
ос
с
>
с
о
с
I
о
X
у
>
си
X
3
1966


ПОЗДРАВЛЯЕМ ВСЕХ ЖЕНЩИН- ХИМИКОВ И НЕ ХИМИКОВ С МЕЖДУНАРОДНЫМ ЖЕНСКИМ ДНЕМ!
XUMUH жизнь В НОМЕРЕ: БОЛЬШАЯ ХИМИЯ НАКАНУНЕ СЪЕЗДА ПАРТИИ 2 ЭКОНОМИКА УТВЕРЖДАЕТ АВТОМАТИКУ. Статья инженера А. Леонова. 5 СОВЕТУЕМСЯ С ЧИТАТЕЛЯМИ 11 МОСКВА, ОСТАНКИНО. Репортаж из Института физиологии растений АН СССР. 12 КТО ПЕРВЫЙ РЕШИЛ СПОР ОБ АТОМНЫХ ВЕСАХ ЭЛЕМЕНТОВ. Сообщение С. Владимирова 23 Наука на экране. ЧЕЛОВЕК И АТОМ. Кадры из кинофильма 24 КЛЕТКА И ВИРУС. Статья кандидата медицинских наук А. Н. М о с о л о в а . . . 26 Вооруженным глазом. ЗИМНИЙ ОТДЫХ ХЛОРСПЛАСТОВ 34 Элемент № 44 — РУТЕНИЙ. Статья кандидата химических наук Н. М. С и н и ц ы н а 36 НОВОЕ СЛОВО В МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ. Статья Г. Стента о лауреатах Нобелевской премии 1965 года ... 42 ФОТОГРАФИЯ. БЛИЗКОЕ И ДАЛЕКОЕ. Этой статьей кандидата технических наук Е. А. И о ф и с а открывается в нашем журнале Уголок Фотолюбителя . . 45 ОСТРОВ ПУА-ТГУ-ТАХИ. Научно-фантастический рассказ М. Владимирова. . 50 В ГОСТЯХ У СТЕКЛОДУВА. Рассказывает и показывает В. Жвирблис. . . . 65 ЧТО ВЫ ЗНАЕТЕ И ЧЕГО НЕ ЗНАЕТЕ О КОФЕ 70 ВАКСА. Полезные советы и пояснения к ним дает химик К. Викторов. . . 79 УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ. Английский для химиков 81 В МУЗЕЕ ИСТОРИИ МЕДИЦИНЫ В4 КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК В6 Радиостраничка — КОГДА, ЗАЧЕМ И КАК ПАЯЮТ. Инженер М. Констант и- новский 93 Странице садовода и огородника. «СЕМЕРЫХ УБИВАХОМ» 94 Книжная пог.ка — БЕЛАЯ МАГИЯ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ. А. Дмитриев. . 95 Слева на фотографиях (сверху вниз): НИНА ИВАНОВНА ШИЛКИНА, техник Химико-фармацевтического завода имени 8 марта ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА ЗВОНКОВА, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института тонкой химической технологии РИМА ПОРФИРЬЕВНА ЕВСТИГНЕЕВА, доктор химических наук, профессор Института тонкой химической технологии На фото справа: ИРИНА НИКОЛАЕВНА ЛЕБЕДЕВА, младший научный сотрудник Воронежского государственного университета НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ март 1966 журнал JVq 3
«„.Предусмотреть высокие темпы развития химической и нефтехимической промышленности. Удвоить выпуск химической продукции. Значительно увеличить производство концентрированных и сложных минеральных удобрений. К концу пятилетия выпускать удобрения только в гранулированных и исслеживающихся формах. Расширить ассортимент и улучшить качество химических средств защиты растений. Увеличить использование нефтяного и газового сырья для производства синтетических продуктов. Повысить качество пластических масс, расширить производство прогрессивных видов полимерных материалов. Расширить производство и ассортимент особо чистых химических продуктов. Увеличить производство синтетического каучука в 2,2 раза, производство синтетических жирных кислот — не менее чем в 3 раза и синтетических моющих средств — почти в 6 раз. Повысить срок службы шин в 1,5 раза. Предусмотреть увеличение производства высококачественных и в широком ассортименте товаров бытовой химии и других изделий бытового назначения в 2,5—3 раза. Расширить выпуск малотоннажной химической продукции, обновить и пополнить ассортимент синтетических красителей, лаков и кра- сэк, вспомогательных веществ для повышения качества пластических масс, резины, тканей, искусственной кожи. Обеспечить выпуск необходимых реактивов для научно-исследовательских работ.» Из проекта Директив XXIII съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1966—1970 годы БОЛЬШАЯ ХИМИЯ НАКАНУНЕ СЪЕЗДА ПАРТИИ
Семилетка завершена. Для многих отраслей народного хозяйства эти годы были переломными. Возведены тысячи новых заводов, фабрик, цехов, внедрено множество новых процессов, открыты крупные месторождения полезных ископаемых. Особенно быстро в эти годы развивалась химическая промышленность — одна из самых прогрессивных отраслей индустрии. К XXIII съезду партии химическая промышленность нашей страны приходит значительно окрепшей и возмужавшей. Новые предприятия большой химии. Их немало. На фото слева — панорама строительства Гомельского суперфосфатного завода. Это крупное предприятие вступает в строй действующих. Гомельский завод будет выпускать только концентрированные удобрения — двойной суперфосфат. В каждой тонне его продукции — в два с половиной раза больше полезного вещества (Р205), чем в обычном суперфосфате. Впрочем, тенденция к переходу на выпуск высококонцентрированных и комплексных (содержащих несколько необходимых растению элементов) удобрений характерна для всей отрасли. На фото справа — монтаж эстакады одного из цехов комплекса капропактама на Щекин- 1*
ском химическом комбинате Тульской области. Щекинский комплекс цехов капропактама — крупнейший в стране. Помимо главного продукта, необходимого для производства полиамидных волокон и пластиков, здесь будут выпускать серную кислоту и азотное удобрение — сульфат аммония. На всех стадиях строительства и освоения производственных мощностей тульские химики используют опыт одного из лучших химических предприятий страны— Лисичанского химкомбината. Чего только не производится в молодом городе на правом берегу Северного Донца! Мы не оговорились, назвав Лисичанск молодым городом: в последние годы этот старейший центр каменноугольной промышленности Донбасса пережил второе рождение, стал городом химиков. В Лисичанске изменилось многое — от внешнего облика города до структуры населения. Лисичанский химический комбинат производит удобрения и кислоты, мономеры и пластики, а также многочислен* ные полупродукты для других химических предприятий. В прошлом году комбинат дал больше миллиона рублей сверхплановой прибыли. В значительной мере этому способствовало высокое качество продукции лисичанцев. Изготовленные здесь капролактам, аммиачная селитра, уксусный ангидрид и уксусная кислота не уступают лучшим мировым образцам. Хороших показателей достиг и цех по производству важного азотного удобрения — карбамида. Одно из отделений этого цеха вы видите на фото вверху на предыдущей странице. В конце прошлого года вышли на проектную мощность многие цеха и заводы. Среди них — Че- лекенский сажевый завод (Туркменская ССР), один из производственных участков которого запечатлен на фото слева. Этот завод, оснащенный самым современным отечественным оборудованием, уже выпустил многие тонны активной сажи — одного из важнейших компонентов шинного производства. Химия на подъеме. Мы радуемся ее успехам. Но много предстоит еще сделать для того, чтобы полностью удовлетворить все потребности наших полей, заводов и строек в химических продуктах.
ДАНЬ МОДЕ? НЕТ, НЕОБХОДИМОСТЬ Инженер В № 12 нашего журнала за 1965 год, рассказывая об универсальной электронной А. ЛЕОНОВ вычислительной машине ВНИИЭМ-3Г управляющей химическим производством без вмешательства человека, мы обещали вернуться к проблемам применения вычислительной техники в химии в 1966 году. Выполняем это обещание: о настоящем и будущем автоматизации химической промышленности рассказывает А. Л. Леонов — главный специалист Опытно-конструкторского бюро автоматики (ОКБА) Министерства химической промышленности СССР. (ОКБА — головная организация в области автоматизации химической промышленности.) ЭКОНОМИКА УТВЕРЖДАЕТ АВТОМАТИКУ Автоматизировать можно все, или — скажем осторожнее — почти все. Радиоэлектроника и кибернетика в состоянии сейчас создать устройства, способные заменить человека практически в любой области деятельности, во всяком случае, на промышленном предприятии. Весь вопрос в том, насколько оправдана такая замена в каждом конкретном случае, насколько она целесообразна. Прежде чем устанавливать электронную вычислительную машину (ЭВМ), нужно в каждом случае тщательно подсчитать (быть может, на вычислительной же машине) — а какой это даст экономический эффект! Не исключена возможность, что он окажется близким к нулю, а то и отрицательным. И внедрять ЭВМ следует не раньше, чем будет доказано, что это выгодно. После такого вступления иному читателю покажется неожиданным заявление автора о том, что он горячий сторонник внедрения вычислительной техники в химическую промышленность. Но это же вступление обязывает автора показать, что применение вычислительных машин в Большой химии — не дань моде, а настоятельная необходимость. Без этого невозможна комплексная автоматизация химических предприятий, а без нее, в свою очередь, нельзя существенно улучшить их технико-экономические показатели, одним словом — немыслим экономический и технический прогресс. ГИБРИД АРГУСА И ШИВЫ Не так давно в одной проектной организации был разработан проект химического завода. Пожалуй, самая примечательная деталь этого проекта — центральный щит в пункте управления заводом. Его длина — 70 метров. Я назвал щит примечательной, а не замечательной деталью проекта, хотя многие журналисты, скорее всего, употребили бы именно последний эпитет. На мой взгляд, восторгаться здесь нечем. Чемпион мира по бегу на 100 метров пробегает эту дистанцию за десять секунд. Стало быть, чтобы проследовать мимо такого щита и вернуться на место, ему понадобилось бы не меньше четырнадцати секунд. Но щит управления — не спринтерская дистанция. Пусть читатель извиниг меня за прописную истину: оператор должен следить за показаниями приборов, осознавать и анализировать их (на что требуется время), делать соответствующие выводы, и если это необходимо, принимать меры — воздействовать на ход процесса в нужную сторону. Почему же появился столь грандиозный щит! Отнюдь не потому, что проектировщики страдают манией величия или болезненной склонностью к гигантским масштабам. Им нужно было разместить сотни приборов и органов управления. Следить 5
одновременно за всеми приборами, нажимать на кнопки, действовать переключателями и рукоятками мог бы разве что фантастический гибрид стоглазого пса Аргуса — сторожа подземного царства Аида, и многорукого индийского бога Шивы. А поскольку такого гибрида нет, щит, к сожалению, обслуживают несколько операторов. «К сожалению» потому, что таким «оркестром» операторов нужно дирижировать — ведь их действия должны быть скоординированы. Образно говоря, на химическом производстве, как на корабле, должен быть один капитан. Читатель вправе поинтересоваться — так ли уж нужны тысячи приборов! Откуда этот поток информации! Ведь обходились же раньше небольшими панелями с немногочисленными циферблатами? Да, обходились. Но производство усложнилось (и не только химическое!]. Раньше достаточно было знать такие общетехнические параметры процесса, как давление, температура, расходы и уровни жидкостей и т. п. Теперь необходимо непрерывно получать сведения о составе и свойствах исходных и конечных веществ — ведь требования к качеству химической продукции, к ее чистоте неизмеримо возросли. И оператору нужны данные о производительности агрегатов, об их ресурсе, о себестоимости продукции — о сложных показателях, зависящих от многих факторов. Ведь не секрет, что о себестоимости продукции завода его руководители узнают в лучшем случае через месяц, когда воздействовать на процесс уже невозможно. А какие огромные перспективы улучшения экономики производства создает своевременный, быстрый оперативный анализ экономических показателей! Не одни производственники страдают от нашествия приборов и органов управления. Когда-то на самолетах перед полетом были на приборной доске компас, отвес, да указатель скорости. А теперь — десятки индикаторов, шкал, сигнальных глазков, кнопок, ручек, переключателей. Обозреть щит в какой- то мере помогает и пилоту и оператору на заводе научно обоснованный выбор формы, расположения, цвета шкал и ручек управления и даже числа приборов, приходящихся на одного оператора. Но это лекарство, как говорят медики, не радикально — оно может улучшить состояние больного, но не может вылечить. ПОМЕНЬШЕ ИНФОРМАЦИИ! Читатель может сказать: зачем вы ломитесь в открытые двери! Мы давно поняли, в чем вы хотите нас убедить: в том, что выход из тупика — автоматизация. В самом деле, там, где человек не справляется с делом, ему на смену приходит автомат. Но не всякий автомат выведет из того тупика, о котором мы говорим. Автоматизация началась не вчера. Было время — давление, температуру, расходы жидкостей и газов в агрегатах оператор поддерживал вручную. Теперь этим занимаются автоматические регуляторы. (Эта стадия получила название частичной автоматизации]. Огромное облегчение! Но вот что интересно: на щите все равно остались приборы, регистрирующие давление, температуру, расходы. И задает автоматам нужные значения этих величин тот же оператор. Если, однако, внимательно проанализировать всю информацию, поступающую в пункт управления, то окажется, что она далеко не равнозначна. Есть информация жизненно важная для управления процессом, есть менее важная, а есть и лишняя. Представьте себе, например, чго, докладывая капитану корабля об исполнении команды «полный вперед», механик добавит к этому перечень всех подшипников действующих в машинном отделении механизмов, а радист вместе со сводкой погоды принесет все сведения о режимах радиоламп и напряжении на аккумуляторах! Разве капитану нужно знать об этом? Итак — строжайший отбор информации, необходимой для управления. Если, скажем, для ведения процесса не нужно знать, какова температура в таком-то агрегате — незачем и выводить ее на щит — достаточно поместить на нем лампочку, сигнализирующую о выходе из строя автоматического регулятора, который поддерживает эту температуру на нужном уровне. Специалисты говорят, что часть информации должна замыкаться на местных, или локальных, системах. Но вот отобрана лишь самая необходимая информация. И не только отобрана — ей придана разумная структура: прямо перед оператором находятся шкалы приборов, показания которых он должен наблюдать непрерывно, справа и слева за ними — те, 6
на которые достаточно взглянуть лишь иногда. А сигнализация об аварийных состояниях устроена так, что наблюдать вообще ни за чем не нужно. Например — сирена. Насколько же уменьшится тот грандиозный ^ит, о котором говорилось в начале статьи? Допустим, в целых семь раз. Но ведь и десятиметровый щит один оператор не обслужит. И вот тут нужна уже автоматизация сбора, переработки и анализа информации. Это следующая, более высокая степень автоматизации, основанная на информационно-вычислительных системах. Такая система включает в себя вычислительную машину (не обязательно электронную — она может быть, скажем, и пневматической], линии связи и быстродействующие датчики, собирающие информацию. МАШИНА — ОПЕРАТОР ИЛИ СОВЕТЧИК! Большое распространение получили в последние годы так называемые обегающие системы контроля и управления. Оператору нет необходимости обходить длиннющий щит, чтобы следить за показаниями всех приборов — это за него делает машина (разумеется, это нельзя понимать буквально). Компактная машина стоит на месте, как бы вобрав в себя все приборы щита: она поочередно подключается ко всем датчикам и автоматическим регуляторам производственной установки. Одна из таких систем называется ПУСК. Система работает на универсальных элементах промышленной пневмоавтоматики (УСЭППА). Меньше чем за минуту она «обегает» 120 точек — датчиков, исполнительных устройств и автоматических регуляторов. Правда, необходимо заметить, что система ПУСК еще далека от совершенства, еще многое в ней требует доработки. Мы здесь говорим о ней только как о примере более высокой по сравнению с индивидуальными регуляторами системы — системы контроля и управления. Щиты с контрольно-измерительными приборами и органами управления становятся ненужными. Оператор не должен следить за десятками шкал и стрелок: сведения, которые он может от них получить, появляются перед ним (и автоматически фиксируются] лишь по мере необходимости. Оператор не должен и бросаться то к тому, то к другому переключателю или регулятору: все, что необходимо для анализа поступившей информации и для вмешательства в ход технологического процесса, размещено здесь же на небольшом пульте. Существует и еще более высокая степень автоматизации химического производства: вычислительная машина самостоятельно, без участия человека управляет процессом. Причем управляет оптимальным образом: обеспечивая, скажем, максимальную производительность процесса или минимально возможную при данных условиях себестоимость продукта *. Но если это так, если есть уже техническая возможность полной, комплексной автоматизации — почему не сделать этого на всех предприятиях химической промышленности! Нужны ли частичная, локальная автоматизация или информационно-вычислительные машины (они ведь характеризуют более низкую степень автоматизации]. Да, нужны безусловно. Возвращаюсь к мысли, с которой я начал статью: та или иная степень автоматизации должна быть обоснована тщательным и всесторонним технико-экономическим анализом. Ясно, например, что нет смысла поручать вычислительной машине управлять производством с устаревшим, малопроизводительным оборудованием, когда не использованы возможности технологического усовершенствования, модернизации. Она-то поведет процесс самым лучшим в данных условиях образом, но это будет напоминать ситуацию, изображенную однажды в популярном журнале: робот пашет землю сохой, которую тащит кляча. Пашет, разумеется, в оптимальном для клячи и сохи режиме... Быть может, я несколько разочарую некоторых читателей и следующим утверждением: даже если выгодно применять для управления производством вычислительную машину, то и в этом случае ей доверяют это ответственное дело целиком — далеко не всегда. В одних случаях машина «действует» через посредника-человека, в других ее роль еще больше «принижена»: она просто дает человеку совет. Главная причина этого: * Об этом варианте автоматизации говорилось в очерке, посвященном управляющей машине ВНИИЭМ-3 («Химия и жизнь», 1965, N? 12). 7
надежность действия электронно- вычислительных и управляющих систем еще далеко не всегда может нас удовлетворить. Однако в некоторых случаях машины, несмотря на их недостаточную надежность, все же могут заменить человека в управлении химическими процессами. Речь идет о процессах, которыми человек попросту не в состоянии управлять. Это, например, реакции, протекающие за тысячные или даже миллионные доли секунды (реакции в ударном слое — при температурах порядка тысяч градусов и давлениях в тысячи атмосфер, реакции в плазме, при импульсном электрическом разряде]. Это процессы с напряженными параметрами; процессы, про* текающие на грани взрыва. А для современной химической технологии как раз характерна тенденция переходить от медленных процессов к быстрым, от ненапряженных параметров — к напряженным, от периодических процессов — к непрерывным, от многостадийных — к малостадийным и, в пределе, к одностадийным, когда все реакции, включая получение конечного продукта, происходят в одну стадию. Не менее важна и тенденция перехода от менее мощного оборудования к более мощному, от одностороннего использования сырья к комплексному, то есть к созда- ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ КОНТАКТНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ СПИРТА В ДИВИНИЛ НА ВОРОНЕЖСКОМ ЗАВОДЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА Технологический процесс получения дивинила характеризуется двумя основными показателями. Выход дивинила по разложенному спирту определяет полноту использования сырья, а выход дивинила по пропущенному спирту определяет производительность реактора. Второй показатель имеет технологический максимум, величина которого связана с составом исходного продукта, активностью катализатора, временем и температурой контактирования. Себестоимость дивинила зависит от режимных параметров процесса. Максимуму выхода дивинила по разложенному спирту соответствует минимум себестоимости. Таким образом, выход дивинила служит и техническим и экономическим показателем, поэтому он был принят за основной критерий дпя управления процессом. Исследования показали, что выход дивинила можно определить по плотности конденсата, получаемого при охлаждении контактного газа, и по концентрации дивинила в холодном контактном газе. Эти величины находятся в математической зависимости — они связаны эмпирически найденным уравнением. Пневматические сигналы от устройства, измеряющего удельный вес конденсата, и от газоанализатора, регистрирующего концентрацию дивинила в контактном газе, поступают в пневматическое вычислительное устройство, решающее полученное уравнение. Результаты расчетов непрерывно подаются на вход регулятора, который приводит к оптимуму выход дивинила по разложенному спирту, изменяя температуру перегрева и расход паров исходного продукта. До автоматизации процесса качественные параметры контролировали с помощью ручного отбора проб и их анализов, результаты которых можно было получать в усредненном виде лишь после 16—17 часов контактирования. Система оптимизации процесса каталитического превращения спирта в дивинил, разработанная Воронежским филиалом ОКБА, позволяет повысить выход дивинила по разложенному спирту на 0,5—0,6%- На первый взгляд такой прирост незначителен, но он позволит сэкономить многие сотни тысяч рублей в год в масштабе всей промышленности синтетического каучука. 8
нию комбинатов. (Кстати, перечисленные тенденции и привели к томуг что совершенно изменился взгляд на автоматизацию — без нее эти тенденции не могли бы быть реализованы). ТРИ СТУПЕНИ Итак, развитие автоматизации проходит через три стадии, в нем можно различить три степени: частичную автоматизацию, комплексную автоматизацию и завод-автомат (или производство-автомат). Но если экономически целесообразно комплексно автоматизировать любое химическое предприятие, то это еще не значит, что каждым Содовый завод состоит из целого ряда отделений и цехов, связанных между собой сложной системой потоков жидкостей и газов. Для каждого отделения разработана система автоматического управления, которая поддерживает заданный режим технологического процесса. Системы управления всех отделений включены в единую заводскую систему автоматического управления. Системы построены по принципу так называемого ведущего потока: из всех входящих и выходящих потоков материалов выбирается один, величина которого определяет нагрузку данного отделения. В системе автоматического регулирования этот ведущий поток является независимой переменной, а все остальные потоки приводятся в соответствие с ним. Для отделений абсорбции, карбонизации и дистилляции уже установлены основные причинно- следственные связи между технологическими параметрами процесса и его результатами; определены ограничения, накладываемые аппаратурой и изменениями в составе сырья. По этим данным составлены уравнения статических характеристик, подобраны и проанализированы сведения о динамике процессов и разработаны предварительные алгоритмы управления. процессом на этом предприятии должна непосредственно управлять машина! Задачу комплексной автоматизации химического предприятия в целом целесообразно разделить на ряд частных задач — исходя из того, что предприятие состоит из взаимосвязанных производств, а каждое из них является комплексом технологических процессов. Условно можно обозначить три ступени управления предприятием (не следует путать с тремя степенями!]: 1. Управление технологическими процессами. 2. Управление производствами. 3. Управление предприятием. Для проверки алгоритма управления и методики, положенной в основу составления статических характеристик, был проведен опыт управления одной карбонизационной колонной с помощью универсальной машины «Киев». Машина находилась на расстоянии 600 км от завода и была подключена к телеграфной линии связи. Регистрирующая цифровая установка с телеграфным аппаратом на выходе — каждую минуту передавала показания датчиков опытной колонны на машину. Кроме того, в передаваемый текст периодически включались данные химических анализов, выполненных вручную. Вычислительная машина каждые 10 минут выдавала рекомендации, обеспечивающие ведение процесса с максимальным использованием натрия лри заданном уровне производительности. Эти рекомендации отправлялись по телеграфу диспетчеру, который немедленно выполнял их с помощью регуляторов. В результате опыта была откорректирована программа работы машины и внесены уточнения в статические характеристики. В период эксперимента колонна работала с повышенной на 15% нагрузкой |ло сравнению с аналогичными колоннами), использование натрия возросло на 1—1,5%. СИСТЕМА КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ЗАВОДА КАЛЬЦИНИРОВАННОЙ СОДЫ, РАЗРАБАТЫВАЕМАЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ ИНСТИТУТОМ ОСНОВНОЙ ХИМИИ (НИОХИМ) 9
Разумеется, системы всех трех ступеней должны быть связаны в единую систему. На первой ступени, в цеху решаются, главным образом, технологические задачи (соблюдение заданных режимов, правил эксплуатации аппаратов и машин, техники безопасности}. Здесь целесообразны локальные системы автоматизации. На второй ступени — на уровне управления производством, наряду с технологическими задачами, должны решаться и задачи экономического характера: на основании плановых заданий и сведений о состоянии производства нужно самым выгодным образом распределить нагрузки по цехам и процессам и передать команды системам автоматизации первой ступени. На третьей — высшей ступени, на уровне управления предприятием, на первый план выдвигаются экономические задачи. Плановые задания, полученные заводом (или комбинатом), должны трансформироваться здесь в увязанные с техническими возможностями программы. Здесь должны рассчитываться необходимые материально- энергетические балансы и вырабатываться команды-задания системам управления производствами и цехами. Причем так, чтобы вся сложная совокупность программируемых производственных процессов давапа бы максимальный экономический эффект. Разумеется, дпя каждой ступени управления методы и технические средства автоматизации могут быть различными. Но потоки информации снизу доверху, внутренние и внешние связи должны быть строго регламентированы. На первой ступени, для управления технологическими процессами нужны устройства автоматической сигнализации, блокировки и защиты, а также простейшие вычислительные устройства. На второй ступени уже нужны системы централизованного сбора информации, а дпя крупных производств — вычислительные машины дпя анализа работы и выработки заданий локальным системам первой ступени. Нужны и системы защиты в масштабе всего производства. На третьей ступени, для управления предприятием в цепом необходимы системы сбора информации о работе отдельных производств и вычислительная машина дпя анализа всех внутренних и внешних связей предприятия, для проработки планов произ- t водства и составления технико-экономических рекомендаций. А в дальнейшем — и для подачи сигналов, прямо управляющих цехами, пиниями, всем заводом. Мы считаем, что такая примерная схема разумно сочетает централизованное управление с элементами децентрализации, упрощает и делает более надежной систему автоматизации предприятия в целом. ТЕМА НЕ ИСЧЕРПАНА! Проблемы, связанные с автоматизацией химической промышленности, достаточно сложны. Но от их решения зависит правильная техническая политика в этой важнейшей отрасли. Один из этапов этой огромной работы — создание опытно-показательных химических предприятий, которые автоматизируются в первую очередь. Это будут Лисичанский и Новомосковский химические комбинаты, Воронежский завод синтетического каучука и Барнаульский комбинат химических волокон. Уже сейчас собраны интересные данные о том, насколько ощутим экономический эффект от комплексной автоматизации. Отечественный и зарубежный опыт подсказывает, что затраты — даже с применением пока еще дорогостоющеи вычислительной техники — окупаются, как правило, в очень короткие сроки — до двух-трех лет. В этой статье показаны далеко не все стороны сложной и многогранной проблемы автоматизации. Можно было рассказать, например, о химических производствах, перерабатывающих токсичные или взрывоопасные вещества, где средства автоматики (включая вычислительные машины] должны быть использованы в первую очередь для надежной работы всех агрегатов и пиний, для обеспечения безопасности персонала — именно эта сторона депа, а не экономические факторы, служит в таких случаях критерием оптимальности. Важнейшие проблемы автоматизации в химической промышленности нашей страны должны и дальше освещаться на страницах журнала. И если первый шаг в этом направлении вызовет у читателя желание расширить и углубить свои знания в этой области, автор сможет считать поставленную перед ним задачу выполненной. 10
ОТЧЕТ ПЕРЕД НАУЧНОЙ ОБЩЕСТВЕННОСТЬЮ Это было в декабре. Со дня на день должен был прийти из типографии последний, 12-й номер «Химии и жизни» за 1965 год. Редакция жила радостным чувством: опоздание первого года — наверстали. Но — какой ценой! Довольны ли читатели! И что думают о нас ученые! С этими мыслями коллектив редакции отправился 17 декабря на упицу Кропоткина, в старинный особняк Московского Дома ученых, где нас ждала встреча с читателями — членами физико-химической секции Дома ученых, наш первый отчет перед научной общественностью Москвы. О направлении «Химии и жизни» — как его представляет себе редакция, — об особенностях организационного периода, кратко рассказал главный редактор член-корреспондент Академии наук СССР И. В. Петрянов-Соколов. Он спрашивает присутствующих: согласны ли они с линией журнала! Интересны ли статьи! Оригинальны ли рубрики! Что хотелось бы увидеть на страницах «Химии и жизни»! И развернулась полемика. По мнению председателя физико-химической секции академика П. А. Ребиндера, в «Литературных страницах» и «Фантастике» недостаточно присутствует химия. Из зала возражают: — Художественная литература должна быть прежде всего яркой, умной, оригинальной. Если затронуты проблемы философии естествознания и строения вещества и написано хорошо — надо печатать такие литературные страницы! Академик говорит, что среди авторов журнала много талантливой молодежи. В ней чувствуется задор, убежденность в правоте своей точки зрения. Иногда, правда, она увлекается... Что ж, наше дело — помочь молодым авторам здоровой и доброжелательной критикой. Слово берет заместитель главного редактора журнала, кандидат технических наук М. И. Рохлин. — Говорят, трудно объять необъятное... Еще Козьма Прутков категорически это утверждал! Но все же мы пытаемся для каждой категории читателей — ученых, студентов, школьников, специалистов других областей знания, домашних хозяек — найти что-то для них специфически интересное. М. И. Рохлин против слишком сложных, специальных статей. — Читателей надо привлекать, а не «выращивать». А «растить» мы должны пропагандистов, популяризаторов науки. Мы хотим создать свой литературный жанр, а этс Задача нелегкая. Но... еще Тютчев говорил: «Нам не дано предугадать, как наше слово отзовется». Мы действительно многого еще не знаем.» Выступает один из авторов журнала Т. Б. Нечаева, изучающая магнитное прошлое Земли методами археологии и химии. — Когда я писала комментарий к статье японского физика Т. Нагата «Магнитный щит планеты» и работала с редактором, мне стало ясно, что тематически рамки журнала шире, чем собственно химия. Меня это обрадовало: это дает трибуну для смежных областей знания. Журнал открывает много нового, и я буду его пропагандировать среди своих коллег. Читатель Б. А. Гельфонд утверждал, что наряду с популярными, нужно давать и серьезные научные статьи «с главных магистралей науки». Настаивая, что «чем популярнее, тем дальше от истины», он предлагал еще более рационально, компактно излагать практические достижения современной химии, печатать больше статей о жизни замечательных ученых. М. Н. Никольская A-й Московский медицинский институт) считает, что журнал должен активно включаться в борьбу за здоровье людей, против неправильного использования химии. В частности, она приводит примеры, когда рекомендуемые журналом ядохимикаты на деле не безопасны для здоровья. Выступает доктор экономических наук Ф. И. Яшунская. Она убежденно и ярко доказывает присутствующим, что не надо слишком специализировать журнал, так как существуют десятки специальных научных журналов. Ф. И. Яшунская высказывает пожелание, чтобы печаталось больше материалов о химии живой природы. Преподаватель кафедры химии Московского высшего технического училища В. Д. Хазов говорит, что некоторые статьи помогли ему при чтении лекций студентам. Секретарь секции Дома ученых К. М. Са- диленко высказывает пожелание, чтобы в журнале разделы делились на более серьезные и менее серьезные- — Подчас нелегко найти живой материал с химической тематикой, — говорит он. — Надо разнообразить формы... Рассказывайте читателям о новых кинофильмах ло химии, биологии и медицине, заведите страничку увлечений ученых, требуйте больше от себя и своих авторов! Ю. Э. Медведев [зам. главного редактора журнала «Изобретатель и рационализатор») спорил с критическими высказываниями по художественному оформлению журнала. Медведев считает оформление «Химии и жизни» выразительным и современным. Журнал, утверждал Ю. Э. Медведев, должен больше писать о жизни, о практике, о промышленности и технике, иначе он может стать слишком «просветительским». А что думаете о характере журнала вы, уважаемые читатели! 11
Высокий уровень развития математики, физики, химии, биологии — необходимое условие подъема и эффективности технических, медицинских, сельскохозяйственных и других наук. (ИЗ ПРОГРАММЫ КПСС) Станция искусственного климата Института физиологии растений АН СССР. Это одно из Двух зданий, где помещается институт МОСКВА, ОСТАНКИНО Здесь создается наука о растениях. Здесь, в оранжереях, в установках искусственного климата, в лабораториях сотни исследователей, от лаборантов до академиков, внимательно вглядываются в жизнь растения, изучают его, подвергая действию всевозможных условий, ставят сложные и точные эксперименты. Каждый из них в меру своих сил выполняет завет К. А. Тимирязева, чье имя носит Институт физиологии растений АН СССР: «Вступать в борьбу с природой и силой своего ума, своей логики, вымогать, выпытывать у нее ответы на свои вопросы, для того чтобы завладеть ею и, подчинив ее себе, быть в состоянии по своему произволу вызывать или прекращать, видоизменять или направлять жизненные явления». Чтобы глубоко осветить проблемы, над которыми работают сотрудники института, чтобы показать все научное и практическое значение их исследований, нужны подробные статьи, и такие статьи тоже появятся в будущих номерах нашего журнала. То, что вы прочитаете здесь, — лишь беглое введение в увлекательный мир, открывающийся за дверями лабораторий и стеклами оранжерей, — в мир жизни растения.
„ЧИСТАЯ ТЕОРИЯ" И „ПОБОЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ" Рассказывает директор Института физиологии растений Академии наук СССР академик А. Л КУРСАНОВ Когда-то это был Кабинет по анатомии и физиологии растений. Потом он был реорганизован в Лабораторию биохимии и физиологии растений. Наконец, возник наш институт. И вот уже три четверти века здесь изучается жизнь растения, физико-химическая организация жизненных процессов и их проявлений в растительных организмах в различных условиях их существования. Здесь было сделано немало очень крупных открытий, во многом определивших направление целых отраслей современной науки. Здесь работал основоположник науки о вирусах Д. И. Ивановский; здесь М. С. Цвет разработал свой хроматографический метод; здесь были выполнены классические работы одного из руководителей института академика С. П. Костычева, посвященные процессам брожения и дыхания. Интересно, что все эти открытия вначале рассматривались как частные, специальные наблюдения. Более 70 лет прошло после открытия Ивановского, и только сравнительно недавно ивучение вирусов стало одной из центральных проблем в биологии, дающей ключи к познанию многих тайн жизни и к борьбе с тяжелыми заболеваниями. Хроматографический метод М. С. Цвета только спустя четверть века обратил на себя внимание, а сейчас без хроматографии нельзя себе представить серьезную биохимическую лабораторию; на принципах хроматографического разделения веществ основаны и многие химические производства. Многолетние исследования С. П. Костычева по биосинтезу органических кислот нашли важное практическое применение лишь в конце 20-х годов, когда на их основе в нашей стране было налажено промышленное производство лимонной кислоты микробиологическими методами. Эту особенность фундаментальных исследований имел в виду еще К. А. Тимирязев, когда писал: «Можно перерыть архивы любой науки, и вряд ли в них найдется смелая мысль, блестящее обобщение, сделанное с целью и ввиду их приложения, и, наоборот, история полна примерами открытий, стоявших, по-видимому, в стороне от всякой практической цели и сделавшихся источником бесчисленных практических применений». Развитие фундаментальных исследований по физиологии растений — вот наша главная задача. Мы стремимся понять и объяснить процессы, происходящие в растениях, даем им СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ С.-Петербург 8 марта 1890 года «Господину Экстраординарному Академику Императорской Академии наук. Действительному Статскому Советнику А. С. Фамин- цыну. Комитет Правления Императорской Академии Наук имеет честь препроводить при сем к |Вашему Превосходительству, для сведения, копию с отношения Министра Народного Просвещения на имя Августейшего Президента Императорской Академии Наук от 21-го минувшего февраля за № 3318 об учреждении при Академии Кабинета с Лаборато- риею ло анатомии и физиологии растений и о назначении сумм на их содержание». Этот документ три четверти века назад положил начало существованию Кабинета по анатомии и физиологии растений при Императорской Академии наук, из которого вырос Институт физиологии растений — одно из крупнейших научных учреждений мира в ютой области. Основателем Каби- ■нета и его первым директором ■был выдающийся русский ботаник |и физиолог академик А. С. Фа- минцын A835—1918). 13
Первые годы своего существования Кабинет по анатомии и физиологии растений не имел даже собственного помещения. В этом доме на Среднем проспекте Васильевского острова в Петербурге, на втором этаже, в 1898 г. была нанята частная квартира, где лаборатория помещалась до 1923 года. В протокол заседания физико- математического отделения Императорской Академии Наук от 18 декабря 1890 года была внесена такая запись: «Академик А. С. Фаминцын представил Отделению о назначении на должность лаборанта Ботанической лаборатории кандидата естественных наук С.-Петербургского университета Дмитрия Осиповича Ивановского. Обладая основательною научною подготовкою по химии, а равно по анатомии и физиологии растений, г. Ивановский уже услел лриоб- ресть репутацию солидного и точного исследователя; доказательством этому служит его исследование над болезнью табака, произведенное сообща с г. Половцевым и помещенное в Мемуарах Академии за 1890 год». Ивановский был утвержден в должности лаборанта. Ему было тогда 26 лет. А два года спустя, продолжая исследование мозаичной болезни табака, он впервые в мире установил, что возбудителем ее является не бактерия. Так в стенах лаборатории родилась вирусология — важнейшая область современной науки о живом. новое, более глубокое толкование. Почему растение так, а не иначе, реагирует на внешние условия? Какие питательные вещества и когда нужны растению? Какие процессы в нем происходят на отдельных этапах развития и что нужно, чтобы они проходили в желательном для практики направлении? Вот вопросы, на которые мы ищем ответ- Многие наши исследования не дают таких результатов, которые можно было бы измерить, например, центнерами с гектара. Но в конечном счете мы своей работой помогаем повысить культурный уровень земледелия. И точно так же, как развивающееся растение рано или поздно вступает в стадию плодоношения, так и глубокие знания о жизни растений рано или поздно подсказывают новые приемы растениеводству. В этих «побочных результатах» нашей работы и проявляется сила настоящей теории. Одна из основных проблем, стоящих перед Институтом физиологии растений, заключается в изучении фотосинтеза— важнейшего биологического процесса образования органических веществ в растениях, ответственного в конечном итоге за получаемый урожай. Эта проблема разрабатывается в институте как в чисто теоретическом аспекте, так и в полевых условиях, с целью дать практике конкретные рекомендации, как управлять интенсивностью фотосинтеза и качеством образующихся продуктов. Другая крупная проблема, разрабатываемая в институте, — изучение корневого питания. Мы выясняем тончайшие процессы поглощения корнями питательных элементов и их участие в обмене веществ клеток. Но то, что мы узнаем в этой области в теоретическом аспекте, имеет первостепенное значение и для практики. Поэтому фундаментальное знакомство с внутренней организацией процессов корневого питания — необходимая предпосылка прогресса растениеводства на научной основе. Еще одно направление наших исследований—управление ростом и физиологической деятельностью растений с помощью биологически активных препаратов — гербицидов, ростовых веществ, дефолиантов и т. д. Широкие исследования таких веществ ведутся и в других научных учреждениях, а также на опытных станциях. Но мы ставим перед собой задачу не только разрабатывать и испытывать новые препараты, но и понять, почему они ускоряют или замедляют развитие, почему они действуют на одни растения и безразличны другим, какие процессы они вызывают в растении и как это связано со строением их молекул. Большое значение имеет и еще одна область наших работ — изучение устойчивости растений к воздействию факторов внешней среды. В этом, пожалуй, состоит специфика советской школы физиологов растений: ведь значительная часть нашей страны приходится на зоны с неблагоприятными климатическими условиями. Морозы и засухи, засоление и жара — все это требует выведения специальных сортов сельскохозяйственных культур, специальных приемов их возделывания. А наши исследования помогают понять, что происходит в растении при засухе или во время заморозков, 14
дают теоретическую основу для селекции нужных сортов и их объективной оценки. Эти исследования дают и практические результаты. Широко применяется, например, предложенный институтом препарат М-1 для задержки прорастания картофеля при хранении. Мы рекомендовали препараты, которые усиливают пледообразование и способствуют укоренению саженцев. Уже вырабатывается суперфосфат с добавкой небольших количеств молибдена, что, как показали наши исследования, повышает содержание белка в травах и овощах. Изучение дубильных веществ растений привело к разработке методов получения из листьев чая ценного лекарственного средства — витамина Р, укрепляющего стенки кровеносных капилляров. Он уже выпускается в больших количествах. Но нужно еще раз подчеркнуть, что наша основная задача состоит прежде всего в постоянном повышении уровня теоретических знаний о природе растений, о внутренней организации их жизненных процессов. Поэтому у нас ведутся и такие раооты, от которых пока нельзя ожидать ясных практических результатов, тем более что вообще неизвестно, выйдет ли из них что-нибудь. Например, мы изучаем влияние на растение электрических и магнитных полей. Ясно, что они как-то сказываются на жизнедеятельности, но проблема еще далека от решения. Подобные же перспективные исследования ведутся у нас с культурой изолированных тканей, хотя как раз здесь довольно быстро наметились некоторые возможности выхода в практику. За последние 20—25 лет наша наука претерпела настоящую революцию. Развитие точных методов исследования позволяет нам все глубже проникать во внутреннюю организацию физиологических процессов. Современному физиологу приходится во многом доучиваться, осваивать новые методы. Смежные науки — биохимия, биофизика, цитология — дают постоянный стимул в развитии физиологии, обогащая ее большим количеством нового фактического материала. Однако описать биохимическую реакцию или характерную структуру в клетке — еще не значит понять их место и значение в жизни растения. Эта последняя задача и составляет предмет физиологии растений. В этом ее призвание, ее значение для сельскохозяйственной науки и для практики научного земледелия. В отчете Лаборатории анатомии и физиологии растений за 1889—1914 годы можно прочитать такие строки: «Посторонними лицами произведены в Ботанической лаборатории следующие работы: ...М. Цвет. Физико-химическое строение хлорофильного зерна. Экспериментальное и критическое исследование. — Труды Общества Естествоиспытателей при Императорском Казанском университете, т. XXXV, вып. 3, 1901». Это было то самое исследование, где М. С. Цвет впервые применил для изучения растительных пигментов разработанный им метод хроматографического анализа. Он заметил, что если смесь пигментов в растворенном виде пропустить через трубку, заполненную поглощающими веществами — сорбентами, то пигменты распределятся ло длине трубки и образуют в ней несколько хорошо заметных окрашенных зон. В каждой из этих зон расположатся разные составные части смеси. Этот метод разделил судьбу многих открытий: он остался незамеченным и был возрожден лишь четверть века спустя. Сейчас усовершенствованные хроматографи- ческие методы стали одним из самых могучих орудий химических, и особенно биохимических исследований. Они позволяют быстро и легко разделять смеси веществ, настолько близких друг к другу по химическим свойствам, что разделить их какими-то другими методами анализа или очень трудно или вообще невозможно. Чувствительность этого метода такова, что с его помощью можно выделить разные изомеры и даже стереоизомеры — органические вещества, отличающиеся друг от друга лишь пространственным расположением атомов. Только использование хроматографического анализа дало возможность определить состав ряда нефтяных фракций, сложных смесей терпенов, органических кислот, углеводов, красителей; этот метод был применен при изучении природных пигментов, алкалоидов, витаминов, антибиотиков, позволил раскрыть аминокислотный состав белков, исследовать ход фотосинтеза в растениях. После Октябрьской революции Лаборатория биохимии и физиологии растений АН СССР (так тогда назывался институт) поставила свои исследования на службу социалистическому земледелию. «Содействовать социалистическому строительству трудами, предпринимаемыми... с целью освещения с биохимической и физиологической точек зрения вопросов, связанных с государственным строительством» — так определена была задача лаборатории в «Положении» принятом в 1929 г. 15
АЭРОПОНИКА — РАСТЕНИЕВОДСТВО БУДУЩЕГО? Рассказывает заведующий лабораторией корневого питания Института физиологии растений АН СССР профессор 3. И. ЖУРБИЦКИЙ Каждый человек, даже незнакомый с физиологией растений, но прочитавший хотя бы басню Крылова «Листы и корни», знает, что корневая система — важнейшая часть растения. Именно через корни оно усваивает содержащиеся в почве питательные вещества. Внесение в почву удобрений — основной путь интенсификации сельского хозяйства, повышения урожаев. Поэтому конечная цель наших исследований — во всех подробностях представить себе работу корней, особенности поглощения ими питательных веществ в различных условиях. Чтобы обеспечить растение питательными веществами, нужно, с одной стороны, знать его потребности, а с другой — его способность к усвоению. Говоря проще, мало дать растению все, что ему нужно: оно должно еще быть в состоянии усвоить то, что получает. Потребности растений очень разнообразны. Например, такие быстро развивающиеся культуры, как редис, усваивают основную массу питательных веществ в начале своего роста. С другой стороны, у капусты максимум усвоения приходится на более поздний период развития. Подобные закономерности, которые выясняются в ходе наших исследований, имеют серьезное значение для практики. Из них следует, например, что при выращивании того же редиса нельзя ограничиваться внесением навоза: этот вид удобрений медленно, постепенно отдает содержащиеся в нем питательные вещества, а редис требует их сразу и много. Зато навоз — прекрасное удобрение для капусты, потому что он обеспечивает ее питанием как раз в период наибольшей потребности. Такие особенности питания должны учитываться для каждой сельскохозяйственной культуры. В сильнейшей степени сказываются на ходе усвоения растениями питательных веществ и внешние условия, прежде всего температура. Наши исследования показали, что при низкой температуре почвы сильно задерживается усвоение корнями фосфора. А из этого следует практический вывод, особенно важный для наших северных районов и для возделывания озимых культур, которые трогаются в рост, когда почва еще не успела прогреться: в начальный период развития растений в таких случаях нужно давать им усиленное фосфорное питание. Жители средней полосы помнят, каким пасмурным и малосолнечным было прошедшее лето. Оказывается, и это влияет на питание растений: когда они получают меньше света, в них замедляется фотосинтез, а значит, и ассимиляция — усвоение питательных веществ. Исследования механизмов питания подсказывают: фотосинтез может быть ускорен под действием калия. Значит, усиленная дозировка калийных удобрений компенсирует недостаток света в дождливое лето. Важная роль в жизненных процессах растения принадлежит мик- 16
роэлементам. Например, растения нуждаются в молибдене, который принимает активное участие в азотном обмене. Но в кислых почвах — а такие почвы занимают большую часть нечерноземной зоны — молибден находится в виде соединений, которые растения не могут усваивать. Как только это было установлено, появилась реальная возможность добиться практических результатов: стоило внести с удобрениями ничтожные дозы молибдена [всего 300 г на гектар), и были получены такие же прибавки урожая, как от обычных доз основных питательных веществ — азота, фосфора или калия. Сейчас молибденизирован- ный суперфосфат уже применяется на миллионах гектаров полей. А недавно был разработан еще более простой метод — обработка семян молибденовокислым аммонием. При этом молибдена требуется еще меньше — всего 50 г на гектар. В последние 2—3 года мы всерьез занялись одной перспективной и пока еще мало исследованной проблемой — влиянием на растения атмосферного электричества. Известно, что между воздухом и почвой почти всегда существует разность электрических потенциалов, которая на высоте человеческого роста достигает 200 вольт. Это не может не сказываться на растениях. В частности, отрицательные ионы [POf , N03-, S042~J под действием электрического поля должна левой фотографии — четыре растения одного и того же сорта кукурузы. Они выросли в совершенно одинаковых условиях, если не считать одного: те два растения, которые справа, росли «в неволе», под заземленной металлической сеткой (фотография в центре). Они были изолированы от влияния атмосферного электричества — и вот результат (фотография внизу) — левые початки снятые с растений, выросших под открытым небом, правые — с выросших под сеткой. Когда эта рама опущена, ничего особенного не заметно — фасоль как фасоль. Но стоит ее поднять — и видно, что корни растений висят в воздухе. Это новый метод выращивания растений — аэро- поника. ны быстрее подниматься вверх по растению. И в самом деле, мы обнаружили, что, например, злаки, высокие стебли и остроконечные листья которых делают их прекрасными громоотводами, гораздо богаче анионами, чем растения низкорослые, с круглыми листьями. Опыты показали, что если изолировать растения от атмосферного электричества, то они растут гораздо хуже. Например, кукуруза, выращенная под заземленной металлической сеткой, дала прирост сухой массы на 40/0 меньший, чем такая же кукуруза, которая росла под открытым небом. Механизм воздействия атмосферного электричества на растения еще далеко не ясен. Вероятно, оно как-то влияет на ход фотосинтеза — на это указывают некоторые наши опыты. Не исключено, что когда мы познаем этот механизм, мы сможем использовать его для повышения продуктивности растений. Есть и еще одна проблема, которая пока еще не вышла за рамки лаборатории, но вызывает у нас большой интерес. В основе ее лежит дальнейшее развитие идеи гидропоники. Дело в том, что при этом, уже широко распространенном методе растениеводства используются самые разнообразные заполнители — от гравия до доменного шлака. Но все они в той или иной степени взаимодействуют с питательным раствором: например, вермикулит сильно поглощает фосфор и калий и выделяет магний. При составлении растворов приходится все это учитывать, а это не так просто. Гораздо удобнее выращивать растения вообще без наполнителей — на водных растворах, но этот метод еще не нашел широкого применения. Сейчас мы совместно с лабораторией фотосинтеза, возглавляемой профессором А. А. Ничипо- ровичем, пытаемся сделать еще один шаг вперед — выращивать растения вообще без жидкой среды. В институте работает установка, в которой корни растений каждые 10 минут в течение 5—7 секунд автоматически опрыскиваются питательным раствором, а остальное время просто висят в воздухе. При таком способе выращивания — мы называем его аэропоникой — прекрасно развивается корневая система. Если помидоры, выращенные на гравии, дают плоды на 7—Ю дней, а а водной среде — еще ка неделю раньше, чем в почве, то те же помидоры, выросшие «в воздухе», созревают на целый месяц быстрее и дают больший урожай. Этот метод очень интересен, а возможности его практического применения могут оказаться самыми неожиданными. Разве такая полностью автоматизированная и предельно легкая установка — не находка, например, для монтажников космических станций!.. 2 Химия и Жизнь. № 3 17
О МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ Рассказьзвает младший научный сотрудник В. И. САФОНОВ В конце прошлого века, когда белок был окончательно признан основой и носителем жизни, считалось, что он во всех организмах одинаков. Позже, однако, стало ясно, что физиологические процессы в живых организмах определяются не каким-то единым белком, а множеством своеобразных белковых соединений. Каждая клетка, каждая ее органеппа содержит много разных белков с различной химической структурой, разными функциональными возможностями. Даже одна и та же функция в клетке может осуществляться разными белками. Сейчас мы знаем, например, что есть целые семейства ферментов, очень близких друг к другу как по своему строению, так и по действию, — это так называемые изо- ферменты. Раньше считалось, что многие реакции с участием перекиси водорода активируются ферментом пероксидазой. Но оказалось, что в корнях бобовых растений существует не менее 10 пероксидаз. Структурные различия между ними настолько невелики, что изоферменты могут при определенных условиях прев- ращатьсв друг в друга. Но этих различий достаточно, чтобы они оказывали сильное влияние на биологические функции изофер- ментов. Такая множественность физиологически активных белков, очевидно, имеет большое значение длв живого организма. Можно предполагать, что именно этим обусловливается физиологическая стойкость растений, их способ- ность существовать в самых различных условиях и функционировать в качестве самонастраиваю- щейсв системы. Одно из главных направлений современной физиологии растений и ставит перед собой задачу исследовать все разнообразие глубоко специализированных биополимеров, принимающих участие в жизненных процессах, раскрыть функции каждого из них, его место в жизни растения. В нашем распоряжении теперь есть целый набор строгих и точных методов, которые позволяют разделять белковое содержимое клетки и органепп на индивидуальные вещества, изучать химическую структуру и физиологическую специфику каждого из них в отдельности. Один из таких методов основан на явлении электрофореза — движения заряженных частиц в жидкой или желеобразной среде под действием электрического полв. При этом макромолекулы, близкие по своим химическим свойствам, могут передвигаться с разной скоростью благодаря различиям в размере и заряде. Это дает возможность не только быстро и точно разделять смеси макромолекул на весьма чистые вещества, но и сохранять химические и биологические функции веществ — а это самое важное, когда мы имеем депо с такими «нежными» соединениями, как ферменты. Сейчас электрофорез обычно проводится в гелях — коллоидных материалах разного состава. Это самая естественнее длв белков среда: примерно в таких же условиях они находятсв и в живой клетке. Но характер разделения веществ сильно зависит от состава и структуры геля. Впервые в нашей стране мы применили синтетический полиакрипамидный гель, особенно удобный тем, что он может иметь заданную и хорошо воспроизводимую структуру. Благодаря этому мы смогли сделать то, что ранее не удавалось: осуществить тонкое разделение серии естественных комплексов белков с хлорофиллом. Наши исследования показали, что хлорофилл бывает соединен по меньшей мере с шестью разными белками. Очевидно, каждый из этих комплексов играет какую-то свою роль в сложном процессе фотосинтеза. Теперь перед нами открылась возможность изучать этот процесс на уровне макромолекул, сохранивших вероятно, свои природные свойства. В последнее время развивается и еще один интересный и перспективный метод исследования белковых веществ растений — им- мунохимический. В нем, в сущности, используются химические механизмы опознания веществ, выработанные самими живыми организмами для поддержания постоянства своего химического состава. Уже давно известно, что если в организм животного попадает чужеродный белок, происходит так называемая иммунологическая реакция — организм начинает вырабатывать антитепа, которые соединяются с чужим белком и нейтрализуют его. В ходе длительной эволюции этот механизм достиг у животных исключительного соаершенства. Выделяемые организмом антитепа обладают строго специфическим действием: они реагируют только с одним определенным веществом — тем самым, введение которого вызвало выработку антител. Это явление и используют физиологи. Ведь животные могут вырабатывать антитепа, «настроенные» на любые белки, в том числе и на растительные. Если ввести кролику интересующий нас растительный белок, то полученная сыворотка доберется до его молекул в любой клетке растения, в любой органелпе. А если предварительно пометить антитепа радиоактивной или флуоресцентной меткой, то мы получим возможность проследить за поведением нужного вещества с небывалой точностью. Кроме описанных методов, есть и другие, не менее совершенные. Они позволяют физиологам ставить перед собой такие задачи, которые показались бы немыслимыми еще 10—20 пет назад: исследовать специфику белкового состава органепп в ходе их развитие, изучать, например, состав белков развивающегося клеточного ядра. Мы уверены, что решение многих важнейших проблем физиологии растений нужно искать на молекулярном уровне. 18
КОГДА РАСТЕНИЮ ПРИХОДИТСЯ ПЛОХО... Рассказывает заведующий лабораторией засухоустойчивости и солеустойчивости профессор П. А. ГЕНКЕ ЛЬ Когда мы с доктором биологических наук Е. 3. Окниной разработали быстрый и удобный метод определения морозоустойчивости плодовых деревьев, Екатерина Захаровна поехала в Мичуринск, чтобы продемонстрировать этот метод ученику И. В. Мичурина — известному селекционеру С. Ф- Черненко. Старый садовод дал ей на пробу 13 своих сортов. Для 12 из них наши результаты б точности совпали с характеристикой, которую дааал им Черненко. И только последний, тринадцатый сорт, у которого на этикетке было написано, что он самый морозоустойчивый, упорно оказывался наименее стойким. Огорченная Екатерина Захаровна призналась в этом Черненко, и тогда он сказал: «Вот теперь я вашей методике верю! Я ведь нарочно на него фальшивую этикетку нацепил...» Так наша методика определения морозостойкости прошла еще одну строгую проверку. Точность подобных методик зависит только от одного: насколько верное понимание процессов жизнедеятельности растений лежит в их основе. И только правильное понимание позволяет найти способы повышения устойчивости растений к неблагоприятным внешним условиям. Этим и определяются три задачи, которые мы ставим перед собой: раскрыть причины повреждений, происходящих в растении, создать точные способы их своевременной диагностики и наметить пути повышения сопротивляемости растения. А основное внимание во всех наших работах уделяется процессам, происходящим на уровне клетки. Мы изучаем субмикросколическое и микроскопическое строение клеток, физико-химические свойства их протоплазмы, гидрофильность коллоидов и т. д. Примером могут служить те же наши исследования морозоустойчивости. Изучая растения, когда они готовятся к зимовке или находятся в состоянии зимнего покоя, мы обнаружили, что в их клетках происходят своеобразные явления, сводящиеся к обособлению протоплазмы: растения как будто превращаются в колонии отдельных клеток. Зимой втягиваются внутрь клетки плазмодесмы — нити протоплазмы, обычно соединяющие кпетки между собой; на поверхности протоплазмы у древесных пород появляется спой жироподобных веществ — липи- дов, еще больше изолирующий клетки. Между клетками могут образовываться хорошо видимые под микроскопом свободные промежутки. В клетках приостанавливается накопление нуклеиновых кислот, принимающих активное участие в процессах обмена. И чем больше морозоустойчивость того или иного растения, тем ярче выражены все эти особенности. На этом и основан наш метод, позволяющий сразу и точно определить, насколько устойчиво растение к морозу. Особенно важен такой метод дпя селекционеров — он намного ускоряет выведение новых морозоустойчивых сортов. Наши физиологические исследования лежат и в основе способов закаливания растений к действию засухи, которые разрабатываются нами еще с 1934 года. Оказалось, что и здесь повреждения клеток сводятся к физико- химическим изменениям клеточных коллоидов. Чтобы защитить растения, мы использовали отмеченное еще Ч. Дарвином и И. В. Мичуриным свойство молодых растений — их высокую пла- На микрофотографии клеток чешуи лука хорошо видны плазмодесмы — «мостики», соединяющие клетки. Зимой они исчезают j v_ }®Ш Слева — схематическое изображение ткани растения летом. Справа — ткань морозоустойчивого растения в период зимнего покоя. Плазмодесмы, видные на первой схеме, втянуты внутрь клеток стичность. Многочисленные эксперименты показали, что если намочить семена в воде, а потом их снова аысушить,— другими словами, устроить в самом начале роста растения «маленькую засуху»,— то в нем происходит глубокая перестройка всех физиологических процессов: увеличивается способность тканей удерживать воду, повышается эластичность протоплазмы и ее вязкость, усиливается 2* 19
обмен веществ. Такие закаленные растения гораздо легче переносят не только недостаток влаги, ио и перегрев, а в нормальных условиях лучше растут. Этот метод дает прекрасные результаты для пшеницы, ячменя, проса, гоматов. В некоторых случаях приобретенная растением повышенная выносливость сохраняется и в нескольких последующих поколениях. Наконец, еще одно важное направление наших работ — исследования солеусгойчивости, проводимые доктором биологических наук Б. П. Строгоновым. Изучение физиологических процессов позволило установить новые закономерности. Оказалось, что растения по-разному реагируют на засоление различными солями. Различны и причины гибели растений в условиях засоления: решающая роль здесь принадлежит не осмотическому фактору, как считали раньше, а появлению в растении ядовитых продуктов обмена: кадаверина (при сульфатном засолении) или путрес- цина (при хлоридном). Между прочим, это те самые яды, которые образуются в несвежих продуктах и вызывают пищевые отравления у человека. Это позволило разработать специфические способы повышения устойчивости растений к солям. Такие способы сводятся к обработке семян растворами солей: например, при хлоридном засолении — раствором обыкновенной поваренной соли. Растения, вырастающие из обработанных семян, гораздо менее подвержены вредному действию солей. Видимо, содержащиеся в них белки соединяются с солями, что повышает устойчивость эмбриональных клеток. Подобные способы были новым словом в науке и практике, а теперь они уже апробированы в больших масштабах и могут широко применяться. ОТ ХРОМОСОМ ДО ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА Рассказывает кандидат биологических наук А. Г. ВЕРЕЩАГИН Одна из важнейших групп веществ, входящих в состав каждого живого организма,— пипиды, или жироподобные соединения. Они содержатся и в растениях, где образуют сложную смесь веществ различных классов. Из-за сложности строения и близости свойств растительных липидов самым удобным и точным приемом их разделения и изучения оказались различные хроматографические методы. Они позволяют выделять индивидуальные липиды, отличающиеся друг от друга функциональными группами, длиной алифатической цепи, степенью ненасыщенности — количеством двойных связей, а также их положением и конфигурацией. Для нас, физиологов, эти методы особенно ценны тем, что помогают выяснять, какую роль играют липиды в обмене веществ растительного организма. Оказалось, что по своим функциям липиды можно разделить на две группы. Первая из них — запасные липиды — это энергетический и строительный резерв организма. Они могут отлагаться в различных тканях прозапас, а по мере надобности снова включаться в обмен. В растениях они сконцентрированы обычно в семенах, клубиях, у некоторых деревьев зимой — в древесине. Другая группа липидов, получившая название конституционных, обнаружена в органеллах клетки — ядре, хромосомах (где на их долю иногда приходится до 30% сухого веса], митохондриях и др. Мы пока еще недостаточно хорошо знаем их роль, но их расположение в «активных центрах» клетки указывает на то, что с ними связаны какие-то жизненно важные функции организма. Например, если из изолированных митохондрий извлечь растворителем липиды, то способность митохондрий к окислительному фос- форилированию (а это их основная функция] теряется и может быть восстановлена только в том случае, если к обезжиренному остатку снова добавить липиды. Дальнейшие исследования показали, что липиды входят в состав многих ферментов, участвующих в дыхательных процессах. Например, фермент сукциноксида- за состоит из липидов на 40 ,. Все эти исследования имеют не только чисто теоретический интерес. Растительные липиды играют большую роль в питании животных и человека: только растения, например, могут вырабатывать незаменимую жирную кислоту — линолевую, которая в животном организме превращается в арахидоновую. Для селекции масличных культур на качество масла необходимы более точные и быстрые методы выделения и определения растительных липидов. Такие методы уже создаются. Например, если применить методы ядерного магнитного резонанса и хроматографии, то можно, не разрушая семени, по крохотному его кусочку определить количество и триглицеридный состав содержащихся в нем жиров с точностью до 0,5%. Такие чувствительные методы анализа отнрывают новые направления в селекционной работе, позволяют при выведении новых сортов изучать уже не только количественные, как до сих пор, но и качественные изменения масла. Так, у льна можно повысить содержание линоленовой кислоты, что даст возможность в будущем заменить льняным маслом дефицитное тунговое, которое применяется в произаодстве высоко- ' прочных покрытий. Можно найти пути получения растительных масел, обогащенных насыщенными кислотами — сырьем для мыловаренной промышленности. 20
НОВЫЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ ГОРМОНЫ Рассказывает кандидат биологических наук О. Н. КУЛАЕВА Что получится, если сорванный с растения зеленый лист поставить в воду, добавив в нее асе необходимые минеральные соли! Пройдет несколько дней, лист пожелтеет и завянет. Этого не произойдет только в одном случае: если поставленные в воду лист или веточка дадут корни. Значит, корки снабжают растение, кроме питательных элементов, еще и какими-то другими веществами, без которых оно не может развиваться и гибнет! На основании таких наблюдений еще в начале этого столетия возникли предположения о том, что корни снабжают побеги веществами, подобными гормонам — физиологически активным соединениям, регулирующим обмен веществ. К таким растительным гормонам принадлежат, например, давно известные ауксины и гиббереллины. Лет восемь назад была обнаружена еще одна группа веществ, оказывающих на растение аналогичное действие. Эти вещества получили название кининов. А недавно нам удалось доказать, что кинины — и есть те жизненно необходимые вещества, которыми снабжают растение корни. Они образуются, как и ауксины и гиббереллины, в ходе собственного обмена веществ растения. Степень их воздействия на жизненные процессы видна даже из самых простых опытов. Если опрыснуть кининами одну половинку пожелтевшего листа, с ней произойдут удивительные перемены: она как будто помолодеет и снова начнет зеленеть, притягивая питательные вещества из другой, не обработанной кининами половины. Понятно, какой интерес для физиологов растений представляет исследование этих ноаых веществ гормонального типа, их роли в жизни растения. Этим и занимается наша группа. Мы изучаем действие кининов двумя параллельными путями. Один из них — электрокномикро- скопический (эти исследования мы проводим вместе с доктором биологических наук И. Н. Свешниковой]. Увеличения в десятки и сотни тысяч раз позволяют увидеть, что происходит в клетках растения под действием кининов. Сказывается, они вызывают быстрое восстановление тех клеточных структур, которые разрушаются лри старении. Внутри хло- ропластов, где происходит фотосинтез, вновь образуются исчезнувшие было мембраны (ламел- лы), что очень важно, так как эта основная черта строения хлоропласта тесно связана с его функцией. Восстанавливается структура митохондрий — энергетических депо клетки. Увеличивается объем ядра, количество рибосом... Все эти структурные изменения сопровождаются активизацией жизненных функций клетки. Резко возрастает синтез нуклеиновых кислот и белка — главных показателей жизнедеятельности. Какие же именно химические механизмы приводят в действие кинины! Решение этой проблемы должны дать совместные исследования биологов и химиков. Изучая свойства кининов с измененной структурой молекулы, которые синтезировали лаборатории профессора В. В. Черкасова [Киев] и доктора химических наук Е. А. Чернышева (Москва), мы уже наметили некоторые закономерности строения этих веществ, оказывающие сильное влияние на их физиологическую активность. Какое практическое значение могут иметь эти исследования! Пока на этот вопрос трудно ответить определенно. Сейчас делаются попытки использовать кинины. например, для сохранения зелени, цветов, овощей, для «омоложения» потерявших всхожесть семян. Но это пока еще первые поиски. Когда мы узнаем о кини- нах больше, они могут стать новым могучим рычагом регулирования многих сторон жизни растения в нужном нам направлении. Можно предполагать, что в растительном организме существует постоянное взаимодействие между всеми тремя группами гормонов— ауксинами, гиббереллинами и кининами. Когда это взаимодействие будет изучено, мы, вероятно, сможем комплексно влиять на все ре- гуляторные механизмы растений. Трудно даже представить себе те широкие перспективы, которые откроет перед растениеводством окончательная разработка теории гормональной регуляции в растительном организме. А одним из «трех китов» этой теории, несомненно, будут кинины. Материалы по истории института предоставлены доктором биологических наук Б. П. СТРОГОНОБЫМ и доктором биологических наук А. Ф. КЛЕШНИНЫМ Беседы С работниками института записал А. ИОРДАНСКИЙ 21
О п о Посмотрите на фотографии, напечатанные на цветной вклейке. Они иллюстрируют один из экспериментов, поставленных группой сотрудников Института физиологии растений во главе с доктором биологических наук Р. Г. Бутенко. Берется любое растение — например, табак A). Из любой его части, например, из стебля, вырезают кусочки ткани и помещают их на питательную среду B). Их снабжают необходимыми питательными веществами,— и очень скоро из одной или нескольких клеток (заметьте — не из зародышевых клеток, которым «сам бог велел» расти, а из клеток любой ткани растения) вырастает бесформенная масса растительной ткани беловатого, розоватого или желтоватого цвета, чем-то напоминающая сросток плохих кристаллов кварца C). Она продолжает расти, как ни в чем не бывало, она растет год, два, много лет, растет даже тогда, когда исходное растение давно состарилось и погибло,— нужно только вовремя отсаживать от нее на свежую питательную среду маленький кусочек— ^зародыш»,— состоящий из нескольких клеток или даже одной D). Чудеса? Но это еще не все. Такая изолированная ткань внешне мало похожа на свое родное растение. Но каждая клетка, из которой она состоит, «в душе» остается все той же клеткой табака. И зто легко доказать. Достаточно добавить в 22 ПУШНЫЕ питательную среду определенные биологические активные вещества — ив этой бесформенной массе начинают образовываться листочки, стебелек, корешки E,6), и из нее вырастает несомненный табак G). Это доказательство наглядное. Есть еще одно, гораздо более существенное. Процессы, происходящие в таких изолированных тканях, в принципе не отличаются от идущих в тканях настоящего растения. В них могут образовываться те же вещества, те же продукты обмена. И зто — самое важное. Потому что многие растения вырабатывают ценнейшие вещества, которые мы пока не умеем или не считаем выгодным синтезировать. Пример — жень-шень. Знаменитое редкое растение Дальнего Востока, из которого добывают тонизирующие лекарственные средства. Дикорастущий жень-шень найти не так просто. А на плантациях он растет пока плохо. Но если вырастить в колбе изолированную культуру ткани жень-шеня,— то она может вырабатывать те нее вещества хоть в московской лаборатории, хоть за Полярным кругом. Это — первое важнейшее практическое применение культуры изолированных тканей, которое уже близко к осуществлению. Но значение новых научных методов нельзя сводить только КЛЕТКИ к их практической ценности. Культура изолированных тканей — незаменимый объект для изучения. Ведь это — не что иное, как выделенные из организма живые и продолжающие жить клетки. Исследование их позволяет познать тончайшие механизмы обмена веществ индивидуальной клетки, которые не удается уловить в огромном клеточном ансамбле организма. Культура изолированных тканей может стать и многообещающим методом селекции. В ней чаще, чем в целом растении, происходят мутации, идет возникновение полиплоидных клеток, содержащих по несколько наборов хромосом. А из каждой клетки с измененной наследственностью можно вырастить растение с новыми генетическими свойствами. Взгляните еще раз на фотографии — насколько мощнее выглядит то растение, которое выращено из изолированной ткани, по сравнению с исходным! Над выведением таких полиплоидных культур годами бьются селекционеры. А здесь это достигнуто за самые короткие сроки. О культуре изолированных тканей можно было бы написать еще много удивительных вещей. Но мы пока поставим здесь точку. А в одном из ближайших номеров журнала вы прочтете статью Раисы Георгиевны Бутенко, которая сама расскажет о своих исследованиях. ►
~* Ktfx <Л'
кто первый решил спор ОБ АТОМНЫХ ВЕСАХ ЭЛЕМЕНТОВ «Рассуждение об определении веса атома некоторых простых тел, написанное кандидатом философии, Генрихом Струве для получения степени магистра химии» увидело свет в Петербурге в 1850 году. Генрих Васильевич Струве был сыном известного русского астронома Василия Яковлевича Струве, первого директора Пулковской обсерватории. Генрих Струве посвятил себя «земной» науке — химии. В частности, именно он предложил использовать для определения фосфорной кислоты очень чуткий реактив — азотнокислый раствор молибде- новокислого аммония; занимался Струве и органической химией. Однако «Рассуждение» об атомных весах даже не числится в списке его работ. Между тем это исследование не лишено интереса. Существуют общепризнанные утверждения, которые, кочуя из книги в книгу, становятся азбучными истинами. Считается, например, что гипотеза английского врача и химика Праута, согласно которой атомы всех элементов образованы из атомов водорода (выдвинута в 1815 году), была опровергнута бельгийским химиком Ж. С. Стасом в 1860 году. По Прауту атомные веса всех элементов выражались в целых числах по отношению к атомному весу водорода. Стае показал, однако, что атомный вес хлора, например, равен 35,5. Генрих Струве был хорошо знаком с работами предшественника Стаса — шведского химика Берцелиуса, ко считал их недостаточно точными. Самое важное, полагал Струве, — это получить совершенно чистое вещество. Струве экспериментировал с сернокислым серебром. Сначала он разлагал хлористое серебро, затем растворял полученный метал в азотной кислоте и, наконец, прибавлял к раствору избыток серной кислоты, получая осадок Ag2S04. Промыв полученную соль водой и высушив под воздушным колоколом в вакууме, Струве смачивал ее большим количеством серной и азотной кислот, а потом прокаливал в фарфоровом тигле, доводя до постоянного веса. Только после того, как Струве убедился в том, что в тигле не осталось даже следов серной кислоты, что эта кислота не реагировала с веществом тигля и что при прокаливании не происходило восстановления сернокислой соли серебра, он приступил к определению атомного веса серы. Вывод Струве гласил: атомный вес серы не может быть выражен целым числом по отношению к атомному весу водорода и поэтому «закон Праута не всеобщ». Таким образом, еще за десять лет до работ Стаса были известны факты, ставящие под сомнение гипотезу Праута. Забытая диссертация Г. В. Струве интересна и тем, что она выделяется среди многих исследований тех лет точным описанием опытов. В этом отношении его работа была образцовой. В определенной степени образцовым исследованием она остается и сейчас. С. ВЛАДИМИРОВ Квантовый генератор, спаренный с микроскопом в установке К-ЗМ, предназначенной для «лучевого сверления» и сварки в точном приборостроении, производстве полупроводниковой, электровакуумной и микроэлектронной аппаратуры. Частный случай применения таких установок — изготовление фильер для промышленности синтетических волокон. Пробойная сила луча такова, что короткой вспышки, длящейся всего полмиллисекунды @,0005 сек), достаточно, чтобы прожечь отверстие в стальной пластине миллиметровой толщины. (При лучевой сварке длительность импульса увеличивается в десять раз.) Отверстия, пробитые лучом лазера, имеют правильную круглую форму. Их диаметр — от одного микрона до полмиллиметра. * 23
ЧЕЛОВЕК И АТОМ Силы природы сами по себе не Мария Склодовская-Кюри, открыв- Альберт Эйнштейн, служащий па- добро и не зло, и только от че- шая в 1897 г. радиоактивный тентного бюро, создавший теорию ловека зависит, куда их повернуть распад относительности И. В. Курчатов, здесь еще моло- Эйнштейн и другие ученые пред- Тем более, что там оставались дой... Начиная исследования ато- полагали, что в фашистской Гер- крупнейшие специалисты по атом- ма, ученые, конечно, не знали, к мании ведутся работы по созда- ной физике и радиохимии каким результатам онир придут нию атомной бомбы... ф. Штрассман и О. Ган ЧсА*^ >j e^ .' чги\* * ^f £x~ve*— UV^ ,<t *«** ieV^ В 1939 г. Лео Сцилард приехал к Эйнштейну с предложением поддержать идею создания атомной бомбы в Америке И Эйнштейн согласился. Его подпись под обращением к президенту Рузвельту Крупнейшие ученые работали над сверхбомбой. Энрико Ферми — виднейший специалист по нейтронной физике 24
Силы природы сами по себе не добро и не зло, и только от человека зависит, куда их повернуть — такова основная идея нового цветного научно-популярного фильма, снятого режиссером К. Домбровским по сценарию Г. Остроумова. Наука XX века — это и создание термоядерного оружия, и открытие небыаапых возможностей преобразования природы с помощью атомной энергии. От того, какие социальные силы владеют научными достижениями своего времени, зависит — испопьзуются ли они во благо ипи во вред чеповеку. О моральной ответственности ученых за использование результатов своего труда рассказывают кадры фильма. Jff* ЛЦ .*<* ё£££РШ mi Роберт Оппенгеймер — впоследствии его будут называть отцом атомной бомбы — стоял во главе работ До взрыва первой экспериментальной бомбы осталось 45 секунд. Сейчас Оппенгеймер нажмет кнопку Оппенгеймер и генерал Гровс» военный руководитель «проекта Манхеттен». Они стоят в эпицентре после первого взрыва Затем были Хиросима и Нагасаки, люди-факелы, дети-уроды. Сожженные жилища и фабрики, зараженная земля, отравленные вода и воздух Наступила пора отрезвления. Оппенгеймер отказался участвовать в дальнейшей работе над созданием водородной бомбы Атом должен служить добру. Ученые разных стран работают в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне Академик Б. Понтекорво в Дубне рассказывает о работах Э. Ферми Кобальтовая пушка — лечение злокачественных опухолей радиоактивным облучением Атомная энергетика — энергетика будущего Пульт атомной электростанции в Воронеже 25
КЛЕТКА и ВИРУС Два полюса жизни: сложнейшая система и простейшая форма. Изучая их взаимодействие, биология и химия идут к пониманию процессов жизни на молекулярном уровне Клетка и вирус. Сочетание этих слов означает очень многое. Без этого сочетания невозможно было бы столь стремительное развитие науки о клетке — цитологии, скажет цитолог. Без этого сочетания немыслимы достижения современной вирусологии, науки о вирусах, добавит вирусолог. Генетик продолжит — совместному изучению клетки и вируса обязана своим развитием современная генетика, в особенности ее новейшая отрасль — молекулярная генетика. Биохимик согласится и добавит — биохимия, наука о химии жизни, также во многом обязана совместному изучению клетки и вируса. Левое фото: нормальная клетка. В верхней части снимка видна часть ядра; крупные органеллы слева и внизу — митохондрии; скопления точек в середине снимка — рибосомы. Препарат Н. Б. Христолюбовой Правое фото: клетка, зараженная вирусом «Мен- го». Хорошо видно скопление (кристалл) вирусных частиц в цитоплазме клетки. Диаметр одной вирусной частицы—25 миллимикронов. Препарат С. М. Клименко 27
Клетка и вирус представляют собой как бы два полюса жизни. Если клетка — сложнейшая и во многом автономная биологическая система, то вирус — простейшая форма. Изучение этих двух объектов во взаимодействии вызвало целый поток экспериментов и открытий, стало одним из главных инструментов современной биологии, которая подошла сейчас к пониманию жизненных процессов на уровне молекул биополимеров, из которых построена клетка. Познакомимся с каждым из действующих лиц зтого, необходимого науке дуэта. Как устроены клетка и вирус; как вирус взаимодействует с клеткой 1. КЛЕТКИ Мы знаем со школьной скамьи, что на Земле любое растение — от самого малого и примитивно устроенного, до самого сложного и большого, любое животное, от простейших микроскопических обитателей застоявшейся лужи до человека — состоит из клеток. Клетка — основная, важнейшая единица жизни. Клетка — своего рода «атом» жизни. Вспомним основные детали ее строения, ее важнейшие рабочие органы. Каждая клетка представляет собой микроскопическую капельку жидкости, заключенную в тонкую мембрану-оболочку. Это цитоплазма, главная исполнительная и рабочая часть клетки. В цитоплазме находится ядро. Это более плотное образование, оно тоже отделено своей оболочкой от цитоплазмы. Диаметр большинства клеток равен 10—100 микрон, диаметр ядра — всего 5—20 мк. В цитоплазме сосредоточено множество клеточных органов; цитологи называют их о р г а н е л л а м и. Вот митохондрии — шаровидные или палочковидные образования. Эти наиболее крупные органеллы цитоплазмы еще можно едва видеть в оптический микроскоп. Толщина их не превышает 0,1—0,2 мк, а длина доходи/ иногда до нескольких микрон. Митохондрии — энергетические станции клетки, поставщики энергии для всех происходящих в ней процессов. Они могут работать на разном топливе, перерабатывая остатки молекул сахара, жиров и белка. В цитоплазме взвешены и совсем мелкие гранулы — рибосомы. Их размеры — всего тысячные доли микрона, но роль рибосом чрезвычайно важна: они служат фабриками синтеза белка. Все органеллы цитоплазмы расположены в определенных местах, потому что внутри клетки есть многочисленные перегородки — система мембран и канальцев. Благодаря этому, все химические процессы в клетке строго упорядочены. Если всю клетку можно сравнить со сложнейшим химическим комбинатом, то ее ядро — аппарат управления этим комбинатом. Здесь хранится в идеальном порядке документация всех технологических процессов комбината, отсюда же идут чертежи и приказы на производство оборудования для цехов самого комбината... Рассказ о работе ядра и цитоплазмы в мою задачу не входит. Некоторые аспекты их сложнейшего взаимодействия были предметом отдельных статей, напечатанных в «Химии и жизни» в прошлом году в разделе «Наука о живом». О других, безусловно, еще пойдет речь на страницах следующих номеров журнала. Немало во взаимодействии ядра с цитоплазмой и такого, что еще не узнано и не понято исследователями. Здесь же мы напомним лишь о том, что основное в работе клетки — синтез белков. «Техническая документация», законы этого синтеза находятся в молекулах де- зоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), своего рода «государственной власти» в клетке. А «исполнительный аппарат», руководящий ходом синтеза и контролирующий его — это молекулы другой кислоты, рибонуклеиновой (РНК). 2. ВИРУСЫ Если о существовании клетки человечество знает уже около 300 лет, то науке о вирусах немногим более 70 лет. Годом рождения вирусологии считают 1892 г., когда русский ботаник Д. И. Ивановский 28
опубликовал итоги своих исследований о природе мозаичной болезни табачного листа. Заболевание у здоровых растений можно было вызвать, нанося на их листья сок больных растений, предварительно профильтрованный. Однако фильтры были настолько мелкопористыми, что бактерий не пропускали. Этим простым и точным экспериментом Ивановский впервые доказал существование ультрамикроскопических возбудителей инфекционных заболеваний. Новая отрасль науки — вирусология развивалась быстро. В короткий срок стало известно множество вирусов, поражающих все живые организмы нашей планеты. И оказалось, что эти внутриклеточные паразиты способны вредить не только растениям, насекомым, млекопитающим и человеку. Даже бактерии, которые сами возбуждают заразные заболевания, подвержены заражению и гибели от вездесущих вирусов. А человек? С большой уверенностью можно сказать, что на свете не было и нет ни одного человека, который бы за свою жизнь не стал объектом нападения этих мельчайших паразитических форм жизни. Причем, неприятные встречи с вирусами, к сожалению для нас, довольно часты. Чем раньше мы подвергаемся атаке вирусов, тем плачевнее последствия. Особенно опасна вирусная инфекция для зародыша. Если в развивающийся организм проникают из организма матери вирусные частицы (это называется прена- тальной инфекцией), то они нередко приводят к самым плохим последствиям, в том числе к физическим недостаткам. Но и после рождения у человека бывают частые и неприятные встречи с вирусами. Досточно вспомнить о гриппе. Но многие исследователи и врачи считают, что и наше долголетие, и борьба с раковыми заболеваниями, с врожденными нарушениями развития и наследственными болезнями тоже зависят от успехов в борьбе с вирусами. Становится все очевиднее, что многие болезни внутренних органов вызваны последствиями вирусных инфекций или их хроническими формами. Не исключено, что атеросклероз, гипертония и другие виды сердечной и сосудистой патологии, приводящие к преждевременной старости, — результат встречи человека с вирусами. (Подчеркиваю — это одно из предположений, оно далеко не доказано и большинством ученых не признано). Даже с теми вирусными инфекциями, которые известны очень давно, мы можем бороться, главным образом, профилактическими прививками. Но когда заболевание в разгаре, возможности врача более чем скромны. В таких случаях его помощь сводится к тому, чтобы назначить больному постельный режим и обильное питье для выведения из организма ядовитых продуктов, накапливающихся при вирусных инфекциях. До сих пор в силе остается и старинный способ — прогревание. На вирусы не оказывают действия ни антибиотики, ни другие химиотерапевтические средства — их назначают при вирусных заболеваниях для того, чтобы обезопасить ослабленный организм от бактериальных осложнений. Что же представляют собой вирусы? Вирусы — наиболее просто устроенные биологические системы. Некоторые ученые считают их стоящими на грани живой и неживой природы. Вирусы настолько малы, что если в кубический сантиметр жидкости поместить 100 миллионов вирусных особей, то жидкость остается совершенно прозрачной, В одной животной или растительной клетке свободно умещаются десятки тысяч вирусных частиц. Вирус не только мал, но и прост по своему строению. Он представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, заключенную в белковый защитный чехол. Нуклеиновая кислота вирусной частицы называется нуклеоидом, а белковый чехол — капсидом. В нуклеиновой кислоте заключена вся информация, необходимая для создания новых вирусных частиц, подобно тому, как в ДНК клеточного ядра записана наследственная информация, передающаяся дочерним клеткам. А белок просто устроенных вирусов не несет иных функций, кроме защиты нуклеиновой кислоты от внешних воздействий. Нуклеиновая кислота может быть уложена внутри к апсид а в виде клубка; тогда вирус принимает сферическую форму (точнее — форму многогранника). Реже — молекула нуклеиновой кислоты свернута спиралью. В этом случае белковые молекулы к апсид а — капсомеры укладываются по спирали, повторяя ее «ход». 29
Наиболее сложно устроены фаги — вирусы, поражающие бактерий. У фагов есть дополнительный механизм для проникновения через прочную бактериальную ГСУ^ВК* iKAn^KflJ Сложный вирус. На рисунках схематические изображения его частей увеличены в сотни тысяч раз оболочку. Он состоит из полого отростка, который сообщается с полостью капсида (у фага капсид называют головкой), где заключена молекула нуклеиновой кислоты. Отросток заканчивается пробкой из фермента лизоцима, способного разжижать оболочку бактерии. А на отростке как бы надета подвижная «площадка» с белковой спиралью — муфтой. Эта муфта прикреплена концами к подвижной площадке и к верхней части отростка. Когда муфта сокращается, отросток вонзается в бактерию. (Для наглядности это показано здесь на рисунке. Нужно иметь в виду, что речь идет не о предположениях или догадках: механизм проникновения фага в бактерию подтвержден прямыми опытами, а также наблюдениями с помощью электронного микроскопа.) Нуклеиновая кислота фага проникает внутрь бактерии, чтобы создать там новые вирусные частицы. Между прочим, в головке фага не найдены структуры, способные значительно сокращаться. Вероятнее всего, ДНК попадает из головки фага в бактериальную клетку благодаря разности давлений. Получается, что бактерия как бы сама высасывает губительное для нее наследственное вещество фага — плотно упакованную в головке спираль ДНК. В еще большей степени этот парадокс природы проявляется при проникновении в клетку просто устроенных вирусов, не имеющих для этого никакого специального механизма. Цитоплазма клетки обволакивает вирус, и он погружается в нее, как и частицы питательных веществ. Но когда клетка разрушит белковый кспсид вируса, употребив его «в пищу», обнаруживается агрессивная начинка этого троянского коня — вирусная нуклеиновая кислота. Что же происходит дальше? Заметим, что именно с проникновения в клетку начинается настоящая жизнь вируса, который был до этого покоящейся формой (ее можно уподобить семенам растений; поэтому советский вирусолог В. Л. Рыжков называет вирусы вне клетки вироспора- м и). Несмотря на простоту строения, поведение вируса весьма сложно. Вирусная нуклеиновая кислота подавляет происходящие в клетке процессы. Клеточные системы начинают подчиняться «законам», записанным на этой гигантской макромолекуле. Начинается процесс ее самовоспроизведения. Вирусная нуклеиновая кислота многократно удваивается. Параллельно идет и синтез вирусного белка. И вскоре, когда в клетке будет «наработано» достаточно вирусного материала, начинается сборка новых вирусных частиц — процесс, отдаленно напоминающий кристаллизацию. Клетка гибнет. А каждая вновь образованная молекула вирусной нуклеиновой кислоты одевается белковым капсидом, превращаясь в зрелую частицу — вироспо- ру, способную заражать новые клетки. 30
< клетка помогает познать природу вигов и как вирусы помогают изучать знь клетки 1. ДОКАЗАТЕЛЬСТВА РОЛИ ДНК В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В журнале «Химия и жизнь» уже много говорилось о нуклеиновых кислотах. В них своеобразным кодом (последовательностью четырех азотистых оснований — нуклеоти- дов) записана информация о всей будущей жизнедеятельности клетки и многоклеточного организма, включая информацию размножения и наследственности. В познании этих важнейших для науки явлений немалая роль принадлежит экспериментам с вирусами. Еще в 1944 г. впервые появились доказательства того, что именно ДНК есть материальный носитель наследственных признаков у бактерий. И, разумеется, возникли сомнения: убеждение ученых в том, что во всех важнейших жизненных процессах материальным субстратом может быть исключительно белок, было почти безраздельным. А в ДНК, с которой ставили опыты, всегда находились следы белка, как не стремились очистить от него нуклеиновую кислоту. Только через восемь лет остроумным и точным опытом было неопровержимо доказано, что наследственная информация связана с ДНК* Еще с 1937 г. было известно, что фаги состоят из двух основных компонентов — белка и ДНК, причем содержание ДНК в них доходит до 50%. И вот в 1952 г. А. Херши и М. Чейз вырастили бактерии на питательной среде, содержащей радиоактивные серу (S35) и фосфор (Р32), и заразили их фагом. Естественно, его потомство — вирусы, образовавшиеся внутри бактерий, меченных радиоактивными изотопами, — тоже оказалось меченым. Но в белковых молекулах нет атомов фосфора, а молекулы нуклеиновой кислоты не содержат серы! И поэтому в белок вирусов включилась только радиоактивная сера, а в ДНК — только фосфор. Потом мечеными фагами заразили новую, чистую группу бактерий. И проверка показала, что вся сера осталась н а п о~ верхности бактериальных клеток — это означало, что белок не вошел в клетку! А почти весь меченый фосфор оказался внутри бактериальных клеток — значит, туда проникла только нуклеиновая кислота фагов! Этот опыт имел исключительное значе- Радиоактивная сера осталась на поверхности клетки, белок не проник в цитоплазму. Радиоактивный фосфор, содержавшийся только в ДНК фага, оказался в клетке. Этот опыт был важнейшим этапом исследований ние. Во-первых, он развенчал абсолютную роль белка в процессах жизни. Во-вторых, подтвердил роль ДНК как носителя наследственной информации. Спустя четыре года были сделаны еще более поразительные открытия. Немецким ученым А. Гиреру и Г. Шрамму и американскому биохимику Г. Френкель-Конрату удалось воссоздать вирус в пробирке. Исследователи брали большие количества вируса табачной мозаики и отделяли белок оболочки от нуклеиновой кислоты. Белок не проявлял свойств вируса. А в клетках, в которые вводили нуклеиновую кислоту, освобожденную от белковых оболочек, возникали полноценные новые вирусные частицы. Правда, их было меньше: активность нуклеиновой кислоты резко снижалась по сравнению с целыми вирусами. Когда же белок и нуклеиновую кислоту соединяли, то при определенных условиях происходила реконструкция вирусных частиц и вирус вновь обретал обычное строение, устойчивость и высокую заразительность. Френкель-Конрату удавалось даже соединять нуклеиновую кислоту с чужим белком, взятым от другого вируса. Эти «составные» вирусы размножались! М белковая оболочка в их потомстве была не «от белка», а «от нуклеиновой кислоты» — 31
причем состава, свойственного тому вирусу, от которого была взята только нуклеиновая кислота. Эти захватывающие эксперименты показали принципиальную возможность ис- Схема опыта по «реконструкции» вирусов. Слева — вирусный белок вводится в клетку, но размножения вируса не происходит. Справа — в клетку вводится вирусная нуклеиновая кислота. Ее молекулы неустойчивы без белковых чехлов, но все же в клетке размножаются полноценные вирусы. Внизу — нуклеиновая кислота и белок вирусов соединены повторно. Вирус становится устойчивым, он интенсивно размножается в клетке кусственного создания живой системы (хотя в них и были использованы готовые «детали» вирусов). 2. ТОЛЬКО ЛИ ДНК! Главная идея молекулярной биологии состоит в том, что ДНК является носителем генетической информации, а РНК — ее передатчиком, осуществляющим синтез необходимых белков. Но оказалось, что ДНК — не единственный носитель наследственности, и доказательства этому впервые получены на вирусах. Наследственное вещество многих вирусов (табачной мозаики, полиомиелита, энцефалита и некоторых других) целиком состоит из РНК, которая тоже способна воспроизводить себе подобную наследственную субстанцию и служить для синтеза соответствующих белков. Сам факт существования РНК-содержащих вирусов говорит о способности рибонуклеиновой кислоты к удвоению, подобно ДНК. А мутации РНК-вирусов дополнительно подтверждают, что рибонуклеиновая кислота может нести наследственные функции. После того, как эти факты были получены в опытах с вирусами, исследователи вновь обратились к клетке. Сейчас уже есть новые данные, позволяющие предполагать, что к самовоспроизведению способны и некоторые виды клеточной РНК. Долгое время считалось, что молекула ДНК всегда состоит из двух цепочек (и поэтому может и самоудваиваться), а молекула РНК — всегда из одной цепи. Исследование вирусов внесло поправки и в эту концепцию. В 1959 г. было экспериментально установлено, что ДНК вируса ФХ-174 — одноцепочечная структура, и все же способна к передаче наследственных свойств. В противоположность этому выяснили, что РНК некоторых вирусов — двухцепочеч- ная. Оказалось, что одинарные цепочки молекул удваиваются через промежуточные формы (из двух цепочек), в которые они превращаются в клетке. 3. СООТВЕТСТВУЕТ ЛИ КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ, СОДЕРЖАЩЕЕСЯ В ВИРУСНОЙ НУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЕ, СЛОЖНОСТИ СТРОЕНИЯ ВИРУСОВ! Сравнивая строение разных вирусов, ученые пришли к выводу, что сложность их структуры полностью соответствует молекулярному весу их нуклеиновой кислоты, то есть количеству нуклеотидов («букв») в ее цепочке. Молекулярный вес нуклеиновой кислоты просто устроенных вирусов, несущих в своих частицах только один вид белка, не превышает 2 • 10' (вирусы табачной мозаики и полиомиелита, фаг MS-2). Этого вполне достаточно для авторепродукции в клетке и для кодирования синтеза белка одного типа. Но у сложно устроенных вирусов молекулярный вес ДНК во много раз выше. Например, у фагов Т-группы он находится в пределах 150-Ю6—200-106. 32
Однако существуют и исключения: малый молекулярный вес нуклеиновой кислоты при довольно сложном строении вируса. Это противоречие вызывало подозрение, что не только нуклеиновая кислота может передавать наследственные признаки. Но эксперименты с клетками помогли разобраться в кажущемся противоречии. Тщательному изучению был подвергнут процесс репродукции вируса гриппа в живой клетке. При молекулярном весе его РНК, равном 2 • 106, этот вирус довольно сложен — и по структуре, и по химическому составу. Кроме РНК и белкового кап- сида, вирус гриппа содержит еще и липи- ды (жироподобные вещества), а также ге- магглютинин — вещество, способствующее склеиванию эритроцитов крови. Как удается вирусу построить такое сложное тело при довольно скудном запасе информации в его РНК? Если взять для сравнения сложный вирус — фаг Т-группы, то оказывается, что паразитируя на бактерии, он «все готовит себе сам». Тормозит обычный обмен веществ в бактерии, дробит цепи ее белков и нуклеиновых кислот на отдельные звенья — аминокислоты и нуклеотиды. В образовавшемся аминокислотно-нуклео- тидном «супе» и синтезируются дочерние молекулы ДНК и многих белков фага. Весь этот сложный процесс закодирован в огромной молекуле, заключенной в головке вируса. Можно сказать, что вполне оправдано выражение одного вирусолога — головка фага «полна идей»... В противоположность такому скромному паразитизму фага, вирус гриппа ведет себя гораздо наглее. Мало того, что он паразитирует в клетке. Выходя из нее, он похищает ее компоненты, включая их в состав своего потомства. При детальном химическом анализе оказалось, что липиды, составляющие около 30% веса каждой частицы вируса гриппа,— это обычные клеточные липиды. Есть данные о том, что гемагглютинин, составляющий до 50% белка вируса, — не что иное, как измененные рибосомы клетки. Если это так, то более 70% вещества вируса гриппа — компоненты клетки. Эта «утонченная» форма паразитизма позволяет вирусу, обладающему довольно ограниченной наследственной информацией, создавать очень сложные структуры тела своего потомства. 4. КАК СПРАВИТЬСЯ С ВИРУСАМИ! В еще недавно казавшейся безнадежной проблеме борьбы с вирусными заболеваниями, наметились ощутимые результаты. Продуктивных направлений, позволяющих надеяться на серьезные успехи, несколько. Основываясь на знании химического строения вирусов, биологи и химики применили для их уничтожения ферменты (способные дробить цепи нуклеиновых кислот на отдельные нуклеотиды), так называемые нуклеазы. С 1958 г. в лаборатории нуклеиновых кислот Института цитологии и генетики Сибирского отделения АН СССР, под руководством Р. И. Салганика ведутся интересные исследования по действию нуклеаз на вирусы. Эксперименты подтвердили правильность направления. Клинические наблюдения также дали важные результаты. Особенно успешным было применение нуклеаз при наружных вирусных поражениях кожи, глаз и слизистых оболочек. Большому количеству больных сохранено зрение благодаря применению ДНК-азы. Биохимик Г. Кауфман в США идет другим путем. Он вводит в глазные капли «испорченные звенья» — дефектные нуклеотиды для построения ДНК потомства вируса-возбудителя. В результате, вновь образованные в клетке, вирусные частицы с негодными нуклеотидами оказываются также дефектными и не способны, выйдя из клетки, размножаться в соседних клетках. Английские ученые А. Айзакс и Дж. Линдеман основали еще одно направление борьбы с вирусами. В 1957 г. они открыли интерферон — вещество белковой природы, вырабатываемое клеткой в ответ на проникновение в нее вирусов и блокирующее их «работу». Мир вирусов ставит перед нами все новые загадки. С каждым годом открываются все новые тайны материи и недалеко то время, когда старый фаустовский вопрос «что есть жизнь» будет раскрыт окончательно. Кандидат медицинских наук Л. Н. МОСОЛОВ, Институт цитологии и генетики Сибирского отделения АН СССР 3 Химия и Жизнь, № 3 33
зимний отдых ХЛОРОПЛАСТОВ и В любой клетке зеленого листа можно разглядеть под микроскопом крохотные, в несколько микронов, изумрудные зернышки, разбросанные в бесцветной протоплазме. Они хороню видны на приводимых здесь микрофотографиях при увеличении в несколько сот раз в виде темных пятнышек, испещривших клетки. Это и есть хлоропласты зеленого растения, где под действием солнечных лучей неорганические вещества превращаются в органические. Это те самые хлорофильные зерна, которые К. А. Тимирязев назвал «посредником между всей жизнью на Земле и Солнцем». Хлоро- пласты есть не только в листьях, но и в коре, хотя там их роль менее изучена. Но фотосинтез не происходит в растении непрерывно. На зиму все жизненные процессы в нем стихают. Отмирают надземные части травянистых растений, деревья сбрасывают листья. Хлоропласты теперь не нужны: усвоение питательных веществ извяе прекращается. Но есть и вечнозеленые растения — среди них всем известные ель, сосна. Их хвоя — те же листья, в ней — те же хлоропласты. Что же происходит с ними зимой, когда они не нужны растению? Погибают ли они, чтобы возродиться весной, или просто погружаются в покой, сохраняя свое сложное строение, готовые пробудиться, как только пригреет солнце? Этот вопрос оставался нерешенным почти столетие. Вернее, за это время его неоднократно решали, — но каждый раз по- разному. Одни учеяые, исследуя зимнее состояние хлоропластов разных вечнозеленых растений, приходили к выводу, что хлоропласты и зимой сохраняют свою целостность в клетке, хотя и прекращают активную деятельность. Другая, большая часть исследователей делала иное заключение: хлоропласты зимой агглютинируют — склеиваются в бесструктурную массу, слоеом, разрушаются. С начала 50-х годов, когда появилась нашумевшая теория О. Б. Лепешинской о самозарождении клеток и их структур из бесструктурного живого вещества, последняя точка зрения, казалось, восторжествовала. Одна за другой появлялись научные работы, авторы которых утверждали, что хлоропласты зимой разрушаются и превращаются в однородную зеленую массу — агглютинат, из которой весной образуются новые хлоропласты с обновленной структурой. И только недавно точные микроскопические исследования, проведенные сотрудником Института физиологии растений АН СССР кандидатом биологических наук Е. И. Барской в лаборатории устойчивости, руководимой профессором П. А. Ген- келем, неопровержимо доказали ошибочность таких взглядов. Поздней осенью, когда растение погружается в состояние зимнего покоя, расположение хлоропластов в клетке действительно начинает изменяться. Если летом они равномерно распределены в слоях протоплазмы, прилегающих к клеточной оболочке (фото 1), то поздней осенью они покидают периферию и собираются плотной кучкой. У разных растений это происходит по-разному. Например, в клетках еловой хвои они к концу октября собираются вокруг ядра (фото 2). Там они и остаются на всю зиму (фото 3). Зимой в хлоропластах происходят и изменения внутренней
суб микроскопической структуры. Когда же наступает весна, хлоропласты снова расходятся по своим рабочим местам, их «летняя» структура восстанавливается, и они возобновляют свою деятельность. Никаких признаков разрушения, агглютинации хлоропластов заметить не удалось. Почему же многие исследователи, в том числе и такие, научная добросовестность которых не вызывает сомнений, явственно видели агглютинацию хлоропластов? Все дело в методике приготовления микроскопических препаратов. Прежде всего, при изготовлении среза часть клеток неизбежно повреждается. Затем, когда их рассматривают в водной среде или в растворах сахарозы, как зто делается обычно, происходят новые повреждения. Зимние хлоропласты, которые из-за изменений своей внутренней структуры оказывались более уязвимыми, повреждались в большей степени, чем летние. В результате ученые действительно видели в зимних препаратах разрушение хлоропластов, но причиной этого были не естественные процессы, а повреждения клеток. Когда же Е. И. Барская впервые применила для изучения хлоропластов использовавшийся ранее для других исследований метод инфильтрации ткани химически нейтральным вазелиновым маслом, не причиняющим вреда клеткам, она получила возможность увидеть, что на самом деле происходит в живой клетке. Параллельно с этим исследования велись и на фиксированных препаратах. Тот и другой метод дали сходные результаты, что послужило лишним подтверждением сделанных выводов. Обнаруженное явление зимнего скучивания хлоропластов еще не получило полного физиологического объяснения. Очевидно, оно как-то связано с общей перестройкой жизнедеятельности клетки, происходящей в период зимнего покоя. Предстоит изучить и те изменения, которые появляются зимой во внутренней структуре хлоропластов. Это углубит наши представления о сложных физиологических процессах взаимодействия растения с внешней средой. ЛИ новости отовсюду «ВЕЧНАЯ» ЛАМПА Шахтерская лампа, которой не требуется ни горючего, ни аккумуляторов, создана в Венгерском институте горнорудных исследований. Источником энергии служит радиоактивный изотоп стронций-90 с периодом полураспада 19,9 года. Он наносится тончайшим слоем на эмалированное стекло. Перед стеклом помещают прозрачный пист полистирола, в который добавлен люминисцент- ный порошок сульфида цинка. Радиоактивное излучение возбуждает люминофор, и лампа «загорается». ЛЕД И ПЛАМЕНЬ «Мы не знаем, как рассматривать поведение поликристаллов, пока нам ничего не известно о том, как ведет себя монокристалл»—утверждает американский ученый Р. Рамсейер. Дпя выращивания идеальных монокристаллов он использует обычную воду. Его «фабрика льда» выращивает один 60-сантиметровый кристалл в месяц. Исключительно чистую воду заливают в длинную трубку из акриловой смолы и у самого дна помещают кристалл-затравку. Замерзший ледяной столб вращают, направляя на него сквозь узкую щель тепло пампы. Теппо расплавляет часть льда, но лампа медленно, со скоростью полмиллиметра в час поднимается, и вода вновь замерзает, молекула за молекулой, образуя почти идеальный кристалл. Исследования монокристаллов предприняты с целью выяснения дефектов кристаллической решетки и способов их устранения. ПОДВОДНОЕ «АУ!» Аукать под водой — занятие бесполезное: услышав звук, человек все равно не поймет, откуда он к нему приходит. Мы определяем направление звука по различию во времени его приема ушами, но в воде скорость звука примерно в 4,5 раза выше, чем в воздухе. Ничтожная разница во времени приема звука под водой становится недоступной нашему восприятию. Журнал «Science News Letter» 1965, № 25 сообщает о новых миниатюрных приборах — гидрофонах, которые помещаются в уши. С помощью электронного устройства гидрофоны удваивают промежуток времени приема звукового сигнала, и этого достаточно, чтобы любитель подводного плавания смог безошибочно плыть на звук. ...КАК ЧАСЫ Хотя космонавты, без сомнения, счастливые люди, «наблюдать часы» в межпланетных полетах им все же придется. «Земные» хроно-сверхточные часы для космических кораблей сконструировала одна из американских фирм. Они вырабатывают эталонные сигналы с точностью до одной миллиардной процента. Такая точность отсчета времени позволит определить положение космического корабля при полете к Луне с погрешностью всего в 19 мм. Стоит добавить, что весят часы около 9 кг и занимают места чуть больше, чем коробка дпя обуви. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ У 35
с_э РУТЕНИИ Кандидат химических наук Н. М. СИНИЦЫН • Рутений может существовать в девяти валентных состояниях. • Рутений — элемент VIII группы периодической системы. Он принадлежит к благородным металлам. • Атомный вес рутения 101,07; плотность —12,3 г/см3. • Название рутения происходит от имени страны, в которой он был открыт. Ruthenia, по-латыни — Россия. • В реакторах атомного ледокола «Ленин* ежегодно образуется заметное количество рутения. • Рутений ставит сегодня перед химиками, как минимум, три проблемы. О них и будет рассказано в этой статье.
ПРОБЛЕМА № 1 — КАК ИЗБАВИТЬСЯ ОТ РУТЕНИЯ У рутения немало ценных и интересных свойств. По многим механическим, электрическим и химическим характеристикам он может соперничать с многими металлами и даже с платиной и золотом. Однако, в отличие от этих металлов, рутений очень хрупок, и поэтому изготовить из него какие-либо изделия пока не удается. По-видимому, исключительная хрупкость и неподатливость рутения механической обработке объясняются недостаточной чистотой образцов, подвергаемых испытаниям. Физические свойства этого металла очень сильно зависят от способа получения, а выделить рутений высокой чистоты пока еще не удалось никому. Попытки получить чистый и ковкий рутений спеканием в брикетах, зонной плавкой и другими методами не привели к положительным результатам. По этой причине точно не установлены температуры плавления и кипения рутения. Считается, что значения этих характеристик лежат, соответственно, в районе 2700 и 4500е С Металлический рутений очень активно сорбирует водород. Обычно эталоном водородного сорбента считается палладий, один кубический сантиметр которого поглощает 940 кубических сантиметров Нг. Поглотительная способность рутения выше. Он сорбирует 1500 объемов водорода. Еще одно немаловажное свойство рутения: при температуре 0,47е К он становится сверхпроводником. Компактный металлический рутений не растворяется в щелочах, кислотах и даже в кипящей царской водке, он частично растворяется в азотной кислоте с добавками сильных окислителей — перхлоратов или броматов. При нагревании на воздухе рутений начинает частично окисляться. Максимальная скорость окисления наблюдается при 800°С. В интервале температур до тысячи градусов рутений всегда окисляется только до двуокиси — R11O2, но если его нагреть до 1200° С и выше, он начинает превращаться в летучую четырехокись — Ru04f проявляя высшую валентность + 8. R11O4 — очень интересное соединение. В обычных условиях это золотисто-желтые иглообразные кристаллы, которые уже при 25е С плавятся, превращаясь в коричнево- оранжевую жидкость со специфическим запахом, похожим на запах озона. При соприкосновении с малейшими следами большинства органических веществ четырехокись рутения моментально взрывается. В то же время она хорошо растворяется в хлороформе и четыреххлористом углероде. Ru04 ядовита, при длительном вдыхании ее паров у человека начинает кружиться голова, бывают приступы рвоты и удушья. У некоторых химиков, работавших с четырех^ окисью рутения развивалась экзема. Способность рутения к образованию че- тырехокиси сыграла существенную роль в химии этого элемента. Путем перевода в летучую четырехокись удается отделить рутений от других благородных и неблагородных металлов и после восстановления Ru04 получить наиболее чистый рутений. Этим же способом удаляют из родия, осмия, иридия и платины примеси рутения, которые сильно влияют на свойства платиновых металлов. Очищать их от рутения другими методами исключительно сложно. Но не металлургия сделала проблему борьбы с рутением столь актуальной. Проблема № 1 поставлена перед учеными атомной техникой. Радиоактивных изотопов рутения в природе не существует, но они образуются в результате деления ядер урана и плутония в реакторах атомных электростанций, подводных лодок, кораблей, при взрывах атомных бомб. Большинство радиоизотопов рутения недолговечны, но два — Ru-ЮЗ и Ru-106 имеют достаточно большие периоды полураспада C9,8 суток и 1,01 года) и накапливаются в реакторах. Знаменательно, что при распаде плутония изотопы рутения составляют 30% от общей массы всех осколков* 37
СШКА НА И0НООБПЕННГ1КАК • ОЧИСТКА ОСМАЕНИЕП • ПНПСТКА ЭКСТгЛКЦШ! ©-ИОНИТЫ XJ- VPAH ф- PVTEHHI/1 Д-ПРОЧИЕ ОСКОЛКИ Схема очистки ядерного горючего от рутения и других осколочных элементов. С теоретической точки зрения этот факт, безусловно интересен. В нем даже есть особая «изюминка»: осуществилась мечта алхимиков — неблагородный металл превратился в благородный. Но практический вред, наносимый этим процессом атомной технике, не окупился бы даже в том случае, если бы удалось применить с пользой весь рутений, полученный в ядерных реакторах. Чем же так вреден рутений? Одно из главных достоинств ядерного горючего — его воспроизводимость. Как известно, при «сжигании» урановых блоков в реакторах образуется новое ядерное горючее — плутоний. Одновременно образуется и «зола» — осколки деления ядер урана, в том числе и изотопы рутения. Золу, естественно, приходится удалять. Мало того, что ядра осколочных элементов захватывают нейтроны и обрывают цепную реакцию, они еще создают уровни радиации, значительно превышающие допустимые. Основную массу осколков отделить от урана и плутония относительно легко, что и делается на специальных заводах, а вот радиоактивный рутений доставляет много неприятностей. Плутоний, неизрасходованный уран и осколки разделяют на специальных установках. Первая стадия разделения— растворение урановых блоков в азотной кислоте. Здесь и начинаются неприятности с рутением. При растворении часть его превращается в комплексные нитрозосоединения, в основе которых — трехвалентная группировка (RuNOK+. Эта группировка образует комплексные соединения всевозможного состава. Они взаимодействуют между собой, или с другими ионами, находящимися в растворе, или гидролизуются, или даже объединяются в неорганические полимерные молекулы. Комплексы совершенно разные, но разделить и идентифицировать их очень трудно. Бесконечное разнообразие свойств нитрозосоединений рутения ставит перед химиками множество сложнейших вопросов. Существует несколько методов отделения осколков от плутония и урана. Один из них — ионообменный. Раствор, содержащий различные ионы, проходит через систему ионообменных аппаратов. Смысл этой операции состоит в том, что уран и плутоний задерживаются ионитами в аппаратах, а прочие элементы свободно проходят через всю систему. Однако рутений уходит лишь частично. Часть его остается на ионообменнике вместе с ураном. В другом методе — осадительном уран переводится в осадок специальными реактивами, а осколки остаются в растворе. Но вместе с ураном в осадок выпадает и часть рутения. При очистке методом экстракции уран извлекается из водного раствора органическими растворителями, например эфи- рами фосфорных кислот. Осколки остаются в водной фазе, но не все — рутений частично переходит в органическую фазу вместе с ураном. Трудностей очистки ядерного горючего от рутения пытались избежать, применяя сухие методы, исключающие растворение урановых блоков. Вместо азотной кислоты их обрабатывали фтором. Предполагалось, что уран при этом перейдет в летучий гек- сафторид, и отделится от нелетучих фторидов осколочных элементов. Но рутений и тут остался верен себе. Оказалось, что он тоже образует летучие фториды. 38
Схема распространения и концентрирования рутения в различных минералах и в почве. грунтовые воды ПИРОЛЮЗИТ МИГРАЦИЯ • РУТЕНИЯ • В ПОЧВЕ Трудности с рутением преследуют технологов и на следующих стадиях работы с делящимися материалами. При улавливании осколков из сбросных растворов большую часть посторонних элементов удается перевести в осадок, а рутений, опять-таки, частично остается в растворе. Не гарантирует его удаления и биологическая очистка, когда сбросные растворы сливают в бессточные природные водоемы. Рутений начинает постепенно мигрировать в грунт, создавая опасность радиоактивного загрязнения на больших расстояниях от водоема. То же самое происходит и при захоронении осколков в шахтах на большой глубине. Радиоактивный рутений, обладающий (в виде растворимых в воде нитро- зосоединений) чрезвычайной подвижностью или, правильнее сказать, миграционной способностью, может уйти с грунтовыми водами очень далеко. Борьбе с радиоактивным рутением уделяют много внимания физики, химики и, особенно, радиохимики многих стран. На I Международной конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве этой проблеме было посвящено несколько докладов. Однако до сих пор нет оснований считать борьбу с рутением оконченной успешно, и, видимо, химикам придется еще немало поработать для того, чтобы эту проблему можно было перевести в категорию окончательно решенных. ПРОБЛЕМА № 2 — ДАЛЬНЕЙШЕЕ ИЗУЧЕНИЕ ХИМИИ РУТЕНИЯ И ЕГО СОЕДИНЕНИИ Необычайная актуальность проблемы № 1 заставляет исследователей все глубже проникать в химию рутения и его соединений. Открытие радиорутения в продуктах деления ядерного горючего послужило мощным толчком для многочисленных работ по химии рутения. Можно без преувеличения сказать, что только в эти годы рутений стал объектом пристального внимания химиков. Раньше им занимались не так уж много. Рутений открыт в середине прошлого века. В 1844 г. профессор химии Казанского университета Карл Карлович Клаус получил из сырой платины 6 граммов неизвестного серебристо-белого металла, определил его атомный вес, основные физико-химические константы и отдельные свойства некоторых его соединений *. Рутений стал пятьдесят седьмым элементом, известным химикам. Разработкой отдельных вопросов химии рутения в разные годы занимались многие известные химики: Я. И. Берцелиус, Ш. Сент- Клер-Девиль, А. Дебрэ, Г. Реми и другие. Было установлено, что по некоторым химическим свойствам рутений близок к железу, а по другим — к родию и особенно к осмию, что он может проявлять несколько валентностей, что устойчивый окисел рутения имеет формулу Ru02. * В одном из следующих номеров «Химии и жизни» будет опубликована статья о жмзни и творчестве К. К. Клауса, 39
Рутений редкий и очень рассеянный элемент. Известен единственный минерал, который он образует в естественных условиях. Это лаурит RuS2, очень твердое тяжелое вещество черного цвета, встречающееся в природе крайне редко. В некоторых других природных соединениях рутений — всего лишь изоморфная примесь, количество которой, как правило, не превышает десятых долей процента. Небольшие примеси соединений рутения были обнаружены в медно- никелевых рудах канадского месторождения Седбери, а потом и на других рудниках. Академик А. Е. Ферсман нашел следы рутения в изверженных кислых породах и многих минералах. Однако вопрос о рассеянии рутения при разрушении горных пород и его дальнейшей судьбе до сих пор до конца не изучен. Его решение осложняется тем, что рутений, с одной стороны, дает труднорастворимые окислы, которые накапливаются в остатках разрушенных пород, а с другой стороны, минеральные и поверхностные воды растворяют часть рутения, он переходит в раствор и рассеивается. Сильные адсорбенты и биохимические агенты могут вновь концентрировать рутений из растворов. Так, повышенные концентрации рутения обнаружены в минерале пиролюзите Мп02. Способностью накапливать этот элемент обладают также некоторые виды растений, в частности, он концентрируется в корнях бобовых. Одно из самых замечательных химических свойств рутения — его многочисленные валентные состояния. Легкость перехода рутения из одного валентного состояния в другое и обилие этих состояний приводят к чрезвычайной сложности и своеобразию химии рутения, которая до сих пор изобилует множеством белых пятен. 1 Валентное состояние 1 рутения в соединен и ял 8 I 7 6 5 4 3 2 1 0 Примеры соединении 1 Ru04 М [Ru04] MJRulbl; Mo[RuF8l; RuFG M[RuFn|; RuFr> RuCl4; RuO*; M.[RuCl6] RuCl3; M,[RuCU /Vl,[RiiCl4]; M4[RiuCN)(,] Ru (СО)„Вг Ru (C0)n Символом М в таблице обозначены одновалентные металлы. Посмотрите, как многотипны соединения рутения, представленные в таблице, сколько в ней сложных и еще мало изученных соединений. Символом М в таблице обозначены одновалентные металлы. Очень немногие ученые систематически занимались химией рутения. Некоторые из них опубликовали по одной-две работы и занялись другими элементами, а иные, не в силах справиться с лавиной постоянно возникающих новых и новых вопросов, оставляли свои работы по рутению даже не доведенными до конца. Именно по этой причине я считаю себя обязанным упомянуть в этой статье имя очень рано умершего советского ученого Сергея Михайловича Старостина, который всю свою жизнь посвятил изучению химии рутения и его соединений. Это он установил, что огромные трудности, возникающие при отделении рутения от плутония и урана связаны с образованием и свойствами рутениевых нитрозокомплексов. Но вернемся к многочисленным валентностям рутения. Ознакомившись с таблицей, вы встретились с девятью валентностями — от 0 до + 8. Казалось бы, куда больше? Но это еще не все. Рутений способен и к образованию соединений с кратными связями, в создании которых участвует не одна, а несколько пар электронов. Помимо ковалент- ных связей, образующихся благодаря спариванию свободного электрона рутения с электроном любого другого атома, этот элемент может образовывать и более сложные — дативные и донорно-акцепторные связи. Например, установлено, что в соединении K4[Ru2OClio]- Н20 связь Ru — О — Ru B 1,8А) кратная. Эта связь — более короткая и более прочная, чем ординарная связь Ru—О B,3 А). В образовании нитрозо- соединений рутения участвуют связи всех трех видов. Присутствие в этих соединениях NO-группы приводит к образованию рутением очень устойчивой восемнад- цатиэлектронной конфигурации инертного газа криптона, что объясняет необычайно высокую химическую и термическую стойкость нитрозокомплексов рутения — соединений, представляю- 40
щих наибольший интерес для атомной техники. Помимо всего прочего, рутений может образовывать длинноцепочечные полимерные молекулы. Для него характерно образование цепей, аналогичных силиконовым: —Ru—О—Ru—О—Ru—. Кроме того, доказано существование полимерных соединений, построенных так: \r../ coo СООч ^соо X >< так: H3LOOv ч ^сн.соо 4 СНзСОС или так: Некоторые ученые предполагают, что удастся выделить и неорганические полимеры на основе нитрозокомплексов рутения. Несколько лет назад комплексные соединения рутения сослужили теории химии важную службу, став прекрасной моделью, с помощью которой А. Вернер создал свою знаменитую координационную теорию. Возможно, что в недалеком будущем полимерные соединения рутения послужат моделью и для создания теории неорганических полимеров. ПРОБЛЕМА № 3 — ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РУТЕНИЯ И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ Несмотря на малую распространенность в природе и очень небольшие масштабы добычи (в капиталистических странах ежегодно добывают лишь 120—150 килограммов рутения), этот элемент никак не назовешь безработным. Рутений — самый неблагородный из платиновых металлов, однако ему присуще большинство их свойств. По каталитическому действию рутений иногда превосходит платину и палладий. Во многих случаях его применяют вместе с платиной для того, чтобы увеличить ее каталитическую активность. Сплав родия, рутения и платины ускоряет окисление аммиака в производстве азотной кислоты. Рутений применяют для синтеза синильной кислоты из аммиака и метана, для получения предельных углеводородов из водорода и окиси углерода. За границей запатентован способ полимеризации этилена на рутениевом катализаторе. Важное значение приобрели рутениевые катализаторы реакции получения глицерина и других многоатомных спиртов из целлюлозы путем ее гидрирования. Известный советский ученый академик А. А. Баландин и его сотрудники с помощью рутения сумели превратить в ценные химические продукты древесные опилки, кукурузные кочерыжки, шелуху от семян подсолнуха и коробочки хлопчатника. А совсем недавно в печати промелькнуло сообщение о том, что рутениевый катализатор был успешно применен при синтезе алмазов. Главное достоинство рутения-катализатора в его высокой избирательной способности. Именно она позволяет химикам использовать рутений для синтеза самых разнообразных органических и неорганических продуктов. Рутений-катализатор начинает всерьез конкурировать с платиной, иридием и родием. Несколько меньше возможности элемента № 44 в металлургии, но его применяют и в этой отрасли. Небольшие добавки рутения обычно увеличивают коррозионную стойкость, прочность и твердость сплавов_ Чаще всего его вводят в металлы, из которых изготовляют контакты электротехнической и радиоаппаратуры. Сплав рутения с платиной нашел применение в топливных элементах некоторых американских искусственных спутников Земли. И, наконец, говоря о применении рутения, нельзя не упомянуть об использовании его радиоактивных изотопов в научных исследованиях, особенно при решении спорных вопросов химии самого рутения. Здесь элемент № 44, в конечном счете, борется сам с собой. Ведь путь к окончательному решению проблемы очистки ядерного горючего от радиорутения проходит через углубленное познание свойств и особенностей этого сложного и необычного элемента. 41
X ш о. С о ас и fiu ш ш О < ш о. >> < НОВОЕ СЛОВО В МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ Молекулярная биология — самая молодая ветвь современного естествознания, и в ней с необычайной быстротой следуют одно за другим блестящие открытия фундаментального значения. Убедительным свидетельством этого может служить тот факт, что за последние пять лет Нобелевские премии трижды присуждались за достижения именно в области молекулярной биологии. Так было и в 1965 году, когда этой высшей научной награды были удостоены трое французских ученых, вписавшие новые страницы в познание молекулярных основ ряда биологических процессов. В публикуемой ниже статье американского ученого Г. Стента, крупного авторитета в области молекулярной генетики, освещается основная сущность исследований, отмеченных Нобелевской премией 1965 года, и некоторые черты биографии новых лауреатов. Мы полагвем, что эта статья представит несомненный интерес для читателей журнала. Академик В. А. ЭНГЕЛЬГАРДТ На фото — лауреаты Нобелевской премии 1965 года по физиологии и медицине (слева направо): А. Львов, Ж. Моно, Ф. Жакоб 42
Нобелевская премия по физиологии и медицине за 1965 год присуждена французским ученым А, Львову, Ж. Моно и Ф. Жакобу. За 30 лет, прошедшие с тех пор, как этой награды были удостоены Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри, Нобелевская премия впервые присуждается французским исследователям. Для нынешнего поколения биологов имя АНДРЕ ЛЬВОВА обычно связано с его исследованиями 50-х годов, когда он показал, что лизо- генные бактерии * передают от поколения к поколению способность вырабатывать вирус в форме неэффективного «нрофага». Однако это было лишь одно из трех исследований, принесших А. Львову мировую известность. В 20-х годах, изучая морфогенез простейших, Львов открыл у них внеядерную наследственность. Эти работы поставили его в первые ряды протистологов того времени. Десятилетие спустя, исследуя потребности простейших в питательных веществах, Львов установил, что витамины стимулируют рост микробов, и показал, что они играют роль коферментов. Работая в Пастеровском институте в Париже, Львов сблизился с Э. Вольманом — одним из пер-> вых исследователей лизогенных бактерий, кото-< рый впоследствии погиб в фашистском концлагере. После войны Львов решил продолжить работы Вольмана и получил неопровержимые доказательства того, что лизогенные бактерии действительно передают из поколения в поколение способность вырабатывать вирус. Это коренным образом изменило наши взгляды на природные взаимоотношения между вирусами и теми клетками, в которых они развиваются: представления о неизбежной вредоносности вируса сменились выводом о возможности «мирного сосуществова-j ния» вируса и клетки. ЖАК МОНО начал свою научную карьеру в 30-х годах, также работая над простейшими. Но не эти исследования принесли ему нынешнюю славу. Он даже подумывал о том, чтобы бросить научную деятельность и совершенствоваться в игре на виолончели, в которой он и сейчас проявляет высокое мастерство. Но он решил еще раз испытать свои силы в биологии и занялся пробле- * Лизогения — наблюдаемое у некоторых бактерий явление, состоящее в присутствии в их клетках особого вируса, который обычно находится в неактивном состоянии и может переходить в активную форму под влиянием внешних воздействий — например, ультрафиолетового облучения. Возможно, что сходные явления происходят в клетках, подвергающихся злокачественному перерождению. — Прим. переводчика. мой роста микробов. Моно разработал количественные методы и принципы выращивания бактериальных культур, которые ныне стали стандартными в исследованиях по физиологии микробов. Когда Франция была оккупирована фашистами, Моно вступил в ряды борцов Сопротивления, командовал одной из подпольных воинских частей. После освобождения Франции он оставался в армии до 1946 г., а затем вернулся в Париж, чтобы возобновить научную работу в Пастеровском институте, в отделе физиологии микробов, который возглавлял А. Львов. Здесь Моно начал изучение индуцируемого бактериального фермента — бета-галактозидазы. Подобно тому, как бактериальные вирусы оказались идеальным объектом для изучения процесса генетической репродукции, так и индуцируемые бактериальные ферменты, которые образуются лишь при введении в клетку индукторов — веществ, сходных по природе с субстратами, были словно самой природой предназначены для выяснения механизмов выработки ферментов в клетке. В результате десятилетней работы над этой проблемой Моно совместно с американским ученым М. Коном установил, что индуцированное образование бета-галактозидазы представляет собой подлинный синтез новых белковых молекул, а не активирование уже существующих в клетке предшественников фермента. Было показано также, что, вызывая синтез фермента, индуктор совершенно не вступает с ним во взаимодействие. Наконец, Моно в сотрудничестве с Ж. Кохэн-Ба- зир удалось выделить такие мутантные линии бактерий, котррые приобрели свойство синтезировать фермент без участия индуктора. ФРАНСУА ЖАКОБ к началу Второй мировой войны не успел закончить свое медицинское образование. Ему удалось перебраться в Англию на одной из последних лодок, покинувших берега Франции после ее военного разгрома. Он вступил в ряды вооруженных сил Свободной Франции, возглавлявшихся генералом де Голлем, и получил офицерское звание в дивизии Леклерка, прорвавшейся из Экваториальной Африки через Ливийскую пустыню к берегам Средиземного моря, а позднее принявшей участие в освобождении Парижа. Ф. Жакоб был тяжело ранен и удостоен почетного звания Участника Сопротивления. С 1949 г. Жакоб работает в отделе физиологии микробов Пастеровского института. Совместно с Э. Вольманом, сыном Вольмана-старшего, он изучает генетические основы лизогении. Вскоре им удается показать, что профаг, описанный А. Львовым, представляет собой, по существу, особое состояние вирусного генома, который присоеди- 43
няется к хромосоме клетки-хозяина и воспроизводится вместе с ней. В ходе этих исследований Вольман и Жакоб обнаружили еще более важный факт, касающийся половой конъюгации бактерий — их слияния, при котором происходит частичный взаимный обмен ядерным аппаратом и цитоплазмой. Оказалось, что при этом происходит постепенное упорядоченное перемещение хромосомы от мужской донорной бактерии в женскую клетку-реципиент. Изучение регуляции синтеза бактериальных ферментов вступило в новую фазу в 1958 г., когда Жакоб и Моно предприняли совместно большую серию физиолого-генетических исследований. Первым успехом на этом пути можно считать постановку эксперимента, получившего название «Па-Жа-Мо» (это своеобразное наишснование состоит из начальных букв имен участников: с Жакобом и Моно здесь сотрудничал американский ученый А. Парди). Опыт показал, что при конъюгации нормальных мужских бактерий с женскими мутантами, способными конститутивно, без индуктора, синтезировать бета-галактози- дазу, большинство их потомства оказывается способным именно к индуцированному синтезу фермента. Из этого сделано заключение, что в бактериальной клетке должно существовать вещество, «запрещающее» синтез данного фермента и синтезируемое бактерией под воздействием специфического гена-регулятора. Это вещество получило название репрессора. Роль же индуктора, вызывающего синтез фермента, должна была состоять в нейтрализации репрессора. Сформулировав представление о репрессоре, Моно и Жакоб сумели изолировать его и, использовав весьма утонченную методику, составить генетические карты целого ряда ранее неизвестных регуляторных механизмов у мутантных типов бактерий. Эти представления были обобщены в вышедшем в 1961 г. обзоре «Генетические регуляторные механизмы белкового синтеза», который можно считать одним из краеугольных камней современной молекулярной биологии. Здесь Жакоб и Моно сформулировали две идеи первостепенного значения: о матричной, или информационной («мессен- джер») РНК и об опероне. Существование матричной РНК было подтверждено экспериментально еще до того, как книга Жакоба и Моно вышла в свет. Для зтого типа РНК характерны непродолжительность существования и способность соединяться с рибосомами, обусловливая в них упорядоченную сополимеризацию аминокислот в специфические пептиды. Эти представления легли в основу опытов М. Ниренберга (США) с синтетическими матричными РНК, открывших путь к расшифровке генетического кода. Представления об опероне сводились к тому, что гены, ответственные за определенную функцию, расположены в нужной последовательности в ограниченном участке бактериальной хромосомы и связаны с общим геном, осуществляющим регуляцию — так называемым оператором. Гены оперона выполняют свою функцию, то есть синтезируют свою матричную РНК, лишь постольку, поскольку оператор остается свободным. Если же оператор связывается со специфически соответствующим ему репрессором, являющимся, в свою очередь, продуктом другого регуляторного гена, то оператор прекращает свою деятельность. Реп- рессор может существовать в активной или неактивной форме: он активизируется в результате взаимодействия с индуктором. Например, для оперона, управляющего синтезом бета-галактози- дазы, таким индуктором может служить вещество галактозиднои природы, сходное по своему строению с природным субстратом данного фермента. Подобная схема регуляции позволила объяснить огромное число накопившихся к тому времени наблюдений над белковым синтезом бактерий. Больше того, эти же принципы лежат в основе превращений профага, остававшихся загадочными в течение более 10 лет, прошедших со времени открытия А. Львова. Было обнаружено, что про- фаг вырабатывает специфическое «иммунное вещество», напоминающее по свойствам репрес- сор, которое препятствует проявлению функций других генов. В свете этих представлений индукцию профага можно легко объяснить как результат нейтрализации иммунного репрессора, в результате чего освобождаются операторы ранее остававшихся неактивными вирусных оперонов. Значение этих исследований Львова, Моно и Жакоба выходит далеко за пределы молекулярной биологии. Новые представления о взаимоотношениях между генами и матричной РНК глубоко изменили весь облик современной эмбриологии и биологии развития организмов. Львову, Жакобу и Моно принадлежит еще одна заслуга — в их лабораториях вырос и получил исследовательскую закалку большой отряд молодых ученых, разрабатывающих коренные проблемы биологии. Трудно было бы назвать имена других ученых, более заслуживающих Нобелевской премии, чем Анд ре Львов, Жак Моно и Франсуа Жакоб. Г. С. СТЕНТ (Из журнала «Science») 44
ФОТОГРАФИЯ. БЛИЗКОЕ И ДАЛЕКОЕ НЕМНОГО ИСТОРИИ Возникновение и развитие фотографии тесно связано с историей светочувствительных материалов. О светочувствительности некоторых веществ знали очень давно. Опуская множество работ, все же следует упомянуть о химике Георге Фабрициусе, который в 1565 г. наблюдал, что неочищенное хлористое серебро темнеет под действием света. Примерно через сто лет Роберт Бойль обнаружил светочувствительность некоторых солей золота. В начале XVII века Моган Шульце получил видимое изображение при помощи света. Он покрывал серебряным раствором куски мела и помещал их в сосуд, обернутый в черную бумагу. На этой бумаге Шульце вырезал свое имя. После того как сосуд освещали, на меле отпечатывались вырезанные буквы. Изобретателем первого практического способа получения изображения с помощью света считают Луи Жака Дагера, открывшего существование скрытого изображения и способа перевода его в видимое. Официальной датой открытия фотографии считается 1839 год, когда непременный секретарь Французской Академии наук Франсуа Араго сообщил, что «...Дагер добился возможности удержать производимое светом изображение...». Это изобретение было высоко оценено государством, решившим выплачивать изобретателю пенсию «...за честь обогащения науки и искусства одним из наиболее поразительных открытий». Способ получения изображения, открытый Дагером, был назван дагеротипией. Он заключался в следующем. Посеребренную медную пластинку обрабатывали парами йода, отчего она покрывалась тонким слоем йодистого серебра. Этот слой экспонировали в камере до появления едва видимого изображения, а затем проявляли, действуя на возникшее изображение парами ртути. Почти одновременно с дагеротипией англичанин Фокс Тальбот изобрел другой способ получения изображения — «фотогеническое рисование». В 1840 году он усовершенствовал его и назвал калотипией. По этому с пособу мож но не только проявлять скрытое изображение, но и размножать его, получая первоначальное негативное изображение, а затем печатая позитив с негатива. Появились и другие способы получения светописного изображения: ньепсотипия, использующая светочувствительный слой с альбумином, мокро-кол- лодионный способ, при котором йодированный коллодий очув- ствлялся раствором азотнокислого серебра и экспонировался в камере во влажном состоянии, и некоторые другие способы. Но потребовалось еще много труда и изобретательности, прежде чем можно было отказаться от примитивных, кустарных способов получения светописного изображения, когда каждый фотограф вынужден был прямо перед съемкой сам готовить светочувствительные материалы, и перейти к более совершенным методам фотографии, к промышленному производству фотографических материалов. Несколько открытий оказало решающее влияние на развитие фотографии. В 1871 г. Ричард Меддокс предложил заменить мокро-кол лодионные фотопластинки сухими фотоматериалами. В качестве среды, в которой во взвешенном состоянии находятся светочувствительные микрокристаллы галогенидов серебра, в них была использована желатина. В 1873 г. Герман Фогель открыл красители — оптические сенсибилизаторы, позволившие расширить спектральную чувствительность галогенидов серебра, собственная чувствительность которых ограничена сине-фиолетовой зоной видимого спектра. И наконец в 1879 году И. В. Болдырев изобрел «смоло- видную пленку», используя которую американская фирма рКодак» стала изготовлять в 45
Луи Жак Дагер 1787—1851 1889 г. гибкую, прозрачную подложку для фотопленок. Эти и многие другие работы исследователей, технологов и изобретателей дали возможность наладить промышленное изготовление фотографических материалов. ФОТОПЛЕНКА Заводы фотографических материалов не могут существовать без хорошо развитой химической промышленности. Для изготовления фотографических материалов необходимы самые различные неорганические и органические вещества: азотнокислое серебро, соли галоге- нидов, триацетат, пластификаторы, антистатические вещества, стабилизаторы, растворители, лаки, желатина, сенсибилизаторы, краскообразующие вещества и многие другие. Заводы фотографических материалов — это предприятия, оснащен вые оборудованием, созданным на основе современных достижений науки и техники, с полной автоматизацией технологических процессов, с применением электронно-вычи^ слительной техники. Насколько сложен процесс производства фотографических материалов, можно представить себе по описанию только одной операции — полива светочувствительной эмульсии на подложку. На гибкую, прозрачную подложку, длиной в триста, шестьсот или девятьсот метров и шириной около полутора метров в темноте наносится светочувствительная эмульсия. Толщина эмульсионного слоя для каждого типа фотоматериала точно нормирована, например 20, 15, 10, 7 или 2 микрона. Причем толщина светочувствительного слоя должна быть строго одинаковой по всей длине и ширине подложки. При изготовлении фотоматериалов для цветного изображения или для некоторых черно-белых фотоматериалов на одну подложку наносится несколько слоев, их может быть семь или восемь, а общая толщина всех нанесенных слоев не должна превышать 20 микронов. Если учесть, как легко повредить нежный светочувствительный слой и как интенсивно фотопленки притягивают к себе пыль, становится понятно, что не менее сложно высушить такую фотопленку, нарезать ее на полосы нужной длины н ширины, для некоторых сортов вырубить перфорации, нанести маркировку и упаковать. Все операции по производству фотоматериалов ведутся в условиях безукоризненной чистоты при строго установленной температуре и влажности воздуха. Поэтому фотоматериалы и следует сохранять в заводской упаковке до самой съемки, лишний раз не перематывать, особенно в малоприспособленных помещениях. Заводы изготовляют сотни миллионов метров самых различных фотографических материалов для кинематографии, телевидения, авиации, физики, химии, астрономии, медицины и т. д. Советская фотографическая промышленность по объему производства сейчас занимает второе место в мире. Каждый фотограф стремится снимать на кадр самого малого формата, а печатать изображение как можно крупнее. Однако чем больше масштаб увеличения изображения, тем оно грубее по структуре и менее четко воспроизводит объект съемки. Это явление возникает из-за зернистой структуры светочувствительного слоя фотоматериала. При изготовлении фотопленок стремятся как можно выше поднять светочувствительность и уменьшить зернистость пленки. Один из наиболее совремевных способов производства фотоматериалов — процесс, основанный на получении особо тонкослойных светочувствительных слоев, нанесенных на подложку. Новый комплект отечественных фотопленок, состоящий из четырех типов («Фото-32», «Фо- то-65», «Фото-130» и «Фото-250»), а также комплект кинопленок «КН-1», «КН-2», «КН-3» и «КН-4», почти полностью соответствуют современным требованиям. Большей частью зто тонкослойные материалы, в не- проявленном виде они значительно прозрачнее обычных фотоматериалов. Прозрачность вызвана не экономией серебра, как иногда думают, а необходимостью добиться, по сравнению с прежними пленками, многих преимуществ. Это повышенная разрешающая способность в результате меньшего светорассеяния в тонком светочувствительном слое; пониженная зернистость изображения благодаря новым методам изготовления светочувствительных эмульсий; способность воспроизводить 46
Фотограф в старину объекты с большим интервалом яркостей; меньшая реакция на экспозиционные ошибки, допущенные при съемке. Кроме того новые фото-киноматериалы отличаются от ранее выпускаемых цветочувствительностью. Прежние были излишне чувствительны к красной зоне спектра. Поэтому на портретах румянец и губы получались выбеленными, а при съемке пейзажей цветные светофильтры почти не оказывали влияния на воспроизведение тонов, на снимках плохо прорабатывались облака и другие объекты. Современные фото- и кинопленки (за исключением «Фо- то-250» и «КН-4») сделаны с пониженной чувствительностью к красной зоне спектра, и поэтому тона объектов, воспроизведенных на них, близки к тонам, воспринимаемым человеческим глазом. Фотограф, работая с такой пленкой, может управлять Фотолабооатория в прошлом с помощью цветных светофильтров передачей тона в изображении. «Фото-250» и «КН-4» относятся к высокочувствительным материалам, предназ ваченным для съемки при малом освещении объектов. Чтобы полнее использовать свет ламп накаливания (у них значительная доля излучения приходится на красную зону спектра), эти материалы обладают повышенной чувствительностью к красной зоне. Для получения цветных изображений нужны многослойные (цветные) фотоматериалы: негативные, позитивные и обращаемые. В современной фотографии предпочтение отдают обращаемому процессу. На обращаемых фотопленках можно за более короткие сроки, без сложных и дорогих операций получить значительно лучшее по качеству цветное изображение, чем при негативно-позитивном процессе. Цветные обращаемые фотоматериалы обычно по светочувствительности выше негативных материалов, а цветные изображения оказываются более пригодными для полиграфического воспроизведения. С цветного диапозитива можно делать и отпечатки на специальной цветной обращаемой фотобумаге. Негативные цветные фоточ материалы подверглись в последнее время значительным изменениям. Сейчас изготовляют цветные негативные фотопленки с масками в слоях: «ЛН-5» — для съемки при лампах накаливания, и «ДС-5» — для съемки при естественном освещении. Изображения, полученные с помощью таких материалов, имеют большую насыщенность по цвету. Чтобы не только улучшить передачу цветов объекта съемки, но и повысить резкость изображения, для печатания с маскированных негативов нужна специальная фотобумага, производство которой налаживает наша промышленность. Весьма прогрессивны фотоматериалы, использующие диффузионный процесс. Это — отечественные «Фотокомплект-Момент», комплекты американской фирмы «Поляроид-Ленд»— для черно-белой или цветной фотографии, а также некоторые 47
специальные фотоматериалы других фирм. Они дают позитивное изображение объекта без обычной лабораторной обработки, иногда непосредственно в фотоаппарате, через 10—60 секунд после съемки. Помимо обычных фотоматериалов существует еще обширный ассортимент, предназначаемый для регистрации ядерных излучений, для рентгеноскопии, рентгенографии, спектроскопии» фотографирования в ультрафиолетовой или инфракрасной областях спектра, аэрофотографии, спектрозональной и многих других видов фотографии. Относительная светочувствительность фотографических материалов по сравнению со светочувствительностью материалов, используемых во времена дагеротипии, увеличилась почти в полмиллиона раз. Наиболее светочувствительными считаются фотопленка фирмы «Кодак» тип «Роял-Х-пан» и комплект диффузионного фотоматериала «тип-4 7» фирмы « Полярой д- Ленд». Первая из них имеет при естественном освещении чувствительность, соответствующую по принятой у нас шкале примерно 1400 единиц ГОСТ, при лампах накаливания — около 900 единиц ГОСТ. Увеличивая время проявления, можно повысить светочувствительность этой фотопленки до 6000—7000 единиц ГОСТ. Пленка «тип-47» имеет светочувствительность около 2500 единиц ГОСТ. Но из-за чрезмерной зернистости эти фотоматериалы непригодны для художественных изображений. Еще более светочувствительна негативная фотопленка фирмы «Поляроид- Ленд», предназначенная для съемки с экрана осциллографа; ее тоже нельзя использовать для художественной фотографии. Вместе с резким повышением общей светочувствительности современных фотоматериалов у них сильно возрос и интервал спектральной чувствительности. До применения оптических сенсибилизаторов фотоматериалы были чувствительны к небольшой области спектра C20—500 миллимикронов). Сейчас чувствительность расширилась и фотоматериалы могут фиксировать изображение в интервале от 100 до 1360 ммк, то есть от невидимой ультрафиолетовой до инфракрасной части спектра. Практически чувствительность фотоматериалов ограничивается 1050 ммк. Чл.-корр. АН СССР профессор К. В. Чибисов считает, что создавая фотографические системы, объединяющие обычную сЪотографическую технику с радиоэлектронной техникой, используя электронно-оптические преобразователи для предварительного усиления оптического изображения перед съемкой на фотографический слой, можно получить огромное повышение эффективной светочувствительности. Некоторые авторы утверждают, что с помощью усовершенствованных электронно-оптических преобразователей н сочетании с высокочувствительным фотоматериалом и светосильным объективом можно достичь системы, оцениваемой в 300 000—400 000 единиц ГОСТ. ПРОЯВЛЕНИЕ ПЛЕНКИ Процесс проявления исключительно важен в современной фотографии. При съемке в светочувствительном слое фотоматериала образуется скрытое изображение объекта, которое нужно затем проявить. Во время процесса проявления скрытое изображение усиливается в миллионы и миллиарды раз за счет избирательного восстановления тех микрокристаллов га- логенидов серебра, которые подверглись действию света. Рецептон проявляющих растворов существует огромное количество. В книгах и журналах непрерывно публикуются все новые и новые рецепты. В качестве проявляющих веществ используют неорганические и органические вещества. Неорганическими проявляющими веществами, которыми пользовались на заре открытия фотографии, до последнего времени совсем не интересовались. Недавно к ним вернулись вновь. Сейчас пользуется популярностью ванадиевый проявитель, например, такого состава: Пятиокись ванадия , 40 г Бромисто - водородная кислота D8°/о-ный раствор) .' 68 мл Серная кислота (96%-ная) 68 мл Вода до 1 л Этот проявляющий раствор предназначен для быстрой обработки позитивной пленки при температуре около 15СС. Из органических проявляющих веществ одним из первых применили в 1851 г. пирогаллол. С тех пор количество органических проявляющих вещее тн сильно возросло. Наиболее распространенные из них — метол и гидрохинон, которые часто используются совместно. Весьма популярное сейчас проявляющее вещество фенидон (название фенидон образовано из начального и конечного слогов химического названия соединения: 1-фенил-З-пиразолидон). Фенидон синтезирован еще в 1890 году, но применять его стали лишь в 1953 году, когда фирма «И л форд» выпустила его в продажу. Увлечение ^фенидоном объясняется его способностью увеличивать скорость проявления. В этом процессе фенидон участвует в реакциях восстановления галоген ид ов серебра и сам 48
окисляется. Образующийся продукт его окисления регенерируется другим проявляющим веществом, присутствующим в растворе, например гидрохиноном. При этом гидрохинон окисляется, но при наличии сульфита натрия образует сульфо- нат гидрохинона, способный к проявлению. Следовательно, фенидон в растворе действует как катализатор: несмотря на участие в реакциях, количество его в растворе не уменьшается, Фенидон несколько повышает светочувствительность обрабатываемого фотоматериала, и действенность его растворов по сравнению с другими проявляющими веществами меньше зависит от бромида, накапливающегося в процессе проявления. Существует очень много проявляющих растворов с фе- нидоном. Фирма «Илфорд», например, рекомендует для обработки негативных фотоматериалов следующий рецепт: Гидрохинон 5 г Сульфит натрия безводный 100 г Бура кристаллическая 2 г Борная кислота ... 1 г Фенидон 0,2 г Бромистый калий . . 1 г Вода до 1 л Проявляющие растворы с фе ни доном дают менее контрастные изображения с более благоприятной структурой проявленных зерен, причем светочувствительность обрабатываемого материала повышается примерно в три раза. Большое внимание уделяет современная фотография рецептам проявляющих растворов для быстрой и сверхбыстрой обработки фотоматериалов. В некоторых растворах можно получить полноценное изображение всего за несколько секунд проявления. Нарушено и старое правило, по которому следовало оберегать проявляющий и фиксирующий растворы друг от друга. Появилось много рецептов растворов для одновременного проявления и фиксирования фотоматериалов. Вот один из них: Гидрохинон 60 г Сульфит натрия безводный 65 г Едкий кали 58 г Бромистый калий ... 16 г Йодистый калий ... 0,8 г Тиосульфат натрия кристаллический 108 г Вода до 1 л Правда, растворы для одновременного проявления и фиксирования весьма капризны и требуют для каждого вида материалов соответствующего подбора по составу и режиму обработки. Техника проявления фотоматериалов за последние годы также сильно изменилась. Стали широко применять выравнивающее и голодное проявление, наносить вязкие проявляющие или проявляющие-фиксирую - щие растворы на фотографическую эмульсию, предварительно пропитывать светочувствительные слои проявляющим раствором и т. д. Выполнено много исследований в области обработки материалов для получения цветного изображения. Наряду с развитием давно существующих возникли новые процессы для получения изображения. Это процессы, использующие светочувствительные лаки и пластмассы: термографические — вообще не требующие применения каких-либо проявляющих веществ, а иногда и темной фотолаборатории; электрофотографические — основанные на свойствах фотопроводников, — и т. д. Можно было бы еще много рассказать о различных фотографических процессах, но это темы для отдельных статей. Фотография не отстает от темпов века. Немногим более ста лет понадобилось ей, чтобы пройти путь от тяжелой медной пластинки, покрытой легко повреждаемым слоем (который требовалось экспонировать при ярком освещении в течение многих минут, чтобы получить единственный, неразмножаемый снимок объекта), к фотоматериалу настолько светочувствительному, что снимок можно получить в тысячные доли секунды при весьма малом освещении и размножать его в любом количестве и с любым масштабом изображения. Фотография совершенствуется. Кандидат технических наук Е. Д. ИОФИС, Всесоюзный государственный институт кинематографии 4 Химия и Жизнь, № 3 49
Михаил ВЛАДИМИРОВ **** НАУЧНО-ФАНТАСТИЧЕСКИЙ РАССКАЗ Глава 1 СКОЛЬКО НОГ У БАБОЧКИ! Рисунки Б. АЛИМОВА Мы дышим парами бензина И это для нас — о'кей. Неба серая тина Над ямами площадей, Пыльный ветер в ущельях, Пляска цветных реклам. Трупы лежат в постелях. Живые ушли по делам. Вилли ПАТТЕРН Плотные, низкие облака лежали над Уикфилдом. Верхние этажи небоскребов плыли в утреннем тумане. А внизу, по сумеречным улицам уже текли автомобили, вспыхивая красными и оранжевыми тормозными огнями. Джонни Мелвин проснулся, встал и босиком подошел к окну. В комнате стоял полумрак, смутно поблескивали стаканы с недопитым бурбоном. Лед в них давно растаял. Окно смотрело в стену дома напротив. Кое-где горел еще свет. Никаких звуков не было слышно, кроме однообразного рычания голубей. Как всегда, Джонни проснулся с ощущением неуверенности, неопределенного беспокойства. Он знал, что позднее это пройдет. А сейчас стоял перед окном и курил сигарету, стряхивая пепел на пол. Бэсси ушла поздно, не захотела, чтобы он оделся и проводил ее. Он выспался. В сущности все было хорошо. Откуда эта бессмысленная рефлексия? Он здоров» молод, успешно подвизается на поприще репортера «Уикфилдских Новостей». Нет никаких оснований для комплекса неполноценности и прочей психоаналитической муры. Он стоял здесь, как на необитаемом острове. Светало, гасли окна напротив, монотонно рычали голуби. Если наклониться и посмотреть вверх, можно увидеть геометрически выкроенный кусок серого неба. Он отчетливо ощущал свирепую пустынность окружающего. И денег все-таки не хватает. Для того чтобы жениться на Бэсси, нужен собственный дом — изящное бунгало на краю города. Это дорого стоит.
Отличный город Уикфилд. Все в нем есть, и небоскребы, и подземка. Конная статуя Теодора Рузвельта в городском саду, сработанная Пиччони — скульптором- сюрреалистом. Розовая почтовая марка с изображением статуи, достоинством в один доллар, ценится филателистами. Куда пошлет его сегодня шеф? Убийство, похищение, приезд знаменитости? Вечная гонка, некогда как следует обдумать статью, прочесть что-нибудь толковое. Платят, правда, хорошо, но все равно недостаточно. А ведь он когда-то мечтал стать писателем. Чтобы на всех углах продавали его роман в глянцевой бумажной обложке, на которой красовалась бы длинноногая блондинка с сияющей улыбкой. Чтобы издатели посылали ему чеки со всех концов страны. И поездка в Европу — Париж, Париж! А сейчас он совсем один в этой комнате. Один — с голубями. Остров. Бэсси наверно уже сидит в конторе. Который час? Зазвонил телефон. — Хэлло, Мелвин,— сказал шеф,— я полагаю, вы читали книгу профессора Хогланда? Один из деловых принципов Джонни был — говорить, по возможности, правду. Иначе можно влипнуть. — Нет, сэр. — Так прочтите. Об этой книге шумят. Затем возьмите у Хогланда интервью. Мне нужна статья. Срочно. — Как называется книга, сэр? — Эс Эй Хогланд «Люди, звери, растения». Пока. Джонни никогда не читал научных книг. Но эта была написана понятно. О чем только ни пишут ученые! Никогда Джонни о таких вещах не задумывался. Хогланд писал об оторванности человеческого существования от жизни животных и растений. Люди и окружающая их живая природа находятся как бы в раздельных плоскостях, удаляющихся друг от друга. Сейчас, во второй половине двадцатого века, человек перестал понимать природу. Нам нет дела до деревьев и птиц. «Птицы! Действительно, на черта мне птицы. Ненавижу жирных голубей за окном, их ворчание и любовные стоны. Они мне до смерти надоели. Только тоску нагоняют. Я умею и люблю разговаривать с людьми. А не с опоссумами. Как бы я стал общаться с опоссумом?» Хогланд о нем и писал. О человеке, который если и попадет в лес, то ничего не увидит и не услышит. Не заметит толстую бронированную куколку бражника на осеннем листе, не отличит дрозда от тангары (Ругалga rubra). О современном городском человеке, о репортере «Уикфилдских Новостей» Джонни Мелвине. О Джонни Мелвине, которому неуютно в этом мире, но который пробьется, выдвинется, разбогатеет. Хогланд считал, что даже биологи оторвались сейчас от природы. Они знают что такое ДНК, как квант света работает в хлоропласте. А что такое перипатус? Peripatus, тип Onychofora? Между тем, это существо важное — без него не поймешь эволюции беспозвоночных. А люди, далекие от биологии? («Ваш покорный слуга — Джи Ар Мелвин»), Глубокое, дремучее невежество. «Я спрашивал у десятков знакомых и незнакомых людей, сколько ног у бабочки? — писал Хогланд. — И получил самые разнообразные ответы — от нуля до двенадцати. Некоторые называли даже нечетные числа». 4* 51
«А я бы просто ответил — не знаю и знать не хочу», — подумал Джонни. «Ноги лучшей половины человеческого рода интересуют меня гораздо больше». Хогланд писал об уничтожении природы человеком. Об истреблении карибу на севере Канады, умниц афалин в Черном море, об отравлении рек и озер, о бессмысленной вырубке лесов. Почва подвергается эрозии, исчезает рыба, редкими становятся меха и слоновая кость. Это мало кого смущает — газеты шумят об искусственной пище. В Советском Союзе химики сделали синтетическую икру — на радость вегетарианцам. А мех и кость с полным успехом заменяются полимерами. «У Бэсси отличная шубка из найлона. И обошлась она мне недорого. Конечно, лестно было бы нарядить Бэсс в соболя». Люди утрачивают возможность познания природы — научного и эстетического. Они полагают в своем невежестве, что все уже позади — и стегозавр, и лати- мерия. Между тем природа полна неожиданностей, может быть грандиозных. И не только в глубинах океана. Есть еще необитаемые острова на нашей планете. А сколько неизученных! В конце концов, на любом пустыре можно наткнуться на новый мутант чертополоха со странными свойствами. Природа продолжает развиваться, как бы ни терзал ее человек. Слова о необитаемых островах задели Джонии. «Конечно. Мир полон необитаемых островов. Мы все — Робинзоны. Моя квартира — необитаемый остров, Бэсси отказывается в ней поселиться. Только вместо пальм в ней растут телевизор и холодильник. Об этом можно было бы стихи написать. По десять долларов строчка. Жаль, что я не умею». «Нет, не назад к Жан Жаку Руссо я зову людей, — писал Хогланд. — Развитие человечества происходит закономерно. Человек будущего не оставит своего города. Но он неизбежно должен пойти на сближение с природой и чем раньше, тем лучше. Он будет сотрудничать с животными и растениями, он заговорит на их языках, он будет не истреблять, но воссоздавать истребленное. Возникнет новое искусство, одухотворенное шумом леса, полетом ласточки, свечением морских микроорганизмов. Дети будут любить и понимать природу с первых лет жизни», «Фу, как красиво, — подумал Джонни. — Не выношу романтики и сентиментальности. Я не старая дева из ХАМЛ, чтобы слушать пенье птичек и умиляться до слез, глядя на незабудки! О чем мне говорить с Хогландом? И почему о его книжке шумят?» Он позвонил шефу. Он сказал: — Шеф, у меня к вам два вопроса. — Выкладывайте. — Сколько ног у бабочки? — Вы что, выпили? — Трезв, как стеклышко. Так сколько? — Мелвин, я занят. — Ну ладно. Второй вопрос—наличествуют ли у Хогланда железные бицепсы и густая черная борода? — С чего вы взяли? — Просто я боюсь, что он похож на профессора Челленджера из романа Ко- нан-Дойла и спустит интервьюера с лестницы. Помяните меня в своих молитвах, шеф. — Не валяйте дурака. И давайте мне статью о Хогланде завтра вечером. Толковую и с юмором. Шеф повесил трубку. Джонни считал, что этот разговор не бесполезен. Шеф слегка обозлился, но наверняка отметит живость ума своего репортера. Впрочем, читал ли шеф Конан-Дойла?
Джонни позвонил Хогланду. Тот согласился принять его завтра в девять. Голос у Хогланда был приятный. Вечером шел дождь. Джонни и Бэсси вышли из кино и тут же забыли сногсшибательный вестерн, который им показывали. Черная улица грохотала и блестела. Крутились огни реклам, мигали желтые подфарники. Бэсси спросила: — О чем ты думаешь? — О стеллеровой корове. — Кто это — Стел л ер? — Понятия не имею. И корова его — не корова, а какое-то существо, жившее в воде. — Ну и что же? — Ее истребили в восемнадцатом столетии. Поехали ко мне? Но Бэсси не захотела. Он отвез ее домой, вернулся к себе. Съел два сандвича с ветчиной и запил их пивом из жестянки. Лег спать. Он долго не мог заснуть. Темнота и одиночество. «Собаку что ли завести? Не люблю собак, их лая, их запаха. Блохи. А они ведь умные, собаки. С детства не разговаривал с ними». Голуби за окном молчали. Они спали, спрятавшись от дождя. Без пяти минут девять Джонни был у Хогланда. Тот оказался спокойным человеком среднего роста, лет пятидесяти. Он приветливо улыбнулся, налил Джонни бурбон с содовой, а сам стал потягивать апельсиновый сок. 53
— Вы позволите начать интервью, профессор? — А как это слово пишется? Они рассмеялись. — Какое у вас хобби, сэр? — Обожаю строить летающие модели. Вот видите. Хогланд показал на висящее под потолком сооружение из дощечек и цветного шелка. — Рыбная ловля, охота? — Помилуйте, я городской житель, кабинетный ученый. — Но вы так хорошо знаете природу. — Из этого, кстати, не следует, что я должен убивать рыб или птиц. А знать природу — моя специальность. — Разрешите спросить — над чем вы работаете? Ведь эта книга — популярный труд. А ваше основное дело? — Вряд ли заинтересует читателей газеты. Я занимаюсь конвариантной редупликацией ДНК в связи с синтезом белков митотического аппарата. — Вы понимаете, сэр, что для меня это звучит по-голландски. Теперь я вас спрошу — как эти слова пишутся? — Си О Эн Ви Эй... Конвариантная. Джонни стенографировал без особого интереса. Но тут ему пришел в голову более содержательный вопрос: — Вы упомянули про ДНК, сэр. Это ведь такая генетическая штука, верно? Но в книге вы ругаете биологов за то, что они знают про ДНК, но не знают сколько ног у бабочки. (Молодец Джонни! Толковый вопрос). — Биологи, положим, знают. А вы? — Четное число, профессор. — Ответ правильный. Так вот, Мелвин, ДНК — это жизнь. Это — гены, наследственность, изменчивость, эволюция. Но жизнь — это не только ДНК. (Разговаривай с этими учеными!) — Вы действительно считаете, профессор, что на Земле есть неизвестные острова? — Думаю, что неизвестных, не нанесенных на карту островов практически нет. Но необитаемых и неизученных — достаточно. — Где же? — Преимущественно в Ледовитом океане. Но есть такие острова и в Полинезии. На политические вопросы Хогланд отвечать отказался. А кино и телевидение его не интересовали. Джонни сдал свою статью вовремя. Он писал ее с увлечением, ему хотелось опровергнуть слезливую болтовню этого скучного мечтателя. «Мы готовы оплакивать благородных афалин и даже гораздо менее симпатичного сумчатого волка, — писал Джонни. — Но это — бесполезные слезы. Человек преодолел природу. Ничем она нас уже не удивит. Пусть наши дети ходят в Зоо и пусть животные в Зоо хорошо себя чувствуют. И если существуют музеи, то почему не быть заповедникам. Полезно смотреть на зверей — мы тогда лучше понимаем добрых знакомых. Я вспоминаю одного преподавателя нашего колледжа — ну сущий был бегемот. Так мы его и звали. Человек — в конце концов везде Робинзон — ив городе и на необитаемом острове. Он всегда один — в глубоком смысле этого слова. И меня не испугает необитаемый остров. Особенно если Пятница будет женского рода — миленькая и веселая. Но, конечно, запах бензина современному человеку приятнее благоухания водорослей, гниющих на пляже».
Глава 2 СТРАННЫЙ ОСТРОВ Он вставал из тумана навстречу бугшприту Остров дикий и странный, безлюдный, забытый. Мы смотрели вперед лениво и праздно, Мы прошли над акулой сигарообразной, Над подводным теченьем, стремящимся к норду, Мы прошли как виденье, спокойно и гордо. Остров плыл перед нами. Из радужной дали Как органные трубы деревья звучали, И цветы раскрывали горячие пасти, Птицы громко орали о чуде и счастье. За нормой он остался, как прежде неведом, Пенный след потерялся меж нами и бредом. Вилли ПАТТЕРН Статья Джонни появилась через два дня. Гонорар был приличный, но откликов она не вызвала. Дальше все пошло своим чередом — редакция, выезд с шерифом для осмотра трупа, интервью у кинозвезды Мэй Олдерсон, вечерами встречи с Бэсси, кино, танцы в ресторане «Глория». Джонни забыл о Хогланде и его книге. Шеф вызвал Джонни через неделю. Он сказал: — Мелвин, вы парень способный. Я хочу дать вам возможность отличиться и заработать. — Благодарю вас, сэр. — Газете нужна сенсация. Доброкачественная. Вне политики — читатели устали от войны во Вьетнаме. Детективный роман с продолжениями тоже не годится. Как это ни странно, современный читатель заинтересовался наукой. Книга Хог- ланда за короткий срок выдержала шесть изданий. Вы помните историю этого норвежца на плоту? — Тура Хейердала, сэр? — Что-то в этом роде. Так вот, Мелвин, я намерен послать вас на необитаемый остров. — Зачем? — Вы сатми подали мне идею вашей статьей. Современный человек среди дикой природы. Может получиться отличная серия корреспонденции и даже книга. — Где этот остров? — В Полинезии. Вы поедете туда один, без Пятницы мужского или женского пола, без продовольствия, без радио. Проживете на острове месяц. Газета финансирует вашу поездку и гарантирует достойный гонорар. — Сколько? — По тысяче зелененьких за тысячу хороню написанных строк. Жалованье сохраняется. — О'кэй. — Хороший мальчик. Вы свободны, Мелвин — до четверга. Сколько строк он напишет? Десять тысяч, не меньше. Уж тут он постарается! Весь остаток дня Джонни думал об острове, но не мог вообразить ничего кроме рекламных плакатов туристских фирм, приглашающих насладиться красотами Таити и Самоа. Коричневые полуголые девицы в венках из красных цветов гибикуса. Пальмы и попугаи. Лазурное море. Вечером Джонни и Бэсси пошли в Варьете. На эстраде унылый клоун разговаривал с сиамской кошкой. — Кисанька, ты ведь из Индо-Китая. Не хочется ли тебе поехать на родину? Кошка выгнула спину и страшно зашипела. Глаза ее загорелись красными огоньками. — Неужели не хочется? Кошка мяукнула и покачала головой. 55
— Не любишь кегда стреляют? Кошка мяукнула снова. — Вы видите, лоди и джентльмены, что самая умная кошка много глупее людей. Не любит когда стреляют, не хочет ехать в© Вьетнам! В зале захлопали, но раздалось и несколько свистков. Клоун исчез вместе со своей кошкой. Официант принес заказанный коньяк. — За нового Робинзона! — сказала Бэсси. Они выпили. Это была утке третья порция. Бэсси оживилась. А Джонни, напротив, помрачнел. — Чертов Хогланд. По его милости я должен тащиться на край света и целый месяц жить под кокосовой пальмой. Сущий идиотизм. — Милый, в этом есть глубокий смысл. Исчисляемый в долларах. — Там крабы ползают. И купаться нельзя — акулы. — И не купайся. Мне нужно чтобы ты вернулся целиком. А какой у тебя будет загар! — Хогланд прав в одном. Я действительно не понимаю зверья. Ты видела как у этой паршивой кошки глаза загорелись красным? Может она и не кошка вовсе. Может она — оборотень. — Вряд ли. У всех сиамских кошек глаза светятся красным светом. А у простых — зеленым. Из двух разных кошек можно соорудить светофор. — Таинственный остров. Остров Хуан Фернандес. Остров Святой Пасхи. Остров Сокровищ. А вдруг я найду в сундуке клад под тремя скелетами? Интересно, какой вкус у черепашьих яиц? До четверга Джонни удалось кое-что узнать о плацдарме, на котором ему предстояло развернуться, и даже повидать человека, побывавшего там, — спокойного и до удивления безалкогольного норвежца Кнута Бондесена. По словам норвежца, остров этот, находящийся в Каролинском архипелаге, к югу от острова Хок, туземцы зовут Пуа-ту-тахи, что означает — Одинокий коралловый утес. Размеры острова невелики — примерно пять на пять километров, но на нем имеется и пресная вода и богатая растительность. Кокосы и еще какие-то желтые плоды, о которых Бондесен плохо помнил. Он пробыл на берегу не более часа и ничего интересного не заметил. Полинезийцы, однако, остров не посещают, побывали на нем японцы, но, насколько Бондесену известно, вскоре смылись. Американцы тоже его игнорируют. Шеф связался с Вашингтоном, но особо ценной информации не получил. Было подтверждено, что остров не заселен — и только. Определить маршрут не составляло труда: рейсовым самолетом в Мельбурн (наибольший расход), оттуда поездом до Тоунсвилла (некоторая экономия), пароходом в Порт Морсби и дальше — на попутных судах. Последним из этих попутных было «Торнадо» водоизмещением тысяча тонн, приписанное к порту Дарвин. Оно шло со скоростью семнадцать узлов из Папуа к Филиппинам. За небольшой крюк заплатила газета. На восьмые сутки, в полдень капитан показал на облачко, стоявшее над горизонтом и сказал: — Вот ваги остров, мистер Мелвин. — Как, на небе? — Если угодно. Вы видите, у облака зеленоватый оттенок. Оно отражает воду лагуны острова. Лагуна мелкая и вода в ней зеленее, чем вокруг. Был ли он доволен поездкой? Несомненно. Появилось настоящее дело, хотя и странное. Утренняя рефлексия почти исчезла. Похоже, что он наконец дорвался до своего большого шанса. Теперь все в его руках. Суровая и мужественная жизнь на острове в течение месяца — срока совсем небольшого. Блестящие статьи, ударная книга. Соединение с Бэсси — уютный дом с садом. Поездки в Европу. Он станет процветающим писателем, получит премию Пулитцера.
К острову добрались только вечером. Судно вошло в лагуну и бросило якорь. Темнее!1 вблизи экватора быстро. Высыпали звезды и мгновенно включились на полный накал. На утро шлюпка с «Торнадо» доставила Джонни на берег. Остров был что надо! Невысокая, не выше трехсот футов гора, покрытая густой растительностью, омывалась прозрачными водами лагуны. Вход в нее был свободен, и небольшое судно могло войти в бухту без затрудневий. Джонни поставил свою палатку у ручья, стекавшего со скалы, близко от берега. Он честно выполнил условия — высадился на берег без всяких продовольственных запасов, что было удостоверено письмевно капитаном «Торнадо». Поэтому о пище следовало позаботиться немедленно. Хлеб наш насущный даждь нам днесь. Сначала — плоды. Джонни вошел в лес. Он захватил тесак, предполагая, что придется прорубаться сквозь заросли. Зарослей не оказалось. Прямые стволы деревьев стояли не так уже часто. Солнечные лучи пробивались сверху, в лесу было просторно и тихо. Лес подымался в гору не спеша. Очень тихо. Птицы не поют. Они молча перелетают с ветки на ветку. Под ногами мягкая трава необычного красноватого оттенка. Джонни видел уже тропическую растительность в Папуа. Лианы, орхидеи, бананы, хлебное дерево. Здесь ничего зтого не было. Странный лес. «Полезно было бы получше знать ботанику. Что за деревья? Интересная кора — прямо как рыбья чешуя. А где же фрукты?» Фрукты все же наличествовали. Пройдя еще сотню ярдов, Джонни наткнулся на группу невысоких деревьев с желтыми плодами, похожими на груши. «Можно ли их есть? Вот уж не хочу с места в карьер испортить себе желудок!» Он сорвал несколько плодов. Плоды мягкие и клейкие. Один из них был объеден, на рыжей мякоти виднелись следы мелких и острых зубов. «Ну уж если какая-то белка их ест, то и мне можно». Он содрал ножом кожуру и закусил плод. Вкус его был странен. Чуть-чуть кисловатый. Как у жевательной резинки с лимонным соком, достаточно долго пробывшей во рту. «Неважный фрукт. Предпочел бы хороший ананас». Но других плодов не оказалось. Джонни набил рюкзак клейкими грушами if пошел дальше. Тишина действовала ему на нервы. Он остановился и-стал осматриваться. «Все-таки лес какой-то особевный. Надо понять в чем дело. Краски необыкновенные. Трава красноватая, а листья большинства деревьев и кустарников почему-то с синим оттенком». Он сорвал листок и подивился его форме. Лист попеременно сужался и расширялся. Очень длинный, покрытый мелкими щетинками. «И пьявок здесь нет. Как они падали за шиворот в Папуа! Ну и гадосгъ. А тамошние муравьи! А комары и мухи!» Джонни вдруг понял, что его еще никто не укусил. Между тем мелкие насекомые с еле слышным жужжанием кружили над головой. На ветку рядом села бабочка совершенно червого цвета. «Удивительная бабочка! Сколько у нее крыльев? Что-то много». Она отличалась от обычной так же, как специально выведенный махровый цветок отличается от своей дикой формы. Джонни накрыл бабочку пробковым шлемом. Извлек ее и стал рассматривать. Ничего подобного он никогда не видел. Тело у бабочки было жесткое, как надкрылья жука. Довольно крупный экземпляр, размах крыльев — дюйма три. Четыре ножки. А крыльев — шесть! Насекомое вдруг сильно двинулось в его пальцах и Джонни почувствовал болезненный укол. Он выпустил бабочку, она взлетела вверх и исчезла.
«Бабочка — и кусается! Надеюсь, она не ядовитая». Джонни выругался и стал сосать укушенный палец. Боль прошла быстро. Однако настроение его испортилось и он пошел назад. На берегу царил покой. Дул ветерок с моря. Все здесь казалось привычным и обыденным. Торчало несколько пальм, похожих на кокосовые. Только орехи висели чертовски высоко. «Отсутствие комаров и пьявок меня не огорчает. Но есть-то все-таки надо!» Он закинул спиннинг с зеленой блесной и стал плавно накручивать катушку. Леску сильно дернуло и удилище изогнулось. Первые две рыбы сорвались еще в воде. Потом Джонни вытащил нечто основательного размера и веса. Но рыба ли зто? Голубая, как бирюза. Длиною фута в два. Узкое тело, а вместо плавников странные выросты, похожие на конечности животных. По три сверху и снизу. Они заканчивались почти прозрачными перепонками, натянутыми между тонкими отростками. «Ну и ну. Чего только не увидишь в тропических водах!» Существо было лишено чешуи. Просто тонкая кожа, мягкая как у лягушки. Он решил попробовать и выпотрошить голубого монстра — кости мало отличались от обычных рыбьих костей, мясо оказалось розовым, как у форели. Джонни развел костер и сварил суп. Он был очень голоден. Суп получился неважный. Напоминал скорее овощной, чем рыбный. Он проглотил кусок рыбы — совершенно безвкусный. «Меню прескверное. Ничего, не пропадем. Найду что-нибудь поинтереснее». Джонни почувствовал усталость и решил прилечь ненадолго в палатке. Жара и мерный плеск прибоя быстро усыпили его. Когда он проснулся, было уже совсем темно. «Вот первый день и прошел. Через двадцать девять дней за мной приедут. Зверски есть хочется. Придется потерпеть до завтра». Ночь безлунная, звезды отражаются в спокойной воде лагуны. Коралловый песок на берегу светится зеленоватыми бледными пятнами. «Это еще что такое?» «Это» оказалось множеством длинных белых червей, медленно ползавших по берегу. Они ползали и светились как гнилушки. Джонни стало не по себе. Черное небо, черная вода, черная растительность. Беззвучная вода, беззвучная растительность. И светящиеся черви. Там, на другом конце света, огни реклам, шум моторов. И зажигательный грохот джаза. А он здесь один, совсем один — с червями. Вот что такое необитаемый остров! Он дорого бы дал за то, чтобы услышать своих голубей за окном. И в воде тоже проплыло какое-то светящееся существо. Фосфоресцирующий след держался несколько секунд, потом рассеялся. На следующий день ему удалось найти несколько орехов под пальмой и выудить какую-то рыбину более привычной формы. Но и зта снедь оказалась начисто лишенной каких-либо вкусовых качеств. Как будто он бумагу жевал. Никаких крабов, никаких съедобных моллюсков. Джонни непрерывно ощущал голод. 59
Зато вода в ручье была холодная и вкусная. И, как выяснилось, купанье в лагуне лишено риска. Акул в лагуне не было. Противные черви исчезли при свете солнца. Второй поход в лес принес мало нового. Джонни нашел какие-то сивие ягоды, чуть горьковатые, вроде бы съедобные. Летали черные бабочки, а вместо жуков ползали четырехногие существа с мягким телом, покрытым волосками. И опять викто его не укусил — ни комар, ни муха. Укусила его змея. Он наступил на нее и она вонзила ему в ногу выше щиколотки острые зубы. Змея была короткая и толстая, серая, с круглыми фиолетовыми пятнами. Укусила и скрылась с непостижимой скоростью. Холодный пот выступил у Джонни на лбу. Он смертельно испугался. У змеи была большая трехугольная голова — несомненно, ядовитая змея. Джонви разодрал рубашку и наложил на ногу жгут — ниже колена. Скрипя зубами от боли и ругаясь, исполосовал ранку ножом — кровь потекла струей. Через несколько минут ему стало совсем худо, в глазах помутилось. Он опустился на траву и стал ждать конца. В его сознании калейдоскопически закрутились Бэсси, шеф, капитан «Торнадо», профессор Хогланд. «Сколько ног у бабочки?» Теперь он знал — четыре. А зачем это знать? Он умрет, он был идиотом, он поддался на провокацию! О, будь все проклято! Он стал кричать, звать на помощь, несколько раз выстрелил из двухстволки. Между тем дурнота прошла так же быстро, как началась. Нога болела здоровой, нормальной болью — от порезов. Кровь почти остановилась. «Неужели спасен?» Действительно, яд не подействовал. Еще не веря своему счастью, Джонни почувствовал прилив гордости. Он не растерялся, сделал все что надо, спасся сам, без чьей-либо помощи. Будет о чем написать! Хорошего настроения ему хватило до конца дня. Несмотря на голод. Ночью шел дождь, и утром гора и лес как бы дымились. Джонни подстрелил птицу. С черным оперением, отдаленно напоминавшую обычную галку. Но клюв у птицы был розовый с синими пятнышками. И в клюве — зубы. Острые и мелкие. Птица была не такая. И растительность, и рыбы, и насекомые, и черви — все было не такое. Глава 3 СУДЬБА МАРТИНА УИНДГЕМА Летит скелет без мыслей и чувств Обтянутый жесткой кожей, На человена, на зверя, на куст Совсем уже не похожий. Над ним планеты идут в спираль, И крутится мирозданье. Ему чужды и смех и печаль — Истлело его сознанье. Желтый череп торчит, как пень, Среди большой вселенной. Ему безразличны и ночь и день — В нем стало все неизменно. Что он делал и был он кем, Не имеет значенья. Теперь он слеп и глух и нем, Как до рожденья. Вилли ПАТТЕРН Джонни внезапно ощутил зловещее значение красной травы, зубастой птицы, не кусающихся насекомых. Все было предельно чужим. Но хуже всего с пищей. И плоды, и рыба, и птица неизменно оказывались безвкусными, похожими на резину, бумагу, опилки. Он был непрерывно голоден. Болел живот, стучало в висках. Он много спал
и во сне к нему являлись странные существа — полинезийские боги с мягкими телами, покрытыми волосами. На шестой день чувство голода притупилось. Джонни пошел в лес, решив пересечь остров. Ранее он уже обошел его вокруг. Он шел медленно, опираясь на палку. Чувствовал слабость. Но нога совсем поправилась, ранка зажила на удивление быстро. Он прошел через просторный лес. Наткнулся на скальные обнажения. Потом путь ему преградил густой кустарник. Он попытался его обойти, и действительно, это удалось сделать: невзирая на слабость, Джонни поднялся по довольно пологой скале футов на тридцать и оказался у гребня. Он перелез через него и услышал шум ручья внизу. Спустился к ручью и очутился на небольшом плато, окруженном кустарниками. Что-то белело под навесом, образованным скалой. Это была палатка. Брезент совершенно выцвел, но не сгнил. Джонни был осторожен. Он осмотрелся вокруг. На камнях под кустами лежали заржавевшие пустые консервные банки и серые комки, похожие на папье-маше. Очевидно, остатки бумажных мешков. Палатка была беззвучна. Джонни отогнул полог и вошел. На складной кровати лежал мертвец. Высохший, пожелтевший труп белого человека. Одежда на нем тоже выцвела, но осталась целой. Труп, а не скелет. Собственно говоря, сухая мумия. Мумия скалила белые зубы в болезненной улыбке. Глаза ее были закрыты. Ссохшееся лицо покрывала рыжая щетина. В палатке стоял складной стол, рядом чурбак, заменявший стул. В углу целая батарея стеклянных банок с притертыми пробками. В банках лежали засохшие насекомые — и черные бабочки, и мягкотелые жуки, и еще какие-то уродцы. 61
Были н палатке и другие предметы, но Джонни не стал их разглядывать. Он бросился к столу. На столе лежало несколько книг, тетрадь в синей клеенчатой обложке, старомодные большие карманные часы с цепочкой. Джонни схватил тетрадь. Это был дневник. Написанный, казалось, совсем недавно. Бумага не пожелтела и не слиплась. «18 апреля 1914 г. Этот остров — рай для зоолога! Я не встретил здесь ни одного знакомого вида, повторяю — ни одного. И целый ряд новых видов, и не только видов, но весьма вероятно — типов. Названия придумаю после. Насколько могу судить, то же относится к растениям. Здешние фауна и флора не похожи ни на какие до сих пор известные. Ни современные, ни ископаемые. На мою долю выпало великое открытие. В жизни ученого такое бывает редко. Я счастлив. И хотя мне чуждо тщеславие, приятно все-таки думать о том, какое впечатление произведут в Лондоне мой доклад и коллекции. 20 апреля 1914 г. На берегу я нашел несколько раковин, похожих на Rissoa cost at а, но более мелких и закрученных в противоположную сторону. 21 апреля 1914 г. Зубастые птицы не имеют ничего общего с археоптериксом. Это — новый класс. Новым классом следует считать и четырехногих насекомых — Insecta quadrupeda. 25 апреля 1914 г. Акулы не заходят в лагуну Пуа-ту-тахи, так как они не едят зтих рыб». Джонни листал дневник дальше. Репортерским своим нюхом он чувствовал, что найдет разгадку смерти незнакомца. «20 августа 1914 г. Две недели назад за мной должны были приехать. Не понимаю, что случилось. Похоже, что я попал в трудное положение. Запасы мои кончаются. Между тем плоды, рыбы, птицы, моллюски на острове безвкусны и мало питательны. Необходимо растянуть рацион. Ну, что же. Приходилось бывать и не в таких переделках. Приедут же за мной в конце концов. 13 сентября 1914 г. Провизия кончилась. Сегодня выскреб до крошки муку и еще раз вычистил пустые консервные банки. Слава богу, есть вода. Перехожу целиком на подножный корм. Самочувствие скверное, я сильно похудел. Удивительно, что здесь ничто не загнивает, не скисает, не портится. Даже во время дождей. Поразительное отсутствие гнилостных микроорганизмов! Я решил систематически разжигать костры на берегу и на вершине. Может быть их заметят полинезийцы или немцы. Как бы мне пригодилось зто новое изобретение — беспроволочный телеграф! 20 сентября 1914 г. Чувствую, что слабею от голода. Голодаю уже неделю, недоедаю — много дольше. Здесь фактически нет пищи — плоды и рыбы совершенно не питательны. Светящиеся круглые черви выходят на берег в период спаривания. Я нашел их кладки — под камнями в приливной зоне». И — последняя запись: «8 октября 1914 г. Сегодня я, очевидно, умру. Не могу шевельнуться. Прошу передать мои коллекции и записи Королевскому обществу в Лондоне. Прошу сообщить о случившемся моей жене миссис Анне Уиндгем, Эдинбург, Чэнсери род, 21. Прошу Королевское общество позаботиться о моей семье. Прощайте все. Я ни о чем не жалею. Мартин Уиндгем» И еще — неоконченное письмо: «Дорогая Анни, прости меня за то, что я причинил тебе столько горя. Смерть моя ве напрасна; думаю, что в последние месяцы мве удалось -обогатить науку. Я всегда любил тебя и нашего мальчика. Пусть он вырастет...» На этом письмо обрывалось. Мозг Джонни заработал лихорадочно. Как всегда при встрече с настоящей сенсацией.
«Все ясно. Уиндгем — англичанин. Каролинские острова принадлежали н 1914 году Германии. За ним не приехали, потому что началась война. Судно вышло за ним, но его, вероятно, потопили немцы. В Англии решили, что судно погибло после того, как Уиндгем был взят на борт. Но зто же действительно сенсация! И коллекции его целы, и дневник. И труп его цел — здесь же нет гнилостных микроорганизмов! Браво, Джи Ар Мелвин! Эта малоприятная находка оправдывает всю затею. Ну, тут уж шеф не отделается долларом за строчку!» Джонни совершенно забыл о своей слабости. Он наклонился над трупом, и стал обыскивать карманы. Ничего кроме ржавого перочинного ножа не нашел. Вдруг Джошщ резко выпрямился и застыл с широко раскрытыми глазами. Он почувствовал, что челюсть его отвисает. Его охватил безумный ужас — как после укуса змеи. Ведь его положение нисколько не лучше положения Уиндгема в сентябре 1914 года. Он умрет с голоду! А потом найдут его труп — не подвергшийся гниению. Змеиный яд не подействовал на него не потому, что он вовремя принял меры. А потому, что на этом адском острове все не так — ядовитые змеи безвредны, трупы не гниют, рыба и плоды несъедобны. О господи, он же умрет, умрет через несколько дней — неминуемо! И Джонни упал ничком, закрыв лицо руками. Он плакал как ребенок, лейся рядом с улыбающейся мумией. Человек может просуществовать без пищи более месяца — если есть вода. Люди, ставшие жертвами кораблекрушения или заблудившиеся в тайге, погибают гораздо быстрее, но не от голода, а от страха. И вряд ли Джонни Мелвин протянул бы на острове Пуа-ту-тахи более двух недель, так как был совершенно деморализован. Все наполняло его ужасом — желтая мумия там, наверху, зубастые птицы, светящиеся черви. Он лежал целыми днями в палатке, вставал только затем, чтобы выпить воды, засыпал тяжелым сном и просыпался в полном отчаянии. В одну из ночей ему приснился город. Это был Уикфилд — и не Уикфилд — странный город, абсолютно пустынный. Слепые окна домов, нигде нет света. Он шел один по черной улице и завернул за угол. Впереди загорелись два красных огонька, они становились все ярче и больше, по мере того, как он к ним приближался. И он увидел, что это глаза сиамской кошки. Кошка улыбалась в болезненном оскале и смотрела на него, выгнув спину. Он подошел к ней и хотел ее погладить. Кошка повернулась и бросилась бежать. Он побежал за ней и вдруг почувствовал, что за ним тоже гонятся. Раздались голоса, звучавшие гортанно и неразборчиво. Он не понимал ни единого слова, ему было очень страшно, он бежал и бежал, а голоса приближались. Он понял, что погибает и проснулся. Был день и были слышны приближающиеся голоса. Он не поверил. Но кто-то откинул полог палатки. Так явилось спасение. Матросы небольшого индонезийского судна, зашедшего за пресной водой, обласкали Джонни, накормили его. Насытившись, Джонни приободрился, голова его вновь стала работать. До конца месяца оставалось еще девятнадцать дней, но не могло быть и речи о выполнении условия. Он уговорил капитана погрузить на судно мумию Уиндгема и его коллекции. Дневник Уиндгема Джонни запрятал в свой чемодан — это был его главный козырь. И у него хватило предусмотрительности взять с собой образцы несъедобных плодов и голубых рыб. На судне было мало спирта и некоторые из них остались незаконсервированными. Однако, как ни странно, они не испортились во время многодневного плавания в экваториальных водах, а только высохли. Джонни не просчитался. Шеф понял его с полуслова. Корреспондент «Уик- филдских Новостей» нашел нечто особенное, чрезвычайно важное для науки. Поэтому он, следуя высокому долгу американского журналиста, решил отказать- 63
ся от крупного гонорара и нарушил условие, воспользовавшись первой же возможностью. Какое право имел он, скромный и серьезный Джонни Мелвин, задерживать развитие естествознания еще более чем на две недели? А на пресс-конференции Джонви превзошел самого себя. Рассказав все, что он считал нужным и остроумно парировав ехидные вопросы корреспондентов конкурирующих газет, Джонни закончил свою речь так: — Благодарю вас, лэди и джентльмены. Я хочу, в заключение, еще раз подчеркнуть, что я — простой американский парень, работник газеты — не сделал никакого открытия. Я буду счастлив, если окажется, что некоторые мои наблюдения представляют хотя бы небольшую научную ценность. Открытия в науке делают ученые. Особенности флоры и фауны острова Пуа-ту-тахи впервые наблюдал доктор Уиндгем — героическая жертва кайзеровской Германии. Я горжусь тем, что детальное изучение острова позволило мне вернуть миру труды этого замечательного человека. Через два дня в Уикфилд прилетает его сын — преподобный Фредерик Уиндгем — чтобы увезти священный прах в Англию, где он будет предан земле. Поэтому, лэди и джентльмены, поспешите отдать последний долг усопшему — тело его пока что покоится в стеклянном гробу на двенадцатом этаже нашего здания. Что же касается дневника доктора Уиндгема, то газета считает своим долгом сделать его достоянием широкой публики. Дневник будет выпущен в факсимильном издании, а также в дешевом массовом, которое каждый сможет приобрести за пятьдесят центов. Мое скромное участие в этих изданиях будет состоять в подробном и обстоятельном рассказе обо всем, что я видел на острове, о том, как я напоролся на старину Уиндгема. Клянусь, ребята, зто будет такой бестселлер, что небу станет жарко! Еще раз благодарю вас. Бзсси горячо поцеловала Джонни под одобрительные аплодисменты коллег- репортеров. Здесь история Джонни Мелвина кончается — судьба его устроена и беспокоиться больше не о чем. Правда, среди читателей «Уикфилдских Новостей» нашлись и такие, которых заинтересовали не столько приключения выдающегося репортера, сколько тайны Пуа-ту-тахи. Почему на острове особые фауна и флора? Почему там нет ничего съедобного — ни для людей, ни для акул? Почему на острове отсутствуют гнилостные микроорганизмы? Почему змея оказалась неядовитой? Почему комары не кусаются? Почему привезенные с острова плоды и рыбы не испортились, а только высохли? Ответа на эти вопросы следовало ожидать от профессора Хогланда, которому газета передала все привезенные Мелвином материалы. На этом мы, с разрешения автора, прерываем рассказ об острове — с тем, чтобы предоставить вам возможность самостоятельно ответить на эти многочисленные «почему» и прислать ваши ответы к нам в редакцию, — разумеется, до выхода в свет следующего номера, так как в нем будет опубликована последняя глава рассказа, в которой раскрывается тайна острова Пуа-ту-тахи. РЕДАКЦИЯ
В ГОСТЯХ У СТЕКЛОДУВА у ЖЕ ПО КРАЙНЕЙ МЕРЕ ПОЛВЕКА ни один химик ни в одной химической лаборатории мира не пользуется стеклянной ретортой — традиционным символом химии. Но стекло было и остается основным материалом, из которого изготовляется лабораторная посуда. В этом нет ничего удивительного. Стекло прозрачно — оно не мешает наблюдать за ходом реакций, оно не разрушается большинством широко применяемых химических реактивов, и, наконец, из стекла можно легко делать любые, даже самые замысловатые приборы. Легко? Каждый, кто когда-либо бывал в химической лаборатории, помнит, наверное, каким порой совершенно фантастическим оборудованием пользуется химик. Но при беглом знакомстве любой, даже самый сложный прибор кажется не более удивительным, чем, скажем, огромное ветвистое дерево, выросшее из маленького семечка. Но попробуйте хотя бы на секунду задуматься — а как зто сделано? Ведь каждый из зтих приборов создан руками умельца-стеклодува из обыкновенных стеклянных трубочек... О ТЕКЛО — УДИВИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ. Подавляющее большинство веществ, после нагревания до определенной температуры, переходит из твердого состояния в жидкое. Этот переход происходит так резко, что точка плавления вещества считается одной из его важнейших физических характеристик. А вот у стекла такой точки нет. При повышении температуры оно постепенно размягчается. И наоборот, при охлаждении медленно затвердевает, превращаясь в аморфную хрупкую массу. Это свойство настолько своеобразно, что иногда даже говорят об особом, стеклообразном состоянии вещества. Почему же так происходит? При достаточно высокой температуре стекло ведет себя как обычная, хотя и очень вязкая жидкость. Но если вязкость жидкого стекла всего лишь (!) в 104 (то есть в десять тысяч) раз больше вязкости воды, те при понижении температуры она катастрофически — в сотни миллиардов раз — увеличивается. В результате этого стекло просто не успевает закристаллизоваться. Но мы говорили, что процесс затвердевания стекла происходит постепенно, а не сразу. А что же делается при температуре не очень низ::ой, но и не слишком высокой? В этом случае стекло еще не хрупкое, но уже и не жидкое. Оно густое, вязкое, и пластичное — вроде патоки. Именно в таком — рабочем — состоянии из него и молено изготовлять разнообразные химические приборы. МЫ НАГРЕЛИ СТЕКЛЯННУЮ ТРУБКУ до рабочей температуры. А что дальше? Что можно из этой трубки сделать? Попробуем сначала ее растянуть. Впрочем, даже эта простейшая операция уже требует известного навыка: во-первых, нагревая трубку, ее надо непрерывно вращать; во-вторых, когда стекло размягчилось, его надо вынести из пламени горелки, и все еще непрерывно вращая, не спеша растянуть в разные стороны. Вот так: < Э < х 5 Химия и Жизнь, № 3 65
Этот прием называется осаживанием. Теперь попробуем перейти к более сложной операции. Сначала, пользуясь уже знакомым нам приемом — оттягиванием, — сделаем заготовку. У зтой заготовки один оттянутый кончик запаян, а другой — открыт. Осаживая стекло в том месте, где оттяжка переходит в широкую трубку, ее можно отделить — отпаять: Этим простейшим приемом — оттягиванием — стеклодуву приходится пользоваться очень часто. А что получится, если стеклянную трубку нагревать дальше, не вынимая из пламени стеклодувной горелки? В зтом случае расплавленный участок стеклянной трубки будет сам по себе съеживаться, а стенки трубки утолщаться, до тех пор, пока не сольются вместе: 66
Теперь поддуем в другую, открытую оттяжку нашей заготовки: Но что зто?! Ай-яй-яй! Так резко дуть нельзя. Работать со стеклом надо спокойно. Только так, поддувая очень-очень осторожно, у стеклянной заготовки можно сделать круглое дно: Ну, а почему же все-таки стеклодув называется стеклодувом? Пока что мы поддували только один раз — когда делали круглое дно. Стеклодуву приходится поддувать практически при выполнении любой уже знакомой нам операции — и оттягивания, и осаживания, и изготовления дна. Но иногда ему приходится и в ы- д у в а т ь. Возьмем заготовку, которую уже делали раньше, и начнем нагревать ее, непрерывно вращая, чуть выше того места, которое мы нагревали в предыдущий раз. При этом стенки заготовки будут осаживаться; чтобы они не осели совсем и не слиплись друг с другом, будем время от времени выравнивать их поддуванием: 5* Теперь, когда стенки стали уже достаточно толстыми, вынем нашу заготовку из пламени и, продолжая вращать (чтобы расплавленный участок трубки не осел вниз), спокойно и не торопясь будем дуть в нсзапаянное отверстие: 67
Эта операция так и называется: выдувание шарика: Д ТЕПЕРЬ ПРЕДСТАВЬТЕ СЕБЕ, ЧТО ХИМИ- КУ нужен какой-то стеклянный прибор. Он, как мог, нарисовал эскиз, и принес его мастеру. Вот он, этот рисунок: Прибор, который нарисовал химик, состоит из двух частей: круглой колбы с широким цилиндрическим горлом, и припаянного к нему отвода. С чего же начать? Перво-наперво следует подобрать нужное стекло: кусок широкой трубки (ее ширина должна быть равна ширине горла) и кусок узкой трубки для изготовления отвода. Как мы уже знаем, без подготовительных операций из трубки нельзя сделать шарик — колбу. Поэтому сначала сделаем заготовку, оттянув концы широкой трубки и затем — точь в точь как мы зто делали раньше — выдуем шарик. Ну, а что дальше? Ведь в стенке горла нам каким-то образом надо проделать отверстие. Вспомним, что получилось, когда мы поддували сильно и резко. Ведь у нас насквозь продулась дырка! 68 Так и сделаем. Сильно нагреем стенку заготовки в одном месте и резко дунем: Итак, у нас есть отверстие, к которому нужно припаять отвод. Для того, чтобы выполнить зту операцию, сильно нагреем края продутого отверстия и одновременно — один из концов отвода:
Затем вынесем их из пламени горелки, осторожно соединим, чуточку поддуем, вытянем — и спай готов! Теперь можно заняться изготовлением горла. Для этого на месте горла сделаем круглое дно и продуем его: Острые края отверстия оплавим и подравняем специальным инструментом — разверткой. Вот, посмотрите, что получилось: Когда горло охладится, заткнем его пробкой, через которую пропущена трубка для дутья, отпаяем не нужную теперь оттяжку, выровняем поддуванием круглое дно колбы, отрежем и оплавим конец отводной трубки — и заказ химика выполнен. I/ AK ВИДИТЕ, ЧТОБЫ ИЗГОТОВИТЬ довольно простой прибор, пришлось в определенной последовательности проделать изрядное число операций. И хотя сами по себе они в достаточной степени просты, выполнить их быстро, точно и ловко — не такая уж легкая задача. Дело в том, что стекло — очень капризный материал. Перегреешь его чуть выше рабочей температуры, и оно «убежит» из рук — сомнется, слипнется, спаяется не там где надо. Зазеваешься и переохладишь его, и вот уже раздался легкий, но зловещий звон — изделие лопнуло и исправить его уже невозможно... Искусство стеклодува как раз и состоит в том, чтобы чувствовать температуру стекла, держать его все время в рабочем состоянии. Для этого одну часть изделия надо время от времени нагревать, другую охлаждать; приходится также непрерывно изменять форму, размеры и температуру пламени горелки. И все зто надо делать «на одном дыхании», не задерживаясь ни на долю секунды! И когда наблюдаешь за тем, как работает опытный мастер-стеклодув, то невольно приходит на ум сравнение с органистом, исполняющим многоголосную фугу... В. ЖВИРБЛИС 69
Никто сегодня не возьмется утверждать определенно, сколько веков насчитывает история популярнейшего на земпе напитка — кофе. Говорят что своим названием кофе обязан горной области Каффа, которая находится в Африке на территории Эфиопии. Об истории открытия кофе ходят разные легенды. Одна из них звучит примерно так: как-то в древности один житель Каффы обратил внимание на то, что его козы прыгают и резвятся больше обычного. Он вспомнил, что животные лакомились плодами каких-то деревьев, растущих в горах у пастбища. Любознательный хозяин собрал эти плоды, попробовал их пожевать и тоже ислытал необычное оживление и лрипив сил. Так было открыто дикое кофейное дерево. Было ли все это на самом деле, сказать трудно. Но постепенно все больше людей стремилось отведать диковинных плодов. Путешественники стали брать их в дорогу — стоило пожевать немного ароматных зерен, и пропадала усталость, проходил сон. Впоследствии люди научились варить из кофе налитки, и со временем их искусство в этой области достигло большого совершенства. Среди читателей нашего журнала, наверное, не так уж мало любителей кофе. И конечно, в каждой семье, как это водится, есть свой «особенный» секрет приготовления кофейного налитка, есть своя точка зрения на его пользу и вред. Вот почему мы решили немного подробнее рассказать о некоторых, не слишком известных проблемах, связанных с кофе — например, об изучении химического состава кофе, которое помогает улучшить его вкус и аромат, о действии отдельных компонентов кофе на организм человека, о процессах, происходящих во время варки кофе. Материалы этой подборки подготовлены нашим корреспондентом ЖАННОЙ МЕЛЬНИКОВОЙ. Фото М. Димурова и АПН, 71
X КОФЕЙНОГО ЗЕРНА Р. СМИТ НО В СТРАНАХ Центральной и Южной Америки, в тропиках Африки, в Индии и Индонезии, на Аравийском полуострове можно встретить немало разновидностей вечнсзеленого кофейного дерева. Во время цветения его ветви усыпаны гроздьями душистых из- желта-белых цветов. Позже их украшают небольшие плоды ярко-красного цвета, похожие на вишни. В каждом плоде заключено обычно два семечка. Это и есть знаменитые кофейные зерна. Чтобы очистить зерна от кожуры, собранные плоды рассыпают на земле и высушивают на солнце. Потом их пропускают через лущильную машину, которая отделяет высушенную оболочку от семян. Не менее популярен и другой способ очистки. Плоды вымачивают в воде, пока мякоть их не размокает и не на- Н(с—V чинает бродить. Тогда ее удаляют. Освобожденные от мякоти зерна высушивают на солнце, после чего с них снимают кожуру. Очищенные зерна сортируют и упаковывают в мешки для отправки. Было бы напрасным трудом искать в зеленовато-серых зернах сырого кофе тот аромат и вкус, которые прославили на весь мир напиток из плодов кофейного дерева. Весь букет ароматических и вкусовых качеств появляется у зерен только после их поджаривания. Во время этой магической процедуры в кофейных зернах протекают достаточно сложные процессы, которые на протяжении вот уже шестидесяти лет служат темой многочисленных научных исследований. Цель этих исследований — установить, какие изменения претерпевает кофе под действием высокой тем- Вот что мы пьем. Кристаллы кофеина СОО" О" соон снэ Тригонеллин Никотиновая кислота гХ* сн=сн—о но Кофейная кислота ног хсоон Хинная кислота он —^^У—сн = сн—coovl/ ..У. но соон Хлорогеновая кислота пературы, и выяснить, какие же составляющие придают ему характерный вкус и запах. К сожалению, до сих пор нет никакого научного метода, позволяющего точно оценить аромат и вкус жареного кофе. В этом деле приходится полностью полагаться на дегустацию — искусство, владение которым требует большого опыта и длительной тренировки. В НАШИ ДНИ ученые располагают довольно обширными сведениями о химическом составе сырых кофейных зерен. Основные растворимые в воде компоненты — это кофеин (его содержание колеблется около 1 — 2 процентов), тригонеплин, представляющий собой бетаин N-ме- тилникотиновой кислоты (до 1 процента), хлорогеновая кислота или эфир кофейной и хинной кислот E—8 процентов). Есть тут лимонная кислота (до 1 процента), сахароза E—6 процентов) и другие растворимые углеводы, белок C процента), минеральные соли (около 5 процентов, причем 4 из них падают на долю калия). На весь этот сложный набор веществ приходится около четверти веса сырого зерна. Клетчатка зерен состоит в основном из нерас- 72
творимых полисахаридов. В зерна входит также определенная доля кофейного масла и воды. Обычно кофе поджаривают при температуре около 200°С. При этом из зерен в первую очередь испаряется вода. Сахароза под действием высокой температуры карамелизуется и благодаря этому кофейный настой приобретает характерный коричневый цвет. Нерастворимые полисахариды частично распадаются на более простые растворимые углеводы. На кофеин поджаривание никак практически не влияет. Он остается в зернах, придавая напитку возбуждающие свойства. Кстати, мало кто знает, что в чае содержится в среднем вдвое больше кофеина, чем в кофе. Однако в чашечке сваренного кофе можно обнаружить примерно вдвое больше кофеина, чем в чашке чая (двести миллиграммов против ста). Причина проста: для приготовления чашки напитка требуется по весу куда меньше чая, чем кофе. Но вернемся к рассказу о действии повышенной температуры на состав кофейных зерен. При поджаривании разрушается большая часть тригонеллина. При этом образуется значительное количество никотиновой кислоты. Это не что иное, как витамин группы В, предохраняющий от тяжелых заболеваний, вроде пеллагры. Доказано, что в тех районах Южной Америки, где население постоянно недоедает, пеплагра тем не менее практически не встречается — здесь люди обеспечены нужным количеством никотиновой кислоты, так как потребляют много кофе, очень дешевого в этих странах. Кофе — единственное растение на Земле, в зернах которого содержится очень много хлоро- геновой кислоты в сочетании с кофеином и калием (эта кислота встречается в плодах и листьях и других растений, но совсем в небольших количествах). Хлороге- новая кислота разлагается при поджаривании кофейных зерен. Есть основания думать, что именно продукты ее распада придают кофе характерный вкус и аромат. После столь подробного описания может показаться, что проблемы определения «вкусовых» составляющих кофе просто нет — она решена! На самом же деле это не так. Среди веществ, совокупность которых создает вкусовую характеристику кофе, есть такие, присутствие которых обнаружено дегустаторами по запаху и на вкус, но никак пока не уловлено методами точного анализа. АРОМАТ КОФЕ, как показали химические исследования, создает множество веществ: кислот, спиртов, альдегидов, кетонов, фенолов, гетероциклических азот- и серусодержащих соединений. Все они образуются в процессе поджаривания сырых зерен, когда идет разложение углеводов, белков, кофейного масла, тригонел- лина. Метод газовой хроматографии помог за последние годы обнаружить в составе кофе еще немало новых соединений—теперь их насчитывают около двухсот. Однако ни одно из них само по себе не обладает тем характерным ароматом, который свойствен кофе. Различие в аромате отдельных сортов кофе объясняется различными комбинациями тех или иных компонентов в их зернах. В какой-то степени запах напитка зависит и от способа варки кофе, и от поджаривания зерен — чем оно сильнее, тем больше выделяется летучих ароматических веществ. При поджаривании кофейные зерна несколько «вспухают» под действием образующихся внутри них газов, в основном двуокиси углерода. Вместе с этими газами внутри зерна «консервируется» и его аромат. При размоле ароматические летучие вещества начинают выделяться вместе с угле-г кислым газом — вот почему све- жеразмолотый кофе пахнет так свежо и сильно. После размола кофе очень быстро теряет свою свежесть — не только из-за потери запаха, но также из-за разрушения на воздухе некоторых ле»-ко окисляющихся веществ. Во многих странах Европы домашние хозяйки покупают жареный кофе в зернах и мелют их непосредственно перед приготовлением напитка. В Англии и США распространен другой способ: све- жеподжаренный кофе герметично закупоривают в банки сразу же после размола. Воздух из банок выкачивают или заменяют азотом либо углекислым газом. Возможность окисления полностью исключается, и кофе остается свежим неопределенно долгое время. ПРОБЛЕМАМ, связанным с производством и переработкой кофе, посвящено немало научных изысканий. Исследовательские лаборатории стран, производящих кофе, занимаются улучшением качества урожая, совершенствуют методы первичной обработки зерен. Множество работ посвящено изучению состава сырого и жареного кофе. На основе этих исследований удалось усовершенствовать способы сохранения вкусовых и ароматических свойств жареного кофе, метод получения быстрорастворимого кофе. Однако наши знания далеко не полны: как уже говорилось, до сих пор еще не известна в точности природа тех соединений, которые сообщают кофе его вкус и аромат. А поэтому можно с уверенностью утверждать, что в ближайшем будущем вряд ли удастся синтетическим путем скопировать кофе, созданный природой. Сокращенный перевод с английского Б. КОЛТОВОГО (из журнала «New scientist»] 73
С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ВРАЧА Рассказывают, что в XVIII веке один французский ученый задался целью установить, какой «яд» убивает скорее — кофе или чай. Он получил разрешение произвести опыты на преступниках, приговоренных к смертной казни. Одному арестанту стали давать в день по три чашки чая, другому — столько же кофе. Первый дожил до 70 пет, а второй до 80. Ученый не пил ни чая, ни кофе и скончался на 62 году жизни. В правдоподобность этой истории можно поверить. Ибо еще Карп Линней в своей книге о кофе очень точно подметил, что «напиток сей укрепляет чрево, способствует желудку в варении пищи, засорившуюся внутренность очищает, согревает живот». И все же... Все же кофе может быть рекомендован далеко не каждому. Чтобы стало ясно — почему, попробуем выяснить, как действует этот напиток на организм человека. Тонизирующими свойствами кофе обязан, главным образом, двум веществам — кофеину и хлоро- геновой кислоте. Особенно чувствительна к кофеину центральная нервная система и, в первую очередь, те отделы головного мозга, которые ведают психическими функциями. Под действием кофе у человека обостряется реакция на внешние раздражения, восприятие окружающего мира становится более четким и сильным. Чашка крепкого черного кофе почти мгновенно снимает усталость, помогает бороться с опьянением. Этот стимулирующий эффект продолжается обычно от одного до трех часов. Кофеин уменьшает также в головном мозгу сипу процессов внутреннего торможения, которые лежат в основе сна. Вот почему после утреннего кофе быстро исчезают остатки сонливого состояния и вот чему мы бываем обязаны бессоницей, выпивая кофе на ночь. Попадая в организм, кофеин возбуждает сосудо- двигательный центр. Причем действие его часто вызывает противоположные эффекты. Например, сосуды пищеварительного тракта заметно сужаются, а сосуды сердца, мозга, сетчатки глаза, почек, печени и, в меньшей степени, кожи и легких — расширяются. Кофеин непосредственно действует на сердечную мышцу, заставляя ее сильнее сокращаться. Вместе с расширением коронарных сосудов сердца это благотворно сказывается на питании сердечной мышцы, повышает ее тонус и возбудимость, увеличивает проводимость нервных импульсов. Поэтому не случайно при упадке сердечной деятельности врачи рекомендуют выпивать чашечку крепкого горячего кофе (назначая, конечно, и другие лечебные средства]. Все сказанное делает понятным, почему кофе не может принести ничего кроме вреда людям, страдающим тахикардией (учащенным сердцебиением], различными неврозами сердца, миокардитом (воспалительным заболеванием мышцы сердца). А как сказывается кофеин на кровяном давлении! Оказывается, он зачастую не изменяет его вовсе или повышает совсем незначительно. Объяснение этого кроется в уже известном нам одновременном сужении одних и расширении других сосудов под действием кофеина. При этом кровь перераспределяется в организме, скорость ее движения возрастает. А общее кровяное давление остается неизменным. Но эта нормальная реакция изменяется при болезнях сосудов. Поэтому атеросклероз и гипертоническая болезнь накладывают почти полный запрет на кофе. Естественно, что при гипотонии (пониженном кровяном давлении] рекомендации врача становятся диаметрально противоположными. Не остаются безразличными к действию кофе и легкие. Их вентиляция улучшается, а дыхание становится более частым, но далеко не всегда более глубоким. В некоторых случаях крепкий кофе облегчает даже приступы бронхиальной астмы — эти приступы вызываются спазмами гладкой мускулатуры бронхов, а кофе способствует их расслаблению. Наконец, кофе активно влияет на работу органов пищеварения. Он повышает их секреторную функцию, вызывает усиленное выделение сока. Но именно поэтому лучше воздерживаться от кофе при гастритах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, заболеваниях почек и печени. Таково, вкратце, действие кофе на организм человека. Каковы же «оптимальные» рекомендации врачей по поводу ежедневного кофейного режима! Утром, перед началом работы, стоит выпить чашку крепкого кофе. В обеденный перерыв можно повторить это удовольствие, но обязательно разбавить кофе молоком. Ни в коем случае не надо слишком часто прибегать к услугам крепкого черного кофе — постоянное «подстегивание» организма ни к чему хорошему не приведет. Стоит заметить, что у завзятых любителей кофе не так уж редки случаи хронического отравления кофеином. Его признаки: нервозность, бессонница, дрожание конечностей, головная боль, неправильный пульс, одышка. В этих случаях нужно немедленно прекратить прием кофе и других возбуждающих напитков, среди которых, кстати, не последнее место занимает и чай. В. НИКОЛАЕВ 74
ТЕМ, КОМУ ВРЕДЕН НАТУРАЛЬНЫЙ КОФЕ Запрет врача пить натуральный кофе вовсе не лишает вас любимого налитка. На прилавках магазинов можно увидеть разнообразные заменители кофе, в составе которых — всего 5—35% натурального, а остальная часть приходится на цикорий, жолуди, сою, овес, ячмень, каштаны, какаовепу (оболочка бобов какао), арахисовые, буковые, кедровые орехи, косточки плодов сливы, алычи, абрикоса. Вкус и аромат такой смеси — ее называют кофейным напитком — близки к натуральному кофе. Пить этот налиток можно всем. По какому же принципу «комплектуются» такие смеси, как удается почти полностью воссоздать букет натурального кофе! Достигают этого тщательным подбором разных компонентов (предварительно проводится всестороннее изучение их питательных, вкусовых, ароматических и других свойств) и их особой обработкой. Одни вещества придают напитку вкус натурального кофе, другие аромат, третьи сообщают крепость. Например, при обжаривании цикория, который обычно входит в состав кофейного напитка, образуется цикориопь. По вкусу и аромату он близок к ко- феопю, эфирному маслу, которое выделяется при обжаривании кофейных зерен. Из полисахарида инулина, тоже входящего в состав цикория, при нагревании образуются сахара, придающие суррогату цвет натурального кофе. В жолудях присутствуют дубильные вещества, воспроизводящие кофейный вкус. Рожь, овес, ячмень делают экстракт искусственного кофе насыщенным, каштаны смягчают его вкус, орехи придают питательность, плодовые косточки — облагораживают. Суррогатные кофейные порошки рассчитаны на разные вкусы. Наиболее крепкими признаны кофейные напитки «Кубань», «Золотой колос», «Осенний», «Старт», «Народный». В них больше, чем в других марках, цикория и злаков. Наредкость удачно сочетание цикория, ячменя, жопудей в кофе «Здоровье». Специально для детей созданы кофе «Пионерский» и «Детский». В их состав входят какаове- ла и ореховая мука. Кофе получается с привкусом шоколада. Рецептуру заменителей натурального кофе разрабатывают сотрудники Всесоюзного научно- исследовательского института консервной и овощесушильной промышленности. До недавнего времени существовало множество сортов кофейных налитков. Теперь их список ограничен двадцатью двумя названиями. В их число вошли самые ароматные, самые крепкие и питательные смеси, наиболее полно воспроизводящие весь «букет» натурального кофе. ЧТО ПРОИСХОДИТ В КОФЕЙНИКЕ? Академик М. М. ДУБИНИН Приготовление кофе — это целое искусство, овладеть которым, наверное, будет легче, если представить себе сущность химико-физических процессов, происходящих в кофейнике. Независимо от того, насыпается пи кофе в сосуд с кипятком или, наоборот, порошок в кофейнике запивается кипящей водой, в момент контакта кофейного порошка и жидкости начинается процесс экстрагирования — вытяжка из кофе его растворимых компонентов. Одновременно всплывающие пузырьки пара увлекают за собой часть ароматических веществ кофе. Вещества, извлеченные из кофейного порошка, и придают напитку его вкус и аромат. Сам я предпочитаю кофе «по- арабски», готовить который меня научили в Египте. Его варят в специальных луженых изнутри сосудах, которые у нас называют турками, а в Югославии — джезвами. А теперь вопрос вопросов: как же варить кофе правильно? Есть рецепты, получившие, можно сказать, международное признание. Например, знаменитые «кофе по-турецки» или «кофе-зкспресс». И все-таки, какой любитель кофе не будет утверждать, что принятый в его стране способ — самый лучший? Вот тому несколько свидетельств. Любица ГОРСКИ, супруга советника Посольства Югославии в Москве: Если бы меня спросили о наших национальных обычаях, я бы сказала: «...и привычка пить кофе!» Даже в учреждении, куда вы пришли по делу, вам предложат выпить чашечку кофе. Вы увидите здесь всевозможные приспособления для варки, а сотрудники, которые особенно искусны в приготовлении кофе, пользуются большим почетом. У меня дома кофе варят так. Мы наливаем в джезву, специальный медный сосуд, холодную воду, например пять чашек холодной воды. Туда же насыпается пять чайных ложек сахара, и джезва ставится на огонь. Когда вода закипает, надо снять сосуд с огня, отлить немного воды в отдельную чашку и бросить в кипяток пять чайных ложек кофе. Затем джезва снова ставится на огонь, но теперь уже слабый. Как только поднимется пена, сосуд снимают с огня, кофе перемеши- 73
Сначала в такой сосуд наливают половину порции воды и тут же добавляют в нее сахар по вкусу. Делается это не случайно, так как водопроводная вода, как правило, отличается повышенной жесткостью — в ней много ионов кальция, которые тормозят процесс экстрагирования. Сахар же связывает эти ионы и тем самым умягчает воду. В результате экстрагирование идет уже значительно интенсивнее. Поставив сосуд с водой на плиту, следует подождать, пока вода закипит. Затем сосуд снимают с огня, засылают в него порошок кофе, добавляют недостающее количество кипятка и вновь возвращают на плиту. Через несколько мгновений в сосуде начнет образовываться густая шапка пены, от плотности которой во многом зависят вкусовые и ароматические качества налитка. Лена — это своеобразная крышка, не позволяющая летучим компонентам кофе покидать сосуд вместе с паром. Эти вещества, в частности, заключены и в пузырьках лены, которую истинные любители кофе обязательно кладут в чашку, сохраняя тем самым значительную часть аромата и вкуса налитка. Приготовляя кофе по-арабски, лене дают подняться всего один раз — иначе возникнет опасность, что закипающая жидкость начнет бурлить и разрушит пенистую «крышку». Кофе следует пить сразу же после приготовления. Если дать ему постоять, то пена постепенно разрушится и, следовательно, улетучится значительная часть неповторимого аромата кофе. Как бы лотом мы ни подогревали остывший налиток, этот аромат восстановить не удастся — при правильном приготовлении кофе происходит почти полная экстракция основных его компонентов, и повторный нагрев уже ничего не дает. вают и снова ставят его на плиту. И так еще и еще раз. Когда пена поднимется трижды, кофе готов. В него остается добавить отлитую предварительно воду, потом положить в каждую чашку немного пены и разливать кофе. Способ, о котором я рассказала, пожалуй наиболее распространен в нашей стране. Хотя есть и другие признанные рецепты: например, можно сначала положить в джезву кофе, а потом заливать его кипятком с сахаром. Вкус кофе зависит не только от искусства его приготовления, но и от помола зерен. Чем мельче кофейный порошок, тем ароматнее кофе. И в заключение еще один секрет. Лучше всего самим поджаривать зерна — зто можно делать на обычной сковородке, а потом, сняв ее с огня, сразу накрыть поджаренные зерна и держать их под крышкой до тех пор, пока они не остынут. Это помогает кофе лучше сохранить свой неповторимый аромат. Августо ПАНКАЛЬДИ, корреспондент газеты «Унита» в Москве: Если вам довелось смотреть комедию Эдуардо де Филиппе «Ох, уж эти призраки», то вы, вероятно, помните сцену, в которой главный герой излагает зрителям кодекс приготовления кофе. Прежде всего, утверждает он, нужно запастись неаполитанской кофеваркой. Промывать в ней нужно только фильтр, так как на стенках обоих ее сосудов должна образоваться корочка — «следы» ранее сваренного кофе. В зтих сосудах вода начинает впитывать аромат еще до того, как пройдет сквозь свеженамолотый кофе. Когда вода закипает, то из носика кофеварки начинает выходить ароматный пар. Настоящий неаполитанец не даст этому пару уйти: он закроет носик кофейницы бумажным колпачком. Пар остается и насьгк;ает напиток густым запахом. Сваренный кофе пьют медленно, по глоточку, по капле. Э. де Филиппе — не первый писатель, рассказавший нам о кофе. Три века назад Реди посвятил кофе целую позму. Вообще кофе появился в Италии очень давно, в конце XVII века, ввезенный сюда, как говорят, из Персии. Недавно кто-то даже попытался по истории кофе (а вернее, кафе, где его пьют) проследить историю Италии. Кафе в нашей стране — зто традиционное место собраний историков и писателей. В Милане в знаменитых кафе центра собирались конспираторы, готовившие заговоры против австрийского засилия. Самые горячие споры о литературе звучали тоже в кафе. В этом смысле по истории кафе можно проследить историю некоторых политических и литературных течений Италии. Но вряд ли такой подход можно назвать строго историческим. Конечно, прочтя написанное, читатели журнала пока не поняли, как же итальянцы варят кофе. Но я разрешил себе зто вступление только для того, чтобы стало понятным, почему рядовой житель Италии выпивает в день по пять-семь чашек кофе, а иногда и больше... Теперь я перехожу к описанию «итальянского способа» варки кофе. Кофе по-итальянски — обычно очень крепкий, густой, черного цвета, с высоким содержанием кофеина. Но итальянцы не поэтому 76
самые вспыльчивые в мире люди. Их знаменитый темперамент зависит не от кофе и был известен еще задолго до того, как человек открыл для себя его прелесть. В Италии существуют два основных способа варки кофе: кофе по- неаполитански и кофе-экспресс. Разумеется, и техника приготовления, а точнее — кофеварки, используемые в том и другом случае, — различны. Не спрашивайте меня, какой из двух способов лучший. После многих лет «великий спор о двух способах» еще не окончен. И мне не остается ничего другого, как объективно описать оба. Кофе по-неаполитански. Готовится в кофеварке, состоящей, как узке говорилось, из двух металлических сосудов. Между сосудами расположены два фильтра, сюда и насыпают тонкомолотый кофе — свободно, чтобы он не спрессовывался. В нижний сосуд наливают воду, навинчивают на него верхний сосуд, и кофеварку ставят на огонь. Когда вода закипит, кофеварка резко переворачивается. Вода попадает на фильтры, проходит сквозь порошок кофе и по капле собирается во втором сосуде (после того как закипела вода, кофеварку на огонь больше не ставят). Не следует ускорять процесс прохождения воды сквозь порошок. Важно, чтобы она медленно впитала в себя кофе и без посторонней помощи собралась во втором сосуде. Минут через пятнадцать кофе готов. К о ф е-э кспресс. И этот способ очень распространен в Италии. Машинка для кофе «Экспресс» тоже изобретена в Италии, и в течение двух десятков лет завоевала огромную популярность во многих странах мира. Сильно нагретый пар под большим давлением проходит в машине сквозь фильтр с порошком кофе мелкого помола. Здесь пар охлаждается, и густой кофе по каплям сочится в чашечку. Полученный экстракт называют еще «crema di caffe». По мнению некоторых врачей, этот кофе, очень густой и крепкий, меньше действует на сердце, чем неаполитанский. Объяснение таково: кофеин растворяется в воде; значит, чем больше воды в кофе, тем больше кофеина... Но у каждой теории, может быть для равновесия, существует «контртеория». И другие врачи утверждают, что кофеина меньше в кофе по- неаполитански: там ведь меньше концентрация... В конце нашего краткого трактата об итальянском кофе стоит отметить, что крайне важно правильно подготовить «сырье», то есть в необходимой мере поджарить зерна кофе. По мнению наших специалистов, самый вкусный в мире кофе — бразильский. В Италии этот кофе «дорабатывают» — обэкигают в специальных электрических печах. После обжига светлые зерна кофе приобретают очень темный цвет. Кофе, который продается в Москве, на итальянский вкус — недостаточно темен. Поэтому все живущие в Москве итальянцы обэкигают дома зерна еще раз. Иначе настой получается слишком светлым и не таким ароматным. Кофе по-турецки, который готовят на среднем Востоке, в арабских странах, в Югославии и в других местах, тоже очень густ и крепок, как и «crema di caffe»-3Kcnpecc. Но мои соотечественники считают недостатком этого кофе его «зернистость», в итальянском же кофе нет ни одной крупинки порошка. Итак, еще одна дискуссия, на этот раз в плане международном, между сторонниками итальянского кофе и сторонниками кофе турецкого, который значительно старше первого. Если бы я был турком, то, конечно, сказал бы, что турецкий кофе— лучший. Но так как я итальянец, то говорю обратное. И не из чистого патриотизма, а потому, что с детства привык пить кофе по- неаполитански. Ч ^ '* I КОФЕ И ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС Академик П. А. РЕБИНДЕР Прогресс науки и техники подарил любителям кофе два новшества — быстрорастворимый кофе и машины типа «экспресс». Появление консервированного растворимого кофе было встречено по-разному. У одних он сразу получил признание, так как позволял приготовить любимый напиток даже в тех случаях, когда для этого не было необходимых прежде условий. Другие же, наоборот, встретили новый кофе с сомнением, полагая, что ему далеко до достоинств кофе «настоящего». Между тем, быстрорастворимый кофе — продукт замечательный в полном смысле этого слова. Его приготовляют из лучших сортов натурального кофе, крепкий настой которого тщательно фильтруется, а затем распыляет- 77
ся в больших камерах, заполненных инертным газом, например, азотом. Капельки этого экстракта высыхают прямо на лету, превращаясь в мелкие гранулы, легко растворяющиеся в воде и образующие в ней коллоидный раствор. Для приготовления напитка из такого порошка достаточно иметь под рукой только горячую воду. Порошок быстрорастворимого кофе сохраняет высокие вкусовые качества свежеразмолотого кофе, так как вместе с кофеином и ароматическими веществами — эфирными маслами, образующими «букет» кофе, в экстракт переходят и затем сохраняются в гранулах поверхностно-активные вещества — стабилизаторы коллоидных частиц. Покрывая частицы и мельчайшие масляные капельки защитным адсорбционным слоем, эти стабилизаторы не дают им агрегироваться и выпадать в осадок. Благодаря стабилизаторам, напиток, приготовленный из порошка быстрорастворимого кофе, имеет более высокую дисперсность, чем кофе, сваренный из молотых зерен, и совсем не дает осадка. Таким образом, можно смело утверждать, что быстрорастворимый кофе при правильно поставленном его производстве лучше «обычного» — во всяком случае, в нем более полно используется все ценное, что содержится в обжаренных кофейных зернах. Точно так же некоторые любители кофе скептически относятся к напитку, приготовленному на машинах «экспресс». Между тем, здесь все зависит от правильной регулировки аппарата и умения пользоваться им. Искусство варки кофе во многом определяется умением создать условия, необходимые для быстрого и полного экстрагирования. Иными словами, нужно уметь в короткий срок получить достаточно высокую температуру, не допустив образования большого количества водяного пара, вместе с которым улетучиваются и ценные компоненты кофе. Повышенное давление пара в аппарате используется для того, чтобы быстро отфильтровать весь полученный экстракт от уже не нужного остатка. Когда аппарат тщательно отрегулирован и им пользуются с должным умением, кофе «экспресс» превосходит напиток, приготовленный кустарным домашним способом. Арнольд МОСТОВИЧ, главный редактор польского сатирического журнала «Шпильки» Я очень люблю кофе. Все говорят, что у нас в Польше люди поглощают этот напиток в огромном количестве. Возможно. Но что это значит по сравнению например, с тем же Будапештом? Его жители ежегодно выпивают в виде кофе чуть ли не два притока Дуная! Так уж получилось, что с кофе связан один из самых неловких в моем жизни случаев. Несколько лет назад в Белграде я оказался в обществе коллеги из местного сатирического журнала. В уютном впрочем страшно переполненном, кафе мы заказали два кофе по-ту рейки. Его принесли в чудесных медных кастрюльках, наполненных густым, как смола, напитком. Не видя ни сахара, ни сахарницы, я попросил своего знакомого разрешить этот вопрос с официантом — Что?? — Он посмотрел на меня вначале с удивлением, а потом о легкой дозой презрения. — Не люблю кофе без сахара, — пояснил я. — Сахар, и кофе по-турецки? Вопрос был задан во всю силу голоса. Мне показалось, что в переполненном кафе все повернулись и принялись разглядывать меня как редкое ископаемое. Случившееся объясняется, пожалуй, тем, что с кофе во всемир ном масштабе происходят странные мистификации. Ведь то, что в течение многих лет подавалось в Варшаве как кофе по-турецки с Турцией не имело ничего общего. В этот варшавский кофе я, как i все, клал сахар. Что же удивляться, что в Белграде, прекрасно знако мом с истинным турецким кофе, я испортил свою репутацию быва лого человека? Правда, я думаю, что таким же образом скомпрометировал бы себя в Ирландии и в Вене, в Италии или в Бразилии. Ведь в наших кафе подают кофе и по-ирландски и по-венски, по-итальянски и по-бра зильски. Но теперь мне ясно, что под этими названиями скрывается всегда только один кофе — по-варшавски, хотя такого названия у нас не существует. Впрочем, как-то в Москве мне предложили попробовать кофе nij варшавски — со взбитыми сливками. Я уверен, что это был кофе по-венски, который не известен ни в Варшаве, ни в Вене; или, по жалуй, кофе, который в холодном виде во Франции называется «по льежски» — по имени города Льеж в Бельгии, где такого кофе, разу меется, тоже не знают... Мой приятель, актер, рассказывал, что будучи на гастролях в од ном из городов на юге Польши, перед выходом на сцену спросил чашку крепкого кофе. Он незамедлительно получил ее, выпил зал пом до дна... И чуть не подавился. Это был самый крепкий кофе, ко торый ему довелось попробовать в жизни. Он состоял на одну десятую из кофе и на девять десятых — из коньяка. Состав этот назывался как будто бы, кофе по-румынски. Но знают ли румыны об этом ше девре кофетворения, сказать трудно... Итак, мой личный опыт и опыт моих друзей учит, что со всеми способами приготовления кофе, которые носят громкие названия нужно быть очень и очень осторожным. Если вы будете в Варшаве позвоните мне, и я вам потихоньку скажу, где у нас подают действи тельно хороший кофе, самый простой кофе без названия, который так приятно пить в обществе симпатичных людей. 78
Вакса! Не надо улыбаться. Ведь мы, как и наши далекие предки, носим обувь, изготовленную из кожи. И, хотя мода на цвет и фасон непрерывно меняется, неизменной остается «мода» на чистую обувь... Как средство, предназначенное для чистки обуви, вакса стала нарицательным словом. Ваксу готовят так. Берут 5 г патоки, 5 г пигмента (кости жженой), 2 г концентрированной серной кислоты, 2 г каустической соды (едкого натра) и 10 г рыбьего жира. К патоке и пигменту при перемешивании медленно припивают кислоту и оставляют стоять, временами помешивая, до прекращения выделения пены. Одновременно к раствору каустической соды в небольшом количестве воды прибавляют рыбий жир и ждут, пока смесь не превратится в однородную мылообразную массу. Поспе этого оба раствора соединяют. Приготовленная таким способом вакса дает прекрасный блеск, но., лишь при условии, что серная кислота будет полностью нейтрализована едким натром. В ином случае получится вакса, которая немедленно испортит обувь. Именно поэтому чаще всего дпя чистки обуви применяют различные кремы и аппрету- р ы. При необходимости их можно приготовить в домашних условиях. Для этого надо запастись простейшим «оборудованием»: старыми консервными банками, отслужившей свой век эмалированной кружкой, стеклянными пузырьками и «водяной баней» — кастрюлей с кипящей водой. СКИПИДАРНЫЕ КРЕМЫ Это достаточно твердые окрашенные растворы различных гидрофобных воскообразных веществ в скипидаре или бензине. Они дают хороший глянец. Варят кремы в обычной консервной банке на водяной бане. При этом необходимо соблюдать осторожность — крем может загореться. Черный крем высшего качества Пчелиного воска 5 г Желтого воска* . . 15 г Парафина .... 20 г Скипидара .... 9 мл Олеиновой кислоты 1,5 г Черной, растворимой в жирах анилиновой краски . 1 г Краску растворяют в кислоте и прибавляют к смеси восков и * Неочищенный горный воск, обычно используемый для натирки полов. 79
парафина. Массу нагревают несколько минут при 95 Сг перемешивают и прибавляют нагретый до 25—30° С скипидар. Воск и парафин лучше предварительно расплавить и процедить в горячем виде через мелкое сито. Таким же образом готовят и другие скипидарные кремы. Крем для цветной обуви Воска 5 г Парафина 2,5 г Анилиновой краски, растворимой в жирах 0,5 г Скипидара .... 17 мл Краситель подбирается по цвету обуви. ВОДНЫЕ КРЕМЫ Это мыльные щелочные эмульсии гидрофобных веществ — чаще всего восков. При низкой температуре такие кремы замерзают: от этого эмульсия расслаивается и кремы портятся. Поэтому их хранят при температуре выше ОС или добавляют немного спирта. Для придания крему нужного цвета применяют воднорастворимые анилиновые красители, не меняющие цвета в щелочной среде. Для черных кремов можно использовать и сажу. Эти кремы не уступают по своему качеству скипидарным, причем не имеют неприятного запаха. Черный крем Пчелиного воска Желтого воска Поташа .... 20 г 5 г 4 г Воды 12,5 мл Черной анилиновой краски .... 5 г К расплавленной смеси восков приливают порциями водный раствор краски и поташа. Когда омыление закончится (перестанет выделятся пена), крем охлаждают до 50—60 С и разливают в банки. Чем полнее омылен воск, тем лучшего качества получается крем. Крем для цветной обуви Пчелиного воска . . 2,5 г Желтого воска ... 5 г Углекислого аммония .... 0,6 г Мыла ядрового . . 0,7 г Горячей воды ... 55 мл Формалина .... 1 мл Анилиновой краски берут 2% {по весу) от количества остальных компонентов Раствор в воде аммонийной соли, мыпа и краски приливают к расплавленным воскам. После охлаждения добавляют формалин. АППРЕТУРЫ Жидкие аппретуры для кож — это смыленные и окрашенные водные растворы различных гидрофобных смоп. Аппретуры дают очень хороший блеск, причем одновременно (поскольку содержат мыло или щелочь) очищают кожу от грязи. Готовить их нужно в медной или эмалированной посуде, так как от железа аппретуры портятся. Анилиновые красители употребляются те же, что и для приготовления водных кремов. Воду надо брать мягкую, лучше всего дистиллированную ипи дождевую. Аппретура, дающая сильный глянец Шеллака * .... 20 г Нашатырного спирта 9 мл Воды 50 мл Анилиновой черной краски 2,5 г Шеплак растворяют на водяной бане в смеси нашатырного спирта и воды, затем прибавляют краску и хорошо перемешивают. * Шеллак добывают из «гуммилака» — наростов на ветвях некоторых тропических деревьев в местах укусов личинки «лаковой вши». В домашних условиях его можно получить, упарив на водяной бане (осторожно, огнеопасно!) шеллачный лак для живописи. Бесцветная аппретура Воска 15 г Белого мыпа (например, «Мир», «Голубь» и т. д.) . . 15 г Глицерина . . . . 4,5 г Смесь верят до полного растворения в 250 мл воды, все время подливая новую воду взамен испарившейся. После охлаждения взбалтывают до получения однородной эмульсии. Аппретура для белой кожи Яичного белка ... 6 г Молока 65 г Разбавить водой до 700 мл и взболтать. Аппретура для цветной кожи Желтого воска . . 12,5 г Скипидара ... . 17 мл Мыла 12 г Горячей воды . . . 12,5мл Анилиновой краски .... 0.-5 г Спирта (или денатурата) .... 2,5 мп К растопленному воску прибавляют при перемешивании раствор мыла в воде. Массу растирают в ступке до образования однородной пасты, после чего вводят скипидар и раствор краски в спирте. СОСТАВЫ ДЛЯ ЧИСТКИ ПАРУСИНОВОЙ И БРЕЗЕНТОВОЙ ОБУВИ Эти составы содержат пигмент, фиксатор (например, шеллак) и растворитель; в некоторых случаях в них добавляют мягчитель — глицерин. Для черней обуви Денатурата .... 43 мл Ламповой сажи . . 40 г Шеплака 7,5 г Шелпак растворяют в денатурате, добавляют сажу и оставляют на ночь. 80
I Для белой обуви Окиси цинка .... 5 г Шеппака 7,5 г Буры 2,5 г Сахара 5 г Глицерина . ... 2,5 г Светлой гпины (каолина] .... 6 г К водному раствору буры добавляют шеллак и кипятят, пока он не растворится. Затем добавляют сахар и глицерин, размешивают, добавляют глину и окись цинка. Состав для чистки замшевой кожи Ядрового мыпа . 25 г Жавелевой (бепипь- ной) воды . . . 15 мл Воды 20 мл Нашатырного спирта 1 мл Мыло растворяют в воде при нагревании, и после охлаждения прибавляют остальные компоненты. Итак, мы коротко рассказали вам о ваксе и ее «сородичах». Как видите, приготовить их самому не составляет труда — важно лишь достать все необходимые компоненты. Но можно задать и множество вопросов, например: — А почему блестят начищенные ваксой ботинки! — А почему вакса делает кожу водонепроницаемой! — А почему чищенные ботинки сохраняются дольше нечищенных! Ответить на такие вопросы не просто: речь идет уже о сложных физико-химических явлениях, каждое из которых может быть темой отдельной статьи. К. ВИКТОРОВ В одном из следующих номеров мы постараемся рассказать и об этих явлениях. Редакция. о со с: JQ U ш к- Г"* АНГЛИЙСКИЙ— для химиков КОЛЛЕКТИВНЫЙ СТИЛЬ * Французы говорят, что «Le style c'est l'homme» — (стиль — это человек). Но вот о современном ученом нельзя ничего сказать как о человеке, прочитав его работы: за редким исключением они начисто лишены всякой индивидуальности. Крупные ученые прошлых веков писали свои трактаты как художественные произведения, причем, чаще всего, от первого лица. Вот, например, как описывал один из своих экспериментов Исаак Ньютон (перевод с латыни на английский): I procured a triangular glass prism, to try therewith the celebrated phenomena of colours. And for that purpose, 1 have darkened my laboratory and made a small hole in my window shade, to let in a convenient quantity of sun's light- J placed my prism at the entrance that the light might be thereby refracted to the opposite wall. Но стиль — это не только проявление личности автора, но и эпохи, в которую он живет. В наш век прогресс науки и техники возможен лишь в результате коллективных усилий ученых и инженеров, и поэтому в современной научной и технической литературе используется особый, коллективный стиль. Изложение ведется не от первого, а от третьего лица и широко применяются пассивные, безличные и неопределенно-личные конструкции типа: it was desirable, it is to be noted, it is necessary, care must be taken. Если бы Исаак Ньютон жил в наше время, он, вероятно, изложил бы приведенный выше эксперимент следующим образом: For the purpose of investigating the celebrated phenomena of colours a triangular prism was procured. After darkening the laboratory and making a small window the optimum quantity of light would be let in * Продолжение. Начало см. «Химия и жизнь» №№ 1 и 2. £ Химия и Жизнь, NS 3 81
from solar sources, the prism was placed before the entrance for the purpose of reflecting the light to the wall on the opposite side. Подобная эволюция может нравиться или не нравиться, но она неизбежна. Развитие языка научной и технической литературы, как и развитие любого языка, протекает по своим внутренним законам и не может быть приостановлено путем декретирования. Стремление современных ученых свести изложение материала исключительно к описанию научных фактов приводит к тому, что сведения об авторах и о времени написания работ по данному вопросу выносятся в сноски. Приведем пример из статьи, опубликованной в 1960 году: In earlier cyclisation studies *, it was shown that certain ke ton it riles, on refluxing with hydrobromic — acetic acid yielded 9-arylphe- nanthrenes. Это предложение становится совершенно понятным только после того, как из сноски ' выясняется, что речь идет о работе, опубликованной другими авторами в 1954 году. В связи с этим при переводе нужно крайне внимательно относиться к сноскам. В частности, необходимо непрерывно следить за тем, идет ли речь об экспериментах и выводах самих авторов или же их коллег. Например, из беглого перевода предложения During our work, dimethylaminotrime- thylsilane was shown to react with boron trichloride and tribromide3 может создаться впечатление, что авторы в ходе своей работы выявили указанную реакцию, тогда как из сноски выясняется, что они лишь подтвердили данные другого ученого. А теперь рассмотрим специфику перевода предложений, приведенных в предыдущем номере журнала. 8. The four atoms are in a plane Неправильный перевод: «Четыре атома лежат в плоскости». Правильный перевод: «Все четыре атома лежат в одной плоскости». Перед количественным числительным не может быть артикля. Вместе с тем, определенный артикль the произошел от указательного местоимения that, и поэтому часто употребляется в значении «этот». Следовательно, перед количественным числительным артикль the обладает смысловым значением: the two — «эти два» или «оба», the three — «все три» и т. д. Такой перевод позволяет выявить абсолютное (а не относительное) число компонентов. В нашем случае это означает, что в данной плоскости лежат все четыре атома, а не четыре атома из неизвестного нам числа. Вот еще пример: The close agreement of the six compounds is unlikely to be a coincidence. «Маловероятно, чтобы хорошее соответствие всех шести соединений было совпадением». 9. We used the action of a weak acid, water. Неправильный перевод: «Мы использовали действие слабой кислоты и (?) воды». Правильный перевод: «Мы использовали действие слабой кислоты, то есть воды». Химикам хорошо известно, что вода, в зависимости от условий, может выступать как слабое основание или как слабая кислота. Тем не менее, я не помню случая, чтобы кто-либо дал правильный перевод этого, на первый взгляд, простого предложения. Дело в том, что мало кто знает, что существительное, стоящее обособленно после другого существи- ного и отделенное от него запятой, часто выступает как приложение. В таком случае для правильного и, к тому же, логически отточенного перевода рекомендуется вводить перед ним слова «то есть», «а именно», «другими словами». Например: This is true for hydrogen bromide, the acid whose addition to olefins has been studied most often. «Это справедливо в случае бромистого водорода, то есть кислоты, присоединение которой к олефинам изучалось наиболее часто». Обратите внимание на это правило. Вы увидите насколько повысится логика вашего перевода, особенно при переводе недостаточно знакомого текста. 10- These chemists first showed that addition reactions of aldehydes and ketones involve attack by reagents- Неправильный перевод: «Эти химики первыми показали, что реакции присоединения альдегидов и кетонов включают атаку реагентов». Правильный перевод: «Эти химики первыми показали, что реакции присоединения альдегидов и кетонов сопряжены с атакой реагентов». Необходимо запомнить, что глагол to involve переводится многими словами, кроме одного — «включать»... Ведь «включать» подразумевает лишь частичное участие, тогда как в большинстве случаев этот глагол указывает на то, что данное явление 82
охватывает весь процесс или что весь процесс проходит через определенную стадию. Глагол to involve — один из самых употребительных глаголов в английской научной и технической литературе и имеет много значений, в частности: быть связанным (сопряженным) сг представлять собой, требовать, состоять из, охватывать, содержать, заключаться в, участвовать, вовлекать, затрагивать, идти (протекать), осуществлять(ся), быть, иметь место, происходить. Интересен перевод инговой формы этого глагола предлогами «с», «из», «для», «при», «на», «без», а также просто родительным падежом. The values of (A—А6) are positive for polymer solutions involving stiff chains «Значения (А—Ае) положительны для растворов полимера с негибкими цепями». A new route involving the aerial oxidation of ethyl benzene. «Новый метод окисления этилбензола кислородом воздуха». A number of reactions involving transition metal complexes have been described. «Описан ряд реакций комплексов переходных металлов» (см. также пример 3, «Химия и жизнь», № 2). В заключение обратите особое внимание на сочетание to be involved в мало известном значении «сложный». В таком случае перед involved часто стоят наречия too, very, much, тогед extremely. Например: The problem is far too involved for one to be able to solve it. «Эта проблема слишком сложна, чтобы ее можно было решить» (см. также пример 8) * 11. This fact can be used to estimate the number of amino groups in a compound. Неправильный перевод: «Этот факт может быть использован для оценки числа аминогрупп в соединении». Правильный перевод: «Этот факт можно использовать для подсчета числа аминогрупп в соединении». Принято считать, что глагол to estimate означает «оценивать», и соответственно существительное estimation переводится как «оценка». Однако, это не всегда так. Глагол to estimate очень часто имеет совершенно конкретное значение «вычислять», «подсчитывать», «определять», в чем нетрудно убедиться из следующего примера: * В дальнейшем мы будем ссылаться на разобранные примеры, указывая только номера журнала и предложений. — А. П. The time for this inversion has been estimated to be 10-11 seconds. «Вычислено, что время этой инверсии составляет секунд». 12. Samples of monoethylene glycol were purified by repeated distillation. Неправильный перевод:1 «Образцы моноэтиленгликоля были очищены повторной перегонкой». Правильный перевод: «Образцы моноэтиленгликоля были очищены многократной перегонкой». По аналогии со значением глагола to repeat «повторять» прилагательное repeated обычно переводят словом «повторный». Однако очень часто это прилагательное обозначает многократное действие со значением «неоднократный» и «многократный». Представляете себе негодование химика, использовавшего иностранную методику и получив и е- го посл& второй («повторной») перекристаллизации продукт, содержащий примеси, в то время как ав* торы методики утверждали, что они приготовил* Совершенно чистое вещество. А ведь после седьмой, Восьмой перекристаллизации продукт действительно £гал совершенно чистым! Соответственно, наречие repeatedly переводится fie «повторно»! а «неоднократно», «много раз». Например: Columns may be used repeatedly, «Колонки можно использовать много раз». В следующей статье я познакомлю вас с проблемой перевода «псевдопростых» Слов И рассмотрю специфику перевода следующих предложений: 13. The distribution curve may be used to make a decision between alternative me* ehanisms. 14. In this approach rates of reactions are not measured, 15. It is known from spectroscopic ел! dence that Beckmann rearrangement is analogous to the carbonium ion rearrangements» 16. Unit cells may contain one, two, or occasionally, more than two layers. 17. Our experiments have led to the ten tative conclusion that these mixed solvent systems facilitate cellulose reactions. Кандидат филологических наук А. Л. ПУМПЯНСКИЙ 6* 83
I Витраж музея В МУЗЕЕ ИСТОРИИ МЕДИЦИНЫ Необычный музей работает в Риге — музей истории медицины. Он носит имя известного советского ученого и врача академика П. Страдыня A896—1958]. Павел Иванович Страдынь всю жизнь был страстным коллекционером. В течение последних тридцати лет он собирал реликвии, связанные с развитием медицины в разных странах. В его уникальных коллекциях старинные книги и гравюры, посуда и аптекарская утварь, макеты и диорамы. Свои коллекции академик подарил государству. Они и были положены в основу музея, систематизированы и пополнены. Музей показывает историю медицины от первобытного общества до наших дней, от примитивнейших способов врачевания до величайших открытий нашего времени. Один из разделов музея — история аптек. М. ДИМУРОВ сфотографировал некоторые экспонаты этого раздела. Средневековая аптека «Золотого льва» (Латвия, Елгава) ГО X U ш X 84
Фарфоровая посуда для хранения лекарств (XVIII—XIX вв.). Бокаловидная — для густых экстрактов; цилиндрической формы — для хранения высушенных и измельченных лекарственных растений; кувшин с узким горлом — для эссенций и настоев. О первой аптеке в Риге упоминается в старинных документах еще в 1357 году. Аптека «Золотого льва» была основана в 1633 году; к концу XVIII века в Риге существовало уже 8 аптек. До XVIII века врач сам занимался приготовлением лекарств. В связи с развитием медицины и увеличением выпуска лекарственных препаратов обязанности врача и аптекаря разделяются. Теперь заготовка и переработка лекарственного сырья происходит в аптеках. Рецепты приготовления лекарств были тайной каждого аптекаря. Поэтому язык фармации был таинственным: не только каждое простое лекарство, но и сложные соединения имели свои символы. В этот же период были изданы первые фармакопеи и возникли законы, запрещавшие аптекарю врачевать, а врачу — владеть аптекой. К XIX веку характер аптек изменился. Теперь в аптеках продаются местные и привозные лекарственные вещества, в основном лечебные травы. Их частично выращивают в садах при аптеках. Аптекари готовят и продают пряности, алкогольные напитки, табак, сладости. Лишь в конце XVIII века, с возникновением специализированных предприятий, аптеки прекращают торговлю пищевыми продуктами. Совершенствуется процесс приготовления лекарств. Если раньше аптекарь должен был сам готовить все лекарства, то в начале XIX века в аптеках создаются лаборатории, где сосредоточено приготовление лекарственных препаратов—^ настоек, экстрактов, эссенций, эфирных масел из растительного сырья и химических реактивов. 85
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК ОЛИМПИАДЫ ЮНЫХ ХИМИКОВ в польской НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКЕ В нынешнем году химическая олимпиада польских школьников проводится уже в двенадцатый раз. Олимпиады школьников в Польше организуются несколько иначе, чем у нас. Начинаются они с открытого тура, в котором может участвовать любой старшеклассник. Участники, справившиеся с заданиями открытого — подготовительного — тура, должны успешно пройти еще два этапа соревнований, после которых лучшие из лучших получают право на участие в заключительном туре. И, наконец, на четвертом этапе олимпиады, после выполнения письменного и лабораторного заданий, выявляются победители. Победителей олимпиады награждают дипломами, дающими право поступления без экзаменов в высшие учебные заведения, и ценными призами. Чтобы иметь представление о том, насколько заслужены столь высокие награды, попытайтесь решить задачи заключительного тура олимпиады 1964—65 учебного года. Ну, а если это вам не удастся, тщательно проанализируйте ход решения, приведенный на страницах Юного химика. Старший преподаватель кафедры химии Челябинского педагогического института Г. Б. ВОЛЬЕРОВ
Задача 1 Некоторая твердая органическая кислота содержит в своем составе 34,62% углерода и 3,84% водорода. Навеску этой кислоты массой 0,169 г растворили в воде и оттитровали 0,1-нормальным раствором щелочи, которого потребовалось 32,5 мл. Известно также, что исследуемая кислота выделяет при нагревании двуокись углерода и превращается при этом в другую органическую кислоту, натриевая соль которой реагирует с едким иатром, образуя газообразный углеводород, содержащий в своем составе 75 % углерода. Приведите молекулярные и структурные формулы описанных выше веществ и уравнения соответствующих реакций. Задача 2 Имеются две пластинки одинаковой массы, изготовленные из металла, дающего двухзарядные катионы. Одну из них погрузили в раствор соли свинца, а другую — в раствор соли меди. Объемы растворов равны. Через некоторое время оказалось, что масса пластинки, находившейся в растворе свинцовой соли, увеличивалась на 19%, в то время как масса другой пластинки уменьшилась на 9,6%- При этом молярные концентрации соли свинца в одном растворе и соли меди в другом изменились одинаково. Из какого металла были изготовлены пластинки! Предполагается, что весь выделившийся свинец и медь полностью осаждались на пластинках. Задача 3 Имеется смесь, состоящая из следующих солей: CuCI2.2H20, РЬ|1ЧОзJ и ВаС!2.2Н20. Порцию смеси массой 7,46 г растворили в воде и полученный раствор поделили на две равные части. Одна часть этого раствора под действием избытка AgN03 дала 2,87 г осадка, другая после добавления избытка разбавленной серной кислоты выделила 2,68 г осадка. Вычислить процентное содержание каждой из солей в исходной смеси (без кристаллизационной воды]. Задача 4 Некоторый элемент образует три бромида. Процентные содержания брома в них относятся как 1:1,0833:1,1305. Этот же элемент образует три окисла с процентным содержанием кислорода, выражающимся отношением 1 : 1,333 :1,6. Валектности элемента в окислах те же, что и в соответствующих бромидах. Определить атомный вес и название элемента, а также привести формулы его бромидов и окислов. РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Задача 1 1. Определим простейшую формулу искомой кислоты. а] Так как органическая кислота, помимо углерода и водорода, содержит еще и кислород, установим его процентное содержание. 100% - C4,62% + 3,84%) = 01,54% б) Найдем атомные факторы элементов и отношение числа атомов в молекуле: „ л „ 34.62 61,54 . 3,84 c:0:H^-^;-^:_f~^3-4-4 1 87
в) Напишем простейшую формулу искомого вещества и определим по ней условный молекулярный вес: с3о4н4 M=123^fl6 - 4 И 4- 104 (условный) Молекулярный вес кислоты мы посчитали условным, так как пока нет уверенности, что найденная простейшая формула явится одновременно истинной формулой кислоты. Пока примем: условная грамм-молекула |гм) — 104 г. 2. Определим грамм-эквивалент кислоты (гэ). а] Найдем, сколько |гэ] щелочи вступило в реакцию. Так как в 1 л 1-нормального раствора содержится 1 гэ вещества, то количество израсходованной щелочи в грамм- эквивалентах найдем, умножив нормальность на объем раствора в миллилитрах A п = = 1000 мл] и разделив произведение на 1000. Вещества реагируют в эквивалентных количествах. Следовательно, кислоты также расходуется 0,00325 гэ. б] Определим грамм-эквивалент кислоты: 0,109 г : 0.00325: =52 г. 3. Установим молекулярную и структурную формулу исходной кислоты. Так как условная грамм-молекула содержит 2 грамм-эквивалента A04 : 52 — 2], то, приняв простейшую формулу за истинную, следует считать искомую кислоту двухосновной, т. е. содержащей две карбоксильные группы. В таком случае, структурная формула кислоты имеет следующий вид: н — с~ н или А) 1о —н соон I I соон Это малоновая кислота. 4. В условиях задачи сказано, что данная кислота при нагревании теряет двуокись углерода, превращаясь в другую органическую кислоту. В случае малоновой кислоты это условие соблюдается: СООН СООН СНЙ CHH-CQa? V 1LJL1 аЧНГ :С00:Н Получается уксусная кислота. 5. И последнее условие: натриевая соль этой кислоты реагирует с едким натром, образуя углеводород, содержащий 75% углерода. Найдем формулу углеводорода Для этого сначала определим весовое соотношение элементов: С : Н = 75 : 25 = 3 : 1, после чего нетрудно вывести отношение числа атомов в молекуле J_ 4 Единственный углеводород, который может иметь такое отношение числа атомов в молекуле, это метан СН4. 6. Но так ли, как описано в задаче, взаимодействует уксуснокислый натрий с едким натром! — Этот процесс выражается следующим уравнением: СН:; COONa } NaO;H > СН4 f -f Na3C03 Г Н- 3 ■ i СЯ~ 2 Т 1 = 1:4 88
Все условия соблюдены. Решение правильное. Разумеется, если вам известен лабораторный способ получения метана из уксуснокислого натрия, вы сможете решать задачу, двигаясь в направлении, обратном приведенному в нашем решении. Задача 2 Введем некоторые обозначения: m — исходная масса каждой из пластинок, л — количество грамм-атомов каждого из трех металлов (свинца, меди и искомого), участвующее в реакциях. Эта величина равна для всех трех металлов, поскольку они все проявляют равную валентность, а молярная концентрация растворов солей при равных объемах растворов изменялась одинаково. х — грамм-атом неизвестного металла. (Атомные веса РЬ и Си равны соответственно 207 и 64.) 207п — количество свинца, выделившееся на первой пластинке, 64п — количество меди, выделившееся на второй пластинке, хп — количество металла каждой из пластинок, перешедшее в раствор. B07п — хп] — увеличение веса первой пластинки, (хп — 64п) — уменьшение веса второй пластинки. п <207-х) —— = 0,19 — относительное увеличение веса первой пластинки по условию ш г и (х — 64) ЛЛЛЛ = 0,096 — относительное уменьшение веса второй пластинки (тоже ло vein ловию). Итак, получилась система уравнений: »B07-.у) = 0 Д9 111 " >* ~ 6*) =0,096 m Разделим первое уравнение на второе: 207 —х 0,19 х —64 0.096 Отсюда легко определяется неизвестное: х = 112. Искомый металл — кадмий. Задача 3 1. Определим вес грамм-молекулы каждого из компонентов смеси: CuClo -2H20 Pb(NOa)s 64 ± 35,5-2 л- 2B -»■■ 16) = 17J 207 | A4 ; 3 • 16) - 2 = 331 гм -= 171 г. гм =- 331 г. ВаС12 - 2Н.0 137 Н 35,5 - 2 l 2 . 18 =-244 гм =_ 244 г. 2. Обозначив число молей каждого из трех компонентов соответственно через х, у и z, выразим массу солей следующим образом: CuClg • 2НаО . ... 171 х Pb (N03K . ... 331 у ВаС12 • 2НяО . ... 244 z Заметим, что х и z выражают число молей не только кристаллогидратов, но и содержащихся в них соответствующих безводных солей. 3. Так как общая масса порции смеси известна, составляем алгебраическое уравнение: 171 х }- 331 у + 244 z = 7,46 (I) 89
4. Напишем уравнения реакций, происходящих при добавлении к раствору смеси азотнокислого серебра: CuCl2 f- 2AgN03 = 2AgCl J | Си (N03J ВаС12 J 2AgN03 -= 2AgCl [ + Ва (N03J Из уравнений следует, что каждый моль любой из исходных солей или моль «их смеси в этом случае даст два моля осадка. Установим, какая часть моля хлорида серебра находится в осадке: Для AgCl гм = 143,5 г; 14о,5 Таким образом, осаждению подвергалась 0,01 гм смеси двух хлоридов. Учтем, что израсходовали при этом половину исходной порции. Следовательно: -^(х | z) = 0.01; X + Z- 0.02 (И) Мы получили второе алгебраическое уравнение, но для нахождения трех неизвестных нужно еще третье. Выведем его из реакции с сериой кислотой. 5. Напишем уравнения реакций, происходящих при взаимодействии исследуемого раствора с серной кислотой: Pb(N03J-| H,S04 - PbS041 , 2HN03 BaCl2 -f- HoSO-, - BaS04 J, } 2НС1 Заметим, что 72 у молей нитрата свинца соответствует такому же количеству молей сульфата свинца и 72z молей хлорида бария — такому же количеству молей сульфата бария. Определим веса грамм-молекул соответствующих сульфатов: PbS04 BaS04 гм =_ 303 г гм = 233 г 303 Следовательно, масса осадка первой соли равна —~ у, а масса осадка второй 233 соли составляет —- z. Общая масса осадка —2,68 г — известна из условий задачи. Составляем алгебраическое уравнение: 303 . 233 9 fiQ -g- У + -g—z = 2,e8 303y-j 233z = 5,36 (Ш) 6. Решим систему уравнений (I, II, III): 171х 331у i 244z -7,46 х z —0,02 ЗОЗу -1 233г 5,36 Решение системы (которое мы здесь опускаем] дает следующие значения неизвестных: х у — z - 0,01 моля 7. Определим процентное содержание каждой из безводных солей в исходной смеси. (Общий вес смеси равен 7,46 г.| " 0,01 моля CuCI2 составляет 1,35 г; содержание GuC!2 в смеси равно: 14^0,18^18% /,4b 90
0,01 моля Pb|N03h составляет Зг31 г; содержание Pb(NO ) равно: 0,01 моля BaCi2 составляет 2,08 г; содержание ВаС!2 равно: о по ^^0,28^28% У вас может возникнуть вопрос: IS f 44 + 28 = 99, а не 100%. Почему так! Но вы забыли о кристаллизационной воде. На ее долю и приходятся недостающие 10%. Задача 4 1. Обозначим искомый элемент через А, атомный вес элемента А — через а, число атомов кислорода в каждом из трех окислов — соответственно через х, у и z. В таком случае формулы окислов примут следующий вид: АОх, АОу и AOz. Учтем, что элемент А проявляет в бромидах и окислах одни и те же валентности, а валентность брома вдвое меньшая, чем кислорода. Значит, записать формулы бромидов можно так: АВг2Х; АВг2у и ABr^ 2. Выразим с помощью неизвестных молекулярные веса соответствующих окислов и бромидов: М окислов: а -{- 16х; а + 16у; а + 16z М бромидов: а + 160х; а + 160у; а -Ь 160z (Атомный вес кислорода равен 16, а брома — 80]. Относительное содержание кислорода в окислах и брома в бромидах: Ifix lGv 16z a ICx * а , 16у ' a -f 16z 1(>0х ItiOy m IGOz а НИК' a~760y ' a { 160z 3. В соответствии с условиями задачи составляем следующие отношения: _J6* . ; _!<*- : -l^V = l: 1,333 : i,e а Н>х а 1Ьу a loz _igox . \т » e 1 t 0833: 1ЛЖ>5 а 1 160х ' а 1С0> а 4 *60z Для решения задачи используем следующие пропорции: Ti - - п^~ = 1 : 1,333 а -[ 10х a -t- 1(>у а ^ ИШ\ ' a i IttOy 91
Выполним деление в каждой части обоих равенств и решим полученную систему уравнений: х (a I lfiy) 0,75 ^0,923 у (а '■ llix) у (л mix)' Решение этой системы приведет к следующему результату: 8,32х>— 0,173ау. Так как у не равен нулю по смыслу задачи, то: 8,32х = -- 0.173а. откуда а = 48х х — число атомов кислорода в молекуле окиси, где валентность элемента А наименьшая. Очевидно, х должен быть выражен небольшим целым числом. 3 Произвольно приняв х равным 1, находим значения а = 48; у = -- . Используя полученные данные, из исходных отношений легко определить значение z. z = 2. В этом случае искомый элемент (с атомным весом, равным 48]— титан. Формулы окислов: ТЮ; ТЮ3 (т. е. Ti2Oa); Ti02. 2" Формулы бромидов: TiBr2; TiBr3; TiBr4. Однако решение задачи на этом не кончается: мы ведь произвольно придали х значение равное 1. Следует проверить другие значения х и показать, что при любых значениях х, отличных от единицы, задача не будет иметь удовлетворительного решения. В частности, небезынтересно выяснить, почему не лодходит значение х, равное 2. ОТВЕЧАЕМ НА ВОПРОСЫ ПРОШЛОГО НОМЕРА 1. ПАХНЕТ ЛИ АЦЕТИЛЕН Ацетилен сам по себе имеет слабый запах, но в карбиде кальция всегда содержится примесь фосфида. При разложении водой фосфид кальция образует фосфористый водород, обладающий весьма розним запахом: СааР:, 6Н30 - ЗСа (ОНJ l 2PH3 "' Некоторые другие примеси, содержащиеся в карбиде, также дают неприятно пахнущие газы. Теперь нетрудно понять, почему так резко пахнет технический ацетилен. 2. БЕЛОЕ — ЧЕРНОЕ — БЕЛОЕ Свинцовые белила (основная углекислая соль свинца] под действием сероводорода переходят в черный сульфид свинца 2РЬС03 • РЬ(ОНK + 3H2S белый - 3PbS + Ш20 черный 2СОо. Поскольку в воздухе сероводорода очень немного, этот процесс идет медленно. При обработке перекисью водорода сульфид свинца переходит в соль серной кислоты — сульфат, который по цвету почти неотличим от свинцовых белил PbS 4- ЩР2 -= pbS04 + 4Н20. 3. ЭТАЛОН — ВОДОРОД Праут был бы прав, если бы он говорил о чистых изотопах. Но в то время химики еще не имели об этом никакого представления. Сейчас мы знаем, что существуют два изотопа хлора с атомными весами 35 и 37, а соотношение этих изотопов в хлоре таково, что средний атомный вес его получается равным 35,457- 92
Когда, зачем и как паяют I Я, ваша честь, Паяю жесть. Лудильщик я и медник. Хожу пешком Из дома в дом. На мне прожжен передник. Роберт БЕРНС Намеку Бернса насчет прожженного передника должен внять каждый, имеющий дело с паяльником. Я, например, прожег на своем радиолюбительском веку по меньшей мере дюжину брюк, пиджаков и рубашек — увы, не только своих. Так что прежде всего: собираясь лаять, одевайтесь похуже. Когда, зачем и как паяют! Проще всего ответить на вопрос «когда!». Радиолюбитель лаяет всегда, во все времена года и суток (охотнее всего ночами], во время отдыха или обеда. Даже объясняясь в любви, некоторые ухитряются одновременно паять — чтобы не терять времени. Объяснить, зачем радиолюбители паяют, несколько сложнее. На этот счет существует ряд гипотез. Одна из них (наименее достоверная] утверждает, что конечная цель пайки — собрать приемник, телевизор или что-нибудь в этом же роде. Лично я убежден, что истинный радиолюбитель такой цели ие преследует. Он паяет схему для того, чтобы было потом что распаивать и перепаивать. Остается рассказать, как паяют. Для пайки монтажного провода и выводов радиодеталей нужен паяльник мощностью 40 ватт, для деталей большей массы — 90 ватт. Почти все паяльники отличаются одной особенностью: они либо перегреваются, либо недогре- ваются. Лучше всего, конечно, включать паяльник через автотрансформатор, напряжение на котором можно регулировать (например, через ЛАТР] — тогда вы не будете зависеть от колебаний напряжения в сети. Если автотрансформатора у вас нет, а паяльник перегревается, можете включить его последовательно с гасящим сопротивлением, например остеклованным. (Скажем, при напряжении в сети 127 вольт и 40-ваттном паяльнике сопротивление в 30 ом погасит примерно 10 вольт, при этом на нем будет рассеиваться мощность около 3 ватт.) Если же паяльник недогревает- ся, можно избавиться от этой напасти, укоротив его нагревательную проволоку. Припой на жале нормально нагретого паяльника должен легко плавиться, но не «гореть». В радиолюбительской практике чаще всего пользуются оловянно- свинцовым припоем, так называемым третником D0% олова, 60% свинца] с температурой плавления 200 С. Этим же припоем можно припаивать и выводы полупроводниковых деталей, но делать это следует осторожно — они не терпят перегрева, их может хватить «тепловой удар». Гораздо спокойнее паять транзисторы легкоплавким сплавом By да E0% висмута, 12,5% кадмия, 25% свинца и 12,5%» олова]. Температура плавления этого припоя всего 68е С — ложечка из сплава Вуда плавится в стакане с горячим чаем. У радиолюбителей, в отличие от большинства остальных смертных, слово «ф л ю с» вызывает приятные ассоциации. Ибо без флюса нельзя лаять, нельзя даже залудить жало паяльника (во веяном случае, на Земле, где в атмосфере 20% кислорода]. Зачищенная металлическая поверхность, подготовленная к пайке, немедленно покрывается окисной пленкой. Ее-то и растворяет флюс, давая возможность прилою смочить поверхность нагретого металла и накрепко с ним соединиться. В качестве флюса много лет честно служит в радиотехнике канифоль — в виде кусков, порошка или спиртового раствора C0 канифоли, 70% этилового спирта]. В последнем случае пайка получается лучше всего — раствор проникает во все щели, в результате не остается участков, не обработанных флюсом. Но, к сожалению, канифоль далеко не всегда может быть использована в качестве флюса. Она бессильна, скажем, растворить пленку окислов на железных и стальных деталях. Для их лайки нужны другие флюсы, например хлористый цинк A8%) и хлористый аммоний F%), именуемый также нашатырем, растворенные в воде G6% ]. Мало сказать, что этот флюс химически очень активен — он в полном смысле агрессивен. Если, скажем, возле не закупоренного пузырька с «железным» флюсом положить напиль- < У < о. и о < о. 93
ник, го через три-четыре часа он покроется ржавчиной. Поэтому паять железо можно, но соблюдая осторожность: флюс наносить очень аккуратно, не разбрызгивать его и немедленно после пайки тщательно смыть остатки флюса водой или, еще лучше, слабым раствором соды. Заветная мечта многих радиолюбителей — пайка алюминия. Мечта, кажущаяся несбыточной. И в самом деле — окисную пленку на алюминии обычные флюсы не берут. Есть, правда, ультразвуковые паяльники — их жало вибрирует с большой частотой и непрерывно разрушает окисную пленку. Но у радиолюбителей таких паяльников что-то не видно. Между тем алюминий паять можно и без помощи ультразвука — старым простым способом, с флюсом. Состав его такой: фтористый натрий A0 % Ь хлористый цинк (8%), хлористый литий C2%) к хлористый капий E0%]. Правда, и припой в этом случае должен быть особый, состоящий из меди B8% h кремния F%) и алюминия F6%). Плавится этот прилой при сравнительно высокой температуре — 600°С. Обычным электропаяльником его не возьмешь — нужен либо специальный электропаяльник, либо паяльник, которым пользовались лудильщики и медники еще в эпоху воспевшего их Бернса: болванка из красной меди на стальном стержне с ручкой. Нагревать его можно на газовой горелке. «Алюминиевый» флюс не менее зловреден в смысле коррозии деталей, чем «железный». Его тоже необходимо смыть сразу же после пайки. В домашних условиях пайка алюминия — дело крайне сложное. Тот, кто научится паять этот строптивный металл, безусловно заслужит великое уважение современников-радиолюбителей. Инженер М. КОНСТАНТИНОВСКИЙ j „Семерых убивахом" < ас х сС О о. О I— О < О со О сС < < X < о. Много врагов у сада: и гусеницы, и жуки-долгоносики, и мельчайшие клещи, и еще более мелкие споры — возбудители болезней. Все они живут за счет плодовых деревьев, повреждая листья, цветки, плоды. Для борьбы с каждым из них нужны свои меры — опрыскивание, опыливание теми или иными химикатами. Но нельзя ли «убить двух зайцев» сразу — одним опрыскиванием уничтожить Двух вредителей? Оказывается, можно, и не двух, а как храбрый портняжка из сказки, «одним махом семерых убивахом». Можно, например, приготовить состав, одновременно уничтожающий мелкую зеленую тлю, скручивающую листья; гусениц плодожорки и листовертки; маленьких жучков-долгоносиков — яблонного цветоеда, казарку, букарку. Вдобавок состав этот будет обезвреживать еще и споры парши, особенно заметной на кожице яблок. Как же составить эту чудодейственную смесь? Здесь важны не только пропорции ядохимикатов, но и последовательность их смешивания. Вначале возьмите полкило медного купороса. Растворите его в небольшом количестве горячей воды, а потом долейте холодной — до 25 литров. ВНИМАНИЕ» ЭТО НАДО ДЕЛАТЬ В ДЕРЕВЯННОЙ, СТЕКЛЯННОЙ ИЛИ ЭМАЛИРОВАННОЙ, НО НЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОСУДЕ! Во вторую такую же посуду положите полкило негашеной извести, погасите ее, залив небольшим количеством воды, а затем также долейте водой до 25 литров. Слейте известковую жидкость через редкую ткань или марлю в чистую деревянную бочку объемом не менее 60 литров. Потом туда же — осторожно, тонкой струей, непрерывно помешивая, — вылейте раствор медного купороса. ЗАПОМНИТЕ: ЛИТЬ НАДО ГОЛУБОЕ В БЕЛОЕ, А НЕ НАОБОРОТ! Вы получили 1 /о-ную бордоскую жидкость, уничтожающую паршу и другие грибные заболевания. Если вы все сделали правильно, она будет иметь небесно-голубой оттенок. Жидкости у вас получилось 50 литров, и разбавлять ее водой не следует. Заправляйте ее в ранцевый опрыскиватель порциями по 10 литров и каждый раз добавляйте к ней 15— 20 граммов никотин-сульфата или анабазин-сульфата и 300 граммов 5,5%-ного дуста ДДТ, который нужно сначала размешать в небольшом количестве воды. Если куплен 307о-ный дуст, то его достаточно 50 граммов на 10 литров жидкости. Наконец, можно вообще заменить его, например, парижской зеленью— ее нужно всего 15 граммов. Итак, комбинированная жидкость готова. Ею надо опрыскивать яблони и груши в период, когда бутоны цветков округлятся, оставаясь еще зелеными, — обособятся, как говорят садоводы. Пригодится она и летом, для опрыскивания против плодожорки, которое считается обязательным и проводится во всех садах для профилактики. В средней полосе его обычно делают дважды: через 10—15 дней после цветения и затем еще через 15—20 дней. Научитесь готовить чудесную смесь, и вы избавите свой сад от многих неприятностей. Агроном И. ПОЛЯК 94
■МНИВ БЕЛАЯ МАГИЯ СОВРЕМЕНПОЙ НАУКИ Одному человеку пришлось удирать от чудовища. Он влез на папьмуг но пальма оказалась слишком низкой, и чудовище могло до него дотянуться. Тогда человек запел: «Пальма, пальма, ра- * К. Е. ОВЧАРОВ. Власть человека над жизнью растений. М„ Издательство «Просвещение», 1965, 120 стр. Тираж 27 000. Цена 15 коп. сти вверх! Пальма, пальма, расти вверх!» И пальма стала расти. Когда чудовище не солоно хлебавши ушло, человек снова запел: «Пальма, пальма, расти вниз! Пальма, лальма, расти вниз!». Пальма и на этот раз послушалась. Человек слез иа землю и пошел себе восвояси... Об этой негритянской сказке, слышанной в детстве, я всломнил, увидав книжку, ыа обложке которой стояло: «Власть человека над жизнью растений»*. Название, по правде говоря, не привлекающее новизной. Но когда закрываешь последнюю страницу, прочитав книгу, становится ясно, что это название точно и исчерпывающе. «Табак, табак, расти вверх!» — мог бы сказать безымянный герой книги — современный исследователь. Но он этого, конечно, не говорил, а всего-навсего каждый ш а о а н к о X 2 а В начале 1966 г. издательство «Мир» выпускает в свет несколько интересных популярных книг по химии. Крупные ученые, к сожалению, не часто принимают участие в создании учебников для средней школы. Поэтому перевод учебника по химии (курс для средней школы], составленного коллективом педагогов под руководством видного американского радиохимика Г. Сиборга, представляет особый интерес. Доступное и ясное изложение основных вопросов химии в сочетании с научной строгостью и современной постановкой проблем делает эту книгу ценной для самого широкого круга читателей. В начале каждой главы приводятся высказывания известных ученых, характеризующие основные мысли главы. Книга иллюстрирована оригинальными и часто остроумными рисунками. Для широкого круга читателей будет полезна и интересна книга профессора биохимии Дж. Роута «Химия XX века». Дж. Роут показывает, что химия вносит почти в любую область человеческой деятельности нечто лринципиально новое, что знакомство с химическими понятиями необходимо в наши дни работникам медицины, сельского хозяйства, самых различных областей промышленности и бытового обслуживания. И наконец, еще одна книга — «Периодический закон» Д. Кулера. Ее содержание гораздо шире названия. В ней рассказывается не только о периодической системе элементов Д. И. Менделеева. По существу, это сжатый и достаточно популярный очерк по неорганической химии. Организации и специалисты, заинтересованные в приобретении книг, могут оформить предварительный заказ в любом книжном магазине. Q. S S ы а н о л Ы < г* 95
день подходил к цветочному горшку с табаком и капал на него каким-то раствором из пипетки. И табак вырос — шестиметровой высоты достигли его стебли! Капусту высотой в пять метров вы не встретите ни в одной сказке. А это тоже факт, и не из самых удивительных. Вещества, которые ускоряют прорастание семян, и препараты, до самой весны не дающие прорастать картофелю. Регуляторы плодоношения, которые могут, если нужно, намного увеличить количество завязей, а если нужно — заставляют часть их опадать. Специальный световой режим — и редис по вашему желанию или дает крупные корнеплоды, или зацветает — и можете собирать семена. Свет определенного спектрального состава, под лучами которого салат бурно разрастается, но так и не цветет. Средства, уничтожающие «усы» у клубники и вызывающие у хлопка опадение листьев, которые мешают уборке. Ядохимикаты, истребляющие злейшие сорняки и безвредные для полезных растений. Химическая сушка древесины и ускорение созревания плодов... Одним словом, книжка доктора биологических наук К. Е. Овча- рова посвящена практическому применению науки, познающей физико-химические основы жизнедеятельности растительных организмов — физиологии растений. Все новые и новые достижения этой науки становятся достоянием практики. Все быстрее устаревают учебники. Значит — безусловно важно появление таких книг, как эта, предназначенная для школьников старших классов. То, о чем они прочитают здесь — последнее слово в научном земледелии. К сожалению, без некоторых критических замечаний все-таки не обойтись. Автор поставил перед собой похвальную цепь — увлечь молодого читателя, пробудить в нем стремление к творческим поискам, как сказано в его предисловии. Но иногда он как будто забывает об этом — и на страницах книги появляются рецепты и расчеты, более уместные в инструкции по применению гербицидов. Несомненное достоинство книги — ее обобщающий характер, систематический рассказ о целой области науки и практики, достижения которой известны массовому читателю преимущественно лишь по отдельным популярным статьям, посвященным частным проблемам. Но это достоинство иногда оборачивается своей противоположностью: несколько поверхностным разъяснением механизма тех или иных явлений, тех или иных приемов воздействия на растительный организм. Может быть, именно поэтому в книге чувствуется какая-то отрывочность, недостаток последовательности; местами трудно уловить внутреннюю связь между различными направлениями исследований, о которых рассказывает автор. Наконец — это уже упрек не автору, а скорее, издательству, — огорчает бедность и примитивность оформления. «Искусство художника оказывает незаменимую услугу науке», — писал К. А. Тимирязев в предисловии к одному из изданий своей знаменитой «Жизни растения». Право же, эта услуга не должна ограничиваться однообразными скучными перерисовками с фотографий. Тем более в книге, безусловно интересной и нужной, которую с пользой прочтут люди самых разных возрастов и профессий. А. ДМИТРИЕВ На первой странице обложки — рисунок к статье «Клетка и вирус» Редакционная коллегия: Главный редактор И. В. Петрянов-Соколов П. Ф. Баденков, В. И. Гольданский, Н. М. Жаворонков, С. В. Кафтанов, Л. И. ЛЛазур, Б. Д. Мельник, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), П. А. Ребиндер, С. С. Скороходов, Б. И. Степанов, А. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль Рукописи не возвращаются При перепечатке ссылка на журнал «Химия и Жизнь» обязательна. Оформление А. Великанова. Технический редактор Д. А. Глейх Адрес редакции: Москва, В-333, Ленинский проспект, 61/1. Телефон АВ 7-72-64 Подписано к печати 23/11—1966 г. Т. 13 328. Усл. п. л. 10,08+1 вкл. Уч.-иэд. л. 11,0 Бумага 84X108'/i6- Бум. л. 3,0. Печ. л. 6.0. Тираж 65 000. За к. № 836. Цена 30 коп. Набор и пешть выполнены в Московской типографии № 2 Главполиграфпрод'а Комитета по печати при Совете Министров СССР. Москва, Проспект Мира, 105. Печать обложки и цветной вклейки и брошюровочные работы выполнены во 2-й типографии издательства «Наука». Москва, Шубииский пер, 10.
На ереванском заводе «Поливинилацетат» .?» I Н ? $§.: «lifS tto- * -*л t Mbi > +. -^ / ^ * Г"? -У
Что вы знаете и чего не знаете о кофе В следующих номерах: Зрение — сложнейший процесс, важнейшую роль в котором играют химические превращения Химические заводы — к XXIII съезду КПСС